3.3.5.1. Nhiệm vụ và yêu cầu kỹ thuật
Hệ dẫn ựộng cho giàn kẹp có nhiệm vụ truyền ựộng và ựảm bảo cung cấp ựủ công suất cần thiết cho cụm chủ ựộng.
Trong quá trình máy hoạt ựộng bộ phận này làm việc phải ựáp ứng ựược ựiều kiện về mặt ựộng học của máy. đó là vận tốc dài của ựai kẹp Vd chiếu theo phương chuyển ựộng của máy phải bằng vận tốc tiến của liên hợp máy.
3.3.5.2. Phân tắch, lựa chọn phương án truyền ựộng cho giàn kẹp nhổ
Trong thực tế khi làm việc với các máy nông nghiệp ta có ba phương án
a) Sử dụng nguồn ựộng lực từ bánh xe tự ựồng
Mô men xoắn ựược truyền từ trục bánh xe I, qua bộ truyền xắch làm quay trục trung gian II, qua bộ truyền bánh răng nón làm quay trục III, trên trục III ựược lắp bánh ựai chủ ựộng của bộ phận kẹp nhổ (hình 3.22)
Ưu ựiểm: Bộ truyền có cấu tạo ựơn giản, rẻ tiền, dễ ựiều chỉnh trong quá trình sử dụng.
Nhược ựiểm: Nhược ựiểm lớn nhất của bộ truyền là khi làm việc trong ựiều kiện thiếu bám của bánh xe khi ựó khó ựảm bảo về công suất cung cấp cho máy, quá trình làm việc trục của bánh xe tựa ựồng luôn theo phương ngang, còn trục truyền ựộng cho bộ phận kẹp nhổ lại thay ựổi góc liên tục, vị trắ cách xa so với bánh tựa ựồngẦ nên rất khó hoặc không thể bố trắ bộ truyền.
nbx nx I II III 1 2 3 4 5
Hình 3.22 Sơ ựồ bố trắ bộ truyền từ bánh xe tựa ựồng
1- bánh xắch chủ ựộng; 2- bánh xắch bị ựộng;
3- bánh nón chủ ựộng; 4- bánh nón bị ựộng; 5- bánh răng trụ b) Sử dụng nguồn ựộng lực lấy từ trục thu công suất
Mô men xoắn ựược trắch từ trục thu công suất qua trục các ựăng III mô men xoắn ựược truyền cho trục trung gian II, trên trục trung gian II và trục I ựược lắp 2 bộ truyền bánh răng nón và mô men ựược truyền cho các trục chủ ựộng của bộ phận kẹp nhổ (hình 3.23).
Hình 3.23 Sơ ựồ bố trắ bộ truyền từ trục thu công suất
- Ưu ựiểm: Phương án này ựảm bảo ựược yêu cầu về mặt công suất cho bộ phận kẹp nhổ.
- Nhược ựiểm: Phân phối tỷ số truyền khó, cấu tạo phức tạp, khó chế tạo, không ựiều chỉnh ựược trong quá trình tăng giảm tốc ựộ máy.
c) Sử dụng nguồn ựộng lực truyền ựộng nhờ ựộng cơ thủy lực
Trên máy kéo trang bị sẵn hệ thống thủy lực chắnh vì thế ta tận dụng ựể ựưa vào sử dụng. Nguyên lý hoạt ựộng dầu thủy lực ựược bơm thủy lực bơm qua van ựiều tiết vào làm quay mô tơ thủy lực, mô tơ thủy lực nối với trục chủ ựộng của giàn kẹp.
- Ưu ựiểm: Kết cấu ựơn giản nhờ các cụm chi tiết tiêu chuẩn. Có thể bố trắ các chi tiết tự do mà không cần chú ý ựến vị trắ của liên hợp cơ học, truyền lực lớn khi thể tắch kết cấu tương ựối nhỏ. Tắnh chất ựộng lực học khá tốt do mô men quán tắnh của ựộng cơ thuỷ lực nhỏ. Chuyển ựổi ựơn giản từ chuyển ựộng quay thành chuyển ựộng dao ựộng và ngược lại. đảo chiều ựơn giản. Thay ựổi tỷ số truyền vô cấp theo tải trọng. Bảo vệ quá tải ựơn giản nhờ van giới hạn áp suất. Giám sát ựơn giản nhờ áp kế. Có khả năng tự ựộng hoá chuyển ựộng dễ dàng [19].
- Nhược ựiểm: Hiệu suất thấp so với truyền ựộng cơ học, do ma sát của chất lỏng trong ựường ống và các phần tử, do hao tổn lọt dòng trong các khe hở lắp ghép. Không thể ựồng bộ quá trình chuyển ựộng do hiện tượng trượt giữa phần chủ ựộng và phần thụ ựộng, do hao tổn lọt dòng và tắnh chịu nén của dầu. Chi phắ chế tạo cao do yêu cầu ựộ chắnh xác cao của các phần tử trong hệ thống thuỷ lực.
Qua việc phân tắch ưu ựiểm và nhược ựiểm của các loại truyền ựộng và tình hình thực tế tôi chọn truyền ựộng thủy lực cho hệ thống băng kẹp.
3.3.5.3. Tắnh toán hệ dẫn ựộng thủy lực
Xuất phát từ yêu cầu bài toán là hai trục chủ ựộng của giàn kẹp chuyển ựộng quay cùng vận tốc và ngược chiều nhau. Mặt khác do ựiều kiện làm việc của giàn kẹp cần thoát tải (thân cây ựã ựược cắt phần củ) ở cuối giàn kẹp. để thuận tiện ta thiết kế hai ựộng cơ lắp ựộc lập trên 2 nhánh của giàn kẹp [19].
1 2 3 4 5 6 7 8
Hình 3.24 Sơ ựồ hệ thống truyền ựộng thủy lực cho giàn kẹp
1- máy bơm ; 2- van giới hạn áp suất; 3- van ựiều chỉnh áp suất; 4- van phân phối 4/2; 5- ựộng cơ thủy lực; 6- bình lọc;
7- bộ phận làm mát; 8- thùng dầu
Từ ựiều kiện kẹp nhổ và các thông số bộ phận kẹp nhổ: - Góc nghiêng giàn kẹp: β = 30 ọ 450;
- Vận tốc máy: Vm = 3ọ6 km/h = 0,83ọ1,7 m/s;
- Vận tốc kẹp nhổ: Vd = 3,46 ọ 8,48 km/h = 0,96 ọ 2,35 m/s; - đường kắnh bánh ựai kẹp nhổ chủ ựộng: D = 200 mm; Ta có các thông số kỹ thuật ựầu vào của bộ phận truyền ựộng Số vòng quay trên trục truyền ựộng chắnh
n = Vd.60000/πD = 92 ọ 224 vòng/phút; Công suất cần thiết trên trục truyền ựộng chắnh
để ựảm bảo ựiều kiện giàn kẹp làm việc ựược thì: Pk > Tc+T
Với Tc = Gnh.sinα ; T = G.sinα
(G Trọng lượng toàn bộ khối cà rốt trên giàn kẹp) β là góc nghiêng giàn kẹp β = 300 ọ 450
Theo khảo sát khoảng cách mỗi cây cà rốt là 80 mm, mật ựộ cây trên 1 mét 24 cây, mỗi cây cà rốt nặng 200 g (gồm toàn bộ thân, củ, ựất bám trên củ), chiều dài băng kẹp 3200 mm. Khi ựó toàn bộ lượng cà rốt trên giàn kẹp khi làm việc có khối lượng sơ bộ tắnh ựược
m = 3,2.24.200 = 16000 g = 16 kg G = 16.10 = 160 N ; Gnh = 90 N (khảo sát thực tế) ; Vd = 0,96 ọ 2,35 m/s; Nct = Pk.Vd > (Gnh+G)sinβ.Vd = (160+90)sin 300(0,96 ọ 2,35) = 120 W ọ 415 W Nct > 120 W ọ 415 W
Ngoài ra kể ựến ảnh hưởng của các yếu tố phụ, lực và ma sát trên các ựai, ổ trụcẦ công suất cần thiết ựể kẹp nhổ thực tế Ntt có thể lấy:
Ntt = 3Nct = 3.415 = 1245 W = 1,245 kW
Do công suất của bơm thủy lực lắp trên máy kéo lớn hơn rất nhiều so với công suất ựộng cơ yêu cầu nên bài toán ựộng lực học không cần tắnh ựến mà bài toán ựặt ra là ựi tắnh toán lưu lượng dầu qua ựộng cơ thủy lực.
Từ yêu cầu kỹ thuật, các thông số ựầu vào của hệ dẫn ựộng cho giàn kẹp tôi chọn ựộng cơ thủy lực hãng BODEN mã hiệu BHP2A0-D-30-R. Thông số kỹ thuật (phụ lục số 3) có lưu lượng q = 0,03 lắt/vòng.