Chọn kiểu loại động cơ Hiện nay, có hai loại động cơ là động cơ điện một chiều và động cơ điện xoay chiều.. Để thuận tiện, phù hợp với lưới điện hiện nayta chọn động cơ điện xoay chiều..
Trang 1Thiết kế dẫn động băng tải
Đề 1A
P V
5
4
1
3
6 D
5s
8h 4h 4h
Lược đồ hệ dẫn động băng tải
1 Động cơ 2 Nối trục 3 Bộ truyền đai
4 Hộp giảm tốc 5 Bộ truyền xích 6 băng tải
Số liệu cho trước:
Trang 2Chương 1 : CHỌN ĐÔNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
I: Chọn động cơ :
1 Chọn kiểu loại động cơ
Hiện nay, có hai loại động cơ là động cơ điện một chiều và động cơ điện xoay chiều Để thuận tiện, phù hợp với lưới điện hiện nayta chọn động cơ điện xoay chiều Trong số các loại động cơ điện xoay chiều, ta chọn loại động cơ ba pha không đồng bộ rô to lồng sóc( còn gọi là động cơ điện ba pha không đồng bộ rô to ngắn mạch) Nó có những ưu điểm: Kết cấu đơn giản, dễ bảo quản, giá thành thấp, làm việc tin cậy, có thể mắc trực tiếp vào lưới điện ba pha không cần phải biến đổi dòng điện
2: các kết quả tính toán trên băng tải :
Pbt=1000F .V
Ta có F: lực kéo băng tải
V: vận tốc băng tải
pbt= 22501000.1,4 = 3,15(KW)
3.Tính công suất đẳng trị của băng tải
-công suất danh nghĩa của băng tải:
Ta có Pt1= Pbt = 3 , 15
1000
4 , 1 2250 1000
.
V F
kw
Pt2=0,5 Pt1=0,5.3,15=1,575 kw
Theo đề ta có :
+ t = 8 h số giờ một ca
+ t1= 4giờ
+ t2 = 4giờ
+ M1 = M
+ M2 = 0,6M
Công suất ra trục làm việc:
Vậy:
i
k i i
t P P
2
=
2 1
2 2
2 1 1
t t
t P t P
8
4 575 , 1 4 15 ,
4 hiệu suất toàn bộ hệ thống :
Trang 3ht=kn đ .ol4 br .xích
Theo bảng 2.3 –tr.19 TTTKHDĐCK tập 1, ta có:
- kn= 1 hiệu suất khớp nối
- đ =0,95 hiệu suất bộ truyền đai
- br=0,97 hiệu suất một cặp bánh răng
- ol=0,99 hiệu suất một cặp ổ lăn
- xích=0,97 hiệu suất bộ truyền xích
ht =1.0,95 0,994 0,97 0,97 = 0,85
5.Tính công suất đẳng trị của động cơ
Pđtđc=
ht lv
P
85 , 0
49 , 2
(KW)
6.Số vòng quay của trục công tac trong một phút (băng tải)
nlv= 60000.D V
380 14 , 3
4 , 1 60000
(vg/ph)
vì nlv>25 vòng nên chọn sơ bộ tỉ số truyền là:
Uchọn=
42 70
3000 n
3000
lv
Tốc độ sơ bộ của động cơ là:
nsb= nlv.uchọn =70.42=2940 v/ph
7.tiến hành tự động hóa chọn động cơ:
Từ các thong số ta có thể chọn động cơ mang nhẵn hiệu 4A90L2Y3.
Từ bảng P1.1 trang 234 tài liệu tính toán hệ dẫn động cơ khí ta có
bảng thông số kỹ thuật như sau:
Kiểu động
cơ
Công suất Vận tốc quay n% cos
dn
T
Tmax
Tdn
T k
8.kiểm tra điều kiện mở máy và quá tải của động cơ đã chọn:
Mômen động cơ: Mdndc= 10 , 1
2838
3 9550
9550
đc
dndc
n
P
N.m Tính Mômen mở máy , Mômen lớn nhất , Mômen nhỏ nhất trên trục động cơ:
Trang 4suy ra:
N.m
5 ,05
0 ,5 10 ,1
0 ,5M M
N.m
2 2,2 2
2 ,2.10 ,1 M
2 ,2 M
N.m
15 1 5
1 ,5.10 ,1 M
1,5 M
dndc min
dndc max
dndc mm
*Mômen cho phép của động cơ không đồng bộ 3 pha:
M =0,81.Mmax=0,81.22,22=17,99 N.m
*Mômen cản cua động cơ:
Mcản= 9 , 74
86 , 0 2838
49 , 2 9550
9550
đc
lv
n
P
N.m
*Mômen quá tải cực đại của động cơ:
Mmaxqt =.1,5 Mcản =1,5.9,74=14,61 N.m
như vậy ta có:
Pđtđc=2,89 Kw < Pdndc=3,0 Kw
Mmm=15.15 N.m > Mcản=9,74 N.m
M =17,99 N.m > Mmaxqt=14,61 N.m
*kết luận : Động cơ đa chọn thỏa mãn các điều kiện làm việc của hệ thống Đảm bảo vận hành hệ thông băng tải tốt.
*Tính chọn khớp nối giữa trục động cơ và băng tải
II: phân phối tỷ số truyền:
Tỷ số truyền của hệ thống truyền động:
40
70
2838
lv
đc t
n
n u
Trong đó: nđc: số vòng quay của động cơ (vg/ph)
nlv: số vòng quay của trục máy(vg/ph)
Mặt khác ta lại có: ut= uhgt.ung (3.24/48/hdđck)
Với ut : tỷ số truyền của hệ thống
uhgt : tỷ số truyền giảm tốc
ung: tỷ số truyền hộp ngoài.
Ung= ukn.uxich.uđ
ukn: tỷ số truyền của khớp nối ukn=1
uxich: tỷ số truyền của bộ truyền xích
uđ : tỷ số truyền của bộ truyền đai
ta có ung=uxich. uđ
Trang 5theo bảng 2.4 (21/hdđck) ta có uxich=2 5 ta chọn uxich=3
uđ =3 5 ta chọn uđ=3,5
Ung= ukn.uxich.uđ=1 3 3,5 = 10,5
5 , 10
40
ng
t
hgt
u
u
u
Vậy bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng : ubr=3,8
III: xác định các thong số động học và lực của các trục
1: tính toán tốc độ quay của các trục
trục động cơ : nđc=2838 vg/ph
trục khớp nối : nkn= 2838
KN
đc
u
n
vg/ph trục I:
nI= 810 , 6
5 , 3
2838
đ
I
u
n
vg/ph.
trục II:
nII= 213 , 3
8 , 3
6 , 810
br
I
u
n
vg/ph.
truc III
nIII= 71 , 1
3
3 , 213
xich
II
u
n
vg/ph.
2 công suất trên các trục động cơ:
theo sơ đồ của hệ thống dẫn động theo các công thức trong trang 49- 5 -sách tttkdđck tập 1
- công suất trên trục III:
P III = 2 , 592 kw
99 , 0 97 , 0
49 , 2
xích lv
P
Trang 6- công suất trên trục II:
PII= 2 , 699 kw
97 , 0 99 , 0
592 , 2
br
ol
-công suất trên trục I:
PI= 2 , 869 kw
1 99 , 0 95 , 0
699 , 2
đ II
P
3 tính toán mônem xoắn trên trục đông cơ:
-trục I:
MI= 33800 , 8
6 , 810
869 , 2 10 55 , 9
10 55 ,
I
I
n
p
Nm -trục II:
MII= 120841 , 3
3 , 213
699 , 2 10 55 , 9
10 55 ,
II
II
n
P
Nm.
-trục III:
MIII= 348151 , 8
1 , 71
592 , 2 10 55 , 9 10
55 ,
III
III
n
P
Nm
Ta có bảng động học , lực trên các trục của hệ thống dẫn động như sau:
Thông
trục số
Tỷ số truyền Tốc độ quay
vg/ph
Công suất kw
Mômen xoắn Nm
Trục II Ubr=3,8 213,3 2,699 120841,3
Trục III Uxích=3 71,1 2,592 348151,8
Phần II: Tính toán thiết kế các bộ truyền
A - tính toán thiết kế các bộ truyền ngoài
II I Thiết kế bộ truyền đai thang
II I 1 Xác định kiểu đai
- Các thông số của động cơ và tỉ số truyền của bộ truyền đai:
ndc = 2838 (vòng/phút) ; Pdc = 3,0 Kw ; ud = 3,5
Trang 7Căn cứ vào Hình 4.1 - Chọn loại tiết diện đai hình thang và do không có yêu cầu đặc biệt nào nên ta chọn loại đai hình thang bình thường loại A trong bảng 4.13 Các thông số của đai hình thang - tr59 TTTKHDĐCK tập 1 Theo đó, thông số kích thước cơ bản của đai được cho trong bảng sau:
A(mm2)
d1 (mm)
Hình vẽ dưới đây thể hiện kích thước mặt cắt ngang của dây đai:
13 11
40 0
Kích thước mặt cắt ngang của dây đai thang.
II I 2 Tính sơ bộ đai
- Tính vận tốc đai:
v =
60000
.
(II - 1)
v =
60000
2838 112 14 , 3
= 16,63(m/s) Như vậy vận tốc đai tính toán nhỏ hơn vận tốc đai cho phép vmax = 25 m/s (đối với loại đai thang)
Ta chọn = 0,02 ( - hệ số trượt đai)
Theo công thức:
d2 = d1 ud (1 - ) (II - 2)
Trang 8ta có: d2 =112 3,5 (1 - 0,02) = 384,16(mm)
II I 3 Chọn đường kính đai tiêu chuẩn
Theo bảng 4.21 - Các thông số của bánh đai hình thang - tr63 - TTTKHDĐCK tập
1, ta chọn d2 = 370 mm
Tỉ số truyền thực tế là:
udt = (1 )
1
2
d
d
(II -3)
udt = 112(1370 0,02) = 3,37
Sai số của tỉ số truyền là:
u =
d
d dt
u
u
u
100% (II -4) u = 3,71%
Vậy: u 5% Thỏa mãn điều kiện về sai lệch tỉ số truyền đai
- Chọn sơ bộ chiều dài khoảng cách trục là:
asb = 1,5 d2 = 555 (mm)
Chiều dài sơ bộ của đai là:
lsb = 2.asb +
2
)
+
sb
a
d d
4
)
1
2
(II - 5)
lsb = 2.555 +
2
) 370 112 ( 14 ,
+
555 4
) 112 370
lsb = 1896,7(mm)
Theo bảng 4 13 - tr59 - TTTKHDĐCK tập 1, ta chọn l = 1900 mm
Số vòng chạy của đai:
i = v/l (II - 6)
i = 16,63/1900 = 8,75 (1/s)
vậy i = 8,75 <imax = 10
- Khoảng cách trục theo chiều dài tiêu chuẩn:
a = (+ 8 2 )/4 (II - 7)
với: = l - (d2 + d1)/2
và: = (d2 -d1)/2
Hay:
8
) (
8 ) (
2 ) (
1 2
2 1 2 1
d
l (II - 8)
Trang 9 a = 556,68mm
Kiểm tra điều kiện khoảng cách trục cần thỏa mãn:
0,55(d1 + d2) + h ≤ a ≤ 2(d1 + d2) (II - 9)
Ta có: 0,55(d1 + d2) +h = 273,1mm
2(d1 + d2) = 964 mm
Vậy thỏa mãn điều kiện khoảng cách trục
Tính góc ôm 1 trên bánh đai nhỏ theo công thức:
1 = 180o -
68 , 556
57 112 370 180
57 ).
0 1
a
d
(II -10)
1 = 153,58o
Vậy 1 = 153,58o >120o , góc ôm thỏa mãn điều kiện
II I 4 Xác định số đai z
áp dụng công thức 4 16 - tr 60 - TTTKHDĐCK tập 1:
z =
z u l
d cd
C C C C P
K P
0
(II -11)
Trong đó:
- Pcd - Công suất trên trục bánh đai chủ động P1
Tra các bảng hệ số, chọn các hệ số:
+ Kđ - Hệ số tải trọng ứng với trường hợp tải dao động nhẹ, tải trọng mở máy đến 150% tải trọng danh nghĩa (Bảng 4 7 - tr 55 - TTTKHDĐCK tập 1), ta chọn Kđ =1,1 ;
+ [P0] - Công suất cho phép, tra bảng 4 19 - tr 62 - TTTKHDĐCK tập 1, ta
có
[P0] = 2,40 Kw ;
+ C - Hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm 1 , tra bảng 4 15 -tr 61 -
TTTKHDĐCK tập 1, ta có: C = 1 - 0,0025(180 - 1) khi 1 = 150…180o
Vậy: C = 0,93395
+ Cl - Hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai
Với l/l0 = 1900/1700 = 1,1176, tra bảng 4 16 - tr 61 - TTTKHDĐCK tập 1, ta có:
Cl = 1,0
+ Cu - Hệ số kể đến ảnh hưởng của tỉ số truyền, tra bảng 4 17 - tr 61 - TTTKHDĐCK tập 1, với trường hợp u ≥3 , ta có: Cu = 1,14 ;
Trang 10+Cz - Hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai, với
PI/[P0] = 2,869/2,4 =1,1954 ,tra bảng 4 18 - tr 61 - TTTKHDĐCK tập 1, ta chọn:Cz = 1
Thay các giá trị trên vào công thức (II -11), ta được:
z = 2,4.0,933952,869.1,1176.1,1 .1,14.1 = 1,105 (đai)
Ta chọn z = 1(đai)
II I.5 Xác định chiều rộng bánh đai
Chiều rộng của bánh đai được xác định theo công thức:
B = (z - 1)t + 2e (II - 12)
Tra bảng 4 21 - tr 63 - TTTKHDĐCK tập 1, ta có:
t = 15 mm ; e = 10 mm ; h0 = 3,3mm
Vậy: B = 20 mm
Đường kính ngoài của bánh đai được xác định theo công thức:
da = d + 2h0 (II - 13)
- Đường kính ngoài của bánh đai nhỏ là:
da1 = d1 + 2h0 = 112+2.3,3 =118,6 (mm)
- Đường kính ngoài của bánh đai lớn là:
da2 = d2 + 2h0 = 370 + 2.3,3 = 376,6(mm)
II I.6 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
- Xác định lực căng do ly tâm sinh ra theo công thức:
Fv = qm v2 (II - 14)
Với qm - Khối lượng 1 mét chiều dài đai, tra bảng 4 22 - tr 64 -
TTTKHDĐCK tập 1, ta có: qm = 0,105 kg/m
Fv = 0,105.16,632 =29,03(N)
- Xác định lực căng ban đầu:
áp dụng công thức tính lực căng trên 1 đai:
F0 = v C P I z K d
.
780
+ Fv (II -15) F0 = 187,52(N)
Trang 11Lực tác dụng lên trục được tính theo công thức:
Fr = 2F0.z.sin
2
1
(II - 16) Fr = 365,11(N)
Frx= Fr.cos80o=365,11 cos80o=63,4 N
Fry= Fr.sin80o=365,11 sin80o=359,56 N
y
x
1
1
Sơ đồ lực tác dụng lên trục khi bộ truyền đai làm việc
Bảng thông số của bộ truyền đai:
Lực tác dụng lên trục 365,11(N)
