thiết kế máy đo ma sát ổ đỡ trục chân vịt, chương 5 ppt

Chương 5: TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN  Việc chọn động cơ điện cần thoả mãn các yêu cầu cơ bản sau đây: - Sử dụng tiện lợi. - Cấu tạo đơn giản, kích thước nhỏ gọn. - Giá thành chế tạo rẻ.  Tiến hành chọn động cơ như sau: Lực ma sát sinh ra trong ổ trượt là: F msi = R i .f ms (N) (2 – 2) L ực ma sát sinh ra tại bạc lót phía lái là: F ms1 = R 1 .f ms (N) L ực ma sát sinh ra tại bạc lót phía mũi là: F ms2 = R 2 .f ms (N) Ổ trượt được bôi trơn bằng nước nhưng do chất lượng bề mặt của trục và bạc lót là không cao nên chiều dày lớp bôi trơn khó đảm bảo lớn hơn tổng số mấp mô bề mặt của cặp ma sát. Như vậy ta có ma sát nửa ướt và trị số hệ số ma sát nằm trong khoảng (0,01 – 0,1) theo [4 – tr68] tập 2. Chọn f ms = 0,1. Như vậy ta tính được: F ms1 = 240 . 0,1 = 24 (N) F ms2 = 110 . 0,1 = 11 (N) Mô men ma sát được xác định bằng công thức sau: M msi = F msi . 2 d (N.mm) (2 – 3) Trong đó: M msi – Mô men ma sát sinh ra giữa trục và bạc lót thứ i (N.mm) F msi - Lực ma sát sinh ra giữa trục và bạc lót thứ i (N) d - Đường kính trục (mm) Mô men ma sát sinh ra trong bạc lót phía lái là: M ms1 = F ms1 . 2 d = 24 . 2 50 = 600 (N.mm) Mô men ma sát sinh ra trong b ạc lót phía mũi là: M ms2 = F ms2 . 2 d = 11 . 2 50 = 275 (N.mm) T ổng mô men ma sát sinh ra trong ổ trượt là: M ms = M ms1 + M ms2 (N.mm) (2 – 4) M ms = 600 + 275 = 875 (N.mm) = 0,875 (N.m) Để máy có thể làm việc được thì momen xoắn sinh ra trên trục phải thoả mãn điều kiện sau: M x  K. M ms (2 – 5) Trong đó: K là hệ số an toàn. Lấy K = 3 Chọn M x = 3. M ms = 3 .0,875 (N.m) = 2,625 (N.m) Công su ất trên trục máy đo là: N t = M x . t  (2 – 6) Theo số liệu thống kê, chế độ làm việc của hệ trục chân vịt tàu cá c ỡ nhỏ nằm trong khoảng: P = (0,05 – 0,3) (N/mm 2 ) (2 – 7) V = (1 – 3) (m/s) (2 – 8) Ch ọn vận tốc trượt V = 3 (m/s) vì ở vận tốc trượt lớn nhất, ma sát sinh ra trong ổ sẽ lớn nhất. Vận tốc trượt được xác định theo công thức sau: V = 60.1000 t nd  (m/s) (2 – 9) Trong đó: d - Đường kính trục (mm) n t - Tốc độ quay của trục (v/ph) Vận tốc góc của trục là: t  = 30 . t n  (rad/s) (2 – 10) T ừ công thức (2 – 9) và (2 – 10) ta tính được: t  = d V . 30. .60.1000.   = 50 3.1000.2 = 120 (rad/s) Như vậy công suất trên trục sẽ là: N t = M x . t  = 2,625 .120 = 315 (W) = 0,315 (kW) Công su ất cần thiết của động cơ là: N đm  N ycđc = d t N  (2 – 11) Giá trị hiệu suất của bộ truyền động đai được tra theo Bảng 1 [11 - tr23] d  = (0,95 – 0,96). Chọn d  = 0,95. (2 – 12) N đm  N ycđc = 0,95 0,315 = 0,3316 ≈ 0,332 (kW) Kiểm nghiệm động cơ với nhiều cấp vận tốc trượt khác nhau. Với V 1 = 1 (m/s). Vận tốc góc của trục sẽ là: 1 t  = 50 .2.10 1 3 V = 40 (rad/s) Công su ất trên trục được xác định: N t1 = M x . 1 t  = 2,625. 40 = 105 (W) Công su ất yêu cầu từ động cơ: N ycđc 1 = d t N  1 = 95,0 105 = 110,526 (W) ≈ 0,111 (kW) Với V 2 = 2 (m/s). Vận tốc góc của trục sẽ là: 1 t  = 50 .V2.10 2 3 = 80 (rad/s) Công su ất trên trục được xác định: N t2 = M x . 2 t  = 2,625. 80 = 210 (W) Công su ất yêu cầu từ động cơ: N ycđc 2 = d t N  2 = 0,95 210 = 221,05 (W) ≈ 0,221 (kW) Nhận thấy N ycđc 1 (0,111 kW) và N ycđc 2 (0,210 kW) đều có giá trị nhỏ hơn N ycđc (0,332 kW) nghĩa là công suất của động cơ vẫn được đảm bảo khi l àm việc ở các cấp vận tốc trượt V 1 và V 2 . T ừ công suất yêu cầu từ động cơ ta tiến hành chọn động cơ điện. - Động cơ điện một chiều đắt, nhanh hỏng và khối lượng sửa chữa lớn hơn động cơ xoay chiều, phải thêm vốn đầu tư để lắp đặt các thiết bị chỉnh lưu. - Động cơ điện đồng bộ ba pha giá đắt, mở máy phức tạp, tuy có hệ số cos cao, chi phí vận hành sẽ cao hơn loại động cơ không đồng bộ nhưng ở đây yêu cầu công suất nhỏ nên các ưu điểm của động cơ đồng bộ ba pha không quan trọng lắm. - Động cơ không đồng bộ ba pha giá rẻ, cấu tạo vận hành đơn giản nhất, mặc dù trực tiếp với mạng điện xoay chiều không cần thiết đổi d òng điện, có thể điều chỉnh nhảy cấp vận tốc bằng cách thay đổi số đôi cực từ. Chọn động cơ điện. Ta tiến hành chọn công suất và tốc độ động cơ. Động cơ cần chọn sao cho có thể lợi dụng được to àn bộ công suất động cơ. Khi làm việc nó phải thoả mãn ba điều kiện. - Động cơ không phát nóng quá nhiệt độ cho phép. - Có khả năng quá tải trong thời gian ngắn. - Có mô men mở máy đủ lớn để thắng mô men cản ban đầu. Vì vậy ta chọn động cơ điện có công suất định mức (N đm ) lớn hơn công suất y êu cầu đặt ra cho nó (N ycđc ). So sánh v ới các loại động cơ điện trên, nhận thấy động cơ không đồng bộ ba pha có nhiều ưu điểm. Do đó chọn động cơ điện có ký hiệu DK31 – 4 là loai động cơ điện không đồng bộ ba pha roto đoản mạch đúc nhôm, do Việt Nam sản xuất theo Bảng 3 [11 – tr29 ]. Bảng (2 – 2): Thông số kỹ thuật của động cơ điện. Kiểu động cơ Công su ất N (kW) V ận tốc quay n (v/ph) Cos dm m M M dm M M max Mô men bánh đà GD 2 (kgm 2 ) Trọng lượng (kg) DK31 - 4 0,6 1440 0,76 1,8 1,8 0,15 24 Trong đó: M m – Mô men mở máy. M đm - Mô men định mức. M max – Mô men lớn nhất. . F ms2 . 2 d = 11 . 2 50 = 2 75 (N.mm) T ổng mô men ma sát sinh ra trong ổ trượt là: M ms = M ms1 + M ms2 (N.mm) (2 – 4) M ms = 600 + 2 75 = 8 75 (N.mm) = 0,8 75 (N.m) Để máy có thể làm việc. ma sát được xác định bằng công thức sau: M msi = F msi . 2 d (N.mm) (2 – 3) Trong đó: M msi – Mô men ma sát sinh ra giữa trục và bạc lót thứ i (N.mm) F msi - Lực ma sát sinh ra giữa trục. chọn động cơ như sau: Lực ma sát sinh ra trong ổ trượt là: F msi = R i .f ms (N) (2 – 2) L ực ma sát sinh ra tại bạc lót phía lái là: F ms1 = R 1 .f ms (N) L ực ma sát sinh ra tại bạc lót