3.6.1 Tính Chọn Động Cơ
Bảng 3.6 Thơng số kích thƣớc của xe hơi đƣợc dùng trong thực tế. Thông số kỹ thuật Xe 4 chỗ Xe 5 chỗ Xe 7 chỗ
Dài 4900m 3850m 5300m
Rộng 1800m 1695m 2100m
Cao 1450m 1530m 1500m
Cân nặng 1100kg 1800kg 2000kg
Hệ thống chịu tải trọng lớn nhất trong trƣờng hợp 1 bên đầy tải, 1 bên khơng có tải với khối lƣợng mỗi xe là 2000kg. Đƣợc tính tốn cho mơ hình với sức chứa 8 xe ô tô, với chiều cao thiết kế thực tế là 12m.
Tính tốn động cơ:
Xem xét chiều rộng chiều cao của pallet, đƣờng kính của bánh xích theo chiều ngang là D = 2400mm.
47 v =
[4] Trong đó: D là đƣờng kính bánh xích (m)
N là tốc độ của bánh răng dẫn động (vòng/phút)
Giả định vận tốc chuỗi là v = 4m/phút = 0,1 m/s (đây là tốc độ cần thiết của pallet. Nhƣ vậy mỗi pallet thay đổi vị trí khoảng 15s).
Vì thế tốc độ của bánh răng dẫn động là N = 0,796 (vòng/phút)
Lực kéo: Fmax = Gmax. M = 2000.9.8 = 19600 N [4]
Moment xoắn T = = = 23520 Nm [4]
Công sinh ra khi kéo ô tô với cân nặng 2000 kg lên cao 12,9 m: W = F * h = 19600* 12,9 = 252840 ( J ) [4]
Công suất sinh ra trong trong đơn vị thời gian:
P = W/t = 252840/90= 2,8 KW [4]
Hệ số K = K1 = K2 = K3 [5] Trong đó K1 = 1,252 hệ số tải K2 = 1,5 hệ số bôi trơn
K3 = 1,25 hệ số làm việc (khoảng 16h mỗi ngày)
Do đó K = 1,252.1,5.1,25 = 2,34 Công suất làm việc Plv = P.K = 2,8 *2,34 = 6,552 Kw [5] Công suất trên trục động cơ: Pđm = [5] Trong đó là hiệu suất của các bộ truyền = . . [5] Hiệu suất của một cặp ổ lăn: = 0,99 [5]
48 Hiệu suất của khớp nối: = 1 [5] Hiệu suất của bộ đai: = 0,96 [5]
Hiệu suất của bộ truyền bánh răng: = 0,97 [5]
= 0,993.1.0,96.0,97 = 0,9 [5]
Công suất yêu cầu trên động cơ là Pđm = 6,552/0,9 = 7,25 Kw. Từ việc tính tốn các thơng số ở trên, ta chọn động cơ xoay chiều 3 pha rotor dây quấn (động cơ bƣớc) thƣờng dùng cho các cần trục: 380V/220V 50Hz, với công suất đƣợc chọn sau khi tính tốn là 7,5 KW.
Giả sử chọn động cơ cơ của hãng ABB một tốc độ loại động cơ phanh IP 55P – IC 411 với mã hiệu M3AR 132SB2. Tỷ số truyền động cơ thực tiễn đƣợc nhà sản xuất cung cấp với tỷ lệ: i=1/ 95.
Thông số kỹ thuật nhƣ sau: Điện áp: 400V
Dòng điện 𝐼𝑁: 13,8 (A) Công suất: 7.5 (KW) Tốc độ quay: 2860 (r/min) H iệu suất: 80% (%)
Hệ số công suất cos𝜑: 0.89 Moment xoắn: 25 (N.m)
Moment hãm: 130 (N.m)
Moment max: moment xoắn * K Mmax=25*5,17= 129,25 (N.m) Moment quán tính: 0.0186(𝑘𝑔.𝑚2) Đấu nối kiểu tam giác
Khối lƣợng: 62 (kg)
3.6.2 Hệ Thống Nâng Tải
Động cơ đƣợc sử dụng trong mơ hình thực tế là động cơ bƣớc, làm việc ngắn hạn đảo chiều quay. Động cơ điện kéo tải tăng tốc, chạy đều, hãm và đảo chiều giảm tốc độ theo sơ đồ phụ tải:
49
Hình 3.6 Sơ đồ phụ tải quá trình làm việc của động cơ (Nguồn Internet)
Ta xét trong trƣờng hợp từ giả sử có thơng số sau:
= 1500 rpm, = 15 s, = 100s, = 110, moment tải = 25 (N.m), Moment quán tính: J= 0.0186 ( kg𝑚 ).
Moment yêu cầu cho từng đoạn: [4] Đoạn : = J * * + = 0.0186 * * + 25 = 25,2 (N.m) Đoạn : = Đoạn : = J * * + = 0.0186 * * + 25 = 24,7 (N.m)
Gía trị hiệu dụng moment: √ ∑
√
= 25 (N.m) [4]
Kích ơ tơ đƣợc động cơ nâng qua cơ cấu mơ phỏng nhƣ hình vẽ minh họa quá trình: moment qn tính quy về trục động cơ nâng vật và hạ vật trong trƣờng hợp với đối trọng với tốc độ . Với 𝑚 = 2000 kg, 𝑚 = 1800 kg, = 4 m/s, = 157 , = 0,89, = 0.0186 ( kg𝑚 ). j = 97, = 1.6 kg𝑚
50
Hình 3.7 Cơ cấu nâng hạ tải (Nguồn Internet)
Nhƣ vậy Moment tổng = hiệu số tải trừ cho đối trọng.
= ( 𝑚 - 𝑚 )*g*r = ( 2000 – 1800 ) * 9,8 * 1,2 = 2352 (N.m) [4]
Moment tải quy về trục động cơ: = = = 27,24 (N.m) [4]
Tuy nhiên Moment quán tính, tính từ tổng khối lƣợng :
= ( 𝑚 + 𝑚 ) * = ( 2000 +1800 ) * = 5472 kg𝑚 [4]
=
+ =
+ 1,6 = 64,9846 kg𝑚 [4]
= + = 64,9846 + 0.0186 = 65 kg𝑚 . [4]