MATEMATIČKO MODELIRANJE MOMENTA POGONSKOG ELEKTROMOTORA PROIZVODNE LINIJE ZA PROFILNO OBLIKOVANJE TANKIH LIMOVA

Transcription

1 9th International Scientific Conference on Production Engineering DEVELOPMENT AND MODERNIZATION OF PRODUCTION MATEMATIČKO MODELIRANJE MOMENTA POGONSKOG ELEKTROMOTORA PROIZVODNE LINIJE ZA PROFILNO OBLIKOVANJE TANKIH LIMOVA Milan Jurković, Edin Mustafić Univerzitet u Bihaću, Tehnički fakultet, Bihać, Bosna i Hercegovina i.jurkovic@gail.co, edo74@bih.net.ba Ključne riječi: planiranje eksperienta, stohastičko odeliranje, obrtni oent, pogonski elektrootor, valjanje tankih profila SAŽETAK: Eksperientalni istraživanjia izvršena su jerenja obrtnog oenta na vratilu pogonskog elektrootora za različite vrijednosti ulaznih paraetara. Kao ulazni utjecajni faktori odabrani su: vrsta aterijala ( ), debljina lia (s) i širina lia (b). Na osnovu tako dobijenih eksperientalnih podataka pretpostavljen je, a zati i foriran ateatički odel, gdje su koeficijenti odela dobijeni regresiono analizo, a signifikntnost koeficijenata i greška eksperienta utvrđena je disperziono analizo. 1. UVOD Ovaj rad predstavlja jedan izdvojeni segent agistarskog rada u koje je iperativ razvijanje novih i poboljšanje postojećih proizvodnih tehnologija s cilje povećanja njihove energetske efikasnosti. Osnovni cilj istraživanja jeste iznalaženje ogućnosti optialnog rješenja pogonsko prenosnog ehaniza u sislu aksiiziranja energetskog stepena iskorištenja i optiizacije prenosa. U prvo dijelu ovog rada prikazano je planiranje priprea i realizacija eksperienta, na osnovu čega je izvršeno jerenje snage i broja obrtaja pogonskog elektrootora, te dobijeni eksperiento traženi rezultati. Na osnovu tih eksperientalnih rezultata definisan je ateatički odel obrtnog oenta na vratilu pogonskog elektrootora u funkciji ulaznih utjecajnih paraetara. Na kraju je izvršena siulacija odela, te analiza utjecaja ulaznih paraetara na odeliranu veličinu. 2. EKSPERIMENTALNO ISTRAŽIVANJE Eksperient se realizira na ašini liniji za profilno oblikovanje tankih liova, koja je prikazana na slici 1. Izrada trapeznog lia započinje tako da se li koji je fabrikovan u koturovia i postavljen na otalicu kapaciteta [kg] uvlači u dio ašine za poravnanje lia koji se nalazi ispred prvog para profilisanih valjaka prvog obradnog odula. Prenos obrtnog oenta sa pogonskog elektrootora na sve obradne odule izveden je pooću lanaca. 47

2 Svaki obradni odul sastoji se od dva para valjaka, gdje je zazor izeđu valjaka podešen tako da li nesetano prolazi izeđu valjaka. Valjci se izrađuju od kroiranog čelika, kako bi što anje dolazilo do trošenja i oštećenja površine valjaka, što bi utjecalo na kvalitet obrade profilisanog lia. Kada li prođe kroz sve obradne odule, na kraju dolazi do odsjecanja lia na hidraulični akazaa na željene dužine. Upravljanje rado ašine izvodi se sa kontrolno upravljačkog pulta sještenog na konstrukciji iznad hidrauličnih akaza. Slika 1. Mašina linija za profilno oblikovanje tankih liova valjcia Istovreeno se u eksperientu jere sile na davačia, broj obrtaja na vratilu pogonskog elektrootora, te snaga ašine na kontrolno upravljačko terinalu. Mjerenje snage Sto za jernu opreu Mjerenje sila valjaka na li I Sila1 II Sila7 III IV Sila4 V Kontrolno upravljački terinal Mjerenje broja obrtaja na vratilu EM XIV Sila5 XV XVI XVII XVIII XIX Sila1 Sila7 Sila4 Sila2 Sila3 Sila8 568 XX EM Sila2 Sila3 Sila8 Sila6 I serija jerenja III serija jerenja Slika 2. Sheatski prikaz plana eksperienta Mjerenje obrtnog oenta na pogonsko elektrootoru izvodi se indirektno etodo zbog konstruktivnih ograničenja ašine pa i saog elektrootora. Prea toe, jeriće se direktno snaga elektrootora i broj obrtaja na pogonsko vratilu elektrootora, a iz tih podataka računati obrtni (zakretni) oent na vratilu pogonskog elektrootora. 48

3 2.1. Izbor vrste eksperienta i aterijala uzoraka Kod izbora ulaznih paraetara procesa obrade najprije se definišu svi utjecajni faktori za koje se pretpostavlja da iaju utjecaj na izlazne paraetre procesa. Zati se broj ulaznih paraetara izabire u skladu sa realni potrebaa i zahtjevia koje određuju izlazni paraetri procesa. Prea toe, uzeti su slijedeći utjecajni ulazni faktori procesa valjanja tankih profilnih liova: vrsta aterijala lia zatezna čvrstoća, debljina lia s, širina lia b. Materijal za uzorke u eksperientu odabran je s obziro na vrijednosti zatezne čvrstoće aterijala ( ), i to: čelični li DX 51D, čelični li DX 53D, aluinijski li Al 99,5. Svi uzorci odsjecaju se na dužine od 2,5 [], a za potpunu realizaciju eksperienta potrebno je ukupno 30 tabli lia: po 12 tabli lia za prvu i drugu seriju jerenja, te po 3 table lia za treću seriju jerenja i probne pokuse prije svake serije Mjerna oprea za jerenje broja obrtaja i snage EM-a Za jerenje broja obrtaja i snage EM-a korištena je slijedeća jerna oprea i instruenti: jerni instruent METREL tip EUROTEST 61557, univerzalni jerni instruent ISKRA tip MI 7045, strujna kliješta ISKRA tip PK300, strujna kliješta TENMARS tip YF-8020, instruent za jerenje broja obrtaja VOLTCRAFT tip DT2L /k. ISKRA KLIJEŠTA PK300 ISKRA MI 7045 KONTROLNO UPRAVLJAČKA JEDINICA L1 L2 ELEKTROMOTOR L3 0 METREL EUROTEST Slika 3. Shea povezivanja jerne opree za jerenje snage Za jerenje broja obrtaja na vratilu pogonskog elektrootora koristi se instruent za beskontaktno jerenje VOLTCRAFT DT2L /k, koji predstavlja digitalni ručni jerač broja obrtaja (tahoetar). Slika 4. Digitalni ručni jerač broja obrtaja Ovaj uređaj predstavlja dosta precizan uređaj za jerenje broja obrtaja kod kojeg se rezultati prikazuju na LCD ekranu. Mjerna udaljenost ovog uređaja je od 5 do 50 c. 49

4 2.3. Postavka eksperienta Postavka eksperienta predstavlja tehničko tehnološku pripreu za početak izvođenja eksperienta. Postaviti sve detalje eksperienta podrazujeva određene radnje u pogonsko postrojenju. Slika 6. Postavka eksperienta za jerenje snage pogonskog elektrootora 2.4. Snianje rezultata eksperienta Rezultati eksperienta su dobijeni na osnovu provedenih jerenja. Što se tiče rezultata za snagu i broj obrtaja na vratilu pogonskog elektrootora, bilježeni su na papir odah toko jerenja. Broj pokusa Tabela 1. Eksperientalni podaci obrtnog oenta na vratilu pogonskog elektrootora Fizikalne varijable procesa σ s b [N/2] [ ] [ ] REZULTATI MJERENJA VRIJEDNOSTI OBRTNOG MOMENTA NA VRATILU POGONSKOG EM T N Prva serija jerenja Druga serija jerenja Oznaka Vrijednost Oznaka Vrijednost Oznaka T1,1 T1,2 T1,3 T1,4 T1,5 T1,6 T1,7 T1,8 T1,9 T1,10 T1,11 T1,12 83,043 82,317 87,898 86,730 86,882 88,658 88,689 88,609 87,989 87,592 87,074 87,603 T2,1 T2,2 T2,3 T2,4 T2,5 T2,6 T2,7 T2,8 T2,9 T2,10 T2,11 T2,12 88,390 88,638 88,462 88,709 88,124 88,034 88,320 88,261 87,653 88,360 88,170 88,589 Ti,j prvi indeks i označava seriju jerenja, a drugi indeks j broj pokusa 50 Treća serija jerenja T3,1 T3,2 T3,3 Vrijednost 95,515 96,096 96,141 U trećoj seriji izvršena su sao tri pokusa, sa slijedeći ulazni faktoria: σ = [N/2] s = [] b = []

5 Priliko jerenja električnih veličina koristila se poluindirektna etoda za obrtni oent otora, tj. jerene su vrijednosti snage i broja obrtaja elektrootora, a onda se računski pute dobile vrijednosti obrtnog oenta na vratilu pogonskog elektrootora. Moent koji otor razvija na vratilu za korisnu snagu ''P'' pri kojoj je broj obrtaja ''n'' računa se prea obrascu [6]: 60 P P N T , (1) 2 n n P KW izjerena snaga, n in-1 izjereni broj obrtaja na vratilu pogonskog elektrootora Rezultati jerenja za snagu i broj obrtaja vratila pogonskog elektrootora iskorišteni su za indirektno izračunavanje vrijednosti obrtnog oenta koje su prikazane tabelarno. 3. MATEMATIČKO MODELIRANJE OBRTNOG MOMENTA NA VRATILU POGONSKOG ELEKTROMOTORA Za odeliranje obrtnog oenta EM-a kao izlaznog paraetra procesa odeliranja, uzeti su već navedeni utjecajni ulazni paraetri i to za prvu seriju jerenja. Dobijeni ateatički odel obrtnog oenta na vratilu pogonskog elektrootora predstavlja funkcionalnu ovisnost obrtnog oenta od ulaznih paraetara, s, b, tj. [1, 2, 4] T 3232,5 s3, 662 b 0, 070 ln s 0, 483 ln b b 0, 496 (2) 0, 0, 035 ln s Grafički prikaz projene obrtnog oenta na vratilu pogonskog elektrootora u zavisnosti od debljine lia T = T(s) dat je na slijedeće dijagrau [4]. U tje c aj de bljine lia na o brtni o e nt na v ratilu po g o ns ko g EM Obrtni oenta na pogonsko vratilu EM - T (N) s=; =; b= b= 86 s=; b= =; b= b= s=; =; b= b= s=; 83 s=; =; b= b= 82 =; b= De bl ji na l i a - s () Slika 7. Obrtni oent na vratilu pogonskog EM u funkciji debljine lia ''s'' Sa gornjeg grafikona se vidi da se obrtni oent na vratilu pogonskog elektrootora povećava sa povećanje debljine lia. Takođe se vidi da za isti aterijal, obrtni oent ia veću projenu za užu veličinu lia. 51

6 Grafički prikaz projene obrtnog oenta na vratilu pogonskog elektrootora u zavisnosti od vrste aterijala i debljine lia T = T(,s) dat je na slijedeće dijagrau [4]. 88, ,5 87,5 87, ,5 86, ,5 T (N) 86 85, , , ,5 85, ,5 5 s () 5 84, ,5 83,5-84 (N/2) Slika 8. Obrtni oent na vratilu pogonskog EM u funkciji vrste aterijala ( ) i debljine lia (s), pri čeu je širina lia b = = const. 4. ZAKLJUČAK Dobijeni ateatički odel je neophodan za analizu utjecaja ulaznih faktora na obrtni oent vratila pogonskog elektrootora. Provedeno analizo oguće je utvrditi na koji način i u kojoj jeri pojedini ulazni faktori utječu na veličinu obrtnog oenta na vratilu pogonskog elektrootora, a sai ti i na potrebnu snagu elektrootora. Eksperientalno ateatička analiza pokazuje da se obrtni oent na vratilu pogonskog elektrootora uglavno povećava povećanje datih ulaznih paraetara (, s, b), što se ože uočiti sa šest grafikona iz posljednjeg poglavlja ovog rada. Za kvalitetnu koparativnu analizu eksperientalnih rezultata i rezultata odeliranja bilo bi dobro postojanje određenog analitičkog odela obrtnog oenta u funkciji navedenih ulaznih paraetara. 5. LITERATURA [1] M. Jurković, Mateatičko odeliranje inženjerskih procesa i sistea, Mašinski fakultet Bihać, Bihać [2] S. Elazar, Planiranje eksperienta, I izdanje, Zavod za izdavanje udžbenika, Sarajevo, [3] B. Musafija, Obrada etala plastično deforacijo, Svijetlost, Sarajevo [4] I. Karabegović, M. Jurković, E. Mustafić, Matheatical odelling of wire drawing force, 5th International Scientific Conference on Production Engineering RIM 2005, Bihać, Bosnia and Herzegovina, Septeber [5] E. Mustafić, Prijena etode konačnih eleenata kod procesa valjanja, diploski rad, Tehnički fakultet Bihać, Bihać [6] Karl Hoffann, Uvod u analizu napona i tehniku jerenja prijeno jernih traka, HBM DARMSTAT, Njeačka, [7] F. Dover, Projektiranje tehnologije valjanja posebnih pločevinskih profilov, Magistarsko delo, Univerza v Mariboru, Maribor, [8] M. Čaušević, Obrada etala valjanje, Veselin Masleša, Sarajevo [9] N. Zaiović Uzunović, Mjerna tehnika, Mašinski fakultet u Zenici, Zenica