Động cơ 1 sẽ truyền chuyển động đến trục 3 thông qua bộ truyền động đai 2,trục 3 quay làm quay cánh trộn trong Bunke 5 trộn đều hỗn hợp vật liệu.Thông qua bộ truyền động bánh răng 4,7 và trục 6 sẽ làm quay trục 9 ở đây sẽ thực hiện các thao tác chuyển động bánh răng côn 8 làm quay trục 13 quay bánh đà thông qua cơ cấu tay quay đẩy mâm xoay chuyển động, trục 9 sẽ quay bánh đà 10 thông qua cơ cấu tay quay 11 sẽ thực hiện thao tác ép chặc hỗn hợp vật liệu, thơng qua cơ cấu cánh tay địn 12 sẽ định vị túi bầu đất và cánh tay đòn 14 sẽ định vị mâm xoay,hỗn hợp vật liệu sau khi trộn đều sẽ xả xuống ống hứng liệu ở trên mâm xoay,công nhân cho bịch nilong vào
ống, máy sẽ thực hiện các thao tác điền đầy và ép chặc sau đó người cơng nhân sẽ lấy túi bầu ra.
* Sự phối hợp giữa các nhịp máy:
Khi nhận chuyển động từ động cơ thông qua bộ truyền động,trục 3 quay,thông qua bộ bánh răng cơn bánh đà có gắn tay quay hoạt động, tại thời điểm cuối của nửa chu kỳ đầu tiên của bánh đà,thì cơ cấu định vị mâm ( thông qua cơ cấu CAM) hoạt động định vị mâm, lúc này hỗ hợp xả liệu vô túi bầu, lúc này tay quay mâm thu về và cơ cấu định vị mâm cũng thu về và thực hiện chu kỳ tiếp theo. Khi đó túi bầu sẽ dịch chuyển một khoảng vào vị trí định vị bầu, và cơ cấu định vị túi bầu và ép liệu hoạt động, chu kỳ này sẽ lặp đi lặp khi máy hoạt động.
IV.3 Nội dung tính tốn:
4.1. Tính chọn động cơ và hộp giảm tốc
Chọn động cơ điện để dẫn động máy móc hoặc trang thiết bị công nghệ là giai đoạn đầu tiên trong q trình tính tốn thiết kế máy.Muốn chọn đúng động cơ cần hiểu rõ đặc tính và phạm vi sử dụng của từng loại, đồng thời cần chú ý đến các yêu cầu làm việc cụ thể của thiết bị cần được dẫn động.
4.1.1 Các loại động cơ điện
* Động cơ điện một chiều: cho phép thay đổi trị số của momen và vận tốc góc trong một phạm vi rộng (3:1 đến 4:1 đối với động cơ điện một chiều và 100:1 đối với động cơ – máy phát), đảm bảo khởi động êm, hãm và đảo chiều dễ dàng, do đó được dùng rộng rãi trong các thiết bị vận chuyển bằng điện, thang máy,máy trục…
* Động cơ điện xoay chiều: bao gồm hai loại một pha và ba pha.
- Động cơ một pha có cơng suất tương đối nhỏ, có thể mắc vào mạng điện chiếu sang,do vậy dùng thuận tiện cho các dụng cụ gia đình,những hiệu suất thấp.
- Động cơ ba pha đồng bộ có vận tốc góc khơng đổi, khơng phụ thuộc vào trị số của tải trọng và thực tế khơng điều chỉnh được.Có ưu điểm kết cấu đơn giản, giá thành tương đối rẻ, dễ bảo quản, làm việc tin cậy.Nhược điểm: hiệu suất và hệ số công suất thấp.
4.1.2 Phương pháp chọn động cơ
Chọn động cơ được tiến hành theo các bước sau đây: - Tính cơng suất cần thiết của động cơ.
- Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ.
- Dựa vào cơng suất và số vịng quay đồng bộ kết hợp với các yêu cầu về quá tải, momen mở máy và phương pháp lắp đặt động cơ để chọn kích thước động cơ phù hợp với yêu cầu thiết kế.
* Xác định công suất động cơ:
Công suất trên trục động cơ điện được xác định theo công thức:[17] 𝑃𝑐𝑡 = 𝑃𝑡
ɳ (4.1) Trong đó:
Pct : công suất cần thiết trên trục động cơ, kw Pt : cơng suất tính tốn, kw
ɳ : hiệu suất truyền động
ɳ = ɳ1. ɳ22. ɳ34. ɳ4. ɳ52… (4.2)
Với ɳ1 , ɳ2 , ɳ3 , ɳ4 là hiệu suất của bộ truyền và của các cặp ổ trong hệ thống dẫn động, chọn theo bảng 4.1 [17]
Suy ra: ɳ = 0,95 . 0,92 . 0,994. 0.92. 0,82 = 0.43
Trong đó:
ɳ1 = 0,95 : hiệu suất bộ truyền đai ɳ2 = 0,9 : hiệu suất bộ truyền xích ɳ3 = 0,99 : hiệu suất một cặp ổ lăn
ɳ4 = 0,92 : hiệu suất bộ truyền bánh răng côn ɳ5 = 0,8 : Bộ truyền bánh ma sát
Tên gọi
Hiệu suất ɳ của bộ truyền hoặc ổ
Được che kín Để hở
Bộ truyền bánh răng trụ 0,96 – 0,98 0,93 – 0,95
Bộ truyền bánh răng côn 0,95 – 0,97 0,92 – 0,94
Bộ truyền trục vít - Tự hãm - Không tự hãm với Z1 = 1 Z1 = 2 Z1 = 4 0,30 – 0,40 0,70 – 0,75 0,75 – 0,82 0,87 – 0,92 0,2 – 0,3 Bộ truyền xích 0,95 – 0,97 0,90 – 0,93 Bộ truyền bánh ma sát 0,90 – 0,96 0,70 – 0,88 Bộ truyền đai 0,95 – 0,96 Một cặp ổ lăn Một cặp ổ trượt 0,99 – 0,995 0,98 – 0,99
Chú thích: Trị số hiệu suất của các bộ truyền bánh răng cho trong bảng ứng với cấp chính xác 8 và 9 . Khi dùng bộ truyền kín với cấp chính xác 6 hoặc 7 thì tăng trị số trong bảng lên 1 – 1,5%
Bảng 4.1:Trị số hiệu suất của các loại bộ truyền và ổ
Như vậy, muốn xác định công suất động cơ cần biết cơng suất tính tốn Pt,ở đây ta tính tốn cơng suất trong trường hợp tải trọng không đổi.
Với các hệ thống dẫn động băng tải, xích tải thường biết trước lực kéo và vận tốc băng tải hoặc xích tải, khi đó cơng suất làm việc được xác định theo công thức.
𝑃𝑙𝑣 = 𝐹.𝑣
1000 (4.4) Trong đó: F- lực kéo F = 2500N
v- vận tốc bánh đà đẩy mâm xoay (m/s)
𝑣 = 𝜔. 𝑅 (4.5) Với 𝜔 =2𝜋 𝑇 (4.6) n = 17 vòng/phút R = 172,5mm = 0,1725m T- chu kỳ 𝑇 = ∆𝑡 𝑛 = 60 17= 3,53 (𝑠)
Δt là khoảng thời gian bánh đà được một vịng. Thay vào (4.6) ta có 𝜔 = 2.𝜋 3,53 = 1,77 (rad/s) (4.5) ta có 𝑣 = 1,77.0,1725 = 0,31 𝑚/𝑠 (4.4) suy ra 𝑃𝑙𝑣 = 𝐹.𝑣 1000=2500.0.31 1000 = 0,8𝑘𝑤
Thay tất cả vào (3.1) ta được:
𝑃𝑐𝑡 = 𝑃𝑙𝑣
ɳ =
0,8
0,55 = 1,86 𝑘𝑤
4.1.3 Xác định số vòng quay sơ bộ
Số vòng quay sơ bộ được tính theo cơng thức:
nsb = nlv.ut (4.7)
Tỉ số truyền toàn bộ ut của hệ thống dẫn động được tình theo cơng thức ut = u1.u2.u3.u4… (4.8)
Trong đó u1,u2,u3,u4...là tỉ số truyền của từng bộ truyền tham gia vào hệ dẫn động.Tham khảo bảng 4.2 [17]
Truyền động đai thang: u1 = 4 Truyền động xích : u2 = u3 = 3 Truyền động bánh răng côn: u4 = 2
Thay tất cả vào (4.8) ta có: ut = 4.3.3.2 = 72
Loại truyền động Tỉ số truyền nên dùng u Truyền động bánh răng trụ:
- Để hở
- Hộp giảm tốc 1 cấp - Hộp giảm tốc 2 cấp Truyền động bánh răng côn:
- Để hở - Hộp giảm tốc 1 cấp - Hộp giảm tốc cơn-trụ 2 cấp Truyền động trục vít: - Để hở - Hộp giảm tốc 1 cấp - Hộp giảm tốc 2 cấp trục vít-bánh răng hoặc bánh răng – trục vít Truyền động đai dẹt: - Thường - Có bánh căng Truyền động đai thang Truyền động xích Truyền động bánh ma sát 4 … 6 3 … 5 8 … 40 2 … 3 2 … 4 10 … 25 15 … 60 10 … 40 300 …800 2 … 4 4 … 6 3 … 5 2 … 5 2 … 4
Số vịng quay của trục máy cơng tác: 𝑛𝑙𝑣 =60000.𝑣 𝜋.𝐷 (4-9) Trong đó: V= 0,31m/s: vận tốc quay bánh đà D = 346 mm: đường kính bánh đà Thay vào (4-9) ta có: 𝑛𝑙𝑣 =60000.𝑣 𝜋.𝐷 =60000.0,31 3,14.346 = 17 𝑣𝑜𝑛𝑔/𝑝ℎ𝑢𝑡
Từ ut và nlv vào (4.7) có thể tính được số vịng quay sơ bộ của động cơ: nsb = nlv.ut = 17.72 = 1224 vong/phut
4.1.4 Chọn quy cách động cơ
Động cơ được chọn phải có cơng suất Pdc và số vòng quay đồng bộ thỏa mãn điều kiện:
𝑛𝑃𝑑𝑐 ≥ 𝑃𝑐𝑡
𝑑𝑏 ≅ 𝑛𝑠𝑏} (4-10)
Đồng thời có momen mở máy thỏa mãn điều kiện: 𝑇𝐾
𝑇𝑑𝑛 ≥ 𝑇𝑚𝑚
𝑇 (4-11)
Dựa vào bảng P1.2 [17] ta chọn động cơ: DK41-4 có Pdc = 2,2Kw, ndc = 1420 vong/phut, 𝑇𝐾
𝑇𝑑𝑛 = 2
4.1.5 Phân phối tỷ số truyền
Tỷ số truyền chung: 𝑢𝑡 =𝑛𝑑𝑐
𝑛𝑐𝑡 = 1420
142 = 10
nct = 142 vong/phut : là số vòng trục đầu ra của động cơ. Sơ bộ chọn ux = 2,5
Tỷ số truyền hộp giảm tốc: 𝑢ℎ =𝑢𝑡
𝑢𝑥 = 10
2,5 = 4 do hộp giảm tốc đồng trục
Thử lại số vịng quay của bộ phận cơng tác: 1420
2,5.2.2 = 142 vòng/phút thỏa yêu cầu đặt ra
là 142 vòng/phút
4.2 Thiết kế bộ truyền đai.
Bộ truyền đai truyền chuyển động từ động cơ sang trục quay,gồm bánh đai chủ động 1 được nối với trục động cơ,thông qua dây đai 3 truyền chuyển động quay cho bánh đai bị động 2 được nối với trục công tác,ở đây ta dùng dây đai tiết diện hình thang