Sistemul de Acționare Electrică a unui Troliu pentru Încărcarea Materialelor la Bordul unui Avion de Transport Militar

Tema proiectului

Proiectarea sistemului de acţionare electrică a unui troliu pentru încărcarea materialelor la bordul unui avion de transport militar , cu motor de curent continuu comandat în turaţie.

Date de proiectare

Tensiunea de alimentare: 110 V curent continuu

Sarcina maximă la cârlig: 600 kgf

Viteza maximă de ridicare: 6,5m/min

Schema de comandă permite:

-acţionarea în ambele sensuri cu turaţie variabilă

-pornirea şi oprirea în orice punct

-protecţia la întreruperea tensiunii de alimentare

-comanda la distanţă

Privire de ansamblu asupra troliului de proiectat

Pentru a asigura încărcarea rapidă a greutăţilor se foloseşte sistemul de troliuri de forţă cu tracţiune sporită la o viteză de lucru de 6,5 m/min. Troliul pe care îl voi proiecta este de tip punct rulant, asigurând pe lângă deplasarea pe verticală a greutăţii şi deplasarea longitudinală a acesteia în interiorul aeronavei. Sistemul conţine două motoare de antrenare: unul pentru antrenarea căruciourului care asigură deplasarea longitudinală a încărcăturii şi unul pentru antrenarea cârligului troliului asigurând deplasarea pe verticală a greutăţii. Particularitatea construcţiei troliului constă în cea că motorul de antrenare a cârligului este fixat în interiorul unei tobe, pe care se înfăşoară cablul. Pe arborele de ieşire al electromotorului de curent continuu sunt arătate: ambreajul de fricţiune destinat pentru protecţia reductorului contra suprasarcinilor mecanice de scurtă durată care apar în timpul pornirii şi opririi troliului precum şi o frână electromagnetică pentru menţinerea încărcăturii în cazul decuplării motorului de execuţie sau a sistemului.

Calculul puterii, alegerea motorului şi a reductorului

Puterea motorului, la funcţionarea staţionară, se calculează cu ajutorul expresiei:

P= 9,81/1000∙(Q∙V)/(60∙η)

În alegerea randamentului transmisiei de la cârlig la motorul de acţionare η = 0,83.

P= 9,81/1000∙(600 kgf∙6,5 m/min)/(60∙0,83)=0,76 kW

Aleg un motor produs de firma firma EMK Elektrim de P = 800W, nN = 710 rot/min

Raportul de transmisie de la motor la toba de înfăşurare a funiei se obţine ţinând seama că îmi aleg diametrul tobei de înfăşurare a funiei D=0,30m, iar factorul de multiplicare m=4.

Rezultă:ν= n_N/((m∙v)/(π∙d))= (710 rot/min)/((4∙6,5 m/min)/(3,14∙0,30))=25

Rezultă viteza de ridicare: v= (π∙D∙n)/(m∙v);v=(3,14∙0,30∙710 rot/min)/(4∙25)=6,68 m/min

Puterea la arborele motorului la ridicarea staţionară:

P_s=9,81/1000∙((Q+G)∙v)/(60∙η)

G: greutatea cablului cu cârlig; îmi aleg G = 10 kgf

P_s=9,81/1000∙(610 kgf∙6,68 m/min)/(60∙0,83)=0,802 kW

Cuplul nominal al motorului: M_N=975∙P/n=975∙(0.8 kW)/(710 rot/min)=1,1 kgfm

folosind formula de determinare a momentului de giraţie data de firma EMK Elektrim, obţinem pentru motorul de curent continuu ales:

〖GD〗_m^2=0,76∙〖M_N〗^1,5=>〖GD〗_m^2=0,76∙〖1,18〗^1,5=0,89 kgfm^2

Pentru frâna şi transmisie îmi aleg momentul de giraţie al maselor rotitoare GDf2=1 kgfm2

Ca urmare GD2r = GD2m+ GD2f = 0,89+1 kgfm2=1,89 kgfm2

Pentru masele în mişcare de translaţie se obţine:

〖GD〗_t^2=4(Q+G) (v/Ω)^2=4∙610 kgf((6,68m/60s)/((π∙710 rot/min)/30))^2= 0,004 kgfm^2

la pornire avem: 〖GD〗_p^2=(〖GD〗_t^2)/η+1,15〖GD〗_r^2

〖GD〗_p^2=(0,004kgfm^2)/0,83+1,15∙1,89kg〖fm〗^2=2,17 kgfm^2

Cuplul necesar la ridicarea staţionară a sarcinii se obţine din relaţia:

M_s=975∙P_s/n=975∙(0,802 kW)/(710rot/min)=1,1kgfm

Ţinând seama că:

v=(π∙D∙n)/(m∙ν∙60) şi dn/dt=(m∙v∙60)/(π∙D)∙a

şi adoptând următoarele acceleraţii şi întârzieri:

- ridicarea cârligului: G; a=0,025m/s2; j=0,04 m/s2

- coborârea cârligului: G; a=0,04m/s2; j=0,025 m/s2

- ridicarea greutăţii: Q+G; a=0,02m/s2; j=0,025 m/s2

- coborârea greutăţii: Q+G; a=0,25m/s2; j=0,02 m/s2