Proiectarea tehnologiei de execuție în construcție sudată a structurii metalice a macaralei pentru încărcare-descărcare materiale pulverulente

CAPITOLUL 1. Noţiuni introductive

1.1.Descrierea macaralei

Maşinile de ridicat şi de transportat sunt destinate deplasării greutăţilor.

O demarcaţie riguroasă între maşinile de ridicat şi cele de transportat nu se poate face, deoarece paralel cu maşinile care servesc fie pentru ridicare, fie pentru deplasare orizontală, există agregate care execută concomitent ambele operaţiuni.

Lungimea deplasării la maşinile de ridicat şi de transportat nu este mare şi de obicei nu depăşeşte câteva zeci de metri; totuşi, la unele instalaţii nu este rar cazul deplasării materialului pe sute de metri (transportoare pe bandă, transportoare pentru buşteni) şi chiar pe câţiva kilometri (funiculare).

Existenţa unei serii de maşini, care îndeplinesc funcţii apropiate de cele ale maşinilor de ridicat şi de transportat impune, pentru a se face posibilă includerea lor într-o grupă sau alta, să se stabilească condiţii de delimitare suplimentare.

1. Maşinile de ridicat şi de transportat nu efectuează niciun fel de operaţii de extragere sau prelucrare şi prin acest lucru se deosebesc de maşinile apropiate de ele prin caracterul funcţional, ca de exemplu: excavatoarele, maşinile de săpat pământul, o serie de maşini de sortat, de măcinat, etc.

2. Maşinile de ridicat şi de transportat au o zonă de funcţionare determinată şi sunt destinate pentru transportarea sarcinilor pe trasee limitate, deosebindu-se prin aceasta de toate maşinile de transport pe distanţe lungi, ca de exemplu automobilele, tractoarele, vehiculele de cale ferată, etc.

În transportul pe apă, maşinile de ridicat şi de transportat servesc la:

a) efectuarea lucrărilor în cală;

b) descărcarea şi încărcarea vapoarelor şi şlepurilor;

c) aducerea şi livrarea mărfurilor în depozite;

d) efectuarea operaţiilor de ridicat şi de transportat în interiorul depozitelor;

e) descărcarea şi încărcarea vagoanelor de cale ferată sau a camioanelor.

Funcţionarea maşinilor de ridicat şi de transportat, în cazul general, constă în apucarea, suspendarea sau încărcarea sarcinii, efectuarea uneia sau mai multor deplasări şi depunerea sarcinii în locul de descărcare.

Maşinile de ridicat şi de transportat pot fi împărţite în:

a) maşini cu acţiune intermitentă;

b) maşini cu acţiune continuă.

Maşinile din prima categorie au caracteristic faptul că necesită cheltuire de timp pentru cursa moartă de întoarcere, în vreme ce la cele din categoria a doua, mişcarea utilă şi cea moartă decurg concomitent.

Maşinile cu acţiune intermitentă. Aceste maşini se împart în trei tipuri:

A. maşini cu o singură mişcare determinată de funcţionare;

B. maşini cu mai multe mişcări determinate de funcţionare( macaralele);

C. maşini cu mişcare liberă.

Macaralele se împart în două clase:

I. maşini de ridicat cu deplasare orizontală circulară a sarcinii: macaralele rotitoare;

II. maşini de ridicat cu mişcare orizontală de translaţie a sarcinii: podurile rulante, transportoarele şi căile suspendate cu şine.

Macaralele rotitoare se fac staţionare şi mobile. Ele pot fi montate: pe un vagon

platformă; pe un cărucior de transportat fără şine (automobile, electrocar, etc.); pe un ponton plutitor; pe un portal ce se deplasează pe şine; pe un semiportal; pe un şasiu cu şenile. În afară de aceasta, în practică se utilizează macarale care se deplasează pe două şine aşezate în acelaşi plan vertical (macaraua velocipedă şi o consolă). La aceste macarale, şina inferioară serveşte la preluarea sarcinii verticale, iar cea superioară împiedică răsturnarea macaralei.

După construcţia organelor de reazim, macaralele rotitoare se împart în:

1. macarale cu coloană, la care momentul de răsturnare care acţionează asupra părţii rotitoare a macaralei, se echilibrează prin reacţiunile orizontale ale coloanei;

2. macarale cu placă turnantă, la care momentul de răsturnare care acţionează asupra părţii rotitoare a macaralei, se echilibrează prin reacţiuni verticale;

3. macarale cu reazim rotativ, în care nu există părţi rotitoare, iar modificarea poziţiei braţului (în plan) se realizează prin rotirea întregii macarale.

În raport cu limitele rotirii posibile, macaralele se împart în:

a) macarale cu rotire totală, în care caz rotirea se poate face din orice unghi;

b) macarale cu rotire parţială, la care unghiul de rotire este mai mic de 360°.

În funcţie de felul de variaţie a deschiderii, macaralele rotitoare se pot împărţi în:

a) macarale cu deschidere constantă care pot deservi numai circumferinţa sau o parte din aceasta, atunci când nu se produce deplasarea întregii macarale;

b) macarale cu deschiderea variabilă care, din poziţia staţionară, realizează deservirea unei fâşii inelare largi sau a unei părţi a acesteia.

Modificarea deschiderii se realizează:

a) printr-un braţ rigid oscilant;

b) printr-un braţ articulat;

c) printr-un cărucior rulant ce se deplasează pe braţ.

1.2.Elementele principale în construcţia macaralei

Maşinile de ridicat, ca şi alte maşini de lucru, se supun aceloraşi principii generale de alcătuire. Indiferent de tip sau variantă constructivă, în alcătuirea tuturor maşinilor de ridicat se regăsesc elemente sau părţi componente comune având, în cadrul maşinii, funcţiuni distincte bine precizate. În cele ce urmează, vor fi enumerate şi definite principalele părţi structurale ale maşinilor de ridicat complexe, de tipul macaralelor. Mecanismele simple de ridicat şi macaralele uşoare au de regulă o construcţie mai simplă, dar şi în aceste cazuri sunt prezente părţi din aceste elemente structurale.

1. Echipamentul de forţă. Reprezintă maşina sau ansamblul de maşini motoare şi generatoare, inclusiv instalaţiile lor anexă, care furnizează energia necesară acţionării echipamentului de lucru şi sistemului de propulsie a maşinii.

În funcţie de sursa primară de energie, precum şi de modul de transmitere a energiei la mecanismele echipamentului de lucru al macaralelor, se disting mai multe tipuri de acţionări şi anume: acţionarea diesel-mecanică; acţionarea diesel-electrică; acţionarea diesel-hidraulică; acţionarea electromecanică; acţionarea electro-hidraulică.

Acţionarea electromecanică este utilizată, acolo unde echipamentul de forţă cuprinde motoarele electrice de antrenare ale mecanismelor şi aparatajul electric din circuitele de forţă ale acestora.

2. Transmisia. În cazul acţionării directe: diesel-mecanică şi electromecanică, motorul furnizează energia mecanică sub forma mişcării de rotaţie a arborelui său. În aceste cazuri, transmisia reprezintă ansamblul de organe şi mecanisme simple care transformă mişcarea motorului şi o transmite organelor de lucru ale mecanismelor macaralelor. Transmisia se numeşte mecanică întrucât utilizează fie organe de transmitere rigide (arbori, cuplaje, angrenaje, etc.), fie transmisii flexibile (prin cablu, lanţ sau curea).

3. Echipamentul de lucru. Echipamentul de lucru al macaralelor este reprezentat de dispozitivul de suspendare a sarcinii. În cazul macaralelor cu destinaţie generală, acesta este alcătuit sub forma unei mufle cu cârlig la care se pot ataşa, după necesităţi, diverse dispozitive de apucare a sarcinii. Macaralele cu destinaţie specială pot avea ca echipament de lucru şi dispozitive de altă natură: graifăre, electromagneţi, cleşti, cupe, etc.

4. Mecanismele macaralei. Sunt ansambluri cu funcţionare independentă care asigură realizarea unei anumite mişcări de lucru. Principalele mecanisme ale macaralelor cu braţ sunt: mecanismul de ridicare a sarcinii, mecanismul de deplasare a macaralei, mecanismul de orientare a părţii rotitoare (mecanismul de rotire), mecanismul de basculare a braţului sau mecanismul de translaţie a căruciorului de sarcină.

5. Instalaţia de comandă şi control. Reprezintă ansamblul de dispozitive şi echipamente cu ajutorul cărora se realizează punerea în funcţiune, reglarea, dirijarea, controlul, oprirea unui anumit mecanism sau a întregii maşini. Instalaţiile de comandă pot fi: mecanice, hidraulice, electrice, pneumatice sau combinate. Comanda se realizează prin pârghii (manete), pedale, butoane sau manipulatoare, iar controlul prin aparatele indicatoare de bord.