Chương 3: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CHO MÁY
3.2. Chọn động cơ điện
Chọn động cơ điện bao gồm những việc chính là chọn kiểu động cơ, chọn công suất động cơ, chọn công suất điện áp và số vòng quay của động cơ.
Chọn loại kiểu động cơ điện nhằm mục đích để động cơ làm việc phù hợp với vai trò truyền động của máy, phù hợp với môi trường bên ngoài, vận hành được an toàn và ổn định.
Chọn đúng công suất động cơ có một ý nghĩa kinh tế hợp lý. Nên chọn công suất động cơ bé hơn công suất phụ tải thì động cơ luôn luôn làm việc trong điều kiện quá tải, nhiệt độ động cơ sẽ tăng lên quá nhiệt độ cho phép, động cơ chóng hỏng. Ngƣợc lại, nếu chọn công suất động cơ lớn quá thì sẽ tăng vốn đầu tƣ, khuôn khổ cồng kềnh, động cơ luôn làm việc non tải, hiệu suất sử dụng sẽ thấp.
Động cơ điện đƣợc chọn sao cho trong quá trình làm việc có thể sử dụng hết công suất của bản thân nó, nhƣng phải thỏa mãn 3 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 phụ tải khi mới khởi động.
3.2.1. Công suất làm việc của trống tách hạt.
Theo công thức năng suất ta có :
Q = 47.D2.S.n.k ( Công thức XVII-16, Tài liệu [8]) Trong đó:
S: bước xoắn , chọn S= 200 mm n: số vòng quay của trống tách.
k: hệ số đẩy, chọn k=0.9.
Đường kính đỉnh răng lớn nhất của trống tách hạt theo thiết kế: D = 234 mm.
Vậy số vòng quay mà trồng tách cần đạt đƣợc là :
Giả thiết lực đập của trống tách là: P = 150 N.
DUT.LRCC
Vận tốc của trống tách hạt là:
Công suất làm việc của trống tách hạt là:
Công suất cần thiết của động cơ cung cấp cho trống tách:
lv
ct
N N Hiệu suất chung: η= . = .0.95 =0,93
Trong đó:
- : Hiệu suất làm việc của ổ lăn
- : Hiệu suất làm việc của bộ truyền đai
3.2.2. Công suất làm việc của sàng.
Khả năng làm việc của sàng đƣợc xác định theo diện tích của sàng và lƣợng cung cấp vào sàng. Diện tích của sàng cũng đƣợc xác định giữa bề rộng và chiều dài của sàng.
Thiết kế sàng:
Bề rộng của sàng nhỏ hơn bề rộng bộ phận tách hạt một ít: bs = 0,77m.
Chiều dài của sàng đƣợc xác định : ls=1m.
Vậy diện tích của sàng lắc là: F = bs.ls= = 0,77. 1 = 0,77 m2 Các thông số chính của sàng:
Loại sàng: sàng lỗ tròn 2 lớp.
Đường kính lỗ sàng: d = 6 mm.
Diện tích sàng bs x ls (m): F= 0.77 mm
Biên độ dao động: w = 40mm.
Tần số dao động: z = 200 lần/phút.
Khối lƣợng của sàng: m = 6 kg.
Công suất lớn nhất của sàng:
102 . . 3 2
max
r N M
DUT.LRCC
Trong đó:
M là tổng khối lƣợng của sàng và vật liệu trên sàng.
M = 6 +3 = 9 kg = 90 N.
là vận tốc quay trên cữ lắc.
= 200/2 = 100 (v/ph).
r là bán kính tay quay: r = 20 mm= 0,02m.
Vậy công suất lớn nhất của sàng là:
3 2
max
90.100 .0, 02
352 / 0, 352
N 102 Nm s kw
Công cấp cần thiết của động cơ cung cấp cho sàng :
max
4 2 4 2
0,352 . 0,99 .0,95 0, 4
ct
ol đ
N N kw
3.2.3. Công suất của quạt
Theo giáo trình “Bơm, quạt, máy nén trong công nghiệp” của tác giả GS.TSKH Nguyễn Minh Tuyển, nhà xuất bản xây dựng 2005.
Theo hệ số cao tốc. quạt mẫu ở đây có áp lực 15 mm cột nước và có công suất Q = 0.5m3/s là hợp lý nhất.
Ta có công thức tính hệ số cao tốc của quạt là:
ns= ( )
(vòng/phút) (công thức 3-1 trang 166)
Trong đó:
n- số vòng quay của quạt trong một phút Q – năng suất, /s
H – áp lực, mm cột nước
– khối lƣợng riêng của không khí, 1,2 kg/m3 (theo thực tế)
Tùy thuộc vào hệ số cao tốc ta còn chia quạt ly tâm ra quạt cao tốc (hướng trục) có ns > 1500 vòng/phút, quạt có vận tốc trung bình với ns = 800 -1400 vòng/phút, quạt có vận tốc chậm với ns = 500 -700 vòng/phút, quạt rất chậm với ns < 500 vòng/phút.
Vậy dựa theo hệ số cao tốc và yêu cầu của đề tài, ta chọn quạt gió có vận tốc trung bình với ns = 800 -1400 vòng/phút (ta chọn ns = 1400 vòng/phút).
DUT.LRCC
Ta tính đƣợc số vòng quay của quạt.
n = ( )
= (
)
= 1164 vòng/phút Công suất của quạt
Nếu bỏ qua sự biến đổi khối lƣợng riêng của khí, thì công suất cần thiết của quạt xác định theo công thức:
N =
(công thức 3-7 trang 168) Trong đó :
N : Công suất của quạt Q : Năng suất của quạt 1m3/s H: áp lực, mm cột nước
g: gia tốc trọng trường 10m/s2
: hiệu suất chung, = 0.4-0.6 (chọn bằng 0,5) N =
= 0,15 kW
Tổng công suất cần thiết của động cơ:
N = 1,27 + 0,4+0.15 = 1,79 kW
Dựa vào các thông số tính toán ở trên, để phù hợp với yêu cầu ta chọn động cơ loại động cơ điện che kín, có quạt gió, tốc độ 1450 (v/ph), công suất 2,2 kW.