CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG
3.2 Tính tốn và thiết kế hệ thống cơ khi
3.2.1 Băng tải
Băng tải có nhiệm vụ dẫn sản phẩm đến dừng tại các vị trí định sẵn hoặc đưa sản phẩm về khay phân loại cuối băng tải.
- Chọn tốc độ v = 0,1 (m/s).
- Đường kính rulo D = 40 (mm), đường kính trục 10( mm).
- Khối lượng băng tải: 2,5 (kg) (bao gồm khối lượng của rulo , băng tải và phôi). - Khối lượng phơi: 0,5 (kg) .
Tính tốn cơng suất động cơ: 𝑃𝑑𝑐 : Công suất định mức động cơ.
𝑃𝑐𝑡: Công suất đẳng trị động cơ P cần thiết P: Công suất làm việc trên trục công tác.
38 F≥ 𝐹𝑚𝑠𝑛>𝐹𝑚𝑠 Với: 𝐹𝑚𝑠= 𝐹𝑚𝑠𝑡 + 𝐹𝑚𝑠𝑙 𝐹𝑚𝑠 = 𝑚𝑝ℎô𝑖. 𝑔. 𝜇 + 𝑚𝑟𝑢𝑙𝑜. 𝑔. 𝑘 (3.2) Trong đó: - k = 1: hệ số ma sát lăn. - 𝜇 = 1: hệ số ma sát trượt. - 𝐹𝑚𝑠: lực ma sát. - 𝐹𝑚𝑠𝑡: lực ma sát trượt. - 𝐹𝑚𝑠𝑙: lực ma sát lăn. - g = 9,8 (m/s2 ): gia tốc trọng trường. Thay vào công thức (3.2) ta được:
𝐹𝑚𝑠 = 30 N (3.3) Mặt khác: 𝑃𝑐𝑡 = 𝐹.𝑣 1000 (3.4) Trong đó: - F = 𝐹𝑚𝑠 = 30 (N) - V = 0.1(m/s)
Thay vào (3.4) ta được 𝑃𝑐𝑡 = 3 (W)
Ta có: P = 𝑃𝑐𝑡
𝑁 (3.5)
Với N: Hiệu suất của hệ truyền động.=
Trong đó: N = 𝜂𝑏𝑡. 𝜂𝑜𝐼5 . 𝜂𝑘𝑛 (3.6)
Tra bảng 2.3 Trị số hiệu suất các loại bộ truyền trong cuốn “Tính tốn thiết kế Hệ dẫn động cơ khí” của Trịnh Chất - Lê Văn Uyển, ta có:
𝜂𝑏𝑡 = 0.75: Hiệu suất băng tải. 𝜂𝑜𝐼 = 0.995: Hiệu suất ổ lăn.
39 𝜂𝑘𝑛 = 0.999: Hiệu suất khớp nối.
Thay vào công thức (3.6) ta được: N = 0.73 (3.7) Với N = 0.73 và 𝑃𝑐𝑡 = 3 (W) thay vào công thức (3.5) ta được:
P = 4,2 (W)
Xác định số vịng quay của rulơ và trục thứ cấp hộp giảm tốc: Do động cơ và rulo của băng tải được kết nối với nhau bằng khớp nối cứng nên ta có:
𝑛𝑑𝑐 = 𝑛𝑟𝑙 =60.𝑣
𝜋.𝐷 (3.8)
Trong đó:
- 𝑛𝑑𝑐: số vòng quay của động cơ. - 𝑛𝑟𝑙: số vòng quay của rulo.
Với v = 0,1 (m/s) và D = 0.04 (m) thay vào công thức (3.8) ta được: 𝑛𝑑𝑐 = 𝑛𝑟𝑙 = 48,4 (𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡)
Xác đinh momen:
𝑀𝑟𝑙 = 𝑀𝑑𝑐 =𝐹.𝐷
2 (3.9)
Trong đó:
- 𝑀𝑟𝑙: Momen của rulo. 𝑀𝑑𝑐: Momen của động cơ.
Thay F = 30(N) và D =0,04 (m) và công thức (3.9) ta được: 𝑀𝑟𝑙 = 𝑀𝑑𝑐 = 6 (𝐾𝑔. 𝑐𝑚)
Chọn động cơ:
𝑃𝐼𝑣𝑑𝑐 = 4,2 (𝑊) 𝑛𝑑𝑐 = 48,4 (𝑣ị𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡)
𝑀𝑑𝑐 = 6 (𝑘𝑔. 𝑐𝑚)
Nhóm đã chủ động tính tốn và chọn các động cơ có sẵn hộp giảm tốc được bán ngồi thị trường.
40
Hình 3. 7: Động cơ mã JM37-550 Handson Technology
Băng tải: Chọn băng tải có chất liệu vải, chiều dày 2 (mm), rộng 60 (mm), chiều dài có thể tiến hành cắt và nối khi tiến hành chế tạo thực.
41
Hình 3. 8: Thiết kế mơ hình bằng Solidworks