ĐỒ ÁN TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ CHI TIẾT, BAO GỒM TÍNH CHỌN KIỂM NGHIỆM VÀ MẠCH LIÊN QUAN ĐẾN KHỞI ĐỘNG VÀ ĐẢO CHIỀU QUAY. GIẢI THÍCH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG. CÁC BẠN CÓ THỂ THAM KHẢO đề tài: “Tính chọn động cơ điện cho cơ cấu nâng hạ cầu trục” với các thông số yêu cầu như sau: Chiều cao nâng: 10 m Tốc độ nâng hạ: 0,35 ms Trọng lượng tải: 4000 kg Trọng lượng móc câu: 50 kg Tỉ số truyền: 50 Hiệu suất bộ truyền: 0,85 Momen quán tính cơ cấu: 0,1kgm2 Chu kỳ làm việc: 360s
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TPHCM KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: “TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHO CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦU TRỤC” GVHD: SVTH: Lời nói đầu TRANG Trong ngành công nghiệp nói chung để giải số công việc khó khăn với người việc vận chuyển nguyên vật liệu, hàng hóa nặng nhọc, môi trường khắc nghiệt cần đến trợ giúp loại máy móc công nghiệp như: băng tải, cần cẩu, cầu trục Ở học kỳ nhóm em chọn đề tài: “Tính chọn động điện cho cấu nâng hạ cầu trục” với thông số yêu cầu sau: Chiều cao nâng: 10 m Tốc độ nâng hạ: 0,35 m/s Trọng lượng tải: 4000 kg Trọng lượng móc câu: 50 kg Tỉ số truyền: 50 Hiệu suất truyền: 0,85 Momen quán tính cấu: 0,1kg/m2 Chu kỳ làm việc: 360s Chương Giới thiệu đặc điểm cầu trục TRANG 1.1 Giới thiệu chung Cầu trục kết cấu dầm hộp dàn, đặt xe có cấu nâng Dầm cầu chạy đường ray đặt cao dọc theo nhà xưởng, xe chạy dọc theo dầm cầu trục, nhờ mà di chuyển vật đến vị trí xưởng Cầu trục sử dụng phổ biến nhiều ngành, lĩnh vực khác nhà máy, xí nghiệp, công trường xây dựng, hải cảng Phân loại cầu trục: Theo tải trọng: Loại nhẹ: từ đến 10 Loại trung bình: từ 10 tới 15 Loại nặng: 15 Theo chế độ làm việc: Loại nhẹ : hệ số tiếp điện TĐ% = 10 - 15%, số lần đóng máy 60 Loại trung bình : TĐ=15 - 25 %, số lần đóng máy 120 Loại nặng : TĐ% = 40 - 60 %, số lần đóng máy >240 Theo chức năng: Cầu trục vận chuyển : dùng rộng rãi, yêu cầu xác không cao Cầu trục lắp ráp : phần lớn nằm nhà máy, xí nghiệp , dùng để lắp ráp chi tiết máy móc có yêu cầu độ xác cao 1.2 Cấu tạo cầu trục TRANG Cầu trục cấu tạo phận chính: xe cầu, xe cấu nâng hạ Xe cầu: có hai dầm khung dầm làm thép, đặt cách khoảng tương ứng với khoảng cách bánh xe xe Hai đầu cầu liên kết khí với hai dầm quay ngang tạo thành khung hình chữ nhật mặt phẳng ngang Các bánh xe cầu trục thiết kế dầm ngang khung hình chữ nhật , tạo điều kiện cho cầu trục chạy dọc suốt phân xưởng Xe con: thiết bị đặt xe cầu dịch chuyển chiều dài xe cầu Cơ cấu nâng hạ: đặt xe đóng vai trò nâng hạ hang hóa Nhờ cấu tạo mà cầu trục di chuyển phụ tải theo phương phủ kín mặt nhà xưởng: Chuyển động dọc theo phân xưởng , nhờ chuyển động xe cầu Chuyển động ngang theo phân xưởng , nhờ chuyển động xe Chuyển động theo phương thẳng đứng, nhờ chuyển động cấu nâng hạ 1.3 Yêu cầu truyền động Chế độ làm việc: Động truyền động cấu nâng hạ nói chung có chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại Vấn đề đảo chiều:, TRANG Động cầu trục phải có khả đảo chiều quay Yêu cầu khởi động hãm: Trong hệ thống cấu nâng hạ nói chung cầu trục nói riêng, yêu cầu trình tăng tốc giảm tốc phải êm Ở máy nâng tải trọng, gia tốc cho phép thường quy định theo khả chịu đựng phụ tải động Đối với cấu nâng hạ cầu trục gia tốc phải nhỏ 0,5m/s² để không đứt cáp Thời gian khởi động nhỏ 2s Sử dụng phanh hãm chuẩn bị dừng điện phanh hãm phải dừng hệ thống trạng thái tại, tránh rơi tự Phải dừng xác nơi lấy tải hạ tải Yêu cầu nguồn điện trang bị điện: Điện áp cung cấp cho cấu cầu trục không vượt 500V Mạng điện xoay chiều hay dùng 380/220V, mạng điện chiều 220V, 44V Đa số làm việc môi trường nặng nề, đặc biệt nhà máy, xí nghiệp… nên khí cụ hệ thống truyền động trang bị điện phải làm việc tin cậy, đảm bảo an toàn, suất điều kiện khắc nghiệt, đơn giản thao tác 1.4 Đặc điểm cấu nâng hạ cầu trục Momen cản cấu không đổi độ lớn chiều chiều quay động thay đổi Nói cách khác, momen cản cấu nâng hạ thuộc loại momen cản năng, có đặc tính Mc = constant không phụ thuộc vào chiều quay Điều giải thích dễ dàng momen cấu trọng lực tải gây Khi nâng tải, momen có tác dụng cản trở chuyển động, tức hướng ngược chiều quay Khi hạ tải, momen lại momen gây chuyển động, tức hướng theo chiều quay động Dạng đặc tính cấu nâng hạ sau: TRANG Khi nâng tải động làm việc chế độ động Khi hạ tải có hai chế độ: hạ động lực hạ hãm Hạ động lực thực tải trọng nhỏ, mômen tải trọng gây không đủ để thắng mômen ma sát cấu Máy điện làm việc chế độ động Hạ hãm thực tải trọng lớn, mômen tải trọng gây lớn Máy điện phải làm việc chế độ hãm để giữ cho tải trọng hạ với tốc độ ổn định Chương Tính chọn động 2.1 Lựa chọn loại động TRANG a) Động điện xoay chiều không đồng Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, đặc biệt động rôto lồng sóc; so với động chiều động không đồng có giá thành hạ, vận hành tin cậy, chắn Ngoài động không đồng dùng trực tiếp lưới điện xoay chiều ba pha nên không cần trang bị thêm thiết bị biến đổi kèm theo Nhược điểm: điều chỉnh tốc độ khống chế trình độ khó khăn; riêng với động rôto lồng sóc có tiêu khởi động xấu so với động điện chiều b) Động điện chiều Ưu điểm: khả chịu tải lớn, có khả điều chỉnh tốc độ dễ dàng, cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản đồng thời lại đạt chất lượng điều chỉnh cao dải điều chỉnh tốc độ rộng Nhược điểm: so với động không đồng để chế tạo động điện chiều cỡ giá thành đắt hơn, cấu tạo có hệ thống chổi than cổ góp nên việc bảo dưỡng phải thường xuyên Kết luận: qua phân tích so sánh em chọn phương án sử dụng động điện chiều ưu điểm bật việc điều chỉnh tốc độ, khả chịu tải 2.2 Tính chọn công suất động a) Xác định phụ tải tĩnh - Khi nâng có tải: = 233,7 (N.m) Trong G: trọng lượng tải trọng : trọng lượng lấy tải R: bán kính tang nâng u: bội số hệ thống ròng rọc : hiệu suất cấu i: tỉ số truyền - Khi nâng không tải: R= - Khi hạ có tải: TRANG - Khi hạ không tải: - Tổng thời gian làm việc là: t = - Nên ta chọn = 200 (s) Momen đẳng trị: - Tốc độ góc yêu cầu cấu: = (rad/s) - Tốc độ yêu cầu cấu: n = (vòng/phút) - Công suất đẳng trị: - Ta chọn động có công suất : TRANG Từ số liệu tính toán, tra bảng số liệu ta chọn sơ động loại II-61 với thông số sau: n = 1500 vòng/phút H 2.3 Kiểm nghiệm động Kiểm nghiệm điều kiện phát nóng: Ta có: TRANG Tốc độ góc động cơ: - (rad/s) Moment định mức động cơ: - Do nên động Π - 61đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng - Kiểm nghiệm tải momen: Momen cản lớn nhất: (Nm ) Momen định mức động = 1727,66 (Nm) > Vậy, động chọn thỏa mãn điều kiện tải momen Kiểm nghiệm momen khởi động động cơ: ( N.m ) Ta có: = 2.1727,66 =3455,32(N.m) > mở máy Vậy động Π – 61 chọn thỏa mãn yêu cầu Chương 3: Mạch liên quan khởi động đảo chiều 3.1 Lựa chọn phương án truyền động: Trong báo cáo nhóm em sử dụng hệ truyền động chỉnh lưu cầu pha tiristor- động chiều ưu điểm bật nó: cho phép đấu thẳng vào lưới điện pha, sử dụng mạch pha nên công suất lớn, độ dập mạch nhỏ TRANG 10 3.2 Lựa chọn phương án đảo chiều: Có phương pháp đảo chiều quay: Đảo chiều quay động nhờ đảo chiều dòng kích từ Đảo chiều quay động nhờ đảo chiều dòng phần ứng Tuy nhiên đảo chiều động phương pháp đảo chiều dòng kích từ có nhiều hạn chế, cuộn cảm có hệ số tự cảm lớn nên làm tăng thời gian đảo chiều Vì vậy, chọn phương pháp đảo chiều quay động nhờ đảo chiều dòng phần ứng 3.3 Mạch động lực điều khiển: - Hoạt động sơ đồ: Mở máy: Ấn nút mở máy M, công tắc tơ K có điện, đóng tiếp điểm thường mở K tự trì Lúc này, mạch phần ứng động chưa cấp nguồn Khi ta đóng công tắc T-1, công tắc tơ T có điện, đóng tiếp điểm thường hở T tự trì Mạch phần ứng động TRANG 11 - nối với nguồn, động quay theo chiều thuận Để đảo chiều quay ta mở công tắc T-1 đóng công tắc N-1, công tăc tơ N có điện đóng tiếp điểm thường hở N cho động quay theo chiều nghịch Dừng máy: ấn nút dừng D, công tắc tơ K điện, động cách ly với nguồn, động ngừng hoạt động TRANG 12