konstrukcija transportnog sistema
TRANSCRIPT
JU UNIVERZITET U TUZLI MAŠINSKI FAKULTET PROIZVODNO MAŠINSTVO TRANSPORTNI SISTEMI II
SEMESTRALNI RAD
KONSTRUKCIJA TRANSPORTNOG SISTEMA
Radio: Selmir Ikanović II-128/04 Datum: Pregledao: 11.05.2008.
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
1
Zadatak
Za proizvodno-transportnu liniju (termička obrada aluminijumskih točkova za automobile)
prikazanu na slici potrebno je odrediti:
1. Tehničke parametre transportnih sredstava, prikazanih na slici (horizontalni
transporteri:2 valjkasta transportera i jedan pločasti), imajući u vidu uskladjenost
kapaciteta transportnog sistema;
2. Način paletiziranja i otpreme paleta u skladište imajući u vidu ukupni satni kapacitet
transportne linije.
Poznato je:
• Kapacitet sistema je Q = 1000 (kom/h)
• Dužina zadržavanja točkova u peći za vještačko starenje aluminijuma je T = 120 min
• Peć za vještačko starenje koncipirana je iz sledećih segmenata:
� Sekcija za zagrijavanje na 250oC dužine Lp1 = 12m
� Sekcija za držanje na temperaturi 250oC dužine Lp2 = 35m
� Sekcija za hladjenje na 50oC dužine Lp3 = 12m
Ostale karakteristike sistema:
• Masa transportovanih elemenata je m = 3kg, dimenzije Φ500x220(mm)
• Dužine horizontalne dionice valjkastog transportera I iznosi Lv1=35m
• Dužine horizontalne dionice valjkastog transportera II iznosi Lv2=65m
• Kapacitet jedne palete iznosi 60 komada.
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
2
Rješenje Uvod
Pri rješavanju datog zadatka krećemo od same postavke, analizirajući date podatke.
Jasno je da će proračun osnovnih konstrukcionih parametara transportera biti izvršen na
osnovu poznatih zadataka iz literatute; korištenjem poznatih parametara moguće je odrediti
dimenzije, pogonsku snagu, brzinu transporta i ostale bitne parametre, kako valjkastih
transportera I i II, tako i pločastog transportera. Bitno je uzeti u obzir da pločasti transporter
radi u uslovim povišenih temperatura (250oC), te podatke iz tabela usvajati u skladu sa klasom
kojoj transporter na osnovu radnih uslova pripada.
1. Proračun valjkastog transportera I
Pri proračunu valjkastog transportera I kreće se od poznatih parametara:
• Kapacitet sistema je Q = 1000 (kom/h)
• Masa transportovanih elemenata je m = 3kg, dimenzije Φ500x220(mm)
• Dužine horizontalne dionice valjkastog transportera I iznosi Lv1=35m
Valjkasti transporter je horizontalan i pogonjen. Počinjemo od kapaciteta:
Kapacitet valjkastog transportera odredjuje se na osnovu izraza
tZ
3600=
Gdje je:
Z = Q – kapacitet, Q = 1000 (kom/h)
t – transportni interval
Kako je kapacitet poznat, odredjujemo interval nailaska komada kao:
[ ]sZ
tt
Z 6,31000
360036003600===⇒=
Usvajamo rastojanje duž transportera izmedju 2 tereta od tter = 1 m, te na osnovu toga
odredjujemo i potrebnu brzinu transportra koja je potrebna da bi se zadovoljio kapacitet i
rastojanje prema izrazu:
=⋅
=⋅
=s
mtZv ter
tran 27,03600
11000
3600
Broj komada tereta koji se u svakom trenutku nalaze na transporteru je:
366,327,0
350 =
⋅=
⋅=
tv
LZ
Usvajamo valjke prečnika Dv = 60mm, dužine lv = 650mm. Masa obrtnih dijelova valjka je
mv = 4,8 kg, prečnik rukavca je dr = 30mm, µ = 0,015, f = 0,05. Prema tome, težina obrtnih
dijelova valjka je Gv = 50N.
Rastojanje izmedju valjaka se odredjuje na osnovu najveće dimenzije komada. Kako je komad
koji transportni sistem prenosi cilindričan sa Φ500, to je najveća dimenzija a = 500mm, tako
da vrijedi:
mmatv 125...66,1665004
1...
3
1
4
1...
3
1=⋅
=⋅
=
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
3
Usvaja se rastojanje medju valjcima od tv = 165mm.
Broj valjaka transpotera odredjuje se kao odnos dužine transportera i rastojanja medju
valjcima:
12,212165,0
351 ===v
v
vt
Lz
Usvaja se broj valjaka zv = 212.
Otpor premještanju tereta (komadnog) pri ustaljenom kretanju duž valjkastog transportera
odredjuje se na onsovu izraza:
( ) [ ]NGZD
fdGzGZW ter
v
vvter βµ
sin2
00 ⋅⋅±⋅+⋅
⋅⋅+⋅=
Kako je transporter horizontalan, to vrijedi:
( ) [ ]NW 91,1951906,0
05,0203,0015,05021281,9336 =
⋅+⋅⋅⋅+⋅⋅=
Na osnovu otpora odredjuje se računska snaga motora:
[ ]kWvW
P tran
rm 2,685,01000
27,091,19519
1000=
⋅⋅
=⋅
⋅=
η
Potrebna snaga motora je prema tome:
[ ]kWPKP rmSM 44,72,62,1 =⋅=⋅=
Prema izračunatim podacima, usvaja se standardni
motor snage 7.5 kW (10 kS) prikazan na slici.
Slika 1. El. Motor za pogon valjkastog transportera
Osnovni podaci za motor dati su tabelarno:
Tabela 1. Karakteristike el. motora
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
4
Broj obrtaja valjaka je:
[ ]1min98,8506,014,3
27,06060 −=⋅⋅
=⋅
⋅=
v
tran
vD
vn
π
Slika 2. Usvojeno rješenje pogona valjkastog transportera
Prema tome, prenosni odnos reduktora je:
14,898,85
700===
v
em
redn
ni
Računska snaga reduktora je:
[ ]kWPKP rmredred 3,92,65,1 =⋅=⋅=
Koeficijent Kred = 1,5 se usvaja sa srednje uslove rada.
Usvaja se reduktor prenosno odnosa ired = 8.
Vrijeme puštanja motora u pogon je:
stpsrp
emsv
pMM
Jt
−
⋅=
ω
gdje su:
Jsv – svedeni moment inercije na vratilo elektromotora;
Msrp – srednji moment pri puštanju motora u rad;
Mstp – statički moment pri puštanju motora sveden na vratilo motora.
Pri tome su:
[ ]Nm
n
PM
MMMMM
em
em
n
nnpp
srp
25,158700
8955045,1
955045,145,12
2,17,1
2
minmax
=⋅⋅=
=⋅⋅=⋅=⋅+⋅
=+
=
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
5
[ ]Nmn
PM
em
rm
stp 5,101700
44,795509550 =⋅=⋅=
( )spsrrot
sred
vptr
sv JJi
rmJ +⋅+
⋅= δ
2
2
Gdje su:
Jr = 0,15 [Nms2] – moment inercije rotora elektromotora;
Jsp = 0,107 [Nms2] – moment inercije spojnice;
δrot = 1,25 – koeficijent koji uzima u obzir moment inercije elemenata pogona koji se obrću
sporije od vratila elektromotora;
mptr – svedena masa pokretnih dijelova transportera i tereta na njemu
⋅=
⋅⋅=
⋅=
m
sN
g
ZGm ter
ptr
2
0 10881,9
3681,93
Poluprečnik valjka transportera se računa iz izraza:
mmD
r v
v 302
60
2===
Prema tome, svedeni moment inercije na vratilo elektromotora je:
( )
⋅=+⋅+
⋅=
22
2
32,0107,015,025,18
03,0108
s
mNJ sv
Vrijeme puštanja u pogon je:
[ ]st p 41,05,10125,158
26,7332,0=
−⋅
=
Obraza po kojem se odredjuje otpor premještanja tereta u periodu puštanja u pogon:
sredv
emvvrot
p
svptr
pir
zJ
t
vmWW
⋅
⋅⋅⋅+
⋅+=
εδ
Pri tome su:
60
vv
stv
nDv
⋅⋅=π
- stvarna obimna brzina valjaka transportera;
[ ]1min5,878
700 −===sred
em
vi
nn - stvarni broj obrtaja valjaka transportera;
=⋅⋅
=⋅⋅
=s
mnDv vv
stv 274,060
5,8706,014,3
60
π
[ ]222
22 0035,04
045.006,0
81,9
50
4Nms
DD
g
Gr
g
GrmJ uvvv
inv
v
invvv =
+⋅=
+⋅=⋅=⋅=
Ugaono ubrzanje rotora je:
=−
=−
=2
34,17732,0
5,10125,158
s
rad
J
MM
sv
stpsrp
emε
Otpor je prema tome:
[ ]N
Wp
42,2027734,68517,7291,19519
803,0
34,1772120035,025,1
41,0
274,010891,19519
=++=
=⋅
⋅⋅⋅+
⋅+=
U cilju pojednostavljivanja konstrukcije i lakše nabavke dijelova, usvaja se agretgatni sklop
motor/reduktor izlaznog broj obrtaja od n = 88 (o/min) koji će se
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
6
Slika 3. Sklop el.motor-reduktor
Za spajanje agregata motor/reduktor i pogonskog vratila valjkastog transportera usvajam
elastičnu spojnicu PERIFLEX®, prikazana na slici. Spojnica je pogodna za vrlo širok obim
obrtnih momenata te se njom omogućava bestrzajno pokretanje transportera. Karakteristke
spojnice date su tabelarno i na slikama.
Slika 4. Elastična spojnica za povezivanje vratila reduktora sa
pogonskim vratilom valjkastog transportera
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
7
Tabela 2. Karakteristike spojnice
Slika 5. Konstrukcione karakteristike spojnice
Kako je trasporter horizontalan, to nema potrebe da se provjerava mogućnost proklizavanja
tereta na transporteru. Ovime je završen proračun prvog dijela transportnog sistema. Konačno
rješenje valjkastog transportera dato je na narednoj slici.
Slika 6. Konstruktivno rješenje valjakstog transportera
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
8
2. Proračun pločastog transportera
Kapacitet pločastog transportera koji transportuje komadni teret kroz peć za termičku obradu
mora biti jednak kapacitetu valjkastog transportera koji doprema komade, tj. kapacitet je Q =
1000 (kom/h). Kako vrijeme zadržavanja tereta u peći iznosi t = 120 min, a ukupna dužina
transporta kroz peć je l = 59m, to brzina transporta mora iznositi:
=
≈==s
mmv pt 0083,0
min5,049,0
120
59
Slika 7. Neka rješenja i primjene pločastih transportera
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
9
Sa valjkatog transportera komadi stižu svakih 3.6 sekundi na razmaku od 1m, i to 1000
kom/h. Prema tome, kapacitet pločastog transportera treba biti uskladjen sa kapacitetom
valjkastog transportera.
Kapacitet neprekidnih transportera kojio prenose komadni tereta odredjuje se kao:
k
vGQ
⋅⋅= 6,3
Kako znamo da kapacitet mora iznositi 1000 (kom/h), a brzina kretanja je data sa 0,5 (m/min)
= 0,0083 (m/s). Ako usvojimo da pločasto transporter za jedan sat prenese 1000x3kg =
3000kg = 3t, to se može pretpostaviti da je kapacitet transportera Q = 3 (t/h). Na osnovu toga,
može se vršiti dalji proračun.
Rastojanje izmedju 2 tereta može se odrediti i preko brzine: kako na pločasti transporter (PT)
komadi pristižu svake 3,6(s), a on se kreće sa brzinom od 0,0083 (m/s), to će on za 3,68(s)
preći:
[ ]mtl ter 029,00083,06,3 =⋅==
pa je masa tereta po metru dužnom transportera:
===m
kg
t
mq
ter
ter
ter 10003,0
3
Kako je masa jednog tereta m = 3(kg), to na jedan metar dužni treba doći:
33,333
100===
ter
ter
tm
qN komada tereta.
Transporter je dugačak 59(m), pa se na njemu treba ukupno nalaziti:
[ ]komNLN tL 47,196633,3359 =⋅=⋅= tereta.
Sada možemo provjeriti kapacitet PT na osnovu izraza:
=⋅
=
=⋅
=⋅
=h
kg
s
kg
s
kg
k
vGQ 2988360083,083,0
03,0
0083,03
Prema tome, kapacitet PT pri datoj brzini zadovoljava, pod uslovom da se na jednom metru
dužnom transportera prenosi 33,33 (kom) tereta. Potrebno je definisati način na koji će
komadi biti rasporedjeni, kao i potrebni mehanizam za rasporedjivanje.
Dimenzije komada tereta su Φ500x220 [mm], te se zbog jednostavnijeg računanja, a i potrebe
da se medju komadima u peći za termičku obradu održi minimalno rastojanje zbog potrebe da
se svaki komad dovoljno zagrije, tj. da bi se izbjeglo da se komadi medjusobno ometaju pri
zagrijavanju, usvaja da je komad kvadrat dimenzije 500x500[mm] (visina komada nije bitna
za proračun). Ova aproksimacija neće biti korištena pri proračunu optimalnog rasporeda
komada na PT-u.
Rastojanje medju komadima pri nailasku na traku je 0,03m, te se može usvojiti na na jedan
metar dužni transportera dolaze po 2 komada. Prema tome, za ispunjenje zadatog kapaciteta
potrebno je:
665,162
33,33
2=== t
R
NN redova.
Usvaja se NR=17 redova.
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
S obzirom da je poznata širina jednog tereta, te rastojanje medju teretima po dužini PT
0.03m, to se usvaja isto rastojanje medju redovima.
Kako je usvojeno 17 redova, to je ukupna širina transportera:
Tabela 4. Osnovne dimenzije pločastih transportera
Prema tabeli IV-3, vidimo da najširi standardni
= 1,6[m]. Prema tome, rješenja sa jednim pločastim transporterom širine
obzir. Potrebno je usvojiti nekoliko pločastih transportera širine B
Usvojeni su transporteri širine B
olakšava njihovo rasporedjivanje.
Prema tome, usvaja se rješenje sa
širine Bp = 1,2[m] dužine L =
vršen za jedan transporter i osminu opterećenja. Usvaja se korak lanaca od t = 800[mm], i broj zuba pogonskog lančanika z = 13.
Usvaja se lančanik HR15219, prema Hitachi katalogu.
tabeli.
Tabela 5. Osnovne karakteristike usvojenog lančanika za pogon PT
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
S obzirom da je poznata širina jednog tereta, te rastojanje medju teretima po dužini PT
, to se usvaja isto rastojanje medju redovima. Prema tome, širina poda PT
rpp BbB +≥ max
redova, to je ukupna širina transportera:
Tabela 4. Osnovne dimenzije pločastih transportera
[ ]mb 04,903,0185,017max =⋅+⋅=
3, vidimo da najširi standardni transporter ima dimenziju od B
= 1,6[m]. Prema tome, rješenja sa jednim pločastim transporterom širine 9,04
obzir. Potrebno je usvojiti nekoliko pločastih transportera širine Bp = 1.2[m], tj.
53,72,1
04,9==PTN transportera.
Usvojeni su transporteri širine Bp=1,2[m] pošto se na njima mogu transportovati po 2 reda, što
olakšava njihovo rasporedjivanje.
Prema tome, usvaja se rješenje sa 8 paralelno postavljenih identičnih pločastih transportera
[m] dužine L = 59[m] na kojima će komadi ići u po 2 reda.
vršen za jedan transporter i osminu opterećenja. Usvaja se korak lanaca od t = 800[mm], i broj zuba pogonskog lančanika z = 13.
HR15219, prema Hitachi katalogu. Karakteristike lančanike su date u
Tabela 5. Osnovne karakteristike usvojenog lančanika za pogon PT
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
10
S obzirom da je poznata širina jednog tereta, te rastojanje medju teretima po dužini PT-a od
Prema tome, širina poda PT-a je:
transporter ima dimenziju od Bp = 1600[mm]
9,04[m] ne dolazi u
[m], tj.
=1,2[m] pošto se na njima mogu transportovati po 2 reda, što
pločastih transportera
na kojima će komadi ići u po 2 reda. Proračun će biti
Usvaja se korak lanaca od t = 800[mm], i broj zuba pogonskog lančanika z = 13.
ke lančanike su date u
Tabela 5. Osnovne karakteristike usvojenog lančanika za pogon PT
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
11
Slika 7. Geometrijske karakteristike lančanika za pogon konvejera
Usvajamo vodjeni lanac (usljed velike dužine konvejera) sa karakteristikama datim na
narednim slikama i tabeli.
Tabela 6. Osnovne karaktersike vodjenog lanca za PT
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
12
Usvajam specijalne nastavke na pogonskom lancu konvejera za nošenje segmenata – ploča za
držanje tereta prikazane na slici. Karakteristike nastavaka date su u tabeli.
Slika 9. Nastavci na lancu za noženje segmenata-ploča konvejera
Tabela 7. Osnovne geometrijske karakterstike nastavaka na lancima
Slika 10. Jedno od rješenja lanaca za pločaste transportere
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
13
Približno, masa jedinice pokretnih dijelova transportera odredjuje se kao:
=+⋅=+⋅⋅=m
kgABq pp 141456,16060
gdje su:
- Bp – širina poda [m],
- A – koeficijent usvaja se prema tabeli IV-5 i iznosi A = 45,
Usvaja se koeficijent otpora kretanju od w = 0,1, prema prečniku valjka u lancu manjem od
20[mm].
Ako se usvoji da je najmanja sila zatezanja lanaca u tački silaska sa pogonskih lančanika
iznosi Fmin= F1-1000[N] (kod pločastih transportera usvaja se da je Fmin=1000-3000[N]), to
se na osnovu toga može odrediti maksimalna sila zatezanja lanca Fmax:
( )[ ]( ){ } ( ) pibpterxphpter WWHqqLqLqqwgFF ++⋅±++⋅+⋅⋅+⋅= minmax 05,1
Fmin – najmanja sila zatezanja lanca [N];
w – koeficijent otpora pločastih transportera, tabela IV-6;
qter – masa tereta po jedinici dužine pločastog transportera. Kako se proračun vrši samo za jedan
transporter (svih 8 su indentični), to će na 1m dužni i 1,6 metara širine ići po 4 komada tereta, tj.
qter=12
m
kg
;
Lh – dužina horizontalne projekcije neopterećene grane transportera, [m];
H – visina podizanja tereta, [m];
Wb - otpor trenja tereta o nepokretne bočne strane transportera, [N];
Wpi – otpor plužnog istovarivača na utovarnom dijelu pločastog transportera; H = 0 – pošto je transporter horizontalan cijelom dužinom;
Wb=0 - pošto nema bočnih strana;
Wpi =0 – nema plužnog istovarivača na utovarnom dijelu pločastog transportera
Lh = Lx ; Tako da prema tome vrijedi:
( )[ ]( ){ } ( ) [ ]NqqF pter 92,168830004514159141121,081,9100005,1max =++⋅+±⋅+⋅+⋅⋅+⋅=
Usvojen je broj zuba pogonskog lančanika z1 = 13, tako da je dinamičko opterećenje lanca:
( )ppterdin qcq
tz
LvF ⋅+⋅
⋅
⋅⋅≅
1
2
1
21 60
gdje su:
L - dužina transportera [m];
z1 – broj zuba pogonskog lančanika vučnog lanca;
t1 – korak vučnog lanca, [m];
cp – koeficijent svodjenja masa (uzima se u obzir da se svi elementi transportera na kreću pri
maksimalnom ubrzanju, a takodje se uzima u obzir i uticaj elastičnosti lanca, (tabela IV-7),
usvaja se cp = 1,5, te je prema tome:
( ) [ ]NFdin 401415,1128,013
590083,0602
21 =⋅+⋅
⋅
⋅⋅≅
Sile zatezanja pločastog transportera u karakterističnim tačkama mogu se odrediti metodom
obilaska po konturi, kao i tačnija vrijednost sile Fmax. Obilazak započinje od tačke sa
najmanjom silom zatezanja Fmin=F1=1000[N].
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
14
Otpor na dionici praznog hoda rasterećene grane transportera odredjuje se iz izraza:
[ ]NLwgqW px 93,8160591,081,9141 =⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=
dok je otpor na opterećenoj grani transportera:
( ) ( ) [ ]NLwgqqW terpopt 48,8855591,081,912141 =⋅⋅⋅+=⋅⋅⋅+=
Sila zatezanja lanca u tački nailaska lanca prema zateznom lančaniku odredjuje se prema
izrazu:
[ ]NWFF x 93,916093,8160100012 =+=+=
Sila otpora u zateznim lančanicima odredjuje se prema izrazu za približno računanje:
( )1−⋅= piobr kFW
gdje su:
Fi - sila zatezanja vučnog uredjaja u tački nailaska lanca prema zateznom lančaniku,
odnosno u obrtnoj tački nailaznog lanca prema lančaniku, [N];
kp - koeficijent povećanja sile zatezanja vučnog uredjaja, usled sile otpora na obrtnoj tački,
usvaja se za φ = 1800- obuhvatni ugao, kp = 1,05.
Prema tome je:
( ) [ ]NWobr 50105,11000 =−⋅=
Sila zatezanja lanca u tački silaska sa zatezih lančanika iznosi:
[ ]NWFF obr 93,92105093,916023 =+=+=
Sila zatezanja u tački nailaska lanca opterećene grane kod pogonskog lančanika iznosi:
[ ]NWFF opt 41,1806648,885593,921034 =+=+=
Vučna sila na pogonskom mehanizmu iznosi:
( ) ( ) ( ) ( ) [ ]NFFkFFW pobr 27,18020100093,18066105,1100041,180661 1414 =+⋅−+−=⋅⋅−+−=
Proračunska sila zatezanja oba lanca može se odrediti iz sledećeg obrasca: 1
max
2
dinrl FFF +=
a pošto je vučni uredjaj dvočlani, to se proračunska sila zatezanja jednog lanca odredjuje iz
izraza:
( ) ( ) [ ]NFFFF dinrl 41,108644093,180666,06,06,0 1
max
21
1 =+⋅=+⋅=⋅≅
Otpor koji dovodi do sile kidanja lanca, a za stepen sigurnosti izabranog lanca ks1 = 8 je:
[ ]NFkF lskid 28,8691541,1086481
1 =⋅=+=
te treba provjeriti da li je ista manja od sile kidanja usvojenog lanca.
Ako se uzme u obzir i η – stepen sigurnosti pogonskog vratila, čija je vrijednost η = 0,94 –
0,96, to se prema tabeli VI-4 usvaja η = 0,94, kao i stepen sigurnosti prenosa ks = 1,2, te je na
osnovu usvojenih vrijednosti potrebna snaga motora:
η0PkP sr ⋅=
gdje je:
[ ]kWvF
P 14,01000
0083,093,18066
1000
max
0 =⋅
=⋅
=
pa je:
[ ]kWPr 17,094,0
14,02,1 =⋅=
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
15
Prema dobijenoj snazi, koja je dosta mala usljed vrlo male brzine transporta, usvaja se agregat
električni motor/reduktor prikazan na slici, sa karakteristikama datim u tabeli.
Tabela 8. Pogonske i konstrukcione karakteristike usvojenog el. Motora
Broj obrtaja pogonskog vratila transportera odredjuje se kao:
[ ]1111
min047,08,013
0083,0606060 −=⋅
⋅=
⋅⋅
≅⋅⋅
=tz
v
D
vn pv π
Kako je broj obrtaja pogonskog vratila transportera veoma mali, a izlazni broj obrtaja iz
reduktora pogonskog elektromotora je n = 35[min-1], to je potrebna dodatna redukcija sa
prenosnim odnosom:
68,744047,0
35=== −
pv
emr
n
ni
Prema tome, usvaja se još jedan reduktor koji će biti ugradjen izmedju reduktora
elektromotora i pogonskog vratila transportera.
Slika 11. Usvojeni dvostepeni pužni reduktor
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
16
Tabela 9. Konstrukivne karakteristike dvostepenog pužnog reduktora
Ovime je završen proračun jednog pločastog transportera. Kako su svi ostali identični, to se
usvaja isti proračun za ostalih 7 pločastih transportera.
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
17
3. Proračun valjkastog transportera II
Pri proračunu valjkastog transportera II kreće se od poznatih parametara:
• Kapacitet sistema je Q = 1000 (kom/h)
• Masa transportovanih elemenata je m = 3kg, dimenzije Φ500x220(mm)
• Dužine horizontalne dionice valjkastog transportera I iznosi Lv2=65m
Valjkasti transporter je horizontalan i pogonjen. Počinjemo od kapaciteta:
Kapacitet valjkastog transportera odredjuje se na osnovu izraza
tZ
3600=
Gdje je:
Z = Q – kapacitet, Q = 1000 (kom/h)
t – transportni interval
Kako je kapacitet poznat, odredjujemo interval nailaska komada kao:
[ ]sZ
tt
Z 6,31000
360036003600===⇒=
Usvajamo rastojanje duž transportera izmedju 2 tereta od tter = 1 m, te na osnovu toga
odredjujemo i potrebnu brzinu transportra koja je potrebna da bi se zadovoljio kapacitet i
rastojanje prema izrazu:
=⋅
=⋅
=s
mtZv ter
tran 27,03600
11000
3600
Broj komada tereta koji se u svakom trenutku nalaze na transporteru je:
[ ]komtv
LZ 87,66
6,327,0
650 =
⋅=
⋅=
Usvajamo valjke prečnika Dv = 60mm, dužine lv = 650mm. Masa obrtnih dijelova valjka je
mv = 4,8 kg, prečnik rukavca je dr = 30mm, µ = 0,015, f = 0,05. Prema tome, težina obrtnih
dijelova valjka je Gv = 50N.
Rastojanje izmedju valjaka se odredjuje na osnovu najveće dimenzije komada. Kako je komad
koji transportni sistem prenosi cilindričan sa Φ500, to je najveća dimenzija a = 500mm, tako
da vrijedi:
mmatv 125...66,1665004
1...
3
1
4
1...
3
1=⋅
=⋅
=
Usvaja se rastojanje medju valjcima od tv = 165mm.
Broj valjaka transpotera odredjuje se kao odnos dužine transportera i rastojanja medju
valjcima:
93,393165,0
652 ===v
v
vt
Lz
Usvaja se broj valjaka zv = 394[kom].
Otpor premještanju tereta (komadnog) pri ustaljenom kretanju duž valjkastog transportera
odredjuje se na osnovu izraza:
( ) [ ]NGZD
fdGzGZW ter
v
vvter βµ
sin2
00 ⋅⋅±⋅+⋅
⋅⋅+⋅=
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
18
Kako je transporter horizontalan, to vrijedi:
( ) [ ]NW 22,3628206,0
05,0203,0015,05039481,9367 =
⋅+⋅⋅⋅+⋅⋅=
Na osnovu otpora odredjuje se računska snaga motora:
[ ]kWvW
P tran
rm 52,1185,01000
27,022,36282
1000=
⋅⋅
=⋅
⋅=
η
Potrebna snaga motora je prema tome:
[ ]kWPKP rmSM 82,1352,112,1 =⋅=⋅=
Prema izračunatim podacima, usvaja se standardni motor snage 15 kW (20 kS) prikazan na
slici.
Slika 12. Usvojeni el. Motor
Osnovni podaci za motor dati su tabelarno:
Tabela 10. Karakteristike el. motora
Broj obrtaja valjaka je:
[ ]1min98,8506,014,3
27,06060 −=⋅⋅
=⋅
⋅=
v
tran
vD
vn
π
Slika 13. Usvojeno rješenje – pogonjeni valjkasti transporter
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
19
Prema tome, prijenosni odnos reduktora je:
46,1098,85
900===
v
em
redn
ni
Računska snaga reduktora je:
[ ]kWPKP rmredred 28,1752,115,1 =⋅=⋅=
Koeficijent Kred = 1,5 se usvaja sa srednje uslove rada.
Usvaja se reduktor prenosnog odnosa ired = 10.
Vrijeme puštanja motora u pogon je:
stpsrp
emsv
pMM
Jt
−
⋅=
ω
gdje su:
Jsv – svedeni moment inercije na vratilo elektromotora;
Msrp – srednji moment pri puštanju motora u rad;
Mstp – statički moment pri puštanju motora sveden na vratilo motora.
Pri tome su:
[ ]Nm
n
PM
MMMMM
em
em
n
nnpp
srp
79,230900
15955045,1
955045,145,12
2,17,1
2
minmax
=⋅⋅=
=⋅⋅=⋅=⋅+⋅
=+
=
[ ]Nmn
PM
em
rm
stp 24,122900
52,1195509550 =⋅=⋅=
( )spsrrot
sred
vptr
sv JJi
rmJ +⋅+
⋅= δ
2
2
Gdje su:
Jr = 0,15 [Nms2] – moment inercije rotora elektromotora;
Jsp = 0,107 [Nms2] – moment inercije spojnice;
δrot = 1,25 – koeficijent koji uzima u obzir moment inercije elemenata pogona koji se obrću
sporije od vratila elektromotora;
mptr – svedena masa pokretnih dijelova transportera i tereta na njemu
⋅=
⋅⋅=
⋅=
m
sN
g
ZGm ter
ptr
2
0 61,20081,9
87,6681,93
Poluprečnik valjka transportera se računa iz izraza:
mmD
r v
v 302
60
2===
Prema tome, svedeni moment inercije na vratilo elektromotora je:
( )
⋅=+⋅+
⋅=
22
2
32,0107,015,025,110
03,061,200
s
mNJ sv
Vrijeme puštanja u pogon je:
[ ]st p 21,024,12279,230
26,7332,0=
−⋅
=
Obraza po kojem se odredjuje otpor premještanja tereta u periodu puštanja u pogon:
sredv
emvvrot
p
svptr
pir
zJ
t
vmWW
⋅
⋅⋅⋅+
⋅+=
εδ
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
20
Pri tome su:
60
vv
stv
nDv
⋅⋅=π
- stvarna obimna brzina valjaka transportera;
[ ]1min9010
900 −===sred
em
vi
nn - stvarni broj obrtaja valjaka transportera;
=⋅⋅
=⋅⋅
=s
mnDv vv
stv 282,060
9006,014,3
60
π
[ ]222
22 0035,04
045.006,0
81,9
50
4Nms
DD
g
Gr
g
GrmJ uvvv
inv
v
invvv =
+⋅=
+⋅=⋅=⋅=
Ugaono ubrzanje rotora je:
=−
=−
=2
21,33932,0
24,12279,230
s
rad
J
MM
sv
stpsrp
emε
Otpor je prema tome:
[ ]N
Wp
65,3850004,194939,26922,36282
1003,0
21,3393940035,025,1
21,0
282,061,20022,362828
=++=
=⋅
⋅⋅⋅+
⋅+=
U cilju pojednostavljivanja konstrukcije i lakše nabavke dijelova, usvaja se agretgatni sklop
motor/reduktor izlaznog broj obrtaja od n = 90 (o/min).
Slika 14. Konstruktivno rješenje el.motor/reduktor
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
21
Slika 15. Konstruktivne karakteristike agregata el.motor/reduktor
Za spajanje agregata motor/reduktor i pogonskog vratila valjkastog transportera usvajam
elastičnu spojnicu PERIFLEX®, prikazana na slici. Spojnica je pogodna za vrlo širok obim
obrtnih momenata te se njom omogućava bestrzajno pokretanje transportera. Karakteristke
spojnice date su tabelarno i na slikama.
Tabela 11. Karakteristike elastične spojnice
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
22
Slika 16. Geometrijske karakteristike elastične spojnice
Kako je trasporter horizontalan, to nema potrebe da se provjerava mogućnost proklizavanja
tereta na transporteru. Ovime je završen proračun prvog dijela transportnog sistema.
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
23
4. Definisanje sklopa transportnih sistema 4.1. Pretovarni mehanizam 1
Nakon proračuna osnovnih geometrijskih i pogonskih karakteristika sva tri transportera u
sistemu potrebni je definisati način njihovog povezivanja. Kako je izabrano rješenje sa jednim
ulaznim valjkastim transporterom, osam pločastih transportera i jednim odlaznim valjkatim
transporterom, potrebno je definisati način pretovara komada koji dolaze sa jednog valjkastog
transportera na osam pločastih.
Usvaja se rješenje sa pomičnim valjkastim ili trakastim transporterom koji će periodično,
rotirajući po radijusu R, prenositi komade na pojedinačne pločaste transportere u peći za
termičku obradu. Usvojeno rješenje prikazano je na narednoj slici.
Slika 17. Rješenje za prenošenje tereta sa valjkastog transportera na 8
pločastih transportera – diverter 1/8
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
24
Slika 18. Standardno konstruktivno rješenje divertera 1/2
Slika 19. Konstruktivno rješenje pogona valjaka
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
25
4.2.Uredjaj za rasporedjivanje komada u dva reda
Za rasporedjivanje komada na pojedinim pločastim transporterim u dva reda usvajam rješenje
prikazano na slici.
Slika 20. Konstruktivno rješenje uredjaja za rasporedjivanje komada u dva
Reda na pločastom transporteru
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
26
4.3.Uredjaj za preuzimanje komada na izlazu iz peći za termičku obradu
Za prenošenje komada koji izlaze iz peći (sa pločastog transportera) na valjkasti transporter
usvajam klizni transporter lijevkastog oblika, ulazne širine 10m i izlazne širine 1,2m.
Usvojeno rješenje prikazano je na narednoj slici.
Slika 21. Konstruktivno rješenje za preuzimanje komada na izlazu
iz peći za termičku obradu
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
27
4.4.Definisanje načina paletiziranja tereta
Prema uslovu zadatka, kapacitet jedne palete iznosi Qp = 60 [kom], dok je masa jednog
komada mk = 3 [kg]. Prema tome, masa jedne pune palete je Mp = 180[kg]. Kako komadi
pristižu u ritmu od 1 [kom] na svake 3,6 [sec], to će jedna paleta biti napunjena za tp =
216[sec] = 3,6[min]., što znači da svaka paleta treba biti otpremljena za 3,6 [min].
Prema tome je, za jednu smjenu
- Vrijeme utovara 3,6[min] po paleti, kako je satni kapacitet 1000[kom] to je satni
kapacitet po paletama 16,66[kom], usvajam 17[kom]. (480[min])
- Vrijeme vožnje (usvajam) 10[min] (80[min])
- Vrijeme istovara (usvajam) 5[min] (40[min])
- Vrijeme praznog hoda (usvajam) 5[min] ( 40[min])
- Težina jedne palete G = 1,8 [kN] (240[kN])
- Nosivost viljuškara 100 [kN] ili radnika sa kolicima 50[kN]
- Rad s obavlja u jednoj smjeni od 8[h]
- Vrijeme transporta u jednoj smjeni je 480 [min]
- Koeficijent iskorištenja vremena je k1 = 0,7
- Koeficijent opterećenja je k2 = 0,85
Za odvoz tereta je prema tome potrebno:
[ ]kom
kTkG
tGN 37,5
85,04807,0100
)480404080(240
211
=⋅⋅⋅+++⋅
=⋅⋅⋅
⋅= ∑
viljuškara ili
[ ]komkTkG
tGN 75,10
85,04807,050
)480404080(240
211
=⋅⋅⋅+++⋅
=⋅⋅⋅
⋅= ∑
radnika
Za paletiziranje se, usljed male mase pojedinih tereta, usvaja ljudska radna snaga i to dva
radnika.
Alternativno rješenje je robot za paletiziranje, no kako nije poznata veličina serija koja će biti
obradjivana u termičkoj peći, to nije moguće izvršiti ekonomsku analizu opravdanosti
nabavke i primjene takvog rješenja.
Slika 22. Robot za paletiziranje
TRANSPORTNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD
28