Bé m«n ThiÕt kÕ c¬ khÝ
H NG D N BÀI T P TÍN CH 01ƯỚ Ẫ Ậ Ỉ
H TH NG TRUY N ĐNG C KHÍ Ệ Ố Ề Ộ Ơ
1. Chän ®éng c¬ ®iÖn:
- Chän kiÓu, lo¹i ®éng c¬;
- Chän c«ng suÊt ®éng c¬;
- Chän tèc ®é ®ång bé ®éng c¬;
- Chän ®éng c¬ thùc tÕ;
- KiÓm tra ®iÒu kiÖn më m¸y, ®iÒu kiÖn qu¸ t¶i cho ®éng c¬.
Néi dung cô thÓ cña c¸c bíc nh sau:
1. 1. Chän kiÓu, lo¹i ®éng c¬:
a. §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu:
b. §éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu:
Gåm hai lo¹i: §éng c¬ ba pha ®ång bé vµ ®éng c¬ ba pha kh«ng ®ång
bé. §éng c¬ ba pha kh«ng ®ång bé l¹i chia ra kiÓu r«to d©y cuèn vµ kiÓu
r«to lång sãc.
Víi hÖ 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) nªn sö dông lo¹i ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu ba pha r«to
lång sãc.
1.2. Chän c«ng suÊt ®éng c¬:
C«ng suÊt cña ®éng c¬ ®îc chän theo ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é nh»m ®¶m
b¶o cho nhiÖt ®é cña ®éng c¬ khi lµm viÖc kh«ng lín h¬n trÞ sè cho phÐp.
§Ó ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn ®ã cÇn tho¶ m·n yªu cÇu sau:
dc
dt
dc
dm
PP
(kW)
(1.1)
Trong ®ã:
dc
dm
P
- c«ng suÊt ®Þnh møc cña ®éng c¬;
dc
dt
P
- c«ng suÊt ®¼ng trÞ trªn trôc ®éng c¬, ®îc x¸c ®Þnh nh sau:
V i bài t p ph n này ch yêu c u làm v i h th ng t i không đi, d ng bài t p v i t i thay điớ ậ ầ ỉ ầ ớ ệ ố ả ổ ạ ậ ớ ả ổ
tham kh o sách [1]ả
Trêng hîp t¶i kh«ng ®æi:
dc dc
dt lv
P P
=
(1.2)
1
Bé m«n ThiÕt kÕ c¬ khÝ
/
dc ct
lv lv
P P
η
=
(kW)
(1.3)
Trong ®ã:
ct
lv
P
- c«ng suÊt làm vi cệ trªn trôc c«ng t¸c.
- hiÖu suÊt chung cña toµn hÖ thèng;
Khi x¸c ®Þnh cÇn chó ý nh sau:
+) Víi c¸c s¬ ®å gåm c¸c bé truyÒn m¾c nèi tiÕp:
=
1.
2.
3...
(1.4)
1,
2,
3... lµ hiÖu suÊt c¸c bé truyÒn vµ c¸c cÆp æ l¨n trong hÖ truyÒn dÉn.
Gi¸ trÞ cña chóng cho trong b¶ng 2.3[1].
+) Víi c¸c s¬ ®å gåm c¸c bé truyÒn m¾c song song (c¸c s¬ ®å t¸ch ®«i), hiÖu
suÊt cña côm c¸c bé truyÒn x¸c ®Þnh theo:
=
i
(1.5)
C«ng suÊt lµm viÖc danh nghÜa trªn trôc c«ng t¸c ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng
thøc sau:
3
/10
ct
lv t
P F v=
(kW)
(1.6)
Víi, Ft lµ lùc vßng trªn trôc c«ng t¸c (N); v lµ vËn tèc vßng cña b¨ng t¶i (xÝch
t¶i) (m/s).
1.3. Chän sè vßng quay ®ång bé cña ®éng c¬
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 thíc 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 thíc 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 trît 3% lµ 1450 vµ 970
v/ph).
C¸ch x¸c ®Þnh sè vßng quay ®ång bé nh sau:
+) TÝnh sè vßng quay cña trôc c«ng t¸c:
2
Bé m«n ThiÕt kÕ c¬ khÝ
- Víi hÖ dÉn ®éng b¨ng t¶i:
D
v
n
ct
3
10.60
(1.7)
Trong ®ã:
D - ®êng kÝnh tang dÉn cña b¨ng t¶i (mm);
v - vËn tèc vßng cña b¨ng t¶i (m/s);
- Víi hÖ dÉn ®éng xÝch t¶i:
zp
v
n
ct
3
10.60
(1.8)
Víi, z lµ sè r¨ng ®Üa xÝch t¶i; v lµ vËn tèc vßng cña xÝch t¶i (m/s); p lµ bíc
xÝch t¶i (mm).
+) 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 = 1500 v/ph (kÓ ®Õn sù
trît n®b = 1450 v/ph); Khi nµy tØ sè truyÒn s¬ bé cña hÖ thèng usb ®îc x¸c
®Þnh:
(1.9)
Sau khi cã gi¸ trÞ usb ta so s¸nh nã víi c¸c gi¸ trÞ nªn dïng vµ gi¸ trÞ giíi h¹n
cña hÖ thèng (b¶ng 2.4[1]):
- NÕu usb n»m trong kho¶ng u nªn dïng th× n®b=1500 v/ph;
- NÕu usb > u nªn dïng vµ n»m trong kho¶ng u giíi h¹n th× n®b= 1000 v/ph;
- NÕu usb < u nªn dïng vµ n»m trong kho¶ng u giíi h¹n th× n®b = 3000 v/ph;
HoÆc cã thÓ x¸c ®Þnh n®b theo c¸ch sau.
Víi hép gi¶m tèc b¸nh r¨ng trô 2 cÊp: tØ sè truyÒn nªn dïng
umin = 8 ≤ u ≤ umax = 40
Khi cã thªm mét bé truyÒn ngoµi hép víi tØ sè truyÒn ung = 2 – 5
HÖ thèng sÏ cã TST nªn dïng trong kho¶ng umin = 16 ≤ ut ≤ umax = 200
ndb = nct. ut nªn ndbmin = 16.nct ≤ ndb ≤ ndbmax= nct .200. (1.10)
Ta sÏ chän ndb víi c¸c gi¸ trÞ thêng dïng: 1500; 1000, 3000 vg/ph
T¬ng tù víi hÖ thèng gåm 1 bé truyÒn ngoµi vµ hép gi¶m tèc c«n trô.
ndbmin = 20.nct ≤ ndb ≤ ndbmax= nct .125 (1.11)
3
Bé m«n ThiÕt kÕ c¬ khÝ
- NÕu usb n»m ngoµi kho¶ng tØ sè truyÒn giíi h¹n th× d¹ng hép gi¶m tèc
®Þnh thiÕt kÕ kh«ng phï hîp víi sè liÖu ®· cho. Khi nµy cÇn chän l¹i hép
gi¶m tèc lo¹i kh¸c cho phï hîp.
1.4. Chän ®éng c¬ thùc tÕ
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 (1.1) vµ cã sè vßng quay
®ång bé cña ®éng c¬ lµ gi¸ trÞ ®· x¸c ®Þnh ®îc.
Tra b¶ng phô lôc P1.1 – P1.9 [1] ®Ó lùa chän ®éng c¬ thùc tÕ.
1.5. 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 ®ñ lín ®Ó th¾ng søc ú
cña hÖ thèng. V× vËy cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn më m¸y cho ®éng c¬.
§iÒu kiÖn më m¸y cña ®éng c¬ tho¶ m·n nÕu c«ng thøc sau ®¶m b¶o:
dc
bd
dc
mm PP
(1.12)
Trong ®ã:
dc
mm
P
- c«ng suÊt më m¸y cña ®éng c¬ (Kw):
( )
/ .
dc dc
mm k dn dm
P T T P
=
víi
Tk vµ Tdn vµ m« men khëi ®éng vµ m« men danh nghÜa cña ®éng c¬ (tra
b¶ng ®éng c¬).
dc
bd
P
- c«ng suÊt c¶n ban ®Çu trªn trôc ®éng c¬ (kW):
dc
lvbd
dc
bd
PKP
NÕu ®éng c¬ ®· chän kh«ng tho· m·n ®iÒu kiÖn (1.12) th× cÇn chän
l¹i ®éng c¬ cã c«ng suÊt ®Þnh møc lín h¬n råi kiÓm nghiÖm l¹i.
b. KiÓm tra ®iÒu kiÖn qu¸ t¶i cho ®éng c¬:
V i s đ t i không đi, không c n ki m tra đi u ki n quá t i.ớ ơ ồ ả ổ ầ ể ề ệ ả
Víi s¬ ®å t¶i thay ®æi, ®Ó tr¸nh cho ®éng c¬ bÞ qu¸ t¶i cÇn kiÓm tra qu¸
t¶i cho ®éng c¬ theo ®iÒu kiÖn sau:
dc
qt
dc
PP
max
(1.13)
víi :
dc
P
max
- c«ng suÊt lín nhÊt cho phÐp cña ®éng c¬ (kW);
max
max
dc dc
dm
dn
T
P P
T
=
dc
dm
P
- c«ng suÊt ®Þnh møc cña ®éng c¬ (kW);
4
Bé m«n ThiÕt kÕ c¬ khÝ
Gi¸ trÞ
max /dn
T T
tra b¶ng th«ng sè ®éng c¬;
dc
qt
P
- c«ng suÊt ®Æt lªn trôc ®éng c¬ khi qu¸ t¶i, chÝnh lµ c«ng suÊt
trªn trôc ®éng c¬ cña gi¸ trÞ t¶i lín nhÊt trong s¬ ®å t¶i.
NÕu ®iÒu kiÖn (1.13) kh«ng tho¶ m·n, cÇn chän l¹i ®éng c¬ ®iÖn råi
kiÓm tra l¹i.
2. Ph©n phèi tØ sè truyÒn
TØ sè truyÒn (TST) chung cña toµn hÖ thèng u x¸c ®Þnh theo:
ct
dc
n
n
u
(1.14)
Trong ®ã: n®c - sè vßng quay cña ®éng c¬ ®· chän (v/ph);
nct - sè vßng quay cña trôc c«ng t¸c (v/ph).
Víi hÖ dÉn ®éng gåm c¸c bé truyÒn m¾c nèi tiÕp cã:
u
= u1. u2. u3...
(1.15)
Víi: u1, u2, u3... tØ sè truyÒn cña c¸c bé truyÒn trong hÖ thèng.
Sau ®©y tr×nh bµy c¸ch ph©n phèi TST cña mét sè trêng hîp cô thÓ:
2.1. TØ sè truyÒn cña c¸c bé truyÒn ngoµi hép gi¶m tèc
Ký hiÖu uh lµ TST cña hép gi¶m tèc (HGT); ung lµ TST cña bé truyÒn
ngoµi hép. TST cña bé truyÒn ngoµi thêng ®îc x¸c ®Þnh theo kinh nghiÖm
nh sau:
+) Víi hÖ dÉn ®éng gåm HGT 2 cÊp b¸nh r¨ng nèi víi 1 bé truyÒn ngoµi hép
th×:
ung = ( 0,15
0,1 ) uh
Hay
uu
ng
1,015,0
(1.18)
(trÞ sè nhá dïng khi uh lín).
+) Víi hÖ dÉn ®éng gåm HGT trôc vÝt 2 cÊp; trôc vÝt - b¸nh r¨ng hoÆc b¸nh
r¨ng - trôc vÝt nèi víi 1 bé truyÒn ngoµi hép th×:
ung = ( 0,125
0,025 ) uh
Hay
uu
ng
025,0125,0
(1.19)
(trÞ sè nhá dïng khi uh lín).
2.2 TØ sè truyÒn cña c¸c bé truyÒn trong hép gi¶m tèc
5