3. KHẢO SÁT HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC
4.2.1. Xác định tỉ số truyền
Ở đây ta chỉ tính toán kiểm nghiệm tỷ số truyền của hộp số xe nâng. Tỷ số này phải thỏa mãn điều kiện kéo. Tức là:
- Phải có khả năng thắng sức cản lớn nhất trong điều kiện cho trước (thông thường là thắng sức cản để xe bắt đầu chuyển động). Đây là điều kiện bắt buộc của xe nâng.
- Phải có khả năng tạo được lực kéo lớn nhất theo điều kiện bám. Đây là một trong những điều kiện bắt buộc của hộp số.
- Phải có khả năng chuyển động với một tốc độ ổn định tối thiểu để có thể cơ động trong điều kiện địa hình chật hẹp như trong nhà xưởng hoặc trong bến cảng, nhà kho, nhà chứa hàng hóa...
Giá trị tỷ số truyền số thấp nhất ih1 được xác định theo điều kiện kéo như sau:
ih1 ≥
i t Me Ga rbx
η ψ
0. max.
. max.
(4.1)
Trong đó:
ψmax= 0,35: Hệ số cản lớn nhất của đường.
Ga = 13240×9,81 = 121055,4 (N): Trọng lượng toàn bộ xe.
rbx: Bán kính làm việc của bánh xe chủ động. Ở đây là bánh xe trước.
Lốp trước xe nâng của xe nâng hàng FG50-7 là loại lốp có ký hiệu 300-15- 18PR(I), do vậy ta có các thông số như sau:
Chiều rộng của bánh xe:
B = 300 (mm).
Chiều cao lốp:
H ≈ B = 300 (mm).
Đường kính vành bánh xe:
D = 15 inch = 380 (mm).
Do vậy ta có bán kính của bánh xe nâng:
rbx = H + 2
D = 300 + 2
381 = 490 (mm).
emax
M = 275 (Nm): Mômen cực đại của động cơ.
i0: Tỉ số truyền của truyền lực chính.
ηt: Hiệu suất hệ thống truyền lực.
ηt = 0,85÷ 0,92. Chọn ηt=0,9
Giá trị tỷ số truyền lực chính i0 và tỷ số truyền cao của hộp số trên xe nâng hàng FG50-7 ta có thể tham khảo từ số liệu cụ thể của chính các thông số trên xe này.
rbx
Va ihne
i = ×
. maxmax
0
ω (4.2)
Với xe nâng hàng FG50-7 thì:
261.67
30 2500 .
max =π30=π =
ωe n [rad/s]
Vmax: Tốc độ cực đại của xe 24,0 [km/h] = 6,667 (m/s) Tỷ số truyền ở tay số cao nhất là tay số 2:
ih2 =
21 10
31 20
. . Z Z
Z Z =
43 . 45
27 .
45 = 0,62 Do vậy ta có tỷ số truyền của truyền lực chính:
32 , 31 490 , 667 0 , 6 . 62 ,
0261,67
.maxmax × = × =
= rbx
Va ihne
i ω
°
Thay các số liệu trên vào công thức (4.1) ta được:
Vậy : ih1 ≥ 0,35275×121055×31,32,4××0,09,49 =2,678 (4.3) Theo điều kiện thứ hai:
Khả năng tạo được lực kéo lớn nhất theo điều kiện bám : Pkmax ≤Gϕ.ϕ
⇔ × × ×η ≤Gϕ ×ϕ r
i i M
bx
t hI emax 0
→ ih1 ≤
t e
bx
i M
r G
η
ϕ ϕ
×
×
×
×
0 max
(4. 4)
Trên xe nâng hàng FG 50-7 thì chỉ có cầu trước là cầu chủ động.
Ở đây:
Gϕ = m1×G1
Với: m1 =1,1-1,3: Hệ số
phân bố lại tải trọng lên các cầu khi xe chuyển động.
G1: Trọng lượng tĩnh phân bố lên cầu trước [N]
Đối với xe nâng hàng FG50-7 trong trường hợp đầy tải thì G1 = 108940 [N]
Gϕ = m1×G1 = 1,3×108940 = 141622 (N): Trọng lượng bám của xe (N).
rbx = 0,49 (m): Bán kính bánh xe.
Memax = 275 (Nm): Mômen cực đại của động cơ.
i0 = 31,32: Tỉ số truyền của truyền lực chính.
ηt= 0,85÷0,92 chọn ηt=0,9
ϕ - Hệ số bám. Trên đường nhựa khô, bê tông hoặc đá dăm:ϕ
= 0,6-0,7. Chọn ϕ= 0,7.
Thay các số liệu trên vào công thức (2.2) ta được:
ih1 ≤
32 , 31 9 , 0 275
49 , 0 7 , 0 141622
×
×
×
× = 6,27 (4.5)
Theo điều kiện thứ ba:
Khả năng chuyển động với tốc độ ổn định tối thiểu để có thể cơ động trong điều kiện địa hình chật hẹp như trong điều kiện nhà kho, bến cảng:
ih1 ≥
pe n
bx e
i i V
r n
×
×
×
×
0 min
377 min
,
0 (4.6)
Ở đây:
min
Vn : Tốc độ chuyển động ổn định nhỏ nhất với xe nâng hàng.
Vnmin ≤4÷5 (km/h), Do xe nâng hàng cuyển động với vận tốc nhỏ, cho nên ta chọn Vnmin= 2 (km/h).
nemin: Vòng quay ổn định tối thiểu của động cơ (v/ph). Đối với động cơ xăng NISSAN/TB42 thì nemin= 825 (v/ph).
ipc: Tỉ số truyền cao của hộp số phân phối. Ở trên xe nâng do không có hộp số phân phối nên lấy ipc = 1.
Vậy: ih1 ≥
1 32 , 31 2
49 , 0 825 377 , 0
×
×
×
× = 2,44
Tổng hợp 3 điều kiện trên, ta có: 2,68≤ih1 ≤10,21 (4.7)
Từ việc khảo sát hộp số trên xe nâng hàng FG50-7 ở trên, ta tính được tỷ số truyền của các tay số tiến như sau:
ihl =
22 10
32 20
. . Z Z
Z Z =
25 . 45
45 .
45 =1,8
Việc người thiết kế chọn tỷ số truyền tay số thấp nhất của hộp số ở tay số 1, nếu như sử dụng ly hợp ma sát thông thường thì theo tính toán ở trên, hộp số được trang chưa phù hợp với lý thuyết. Nghĩa là ở tay số truyền 1, chưa đủ mô men để thắng mô men cản trong quá trình bắt đầu chuyển động của xe. Tuy vậy, do trong hệ thống truyền lực trên xe có trang bị bộ biến mô men, nên trong quá trình bắt đầu chuyển động của xe, phần thiếu hụt mô men này sẽ được bù bởi biến mô.
Khi xe nâng bắt đầu chuyển động, trục của tuốc bin biến mô, tức là trục sơ cấp của hộp số, có tốc độ bằng 0. Lúc này hệ số biến tốc của biến mô (là đại lượng đặc trưng cho khả năng biến đổi mô men từ trục dẫn sang trục bị dẫn ở một chế độ làm việc nào đấy của biến mô men) đạt giá trị lớn nhất. Hệ số này có thể đạt được giá trị:
K0 = 2÷6.
Mặt khác, tỉ số mô men tối thiểu cần tăng lên do việc sử dụng hộp số có tỷ số truyền thấp so với yêu cầu của điều kiện kéo tính theo lý thuyết:
Ktt =
1 min 1
h h
i
i = 2,1678,8 = 1,49
Ta thấy ngay rằng:
K0 >Ktt
Do đó xe nâng hàng FG50-7 hoàn toàn có thể bắt đầu chuyển động được dù hộp số có tỷ số truyền ở tay số 1 không thỏa mãn điều kiện kéo.
Qua đây ta có thể thấy rằng, với việc trang bị bộ biến mô men trên xe nâng hàng FG50-7, đã làm giảm kích thước của hộp số mà vẫn bảo đảm được chất lượng và yêu cầu động lực học của xe nâng, do vậy giảm được vật liệu chế tạo hộp số, cũng như giảm được mức độ căng thẳng trong quá trình làm việc của hộp số.