Tìm hiểu hệ thống dẫn động băng tải

1 CHƯƠNG 1 TÌM HIỂU HỆ THỐNG DẨN ĐỘNG BĂNG TẢI Khi ta thiết kế hệ thống dẫn động băng tải phải đảm bảo yêu cầu công suất trên trục là 9 kw số vòng quay trên trục thùng trộn là 63 vòng/phút, thời gian phục vụ là 5 năm, quay một chiều, làm việc hai ca, tải trọng va đập nhẹ (một năm làm việc 300 ngày, một ca 8 giờ). 1. Công suất trên tr ục động cơ P =9 kW 2. Số vòng quay trên trục thùng trộn 63 vòng/phút 3. Thời gian phục vụ 5 năm Quay một chiều, làm việc hai ca, tải trọng va đập nhẹ (một năm làm việc 300 ngày , một ca 8 giờ). Chế độ tải trọng cho như hình sau: 2 Các số liệu ban đầu: 1. Động cơ điện 2. Khớp nối 3. Hộp giảm tốc 4. Bộ truyền xích 5. Băng tải Nhiệm vụ đề tài: 1. Lập sơ đồ động để tính toán thiết kế 2. Lập bảng thuyết minh tính toán 3. Một bản vẽ lắp hộp giảm tốc ¾ T 1 = T ¾ T 2 = 0,9T ¾ t 1 = 1 ¾ t 2 = 45 3 Để thỏa mãn yêu cầu trên ta sử dụng hộp giảm tốc đồng trục làm giảm vận tốc từ động cơ vào trục thùng trộn. Hộp giảm tốc này có đặc điểm là đường tâm của trục và và trục ra là trùng nhau. Do đó có thể giảm bớt chiều dài hộp giảm tốc, giúp cho việc bố trí cơ cấu gọn gàng. Tuy nhiên khi sử dụng hộp giảm tốc đồng trụ c ta nên chú ý đến một số khuyết điểm của nó: 9 Khả năng tải của cấp nhanh không dùng hết vì tải trọng tác dụng vào cấp chậm lớn hơn cấp nhanh trong khi khoảng cách của hai trục bằng nhau. 9 Phải bố trí các ổ của các trục đồng tâm bên trong hộp giảm tốc, làm phức tạp kết cấu gối đỡ và gây khó khăn cho việc bôi trơn các ổ này. 9 Khoảng cách giữa các gối đỡ của trục trung gian lớn nên muốn đảm bảo trục đủ bền và đủ cứng phải tăng đường kính trục. 4 CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 2.1 Chọn động cơ điện 2.1.1 Ý nghĩa của việc chọn động cơ. Chọn động cơ điện để dẫn động máy móc hoặc các thiết bị công nghệ là giai đoạn đầu tiên trong quá trình tính toán thiết kế máy. Trong trường hợp dùng hộp giảm tốc và động cơ biệt lập, vi ệc chọn đúng loại động cơ ảnh hưởng rất nhiều đến việc lựa chọn và thiết kế hộp giảm tốc cũng như các bộ truyền ngoài hộp. Do đó việc chọn động cơ có ý nghĩa kinh tế và kỹ thuật lớn. Nếu chọn đúng động cơ thì động cơ có tính năng làm việc phù hợp với yêu cầu truyền động của máy, phù h ợp với môi trường bên ngoài, vận hành được an toàn và ổn định. Nếu chọn công suất động cơ nhỏ hơn công suất phụ tải yêu cầu thì động cơ luôn làm việc quá tải, nhiệt độ tăng quá nhiệt độ phát nóng cho phép. Động cơ chóng hỏng. Nhưng nếu chọn công suất động cơ quá lớn thì sẽ làm tăng vốn đầu tư, khuôn khổ cồng kềnh, động cơ luôn làm việc non t ải, hiệu suất động cơ sẽ thấp. khi chọn động cơ điện sao cho có thể lợi dụng được toàn bộ công suất động cơ. Khi làm việc nó phải thỏa mãn ba điều kiện: + Động cơ không phát nóng quá nhiệt độ cho phép + Có khả năng quá tải trong thời gian ngắn + Có mômen mở máy đủ lớn để thắng mômen cản ban đầu của phụ tải khi mới khởi động. 2.1.2 Chọn loại và kiểu động cơ 5 Hiện nay trong công nghiệp thường sử dụng hai loại động cơ đó là: + Động cơ một chiều + Động cơ xoay chiều Thông thường động cơ xoay chiều thường được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp vì có sức bền làm việc cao, moment khởi động lớn. Bên cạnh đó động cơ một chiều có thể điều chỉnh êm tốc độ trong phạm vi rộng, động cơ bảo đảm khởi động êm, hãm và đổi chiều dễ dàng. Nhưng giá thành đắt, khối lượng sữa chữa lớn và mau hỏng hơn động cơ xoay chiều và phải tăng thêm vốn đầu tư để đặt các thiết bị chỉnh lưu. Từ những ưu điểm trên ta chọn động cơ điện xoay chiều 2.2 Tính toán và phân phối tỷ số truyền 2.2.1 Chọn động cơ điện Để chọn động cơ điện ta cần tính công suất cần thiết. Nếu gọi td P là công suất trên trục ( tải trọng tương đương mà máy phải làm việc khi quay), Là trường hợp tải trọng thay đổi theo bậc nên ta có: η là công suất chung( Hiệu suất chung η của hệ thống ), p ct là công suất cần thiết, Ta có: td ct P P η = Hiệu suất chung η của hệ thống: 2 2 1 1 11 n n i ii td nn ii T pt T pp tt ⎛⎞ ⎜⎟ ⎝⎠ == = ∑ ∑ ∑∑ 2 2 2 22 2 1 2 2 1 1 .11 0.9 .45 9 9 9 0.847 11 45 8.28( ) T t T t kw ⎡⎤ ⎢⎥ + ⎣⎦ == + = ∑ ∑ 6 24 12 3 4 η ηη η η = 1 η = 0.97- hiệu suất bộ truyền xích 2 η = 0.98- hiệu suất bộ truyền bánh răng 3 η = 0.99- hiệu suất của một cặp ổ lăn 4 η = 0.98- hiệu suất của khớp nối đàn hồi thay vào ta có ()() 877,098,0.99,0.98,0.97,0 42 == η Suy ra hiệu suất chung η của hệ thống: 8777,0= η )(44,9 877,0 28,8 kw P P td ct === η Phân phối tỉ số truyền cho hệ thống: • Chọn tỉ số truyền sơ bộ: Tra vào BảNG2.4 trang 21 ( Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1, tác giả TRịNH CHấT –LÊ VĂN UYểN). Theo bảng ta nên chọn tỉ số truyền như sau: o Đai thẳng: 2= xich U o Hộp giảm tốc hai cấp: 10= hop U tỉ số truỵền sơ bộ của hệ thống là: 7 202.10. === hopxixhsb UUU Vận tốc sơ bộ của động cơ là: )/(126063.30. phutvongnUV sbsb === Î Với số liệu ta tính được )(44,9 kwP ct = )/(1260 phutvongV sb = Ta tiến hành chọn động cơ Cần phải chọn động cơ điện có công suất lớn hơn )(44,9 kwP ct = . Trong tiêu chuẩn có nhiều loại động cơ điện thõa mãn điều kiện này. Tra vào BảNG P1.3 trang 236 ( Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1, tác giả TRịNH CHấT –LÊ VĂN UYểN) nên ta chọn động cơ không đồng bộ 3 pha mang số hiệu 4A132M2Y3 có các thông số kỹ thuật sau: 8 o Công suất: )(0,11 kwP ct = o Vận tốc: )/(2907 phutvongV sb = Chọn sơ bộ loại động cơ công suất định mức )(0,11 kwP ct = , có số vòng quay là ( ) sb V 2907 v ng / ph t . òú= Nếu chọn động cơ điện có số vòng quay lớn Ví dụ: ta chọn 4A160S2Y3 o Công suất: 15, 0( ) ct Pkw= o Vận tốc: 2930( / ) sb V vong phut= thì tỷ số truyền động chung tăng, dẫn đến việc tăng khuôn khổ, kích thước của máy và giá thành của thiết bị cũng tăng theo (trừ động cơ điện). Nhưng động cơ có số vòng quay lớn thì giá thành hạ hơn và ngược lại. Nếu chọn số vòng quay thấp thì tỷ số truyền động chung nhỏ do đó khuôn khổ của máy giảm và giá thành hạ. Vì vậy cần tiế n hành tính toán cụ thể để chọn động cơ điện có số vòng quay sao cho giá thành của hệ thống dẫn động băng tải là nhỏ nhất. Đây là một việc làm rất cần thiết trong đời sống kinh tế hiện nay. ta chọn được: động cơ không đồng bộ 3 pha mang số hiệu 4A132M2Y3 )(0,11 kwP ct = ( ) sb V 2907 v ng / ph t . òú= . 1 CHƯƠNG 1 TÌM HIỂU HỆ THỐNG DẨN ĐỘNG BĂNG TẢI Khi ta thiết kế hệ thống dẫn động băng tải phải đảm bảo yêu cầu công suất trên. cho giá thành của hệ thống dẫn động băng tải là nhỏ nhất. Đây là một việc làm rất cần thiết trong đời sống kinh tế hiện nay. ta chọn được: động cơ không đồng