Động cơ điện xoay chiều không đồng bộ 3 pha có roto ngắn mạch

Tài liệu tham khảo Động cơ điện xoay chiều không đồng bộ 3 pha có roto ngắn mạch

STT Nội dung tính toán Kết quả Đơn vị Phần I: Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền I. Chọn động cơ: Dẫn động cho băng tải, ta chọn loại động cơ điện xoay chiều không đồng bộ ba pha có roto ngắn mạch do nó có kết cấu đợn giản, giá thành hạ, dễ bảo quản, làm việc tin cậy có thể mắc trực tiếp vào lới điện ba pha không cần biến đổi dòng điện, hiệu suất và công suất phù hợp với sự làm việc của hệ thống. Chọn động cơ bao gồm các bớc: - Tính công suất cần thiết của động cơ. - Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ. - Chọn động cơ phù hợp. Đồ án CTM Giáo viên hớng dẫn: Ngô Văn Quyết Thực hiện: Bùi Xuân Sơn. 1 STT Nội dung tính toán Kết quả Đơn vị 1.Tính công suất động cơ: - Công suất động cơ điện xác định theo công thức (2.8) sách Tính Toán Thiết Kế Dẫn Động Cơ Khí tập 1 (TKDĐ t1): t Ct p p Trong đó : . p ct : Công suất cần thiết trên trục động cơ. . p t : công suất tính toán trên trục công tác. . : hiệu suất truyền động của hệ thống. - Công suất băng tải tính theo công thức 2.11 (sách TKDĐt1 ): == 1000 87,0.5000 1000 .vP p bt - Trờng hợp tải trọng thay đổi công suất tơng đơng của bộ truyền : (CT 2.14 sách TKDĐ t1) P lv = 21 2 2 21 2 1 2 ).( tt tt tt k i k i iiitd + + == pp p p = 2 )64,01( 2 + bt p 4,35 3,94 KW KW - Tính hiệu suất của hệ thống: = n i 1 (CT 2.9 sách TKDĐ t1): Dựa vào Bảng 2.3 (sách TKDĐ t1): + Chọn hiệu suất của bộ truyền đai : = d + Chọn hiệu suất của ổ lăn : = ol + Chọn hiệu suất của bộ truyền bánh răng côn : = brc + Chọn hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ : = br + Chọn hiệu suất của khớp động : = kd Hiệu suất của toàn hệ thống: == 00,1.993,0.92,0.97,0.95,0 55 kdolbrcbrd - Tính công suất đẳng trị của động cơ: === 824,0 94,3 td p p ct 0,95 0,99 0,95 0.96 1,00 0,824 4,783 % KW Đồ án CTM Giáo viên hớng dẫn: Ngô Văn Quyết Thực hiện: Bùi Xuân Sơn. 2 STT Nội dung tính toán Kết quả Đơn vị 2. Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ: -Tính số vòng quay của trục trong 1 phút: == 315.14,3 87,0.60000 . .60000 D v n - Chọn sơ bộ tỷ số truyền của các bộ truyền theo bảng 2.4 (Sách TKDĐ t1): + Chọn tỷ số truyền của bộ truyền đai. u d + Chọn tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng côn u brc = + Chọn tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ. u brt - Tỷ số truyền sơ bộ của hệ thống : u t =u d .u brc .u brt - số vòng quay sơ bộ của động cơ : n sb = n bt .u t Động cơ chịn phải thoã mãn yêu cầu : p đc p ct n đb n sb T mm /T T K /T dn . Dựa vào các bảng P1.1 đến P1.7 phụ lục sách TKDĐ t1 ta chọn động cơ loại: 4A100L2Y3 . Động cơ chọn có các thông số kỹ thuật nh sau: 52,775 3,5 3 5 52.5 2770,7 vg/p h vg/ph Kiểu ĐC C suất KW N đb vg/ph Cos (%) dn mm T T 4A100L2Y3 5.5 2880 0,91 87,5 2,2 T k /T dn 2 Đồ án CTM Giáo viên hớng dẫn: Ngô Văn Quyết Thực hiện: Bùi Xuân Sơn. 3 STT Nội dung tính toán Kết quả Đơn vị 3. Kiểm tra điều kiện mở máy và quá tải: áp dụng công thức: === 2880 5,5.9550 .9550 dc dn dn n T P Suy ra: T mm =1,4.T dn T max =2,2.T dn T min =0,5.T dn -Mômen cho phép của động cơ: T cp =0,81.T max - Mômen cản của động cơ: === 2880 783,4.9550 .9550 dc c n T ct p - Mômen quá tải cực đại của động cơ: === 15,86.4,1.4,1 max cqt TT Nh vậy ta có: p ct <p dn ; dnc qt cmm TT TT TT > > maxmax ;T maxqt <T cp Vậy động cơ đã chọn thoả mãn các điểu kiện làm việc của hệ thống. Đảm bảo vận hành hệ thống dẫn động băng tải tốt. 238,18 25,48 40,04 9,10 32,4 15,86 22,26 Nm Nm Nm Nm Nm Nm Nm II. Phân phối tỷ số truyền. 1. Xác định tỷ số truyền của hệ dẫn động: u t - Theo công thức 3.23 (sách TKDĐ t1): === 775,52 2880 bt dc t n n u 54,57 2. Phân phối tỷ số truyền: - ta có: hdt uuu . = Trong đó : + Chọn tỷ số truyền của bộ truyền đai theo dãy tiêu chuẩn ( trang 49 sách TKDĐ t1) u d Từ đó suy ra tỷ số truyền của hộp giảm tốc là: u h =u t /u d T,57/3,56 Để phân phối tỷ số truyền hợp lý (dựa vào mục 3.3.2 T44 sách TTTKHDĐCK) ta chọn các thông số ( chọn [K 01 ]=[K 02 ] ) (bảng 6.6) wbd db / = K be = C k Suy ra [ ] ( ) [ ] 01 02 1 25,2 KKK K bebe bd k = 3,56 15,33 1,15 0,25 1,1 Đồ án CTM Giáo viên hớng dẫn: Ngô Văn Quyết Thực hiện: Bùi Xuân Sơn. 4 STT Nội dung tính toán Kết quả Đơn vị => 3 kk c = Dựa vào sơ đồ của hình 3.21 (trang 45) ta chọn đợc tỷ số truyền của cặp bánh răng trụ : + Chọn tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng côn u brc +Suy ra tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ . u brt =u h /u brc = 13,8 18,37 4 3,832 3. Xác định công suất, mômen và số vòng quay trên các trục : Gọi p i là công suất trên trục thứ i, ta có: -Xác định công suất: 4 4 3 3 2 1 4,35 0.99 4,394 . 0,99.0,96 4,623 . 0,99.0,95 4,915 . 0,99.0, 95 bt ol ol brt ol brc ol d = = = = = = = = = = = = 2 p p P P P P P P - Số vòng quay của các trục: === === === == 832,3 247,202 4 989,808 56,3 2880 3 4 2 3 1 2 1 brt brc d dc u n n u n n u n n nn Mômen trên các trục: i i i n T P .10.55,9 3 = 4,394 4,23 4,915 5,226 2880 808,98 9 202,24 7 52,778 KW KW KW KW vg/ph vg/ph vg/ph vg/ph Nm Kêt quả tính toán đợc lu trong bảng thông số chung: Trục Thông số Đ cơ Trục I Trục II Trục III Trục IV Công suất P (KW) 5,226 5,226 4,915 4,623 4,394 Tỷ số truyền u 1 3,56 4 3,832 Số vòng quay (vg/ph) 2880 2880 808,989 202,247 52,778 Mômen xoắn T (Nm) 17,33 17,33 58,02 218,29 795,08 Đồ án CTM Giáo viên hớng dẫn: Ngô Văn Quyết Thực hiện: Bùi Xuân Sơn. 5 STT Nội dung tính toán Kết quả Đơn vị Phần II: Thiết Kế Bộ Truyền Đai - Thiết kế bộ truyền đai bao gồm các bớc: + Chọn loại đai. I. Chọn loại đai và tiết diện đai: - Do không có yêu cầu dặc biệt nào nên ta chọn loại đai là đai hình thang thờng - Dựa vào vậ tốc bánh đai nhỏ và công suất cần truyền, theo bảng 4.1(tr 59 sách TKDĐt1)ta chọn đai loại A - Từ bảng 4.13 (tr 59 sách TKDĐt1), ta chọn nh sau: kích thớc tiết diện,(mm) b t b h y 0 Thang, A 11 13 8 2,8 81 100-200 Đồ án CTM Giáo viên hớng dẫn: Ngô Văn Quyết Thực hiện: Bùi Xuân Sơn. 6 STT Nội dung tính toán Kết quả Đơn vị II. Các thông số bộ truyền : 1.Đờng kính bánh đai nhỏ : - Theo bảng 4.21 chọn sơ bộ :d 1 = - Tính đợc vận tốc đai: === 60000 2880.125.14,3 60000 . 11 nd v (bé hơn vận tốc đai cho phép 25v max = m/s). - Từ công thức 4.2 chọn (hệ số trợt của đai) - Đờng kính bánh đai lớn là: ( ) ( ) === 02,01.125.56,31. 12 dud d Tra bảng 4.21(T63) chọn đợc đờng kính đai tiêu chuẩn 2 d = - Tỷ số truyền thực tế là: ( ) ( ) = = = 02,01125 450 1 1 2 d d u tt - Sai số của tỷ số truyền là: = = %100. || d dtt u uu u (nằm trong khoảng cho phép u < 4%). - Số vòng quay của bánh đai lớn : n 2 =n 1 /u tt 125 18,850 0,020 438,3 450 3,655 2,67 788 mm m/s mm mm % vg/ph 2.Khoảng cách trục a: - Khoảng cách trục sơ bộ khoảng cách trục chọn theo bảng 4.14 TKDĐ t1 là: a sb =0,98. d 2 thoã mãn : 316,25= 0,55.(d 1 +d 2 )+h a sb 2(d 1 +d 2 ) = 1150. 441 mm 3. Chiều dài đai: - Chiều dài đai tính theo công thức : ( ) ( ) = + + += a dddd al 42 2 2 1221 - Theo tiêu chuẩn (bảng 4.13 tr 59 [I]) chọn l = - Nghiệm số vòng quay của đai trong 1s: == l v i Vậy i < i max = 10 (vg/s) - Khoảng cách trục theo chiều dài tiêu chuẩn: ( ) ( ) [ ] ( ) = +++ = 8 822 2 12 2 1212 ddddlddl a 1844,6 2000 9,425 523,399 mm mm Vg/s mm 4. Góc ôm : Đồ án CTM Giáo viên hớng dẫn: Ngô Văn Quyết Thực hiện: Bùi Xuân Sơn. 7 STT Nội dung tính toán Kết quả Đơn vị - Góc ôm alpha: ( ) = = a dd o o 57. 180 12 2 Góc lớn hơn min 0 o vậy góc ôm thoả mãn điều kiện. 144,42 độ III. Xác định số đai : 1,35 3,004 0,903 1,035 1,14 2,27 3 50 131,6 456,6 IV. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục: Đồ án CTM Giáo viên hớng dẫn: Ngô Văn Quyết Thực hiện: Bùi Xuân Sơn. 8 5,226 0,97 STT Nội dung tính toán Kết quả Đơn vị 1. Xác định lực căng ban đầu : Lực căng ban đầu tính theo công thức: (ct4.19 tr63 [I]) ( ) =+= 2 0 . .780 vq zCvC P F m t dc q m khối lợng 1mét đai =0,105 (tra bảng 4.22 [I]) 2. Lực tác dụng lên trục tính theo công thức:(ct4.21 tr64 [I]) = = 2 sin .2 0 zFF r 3.Lợng hiệu chỉnh mômen theo tỷ số truyền : T = 137,09 783,1 N N 4.Lợng hiệu chỉnh công suất: 4 1 10 . . P T n = = 0,035 5.Công suất cho phép của một dây đai: [ ] ( ) . . o l P P P C C = + 2,84 KW V. Kiểm nghiệm đai về khả năng tải và tuổi thọ: 1. Tính ứng suất: ứng suất lớn nhất sinh ra trong dây đai chạy vào bánh đai nhỏ ở đây có ứng suất kéo và ứng suất uốn lớn nhất. - ứng suất uốn của dây đai trên các bánh đai: === 125 8,2.100.2 2 1 0 d yE u 4,48 MPa - ứng suất do lực ly tâm gây ra: === 2626 85,18.1300.10 10 v mLT 0,462 MPa - ứng suất do lực căng gây ra: [ ] =++=++= 462,0 8.2.11.85,18 10.004,3 81 09,137 .2 10 3 3 00 LT tt k hbvA F p 3,059 MPa - Tính max theo công thức : =+= uk max 7,539 MPa - Theo hình 11.8(Sách CTM Tập I tr 181) với u = 3,56 Và: 683,0 48,4 059,3 == u k có u = 2 - Tuổi thọ của đai là : ( ) 2.85,18.3600 10.2000.2.10 . 539,7 9 3600 .10 . 37 11 7 max = = b u m y h Zlv t = 2068,3 Giờ Đồ án CTM Giáo viên hớng dẫn: Ngô Văn Quyết Thực hiện: Bùi Xuân Sơn. 9 STT Nội dung tính toán Kết quả Đơn vị - thời hạn sử dụng hệ thống : t sd =7.12.26.2.7= 30576 Giờ Với tuổi thọ của dây đai nh vậy. Trong toàn bộ thời gian làm việc của hệ thống số lần phải thay là: == 39,2068 30576 h sd t t 14,78 15 Lần Phần III TRUYềN Động bánh răng côn I CHọN VậT LIệU Do không có yêu cầu đặc biệt.Theo bảng 6.1[I], xây dựng các hàm mục tiêu về kinh tế, kích thớc nh trong tài liệu TĐHTTTKCTM-Ngô Văn Quyết (Trang114), ta chọn thép phù hợp các hàm mục tiêu là: +Chọn bánh răng chủ động : Thép 40X tôi cải thiện (S<`) : 1b 1ch HB1 +Với bánh răng bị động : Thép 45X tôi cải thiện (S<0) 2b 2ch HB2 950 700 270 850 650 260 MPa MPa MPa MPa II Tỷ Số TRUYềN : Từ phần phân phối tỷ số truyền ta xác định đợc tỷ số truyền của cặp bánh răng côn 4 III Xác định ứng suất cho phép : Theo bảng 6.2[I] với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB180 350 có : Đồ án CTM Giáo viên hớng dẫn: Ngô Văn Quyết Thực hiện: Bùi Xuân Sơn. 10 [...]... mm mm mm 28 STT l 13 Nội dung tính toán = l11/2 = Kết quả Đơn vị Trục II l22 = -lc22 = l21= 3. d2 = 3. 30 = Trục III l32=0,5.(lm32+bo)+k1+k2 =0,5.(60+25)+12+5 = l 33= l32+0,5.(lm32+b 33 cos 2 +dw 23) +k1 = 60+0,5.(60+44,7.cos75,96+62)+12 = l31=lm32+lm 33+ bo+3k1+2k2 `+60+25 +3. 12+2.5 = Trục IV l 43 =l32 l41 = l31 l42 =-lc42 -65 90 mm mm 60 mm 135 190 mm mm 60 190 -92 mm mm mm 3 Tính trục 1: 3. 1 Xác định các lực... 75.1 733 02 = Đồ án CTM Giáo viên hớng dẫn: Ngô Văn Quyết Thực hiện: Bùi Xuân Sơn 31 STT Nội dung tính toán Ta có đờng kính trục tại tiết diện 13 là: d 13 = c 3 Tại tiết diện A (12) khớp nối : + Mômen tơng đơng: Ta có đờng kính trục tại tiết diện A là: dA = 3. 4 M td 13 25989, 22 =3 = 0,1.[ ] 0,1.70 3 M tdA 1 733 0 =3 = 0,1.[ ] 0,1.70 Kết quả Đơn vị 15,5 mm 1 733 0 Nmm 13, 5 mm Do trục lắp với trục động cơ ,đồng. .. - Đờng kính đáy răng df1 = d1 - 2,5.m df2 = d2 - 2,5.m - Đờng kính cơ sở db1 = d1.Cos db2 = d2.Cos - Góc profin gốc = - Góc profin răng t = arctg (tg/Cos) - Góc ăn khớp tw = t (bánh răng không dich chỉnh) Kết quả Đơn vị 1946,86 N 210 3 63 3,85 13, 73 28 108 0 mm mm mm 86,47 33 3,5 mm mm 92,47 33 9,5 78,97 32 6 81,25 31 3 ,38 20 20, 535 20, 535 mm mm mm mm mm độ Răng độ độ độ Phần V: Tính toán thiết kế trục... M yB = 9 738 ,922 + 0 = Nmm 1 733 0 + Mômen xoắn: Mz= T1 = 9 738 ,9 2 Nmm 17891 a Nmm 13, 34 mm 25989, 22 Nmm + Mômen tơng đơng: M tdB = M + 0, 75M = 9 738 ,92 + 0, 75.1 733 0 = 2 B 2 z 2 2 Theo bảng 10.5 (Tr 195) lấy []p (MPa) ta có đờng kính trục tại tiết diện B là: dB = b 3 M tdB 17891 =3 = 0,1.[ ] 0,1.70 Tại tiết diện 13 trung điểm BC đặt bánh đai(mặt cắt 13) : + Mômen tơng đơng: M td 13 = M x2 13 + 0, 75.T... 65,25.5 4 3, 168 +Do đó : kFv =1+22 ,33 .41 ,35 .65,25/(2.1 733 0.1,86.1) => kF = 1,44.1.2,2 +Với răng thẳng nên 0 n =0 mà 1 0,574 Y =1 / 140 0 n Y +Xác định Y = 1/ với =1,74 => Y 29,89 +Xác định YF1 và YF2 478,15 Với các số răng tơng đơng : 3, 55 zV1 = z1/cos( 1 ) = 29/cos(14,040) zv2 = z2/cos( 2 ) = 116/cos(75,960) x1 = - x2 = 0 ,3 Tra bảng 6.18 ta đợc 3, 63 YF1 YF2 = 43, 36 MPa 44 ,34 MPa 35 9,77 MPa... 1 2, 65. 63. 84 = 1+ T1 K F K F 2.218290.1, 21.1 ,37 2,65 Trong đó theo 6.47 có : F = F g o v aw / u = 0, 006. 73. 0,821 210 / 3, 85 KF = 1,21.1 ,37 .1,019 = 2.218290.1, 68.0,57.0,92 .3, 89 F1 = = 63. 84 .3 Y 3, 60 F 2 = F 1 F 2 = 116,5 = YF 1 3, 89 1,68 94,24 MPa 87,2 MPa Tính chính xác ứng suất uốn cho phép: [F1] = [F1].YRYSKXF [F2 ]= [F2 ].YRYSKXF 1,0 036 Trong đó với m=3mm=> YS=1,08-0,0695ln (3) (là hệ... ] = 0,8. ch = 560( MPa) M 21217, 76 = max3 = = 0,1.d 0,1.2 53 T 1 733 0 = max 3 = = 0, 2.d 0,1.2 53 13, 57 6,26 => td = 2 + 3 2 = 13, 57 2 + 3. 6, 262 = 3. 6 17 ,37 MPa Vậy trục thoả mãn độ bền tĩnh */ Ta thấy không cần phải kiểm tra về độ cứng vững của trục vì hệ số an toàn mỏi của trục lớn Đồ án CTM Giáo viên hớng dẫn: Ngô Văn Quyết Thực hiện: Bùi Xuân Sơn 34 STT 4 Nội dung tính toán Kết quả Đơn vị Tính... trùng khớp của răng theo CT 6 .37 (tr 105) ta có : = bw sin /( m ) =0 ,3. 210.sin 13, 73/ (3. 3,14) = [1,88 3, 2(1 / z1 1 / z 2 )]Cos = do đó theo 6 .36 c [I] ta có : Z = 1 = 1 1,779 = 1,14 1,68 0,77 KH : Hệ số tải khi tính về tiếp xúc, theo 6 .39 [I] K H = K H K H K Hv đờng kính vòng lăn bánh nhỏ :dw1*w/(um+1) Vận tốc vòng v = d w1.n1 3, 14.84.202 = = 60000 60000 Theo bảng 6. 13( tr107) với v< 2,5 m/s nên... = 0, 002. 73. 0,81 210 / 3, 84 = 1, 03 Vậy => KH = 1,1.1, 13. 1, 03 = 0,88 1, 133 429,64 H= 274.1, 72.0, 77 2.218290.1, 133 .4,85 /( 63. 3,85.842 ) = - Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép : Với v=0, 83 m/s Zv=1,độ chính xác động học là 9,chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8 nên cần gia công đạt độ nhám Ra=2,5 1,25 àm do đó ZR=0,95, với da ,5 . STT Nội dung tính toán Kết quả Đơn vị 1. Xác định lực căng ban đầu : Lực căng ban đầu tính theo công thức: (ct4.19 tr63 [I]) ( ) =+= 2 0 . .780. 3,004 0,903 1,035 1,14 2,27 3 50 131,6 456,6 IV. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục: Đồ án CTM Giáo viên