CORSO IN IMPIANTI MECCANICI - fataing.poliba.it · A PASSO VARIABILE. TRASPORTATORE A COCLEA ......

POLITECNICO DI BARIII FACOLTA’ DI INGEGNERIA

TARANTO

CORSO IN

IMPIANTI MECCANICI

Docente: prof. ing. Roberto Russomanno

TRASPORTI INTERNI

1) STATO DEL MATERIALE MOVIMENTATO

SOLIDO (Unità di carico, colli, alla rinfusa)

LIQUIDO

GASSOSO

2) FUNZIONAMENTO

CONTINUO

DISCONTINUO

3) ENERGIA MOTRICE

TRASPORTO MANUALE

MEDIANTE CARRELLI CON TRASLAZIONE MANUALE

SCIVOLI

MOTORIZZATI

CLASSIFICAZIONE DEI TRASPORTI INTERNI

CRITERI DI CLASSIFICAZIONE DEI TRASPORTI INTERNI

4) TIPO DI MOVIMENTO

MEZZI PER IL SOLLEVAMENTO IN VERTICALE

MEZZI DI TRASPORTO IN ORIZZONTALE

MEZZI DI SOLLEVAMENTO E TRASPORTO

MEZZI DOTATI DI MOTO VIBRATORIO

MEZZI DOTATI DI MOVIMENTO ROTATORIO

5) TIPO DI COMANDO

CON MANOVRATORE A BORDO

CON MANOVRATORE A TERRA

SENZA MANOVRATORE

AUTOMATICI

CLASSIFICAZIONE DEI TRASPORTI INTERNI

CRITERI DI CLASSIFICAZIONE DEI TRASPORTI INTERNI

TRASPORTATORE A NASTRO

1) STATO DEL MATERIALE MOVIMENTATO

SOLIDO (colli, alla rinfusa)

2) FUNZIONAMENTO

CONTINUO

3) ENERGIA MOTRICE

MOTORIZZATO

4) TIPO DI MOVIMENTO

MEZZO DI TRASPORTO IN ORIZZONTALE

MEZZO DI SOLLEVAMENTO E TRASPORTO

5) TIPO DI COMANDO

SENZA MANOVRATORE

Trasportatori a nastro

• Vantaggi: bassi costi di installazione e di gestione

• Svantaggi: ingombri notevoli

• Materiale utilizzabile:

Tela, gomma: adatti per materiali “sfusi”; temperature massime dovute

all’attrito interno dell’ordine dei 100-120° C.

Acciaio: adatti per materiali abrasivi; temperature massime dovute

all’attrito interno maggiore di 120° C.

Rete metallica: adatti per la movimentazione in forni, essicatoi, etc. in

quanto garantiscono maggiore efficienza nella trasmissione del calore

Capacità : fino a 6000 t/h

Distanze : fino a 10 Km

TIPOLOGIE DI NASTRI TRASPORTATORI

Nastro concavo

Nastro piano

sistemi a ghirlandaa 3 rullia 2 rulli

TIPOLOGIE DI NASTRI TRASPORTATORI

Nastri trasportatori mobiliNastri trasportatori fissi

Trasportatori a nastro

Nastro

Pulegge (motrice e di rinvio)

Rulli

Incastellatura di sostegno

Tenditore

Dispositivi di carico del materiale (scivoli)

Sponde laterali (bavette)

Dispositivi di scarico del materiale (fissi o mobili)

Raschiatori o spazzole

Rulli allineatori (Tamburi bombati)

Dispositivi di frenatura

ELEMENTI COSTITUTIVI DI UN NASTRO TRASPORTATORE

Materiali costituenti il nastro


Nastro in tela e gomma

Nastro in fibre naturali e sintetiche

Nastro in acciaio

Nastro in rete metallica

Dispositivi di carico


Limitare gli urti fra materiale e nastro

Convogliare il materiale nella parte centrale del nastro

Scivolo semplice Scivolo forato Guide

Rulli allineatoriTamburi autocentranti

(nastri piani, tratti scarichi)

Tenditori


A vite

Raschiatori e spazzole

A contrappeso

Dispositivi di scarico


In assenza di un dispositivo di scarico:

Fissi Mobili

Parametri caratteristici

• Lunghezza del trasportatore

• Larghezza del nastro e numero di tele

• Inclinazione

• Velocità (1 m/s per nastri piani; 2÷3 m/s)

• Diametro dei rulli e delle pulegge

• Angolo di avvolgimento del nastro

Progettazione di un trasportatore a nastro

Dati di input:

• Caratteristiche del materiale

• Portata richiesta

• Lunghezza del trasportatore

• Profilo di installazione

Dati di output:

• Potenza assorbita dal gruppo motore

• Tensioni sul nastro

• Numero di tele

POTENZIALITA’ DI TRASPORTO

a) Scatole, colli, cassette, ecc.

Q = q B v

q → carico distribuito sul nastro

B → larghezza del nastro

v → velocità del nastro

→ peso specifico apparente del materiale trasportato

A → sezione media dello strato di materiale sul nastro

v → velocità del nastro

b) Materiali alla rinfusa

Q = A v

TENSIONI IN UN NASTRO TRASPORTATORE

Resistenza al moto del nastro

r0 → Resistenze fisse

r1 → Attrito della massa in moto del trasportatore

r2 → Attrito per il trasporto del materiale

r3 → Dislivelli

r4 → Scaricatori

R = r1 + r2 + r3 + r4


r0 → Resistenze fisse

(raschiatori, spazzole, rulli allineatori)

l0 = 60 – 0,2 l (lunghezza fittizia)

l → lunghezza del trasportatore [m]

r1 → Attrito della massa in moto del trasportatore ( 2/3 r1’ + 1/3 r1’’)

(Nastro, rulli, tamburi, rinvii, ecc.)

r1 [kg] = f qs (l + l0)

f → coefficiente di attrito dei rulli (0,03)

qs → peso delle parti mobili del trasportatore [kg/m]

qs = f(B)

r2 → Attrito per il trasporto del materiale

r2 [kg] = f qm lm

f → coefficiente di attrito dei rulli (0,03)

qm → peso del materiale trasportato per metro di trasp. [kg/m]

lm → lunghezza del tratto carico di trasportatore [m]

qm = QP/v

R = r1 + r2 + r3 + r4


r3 → Dislivelli

r3 [kg] = qm H

qm → peso del materiale trasportato per metro di trasp. [kg/m]

H → dislivello da superare [m]

r4 → Dispositivi di scarico

r4 [kg] = a qm Scaricatori fissi

r4 [kg] = b Scaricatori mobili

a,b = f(B)

R = r1 + r2 + r3 + r4

Fasi della progettazione

1. Calcolo delle resistenze al moto

a) Attrito causato dalla massa del trasportatore:

r1= f·qs·l

b) Attrito causato dal materiale trasportato:

r2 = f·qm·lm

c) Sforzo causato dal dislivello presente tra zona di carico/scarico:

r3 =± qm·H

d) Resistenza dovuta a scaricatori fissi (r4) o mobili (r5):

r4 = a·qm r5 = b

e) Resistenze fisse: si aumenta l’interasse reale di l0 pari a:

l0= 60 - 0,21· l

R = r1(l+l0) + r2(l+l0)+ r3+ r4+ r5

f = coeff. attrito rulli

qs =peso delle parti mobili [kg/m]

l = lunghezza [m]

qm = peso del materiale [kg/m]

lm = lunghezza tratto carico [m]

H = dislivello [m]

BK

T n

B = larghezza del nastro [m]

K= resistenza all’unità di larghezza [kg/cm)

Fasi della progettazione

1. Individuazione del livello di aderenza fra nastro e tamburo:

• Scelta di un materiale più efficiente per la puleggia motrice

• Aumento dell’angolo di aderenza

• Utilizzo di un tenditore a contrappeso

2. Calcolo del numero di tele:


R = T - t Resistenza che si oppone al moto del nastro

Condizione limite di aderenza tra nastro e tamburoμα e

t

Ta = angolo di avvolgimento

m = coefficiente di attrito nastro-puleggia

vRN

Potenza assorbita

24

TRASPORTATORI A COCLEA

ORIZZONTALE

INCLINATO

TRASPORTATORE A COCLEA

ORIZZONTALE

A PASSO VARIABILE


POTENZIALITA’ DEL TRASPORTATORE

nd4

D p G

2

π

G [kg/s ] = potenzialità del trasportatore

p = coefficiente di riempimento [0,3 - 0,4]

[kg/m3] = densità apparente del materiale

D [m] = diametro coclea

d [m] = passo coclea ([m/giro])

n [giri/s] = velocità di rotazione

POTENZA ASSORBITA DAL MOTORE ELETTRICO


g [m/s2] = accelerazione di gravità

G [kg/s] = potenzialità del trasportatore

L [m] = lunghezza trasportatore

a = coefficiente funzione del materiale trasportato

= rendimento gruppo motore-riduttore

a

LGg N

Materiali di classe A Materiali di classe B

a 1.5 2.5

Formula empirica!!

Materiali di classe A Materiali di classe Bpolverulenti

facilmente scorrevoli

granulari (piccola pezzatura)

scorrevoli

[kg/m3] 400 600 600 800

a 1.5 2.5

p 0.4 0.3

D [mm] Velocità di rotazione [RPM]

100 180 120

200 160 110

300 140 100

400 120 90

500 100 80

600 90 75


VELOCITA’ DI ROTAZIONE


Si dimensioni il sistema di movimentazione per i fanghi di un impianto di trattamento di acque reflue adottando trasportatori a coclea.

Portata volumetrica fanghi Q = 15 [m3/min]

Densità = 1000[kg/m3].

Caso A – Trasporto orizzontale; L = 8 [m]

Caso B – Trasporto inclinato; L = 8 [m]; a = 15°

Ipotesi:

D = d

Materiale di classe B (p = 0.3; a = 2.5)


PORTATA DEL TRASPORTATORE

p = coefficiente di riempimento = 0,3

G = pD2/4nd = pD3/4n= 0,3D3/4n

D = diametro iniziale di prova di 300 [mm]

n = 4G / ( pD3) = 415 [m3/min]/(0,30,33[m3]) = 2359 [giri/min]

D [m] n [giri/min]

0,4 995,2229

0,5 509,5541

0,6 294,8809

0,7 185,6976

0,8 124,4029

0,9 87,37211

Valori Incompatibili!!!!!


…aumentando il numero di trasportatori…..

…ripartendo, quindi, la portata…

Velocità di rotazione per la portata richiesta [giri/min].

Numero di trasportatori a coclea

Diametro [m] 1 2 3 4

0,3 2359,05 1179,52 786,35 589,76

0,4 995,22 497,61 331,74 248,81

0,5 509,55 254,78 169,85 127,39

0,6 294,88 147,44 98,29 73,72

0,7 185,70 92,85 61,90 46,42

0,8 124,40 62,20 41,47 31,10

0,9 87,37 43,69 29,12 21,84

SCELTA FINALE4 trasportatori a coclea con D = 700 [mm] Numero di giri n = 47 [giri/min].


CALCOLO DELLA POTENZA DEI MOTORI

Essendo:

G’ = G/4 = 3,75 4 [m3/min]

Q = G’ = 4,00 [m3/min] 1000 [kg/m3] = 4000 [kg/min] = 66,7 [kg/s].

Considerando:

Lunghezza L = 8 [m]

Coefficiente a = 2

=0,75

N = Q L a x g/

N = 66,7 [kg/s]8[m]9,81 [N/kg] 2/1000/0,75 = 13,95 [KW]


L’ = L + HH = altezza di sollevamento = L tan ()tan() = pendenza / 100 = 25/100 = 0,25 L’ = L + H = 8 (1+0,25) = 10[m]

G’= 4 [m3/min] Q= G’ = 66,7 [kg/s]a=2, =0,75:

Potenza del motore di comando delle singole coclee

N = 66,7 [kg/s] 10 [m] 9,81 [N/kg] 2 / 1000 / 0,75 = 17,45 [KW]

N = Q L a x g/


Velocità di rotazione per la portata richiesta [giri/min].

Numero di trasportatori a coclea

Diametro [m] 1 2 3 4

0,3 3145,40 1572,70 1048,47 786,35

0,4 1326,96 663,48 442,32 331,74

0,5 679,41 339,70 226,47 169,85

0,6 393,17 196,59 131,06 98,29

0,7 247,60 123,80 82,53 61,90

0,8 165,87 82,94 55,29 41,47

0,9 116,50 58,25 38,83 29,12

SCELTA FINALE

4 trasportatori a coclea con…

D = 800 [mm]

Numero di giri n = 42 [giri/min].

PARANCHI E ARGANI

PARANCHI ED ARGANI

Taglia

v2

v2

v1v1

P = F ∙ v1 = Q ∙ v2 = cost.(a meno di perdite per attrito)

Argano a fune con sollevamento manuale

ARGANI

Per portate superiori alle 10 tonnellate e per applicazioni gravose si utilizzano gli argani.

Esempi applicativi: montacarichi, funivie, seggiovie, cabestani

ARGANI

Schema di un argano

Cabestano

Paranco a catena con sollevamento manuale

PARANCHI

Paranco elettrico a un tiro di fune

PARANCHI

PARANCHI ED ARGANI - DIMENSIONAMENTO

Il dimensionamento/scelta di paranchi e argani si basa su:

Regole F.E.M.

Fédération Européen de la Manutention

“Regole per il calcolo degli apparecchi di sollevamento”

Suddividono i mezzi di sollevamento in classi, in base a:

Tempo medio di funzionamento giornaliero

Tipo di carico

2 TIRI DI FUNE

8 TIRI DI FUNE

4 TIRI DI FUNE

PARANCHI ED ARGANI

PARANCHI ED ARGANI

PARANCHI ED ARGANI

Tempo medio diFunzionamentoGiornaliero

v

g/hCHT m

60

2

Hm = Corsa o Altezza di Sollevamento medio del gancio

C = Num. di Cicli all’ora richiesti

h/g = numero di ore lavorative al giorno

v = Velocità del gancio [m/min]

PARANCHI ED ARGANI

FEM 9511

Con riferimento al tempo medio di funzionamento giornaliero definisce 9CLASSI

V0,06 - V0,12 - V0,25 - V0,5 – V1 - V2 - V3 – V4 – V5

Gli indici corrispondono al numero di ore di FUNZIONAMENTO GIORNALIERO

PARANCHI ED ARGANI

Coefficiente di Carico Cubico Medio*

3 3

2

3

21

3

1 at........ttk

Nominale Carico

utile Carico esimoii

Nominale Carico

Accessori Peso

Totale ntoFunzioname di Tempo

)oriaccessutile carico con funz. di Tempo(t esimoi

i

accessori solicon funz. di Tempota

*Questa espressione vale in caso di un unico implemento per tutti i diversi tipi di carico……

ai tT.Tot.Funz di Tempo

PARANCHI ED ARGANI

Tipi di Carico

k1 ≤ 0,5 LEGGERI

0,5 < k2 ≤ 0,63 MEDI

0,63 < k3 ≤ 0,80 PESANTI

Sollecitazioni correntemente molto basse, quasi mai massime.

Sollecitazioni correntemente basse, spesso massime.

0,8 < k4 ≤ 1 MOLTO PESANTI

Sollecitazioni sovente massime, correntemente medie.

Sollecitazioni di norma vicino alle massime.

PARANCHI ED ARGANI

FEM 9511

CLASSI O GRUPPI DI MECCANISMI PER PARANCHI

1Dm 1Cm 1Bm 1Am 2m 3m 4m 5m

M 1 M 2 M 3 M 4 M 5 M 6 M 7 M 8

PARANCHI ED ARGANI

FEM 9511


T

I

P

O

FATTORE

DI CARICO CUBICO

MEDIO

CLASSE DI FUNZIONAMENTOV0,06 V0,12 V0,25 V0,5 V1 V2 V3 V4 V5

TEMPO MEDIO DI FUNZIONAMENTO (ore/gg)

≤0,12 ≤0,25 ≤0,5 ≤ 1 ≤ 2 ≤ 4 ≤ 8 ≤ 16 >16

1 k1 ≤ 0,5 1 Dm 1 Cm 1 Bm 1 Am 2m 3m 4m

2 0,5 < k2 ≤ 0,63 1 Dm 1 Cm 1 Bm 1 Am 2m 3m 4m 5m

3 0,63 < k3 ≤ 0,80 1 Dm 1 Cm 1 Bm 1 Am 2m 3m 4m 5m

4 0,8 < k4 ≤ 1 1 Cm 1 Bm 1 Am 2m 3m 4m 5m

PARANCHI ED ARGANI

FEM 9511: OSSERVAZIONI

I Valori limite del Fattore di Carico Cubico Medio aumentano del fattore moltiplicativo 1,25.

Il prodotto k3 × tf è costante in ogni gruppo F.E.M.

I valori limite dei Tempi Medi di Funzionamento Giornaliero aumentano del fattore moltiplicativo 2

…di conseguenza…….

Gruppo 1 Bm 0,503 × 2 = 0,633 × 1 = 0,803 × 0,5

Gruppo 1 Am 0,503 × 4 = 0,633 × 2 = 0,803 × 1

Nell’ambito di ciascun gruppo il tempo di funzionamento può raddoppiare se si riduce il tipo di carico di un fattore 1,25 o anche viceversa

PARANCHI ED ARGANI

FEM 9511: OSSERVAZIONI

..per ogni tipo di carico, passando da un gruppo FEM al superiore…

IL TEMPO DI FUNZIONAMENTO AUMENTA DEL FATTORE 2

LA PORTATA AMMISSIBILE SI RIDUCE DEL FATTORE 1,25

Un paranco da 5000 Kg di funzionamento in classe 1 Bm può funzionare anche in altre classi con una riduzione di portata

GRUPPO PORTATA (Kg)

M3 1 Bm 5000

M4 1 Am 4000

M5 2m 3200

PARANCHI ED ARGANI

Dimensionamento motore elettrico

vQN N

La scelta del motore elettrico va fatta in base a:

Potenza massima richiesta N

Numero di inserzioni orarie del motore

Rapporto di intermittenza R.I.

arresto di tempintofunzioname di tempi

ntofunzioname di tempiR.I.

PARANCHI ED ARGANI


T

ttR.I. DS

tS tempo di salitatD tempo di discesaT tempo ciclo* (sollevamento-fermata-discesa-fermata)

*= a pieno carico

Dimensionamento funi

PARANCHI ED ARGANI

SCd

Diametro minimo della fune

S [N] = QN / z trazione massima sulla funeZ numero di tiriC fattore di selezione della fune

0

P

RK

ZC

ZP coefficiente di utilizzazione della funeK coefficiente empiricoR0 [N/mm2] resistenza a rottura dei fili della fune

R0 = 180-200-220 [N/mm2]

PARANCHI ED ARGANI


Valori di ZP secondo UNI ISO 4308 e Direttiva Macchine (D.P.R. 459/96)

Valori del coefficiente empirico K secondo ISO 2408

995m / M8

7.17.14m / M7

5.65.63m / M6

54.52m / M5

541 Am / M4

53.551 Bm / M3

53.351 Cm / M2

53.151 Dm / M1

ZP

D.P.R. 459/96

ZP

UNI ISO 4308Classe F.E.M.

995m / M8

7.17.14m / M7

5.65.63m / M6

54.52m / M5

541 Am / M4

53.551 Bm / M3

53.351 Cm / M2

53.151 Dm / M1

ZP

D.P.R. 459/96

ZP

UNI ISO 4308Classe F.E.M.

acciaiotessuto

-0.2805m / M8

0.3180.3184m / M7

0.3280.3283m / M6

2m / M50.3460.293

1 Am / M4

1 Bm / M30.3560.330

1 Cm / M2

0.3590.3321 Dm / M1

Funi con anima inClasse F.E.M.

acciaiotessuto

-0.2805m / M8

0.3180.3184m / M7

0.3280.3283m / M6

2m / M50.3460.293

1 Am / M4

1 Bm / M30.3560.330

1 Cm / M2

0.3590.3321 Dm / M1

Funi con anima inClasse F.E.M.

PARANCHI ED ARGANI

Si effettui il dimensionamento di un dispositivo di sollevamento, paranco o argano, da installare su un carroponte ubicato in una fonderia di monoblocchi per motori industriali

a ciclo diesel.

Il carroponte è utilizzato per il prelievo di tutto lo stampo con il blocco di fusione da un’opportuna area di carico, il suo scarico in un’area di sformatura, il successivo carico del grezzo di fusione dall’area di sformatura per il trasporto ad una opportuna area di scarico da dove il monoblocco grezzo, sistemato su un opportuno sistema di

trasporto su carrelli, viene inviato alle linee di lavorazione.

Carico: 1

Implement: 1

FASE 1

Carico: 2

Implement: 2

FASE 2

FASE 3FASE 4

AREA

CARICO

FONDERIA

AREA

SFORMATURA

AREA

SCARICO

Implement: 2Implement: 1

PARANCHI ED ARGANI

Carico: 1

Implement: 1

FASE 1

Carico: 2

Implement: 2

FASE 2

FASE 3FASE 4

AREA

CARICO

FONDERIA

AREA

SFORMATURA

AREA

SCARICO


E’ necessario un vero e proprio studio preventivo con rilevamento sul campodei dati necessari alla risoluzione del problema progettuale presentato verificando tipologia e frequenza dei diversi carichi, distanze, altezze.

PARANCHI ED ARGANI

La scelta corretta del dispositivo di sollevamento richiede la conoscenza di tutti i datiinerenti le diverse modalità di impiego del carroponte:

peso dei carichi

peso degli implements

velocità di discesa e salita del gancio Tf

altezze di sollevamento e discesa dei carichi Tf

frequenza di trasporto dei diversi carichi Tf

velocità di movimentazione del dispositivo di sollevamento sul carroponte,

velocità del carroponte,

distanze da coprire con i diversi carichi,

Nominale Carico

Accessori Peso faseesimai,esimoi

PARANCHI ED ARGANI

Fasi del ciclo di funzionamento del carroponte.

Ognuna delle quattro fasi principali comprende 5 tasks elementari.

PARANCHI ED ARGANI

Carico: 1

Implement: 1

FASE 1

Carico: 2

Implement: 2

FASE 2

FASE 3FASE 4

AREA

CARICO

FONDERIA

AREA

SFORMATURA

AREA

SCARICO


PARANCHI ED ARGANI

FASE 1 FASE 2 FASE 3 FASE 4

TIPO a CONDIZIONI DI CARICO [Kg]

Carico netto 900 750 - -

Implement 350 300 300 350

Carico totale 1250 1050 300 350

DURATA MOVIMENTI [secondi]

Carico 60 55 20 20

Sollevamento 30 30 20 20

Traslazione 60 60 60 60

Discesa 30 30 20 20

Scarico 30 25 20 20

TOTALE 210 200 140 140

Freq. [N./giorno] 20

Carico: 1

Implement: 1

FASE 1

Carico: 2

Implement: 2

FASE 2

FASE 3FASE 4

AREA

CARICO

FONDERIA

AREA

SFORMATURA

AREA

SCARICO


Hm = 8 [m]v = 6 [m/min]h/g = 8 [h/gg]

PARANCHI ED ARGANI


TIPO CONDIZIONI DI CARICO [Kg]


Implement 300 250 250 300

Carico totale 1000 750 250 300


Carico 60 55 20 20



Discesa 30 30 20 20

Scarico 30 25 20 20

TOTALE 210 200 140 140


Carico: 1

Implement: 1

FASE 1

Carico: 2

Implement: 2

FASE 2

FASE 3FASE 4

AREA

CARICO

FONDERIA

AREA

SFORMATURA

AREA

SCARICO


Hm = 8 [m]v = 6 [m/min]h/g = 8 [h/gg]

PARANCHI ED ARGANI




Implement 200 150 150 200



Carico 50 50 20 20



Discesa 30 30 20 20

Scarico 25 20 20 20

TOTALE 195 190 140 140

Freq. [N./giorno] 5

Carico: 1

Implement: 1

FASE 1

Carico: 2

Implement: 2

FASE 2

FASE 3FASE 4

AREA

CARICO

FONDERIA

AREA

SFORMATURA

AREA

SCARICO


Hm = 8 [m]v = 6 [m/min]h/g = 8 [h/gg]

PARANCHI ED ARGANI




Implement 150 100 100 150



Carico 50 45 20 20



Discesa 30 30 20 20

Scarico 25 20 40 40

TOTALE 195 185 160 160

Freq. [N./giorno] 5Carico: 1

Implement: 1

FASE 1

Carico: 2

Implement: 2

FASE 2

FASE 3FASE 4

AREA

CARICO

FONDERIA

AREA

SFORMATURA

AREA

SCARICO


Hm = 8 [m]v = 6 [m/min]h/g = 8 [h/gg]

PARANCHI ED ARGANI

Coefficiente di Carico Cubico Medio

Totale ntoFunzioname di Tempo

)funz. di Tempo(t

fase esimai carico, esimo

i

i,T.Tot.Funz di Tempo

Nominale Carico

utile Carico fase esimai,esimoi

Nominale Carico

Accessori Peso faseesimai,esimoi

3

4

3

43

3

32

3

221

3

11

4

3

43

3

32

3

221

3

11

4

3

43

3

32

3

221

3

11

4

3

43

3

32

3

221

3

11

aaaaaaaaaa

tt........tt

tt........tt

tt........tt

tt........tt

k

PARANCHI ED ARGANI FASE 1 FASE 2 FASE 3 FASE 4

TIPO α CONDIZIONI DI CARICO [Kg]


Implement 350 300 300 350

Carico totale 1250 1050 300 350


Carico 60 55 20 20



Discesa 30 30 20 20

Scarico 30 25 20 20

TOTALE 210 200 140 140


Tempo Ciclo TEMPO TOTALE

200 4000

TEMPI TOTALI TEMPO TOTALE

690 13800

CONDIZIONI DI CARICOFASE 1 FASE 2 FASE 3 FASE 4

TIPO 1 1250 1050 300 350

Carico/PORTATA MAX 0,833 0,700 0,200 0,233

(C/Pmax)^3 0,579 0,343 0,008 0,013

Tsal+Tdisc 60 60 40 40

(Tsal+Tdisc)/Tfunz 0,0075 0,0075 0,005 0,005

((C/Pmax)^3)*(Tfunz/Ttot) 0,004340 0,002573 0,000040 0,000064

Contr. Tot.K = 0,148

Tempo Ciclo 200

TEMPO TOTALE 4000

Portata 1500 Kg




Implement 300 250 250 300



Carico 60 55 20 20



Discesa 30 30 20 20

Scarico 30 25 20 20

TOTALE 210 200 140 140

Freq.

[N./giorno] 10

TIPO 1000 750 250 300


(C/Pmax)^3 0,296 0,125 0,005 0,008


(Tsal+Tdisc)/Tfunz 0,0075 0,0075 0,0050 0,0050

((C/Pmax)^3)*(Tfunz/Ttot) 0,002222 0,000938 0,000023 0,000040

Contr.Tot.K 0,032

Tempo Ciclo 200

TEMPO TOTALE 2000

Portata 1500 Kg

CONDIZIONI DI CARICOFASE 1 FASE 2 FASE 3 FASE 4




Implement 200 150 150 200



Carico 50 50 20 20



Discesa 30 30 20 20

Scarico 25 20 20 20

TOTALE 195 190 140 140

Freq. [N./giorno] 5

TIPO 700 500 150 200


(C/Pmax)^3 0,102 0,037 0,001 0,002


(Tsal+Tdisc)/Tfunz 0,0075 0,0075 0,0050 0,0050

((C/Pmax)^3)*(Tfunz/Ttot) 0,00381 0,00139 0,00003 0,00006

Contr. Tot.K=0,00528

Tempo Ciclo 200

TEMPO TOTALE 1000

Portata 1500 Kg

CONDIZIONI DI CARICO





Implement 150 100 100 150



Carico 50 45 20 20



Discesa 30 30 20 20

Scarico 25 20 40 40

TOTALE 195 185 160 160

Freq. [N./giorno] 5

TIPO 450 300 100 150


(C/Pmax)^3 0,027 0,008 0,00003 0,001


(Tsal+Tdisc)/Tfunz 0,0075 0,0075 0,0050 0,0050

((C/Pmax)^3)*(Tfunz/Ttot) 0,0002 0,00006 0,0000001 0,000005

Contr. Tot.K=0,00134

Tempo Ciclo 200

TEMPO TOTALE 1000

Portata 1500 Kg

CONDIZIONI DI CARICO


PARANCHI ED ARGANI

PORTATA MAX 1500 Kg

Tempo di Funzionamento 8000 [s] 2,222222 [ore]

Tempo Compl. turno 27525 [s] 7,645833 [ore]

K3= 0,187 K=0,572 0,50 < K = 0,572 < 0,63

T

I

P

O

FATTORE

DI CARICO CUBICO

MEDIO

CLASSE DI FUNZIONAMENTO

V0,06 V0,12 V0,25 V0,5 V1 V2 V3 V4 V5

TEMPO MEDIO DI FUNZIONAMENTO (ore/gg)

≤0,12 ≤0,25 ≤0,5 ≤ 1 ≤ 2 ≤ 4 ≤ 8 ≤ 16 >16

1 k1 ≤ 0,5 1 Dm 1 Cm 1 Bm 1 Am 2m 3m 4m

2 0,5 < k2 ≤ 0,63 1 Dm 1 Cm 1 Bm 1 Am 2m 3m 4m 5m

3 0,63 < k3 ≤ 0,80 1 Dm 1 Cm 1 Bm 1 Am 2m 3m 4m 5m

4 0,8 < k4 ≤ 1 1 Cm 1 Bm 1 Am 2m 3m 4m 5m

Il paranco appartiene al Gruppo 3m!!!!

PARANCHI ED ARGANI


Potenza massima richiesta:

Numero di inserzioni orarie del motore

Rapporto di intermittenza R.I.

0.7[s/ciclo] 140)140200(210

o][fasi/cicl 4 e][corse/fas 2[s/corsa] 60R.I.

[kW] 20.75

[m/s] 0.1[N/kg] 9.81 [kg] 1500N

[avv./h] 10 ][avv./fase 2 o][fasi/cicl 4 [cicli/h] 1.25f


PARANCHI ED ARGANI

2 tiri di fune; funi con anima in acciaio

z = 2QN = 1500 [kg]S = QN / z = 750 [kg] = 7357.5 [N]

ZP = 5K = 0.346R0 = 2000 [N/mm2]

Diametro minimo funi

0

50.085

0.346 2000

PZC

K R

0.085 7357.5 7.3 [ ]d C S mm d = 8 [mm]

PARANCHI ED ARGANI

Dimensionamento tamburi e pulegge

dHD Diametro minimo tamburo

H = 18

DMIN = 18 * 8 =144 [mm]

Diametro minimo puleggia

H = 20

DMIN = 20 * 8 =160 [mm]

1628255m / M8

162522.44m / M7

1622.4203m / M6

1420182m / M5

1418161 Am / M4

12.516141 Bm / M3

12.51412.51 Cm / M2

11.212.511.21 Dm / M1

Puleggia di equilibratura

PuleggiaTamburoGruppo F.E.M.

1628255m / M8

162522.44m / M7

1622.4203m / M6

1420182m / M5

1418161 Am / M4

12.516141 Bm / M3

12.51412.51 Cm / M2

11.212.511.21 Dm / M1

Puleggia di equilibratura

PuleggiaTamburoGruppo F.E.M.

PARANCHI ED ARGANI

FEM 9511


PARANCHI ED ARGANI

ESEMPI DI SEZIONI DI CAVI

Accessori di sollevamento e di imbracatura

Nella movimentazione dei materiali oltre alle macchine operatriciparticolare importanza assumono gli elementi per il sollevamento delcarico, sia come parte integrante della macchina, sia come elementi diconnessione del carico alla macchina stessa. Fra i principali elementisegnaliamo:

• funi di acciaio

• catene

• funi in fibra

• bilancieri

• golfari

• grilli

• ganci

FUNI DI ACCIAIO

Le funi impiegate nei mezzi di sollevamento e nell’imbracaggio dei carichi,essendo sottoposte a diversi tipi di sollecitazione (trazione,flessione,torsione) sono quasi esclusivamente del tipo a trefoli.

Le funi a trefoli sono composte da un’anima centrale (in fibra o in acciaio) egeneralmente da sei trefoli che si avvolgono ad elica lungo l’anima. Ognitrefolo si compone a sua volta di un certo numero di fili di acciaio anch’essiavvolti ad elica.

In relazione all’avvolgimento sia dei fili elementari su se stessi che deitrefoli intorno all’anima si possono suddividere le funi di acciaio in duecategorie:

funi a cordatura parallela

funi a cordatura crociata

Le funi a cordatura parallela sono quelle in cui i fili elementari di ogni trefolosono avvolti nello stesso senso di quello dei trefoli attorno all’anima.

Le funi parallele sono più flessibili delle crociate e l’usura dei fili elementariè più uniforme e sono quindi da considerarsi di maggior durata. Per controle crociate hanno una maggiore proprietà antigirevole, pertanto vengonoutilizzate nel caso di sostentamento di carichi liberi, in cui vi è il pericolo dirotazione.

Per un corretto uso delle funi bisogna evitare di:

• eseguire nodi

• farle lavorare a contatto di spigoli taglienti

• eseguire su di esse piegature troppo strette

• svolgerle malamente formando arricciamenti, cocche ed infiascature

Le funi, come tutti gli accessori di sollevamento, devono essere verificateogni tre mesi.

Le funi devono essere sostituite nei seguenti casi:

quando il totale dei fili esterni rotti in lunghezza risulta maggiore del10% dei fili costituenti la fune per funi crociate e del 4% per funi parallele

nel caso di rottura del 40% dei fili costituenti il singolo trefolo

in tutti gli altri casi in cui la fune risulta eccessivamente indebolita per lapresenza temporanea in minor misura dei difetti precedenti e per altrepalesi anomalie

CATENE

Le catene sono costruite con acciaio speciale e sono formate da magliesemplici o da maglie con traversino. Le maglie normalmente vengonofabbricate mediante saldatura elettrica, effettuata con macchine speciali.

Il carico massimo di utilizzazione è pari a un quarto del carico dirottura nominale

ESEMPI DI TIRI A CATENA

Quando una catena è un accessorio di sollevamento deve recare le seguentiindicazioni poste su apposita targa fissata all’accessorio stesso :

identificazione del fabbricante

identificazione del materiale (non sempre necessario)

identificazione del carico massimo di utilizzazione

marcatura CE

Dette indicazioni devono essere leggibili e disposte in un punto tale da nonrischiare di scomparire a seguito di lavorazioni, di usura ecc.

Una catena utilizzata in condizioni normali deve poter sopportare con unsufficiente margine di sicurezza non soltanto il carico statico, ma anche certisovraccarichi dinamici e gli “ strappi” che subisce durante le operazioni disalita e discesa dei carichi. Gli strappi possono provocare allungamento dellemaglie con conseguente pericolo di rottura.

Deve quindi una catena essere dimensionata in modo da resistere a questisforzi con deformazioni trascurabili. Anche l’uso continuo e prolungato dellecatene può portare al consumo delle maglie specialmente nelle zone tra loroa contatto ed inoltre l’effetto di urti e sovraccarichi può provocare nelmetallo degli anelli delle alterazioni che possono portare alla rottura dellecatene stesse. Le maglie appaiono in tali casi martellate, battute, lucidate esfregiate.

Contrariamente a quanto avviene per le funi, le catene vanno soggette arotture improvvise. Infatti mentre per le funi si hanno evidenti segni diconsumo (rotture fili, piegamenti, gobbe ecc.) per le catene è più difficilevalutare visivamente il loro grado di efficienza.

Le catene presentano il pericolo di rottura improvvisa e possiedono pocaelasticità, ma risentono meno dei danni prodotti sulle funi dal calore edall’umidità e quindi per alcuni lavori specifici sono da preferirsi. Adifferenza ancora delle funi, che vengono ingrassate, le catene non èopportuno mai lubrificarle, perché oltre a sfuggire facilmente alla presadell’imbracatore ricoprendosi di terra o sabbia subirebbero una forte azioneabrasiva tra le parti a contatto.

E’ buona norma seguire le seguenti attenzioni nell’uso delle catene :

usare protezioni per spigoli vivi

non annodarle

non ripararle mai con bulloni od altre attrezzature

avere sempre un’appropriata conservazione

non sovraccaricarle

mai forzare o martellare

Le catene devono essere verificate trimestralmente ed orientativamentesi può dire che è buona norma escludere dall’uso le catene che presentano:

allungamento superiore al 5% nelle singole maglie o nel loro complesso

una riduzione del diametro del tondino nella zona di contatto superiore al20% o in qualsiasi altro punto superiore al 10%

anelli deformati o piegati

FUNI IN FIBRA SINTETICA

Le funi in fibra sintetica sono realizzate con funi, nastri oppure conanelli costituiti da un filato avvolto a matassa e inguainato in undoppio tessuto. L’elemento che viene a contatto con il carico (la guainaesterna) non entra in tensione ed il suo deterioramento noncompromette la sicurezza della fune che può essere continuata adessere usata finchè la rottura della guaina esterna non metta alloscoperto le fibre interne. Le fibre artificiali più usate per fabbricarefuni sono il poliammide (nylon), il poliestere (trevira) e il polipropilene.

La verifica trimestrale funi in fibra sintetica è estremamentesemplice. Infatti si tratta solo di controllare la non rottura dellaguaina esterna. Le funi che presentano rottura della guaina esterna econseguente scopertura dei fili interni devono essere rottamate e nonpiù utilizzate. Sempre durante l’attività lavorativa quando si accerti larottura di fili interni della fune, questa non deve essere più utilizzata.

Caratteristiche dei trasportatori pneumaticiVantaggi

• Riduzione della manodopera;

• Il risparmio conseguente all’acquisto di materiali sciolti anziché confezionati (in sacchi, contenitori, ecc.);

• Possibilità di effettuare percorsi complessi;

• Semplicità dell’impianto;

• Facilità di montaggio;

• Limitato ingombro;

• Il materiale trasportato risulta isolato dall’ambiente circostante.

Svantaggi

• Costi di esercizio elevati (rispetto agli altri sistemi di trasporto meccanici);

• Distanze superabili relativamente limitate;

• Inconvenienti o difficoltà per il trasporto di alcuni tipi di materiali alla rinfusa (pericolo di scoppi, possibilità di rottura dei grani di materiale, abrasione dei componenti, etc.).

Tipologie di Impianti

1. In base alla modalità con cui si realizza il moto delle particelle:

• IN PRESSIONE: pressioni elevate, adatti per trasporto da centrale (p.e

deposito) a stazioni decentralizzate (p.e veicoli).

• IN DEPRESSIONE: adatti per trasporto da differenti punti verso una stazione

centralizzata.

• MISTI

2. In base all’entità della pressione:

Impianti a bassa pressione

Pressione applicata: < 0,3 bar

Strumento: Elettroventilatori centrifughi

Distanze: Limitate (< 100 metri)

Impianti a media pressione

Pressione applicata: 0,3 ÷ 0,8 bar

Strumento: Elettroventilatori centrifughi, compressori rotativi

Distanze: Medie (100 ÷ 500 metri)

Impianti ad alta pressione

Pressione applicata: > 0,8 bar

Strumento: Compressori a vite, centrifughi o a pistoni

Distanze: Elevate (500 ÷ 1000 metri)

Tipologie di Impianti

Componenti Impianto “in pressione”

• Compressore

• Prefiltro (Ciclone)

• Filtro

• Rete di alimentazione

Possono lavorare con pressioni

elevate fino a 9 bar.

La pressione è funzione delle

distanze da percorrere e della

granulometria e del peso specifico

dei materiali.

Componenti Impianto “in depressione”

È possibile prevedere l’impianto di aspirazione di tipo mobile (p.e nelle operazioni di scarico dei veicoli stradali e ferroviari).

Tali impianti sono in grado di far percorrere al materiale distanze limitate (la depressione prodotta non supera 0,8 bar).

• Ventilatore

• Prefiltro (Ciclone)

• Filtro

• Rete di alimentazione

Impianto Misto

L’installazione è aspirante-soffiante.

Impiegati nei casi in cui il materiale deve essere trasportato da più

fonti di alimentazione a stazioni di scarico anch’esse numerose.

Separatore ad urto

Separatore a ciclone

Camera di sedimentazione

Dispositivi per la separazione del materiale

TRASPORTATORI PNEUMATICI


SISTEMI DI CARICO


IMPIANTI DI INSACCAMENTO


rv: è il rapporto tra il volume d’aria necessario nell’unità di tempo ed il

volume di materiale da trasportare

rp: è il rapporto tra il peso del materiale da trasportare nell’unità di

tempo ed il peso dell’ aria necessaria per il trasporto

Rapporto aria/materiale: è il volume di aria necessario per trasportare

nell’impianto l’unità di peso di materiale

m

mv

Q

A

V

Ar

A = PORTATA VOLUMETRICA d’aria occorrente (m3/s)

V = PORTATA VOLUMETRICA di materiale da trasportare (m3/s)

Qm = peso del materiale da trasportare nell’unità di tempo

A

Qr

a

mp

Dipendono:

• delle caratteristiche fisico-chimiche delmateriale: dimensioni e forma delle particelle,densità, pericolo di autoaccensione ointasamento;

• delle caratteristiche del circuito: lunghezza,complessità.


Dati di input:

Volume o peso del materiale da trasportare nell’unità di tempo;

Caratteristiche del materiale (granulometria, igroscopicità, etc.) edeventuale necessità di preservare tali caratteristiche;

Profilo di installazione.

Dati di output:

Scelta della tipologia di impianto (in pressione, in depressione o misto);

Determinazione dei parametri di progetto: rv, rp, diametro della condotta;

Valutazione della potenza della macchina operatrice;

Dimensionamento ciclone.

Progettazione di un trasportatore pneumatico

1. Calcolo della velocità dell’aria, va: noto il tipo di materiale ed il profilo

dell’impianto

[m/s] grani dei sostegno di velocità v

][mm grani dei sostegno di pressioneh

][kg/m materiale apparente specifico peso

[mm] grani dei diametro d

d14h dove h4v

s

OHs

3

m

msss

2

va


2. Determinazione della sezione del condotto: stimato il valore di rv, la portata

di aria per il trasporto, A, è pari:


am

mv

v

A S

QrA

Qm = portata di materiale [kg/h]

rp

Aria/materiale

3. Verifiche all’intasamento:

dmax = il diametro massimo del materiale

dmedio= il diametro medio del materiale

St = sezione della condotta

Sm1= la sezione media di materiale in 1 m di tubazione

1. D ≥ 2,5 ∙ dmax

2. D ≥ 15 ∙ dmedio

3. St ≥ 10∙ Sm1

m

mm

V

QQ dove

mG

mQ

mS 1

11

Vm = K ∙ va

D = diametro effettivo della tubazione


5. Perdite di carico [kg/m2]: per quanto riguarda l’aria si valutano

a. All’avviamento:

b. All’ingresso nel circuito:

c. Per attrito nei condotti: dipende dall'angolo di attrito, Φ

d. Dislivello:

e. Variazione di direzione:

2g

2)m

v(

A

mQ

mh1

pressione in impianti mh2mh

edepression in impianti mh3mh

12

12

LA

mQ

tancmh3

HA

mQ

4mh

ahprmh 45

vm = K ∙ va

c = frazione materiale a contatto con la parete


Caratteristiche di un ciclone

• Separazione del materiale ottenuta tramite l’effetto della forza centrifuga.

• Efficacia di separazione dipende dalla dimensioni e dalla forma delle particelle

• Efficacia di separazione aumenta al diminuire del diametro del ciclone.

• Spesso è conveniente, per aumentare l’efficacia di separazione impiegare in serie:

o più cicloni a bassa capacità

o differenti strumenti di filtrazione.

Dimensionamento di un ciclone

Definito D il diametro della tubazione a monte del condotto d’ingresso del

ciclone:

e = 1,9 ∙ D Diametro del condotto in uscita dal ciclone

s = 3,0 ∙ D Lunghezza del condotto di uscita

C1 = 3,8 ∙ D Lunghezza del tratto tronco-conico del ciclone

C2 = 3,2 ∙ D Lunghezza del tratto cilindrico del ciclone

Dc = 4,2 ∙ D Diametro del ciclone nel tratto cilindrico

FILTRO

CICLONE

Aspirazione

Al filtro

Noti il peso specifico del materiale e la velocità

d’ingresso dell’aria

[cm]

miv

cD5,0*mind

* Efficienza di separazione del 90%

2g

2av

a10ah5 Perdite nel ciclone

Prestazioni tecniche

Stimato dmin

Si valutano le dimensioni dei grani in relazione a differenti

efficienze di separazione

TRASPORTATORI VIBRANTI

TRASPORTATORI VIBRANTI- ELEVATORI A SPIRALE

TRASPORTATORI MOBILI A RULLI

MOTORIZZATI

LIBERI “A SPINTA”

TRASPORTATORI MOBILI A RULLINI

TRASPORTATORI A RULLI: VARIAZIONI DI QUOTA

TRASPORTATORI A BILANCELLE (TROLLEY CONVEYORS)

SCARICO/DEVIAZIONE DI TRASPORTATORI A TAPPARELLE

SCARICO/DEVIAZIONE DI TRASPORTATORI

A RULLIRULLI

SCARICO/DEVIAZIONE DI TRASPORTATORI NASTRO/RULLO

SCARICO/DEVIAZIONE DI TRASPORTATORI A RULLO

TRASPORTATORE MISTO SCIVOLO A GRAVITA’/RULLI

TRASPORTATORE MISTO CONVERGENTE-DIVERGENTE

TRASPORTATORI

TRASPORTATORE A TAZZE

(BUCKET CONVEYOR)

PORTATA DEI TRASPORTATORI VIBRANTI

MECCANISMI PER TRASPORTATORI VIBRANTI



Rappresentazione degli spostamenti di un canale oscillante e del materiale sovrastante in funzione del tempo.

TRASPORTATORI VIBRANTI - PROGETTAZIONE

Materiale trattato: PVC in grani stoccati in sili cilindrici e poi successivamente preparati per la spedizione in sacchi.

m=390 [Kg/m3],

Q=100 [Kg/min]

sacchi in materiale sintetico di dimensioni standardizzate: 60100 [cm].

Estrattore-trasportatore vibrante Dotato di un opportuno canale

convogliatore per l’alimentazione di un sistema di insacchettamento-confezionamento del materiale stoccato in modo sciolto nel silo di accumulo assegnato.

SISTEMA DI INSACCHETTAMENTO PER UNO STABILIMENTO CHIMICO


Calcolo della portata massica

Q = m k1 k2 Vm B h

Essendo….

k1 = coefficiente sperimentale per tenere conto di parametri che causano una riduzione di portata quali umidità, granulometria, forma dei grani, temperatura, composizione chimica, altezza dello strato di prodotto;

k2 = coefficiente sperimentale per tenere conto dell’eventuale inclinazione del canale di alimentazione del sistema di insaccamento;

Vm= velocità media di avanzamento del materiale;

h = altezza media dello strato di materiale.

SISTEMA DI INSACCHETTAMENTO PER UNO STABILIMENTO CHIMICO


Calcolo della velocità media di avanzamento del grano

Vm = 2 A n F

A = ampiezza della vibrazione del canale in mm

n = 60/2/, la pulsazione del canale in [giri/min]

F = 60 / ctg(a) k = A2/g

a = angolo di getto.

n =1500 [giri/min] A= 2[mm] 2A= 4[mm] K~4


n =1500 [giri/min] A= 2 [mm], K~

4

a= angolo di getto = 20°K = 4. F=3,4E-2

Vm = 2 A n F ==22 [mm]1500[giri/min]3,410-2=

=204 [mm/min]=

=20,4 [cm/min]=

=0,204 [m/min]


=12° K2=15,5

h/B=1/2 Q = mk1k2VmBh = mk1k2VmB2h/B =

=1/2mk1k2VmB2

B2 = Q/(1/2mk1k2Vm) B = [Q/(1/2mk1k2Vm)]1/2

B={100 [Kg/min]/(1/2390 [Kg/m3]0,7515,50,204 [m/min])}1/2 =

0,465[m]0,5 [m].

…poiché richiederebbe valori eccessivi di larghezza dei sacchi di contenimento del materiale considerato.

Si deve operare, pertanto, per ridurre opportunamente la dimensione della “bocca” di riempimento dei sacchi.

Eccessivo!!


=14° K2=17,5

h/B=1/2

B={100 [Kg/min]/(1/2390 [Kg/m3]0,7517,50,204 [m/min])}1/2 =

0,438[m]0,45 [m].

=15° K2=18,5 B={100 [Kg/min] /(1/2390 [Kg/m3]0,7518,50,204 [m/min])}1/2=0,427[m]=

0,43 [m].

Q = mk1k2VmBh = mk1k2VmB2h/B =

=1/2mk1k2VmB2

B2 = Q/(1/2mk1k2Vm) B = [Q/(1/2mk1k2Vm)]1/2

CORSO IN IMPIANTI MECCANICI - fataing.poliba.it · A PASSO VARIABILE. TRASPORTATORE A COCLEA ......

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