5. Nội dung nghiên cứu
3.4.2.Tắnh toán tỉ số truyền theo cấp số nhân cho hệ thống truyền lực mới
Theo kết quả tắnh toán vùng lực kéo tối ưu (Mục 3.2.2) ta ựã xác ựịnh ựược các thông số: lực kéo tối ưu (lực kéo danh nghĩa) PTtu = 900 kG; lực kéo lớn nhất và nhỏ nhất trong vùng tối ưu PTmax = 1157 kG và PTmin=463 kG.
Hình 3.12. đường ựặc tắnh kéo của máy kéo B-2010 sử dụng hộp số nguyên thủy
Dựa trên các thông số trên ta có thể ựưa ra hai phương án tắnh toán các tỷ số truyền cho các số truyền làm việc chắnh trong vung lực kéo tối ưu:
− Phương án I: Phân bố tỉ số truyền trong ựó có một số làm việc ở lực kéo tối ưu PTtu khi ựó ựộng cơ làm việc ở chế ựộ danh nghĩạ
− Phương án II: Phân bố tỉ số truyền trong ựó có số truyền thấp nhất tương ứng với lực kéo lớn nhất PTmax khi ựó ựộng cơ làm việc ở chế ựộ danh nghĩa (Ne = NeH và Me=MeH).
1)- Phương án thiết kế I:
Theo phương án này, các bước tắnh toán sẽ thực hiện như sau: 1. Tắnh tỉ số truyền ở lực kéo tối ưu:
Ttu Ttu k eH m P fG i r M η + = 2. Chon số số truyền làm việc trong vùng (Pktu Ờ Pkmax): m 3. Tắnh công bội q:
Công bội ựược xác ựịnh theo phương trình (3.22) (m−1) lnq=lnPkmax −lnPktu
hay ln( max/ min) ln ( 1) k T P P q A m = ≡ − → q=eA
4. Tắnh tổng số số truyền trong hộp sô n :
Tổng số số truyền làm việc trong vùng lực kéo tối ưu ựược xác ựịnh từ phương trình (3.23)
nlgq =lgPkmax−lgPkmin;
hay ln( max/ min) ln k k P P n q =
5. Tắnh tỉ số truyền cho các số truyền còn lại: ( ) ; 1 m
n m tu tu
i − =i i =i q
6. Kiểm tra hệ số sử dụng tải trọng ựộng cơ 1
q
γ =
Hệ số sử dụng tải trọng ựộng cơ cần ựảm bảo nằm trong khoảng γ=0,85- 0,9. Nếu không ựảm bảo yêu cầu này cần phải hiệu chỉnh lại q và tắnh lại tỉ số truyền cho các số truyền. Cần lưu ý là vẫn giữ ựúng i(n-m)= itu
2)- Phương án thiết kế II:
1- Chọn γ = 0,9 2- Tắnh q 1
γ =
3- Tắnh tỉ số truyền của số truyền I
Ở số truyền I, khi ựộng cơ làm việc ở chế ựộ danh nghĩa thì lực chủ ựộng (lực kéo tiếp tuyến) ựược cân bằng vơi lực kéo lớn nhất PTmax trong vùng tối ưu và lực cản lăn Pf= fG
Pk1= Pkmax =PTmax+fG)
Mặt khác lực kép tiếp tuyến lại ựược tắnh theo mô men quay danh nghĩa 1 1 eH m k k M i P r η =
Từ ựó ta nhận ựược công thức tắnh tỉ số truyền cho số truyền I: max max 1 ( ) k k T k eH m eH m P r P fG r i M η M η + = =
4- Tắnh tỉ số truyền của các số còn lại: ik =i(k+1)/q voi k =2,3,...,n
5. Kiểm tra hệ số sử dụng tải trọng ựộng cơ 1
q
γ =
Từ các kết quả tắnh toán trọng lượng tối ưu, khoảng lực kéo và vùng vận tốc hợp lý trên Bảng 3.1 và sử dụng các phương pháp xác ựịnh tỉ số truyền như ựã trình bày trên ựây chúng tôi ựã xây dựng ựường ựặc tắnh kéo cho máy kéo B- 2010.
Trên hình 3.13 là ựường ựặc tắnh kéo khi sử dụng hộp số phân bố tỉ số truyền theo cấp số nhân theo phương án I với 5 số truyền chắnh, 2 số truyền chậm. Ở ựây chọn 2 số truyền làm việc trong khoảng lực kéo (PTtu Ờ PTmax), số truyền 4 làm việc ở lực kéo tối ưu PTtu và số truyền 3 làm việc ở PTmax. Các số truyền 1 và 2 là các số truyền chậm ựược lựa chọn theo yêu cầu của một số khâu công nghệ ựòi hỏi liên hợp máy phải chuyển ựộng với vận tốc thấp nhưng lực cản kéo không lớn.
Trên hình 3.14 trình bày ựường ựặc tắnh kéo khi sử dụng hộp số phân bố tỉ ố truyền theo cấp số nhân theo phương án thiết kế IỊ Cũng tương tự như phương án I, chỉ khác là ở số truyền làm việc chắnh thấp nhất (số truyền 3) có lực kéo danh nghĩa trùng với lực kéo lớn nhất PTmax trong vùng lực kéo tối ưụ
Hình 3.13. đường ựặc tắnh kéo của máy kéo B-2010 khi phân bố tỉ số truyền theo cấp số nhân
Các thông số ựặc trưng của tắnh năng kéo khi phân bố tỉ số truyền theo cấp số nhân theo hai phương án I và II ựược trình bày trên bảng 3.2.
Hình 3.14. đường ựặc tắnh kéo của máy kéo B-2010 khi phân bố tỉ số truyền theo cấp số nhân
Bảng 3.2. Phân bố tỉ số truyền theo cấp số nhân Số truyển iT ih PTH (kG) VH (km/h) η η η ηTmax (%) (%)δδδδH γγγγ
Phân bố theo phương án I
1 119.53 75.00 1159.87 1.80 61.94 15.82 - Số chậm 2 63.75 40.00 1156.06 3.21 62.10 15.57 - 3 44.51 27.93 1121.33 4.49 63.25 13.64 0.85 4 37.83 23.74 955.27 5.48 65.32 8.67 0.85 5 32.16 20.18 792.67 6.58 65.06 6.07 0.85 6 27.34 17.15 650.40 7.84 63.59 4.48 0.85 Số truyền chắnh 7 23.23 14.58 528.93 9.27 61.26 3.40 0.85
Phân bố theo phương án II
1 119.53 75.00 1159.87 1.80 61.94 15.82 - Số chậm 2 63.75 40.00 1156.06 3.21 62.10 15.57 - 3 46.84 29.39 1152.64 4.20 62.24 15.34 0.85 4 39.82 24.98 1009.5 5.16 65.01 9.88 0.85 5 33.84 21.24 841.87 6.22 65.30 6.74 0.85 6 28.77 18.05 692.41 7.43 64.15 4.91 0.85 Số truyền chắnh 7 24.45 15.34 564.79 8.80 62.07 3.70 0.85 Các thông số trên Bảng 3.2:
iT - tỉ số truyền chung của hệ thống truyền lực: iT = idaiih idai Ờ tỉ số truyền của bộ truyền ựai: idai = 1.5937.
ih - tỉ số truyền của hộp số;
PTH Ờ lực kéo danh nghĩa (khi công suất kéo cực ựại) VH Ờ vận tốc danh nghĩa (khi công suất kéo cực ựại) ηTmax Ờ hiệu suất kéo cực ựại (khi công suất kéo cực ựại) δH Ờ ựộ trượt danh nghĩa (khi hiệu suất kéo cực ựại)
γ - hế số sử dụng tải trọng ựộng cơ, khi ựó cần phải chuyển số truyền
Nhận xét:
Qua các kết quả trên hình 3.13, 3.14 và bảng 3.2 có thể rút ra một số nhận xét sau ựây:
1. Phân bố tỉ số truyền theo cấp số nhân cho 5 số truyền chắnh, kể cả hai phương án, ựã ựảm bảo cho máy kéo làm việc có hiệu suất cao trong vùng lực kéo tối ưu (463 Ờ 1157 kG). Làm việc ở số truyền 4 và 5 ứng với vùng lực kéo 800 Ờ 1000 kG cho hiệu suất kéo cao nhất khoảng 65 %.
2. Hệ số sử dụng tải trọng ựộng cơ khi cần chuyển sang số truyền liền kề ựạt γ = 0,85 là phù hợp với các máy kéo nông nghiệp [ ]
3. Các số truyền chậm (số 1 và số 2) ựáp ứng ựược yêu cầu công nghệ ựòi hỏi vận tốc chậm nhưng không cần lực kéo lớn (như khâu gie0, cấy), phù hợp với các số liệu thiết kế máy kéo 1,5 Ờ 3,5 km/h [ ]
4. Các số truyền 3, 4, 5 với vận tốc trong khoảng 4 Ờ 6 km/h là ựáp ứng ựược yêu cầu làm việc bình thường trên ựồng ruộng (ựối với máy kéo xắch), người lái máy có thể ựiều khiển ựược bình thường.
5. Số truyền 6 và 7 có thể sử dụng khi di chuyển ựịa bàn hoặc khi làm việc với lực cản nhỏ, dễ ựiều khiển trên ựồng ruộng như khâu bừa nhỏ ựất trên ựồng bằng.
6. Việc phân bố tỉ số truyền theo phương án I và phương án II cho các kết quả về chỉ tiêu kéo bám chênh lệch không ựáng kể. Do ựó có thể thiết kế, chế tạo hộp số theo phương án nào cũng ựược.
Kết luận:
Với hệ thống truyền lực ựược thiết kế tỉ số truyền theo cấp số nhân, 5 số truyền chắnh, công bội q= 1/0.85 = 1.1765 là ựảm bảo sự tương thắch giữa ựộng cơ, hệ thống truyền lực và hệ thống di ựộng của máy kéo B-2010, ựồng thời ựáp ứng ựược yêu cầu vận tốc làm việc của máy kéo nông nghiệp.