thiết kế và chế tạo mô hình điều khiển máy trộn, chương 3

Chia sẻ: Dang Cay | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

352
lượt xem 113
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Lực tác dụng lên trục khuấy bao gồm momen xoắn Mx sinh ra do trở lực của môi trường (momen xoắn tác dụng từ bộ truyền động tới để cân bằng với momen xoắn sinh ra do trở lực của môi trường), lực hướng kính Fr và lực hướng trục Fa . Momen xoắn trung bình M x sinh ra do trở lực của môi trường tác dụng lên các cách của cơ cấu khuấy (khi áp suất trở lực hoặc trở lực riêng trên đơn vị dài q(r) phân bố như ở hình vẽ đối với cơ cấu khuấy...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: thiết kế và chế tạo mô hình điều khiển máy trộn, chương 3

Chương 3: Tính toaùn truïc khuaáy troän consol 3.1.2.1 Sô ñoà chòu löïc Löïc taùc duïng leân truïc khuaáy bao goàm momen xoaén Mx sinh ra do trôû löïc cuûa moâi tröôøng (momen xoaén taùc duïng töø boä truyeàn ñoäng tôùi ñeå caân baèng vôùi momen xoaén sinh ra do trôû löïc cuûa moâi tröôøng), löïc höôùng kính Fr vaø löïc höôùng truïc Fa . Momen xoaén trung bình M x sinh ra do trôû löïc cuûa moâi tröôøng taùc duïng leân caùc caùch cuûa cô caáu khuaáy (khi aùp suaát trôû löïc hoaëc trôû löïc rieâng treân ñôn vò daøi q(r) phaân boá nhö ôû hình veõ ñoái vôùi cô caáu khuaáy baûn hai caùnh) coù theå xaùc ñònh theo coâng thöùc: N  KN  2 5 Mx    n d k   2  (3-4) Trong ñoù: N – coâng suaát khuaáy,W  – khoái löôïng rieâng cuûa moâi tröôøng khuaáy, kg/m3 dk – ñöôøng kính caùnh khuaáy, m KN – heä soá coâng suaát Coâng suaát khuaáy vaø momen trung bình laø nhöõng ñaïi löôïng thay ñoåi theo thôøi gian do vieäc thay ñoåi phaân boá vaän toác daãn ñeán thay ñoåi aùp suaát laøm saûn sinh dao ñoäng (do khoâng caân baèng). Nhö vaäy khi tính beàn caàn phaûi chuù yù ñeán momen xoaén lôùn nhaát M x  Cx M x ' (3-5) Trong ñoù: ' Cx - heä soá dao ñoäng taûi laáy baèng 1.1-1.6 Ñeå tieän lôïi vaø an toaøn trong tính toaùn ngöôøi ta thay coâng suaát khuaáy troän baèng coâng suaát ñoäng cô Nñc
C x N dc C N  Mx   95500 x dc    n   p  (3-6) Trong ñoù: Nñc – coâng suaát ñoäng cô, W np – soá voøng quay truïc khuaáy, vg/ph Cx – heä soá chuù yù ñeán dao ñoäng löïc caûn vaø laáy töø 1.1- 1.6 Mx – momen xoaén, Nm Löïc höôùng kính baèng löïc taùc duïng leân moät caùnh cuûa cô caáu khuaáy (coù ñieåm ñaët löïc caùch ñöôøng truïc cuûa truïc khuaáy moät ñoaïn rF) vaø ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: Mx Fr  Fc  rF N r (3-7) Trong ñoù: Nc – soá caùnh cuûa ñoäng cô rF – khoaûng caùch cuûa ñieåm ñaët löïc Fr ñeán truïc quay, m Mx – momen xoaén tính theo coâng thöùc C x N dc C N  Mx   95500 x dc    n   p  3 8M x Ñoái vôùi cô caáu khuaáy baûn rF  dk thì Fr  8 3d k N c Löïc chieàu truïc ñoái vôùi caùc caùnh khuaáy vaän chuyeån chaát loûng theo chieàu truïc (chaân vòt, tuabin hôû caùnh nghieâng, baûn caùnh nghieâng, vít taûi, baêng) coù theå xaùc ñònh theo coâng thöùc:  d 2  Fa1  2v  k 2  4 z     N Neáu thay vz  seõ coù Fa1  3 2N 2 A Fa1 Trong ñoù Fa1 – löïc chieàu truïc gaây ra do söùc caûn chaát loûng ñi theo chieàu truïc, N
 – khoái löôïng rieâng cuûa moâi tröôøng khuaáy, kg/m3 vz – vaän toác chaát loûng theo chieàu truïc, m/s N – coâng suaát khuaáy, W d 2 A k – dieän tích tieát dieän quay cuûa cô caáu khuaáy, 4 m2 Neáu thieát bò laøm vieäc döôùi aùp suaát dö p thì löïc chieàu truïc Faaø do aùp suaát dö taùc ñoäng leân cô caáu khuaáy laø  d 2  Fa aø  t  4 p    Trong ñoù Faaø – löïc chieàu truïc do aùp suaát dö, N p – aùp suaát dö, N/m2 dt – ñöôøng kính truïc taïi nôi ñaët hoäp ñeäm, m Toång löïc chieàu truïc taùc duïng leân truïc khuaáy laø: Fa  Fa1  Fa2 Neáu moâi tröôøng khuaáy coù nguy cô ñoâng cöùng hoaëc ñaëc thì coù theå xuaát hieän momen xoaén quaù taûi Mxmax cuûa ñoäng cô, nhö vaäy : M  N dc  N dc  M x max  M x   x max      M    955000 n  M   xT   p  xT  (3-8) M x max Trong ñoù =2.7 – heä soá quaù taûi ñoäng cô M xT Nñc – coâng suaát ñoäng cô, W np – soá voøng quay truïc khuaáy, vg/ph  – vaän toác goùc truïc khuaáy, rad/s N M xT  dc – momen xoaén quy öôùc, Nm  Khi khôûi ñoäng momen xoaén caûn taùc duïng leân truïc khuaáy seõ lôùn hôn luùc laøm vieäc bình thöôøng. Momen khôûi ñoäng do tröôøng ñieän töø cuûa stato ñoäng cô ñieän cung caáp seõ duøng ñeå khaéc phuïc
quaùn tính cuûa roto cua( ñoäng coû, cuûa caùc boä truyeàn ñoäng truïc khuaáy, cuûa caùnh khuaáy, cuûa moâi tröôøng khuaáy vaø khaéc phuïc trôû löïc chuyeån ñoäng khuaáy troän cuûa moâi tröôøng ñöôïc khuaáy, nghóa laø . . iM x max  I 1   I 2   M xk (3-9) Trong ñoù: i – tæ soá truyeàn ñoäng cuûa boä truyeàn Mxmax – momen xoaén khôûi ñoäng cuûa ñoäng cô, Nm – gia toác goùc khi khôûi ñoäng, rad/s2 ..  Mxk – momen xoaén trôû löïc cuûa caùnh khuaáy khi khôûi ñoäng, Nm I1 – toång momen quaùn tính cuûa khoái löôïng chuyeån ñoäng naèm treân tieát dieän A - A quy veà tieát dieän truïc khuaáy, I 1  I dc i 2  I td (vôùi Idc laø momen quaùn tính cuûa ñoäng cô, I2 laø toång momen quaùn tính cuûa cô caáu khuaáy) Momen xoaén cöïc ñaïi taùc duïng leân truïc ôû tieát dieän A-A laø: . M xA  I 2   M xk töø caùc coâng thöùc treân ta ruùt ra coâng thöùc xaùc ñònh momen xoaén cöïc ñaïi taùc duïng leân truïc caùnh khuaáy laø N  1.7 I 2  M xA   C x 1   I I      1 2  3.1.2.2 Tính truïc theo beàn Töø sô ñoà chòu löïc ta veõ ñöôïc bieåu ñoà momen xoaén vaø uoán. Momen uoán taïi goái ñôõ B coù giaù trò cöïc ñaïi 1 1 M uB  Fr l   Mx N c rF Giaù trò phaûn löïc taïi oå ñôõ A vaø B laø :
l M  1  l 2M x FrA  Fr    uB    N   ar  a a  c F 1 1  l FrB  FrA  Fr    1   M x N c rF  a  Giaù trò cuûa momen uoán taïi noäi löïc: l x  M u  Fr   x1  M uB  1  khi 0  x1  a a a  x  M u  Fr l  x 2   M uB 1  2  khi 0  x2  l  l  Duøng thuyeát naêng löôïng ta coù theå tìm ñöôïc giaù trò öùng suaát töông öùng taïi B: 0.5  M  2  M   16 3M x 2  4  M uB  2   tdB   2  3 2    uB   3 x    1     uB xB   Wu  W   d t3  3 Mx      x       Trong ñoù: uB, xB – töông öùng laø öùng suaát uoán vaø öùng suaát caét taïi B MuB, Mx – momen uoán vaø momen xoaén luùc laøm vieäc taïi B Wu, Wx – momen choáng uoán vaø choáng xoaén taïi tieát dieän B ÖÙng suaát töông ñöông tính theo coâng thöùc treân mang ñaëc tröng bieán ñoåi chu kyø. Giaù trò cuûa noù caàn thoaû maõn ñieàu kieän:  tdB   cp 1 Trong ñoù  cp 1 – öùng suaát cho pheùp moûi, N/m2 vaø xaùc ñònh theo coâng thöùc  1u k d  cp 1  n1  b ÔÛ ñaây  1u – giôùi haïn beàn moûi, N/m2 n-1 – heä soá an toaøn moûi vaø laáy 23
b – heä soá taùc duïng baäc, ñoái vôùi tieát dieän oå ñôõ laáy b = 1.11.2 kd – heä soá ñoä lôùn tra theo baûng sau Baûng 3.2 Ñöôøn g kính 10 20 30 40 50 70 80 90 100 truïc d k , mm Heä soá ñoä lôùn 1 0.9 0.8 0.75 0.7 0.65 0.62 0.6 0.59 kd Ñöôøng kính truïc laø: 1 1 1  16 3  3  4  M uB  2  6  M 3 dk    1      x        3 Mx       cp 1      Ñoä beàn ñöùt taïi tieát dieän B ñöôïc kieåm tra vôùi hai tröôøng hôïp: 1. Neáu moâi tröôøng coù nguy cô ñoâng cöùng hoaëc ñoâng ñaëc thì taûi troïng gaây ñöùt nguy hieåm nhaát chæ laø taûi troïng xoaén Mx neân truïc muoán beàn phaûi thoaû maõn ñieàu kieän: 16M x    cp d k3 Trong ñoù  – öùng suaát caét,N/m2 Mx – momen xoaén, Nm cp – öùng suaát cho pheùp vaø ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc T  cp  3 b nT Vôùi T – giôùi haïn chaûy, N/m2 nT – heä soá an toaøn, thöôøng laáy 34
b – heä soá taùc duïng baäc, ñoái vôùi oå ñôõ thöôøng laáy 1.11.2 2. Neáu moâi tröôøng khoâng coù nguy cô ñoâng cöùng hoaëc ñoâng laïnh thì taûi troïng gaây ñöùt nguy hieåm nhaát laø taûi troïng khôûi ñoäng. Luùc naøy öùng suaát töông ñöông tính theo coâng thöùc: 0.5 16 3M xA  4  M uBA   2 1     tdB  M   ' d k3  3  xA     vaø thoaû maõn ñieàu kieän  tdB   cp ' Trong ñoù MxBA – momen uoán taïi tieát dieän B ôû giai ñoaïn khôûi ñoäng cp – öùng suaát cho pheùp uoán, N/m2 vaø xaùc ñònh theo coâng thöùc  cp  3 cp vôùi cp öùng suaát caét cho pheùp