Nhiệm vụ Hãy thiết kế hệ thống cơ khí sử dụng trong vận chuyển hàng hóa với sơ đồ và số liệu cho trước như sau.. Trang 4 PHẦN I: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ1.. ĐỘNG CƠ ĐIỆN Độn
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ - BÁO CÁO HỌC PHẦN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD: TS.Trần Ngọc Hải TS.Võ Trần Anh Nhóm 11 SVTH: Lê Võ Văn Ý - 101210250 Lê Quốc Tuấn– 101210247 Lớp học phần: Nh21.01A Đà Nẵng, 2023 PBL1 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ DỰ ÁN SỐ Lớp học phần: Sinh viên-MSV: 101255023102101A Lê Quốc Tuấn - 101210247, Lê Võ Văn Ý 101210250 Mã nhóm: 11 GV hướng dẫn: Trần Ngọc Hải, Võ Trần Anh Thời gian thực hiện: Tuần (21/8/2023) – Tuần 19 Nhiệm vụ Hãy thiết kế hệ thống khí sử dụng vận chuyển hàng hóa với sơ đồ số liệu cho trước sau Số liệu cho trước Lực kéo băng tải : P = 1850 N Vận tốc băng tải : V = 1,3 m/s Đường kính tang : D = 310 mm Đặc tính tải trọng : Tải thay đổi, rung động nhẹ Thời gian phục vụ : năm Một năm làm việc 320 ngày, ngày làm việc 14 Làm việc chiều a) b) Hình a) Sơ đồ động hệ thống b)Sơ đồ tải trọng hệ thống Ghi Động điện Bộ truyền đai thang Hộp giảm tốc Nối trục Băng tải MỤC LỤC PHẦN I: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ ĐỘNG CƠ ĐIỆN Động điện sử dụng rộng rãi để tạo chuyển động quay, mơ men xoắn thiết bị máy móc Có hai loại động điện sử dụng: động điện sử dụng điện chiều (Direct Current - DC) động điện sử dụng điện xoay chiều (Allternating Current - AC) Đối với động điện xoay chiều có hai loại thường dùng: động điện xoay chiều pha động điện xoay chiều ba pha Cấu tạo động DC AC có 02 phần rotor (phần động/quay) startor (phần tĩnh) Đối với động AC hoạt động cung cấp điện cho phần rotor startor để tạo từ trường làm quay động Đối với động điện DC phần rotor làm từ nam châm vĩnh cửu nên hoạt động cần cung cấp điện cho startor Động xoay chiều chia làm 02 loại: pha ba pha Động ba pha chia làm 02 loại: ba pha đồng ba pha không đồng Tóm tắt đặc điểm 02 loại động xoay chiều chiều sau Với đặc điểm trên, động xoay chiều ba pha không đồng rôto ngắn mạch sử dụng phổ biến để dẫn động hệ thống khí băng tải, xích tải, thùng trộn… Để chọn động điện cần thực 03 bước sau: • Bước 1: Tính cơng suất cần thiết động • Bước 2: Xác định sơ số vòng quay động • Bước 3: Dựa vào 02 thơng số yêu cầu tải, mômen mở máy phương pháp lắp đặt động để chọn kích thước động phù hợp với yêu cầu thiết kế 1.1 Xác định công suất động - Công suất trục động điện xác định công thức sau: Pct = Pt η (1.1) - Trong đó: Pct : cơng suất cần thiết trục động cơ,kW; Pt : cơng suất tính tốn trục máy công tác, kW; η : hiệu suất truyền động n η=∏ ηi (1.2) i=1 Với 1, 2, 3 hiệu suất truyền cặp ổ hệ thống dẫn động, chọn theo bảng 2.3 ( Trích bảng 2.3 Trị số hiệu suất loại truyền ổ , theo sách Tính tốn thiết kế hệ động khí Tập ) Theo đề , ta tính Pt trường hợp tải trọng thay đổi: Lực kéo băng tải: P =1850N Vận tốc băng tải: V = 1.3 m/s Đường kính tang: D = 310 mm Pmax = P V 1850.1 , = =2,405 kW 1000 1000 Pt =Ptd =Pm ax √ ( ) ( ) ( ) 1,4 M M 0,6 M t1 + t 2+ t3 M M M t 1+ t +t ¿ 2,405 √ (1 ) 4+¿ ¿ ¿ Vậy công suất cần thiết động là: Pct = Ptđ , 98 = ≈ 2,354 kW η 0,841 Với η=ηô l4 ηk ηđ η br2=0 , 994 , 95.0 , 96 2=0,841 Số vòng quay sơ động cơ: n sb=nlv ut (1.4) Trong đó: nlv = 60000 v 60000.1, = =80,093 ( v / ph )( băng tải ) π.D π 310 • nlv số vịng quay trục phận công tác (tang băng tải, tang tời cuốn) • D đường kính tang hay tang phận công tác [mm] • v vận tốc băng tải hay vận tốc kéo tang cáp [m/s] Theo bảng 2.4 :Tỉ số truyền nên dùng cho truyền hệ , ta có : Chọn uđ = 3,56 , uh= 10; Tỉ số truyền toàn ut = 3,56.10=35,6 Vậy : n sb=nlv ut =80 , 09.35 , ≈ 2851,319(v / ph), Pct ≈2.354 kW { Pđc ≥ P ct Ta có điều kiện n ≥ n đb sb Kết hợp với điều khiện momen mở máy thỏa : Tm TK =1 , ≤ T T đn Tra bảng P1.2 trang 235 ta chọn động cơ: DK 42-2 Pđc , kW cos γ n đc 2880 v ph , 88 Tk =¿ T dn 1,9 Khối lượng 47 kg 1.2 Xác định tỉ số truyền ut hệ dẫn động: Theo công thức 3.23 [1], trang 48 ta có cơng thức tính tỉ số truyền toàn ndc 2880 ut = = =35,958(2.1) nlv 80 , 09 Trong đó, • ut tỉ số truyền chung hệ thống • nđc số vịng quay động chọn • nlv số vịng quay trục phận công tác (tang băng tải, tang tời cuốn) 1.2.1 Phân tỉ số truyền hệ thống cho truyền ut =uđ u h (2.2) ¿ ≫ ut=uđ uh=35,958 Trong đó: ut – Tỷ số truyền chung hệ thống uđ – Tỷ số truyền truyền HGT ( truyền đai) uh – Tỷ số truyền truyền bên HGT Với uđ =3 , 56 , uh = nt 35,958 = ≈ 10,101 n đ , 56 Đối với hộp giảm tốc bánh trụ cấp khai triển chọn từ bảng 3.1 trang 43 sách “Tính Tốn Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí” chọn u1=3,83 u2=2,61 uđ = nt 35 , 95 = ≈ 3,597 u1 u , 83.2 ,61 u1 – Tỷ số truyền cặp bánh cấp nhanh u2 – Tỷ số truyền cặp bánh cấp chậm Kiểm nghiệm ud: uđ =0 ,8 % < % Nên sai lệch tỉ số truyền truyền đai không đáng kể 1.2.2 Xác định công suất, moomen số vòng quay trục: Plv =Ptđ =1,983 kW - Xác định công suất: P III= Ptđ 1, 98 = =2,003(kW ) ηol ηk , 99.1 P II = P III = =2,108(kW ) ηol ηbr ,99.0 ,96 P I= PII 2,104 = =2,218(kW ) ηol η br , 99.0 , 96 Pdc = PI 2,214 = =2,432(kW ) ηol η d , 99.0 , 95 - Xác định số vòng quay trục: n dc=2880 nI= ( vgph ) ( ) ndc 2880 vg = =809 , 99 ud ,56 ph ( ) n II = n I 809 vg = =211, 22 u1 ,83 ph n III = n II 211, vg = =80 , 93 u2 ,61 ph ( ) - Xác định mômen xoắn trục: T I =9 ,55.10 P1 2,214 =9 ,55.10 =26180 , 77 ( N mm ) n1 809 T II =9 , 55.10 T III =9 , 55.10 T dc =9 ,55.10 6 P2 2,104 =9 , 55.10 =95298 , 83 ( N mm ) n2 211, P3 =9 , 55.10 =236392 , 94 ( N mm ) N3 80 , 91 Pdc 2,354 =9 ,55.10 =8063 , 76 ( N mm ) N dc 2880 Bảng: Thông số kĩ thuật Trục Thông số Công suất P (kW) Động I II III 2,432 2,218 2,108 2,003 Tỷ số truyền u Số vòng quay n (vòng/phút) 3,56 2880 3,81 808,99 2,61 211,22 80,93 Momen xoắn T (N.mm) 8063 , 76 26180 , 77 95298 , 83 236392 , 94 PHẦN II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 2.1 TRUYỀN ĐỘNG ĐAI HÌNH THANG 2.1.1 Một số lưu ý tính tốn thiết kế truyền đai Đối với truyền đai thang cần tính tốn hai phương án tiết diện đai, so sánh phương án có lợi về: • Kích thước truyền • Lực tác dụng lên trục • Số dây đai Khơng nên dùng số dây đai lơn (lớn 6) số dây đai nhiều dẫn đến tải trọng phân bố không dây đai Khi chọn đường kính bánh đai nhỏ nên lấy trị số nhỏ kích thước bánh đai lớn khơng q lớn, giảm kích thước truyền hệ thống 2.1.2 Chọn loại đai tiết diện đai Ta có thơng số: P = 2,432 kW n = 2880 vòng/phút uđ = 3,56 T dc =8063 ,76 ( N mm ) Hình 3.1 Chọn tiết diện đai hình thang Theo hình 3.1 , ta chọn đai hình thang A (đai thang thường) phù hợp với thông số Dựa vào bảng 4.13 Các thơng số đai hình thang (trang 59, sách tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí - tập một) Ta có thơng số đai thang thường loại A : bt, mm 11 b, mm 13 h, mm y0, mm A, mm 2,8 81 d1, mm 100-200 L, mm 560-4000 2.1.3 Xác định thông số truyền 2.1.3.1 Đường kính bánh đai nhỏ d1 Theo bảng 4.13 , ta chọn d1 =140 mm Từ đường kính bánh đai d1, xác định vận tốc đai : v= ( ) n π d 2880 π 140 m = =21 , 11 60000 60000 s Vì v < 25 m/s nên ta chọn đai đai thang thường