Đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công bánh vít.

Chia sẻ: Nguyễn Cơ Thạch | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:151

Thêm vào BST

Báo xấu

267
lượt xem 100
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại đất nước, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi các kỹ sư và các cán bộ kỹ thuật có kiến thức tương đối rộng và phải biết vận dụng sáng tạo những kiến thức đ• học để giải quyết những vấn đề thường gặp trong thực tế .

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công bánh vít.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA CƠ KHÍ – CHẾ TẠO MÁY .......... .......... ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS VŨ NGỌC PI SVTH: VŨ VĂN KHÁNH LỚP : K40 CCM 01 1
Bé gi¸o dôc vμ ®μo t¹o Céng HßA x· héi chñ nghÜa viÖt nam §éc lËp - Tù do - H¹nh phóc ********** Tr−êng ®¹i häc kü thuËt ----------000------------ c«ng nghiÖp th¸i nguyªn ĐỀ TÀI THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Người thiết kế: Vũ Văn Khánh Lớp: K40C Mó số SV: 40.0168.K40C Ngành: Cơ khí Chế tạo máy Cỏn bộ hướng dẫn: TS. Vũ Ngọc Pi Ngày giao đề tài: 23/03/2009 Ngày hoàn thành: 29/05/2009 Tên đề tài: Thiết kế hệ thống dẫn động vít tải dựng để tải xi măng rời, năng suất 8m3/h; dựng hộp giảm tốc bánh răng - trục vít; Thiết kế quy trình công nghệ gia công bánh vít. Số liệu ban đầu : - Vớt tải nằm ngang; - Chiều dài vít tải l =15m; - Thời gian phục vụ: 7 năm; - Hệ số ngày/ năm = 2/3; - Hệ số ca/ ngày = 2/3; - Sản lượng chi tiết: 30 ch/ năm; - Điều kiện sản xuất: trang thiết bị tự chọn. Số lượng bản vẽ: 8 A0. Ngày 20 thỏng 03 năm 2009 Trưởng bộ mụn Cỏn bộ hướng dẫn T/L Hiệu trưởng Trưởng khoa Vũ Ngọc Pi Vũ Ngọc Pi Vũ Ngọc Pi 2
néi dung 1. Sè trang: 162 trang 2. Sè b¶n vÏ vμ ®å thÞ (ghi râ lo¹i, kÝch th−íc): 08 b¶n vÏ A0. 01: B¶n vÏ vÝt t¶i. 01: B¶n vÏ hép gi¶m tèc b¸nh r¨ng trôc vÝt. 02: B¶n vÏ chi tiÕt lång ph«i. 04: B¶n vÏ s¬ ®å nguyªn c«ng. Néi dung c¸c phÇn thuyÕt minh vμ tÝnh to¸n. - PhÇn I : ThiÕt kÕ vÝt t¶i. - PhÇn II: TÝnh to¸n ®éng häc hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ. - PhÇn III: ThiÕt kÕ hép gi¶m tèc. - PhÇn IV : ThiÕt kÕ quy tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng b¸nh vÝt. B¶n thuyÕt minh thiÕt kÕ tèt nghiÖp ®· ®−îc th«ng qua. Ngμy th¸ng n¨m 2009. Tr−ëng bé m«n C¸n bé h−íng dÉn T/L HiÖu tr−ëng Tr−ëng khoa Vò Ngäc Pi Vò Ngäc Pi Vò Ngäc Pi 3
nhËn xÐt cña gi¸o viªn h−íng dÉn ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. Th¸i Nguyªn, ngμy th¸ng n¨m 2009 Gi¸o viªn h−íng dÉn 4
nhËn xÐt cña gi¸o viªn chÊm ®å ¸n ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. Th¸i Nguyªn, ngμy th¸ng n¨m 2009 Gi¸o viªn chÊm 5
Tμi liÖu tham kh¶o [1]: TÝnh to¸n vμ thiÕt kÕ hÖ thèng dÉn ®éng c¬ khÝ - TËp I, II NXB GD Hμ Néi 1998 - TrÞnh ChÊt , Lª V¨n UyÓn [2] : TËp b¶n vÏ chi tiÕt m¸y NXB §¹i häc vμ Trung häc chuyªn nghiÖp 1978 - NguyÔn B¸ D−¬ng, NguyÔn V¨n LÉm , Hoμng V¨n Ngäc , Lª §¾c Phong [3] : ¸t l¸t m¸y n©ng chuyÓn. Tr−êng §H Má §Þa ChÊt Hμ Néi 2002 [4] : Chi tiÕt m¸y - TËp I, II NXB ®¹i häc vμ trung häc chuyªn nghiÖp Hμ Néi 1969 - NguyÔn Träng HiÖp [5] : M¸y n©ng chuyÓn. Tr−êng §HKTCN 1995 - TrÇn Thä. [6] : TÝnh to¸n vÝt t¶i 6/2001. Vò Ngäc Pi. [7] : Sæ tay c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y. Tr−êng §HBK Hμ Néi 2000 TrÇn V¨n §Þch. [8] : Sæ tay c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y - TËp I, II NXB KHKT - NguyÔn §¾c Léc , Lª V¨n TiÕn, Ninh §øc Tèn, TrÇn Xu©nViÖt [9] : ChÕ ®é c¾t khi mμi Vò Ngäc Pi 10 2000. [10] : C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y - TËp I , II Tr−êng §HBK Hμ Néi [11] : ThiÕt kÕ ®å ¸n c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y NXB Khoa häc vμ kü thuËt - TrÇn V¨n §Þch [12] : Sæ tay nhiÖt luyÖn 6
Lêi nãi §Çu Trong c«ng cuéc c«ng nghiÖp ho¸ vμ hiÖn ®¹i ®Êt n−íc, c¸c ngμnh kinh tÕ nãi chung vμ ngμnh c¬ khÝ nãi riªng ®ßi hái c¸c kü s− vμ c¸c c¸n bé kü thuËt cã kiÕn thøc t−¬ng ®èi réng vμ ph¶i biÕt vËn dông s¸ng t¹o nh÷ng kiÕn thøc ®· häc ®Ó gi¶i quyÕt nh÷ng vÊn ®Ò th−êng gÆp trong thùc tÕ . §å ¸n tèt nghiÖp ®ãng vai trß hÕt søc quan träng trong qu¸ tr×nh ®μo t¹o trë thμnh ng−êi kü s−. Qua qu¸ tr×nh lμm ®å ¸n tèt nghiÖp gióp cho sinh viªn hiÓu râ h¬n vÒ nh÷ng kiÕn thøc ®· ®−îc tiÕp thu trong qu¸ tr×nh häc tËp, ®ång thêi n©ng cao kh¶ n¨ng vËn dông s¸ng t¹o nh÷ng kiÕn thøc nμy ®Ó lμm ®å ¸n còng nh− c«ng t¸c sau nμy. Lμ mét sinh viªn chuyªn ngμnh c¬ khÝ. Trong thêi gian lμm ®å ¸n tèt nghiÖp em ®−îc giao nhiÖm vô: '' ThiÕt kÕ hÖ thèng dÉn ®éng vÝt t¶i dïng ®Ó t¶i xi m¨ng rêi, n¨ng suÊt 8m3/h; dïng hép gi¶m tèc b¸nh r¨ng - trôc vÝt; ThiÕt kÕ quy tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng b¸nh vÝt . §©y lμ mét ®Ò tμi míi vμ khã ®èi víi em. Tuy nhiªn trong thêi gian lμm ®å ¸n tèt nghiÖp ®−îc sù chØ b¶o tËn t×nh cña thÇy gi¸o h−íng dÉn: ThÇy gi¸o TS.Vò Ngäc Pi em ®· hoμn thμnh ®å ¸n tèt nghiÖp ®óng thêi h¹n. Tuy nhiªn do tr×nh ®é hiÓu biÕt vÒ lý thuyÕt vμ thùc tÕ cßn h¹n chÕ, do ®ã trong ®å ¸n nμy kh«ng thÓ tr¸nh khái sai sãt. VËy em rÊt mong nhËn ®−îc sù chØ b¶o cña c¸c thÇy vμ c¸c b¹n ®Ó em cã thÓ hiÓu s©u h¬n vÒ m«n häc còng nh− c¸c ph−¬ng ¸n kh¸c hîp lý h¬n. Em xin ch©n thμnh c¶m ¬n thÇy gi¸o TS. Vò Ngäc Pi cïng c¸c thÇy gi¸o trong khoa c¬ khÝ - Tr−êng §HKTCNTN ®· tËn t×nh h−íng dÉn em hoμn thμnh ®å ¸n ®óng thêi h¹n. §ång thêi còng bμy tá lßng biÕt ¬n ch©n thμnh tíi c¸c thÇy c« gi¸o vμ c¸c b¹n ®· gióp ®ì em trong suèt 5 n¨m häc qua còng nh− trong thêi gian lμm ®å ¸n tèt nghiÖp . Th¸i Nguyªn, ngμy 20 th¸ng 5 n¨m 2009. Sinh viªn 7
Vò V¨n Kh¸nh PhÇn I: ThiÕt kÕ vÝt t¶i I- Giíi thiÖu chung vÒ vÝt t¶i VÝt t¶i thuéc nhãm m¸y chuyÓn liªn tôc kh«ng cã bé phËn kÐo. Bé phËn c«ng t¸c cña vÝt t¶i lμ vÝt c¸nh xo¾n chuyÓn ®éng quay trong mét vá kÝn tiÕt diÖn trßn ë d−íi. Khi vÝt chuyÓn ®éng, c¸nh vÝt ®Èy vËt liÖu di chuyÓn trong vá. VËt liÖu chuyÓn ®éng kh«ng b¸m vμo c¸nh xo¾n lμ nhê träng l−îng cña nã vμ lùc ma s¸t gi÷a vËt liÖu vμ vá m¸ng, do ®ã vËt liÖu chuyÓn ®éng trong m¸ng theo nguyªn lý truyÒn ®éng vÝt - ®ai èc. VÝt t¶i cã thÓ cã mét c¸nh xo¾n hoÆc nhiÒu c¸nh xo¾n, víi nhiÒu c¸nh xo¾n th× vËt liÖu chuyÓn ®éng ªm h¬n. ChÊt t¶i cho vÝt t¶i qua lç trªn l¾p m¸ng, cßn dì t¶i qua lç ë phÝa d−íi cña èng.VÝt t¶i th−êng dïng ®Ó vËn chuyÓn vËt liÖu nãng vμ ®éc h¹i. C¸c −u ®iÓm cña vÝt t¶i : VËt liÖu chuyÓn ®éng trong m¸ng kÝn, cã thÓ nhËn vμ dì t¶i ë tr¹m trung gian kh«ng tæn thÊt r¬i v·i vËt liÖu, an toμn khi lμm viÖc vμ sö dông, rÊt thuËn lîi cho viÖc vËn chuyÓn vËt liÖu nãng vμ ®éc h¹i. C¸c nh−îc ®iÓm cña vÝt t¶i : NghiÒn n¸t mét sè phÇn vËt liÖu vËn chuyÓn, chãng mßn c¸nh xo¾n vμ m¸ng khi vËn chuyÓn vËt liÖu cøng vμ s¾c c¹nh, tæn thÊt n¨ng l−îng lín vμ kh«ng dïng ®−îc ®Ó vËn chuyÓn vËt liÖu dÝnh vμ Èm. MÆc dï cã nh÷ng nh−îc ®iÓm nh− vËy, vÝt t¶i vÉn ®−îc dïng réng r·i trong c¸c nhμ m¸y xi m¨ng, c¸c nhμ m¸y tuyÓn kho¸ng hoÆc trong c¸c xÝ nghiÖp ho¸ chÊt. - VÝt t¶i th−êng ®−îc chia lμm 2 lo¹i theo ph−¬ng vËn chuyÓn vËt liÖu: + VÝt t¶i n»m ngang + VÝt t¶i th¼ng ®øng 8
- Theo h×nh d¹ng c¸nh xo¾n ta ph©n lo¹i VÝt t¶i ra thμnh: + Lo¹i c¸nh xo¾n liªn tôc liÒn trôc. + Lo¹i c¸nh xo¾n liªn tôc kh«ng liÒn trôc + Lo¹i c¸nh xo¾n d¹ng l¸. VÝt t¶i c¸nh xo¾n liªn tôc liÒn trôc dïng ®Ó vËn chuyÓn vËt liÖu d¹ng bét kh«, cã kÝch th−íc nhá hay trung b×nh. Lo¹i c¸nh xo¾n nμy kh«ng cho vËt liÖu chuyÓn ®éng ngù¬c l¹i, do ®ã khi cïng vËn tèc quay vμ ®−êng kÝnh vÝt xo¾n, n¨ng suÊt cña nã ®¹t cao h¬n c¸c lo¹i kh¸c. VÝt t¶i liªn tôc kh«ng liÒn trôc dïng ®Ó vËn chuyÓn vËt liÖu d¹ng h¹t cã kÝch th−íc lín, hoÆc vËt liÖu dÝnh. VÝt t¶i lo¹i c¸nh xo¾n d¹ng l¸ dïng cho vËt liÖu kÕt dÝnh, hoÆc khi cÇn kÕt hîp qu¸ tr×nh trén khi vËn chuyÓn vËt liÖu. Qua ph©n tÝch trªn ta thÊy lo¹i vÝt t¶i n»m ngang cã c¸nh xo¾n liªn tôc liÒn trôc lμ phï hîp víi ®Ò tμi thiÕt kÕ nªn chän lo¹i nμy. H×nh 1: CÊu t¹o cña vÝt t¶i n»m ngang CÊu t¹o cña vÝt t¶i n»m ngang ®−îc m« t¶ nh− h×nh vÏ: CÊu t¹o gåm mét m¸ng cè ®Þnh 7, phÇn d−íi cña nã cã d¹ng nöa h×nh trô, phÝa trªn ®−îc ®Ëy b»ng n¾p 3. Trôc quay 8 trªn ®ã cã g¾n vÝt t¶i ®−îc ®ì b»ng hai æ ®ì hai ®Çu 2,6 vμ æ ®ì trung gian 4. Trôc quay ®−îc truyÒn ®éng b»ng ®éng c¬ 1. VËt liÖu ®−îc nhËp qua m¸ng nhËp liÖu 5 vμ ®−îc th¸o ra qua bé phËn th¸o liÖu 9. 9
II-KÕt cÊu c¸c bé phËn vÝt t¶i KÕt cÊu cña vÝt t¶i cè ®Þnh c«ng dông chung ph¶i tho¶ m·n c¸c yªu cÇu sau: ThuËn tiÖn cho viÖc kiÓm tra xem xÐt, b«i tr¬n c¸c bé phËn quay dÔ dμng, th¸o l¾p bé phËn dÉn ®éng vμ vit xo¾n ®éc lËp víi nhau. C¸c chi tiÕt vμ c¸c bé phËn cña vÝt t¶i ph¶i ®¶m b¶o tÝnh ®æi lÉn. -VËt liÖu dïng ®Ó chÕ t¹o vÝt xo¾n vμ m¸ng cña vÝt t¶i lμ: +NÕu vÝt t¶i dïng ®Ó vËn chuyÓn c¸c vËt liÖu g©y gØ th× ph¶i chÕ t¹o b»ng c¸clo¹i thÐp chèng gØ. +NÕu vÝt t¶i dïng ®Ó vËn chuyÓn vËt liÖu cøng s¾c c¹nh ph¶i chÕ t¹o b»ng c¸c lo¹i thÐp bÒn mßn. +NÕu dïng ®Ó vËn t¶i c¸c vËt liÖu nãng trªn 2000C ph¶i chÕ t¹o b»ng gang hoÆc thÐp l¸. -Bé phËn chñ yÕu cña vÝt t¶i lμ vÝt xo¾n dïng ®Ó ®Èy vËt liÖu chuyÓn ®éng däc theo m¸ng. VÝt xo¾n gåm nhiÒu ®o¹n vÝt nèi víi nhau, chiÒu dμi mçi ®o¹n kh«ng qu¸ 3m. Mçi ®o¹n vÝt xo¾n gåm cã trôc vμ c¸nh xo¾n hμn víi trôc. C¸nh xo¾n gåm nhiÒu ®o¹n hμn víi nhau chiÒu dμi mçi ®o¹n b»ng mét b−íc xo¾n. Ng−êi ta chÕ t¹o c¸nh xo¾n b»ng c¸ch dËp. Trôc vÝt xo¾n ®−îc chÕ t¹o tõ thÐp èng, ®Çu mçi ®o¹n èng cã hμn mét mÆt bÝch b»ng thÐp cã c¸c lç ®Ó b¾t víi c¸c mÆt bÝch cña æ treo trung gian. - M¸ng cña vÝt t¶i chÕ t¹o b»ng dËp tõ thÐp l¸, mçi ®o¹n cã chiÒu dμi kho¶ng 4m. KÕt cÊu cña m¸ng vμ n¾p ph¶i ®¶m b¶o kh«ng cho bôi hoÆc khÝ ®éc tho¸t ra ngoμi khi vËn chuyÓn vËt liÖu cã bôi hoÆc chÊt ®éc. 10
H×nh 2: KÕt cÊu cña m¸ng vμ n¾p cña vÝt t¶i M¸ng cña vÝt t¶i cã c¸c èng cÊp t¶i vμ dì t¶i c¸c èng nμy cã tiÕt diÖn vu«ng. Chóng ®−îc hμn víi n¾p (cÊp t¶i) vμ víi ®¸y m¸ng (dì t¶i). §Ó quan s¸t sù lμm viÖc cña c¸c æ treo, c¸c æ chÆn hai ®Çu vÝt xo¾n còng nh− quan s¸t sù ph©n bè vËt liÖu vËn chuyÓn ë ®o¹n m¸ng cã æ treo, ng−êi ta hμn c¸c lç quan s¸t cã n¾p ë trªn n¾p m¸ng gÇn c¸c æ treo vÝt xo¾n . III-TÝnh to¸n vÝt t¶i 1. X¸c ®Þnh ®−êng kÝnh vÝt t¶i - N¨ng suÊt cña vÝt t¶i Q(tÊn/h) ®−îc x¸c ®Þnh qua c«ng thøc sau: πD 2 . p.n.ρ .kc .k n Q = 60. (1) 4 Trong ®ã: D: §−êng kÝnh vÝt t¶i (m) p: B−íc vÝt t¶i (m) , p = 0,8.D (2) ρ : Khèi l−îng riªng cña vËt liÖu vËn chuyÓn (tÊn/m3) Víi vËt liÖu lμ xi m¨ng kh« ρ = 1-1,3 tÊn/m3 . Chän ρ = 1,2 (tÊn /m3). VËy n¨ng suÊt cña vÝt t¶i Q = 1,2.8 = 9,6 (tÊn/h). n: sè vßng quay vÝt t¶i(vßng/phót) , n x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: kv n= (3) D Víi kv : lμ hÖ sè phô thuéc vËt liÖu. VËt liÖu lμ xi m¨ng nÆng kv=30 Kc: HÖ sè chøa ®Çy tiÕt diÖn m¸ng phô thuéc vËt liÖu Víi vËt liÖu nÆng Ýt s¾c c¹nh nh− xi m¨ng Kc=0,25 Kn: HÖ sè phô thuéc gãc nghiªng β (®é) cña vÝt t¶i , lÊy theo b¶ng 1 ta cã gãc nghiªng β = 0 ⇒ Kn=1 11
Thay (2) vμ (3) vμo (1) vμ biÕn ®æi ta ®−îc: 2 ⎛ ⎞ Q 5 D=⎜ ⎜ 37,7.k .k .k .ρ ⎟ ⎟ (4) ⎝ ⎠ vcn 2 ⎛ ⎞5 9,6 D=⎜ ⎟ = 0,240(m) = 240(mm) 37,7.30.0,25.1.1,2 ⎠ ⎝ Theo tiªu chuÈn ta chän: D=250(mm) 2. X¸c ®Þnh sè vßng quay cña vÝt t¶i Sau khi x¸c ®Þnh ®−êng kÝnh vÝt t¶i D, ta ®i tÝnh sè vßng quay trôc vÝt t¶i n theo c«ng thøc (3): kv 30 n= = =60(v/ph) D 0,25 3. X¸c ®Þnh c«ng suÊt trªn vÝt t¶i §èi víi vÝt t¶i n»m ngang c«ng suÊt (kw) trªn trôc vÝt t¶i ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau (4): Q.L Plv = C0 . (5) 360 L: ChiÒu dμi vËn chuyÓn cña vËt liÖu theo ph−¬ng n»m ngang (m) L=15(m) C0: HÖ sè lùc c¶n x¸c ®Þnh theo b¶ng 2: Víi vËt liÖu lμ xi m¨ng C0 = 4,0 9,6.15 ⇒ P = 4. = 1,6(kw) 360 4. X¸c ®Þnh m« men xo¾n trªn vÝt t¶i M« men xo¾n t¸c dông lªn vÝt t¶i Tv (N.mm) x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: 12
P TV = 9,55 × 106 × (N.mm) (7) nv 1,6 TV = 9,55 × 106 × = 254666,67(N.mm) 60 KiÓm tra ®iÒu kiÖn Tv ≤ [T] [T] m« men xo¾n cho phÐp trªn vÝt t¶i ( Tra trong TCLX 2037-65) [T] = 100000(N.m) = 100000000(N.mm) ⇒ Tv =254666,67(N.mm)≤ [T] = 100000000(N.mm) 5. X¸c ®Þnh lùc däc trôc trªn vÝt t¶i Lùc däc trôc trªn vÝt t¶i ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : Tv Fav = (9) R.tg (α + γ ) R: Kho¶ng c¸ch ®iÓm ®Æt lùc ma s¸t cña vËt liÖu víi c¸nh vÝt ®Õn trôc vÝt t¶i (mm) R = (0,3-0,4).D. Chän R = 0,4.D = 100(mm) α : gãc n©ng cña ®−êng xo¾n vÝt (®é) x¸c ®Þnh theoc«ng thøc : p tgα = 2.π .R p: B−íc vÝt t¶i : p = 0,8.D = 0,8.250 = 200(mm) 200 ⇒ tgα = = 0,31831 ⇒ α = 17,66 0 2.π .100 γ: gãc ma s¸t cña vËt liÖu vËn chuyÓn víi c¸nh vÝt (®é) tg γ = f f: HÖ sè ma s¸t cña vËt liÖu vËn chuyÓn víi c¸nh vÝt Víi vËt liÖu vËn chuyÓn lμ xi m¨ng kh« : f = 0,65 ⇒ γ = 33,020 Thay tÊt c¶ c¸c th«ng sè vμo (9) 13
254666,67 ⇒ Fav = ≈ 2085,91( N ) 100.tg (17,66 + 33,02) 14
PhÇn II: TÝnh to¸n ®éng häc hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ I- Chän ®éng c¬ ®iÖn Chän ®éng c¬ ®iÖn ®Ó dÉn ®éng m¸y hoÆc c¸c thiÕt bÞ lμ giai ®o¹n ®Çu tiªn trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ. Chän ®éng c¬ bao gåm c¸c c«ng viÖc sau: - Chän kiÓu lo¹i ®«ng c¬. - Chän c«ng suÊt ®éng c¬. - Chän tèc ®é ®ång bé ®éng c¬. - Chän ®éng c¬ sö dông thùc tÕ. - KiÓm tra ®iÒu kiÖn më m¸y qu¸ t¶i cho ®éng c¬. 1. Chän kiÓu lo¹i ®éng c¬ a) §éng c¬ ®iÖn 1 chiÒu - ¦u ®iÓm: Khëi ®éng ªm, h·m vμ ®¶o chiÒu dÔ dμng, cã thÓ ®iÒu chØnh v« cÊp sè vßng quay vμ trÞ sè m« men trong ph¹m vi réng. - Nh−îc ®iÓm: Gi¸ thμnh cao, mau háng h¬n ®éng c¬ xoay chiÒu, ®ßi hái cÇn ph¶i cã thiÕt bÞ chØnh l−u. - Ph¹m vi sö dông: Hay dïng trong c¸c thiÕt bÞ vËn chuyÓn b»ng ®iÖn, thang m¸y, m¸y trôc b)§éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu: gåm lo¹i 1 pha vμ 3 pha - §éng c¬ 1 pha cã c«ng suÊt t−¬ng ®èi nhá cã thÓ m¾c vμo m¹ng ®iÖn chiÕu s¸ng, nªn th−êng dïng cho c¸c thiÕt bÞ d©n dông nh− qu¹t, m¸y giÆt 15
- §éng c¬ 3 pha ®−îc sö dông réng r·i trong c«ng nghiÖp, gåm 2 lo¹i: + §éng c¬ 3 pha ®ång bé : cã tèc ®é quay kh«ng ®æi, kh«ng phô thuéc vμo trÞ sè t¶i träng vμ kh«ng ®iÒu chØnh ®−îc. So víi ®éng c¬ kh«ng ®ång bé th× lo¹i nμy cã hiÖu suÊt vμ cosϕ cao, hÖ sè qu¸ t¶i lín. Tuy nhiªn gi¸ thμnh cña chóng t−¬ng ®èi cao vμ ph¶i cã thiÕt bÞ khëi ®éng ®éng c¬, do vËy th−êng dïng khi c«ng suÊt ®éng c¬ lín( trªn 100 kw). + §éng c¬ 3 pha kh«ng ®ång bé : cã 2 lo¹i: r« to d©y cuèn vμ r« to lång sãc §éng c¬ 3 pha kh«ng ®ång bé r«to d©y cuèn cho phÐp ®iÒu chØnh vËn tèc trong ph¹m vi ng¾n (kho¶ng 5%) cã dßng më m¸y nhá nh−ng cosϕ thÊp, ®¾t, kÝch th−íc lín vμ vËn hμnh phøc t¹p, th−êng dïng khi ®iÒu chØnh vËn tèc trong mét ph¹m vi hÑp. §éng c¬ 3 pha kh«ng ®ång bé r« to lång sãc (cßn gäi lμ r« to ng¾n m¹ch) cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n, gi¸ thμnh thÊp, dÔ b¶o qu¶n lμm viÖc tin cËy. Tuy nhiªn lo¹i nμy cã nh−îc ®iÓm lμ hiÖu suÊt vμ hÖ sè cos ϕ thÊp h¬n (so víi ®éng c¬ ®ång bé) kh«ng ®iÒu chØnh ®−îc vËn tèc. Nhê cã c¸c −u ®iÓm trªn, ®éng c¬ xoay chiÒu 3 pha r« to lång sãc ®−îc sö dông rÊt phæ biÕn trong c¸c ngμnh c«ng nghiÖp. Víi hÖ sè dÉn ®éng c¬ khÝ (hÖ dÉn ®éng b¨ng t¶i, xÝch t¶i, vÝt t¶i dïng víi c¸c hép gi¶m tèc) ta nªn sö dông lo¹i ®éng c¬ nμy. VËy ta chän ®éng c¬ xoay chiÒu 3 pha kh«ng ®ång bé r« to lång sãc. 2. Chän c«ng suÊt ®éng c¬ C«ng suÊt cña ®éng c¬ ®−îc chän theo ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é - ®¶m b¶o cho ®éng c¬ khi lμm viÖc nhiÖt ®é sinh ra kh«ng qu¸ møc cho phÐp. Muèn vËy ®iÒu kiÖn sau ph¶i tho¶ m·n: Pdm ≥ Pdt c dc d (2.1) Trong ®ã: 16
dc Pdm : c«ng suÊt ®Þnh møc cña ®éng c¬ Pdtc : c«ng suÊt ®¼ng trÞ trªn trôc ®éng c¬ , ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau: d Tr−êng hîp kh«ng ®æi : P®t®/c≥ Plv®c (2.2) Víi Plv®c: c«ng suÊt lμm viÖc danh nghÜa trªn trôc ®éng c¬ ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : ct P dc P = ( 2 .4 ) ( kw ) lv ηΣ lv Trong ®ã: ηΣ: hiÖu suÊt chung cña toμn bé hÖ thèng ηΣ = ηk2.ηæ4.ηBRT. ηTV-BV Trong ®ã: + ηk= 1: HiÖu suÊt cña bé truyÒn khíp nèi + ηæ=0,99 : HiÖu suÊt cña mét cÆp æ l¨n + ηBRT = 0,97: HiÖu suÊt cña bé truyÒn b¸nh r¨ng trô + ηTV-BV=0,87: HiÖu suÊt cña mét bé truyÒn trôc vÝt b¸nh vÝt. Ta cã: ηΣ = 12.0.994.0,97.0,87 = 0,8106 C«ng suÊt lμm viÖc danh nghÜa trªn trôc c«ng t¸c ®−îc x¸c ®Þnh ë phÇn tr−íc : Plvc/t = 1,6(kw) 1,6 ⇒ Plvdc = = 1,9738(kw) 0,8106 3. Chän sè vßng quay ®ång bé cña ®éng c¬: Sè vßng quay ®ång bé cña ®éng c¬ ( cßn gäi lμ tèc ®é tõ tr−êng quay) ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : 17
60 f (2.8) ndb = p Trong ®ã: f=50hz :tÇn sè dßng ®iÖn xoay chiÒu + p = 1,2,3,4,5,6 lμ sè ®«i cùc tõ Trªn thùc tÕ, sè vßng quay ®ång bé cã c¸c gi¸ trÞ lμ 3000, 1500, 1000, 750, 600 vμ 500 v/ph. Sè vßng quay ®ång bé cμng thÊp th× kÝch th−íc khu«n khæ vμ gi¸ thμnh cña ®éng c¬ cμng t¨ng (v× sè ®«i cùc tõ lín). Tuy nhiªn dïng ®éng c¬ cã sè vßng cao l¹i yªu cÇu gi¶m tèc nhiÒu h¬n, tøc tØ sè truyÒn cña toμn hÖ thèng t¨ng, dÉn tíi kÝch th−íc vμ gi¸ thμnh cña c¸c bé truyÒn t¨ng lªn. Do vËy, trong c¸c hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ nãi chung, nÕu kh«ng cã yªu cÇu g× ®Æc biÖt, hÇu nh− c¸c ®éng c¬ cã sè vßng quay ®ång bé lμ 1500 hoÆc 1000 v/ph (t−¬ng øng sè vßng quay cã kÓ ®Õn sù tr−ît 3% lμ 1450 vμ 970 v/ph). C¸ch x¸c ®Þnh sè vßng quay ®ång bé nh− sau: - X¸c ®Þnh sè vßng quay ®ång bé nªn dïng cho ®éng c¬ chän s¬ bé sè vßng quay ®ång bé cña ®éng c¬: n®b = 1500v/ph. (KÓ ®Õn sù tr−ît n®b = 1450 v/ph). Khi nμy tû sè truyÒn s¬ bé cña hÖ thèng usb ®−îc x¸c ®Þnh : ndb 1450 usb = = ( 2.11) nct nct 1450 ⇒ u sb = = 24,17 60 nc/t =60(v/ph) lμ sè vßng quay cña vÝt t¶i. So s¸nh usb víi c¸c gi¸ trÞ nªn dïng vμ giíi h¹n cña hÖ thèng ( b¶ng 1.2). Víi hép gi¶m tèc b¸nh r¨ng - trôc vÝt th× tû sè truyÒn nªn dïng lμ 20 315 vμ tû sè truyÒn giíi h¹n lμ 14,6 480 ta thÊy usb n»m trong kho¶ng u nªn dïng th× n®b = 1500v/ph. 4. Chän ®éng c¬ Tõ (2.2) chän P®t®c = Plv®c = 1,6 (kw) 18
C¨n cø vμo c«ng suÊt ®¼ng trÞ ®· tÝnh tiÕn hμnh tra b¶ng chän ®éng c¬ cã c«ng suÊt ®Þnh møc tho¶ m·n ®iÒu kiÖn (2.1) P®m®c ≥ P®t®c vμ sè vßng quay ®ång bé cña ®éng c¬ lμ gi¸ trÞ ®· ®−îc x¸c ®Þnh n®b = 1500v/ph HiÖn nay trªn thÞ tr−êng cã mét sè lo¹i ®éng c¬ nh−: ®éng c¬ nh·n hiÖu DK do nhμ m¸y ®iÖn c¬ Hμ Néi chÕ t¹o, ®éng c¬ nh·n hiÖu K do nhμ m¸y ®éng c¬ ViÖt - Hung chÕ t¹o vμ ®éng c¬ nh·n hiÖu 4A do Liªn X« cò chÕ t¹o. C¸c ®éng c¬ 4A ®−îc chÕ t¹o theo GOST 19523-74 cã ph¹m vi c«ng suÊt lín , sè vßng quay ®ång bé réng khèi l−îng nhÑ h¬n ®éng c¬ DK vμ K . VËy ta chän ®éng c¬ lo¹i 4A. Tra b¶ng P1.3( TTTKHD §CK TËp 1) chän ®éng c¬ : η% KiÓu ®éng c¬ C«ng VËn tèc quay Cos Tmax/Tdn Tk/Td ϕ suÊt (kw) (v/ph) n 4AX90L4Y3 2,2 1420 0,83 80 2,2 2,0 5. KiÓm tra ®iÒu kiÖn më m¸y, ®iÒu kiÖn qu¸ t¶i cho ®éng c¬ a) KiÓm tra ®iÒu kiÖn më m¸y cho ®éng c¬ Khi khëi ®éng ®éng c¬ cÇn sinh ra mét c«ng suÊt më m¸y ®ñ lín ®Ó th¾ng søc × cña hÖ thèng. KiÓm tra ®iÒu kiÖn më m¸y cho ®éng c¬ theo c«ng thøc : Pmm ≥ Pbdc dc d (2.12) Trong ®ã: P dc : c«ng suÊt më m¸y cña ®éng c¬ (kw) mm TK P dc = Kmm × P dc = × P dc mm dm dm Tdm Tk/ Tdn = 2,0 lμ tû sè m« men khëi ®éng vμ danh nghÜa cña ®éng c¬ P dc = 2,2 (kw) : c«ng suÊt ®Þnh møc cña ®éng c¬ mm 19
⇒ P dc = 2.2,2 = 4,4 (kw) mm Pbdc : C«ng suÊt c¶n ban ®Êu trªn trôc ®éng c¬ khi cã t¶i (KW) d Kbd = 1,8 : HÖ sè c¶n ban ®Çu Pbdc = Kbd . Plvdc = 1,8 . 1,6 = 2,88 (kw) d dc VËy Pbd = 2,88 ≤ P dc = 4,4 kw nªn c«ng suÊt ®éng c¬ ®ñ ®Ó më m¸y. mm b) KiÓm tra qu¸ t¶i cho ®éng c¬ Víi s¬ ®å t¶i träng kh«ng ®æi th× kh«ng cÇn kiÓm tra qu¸ t¶i cho ®éng c¬ . II- Ph©n phèi tû sè truyÒn Tû sè truyÒn chung cña toμn hÖ thèng uΣ ®−îc x¸c ®Þnh theo: ndc (2.14) uΣ = nct Trong ®ã: + n®c = 1420 v/p : Sè vßng quay cña ®éng c¬ ®· chän +nc/t = 60 v/p : Sè vßng quay cña trôc c«ng t¸c 1420 uΣ = = 23,67 60 Víi hÖ dÉn ®éng gåm c¸c bé truyÒn m¾c nèi tiÕp: uΣ = u1.u2.u3 (2.15) V× bé truyÒn ngoμi hép lμ khíp nèi nªn ung = 1 VËy uΣ = uh = u1.u2 Trong ®ã: u1 lμ tû sè truyÒn cña bé truyÒn b¸nh r¨ng. Víi hép gi¶m tèc b¸nh r¨ng - trôc vÝt, ®Ó b¸nh r¨ng lín kh«ng nhóng s©u qu¸ trong dÇu còng nh− ®Ó cã thÓ bè trÝ gän hép gi¶m tèc, tØ 20