nh 2.3: ặt Tải cho bạc nghiêng với phƣơng ngang 1- 123docz.net

* Phương án máy:

2.2.3.Sử dụng bộ truyền bánh răng hộp giảm tốc tải cùng chiều trọng lực

Ta có nhiều cách để đặt tải theo cách này, có thể đặt trực tiếp, hoặc thông qua bộ treo tải, dưới tác dụng của trọng lực, phương của P sẽ đi qua tâm của Oc và

H nh 2.5: ặt tải cho bạc từ trên xuống trùng chiều trọng c * Ƣu điểm: * Ƣu điểm:

- Phương án này khá hợp lí, không gian nhỏ gọn, tải trọng có thể đặt được là khá cao. Ngoài ra chế độ bôi trơn có thể đáp ứng được những yêu cầu đề ra - Dễ thực hiện hơn phương án 1, tạo được lực lớn ổn định

* Nhƣợc điểm:

- Bố trí bộ truyền hộp giảm tốc làm cho kết cấu máy cồng kềnh và phức tạp hơn

- Tăng giá thành sản xuất máy * Phương án máy:

H nh 2.6: Phƣơng án máy dùng bộ truyền HGT đặt tải từ trên xuống trùng chiều trọng c

2.2.4.Đặt tải lên bạc, chiều của tải trùng với chiều của trọng lực

H nh 2.7. ặt tải từ trên xuống trùng chiều trọng c

Ƣu điểm:

H nh 2.8. Phƣơng án dùng bộ truyền đai đặt tải từ trên xuống trùng chiều trọng c

Từ những nhận xét trên ta chọn PA4 với cách đặt tải lên bạc với phương chiều của tải trùng với phương chiều của trọng lực, tải được truyền đến bạc thông qua bộ treo tải, trục thử được dẫn động từ động cơ qua bộ truyền đai.

2.3.Tính toán khả năng tải và chọn cách t tải cho bạc

2.3.1.Tính toán khả năng tải lớn nhất của bạc

Để tiến hành xác định lượng mòn của bạc và đưa ra chỉ tiêu đánh giá bạc ta đi xác định tải trọng lớn nhất bạc chịu được để tiến hành gia tải và thử mòn.

Theo bảng 16.3 Trang 82[4] - Chi Tiết Máy-Nguyễn Trọng Hiệp- NXBGD ta có trị số áp suất lớn nhất bạc biên chịu được là : [p] = 5 Mpa = 5.106 (N/m2)

Theo công thức (16-13) Trang 82[4] áp suất sinh ra trong ổ không được vượt quá [p] ta có tải trọng lớn nhất mà hai bạc trên chịu được là:

P/dl ≤ [p] Suy ra : P ≤ [p].d.l

Xét các loại bạc ở bảng 2.0 ta có bạc có tải trọng lớn nhất là (D1 = 130mm; d1 = 120 mm ; l1 = 70mm) chịu được là:

Pmax = [p].d1.l1 = 5.106.120.10-3.70.10-3 = 42000 (N) Vậy: Pmax = 42000 (N)

2.3.2.Chọn cách gia tải cho bạc thử

- Bằng thủy lực: sử dụng hệ thống thủy lực gồm xy lanh, piston, xylanh thủy lực và bơm bánh răng. Tải thủy lực dùng khi yêu cầu tải trọng tác dụng lớn.

* Chọn xy lanh – piston v ộng c b m dầu :

Chọn sơ bộ đường kính piston là dpiston = 50(mm) thì động cơ bơm dầu được chọn phải tạo ra áp lực lên hệ xylanh- piston là:

Ta có :

P = p.S = p. (d là đường kính piton)

p =

= 21,4(N/mm2)= 209,9(bar) Từ đây ta có thể chọn được động cơ bơm dầu công suất thỏa mãn

Hình 2.9. ơ đồ nguyên lý h thống thủy l c

1-Bộ lọc 3-Van phân phối 5-Van an toàn

2.3.3. Sơ đ động áy thử òn

Ta có sơ đồ động máy đo mòn như sau:

Hình 2.10. ơ đồ động máy đo m n bạc trƣợt 1. ộng cơ đi n 2. Bánh đai chủ động 3. Bánh đai bị động 4. Ổ ăn 1 5.Trục thử 6. Ổ ăn 2 7. Cụm bạc trƣợt và bạc lót 8. Bộ đặt tải thủy l c P: Tải trọng tác dụng

Trục (5) có đường kính d = 50 mm, một đầu gắn với puly liên kết với động cơ điện dẫn động qua bộ truyền đai, đầu còn lại lắp với bộ bạc trượt thử mòn như hình vẽ. Bộ bạc lót,bạc trượt (7) được cố định bằng các bu long và bạc hai nửa. Hai ổ lăn (4,6) được lắp trên các gối đỡ. Cường độ mòn của bạc trượt sau thời gian thử

với chế độ làm việc tải P và vận tốc V được đo bằng hai cách : theo khối lượng hoặc theo kích thước, tuy nhiên cách đo cường độ mòn theo kích thước dễ thực hiện và hay được dùng hơn.

2.4.Ngu ên lý l m việc

Khi đóng cầu dao điện, động cơ điện (1) quay, kéo theo trục (5) quay nhờ bộ truyền đai qua bánh đai chủ động (2) và bánh đai bị động (3). Cụm bạc trượt và bạc lót (7) được lắp cố định vào trục( 5), cụm chi tiết này quay cùng chiều quay của trục do ma sát sinh ra trong ổ trục trong quá trình máy làm việc. Trục (5) quay với nhiều vận tốc khác nhau nhờ bộ truyền đai (2,3). Bạc trượt chịu tải trọng P và có vận tốc trượt tương đối giữa trục và bạc là V.

Ma sát sinh ra trong ổ trục là ma sát trượt. Mô men ma sát này phụ thuộc vào tải trọng P và vận tốc trượt V .

Nhiệt độ làm việc trong cụm bạc trượt được khống chế bởi lưu lượng chất bôi trơn (dầu). Dầu được đưa vào ổ trượt qua lỗ ở phía trên bạc hai nửa. Sau khi bôi trơn và làm mát dầu chảy ra ngoài cụm bạc trượt-trục qua khe hở trục - bạc.

2.4.1.Các th ng số l m việc c a má o m n

2.4.1.1.Các thông số đầu vào

- Liên kết ma sát (cặp ma sát A và B). Ở đây, A là trục và B là bạc. Liên kết ma sát được đặc trưng bởi các thông số sau: Đường kính d của bạc, cơ tính của vật liệu chế tạo

bạc, chiều dài l bạc lót, độ nhẵn bề mặt trục và bạc lót, tính chất cơ, lý, hoá của loại

vật liệu làm bạc, khe hở lắp ghép giữa bạc và trục.

- Chế độ làm việc (P, V) của liên kết ma sát. Ở đây P đặc trưng cho tải trọng tác dụng lên ổ đỡ. Các thông số đầu vào Máy máy thử mòn Thông số đầu ra

2.4.1.2. Các thông số đầu ra

- Hệ số ma sát. - Lực ma sát.

- Miền giá trị của các thông số ảnh hưởng mà ở đó hệ số ma sát của cặp lắp ghép là tối ưu và ổn định nhất.

- Tính tin cậy của thiết bị.

Do điều kiện và thời gian còn hạn chế vì vậy chỉ xét đến mối quan hệ của các thông số đầu vào là: Tốc độ trượt của hai bề mặt ma sát, tải trọng tác dụng lên ổ và thông số đầu ra là hệ số ma sát

Hình 2.11. Tải tác dụng ên máy đo m n bạc trƣợt

* Tải c

- Tải tác dụng lên trục theo phương hướng tâm do trọng lượng của bánh đai bị động là lực tập trung (Ppl), Lực kéo của bộ truyền đai là Fđ và trọng lượng của trục là lực phân bố qt tác dụng lên toàn bộ chiều dài trục (L4) gây ra lực tập trung Q.

- Sự phân bố áp suất không đều do sai lệch định tâm trục, do trong quá trình gia công hoặc lắp ráp dẫn đến sự không song song của đường tâm ổ và đường tâm trục. Vì vậy, trục và bạc không tiếp xúc với nhau trên suốt chiều dài bạc mà tiếp xúc với nhau bằng những phần diện tích thực tế. Dưới tác dụng của tải trọng lên trục mà các phản lực chỉ được phân bố trên đoạn tiếp xúc giữa trục và bạc trượt và không theo một quy luật nào cả.

- Tải trọng do trọng lượng của: + Bạc trượt và bạc lót.

60 + Trục và các chi tiết lắp trên trục. + Ổ lăn.

- Mô men xoắn truyền từ động cơ điện. Mô men này thay đổi theo yêu cầu vận hành thiết bị và có giá trị dao động tuỳ thuộc vào cấu trúc động cơ, sự ổn định của nguồn điện cung cấp.

- Tải xuất hiện do sự dao động của cụm chi tiết: Trục, bạc trượt và các phần tử lắp trên chúng. Vì đây là một hệ đàn hồi nên dưới tác động của các phụ tải theo chu kỳ, hệ này sẽ dao động. Khi tần số của lực kích thích gần với dao động tự do của hệ đàn hồi thì biên độ dao động sẽ tăng lên nhanh chóng. Điều này làm trục – bạc làm việc trong điều kiện xấu, quá trình bôi trơn bị phá vỡ, xảy ra va đập giữa trục và bạc lót, trục và bạc lót ma sát trực tiếp với nhau dẫn đến cường độ hao mòn trong ổ lớn.

* Tải nhiệt: Nhiệt sinh ra do ma sát giữa trục với bạc trượt (ma sát trượt) và ma sát

trong ổ lăn (ma sát lăn).

V - Vận tốc trượt.

Môi trường liên kết ma sát làm việc (c) gồm có: chất bôi trơn và không khí bao quanh. Các thông cơ bản về chất bôi trơn gồm có: Độ nhớt và nhiệt độ.

f(μ) = f(P, V, c)

2.6. Tính toán s bộ các cụm chi tiết chính

2.6.1. ính toán chọn động cơ

 Việc chọn động cơ điện cần thoả mãn các yêu cầu cơ bản sau đây: - Sử dụng tiện lợi.

- Cấu tạo đơn giản, kích thước nhỏ gọn. - Giá thành chế tạo rẻ.

 Tiến hành chọn động cơ như sau:

Lực ma sát sinh ra trong ổ trượt là: Fmsi = P .fms (N )

là không cao nên chiều dày lớp bôi trơn khó đảm bảo lớn hơn tổng số mấp mô bề mặt của cặp ma sát. Như vậy ta có ma sát nửa ướt và trị số hệ số ma sát nằm trong khoảng (0,01 – 0,1) theo giáo trình chi tiết máy – GS.TS.Nguyễn Trọng Hiệp- NXBGD - tập 2. Chọn fms = 0,1.

Như vậy ta tính được:

Fms = P . f = p.S.f= p. .f = 209,9.105(N/m2). 6 2 10 . 4 50 . 14 , 3 (m2).0,1 = 4119 (N)

Mô men ma sát được xác định bằng công thức sau: Mms = Fms .

(N.mm) Trong đó: Mms - Mô men ma sát sinh ra giữa trục và bạc trượt (N.mm) Fms - Lực ma sát sinh ra giữa trục và bạc trượt (N)

d - Đường kính trục (mm) Mô men ma sát sinh ra trong bạc trượt là :

Mms = Fms . 2 d = 4119 . 2 50 = 102975(N.mm) = 102,975 (N.m)

Để máy có thể làm việc được thì momen xoắn sinh ra trên trục phải thoả mãn điều kiện sau:

Mx K. Mms

Trong đó: K là hệ số an toàn. Lấy K = 3 Chọn Mx = 3. Mms = 3 .102,975 = 308,925 (N.m)

Công suất trên trục máy thử mòn là: Nt = Mx . 

Theo số liệu thống kê, chế độ làm việc của bạc trượt nằm trong khoảng: P = (0,05 – 0,3) (N/mm2)

V = (1 – 3) (m/s)

Chọn vận tốc trượt V = 3 (m/s) vì ở vận tốc trượt lớn nhất, ma sát sinh ra trong ổ sẽ lớn nhất.

Vận tốc trượt được xác định theo công thức sau: V =

60.1000 . .d n (m/s) (1) Trong đó: d - Đường kính trục (mm) nt - Tốc độ quay của trục (v/ph) Vận tốc góc của trục là:  = 30 .n (rad/s) (2) Từ công thức (1) và (2 ) ta tính được:  = d V . 30. .60.1000. = 50 3 . 1000 . 2 = 120 (rad/s) Như vậy công suất trên trục sẽ là:

Nt = Mx .  = 26,199 .120 = 3143,88 (W) = 3,144 (kW) Công suất cần thiết của động cơ là:

N đm Nycđc = N

Giá trị hiệu suất của bộ truyền động đai được tra theo bảng = (0,95 – 0,96). Chọn = 0,95

N đm Nycđc =

0,95 3,144

= 3,31 (kW)

- Động cơ điện một chiều đắt, nhanh hỏng và khối lượng sửa chữa lớn hơn động cơ xoay chiều, phải thêm vốn đầu tư để lắp đặt các thiết bị chỉnh lưu.

- Động cơ điện đồng bộ ba pha giá đắt, mở máy phức tạp, tuy có hệ số cos cao, chi phí vận hành sẽ cao hơn loại động cơ không đồng bộ nhưng ở đây yêu cầu công suất nhỏ nên các ưu điểm của động cơ đồng bộ ba pha không quan trọng lắm.

- Động cơ không đồng bộ ba pha giá rẻ, cấu tạo vận hành đơn giản nhất, mắc trực tiếp với mạng điện xoay chiều không cần thiết đổi dòng điện, có thể điều chỉnh nhảy cấp vận tốc bằng cách thay đổi số đôi cực từ.

Chọn động cơ điện:

Ta tiến hành chọn công suất và tốc độ động cơ.

Động cơ cần chọn sao cho có thể lợi dụng được toàn bộ công suất động cơ. Khi làm việc nó phải thoả mãn ba điều kiện.

- Động cơ không phát nóng quá nhiệt độ cho phép. - Có khả năng quá tải trong thời gian ngắn.

- Có mô men mở máy đủ lớn để thắng mô men cản ban đầu.

Vì vậy ta chọn động cơ điện có công suất định mức (Nđm) lớn hơn công suất yêu cầu đặt ra cho nó (Nycđc).

So sánh với các loại động cơ điện trên, nhận thấy động cơ không đồng bộ ba pha có nhiều ưu điểm. Do đó chọn động cơ điện có ký hiệu DK41 – 4 là loai động cơ điện không đồng bộ ba pha roto đoản mạch đúc nhôm, do Việt Nam sản xuất theo Bảng Phụ Lục 1.2-T235-Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí T2-Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – NXBGD

Bảng 2.1. Thông số kỹ thuật của động cơ đi n.

Kiểu động cơ Công suất N (kW) Vận tốc quay n (v/ph) Cos M M M M Mô men bánh đà GD2 (kgm2) Trọng lượng (kg) DK51-4 4,5 1440 0,85 1,4 2 0,2 39

Trong đó: Mm – Mô men mở máy. M đm - Mô men định mức. Mmax – Mô men lớn nhất.

2.6.2. Tính toán thiết kế cụm trục chính gối đỡ

2.6.2.1. Nhi m vụ và yêu cầu của cụm trục chính gối đỡ

- Nhiệm vụ của cụm trục chính là đỡ tất cả các chi tiết, các bộ phận lắp đặt trên nó và đảm bảo cho chúng ở những vị trí làm việc nhất định.

- Yêu cầu cụm trục chính - gối đỡ là phải chắc chắn, ổn định.,vị trí và bề mặt lắp ghép phải chính xác.

Các lực và mô men tác dụng lên cụm trục chính (hình 2.11) máy đo ma sát bao gồm:

1. Trọng lượng của bản thân trục và các chi tiết lắp trên trục (Q ) là một lực phân bố đều q trên toàn bộ chiều dài của trục (L). Ta quy về một lực tập trung (Q) được đặt tại trọng tâm của trục có chiều từ trên xuống.

2. Trọng lượng của Puly (Ppl) được đặt tại trọng tâm của puly có chiều từ trên xuống.

3. Phản lực từ các ổ đỡ (R1, R2) được đặt tại trọng tâm của hai ổ đỡ trượt có chiều hướng từ dưới lên.

Bảng 2.2. Thông số kỹ thuật của trục chính.

Thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị

Chiều dài trục L4 480 mm

Đường kính trục d 50 mm

Chiều dài từ tâm ổ lăn 1 đến bánh đai bị động L1 90 mm Chiều dài từ tâm ổ lăn 2 đến điểm đặt tải P L2 200 mm

Khoảng cách giữa hai ổ lăn L3 190 mm

Chiều dài từ trọng tâm trục đến bánh đai bị động L5 185 mm

Chiều dài từ trọng tâm trục đển điểm đặt tải P L6 295 mm Khối lượng của trục và các chi tiết phụ lắp trên

trục MT 13.1 kg

Khối lượng puly Mpl 2,56 kg

Theo công thức: P = M . g

Trong đó: g – gia tốc trọng trường (g = 10 m/s2).

Như vậy: Trọng lượng của trục là: Q = MT . g = 13,1.10=131 (N) Trọng lượng của puly là: Ppl = Mpl . g = 2,56.10=25,6 (N)

Giá trị lực phân bố của bản thân trục là: qt =

4 L Q = 480 131 = 0,273(N/mm) 2.6.2.2. Xác định phản lực tại các gối đỡ

Vì lực phân bố qt phân bố trên toàn bộ chiều dài của trục (L4) nên có thể qui lực qt về một lực tập trung đặt tại trung điểm của đường tâm trục.

Fđ (max) = Mmax/Dpl = 2.26,199/(40.10-3) = 1309,95 (N)

Hình 2.12: ơ đồ l c tác dụng lên trục

Chiều các lực được chọn như hình vẽ.

Lập và giải hệ phương trình cân bằng tại B và D ta có: M = R2 .L2 - Q . 2 2 L + ( Ppl+Fđ ) .(L5 – L1) - P .(L2+L3) = 0

Nh 2.3: ặt Tải cho bạc nghiêng với phƣơng ngang 1 góc α

nh 1.6 ƣu ƣợng không thứ nguyên Q*

Một số phụ gia đặc trƣng