Calculul si proiectarea standului de incercari aparate de masurat mase(forte)

Calculul si proiectarea standului de incercari aparate de masurat mase(forte)

Pentru incercarea aparatelor de masurat mase (cantare la carlig),trebuie realizat un stand,format dintr-o grinda sustinuta de doi stalpi metalici,prevazuta cu ocheti necesari prinderii cantarului si o targa metalica cu o capacitate de umplere cu greutati etalon de 20 kg care insumate sa ajunga la o sarcina maxima de 10t.

Ridicarea targii pentru prinderea acesteia in carligul cantarului se va realiza cu ajutorul a patru perne de aer conectate la un compresor de aer.

Am ales ca perne de aer pentru ridicare ,pernele tip burduf cu sarcina maxima de 6 t.Considerentul a fost faptul ca aceste perne au extinderea de 210 mm.

Perna de aer burduf

Perna de aer este parte componenta a sistemului de suspensie pe aer folosita la autocamioane, semiremorci si autobuze.
Perna de aer este flexibila, fabricata din fibra de cauciuc si tesatura. In conditii normale de sarcini, perna de aer devine progresiv elastica atunci cand aerul este comprimat concomitent cu o crestere a incarcaturii.
Avand caracteristici neliniare, rigiditatea unei perne de aer se poate modifica impreuna cu incarcatura, astfel incat sub sarcina, perna de aer ramane aproape neschimbata.
Pernele de aer absorb foarte bine sarcinile axiale si radiale prin reglarea presiunii si absorb vibratiile si zgomotul, nu ofera insa suport de sarcina, dar in schimb completeaza transferul de forta elastic prin aerul comprimat, care este introdus in perna de aer cu ajutorul compresoarelor de aer.

Alimentarea pernelor cu aer de la compresor s-a realizat prin intermediul conductelor de plastic rezistente la o presiune de 12bari,conducte folosite tot la autocamioane.

Pentru realizarea aerului comprimat am ales un compressor de 5,5 CP,cu un debit de aer de 450 l/min.

Compresor de aer.

Comanda de ridicare sau coborare se realizeaza prin intermediul a trei robineti de aer.Primul robinet incarca instalatia cu aer iar robinetul 2si3 relizeaza descarcarea aerului din instalatie .S-au folosit doi robineti pentru descarcare pentru ca aceasta descarcare sa se realizeze rapid,pentru a nu influenta incercarea aparatului.

Pentru coborarea in totalitate a pernelor ,pe acestea au fost montate placi din tabla cu grosimea de 20mm care cantaresc aproximativ 4kg.

Schema instalatiei pneumatice

Albastru-Perne de aer.

Rosu-Compresor

Linie simpla-Alimentare cu aer

Linie dubla -Evacuare aer

Proiectarea si incercarea standului.

Conform normelor metrologice,dimensionarea targii a trebuit sa se realizeze astfel incat pe aceasta sa poata fi asezate greutati etalon de 20kg,clasa M1,care insumate sa ajunga la sarcina maxima de 10000kg.

Daca consideram ca o greutate etalon are:L=290mm

l=110 mm

h=120 mm

rezulta ca:L x l x h = 0.29 x 0.11 x 0.12 = 0.003828m3

0.003828 x 500 = 1.914 m3,deci aproximativ 2m3 este volumul celor 500 de greutati necesare incercarilor.

S-a decis dimensionarea targii ca fiind urmatoarea:L=1700

l=1500

h= 1300

1.7 x 1.5 x 1.3 = 3.315 m3.

Realizarea desenului si a incercarilor in programul

de proiectare CATIA V5

Conform datelor de mai sus,s-a trecut la relizarea desenului in acest program.

Am considerat ca inaltimea de 2500mm pentru picioarele de sustinere a grinzii de rezistenta este suficienta tinind cont ca targa are inaltimea h=1300 si cursa pernelor de aer este de 210mm.

Grinda de rezistenta are o lungime de L=220 pentru ca targa sa nu atinga de picioarele de sustinere.

Incercarea targii la sarcina maxima.

Targa se va raliza din tabla de otel de 20mm si profil 'U' cu dimensiunea de 100x50x5 mm din acelasi material.

Dupa introducera datelor in program ,incastrarea ochetului si aplicarea unei forte uniform distribuita pe suprafata acesteia se vor observa deformatiile.

Din imaginea de mai sus se obsearva forta F=9800N,forta distribuita pe toata suprafata targii.

Nivelul de deplasare in urma actionarii fortei.

Se obsearva in urma actionarii fortei deplasarile care au loc pe suprafata targii.Deplasarile poenesc de la 0(albastru) si ajung la 6.72mm(rosu),deplasare maxima admisa pe directia fortei.

Pentru a reduce deplasarea maxima care se obsearva pe centrul tablei s-a atasat pe suprafata interioara un profil 'U'cu dimensiunea de :60x30x5mm.Acest profil formeaza o cavitate care este folosita pentru ajustarea greutatii targii.

Rezultatul incercarii targii.

Dupa cum se obsearva din imagine nivelul de stres pe targa este redus .mai sunt cateva puncte cu nivel mediu dar tinand cont ca eroarea este de 10%,targa are rezistenta necesara pentru a fi folosita pentru incercari.

Mentionez ca s-a folosit tipul de discretizare parabolic cu dimensiunea de 10 mm.

Incercarea elementului de sustinere a targii

Picioarele si grinda de rezistenta sunt confctionate din profil'U'din otel cu dimensiunea de:300x100x10mm.

In imaginea de mai sus vedem ca placa otel de 20 mm suporta o deformare sub actiunea fortei.S-a trecut la adaugarea de gusee pe caperele libere realizandu-se o caseta.

   

Cu ajutorul elementului de discretizare de tip parabolic si o dimensiune de 8mm se obsearva mult mai bine deformarea placii

Valoarea maxima a deformarii pe directia fortei este de 0,0322077mm.

Dupa remedierea punctelor cu deformatii s-a constatat ca elemental de sustinere a targii rezista la solicitarile supuse.

Standul de incecari se amplaseaza pe o platforma betonata ,fundatia picioarelor fiind realizata din beron armat.

Acest stand functioneaza din luna martie 2012 si este agreat de Biroul Roman de Metrologie Legala.