Thiết kế hệ thống dẫn động gầu tải dùng để tải thóc, năng suất 6 tấn1h, chiều cao tải là 8 m

Gầu tải được phân loại theo nhiều cách khác nhau. Theo phương pháp lắp đặt: guồng tải đứng, guồng tải nghiêng  = 60  750. Theo bộ phận 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. 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.

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay khoa học kỹ thuật trên thế gới và trong nước đang không ngừng phát triển, sự phát triển đó nhằm phục vụ chính những lợi ích ngày càng cao của con người Để bắt kịp với thế gới, Đảng và nhà nước ta đã đề ra mục tiêu trong những năm tới là thực hiện “Công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước” Muốn thực hiện được tốt điều đó thì cần quan tâm phát triển mạnh ngành công nghiệp nói chung và cơ khí chế tạo nói riêng vì cơ khí chế tạo đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị, công cụ cho mọi ngành kinh tế quốc dân, tạo điều kiện cần thiết để các ngành này phát triển mạnh hơn.

Đồ án tốt nghiệp là 1 học phần đóng vai trò quan trọng trong quá trình đào tạo trở thành người kỹ sư Quá trình làm đồ án tốt nghiệp giúp cho sinh viên tổng hợp được các kiến thức, hiểu rõ hơn, thực tế hơn với những kiến thức lý thuyết của môn học trong quá trình học tập, đồng thời nâng cao khả năng vận dụng sáng tạo những kiến thức này trong quá trình làm đồ án cũng như công tác sau này.

Sau 5 năm học tập tại trường, nay em được giao đồ án tốt nghiệp với đề tài:

“Thiết kế hệ thống dẫn động gầu tải dùng để tải thóc, năng suất 6 tấn/h, chiều cao tải là 8 m”.

Với sự cố gắng của bản thân, cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo

PGS.TS Vũ Ngọc Pi và thầy Nguyễn Văn Trang cùng các thầy cô, các bạn trong

khoa đến nay em đã hoàn thành đề tài Qua đây em xin gửi lời cảm ơn chân thành

tới thầy Vũ Ngọc Pi , thầy Nguyễn Văn Trang cùng các thầy cô, các bạn đã giúp

đỡ chỉ bảo em trong suốt thời gian qua để em có thể hoàn thành tốt đề tài được giao.

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên

Trần Văn Cộng

PHẦN 1 GIỚI THIỆU VỀ GẦU TẢI

1.1 Giới thiệu về hệ thống dẫn động 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 nhằm mục đích nâng cao năng suất và giảm sức lao động cho người công nhân 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

1 2 3

1 2 3

1 2 3

a)

5

7 4 8 b)

5 c)

7 4

8 5

8

4 7 4 5 8

d) e)

Hình 1.1 Cấu tạo gầu tải

a 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 cơ cấu gầu tải

Khi cơ cấu dẫn động truyền chuyển động cho tang chủ động, tang chủ động quay 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  = 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)

b 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

Hình 1.4 Ứng dụng gàu tải trong tải thóc

- Gầu tải sử dụng để vận chuyển vật liệu dạng than cám hay vật liệu dạng khối như than, xi măng, quặng, sắt, thép, đất sét…dùng trong công

nghiệp Ngoài ra gầu tải còn được sử dụng để vận chuyển các vật phẩm trong nông nghiệp như thóc, ngô…(hình 1.4)

- Gầu tải còn ứng dụng trong vận chuyển cấp liệu cho các lò có nhiệt độ cao khi sử dụng gầu tải xích (hình 1.5)

- Chiều cao tải 8 m

PHẦN 2

TÍNH TOÁN GẦU TẢI

2.1 Tính toán các thống số của gầu tải

2.1.1 Bộ phận kéo

Gồm 2 loại: Cơ cấu kéo dùng băng và dùng xích

 Gầu tải băng: cơ cấu kéo là băng, loại này dùng để vận chuyển các loại vật liệu nhẹ và vận tốc có thể đạt tơi 3,5 m/s

- Băng: Băng kéo được làm là băng vải cao su có số lớp i ≥4 nối 2 đầu bằng đinh tán hoặc gấp chìm Chiều rộng được chọn phụ thuộc vào loại băng

- Ưu điểm: vận tốc vận chuyển cao, chuyển động mê, có khả năng chống quá tải bằng hiện tượng trượt tương đối với tang dẫn

- Nhược điểm: do băng kéo được làm bằng cao su nên không thể làm việc được trong điều kiện nhiệt độ cao

Hình 2.1 cấu tạo

băng tải cao su

1.lớp cao su; 2.lớp vải bó hoặc lõi thép; 3.lớp

vải bọc

 Gầu tải xích: Cơ cấu kéo là xích, loại này dùng để vận chuyển các vật liệu thô năng, vận tốc chuyển động của xích không quá 1,25 m/s

-Ưu điểm: Trong trường hợp điều kiện làm việc chịu tải trọng lớn thì ta dùng xích

vì nó có đặc điểm lực kéo lớn, ít bị mài mòn, khả năng chiệu nhiệt tốt, có thể làm

việc trong điều kiên môi trường nhiệt độ cao, thường dùng trong việc tải quạng sắt

và cấp phôi liệu trong nhà máy cán hay lò phôi đúc nhiệt độ cao

- Nhược điểm: làm việc ồn, hệ thống công kềnh, vận tốc chậm, không thích hợp khi làm với vận tốc lớn

Hình 2.2 xích tải

Căn cứ vào vật liệu yêu cầu vận chuyển là thóc thì ta chọn cơ gầu tải băng với sốlớp vải cao su là 4 Chiều rộng băng đuợc chọn phụ thuộc loại băng Dựa vào bảng 5.9 [1] ta chọn được chiều rộng băng B ≤ 300 mm

2.1.2 Gầu

Gầu thường được chế tạo từ thép tấm có chiều dày S=2÷4mm theo phương pháp hàn, tán đinh hoặc có thể đúc từ thép, gang Nếu dùng trong công nghiệp thực phẩm thì gầu có thể được chế tạo bằng nhựa, thép không rỉ Gầu được kẹp chặt với băng bằng bu lông

Gầu gồm có nhiều loại: gầu đáy tròn sâu, gầu đáy tròn nông và gầu đáy nhọn

Hình 2.3 Cấu tạo gầu

a Gầu tải băng tròn đáy nông ; b Gầu tải băng tròn đáy sâu; c Gầu tải băng đáy nhọn; d Gầu tải xích đáy nhọn; e Gầu tải xích đáy nhọn

Căn cứ vào đặc tính của vật liệu vận chuyển đầu bài cho là thóc và theo bảng 5.14 [1] ta chọn loại gầu tải là gầu tải băng vận tốc cao, gầu sâu đáy tròn gắn

cố định Thống số được tra theo bảng 5.10 [1]

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

B

B B

Hình 2.4 Cấu tạo của gầu

Các loại gầu đáy nhọn được lắp nối tiếp lên bộ phận kéo Cách bắt gầu vào bộphận kéo: bắt mặt sau của gầu vào băng Khi bắt gầu phải dập lõm phần kim loại xung quanh lỗ bắt vít để khi ghép gầu với băng, mặt băng và đầu bu lông nằm trên một mặt phẳng, nhờ vậy băng sẽ khít với tang

2.1.3 chọn vật liệu làm gầu

Do vật liệu vận chuyển là thóc khô khi gầu làm việc sẽ gây ra ma sát làm mài mòn gầu, ngoài ra còn chịu anh hưởng của môi trường và gầu nên không thể tránh khỏigầu 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0,37

0,500,80

Tính chất của vật liệu

2.1.4 Xác định vận tốc của gầu tải

Theo [1] có thể xác định vận tốc gầu tải như sau:

a - bước gầu trên băng ( m)

 - khối lượng riêng của vật liệu tấn/m3 Với vật liệu thóc độ ẩm 14% có

i  

Theo bảng 5.12 [1] đối với vật liệu hạt và tải là băng thì chọn v = 1,5 ÷ 4 (m/s) → chọn v =2,31 m/s

2.1.5 Tính toán kiểm nghiệm các thông số của gầu

Năng suất làm việc 6tấn/h, vận tố 2,31m/s , dung tích gầu 0,6 (dm3)

Hệ số điền đầy gầu k=0,60,8 chọn k=0,6 theo [1]

2.1.6 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:

Trong đó z là số lớp vải cao su trong băng

→ D = (125 150).4 = 500  600 (mm)

Chọn theo kích thước tiêu chuẩn D = 500 (mm)

Chiều dài tang là Lt phụ thuộc vào chiều rộng gầu Tra bảng 5.11 [1]có:

Thông số Giá trị mm

Vậy ta có chiều dài tang là: Lt = 250 mm

2.1.5 số vòng quay của tang dẫn trong 1 phút :

- Với gầu tải băng: n =

3

60.10 v

D

 (2.5)

Trong đó: v – vận tốc băng tải; v = 2,31 (m/s).

t t

k F v P

v - là vận tốc cần thiết của gầu tải

 - là hiệu suất gầu tải  0,7

Áp dụng công thức tính lực vòng trên tang dẫn [1] thì Ft được xác định như sau

Ft = (Sv – Sr ).(1 + ) (N) (2.7)Trong đó:

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

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

Sv =Sd + (q0 + qvl ).H (2.8)

Với:

H - Chiều cao nâng máy gầu, theo đầu bài có H= 8 (m)

q0 - Trọng lượng của một mét bộ phận kéo

qvl – Là trọng lượng của 1 mét vật liệu vận chuyển, N/mTra bảng 6 và bảng 7 [1] khối lượng 1 mét chiều dài băng = 4 kg Khối lượng gầu trên một mét chiều dài = 5, 4 kg (khối lượng gầu = 1,8 kg)

Vậy

 q0 = 4+5,4 =9,4 kg=94 N

Vậy khối lượng của một mét bộ phân kéo là q0=94 N/m

Khối lượng vật phẩm trên 1 m chiều dài

0,36

Q v

Sd = Smin + W (N) (2.10)

Sd - lực căng tại điểm rời tang dưới

Smin - lực căng nhỏ nhất trong bộ phận kéo

Smin= 500 2000 N; Chọn sơ bộ Smin=2000 N

Hình 2.6 Lực trong băng kéo[9]

+ Với guồng tải thẳng đứng:

Bảng 2.2 : Hệ số lực cản của 2 loại ổ với cơ cấu gầu tải dùng băng [1]

Chọn ổ lăn ⇨  = 0,04

Thay vào công thức (2.13) ⇨ Wd = 0,04.2000 = 80 (N)

Lực cản xúc vật liệu xác định như sau

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

- Đối với tang bằng gang hoặc thép ta có :

 = 0,1 khi bề mặt tiếp xúc rất ẩm

 = 0,2 khi bề mặt tiếp xúc ẩm

 = 0,3 khi bề mặt tiếp xúc khô

Do bề mặt tiếp xúc khô nên  = 0,3

 : góc ôm bộ phận kéo trên tang dẫn (rad)  = 

Thay các giá trị trên vào công thức (2.11) ta có

0,3.

667,686( )1

Kp - Giới hạn bền của đơn vị dài của lớp vải ; kp = 50 (N/mm)

K3 - Hệ số kể đến giảm sức bền do những chỗ nối gầu với băng k3 = 0,7 0,9Chọn k3=0,7

2.1.7 Cơ cấu nhập liệu và dỡ 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 thóc ta chọn phương pháp nhập liệu bằng cách đổ liệu xuống đáy gầu và dùng gầu múc vận chuyển lên trên

Cơ cấu tháo liệu: Việc lựa chọn phương pháp tháo liệu phụ thuộc vào

khoảng cách 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 trọng tâm 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 lối phươngtác dụng lực R luôn đi qua 1 điểm A gọi là cực tháo liệu nằm cách tâm 1 khoảng l

gr l v

Hình 2.7: Sơ đồ tháo liệu hỗn hợp [1]

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

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 :

r0 = 0,5

2 = 0,25 (m)

ra = r0 + A = 0,25 + 0,105 = 0,355(m) (2.20)

Vậy l < r0 nên tháo liệu bằng lực ly tâm

2.1.8 Xác định mômen xoắn trên gầu tải:

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

69,55.10 ct

g

ct

P T

n

Trong đó : Pct là công suất cần thiết trên trục tang dẫn, Pct = 0,498 (kw)

nct : là số vòng quay trên trục đẩu ra, nct = 88,28 (v/ph)Thay số vào (2.21) ta được:

PHẦN 3

TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC

HỆ DẪN ĐỘNG

3.1 Chọn hộp giảm tốc

Hộp giảm tốc là cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có tỉ số truyền không đổi và được dùng để giảm vận tốc góc và tăng mômen xoắn Tùy theo tỉ số truyền chung của hộp giảm tốc, người ta phân ra: hộp giảm tốc một cấp và hộp giảm tốc nhiều cấp

Tùy theo loại truyền động trong hộp giảm tốc phân ra: hộp giảm tốc bắng răng trụ, hộp giảm tốc bánh răng côn hoặc côn – trụ, hộp giảm tốc trục vít, trục vít- bánh răng hoặc bánh răng trục vít, hộp giảm tốc bánh răng hành tinh, hộp giảmtốc bánh răng sóng và động cơ – hộp giảm tốc Hộp giảm tốc được sử dụng rộng rãi trong các ngành cơ khí luyện kim, hóa chất, trong công nghiệp đóng tàu… Để chọn được hộp giảm tốc phù hợp chúng ta cùng đi phân tích một số loại hộp giảm tốc điển hình thường dùng trong cơ khí sau đây

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 giản nên sơ đồ này được sử dụng nhiều trong thực tế

Hình 3.2 Sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp dạng khai triển [2]

b Sơ đồ phân đôi

- Tải trọng phân bồ 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 chung ứng suất ít

- Mô men xoắn trên trục trung gian nhỏ.

 Nhược điểm:

- Có bề rộng lớn

- Cấu tạo các bộ phận phức tạp

- Số lượng các loại 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 2 cấp dạng phân đôi [2]

- Khả năng tải cấp nhanh chưa dùng hết

- Phải bố trí các ổ của trục đồng tâm bên trong hộp giảm tốc nên kết cấu ổ đỡ phức tạp

- Khó bôi trơn cho các ổ bên trong vỏ hộp

- Kết cấu trục trung gian lớn

- Kích thước chiều rộng lớn.

Hình 3.4 Sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp dạng đồng trục [2]

Nhận xét.

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

phương thẳng đứng, chiều cao 8m, năng suất cần đạt Q = 6 tấn/h, công suất gầu P

= 0,498 kw, tốc độ quay của tang dẫn n = 88,28 vòng/phút và mô men xoắn tác dụng lên gầu tải Tg = 53,59 N.m Kết hợp với quá trình phân tích 1 số hộp giảm tốcđiển hình trên ta thấy cơ cấu gầu tải không phức tạp, công suất cần truyền là khônglớn, tốc độ vòng quay trung bình ta dễ dàng chọn được hộp giảm tốc phù hợp là hộp giảm tốc 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

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

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 cos 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 số cos thấp hơn (so với động cơ đồng bộ) không điều chỉnh được vận tốc

 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

P

P =ηTrong đó

Pct : là công suất cần thiết trên trục động cơ

Pt : là công suất tính toán trên trục máy công tác

S : hiệu suất truyền động chung của toàn hệ thống

2 4

1 2 3 4

η = η η η ηS Tra bảng 2.3 [3], ta có:

1: Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ 1= 0,97

2: Hiệu suất một cặp ổ lăn 2 = 0,995

3: Hiệu suất khớp nối 3 = 1

4: Hiệu suất bộ truyền đai 4 = 0,96

Như vậy, động cơ cần chọn phải có công suất Pđc ≥ 0.563(kw)

3.2.3 Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ

Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ:

Trong đó: f :tần số dũng điện xoay chiều f = 50 Hz thường sử dụng f = 50Hz

do đó số vòng quay của động cơ sẽ là 3000; 1500; 1000; 750 Vòng/phút…tươngứng với số đôi cực p = 1; 2; 3; 4 Rõ ràng khi số vòng quay đồng bộ của động cơcàng tăng thì số đôi cực càng giảm, do đó khuôn khổ kích thước, khối lượng và giáthành của động cơ càng giảm, trong khi đó hệ số công suất (cosφ) và hiệu suất) và hiệu suấtcàng tăng Vì vậy người sử dụng mong muốn động cơ có số vòng quay cao

Tuy nhiên nếu vận tốc làm việc thấp mà sử dụng động cơ với số vòng quaycao ( số đôi cực ít) sẽ phải giảm tốc nhiều lần hơn, tức là phải sử dụng hệ số dẫnđộng với tỷ số truyền lớn hơn, dẫn đến kích thước và giá thành các bộ truyền tănglên Vì vậy trong thiết kế cần phải phối hợp hai yếu tố vừa nêu, đồng thời cần căn

cứ vào sơ đồ hệ dẫn động để chọn số vòng quay thích hợp cho động cơ

p là số đôi cực tra bảng P1.3[II] ta có 2p=4 p=2

Số vòng quay của trục công tác là:n =88,28 vòng/phútCT  

Mà hộp giảm tốc khai triển 2 cấp có tỷ số truyền nên dùng und (840)

 Số vòng quay đồng bộ của động cơ trong khoảng :

Với nđb = 1500(v/ph) tra bảng P1.3[II]

Bảng 3.1 Thống số động cơ điện 4A71B4Y3

P(kw)

dn

TT

max dn

TT

3.3 Kiểm tra điều kiện quá tải, điều kiện mở máy cho động cơ

3.3.1 Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ

- Khi khởi động , động cơ cần sinh ra một công suất mở máy đủ lớn thắng sức ỳ của hệ thống Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ theo công thức:

bd thỏa mãn điều kiện mở máy

3.3.2 Kiểm nghiệm điều kiện quá tải cho động cơ

Hình 3.4 Sơ đồ tải trọng làm việc Kbd=1,4

- Với sơ đồ tải không đổi, quay một chiều thì không cần kiểm tra quá tải chođộng cơ vì trong quá trình làm việc tải không lớn hơn được công suất cho phép

 Như vậy động cơ 4A71B4Y3 thỏa mãn điều kiện làm việc yều cầu

3.4 Phân phối tỉ số truyền

Tỷ số truyền chung của toàn hệ thống được xác định theo công thức:

Trong đó: Uh: tỷ số truyền của hộp giảm tốc

Uđ: tỷ số truyền của bộ truyền đai

Ukn: tỷ số truyền của khớp nối

3.5 Tỷ số truyền của hộp giảm tốc

- Chọn hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng sơ đồ khai triển Ц2Y theo tiêu chuẩn Liên Xô cũ

Chọn hộp giảm tốc theo điều kiện TCT ≤ Th

CT

T =0,5359.10 NmmTra bảng 2[3] Ta chọn hộp giảm tốc Ц2Y - 100 có Th=250 Nm (mô men xoắn cho phép trên trục ra)

Theo bảng 3[3] Thông số của hộp giảm tốc như sau:

u1- Tỉ số truyền của bộ truyền cấp nhanh

u2- Tỉ số truyền của bộ truyền cấp chậm

Theo hộp giảm tốc tiêu chuẩn ta có :

Tỷ số truyền của bộ truyền ngoài hộp là: ng

Vậy Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài Ung = 1,9

3.7 Tính toán các thông số trên các trục

Dựa vào công suất cần thiết của động cơ và sơ đồ hệ dẫn động ta tính các trị

số của công suất, mômen và số vòng quay trên các trục

3.7.1 Tính công suất trên các trục

Công suất trên trục III:

lv III

i i

n n u

n

u

3.7.3 Mô men xoắn trên các trục

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

69.55.10 i i

i

P T

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

(Vòng/phút)

Công suất(Kw)

Mômen xoắn(N.mm)

Động cơ

PHẦN 4 TÍNH TOÁN CÁC PHẦN TỬ

CỦA HỆ THỐNG MÁY

4.1 Chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn

Theo các thông số đã tính toán ở các phần trên và căn cứ vào [3] ta chọn được hộp giảm tốc tiêu chuẩn là hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 khai triển có tên

Ц2Y - 100 Các thông số như sau:

Bảng 4.1: Các kích thước cơ bản của hộp giảm tốc khai triển Ц2Y – 100

10 9

14 5

15 5

11 2

22 4

1 8

13 6

165 380 130 8

5

9 0

32 5

Bảng tiếp theo:

aaли- лиэeмae мого мала,л

Мacca,acca, қг

Theo bảng 3[3] Thông số của hộp giảm tốc như sau:

4.2 Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài hộp

4.2.1 Thiết kế bộ truyền đai

4.2.1.1 Chọn loại đai

Với công suất động cơ và các thông số đã cho ban đầu kết hợp với thực tế ta chọn đai hình thang (đai thang được sử dụng rộng rãi) Chọn đai thang vì nó có ưu điểm sau:

- Loại đai này có tiết diện hình thang, mặt làm việc là 2 mặt bên tiếp xúc với các rãnh hình thang tương ứng trên bánh đai nên dẫn tới hệ số ma sát giữa đai và bánh đai lớn nên khả năng tải lớn hơn đai dẹt

- Khả năng chịu dung động lớn hơn đai dẹt

- Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo

Đai thang phổ biến hiện nay có đai thang thường, đai thang hẹp và đai thang rộng nhưng đai thang thường được sử dụng rộng rãi hơn cả với những ưu điểm riêng Với số liệu tính toán ở trên ta chọn đai thang thường

Căn cứ vào số vòng quay bánh đai nhỏ n = 1450 (v/ph) và công suất cần truyền

P = 0,563 (Kw) Theo hình 4.1 [2] ta chọn loại đai thang thường có kí hiệu là 0 Các thông số tra theo bảng 4.13 [2], được thể hiện trong bảng 4.3 bên dưới