Đề án kỹ thuật Thiết kế hệ thống dẫn động gầu tải dùng để vận chuyển cát khô

đề tài: Thiết kế hệ thống dẫn động gầu tải dùng để vận chuyển cát khô, năng suất 10 tấnh, Chiều cao tải: 6 mét Nội dung cụ thể: Thiết kế gầu tải; Tính chọn hộp giảm tốc theo tiêu chuẩn; Thiết kế bộ truyền ngoài hộp và khớp nối; thiết kế trục và tang bị dẫn;lập quy trình công nghệ gia công 1 bánh răng trong hộp giảm tốc

Ngành: Cơ khí Chế tạo máy

Giáo viên hướng dẫn:

Ngày giao đề tài:

-lập quy trình công nghệ gia công 1 bánh răng trong hộp giảm tốc

Giáo viên hướng dẫn

GIỚI THIỆU VỀ CÁC HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN

1.1 Giới thiệu chung về các hệ thống vận chuyển vật liệu rời

Kĩ thuật cơ khí luôn là một trong những ngành then chốt đối với sự phát

triển kinh tế - xã hội trên toàn thế giới Máy móc đã được con người phát minh, chế tạo ra từ rất sớm nhằm phục vụ cho sản xuất và sự phát triển kinh tế Bên cạnh những máy móc truyền thống thì các thiết bị mang tính chất tự động như băng tải, gầu tải,vít tải cũng được phát minh và xuất hiện từ rấ sớm Với kết cấu nhỏ gọn, khả năng làm việc êm, năng suất cao những thiết bị này được dùngrộng rãi trong sản xuất hàng loạt và hàng khối không chỉ trong các nhà máy xí

nghiệp, các hầm mỏ mà ngoài công trường và các nới khác

1.1.1 Băng tải

Băng tải cao su là một máy vận chuyển liên tục mà bộ phận công tác chính là băng cao su làm việc theo nguyên lý ma sát Cấu tạo của băng tải cao su như hình 1.1

Hình 1.1 1-tang chủ động, 2-thiết bị làm sạch, 3-băng cao su, 4-cơ cấu dẫn động, 5-con lăn đỡ trên, 6-các con lăn đỡ dưới, 7-khung, 8-bộ phận cấp liệu, 9-

tang bị động, 10-cơ cấu căng băng.

*Ưu điểm của băng tải

băng tải có cấu tạo đơn giản,bền,có khả năng vận chuyển theo phương

ngang,nghiêng(hay kết hợp cả hai) với khoảng cách lớn,làm việc êm,năng suất tiêu hao không lớn

2 9

*Nhược điểm của hệ thống dẩn động băng tải

Có hao hụt vật liệu vận chuyển do rơi vãi trên đường làm ô nhiễm và dơ bẩn trên đường gây ô nhiễm môi trường

Khi vận chuyển ở những khoảng cách dài và không thẳng đòi hỏi phải có thêm những trạm trung chuyển gây tôn kém

Tốc độ vận chuyển không cao,độ nghiêng băng tải nhỏ(<24°)không vận chuyển được theo hướng đường cong

Vật liệu vận chuyển tiếp xúc và chịu ảnh hưởng trực tiếp của môi trường và thời tiết(ẩm ướt,bụi…)

Vít tải là máy vận chuyển vật liệu rời chủ yếu theo phương nằm ngang Ngoài

ra vít tải có thể dùng để vận chuyển lên cao với góc nghiêng có thể lên tới 900, tuynhiên góc nghiêng càng lớn hiệu suất vận chuyển càng thấp

Là một loại máy vận chuyển liên tục không có bộ phận kéo, cấu tạo của vít tải được thể hiện trên hình 1.2

A-A

7 8 9 6

A

A a)

Hình 1.2 a-vít tải đặt ngang, b-vít tải đặt đứng.

1-động cơ, 2-Hộp giảm tốc, 3-khớp nối, 4-trục vít xoắn, 5-gối treo

trung gian, 6-gối đỡ hai đầu, 7-cơ cấu dỡ tải, 8-cánh vít, 9-vỏ hộp, 10-cơ cấu cấp tải, 11- vỏ hộp.

* Các ưu điểm của vít tải

Vật liệu chuyển động trong máng kín, có thể nhận và dỡ tải ở trạm trung giankhông tổn thất rơi vãi vật liệu, an toàn khi làm việc và sử dụng, rất thuận lợicho việc vận chuyển vật liệu nóng và độc hại

Chúng chiếm chỗ rất ít, với cùng năng suất thì diện tích tiết diện ngang

của vít tải nhỏ hơn rất nhiều so với tiết diện ngang của các máy vận chuyển

khác

Bộ phận công tác của vít nằm trong máng kín, nên có thể hạn chế được bụikhi làm việc với nguyên liệu sinh nhiều bụi

Giá thành thấp hơn so với nhiều loại máy vận chuyển khác

* Các nhược điểm của vít tải

Chiều dài cũng như năng suất bị giới hạn, thông thường không dài quá

30 m với năng suất tối đa khoảng 100 tấn/giờ

Chỉ vận chuyển được vật liệu rời, không vận chuyển được các vật liệu có

tính dính bám lớn hoặc dạng sợi do bị bám vào trục

Trong quá trình vận chuyển vật liệu bị đảo trộn mạnh và một phần bị

nghiền nát ở khe hở giữa cánh vít và máng, chóng mòn cánh xoắn và máng

khi vận chuyển vật liệu cứng và sắc cạnh Ngoài ra nếu quãng đường vận

chuyển dài, vật liệu có thể bị phân lớp theo khối lượng riêng

Năng lượng tiêu tốn trên đơn vị nguyên liệu vận chuyển lớn hơn so với các máykhác

*phạm vi sử dụng

Mặc dù có những nhược điểm như vậy, vít tải vẫn được dùng rộng rãi trong các

nhà máy xi măng, các nhà máy tuyển khoáng hoặc trong các xí nghiệp hoá chất

1.1.3 Gầu tải

a Đặc điểm chung của gầu tải

Kĩ thuật cơ khí luôn là một trong những ngành then chốt đối với sự phát triển kinh tế - xã hội trên toàn thế giới Máy móc đã được con người phát minh, chế tạo ra từ rất sớm nhằm phục vụ cho sản xuất và sự phát triển kinh tế Bên

cạnh những máy móc truyền thống thì các thiết bị mang tính chất tự động như băng tải, gầu tải cũng được phát minh và xuất hiện sớm từ những niên trước đây Với kết cấu nhỏ gọn, khả năng làm việc êm, năng suất cao những thiết bị này được dùng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt và hàng khối không chỉ trong các nhà máy xí nghiệp, các hầm mỏ mà ngoài công trường và các nới khác

1

2

3

1 2 3

1 2 3

1 2 3

1 2 3

a)

5

7 4 8

b)

5

c)

7 4

8 5

8

4

5 8

Hình 1.1 Cấu tạo gầu tải

Gầu tải dùng băng vải; b Gầu tải dùng xích; c Gầu tải dùng cáp

Gầu tải là thiết bị vận chuyển liên tục dùng để vận chuyển vật liệu rời theo hướng thẳng đứng hoặc góc nghiêng mặt đáy lớn (hình 1.1) Gầu tải có các bộ

phận chính: tang (hoặc đĩa xích, ròng rọc) dẫn động 1, băng vải (hoặc xích, cáp)

2; gầu chứa tải 3, tang (đĩa xích hoặc ròng rọc) bị động 4, cơ cấu cấp tải 5; cơ

cấu dỡ tải 6, cơ cấu căng băng 7 và khung đỡ 8.

A A-A

A

Hình 1.2 Các dạng khác của gầu tải

Khi cơ cấu dẫn động truyền chuyển động cho tang chủ động, tang chủ độngquay làm cho băng có gắn gầu tải chuyển động theo Trong chu kỳ làm việc gầu

tải sẽ đến vị trí cấp tải 5, tải sẽ điền đầy gầu và được chuyển động cùng băng lên

trên Sau khi quay vòng qua tang chủ động vật liệu được đổ ra ngoài hướng theo

cơ cấu dỡ tải

Gầu tải được phân loại theo nhiều cách khác nhau Theo phương pháp lắp đặt: guồng tải đứng, guồng tải nghiêng β = 60 ÷ 750 Theo bộphận kéo: băng vải, xích công nghiệp và cáp Theo phương pháp chất tải và dỡ tải của gầu: dỡ tải bằng lực ly tâm và dỡ tải bằng trọng lượng bản thân vật liệu, dỡ tải hỗn hợp…

Hình 1.3 Một số kiểu gầu cơ bản

Do tính chất của vật liệu vận chuyển ngày càng phức tạp và khác nhau nên kết cấu gầu cũng có nhiều thay đổi tương xứng Ngày nay gầu có kết cấu tương đối ổn định và thường được tiêu chuẩn hóa Một số loại điển hình như gầu sâu đáy tròn, gầu nông đáy tròn, gàu sâu đáy nhọn (hình 1.3)

Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng

• Ưu điểm

- Chiều cao nâng có thể đạt được H = 50÷55 m

- Năng suất vận chuyển lớn có thể đạt 500 tấn/h

- Hoạt động ổn định, độ tin cậy cao, dễ bảo dưỡng, tuổi thọ cao

- Cấu tạo đơn giản

- Cơ cấu gầu tải dùng để vận chuyển một khối lượng nguyên vật liệu lớn ở các độ cao khác nhau theo chiều thẳng đứng hay chiều nghiêng,

đổ thành đống không gây bụi

- Gầu tải sử dụng để vận chuyển vật liệu dạng than cám,hạt hay vật liệu dạng khối như than, xi măng, quặng, sắt,cát, thép, đất sét Ngoài

ra gầu tải còn được sử dụng để vận chuyển các vật phẩm trong nông nghiệp như thóc, ngô…

- Gầu tải còn ứng dụng trong vận chuyển các vật liệu có nhiệt độ cao khi dùng chuyền động là chuyền động xích (hình 1.4)

1 3 Α 227B ∏∏ 100x100x50 0.01 1 4800 180 1.52

Bu?c 1 Máy 7A412 BK8

T k? Ngy ?n Van Dun g Lê Thanh D uy

H d ?n P GS.T S V u Ng ?c P i H? v à t ên T? l?: 1 :1 T ? K h?i l u?ng S? t ?

2 86

14 25n (v/p h) Ð?ng co di?n

P (KW) 5.5

2.0 Ð? C TÍNH H?P GI? M T? C

Việc đưa các thiết bị máy móc như gầu tải vào trong lĩnh vực khai thác, vận chuyển, nhằm làm giảm sức chi phí nhân công, giá thành rẻ, làm việc ổn định, đảm bảo về yêu cầu kĩ thuật, tăng năng suất lao động và nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh.Hiện nay trên thế giới có nhiều nước có nền kinh tế công

nghiệp phát triển và đang phát triển đã tự thiết kế và chế tạo ra thiết bị gầu tải cónăng suất cao để sử dụng sản xuất hoặc xuất khẩu Vì vậy việc thiết kế và chế tạo thiết bị gầu tải trong nước là một nhu cầu cần thiết và thách thức

Gầu tải chế tạo ra phải đảm bảo các thông số đầu vào, đầu ra của thiết bị và các chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật cũng như khả năng làm việc trong thời gian nhất định

Tính toán thiết kế hệ dẫn động băng tải dùng để vận chuyển cát khô, Năng suất 10 tấn/h, Chiều cao tải 6 mét

Kết luận:Qua việc phân tích cấu tạo,ứng dụng và ưu nhược điểm của một số

hệ thống vận chuyển như trên cùng với căn cứ vào đề bài là vận chuyển theo phương thẳng đứng thì nhận thấy hệ thống dẩn động gầu tải phù hợp nhất

1 3 Α 227B ∏∏ 100x100x50 0.01 1 4800 180 1.52

Bu?c 1 Máy 7A412 BK8

2 86

14 25n (v/p h) Ð?ng co di?n

P (KW) 5.5

2.0 Ð? C TÍNH H?P GI? M T? C

2 77 1425n (v/p h) Ð?ng co di?n

gbCăn cứ vào kích thuớc cơ bản của vật liệu vận chuyển chọn loại gầu bao gồm các yếu tố: bộ phận kéo (xích hay băng), vận tốc cao hay thấp, loại gầu và cách gắn gầu lên bô phận kéo

Với loại vật liệu vận chuyển là cát khô, dựa vào bảng 5-14 [1] ta chọn được loại gầu tải sau: Gầu tải gắn vào băng, làm việc ở vận tốc cao, gầu đáy tròn sâu, gắn

cố định

2.2 Các chi tiết cơ bản của gầu tải

2.2.1 Băng kéo

Băng kéo được làm là băng vải cao su có số lớp vải i ≥4 nối hai đầu bằng

đinh tán hoặc hấp chìm, chọn băng có số lớp vải i = 5, gầu được kẹp chặt với băng bằng bulông, mũ bu lông phải to và phải có mặt côn để giảm ứng suất tập chung

ta chọn được chiều rộng gầu B = 320 mm Căn cứ vào chiều rộng gầu, tra bảng

5-10 [1] ta xác định được các kích thước của gầu với chú ý chiều rộng miệng gầu A phải phù hợp với cỡ vật liệu

320

Hình 2.2 Cấu tạo của gầu

Các loại loại gầu đáy tròn được gắn lên bộ phận kéo cách nhau một khoảng :

2.2.2.1 chọn vật liệu làm gầu

Do vật liệu vận chuyển là cát khô khi gầu làm việc sẽ gây ra ma sát làm mài mòn gầu, ngoài ra còn có sụ tương tác hoá học giữa vật liệu vận chuyển và gầu nên không thể tránh khỏi gầu bị ôxi hoá Qua tìm hiểu ta chọn vật liệu làm gầu

là thép 45 Đây là thép các bon kết cấu có hàn lượng các bon trung bình và được

ký hiệu theo tiêu chuẩn Nga

Ưu điểm: chịu kéo,chịu nén tốt Thường dùng để chế tạo các chi tiết chịu va đập trung bình như trục của các hộp giảm tốc, gầu nâng,…

Thành phần hoá học được tra bang 1.11[4]

Không nhỏ hơn0,40÷0,5

0

0,17÷0,3

7

0,50÷0,80

Tính chất cơ của vật liệu

,

t MPa

σ σbp,MPa δ % ψ % C j cm, / 3 HB (không lớ hơn)

nóng

Sau ủ

2.2.2.2 Xác định vận tốc và công suất của gầu tải

Từ công thức xác định vận tốc gầu tải:

3

3, 6.10

Q a V

iϕ ρ

=

(2.3)Trong đó:

Q - năng suất yêu cầu (tấn/h)

i - thể tích của một gầu (m3 )

a - bước gầu trên băng ( m)

ρ - khối lượng riêng của vật liệu tấn/m3 Với vật liệu cát khô có ρ = 1,6 tấn/m3 Với vật liệu dạng hạt φ = 0,6 - 0,8 chọn φ =0,6

Để đảm bảo không bị dỡ tải sớm cần kiểm tra lại đường kính tang sao cho lực lytâm không quá lớn.Vậy chọn D = 630 mm v =0,40 m/s

2.2.2.3 Tính toán kiểm nghiệm các thông số của gầu

Năng suất làm việc 10tấn/h, vận tố 0,4m/s , dung tích gầu 4,05 (

H n T

2.2.4 Tang dẫn động

Tang dẫn động thường đặt ở phần trên của máy: Tang gầu tải băng chế tạo bằng cách đúc hoặc hàn, đường kính tang phụ thuộc vào lớp vải trong băng và được xác định theo công thức :

Vậy ta có chiều dài tang là: Lt = 450 mm

Hình 2.3 cấu tạo của tang

2.2.5 Công suất cần thiết của gầu tải (công suất trên trục tang dẫn)

Theo công thức:

1000.

t

F v P

η

=

(2.4)Trong đó:

v - là vận tốc cần thiết của gầu tải

η - là hiệu suất gầu tải η =0,7

Ft - lực vòng trên tang dẫn; Ft = (Sv – Sr ).(1 + ξ) (N) (2.5)

Trong đó:

Sv - lực căng lớn nhất tại thời điểm vào tang dẫn,

+Với băng tải Sv không kể đến tải trọng động và được tính

Sv =Sd + (q0 + q).H (2.6)

H - chiều cao nâng máy gầu, H= 6 m

q0 - trọng lượng của một mét bộ phận kéo

Tra bảng 6 và bảng 7 [1] ta được khối lượng 1 mét chiều dài băng = 5 kg Khối lượng gầu trên một mét chiều dài = 7, 2 kg (khối lượng gầu = 3,7 kg)

Vậy q0 = 5+7,2 = 12,2 kg = 122 N

q- trọng lượng của 1 mét vật liệu vận chuyển (N/m)

- Khối lượng riêng của vật liệu (tấn/m3) , Với vật liệu cát khô có: = 1,6 tấn/m3

Sd - lực căng tại điểm rời tang dưới, Sd = Smin + (N) (2.7)

Smin= 500 ÷2000 N - lùc c¨ng nhá nhÊt trong bé phËn kÐo

Với guồng tải thẳng đứng:

µ - hệ số ma sát giữa bộ phận kéo và tang

Với tang bằng gang hoặc thép

µ = 0,1 khi bề mặt tiếp xúc rất ẩm

µ = 0,2 khi bề mặt tiếp xúc ẩm

µ = 0,3 khi bề mặt tiếp xúc khô

Do bề mặt tiếp xúc khô nên µ = 0,3

α : góc ôm bộ phận kéo trên tang dẫn (rad) α = π

77,965( ) 1

e

N e

π π

2.2.6 Sau khi xác định được lực kéo tính toán cực đại, căn cứ vào trị số đó

để kiểm nghiệm xem băng kéo có phù hợp không

- Với guồng tải băng cần phải kiểm nghiệm số lớp vải cao su của bộ phận kéo :

3

- hệ số dự trữ bền của băng tải chọn sơ bộ như sau:K2 = 11

Kp -giới hạn bền của đơn vị dài của lớp vải kp = 55 N/mm

2.2.8 Lựa chọn phương pháp nhập liệu và tháo liệu

Cơ cấu nhập liệu: Việc lựa chọn phương pháp nhập liệu phụ thuộc vào tính chất của vật liệu

+ Với vật liệu thô có bề mặt ma sát lớn thì nhập liệu trực tiếp vào gầu

+ Với vật liệu mịn có bề mặt ma sát nhỏ thì nhập liệu bằng cách đổ vật liệu xuống đáy gầu và dùng gầu múc vận chuyển lên trên Vì vậy đối với vật liệu là

cát khô ta chọn phương pháp nhập liệu bằng cách đổ liệu xuống đáy gầu và dùnggầu múc vận chuyển lên trên.

Cơ cấu tháo liệu: Việc lựa chọn phương pháp tháo liệu phụ thuộc vào khoảng cách l tính từ tâm 0 đến cực tháo liệu A

Khi gầu cùng vật liệu chuyển động trên bề mặt tang dẫn động nó chịu 2 lực tác động

- G = m.g - Lực khối lượng do khối lượng của gầu và vật liệu sinh ra

- P = m.v2/r - Lực ly tâm sinh ra khi gầu và vật liệu chuyển động trên bề mặt tang dẫn động với vận tốc v, trong đó r là khoảng cách từ tâm quay tới trọngtâm của gầu và khối vật liệu

Lực R sẽ là hợp lực của hai lực P và G Khi gầu chuyển động quanh tang dẫn động, lực R sẽ thay đổi về giá trị và phương tác dụng nhưng đường phương tác dụng lực R luôn đi qua 1 điểm A gọi là cực tháo liệu nằm cách tâm một khoảng l

gr l

ntd : số vòng quay của tang dẫn

Vậy chiều dài l phụ thuộc vào số vòng quay tang dẫn

Hình 2.2 Sơ đồ tháo liệu hỗn hợp [1]

- Khi l ≤ r0 (r0: bán kính tang dẫn) lực P > G thì vật liệu được tháo ra khỏi gầubằng lực ly tâm Nó được sử dụng để tháo vật liệu có độ ẩm cao ( > 17 %)

- Khi l > ra ( ra : tầm với của gầu) tức là lực G > P thì vật liệu sẽ rời ra khỏi gầu dưới tác dụng của trọng lực Phương pháp tháo liệu này chủ yếu sử dụng cho các vật liệu dạng cục

- Khi r0< l <ra sẽ xảy ra tháo liệu hỗn hợp, phương pháp này sử dụng cho các loai vật liệu dạng hạt và mịn

Với gầu tải trên ta có :

nên tháo liệu bằng trọng lực

2.2.9 Xác định mô mem xoắn trên gầu tải

Mômen xoắn tác dụng lên gầu tải Tg (N.mm) xác định theo công thức:

=

(2.18)Trong đó :

Pct là công suất cần thiết trên trục tang dẫn, Pct = 0,58539 (kw)

nct : là số vòng quay trên trục đẩu ra, nct = 12,126 (v/ph)

Thay số vào (2.21) ta được:

PHẦN 3 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG

3.1.1 Hộp giảm tốc bánh răng trụ

3.1.1.1 Hộp giảm tốc bánh răng trụ 1 cấp

Được sử dụng khi tỉ số truyền u ≤ 7÷8 (nếu dùng bánh răng trụ răng thẳngthì u ≤ 5) Nếu dùng tỉ số truyền lớn hơn, kích thước và khối lượng hộp giảm tốcmột cấp sẽ lớn hơn hộp giảm tốc 2 cấp

Hình 3.1 Sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng trụ một cấp [2]

* Ưu điểm : Kết cấu đơn giản Số lượng chi tiết nhỏ

* Nhược điểm : Khả năng tải nhỏ

3.1.1.2 Hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp

Được sử dụng nhiều nhất, tỉ số truyền chung của hộp giảm tốc thường bằng từ 8 đến 40 Chúng được bố trí theo ba sơ đồ sau đây:

a Sơ đồ khai triển.

Hộp giảm tốc loại này đơn giản nhất nhưng có nhược điểm là bánh răng

bố trí không đối xứng với các ổ, do đó làm tăng sự phân bố không đều tải trọng trên chiều dài răng Vì vậy cần thiết kế trục đủ cứng, đặc biệt là trong trường hợp các bánh răng được nhiệt luyện đạt độ rắn cao và chịu tải trọng thay đổi, vì khi đó khả năng chạy mòn của bánh răng rất kém Tuy nhiên vì kết cấu đơn giảnnên sơ đồ này được sử dụng nhiều trong thực tế

Hinh 3.2 sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp dạng khai triển [2]

* Ưu điểm :

- Tải trọng phân bố đều trên các trục

- Sử dụng hết khả năng tải của cả cấp nhanh và cấp chậm

- Răng và ổ phân bố đối xứng nên sự tập trung ứng suất ít

- Mômen xoắn trên trục trung gian nhỏ

* Nhược điểm :

- Có bề rộng lớn

- Cấu tạo các bộ phận phức tạp

- Số lượng các chi tiết và khối lượng gia công tăng

- Chú ý chọn loại ổ có khả năng tùy động

Hình 3.3 Sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp dạng phân đôi [2]

- Kết cấu ổ đỡ phức tạp có ổ đỡ bên trong vỏ hộp

- Khó bôi trơn cho các ổ bên trong vỏ hộp.

- Trục trung gian lớn.

- kích thước chiều rộng lớn.

Nhận xét.

Dựa vào cơ cấu gầu tải theo yêu cầu thiết kế với phương vận chuyển là

phương thẳng đứng, chiều cao 6m, năng suất cần đạt Q = 10 tấn/h, công suất gầu

P = 0,58539 kw, tốc độ quay của tang dẫn n = 12,126 vòng/phút và mô men xoắn trên gầu tải T = 461 N.m Kết hợp với quá trình phân tích 1 số hộp giảm tốc điển hình trên ta thấy cơ cấu gầu tải không phức tạp, công suất cần truyền là không lớn, tốc độ vòng quay nhỏ và để đảm bảo các quá trình gia công, lắp ráp, bảo dưỡng dễ dàng ta chọn loại hộp giảm tốc là hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp dạng khai triển

3.2 tính chọn động cơ điện

Chọn động cơ điện để dẫn động máy hoặc các thiết bị là giai đoạn quan trọng trong quá trình thiết kế hệ dẫn động cơ khí Chọn động cơ bao gồm các công việc sau:

- Chọn kiểu loại đông cơ

- Chọn công suất động cơ

- Chọn tốc độ đồng bộ động cơ

- Chọn động cơ sử dụng thực tế

- Kiểm tra điều kiện mở máy quá tải cho động cơ

3.2.1 Chọn kiểu loại động cơ

a Động cơ điện 1 chiều

* Ưu điểm: Khởi động êm, hãm và đảo chiều dễ dàng, có thể điều chỉnh

vô cấp số vòng quay và trị số mô men trong phạm vi rộng

* Nhược điểm: Giá thành cao, mau hỏng hơn động cơ xoay chiều, đòi

hỏi cần phải có thiết bị chỉnh lưu

- Phạm vi sử dụng: Hay dùng trong các thiết bị vận chuyển bằng điện,

thang máy, máy trục…

b Động cơ điện xoay chiều: gồm loại 1 pha và 3 pha

+ Nhược điểm: Giá thành của chúng tương đối cao và phải có thiết bịkhởi động động cơ, do vậy thường dùng khi công suất động cơ lớn (trên 100 kw)

- Động cơ 3 pha không đồng bộ gồm có 2 loại: Rô to dây cuốn và

Rô to lồng sóc

+ Động cơ 3 pha không đồng bộ rôto dây cuốn: Cho phép điều

chỉnh vận tốc trong phạm vi ngắn (khoảng 5%) có dòng mở máy nhỏ nhưng cosϕ thấp, đắt, kích thước lớn và vận hành phức tạp, thường dùng khi điều chỉnh vận tốc trong một phạm vi hẹp

+ Động cơ 3 pha không đồng bộ rô to lồng sóc (còn gọi là rô to

ngắn mạch): Có kết cấu đơn giản, giá thành thấp, dễ bảo quản làm việc tin cậy Tuy nhiên loại này có nhược điểm là hiệu suất và hệ sốcosϕ thấp hơn (so với động cơ đồng bộ) không điều chỉnh được vậntốc

⇒ Nhờ có các ưu điểm trên, động cơ xoay chiều 3 pha rô to lồng sóc được sử dụng rất phổ biến trong các ngành công nghiệp Với hệ dẫn động cơ khí (hệ dẫn động băng tải, xích tải, gầu tải … dùng với các hộp giảm tốc) nên sử dụng loại động cơ này Vậy chọn động cơ xoay chiều 3 pha không đồng bộ rô to lồng sóc.

3.2.2 Chọn công suất động cơ

Công suất của động cơ được chọn theo điều kiện nhiệt độ - đảm bảo cho động cơ khi làm việc nhiệt độ sinh ra không quá mức cho phép Muốn vậy phải thỏa mãn điều kiện: Pđmđ/c ≥ Pđtđ/c (3.1)

Trong đó:

Pđmđ/c: công suất định mức của động cơ

Pđtđc: công suất đẳng trị trên trục động cơ, được xác định như sau:

Pđtđ/c ≥ Plvđc (3.2)Với:

Plvđc: công suất làm việc danh nghĩa trên trục động cơ được xác định theo công thức:

Plvct là công suất làm việc cần thiết của trục động cơ được xác định ở phần trước

1Plvct = 0,58539 Kw

ηΣ: hiệu suất chung của toàn bộ hệ thống

Khi sử dụng sơ đồ gồm các bộ truyền mắc nối tiếp: ηΣ= η1.η2.η3

η1, η2, η3, là hiệu suất của các bộ truyền và các cặp ổ lăn trong hệ truyền dẫn Giá trị tra trong bảng (2.3) [2] với sơ đồ như đề tài ta có:

ηΣ= ηđ.ηổ4.η2

Trong đó:

ηđ = 0,96: Hiệu suất của bộ truyền đai.

ηổ = 0,99: Hiệu suất của một cặp ổ lăn

ηBRT = 0,97: Hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ

Cách xác định số vòng quay đông bộ như sau:

Số vòng quay đồng bộ của động cơ (còn gọi là tốc độ từ trường quay) đượcxác định theo công thức:

nđb = 60.f/p (3.5)Trong đó:

f: là tần số dòng điện xoay chiều, f = 50Hz

db sb ct

n u n

Tỷ số truyền sơ bộ nên trọn sao cho: min sb max

P

=0,67 (Kw) và số vòng quay đồng bộ là 750 (v/ph); Tra bảng phụ lục P1.3 [2] ta chọn được động

cơ có thông số như sau (bảng 3.1):

Bảng 3.1: Thông số động cơ điện 4A90LA8Y3 [2]

Kiểu

động cơ

Côngsuất(kw)

Vận tốcquay

3.2.5 Kiêm tra điều kiện quá tải và mở máy cho động cơ

a Kiểm tra điều kiện mở máy

Khi khởi động động cơ cần sinh công suất mở máy đủ lớn để thắng sức ỳ của hệ thống Muốn vậy:

Kbd – hệ số cản ban đầu với Kbd=(1,8÷2) chọn Kbd=1,8

Thỏa mãn điều kiện

P ≥P

→ Vậy động cơ đã chọn phù hợp với yêu cầu

b Kiểm tra điều kiện quá tải

Với sơ đồ tải trọng không đổi thì không cần kiểm tra điều kiện quá tảicho động cơ vì trong suốt quá trình làm việc tải trọng không thể lớn hơn được công suất cho phép

P

PKbd

P

t

3.3 phân phối tỷ số truyền

Tỉ số truyền chung của toàn hệ thống được xác định như sau :

đc ct

n u n

(3.10)Trong đó :

nđc là số vòng quay của động cơ nđc = 705 (v/ph)

nct là số vòng quay của trục công tác nct = 12,126 (v/ph)

⇒

705

58,13912,126

Đối với hệ dẫn động gồm các bộ truyền mắc nối tiếp có :

uΣ = u1,u2,u3 …= uh.ung

Với u1,u2,u3 là tỉ số truyền các bộ truyền trong hệ thống

3.3.1 Tỷ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp

Với hệ dẫn động gồm hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng nối với bộ truyền ngoài hộp thì ung=(0,1÷0,15).uh

3.4 Tính toán các thông số trên các trục

3.4.1 Tính công suất trên các trục

Công suất trên trục III:

i i

i i

n n u

n

u

3.4.3 Mô men xoắn trên các trục

Mô men xoắn trên trục thứ i được xác định theo công thức:

Bảng 3.2 Thống số công suất, tỷ số truyền và mômen xoắn trên các trục

Thông số Trục Tỷ số truyền Tốc độ quay

(Vòng/phút)

Công suất(Kw)

Mômen xoắn(N.mm)

4.1 Tính chọn hộp giảm tốc theo tiêu chuẩn

Theo các thông số đã tính toán ở các phần trên như T g = 461(N m. )

và căn

cứ vào bảng 3 [3] ta chọn được hộp giảm tốc tiêu chuẩn là hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp khai triển có tên Џ2Y-125 Các thông số như sau:

Bảng 4.1 tải trọng cho phép của HGP II2Y-125

II2Y-125

5