Thuyết minh đề án thiết kế hệ dẫn động vít tải vuông góc

bao gồm thuyết minh đầy đủ và bản vẽ 2D của kết cấu1.chọn phương án bố trí vít tải vuông góc2. tính toán vít tải ngang và vít tải đứng3.chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn4.tính toán và thiết kế bộ truyền bánh răng côn để hở5.tính toán các phần tử của hệ thống6.lập quy trình công nghê gia công trục vít tải

LỜI NÓI ĐẦU

Trong nền kinh tế quốc dân hiện nay, các hệ thống vận chuyển được sửdụng rộng rãi Trong nhiều công trình xây dựng dân dụng cũng như côngnghiệp, các máy vận chuyển không những là trang thiết bị phụ trợ mà còntham gia trực tiếp vào quá trình công nghệ

Trước thực tế trên, đòi hỏi người kĩ sư sau khi ra trường phải nắm vữngkiến thức và đặc trưng của các hệ thống vận chuyển, hiểu được kết cấu,nguyên lý làm việc cũng như cách tính toán những thông số của máy vậnchuyển

Đề án kĩ thuật nằm trong học phần đào tạo của ngành Kĩ thuật cơ khívới mục đích giúp sinh viên tiếp cận và tìm hiểu về các hệ thống vận chuyểnnhư băng tải, xích tải, cầu trục, từ đó giúp sinh viên sau khi ra trường có khảnăng phân tích điều kiện thực tế để đưa ra phương án vận chuyển phù hợp,tính toán và lắp đặt dây truyền, hệ thống đảm bảo chỉ tiêu kĩ thuật và kinh tế

Đề tài của em được giao là "Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động để tải và trộn bột mỳ theo hai phương" Sau một quá trình tìm hiểu và tính toán với sự giúp đỡ tận tình của cô giáo Th.s Nguyễn Thị Hồng Cẩm và Th.S Đỗ Thị Thu Hà, em đã hoàn thành đề tài đề án của mình Tuy nhiên, do kiến thức

và kinh nghiệm còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót Kính mongcác thầy cô và các bạn đóng góp để đề tài của em được hoàn thiện hơn nữa

Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày 6 tháng 1 năm 2014

Sinh viên thực hiện:

Hứa Văn Vũ

Phạm Thanh Tùng

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

3.4.7 Chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn 34

4.1 Thiết kế bộ truyền bánh răng côn 39

4.1.1 Chọn vật liệu 39

4.1.2 Xác định ứng suất cho phép 39

4.2 Tính chọn khớp nối 45

Phần 1 GIỚI THIỆU

1 Giới thiệu về hệ thống được giao thiết kế

1.1.Yêu cầu của đề tài

Hệ thống được giao thiết kế là hệ thống dẫn động để tải và trộn bột mỳ theo

hai phương nằm ngang và thẳng đứng với các số liệu đã cho

Qua tìm hiểu một số hệ thống,thiết bị vận chuyển vật liệu rời, ta rút ra một

số nhận xét : Các thiết bị vận chuyển vật liệu rời liên tục được chia làm 2nhóm:

2.Máy không có bộ phận kéo:

-Vít tải:vận chuyển vật liệu tơi vụn theo phương nằm ngang,thẳng đứng hoặcnằm nghiêng

-Hệ thống vận chuyển bằng khí động: Vận chuyển vật liệu bằng không khí

được ứng dụng vào vận chuyển những vật liệu dạng sợi và hạt

Vậy ta chọn hệ thống dẫn động bằng vít tải là phù hợp với yêu cầu của đềtài là tải và trộn bột mì

1.2.Mục tiêu thiết kế

-Thiết kế hệ thống dẫn động bằng vít tải đảm bảo yêu cầu vận chuyển và trộn bột mì với chiều dài vận chuyển là 25 m, chiều cao là 6m, với năng suất 35 tấn/giờ làm việc trong 10 năm

-Bên cạnh đó,ta phải lựa chọn phương án thiết kế phù hợp với công nghệ chế tạo hiện tại,có tính kinh tế ,hiệu quả tốt nhất

1.3.Giới thiệu về vít tải

1.3.1.Giới thiệu chung

Vít tải thuộc nhóm máy chuyển liên tục không có bộ phận kéo Bộ phậncông tác của vít tải là vít cánh xoắn chuyển động quay tròn trong một vỏ kíntiết diện tròn ở dưới Khi vít chuyển đông, cánh vít đẩy vật liệu di chuyển

lượng của nó và ma sát với cánh xoắn, do đó vật liệu chuyển động trong mángtheo nguyên lý truyền động vít đai ốc Vít tải có thể có một hoặc nhiều cánhxoắn, với nhiều cánh xoắn thì vật liệu chuyển động êm hơn Chất tải cho vít

tải qua lỗ trên nắp máng, còn đỡ tải qua lỗ ở phía dưới ống Vít tải thường sử

dụng để vận chuyển vật liệu nóng và độc hại

Hình 1.1 Cấu tạo vít tải

1.3.2 Ưu nhược điểm của vít tải

-Ưu điểm

Vật liệu chuyển động trong máng kín, có thể nhận và đỡ tải ở trạm trunggian không tổn thất rơi vãi vật liệu, an toàn khi làm việc và sử dụng rất thuậntiện cho việc vận chuyển vật liệu nóng và độc hại

- Các nhược điểm của vít tải

Nghiền nát một số phần vật liệu vận chuyển, chóng mòn cánh xoắn vàmáng khi vận chuyển vật liệu cứng và sắc cạnh, tổn thất năng lượng lớn vàkhônng dung được để vận chuyển vật liệu dính và ẩm Mặc dù có nhữngnhược điểm như vậy, vít tải vẫn được dụng rộng rãi trong các nhà máy ximăng, các nhà máy tuyển khoáng và các xí nghiệp hoá chất

1.3.3.Phân loại

-Vít tải thường được chia làm hai loại theo phương vận chuyển

+ Vít tải nằm ngang

+ Vít tải thẳng đứng

-Theo hình dạng cánh xoắn ta phân loại vít tải ra làm:

+ Loại cánh xoắn liên tuc, liền trục

+ Loại cánh xoắn liên tục không liền trục

+ Loại cánh xoăn dạng lá

-Vít tải cánh xoắn liên tục liền trục dùng để vận chuyển dạng bột khô, có kíchthước nhỏ hay trung bình Loại cánh xoắn này không cho vật liệu chuyển

động ngược lại, do đó khi cùng vận tốc quay và đường kính vít xoắn thì năngsuất của nó đạt cao hơn các loại khác.

-Vít tải liên tục không liền trục dùng để vận chuyển vật liệu dạng hạt có kíchthước lớn hoặc vật liệu dính

-Vít tải loại cánh xoắn dạng lá dùng cho vật liệu kết dính hoặc khi cần kết hợpquá trình trộn vật liệu khi vận chuyển

g)

Hình 1.2 Các dạng vít tải: a- vít có cánh xoắn liền trục, b- vít có cánh xoắn

liên tục không liền trục, c- Vít dạng lá liên tục, c- Vít có cánh xoắn dạng lá không liên tục Sơ đồ vận chuyển: e- Sang trái, f- Sang phải, g- Đẩy sang hai phía, h- Dồn vào giữa k- Hệ số điền đầy vít tải

→Qua phân tích trên ta chọn vít tải ngang là vít tải cánh xoắn dạng lá liên tục

để vừa vận chuyển vừa trộn, vít tải đứng là vít tải cánh xoắn liên tục liền trục Cấu tạo vít tải được mô tả như hình vẽ

Vật liệu dùng chế tạo vít xoắn và máng:

Nếu vít tải dùng để vận chuyển các vật liệu gây gỉ thì phải chế tạo bằngcác loại thép chống gỉ

Nếu vít tải dùng để vận chuyển vật liệu cứng và sắc cạnh phải chế tạobằng các loại thép bền mòn

Nếu dùng để vận chuyển các vật liệu nóng trên 2000C phải chế tạo bằnggang hoặc thép lá

Bộ phận chủ yếu của vít tải là vít xoắn dùng để đẩy vật liệu chuyển độngdọc theo máng Vít xoắn gồm nhiều đoạn vít nối với nhau, chiều dài mỗi đoạnkhông quá 3m Mỗi đoạn vít xoắn gồm có trục và cánh xoắn hàn với trục.Cánh xoắn gồm nhiều đoạn hàn với nhau chiều dài bằng một bước xoắn.Người ta chế tạo cánh xoắn bằng cách dập Trục vít xoắn được chế tạo từ thépống, đầu mỗi ống có hàn một mặt bích bằng thép có các lỗ để bắt với mặt bíchcủa ổ treo trung gian

Máng của vít tải chế tạo bằng dập từ thép lá mỗi đoạn chiều dài khoảng 4m.Kết cấu của máng và nắp phải đảm bảo không cho bụi hoặc khí độc thoát rangoài khi vận chuyển vật liệu có bụi hoặc chất độc Máng của vít tải có cácống cấp tải và dỡ tải, các ống này có tiết diện vuông Chúng được hàn với nắptải và đáy máng tải Để quan sát sự làm việc của các ổ treo, ổ chặn hai đầu vítxoắn cũng như quan sát sự phân bố vật liệu ở đoạn máng có ổ treo người tahàn các lỗ quan sát có nắp ở trên nắp máng gần các ổ treo vít xoắn

1.3.5 Lựa chọn phương án thiết kế

Theo yêu cầu của đề tài là thiết kế vít tải theo 2 phương ngang và thẳng đứngnên ở đây có 2 phương án bố trí vít tải:

+) Dùng chung một động cơ truyền động kết hợp với cặp bánh răng côn có tỉ

số truyền u = 1 để đổi hướng vận chuyển Ta có sơ đồ cho phương án này nhưhình bên :

+) Dựng hai động cơ với hai hộp giảm tốc riờng biệt cho hai vớt tải và kết hợpvới cặp bỏnh răng cụn cú tỉ số truyền u = 1 để đổi hướng vận chuyển Ta cú

sơ đồ cho phương ỏn này như sau:

Động cơ 1 HGT1 Vít tải đứng

Vì ở đây chiều dài vận chuyển ngang lớn L = 25m nên nếu dùng phương

án 1 thì trục lắp bánh răng không đảm bảo độ cứng để ăn khớp cũng nhưtruyền tải nên ta dùng phương án 2

Phần 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÍT TẢI

1 Xác định các thông số của vít tải ngang

1.1 Xác định đường kính của vít tải

Năng suất của vít tải Q(tấn/h) được xác định qua công thức sau :

2

k.k n.p.4

+ Q là năng suất vít tải ( tấn/h ) Ta có: Q = 35 (tấn/h )

+ kv là hệ số phụ thuộc vật liệu, với vật liệu là bột mì thì kv = 60

+ kc là hệ số chứa đầy tiết diện máng, với vật liệu là bột mì thì

kc = 0.4

+ kn là hệ số phụ thuộc góc nghiêng β (độ) của vít tải Tra bảng 1[IV]với góc nghiêng β = 0 ta có kn = 1

+p là bước vít tải (m) ,theo [4] lấy p =D (2.2)

+ n là số vòng quay vít tải ,n được xác định theo công thức

Theo dãy tiêu chuẩn [5] ta chọn D = 300 (mm) = 0,3 (m)

1.2 Xác định số vòng quay của vít tải

Ta có số vòng quay vít tải theo (2.3):

n = kv

D =

60 0,3 ≈ 109,54(vòng/phút) (2.5)

1.3 Xác định công suất trên vít tải

Đối với vít tải nằm ngang, công suất trên vít tải tính theo công thức :

Q.L

Trong đó:

+ P là công suất trên vít tải (kW)

+ L là chiều dài vận chuyển của vật liệu theo phương ngang, ta cóL=25(m)

+ c0 là hệ số lực cản, tra bảng 2 [II] ta có với vật liệu là bột mì thì

c0 = 1,2

Vậy : Png =1,2.35.25 =2,9167

1.4.Xác định mômen xoắn trên vít tải

Mômen xoắn trên vít tải Tng được xác định theo công thức:

Vậy mô men xoắn trên vít tải thỏa mãn điều kiện yêu cầu

1.5.Xác định lực dọc trục trên vít tải ngang

Lực dọc trục trên vít tải được xác định theo công thức :

av v

T

F =R.tg(α + γ) (2.9) R: Khoảng cách điểm đặt lực ma sát của vật liệu với cánh vít đến trục vít tải(mm) R = (0,3-0,4).D

Chọn R = 0,35.D = 0,35.300 =105(mm)

α : góc nâng của đường xoắn vít (độ) xác định theo công thức : tgα = p

2.π.R

p: Bước vít tải : p = D = 300(mm)

0300

γ: góc ma sát của vật liệu vận chuyển với cánh vít (độ) tg γ = f

f: Hệ số ma sát của vật liệu vận chuyển với cánh vít

Với vật liệu vận chuyển là bột mỳ : f = 0,4⇒γ = 21048’

Thay tất cả các thông số vào (9)

2 Xác định các thông số của vít tải đứng

2.1 Xác định đường kính của vít tải

Để đảm bảo dòng vật liệu được vận chuyển một cách liên tục thì năngsuất vận chuyển ở vít tải ngang và vít tải đứng phải như nhau

Để giảm lực dọc trục tác dụng lên ổ đỡ chặn thì góc nâng của bề mặt cánh vítcủa vít tải đứng sẽ nhỏ hơn góc nâng cánh vít của vít tải ngang (Fa=Ft.tgγ)Năng suất của vít tải Q(tấn/h) được xác định qua công thức sau :

+ Q là năng suất vít tải ( tấn/h ) Ta có: Q = 35(tấn/h )

+ K là hệ số hình học xét đến phần tiết diện do trục và cánh vít chiếmchỗ Chọn K =0,90

+ ψ là hệ số năng suất xét đến điều kiện nạp liệu , mức độ chứa đầy củavít tải , tính chất của vật liệu Với nạp liệu bằng vít tải ψ = ξ.φ

với : - ξ là hệ số vận tốc ξ = 0,55÷0,65 chọn ξ = 0,55

- φ là hệ số chứa đầy của vít tải φ = 0,50 ÷ 0,75 chọn φ =0,50

=> ψ = 0,55.0,50 =0,275+ p là bước vít tải (m) ,theo [IV] lấy p =D

+n là số vòng quay vít tải dọc ,n được xác định theo công thức:

Theo dãy tiêu chuẩn ta chọn D = 320 (mm) = 0,32 (m).

2.2.Xác định số vòng quay của vít tải đứng

Ta có : n= kv

Kiểm tra sai số vòng quay tới hạn của vít tải đứng :

Số vòng quay nhỏ nhất có thể làm cho vật liệu được nâng lên gọi là số vòngquay tới hạn :

( / )

2.3 Xác định công suất trên vít tải đứng

Đối với vít tải thẳng đứng, công suất trên vít tải tính theo công thức:

+ H là chiều cao vận chuyển theo phương thẳng đứng : H = 6 m.

+ K là hệ số tổn thất do ma sát của trục vít với các gối đỡ, K = 1,15 ÷ 1,20.Chọn K = 1,2

2.4 Xác định mômen xoắn trên vít tải đứng:

Đối với vít tải thẳng đứng :

[T] = 1.108 (N.mm) > Tdg = 247055,72 (N.mm)

Vậy mômen xoắn trên vít tải thỏa mãn điều kiện yêu cầu

Phần 3 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ

Việc tính toán hệ thống dẫn động cơ khí yêu cầu chúng ta chọn được sơ

đồ dẫn động hợp lý, chọn loại động cơ và công suất phù hợp từ đó chọn động

cơ thực tế và tính chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn

3.1 Chọn loại hộp giảm tốc

3.1.1 Giới thiệu một số loại hộp giảm tốc

Trong các hệ dẫn động cơ khí thường sử dụng các bộ truyền bánh rănghoặc trục vít dưới dạng một tổ hợp biệt lập được gọi là hộp giảm tốc Hộpgiảm tốc là cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có tỉ số truyền khôngđổi và được dùng để giảm vận tốc góc và tăng mômen xoắn

Tùy theo loại truyền động trong hộp giảm tốc, người ta phân ra: hộpgiảm tốc bánh răng trụ; hộp giảm tốc bánh răng côn hoặc côn – trụ; hộp giảmtốc trục vít, trục vít – bánh răng hoặc bánh răng – trục vít; hộp giảm tốc bánhrăng hành tinh,…

So với các loại hộp giảm tốc khác thì hộp giảm tốc bánh răng trụ có các

ưu điểm: tuổi thọ và hiệu suất cao; kết cấu đơn giản; có thể sử dụng trong mộtphạm vi rộng của vận tốc Vì vậy, sử dụng hộp giảm tốc bánh răng trụ đượccoi là phương án tối ưu nhất

Loại bánh răng trong hộp giảm tốc bánh răng trụ có thể là: răng thẳng,răng nghiêng, hoặc răng chữ V Phần lớn các hộp giảm tốc có công dụngchung dùng răng nghiêng nhờ khả năng tải cao hơn và vận tốc làm việc lớnhơn so với răng thẳng Bánh răng chữ V thường ít sử dụng hơn do chế tạophức tạp, chủ yếu dùng trong trường hợp tải nặng và yêu cầu không cho phéplực dọc trục lớn tác dụng lên ổ

Tùy theo tỉ số truyền chung của hộp giảm tốc, người ta phân ra hộpgiảm tốc một cấp và hộp giảm tốc nhiều cấp

Mà ta có,số vòng quay của trục vít ngang và đứng lần lượt là:

nng=109,54, ndg=106,07 (v/ph)

Ta thấy, các loại động cơ hiện nay thường có vận tốc góc từ 750(vg/ph)đến 3000 (vg/ph) Như vậy, tỉ số truyền sẽ nằm trong khoảng 7 < u < 28 Căn

cứ bảng 2.4[8], ta sẽ chọn hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp

Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp được bố trí theo ba sơ đồ sau:Sơ đồ khaitriển ;Sơ đồ phân đôi và Sơ đồ đồng trục

3.1.2 Lựa chọn sơ đồ hộp giảm tốc

Việc lựa chọn loại hộp giảm tốc dựa và ba chỉ tiêu sau:

– Điều kiện làm việc : Cả ba sơ đồ hộp giảm tốc đều đáp ứng yêu cầu của hệthống;

– Không gian bố trí hộp giảm tốc: So với sơ đồ khai triển thì sơ đồ đồng trục

và phân đôi có ưu điểm về kết cấu nhỏ gọn, khối lượng nhẹ hơn Tuy nhiên,

hệ thống của ta không bị hạn chế cũng như có yêu cầu đặc biệt gì về khônggian lắp đặt nên cả ba sơ đồ đều đáp ứng được chỉ tiêu này

– Tính kinh tế: Hộp giảm tốc khai triển nhờ có kết cấu đơn giản nên giá thànhchế tạo rẻ Còn hộp giảm tốc phân đôi có cấu tạo ổ phức tạp kéo theo sự phứctạp về vỏ hộp nên đòi hỏi số lượng chi tiết và khối lượng gia công tăng Giốngvới hộp giảm tốc phân đôi, hộp giảm tốc đồng trục có kết cấu ổ phức tạpkhông những khó khăn cho quá trình bôi trơn mà còn làm tăng chi phí chếtạo

→Từ những nhận định như trên, ta chọn sơ bộ sơ đồ hộp giảm tốc bánhrăng trụ dạng khai triển 2 cấp

3.2 Chọn động cơ điện

Chọn động cơ điện để dẫn động máy móc hoặc các thiết bị công nghệ

là giai đoạn đầu tiên trong quá trình tính toán thiết kế máy Trong trường hợp dùng hộp giảm tốc và động cơ biệt lập, việc chọn đúng loại động cơ ảnh hưởng rất nhiều đến việc lựa chọn và thiết kế hộp giảm tốc cũng như các bộ truyền ngoài hộp Muốn chọn đúng động cơ cần hiểu rõ đặc tính và phạm vi

sử dụng của từng loại, đồng thời cần chú ý đến các yêu cầu làm việc cụ thể của thiết bị cần dẫn động Các bước chọn động cơ điiện:

- Chọn kiểu loại đông cơ

- Chọn công suất động cơ

- Chọn tốc độ đồng bộ động cơ

- Chọn động cơ sử dụng thực tế

- Kiểm tra điều kiện mở máy quá tải cho động cơ

• Chọn kiểu loại động cơ điện

Trong công nghiệp thường sử dụng nhiều loại động cơ song chúng ta cần chọn loại động cơ sao cho phù hợp nhất vừa đảm bảo yếu tố kinh tế và vừa đảm bảo yếu tố kỹ thuật Dưới đây là 1 vài loại động cơ thường gặp:

Động cơ điện một chiều (có các loại động cơ một chiều kích từ song

song, nối tiếp và hỗn hợp)

Động cơ điện xoay chiều : bao gồm 2 loại : một pha và ba pha

+Động cơ một pha: có công suất nhỏ do đó chỉ phù hợp cho các dụng cụ gia

đình

Trong công nghiệp sử dụng rộng rãi động cơ ba pha :đồng bộ và không đồngbộ

+Động cơ ba pha đồng bộ: có vận tốc góc không đổi, không phụ thuộc vào trị

số của tải trọng và thực tế không điều chỉnh được

+Động cơ ba pha không đồng bộ gồm hai kiểu : rôto dây cuốn và rôto ngắn

mạch (rôto lồng sóc)

-Động cơ ba pha không đồng bộ rôto dây cuốn: cho phép điều chỉnh vận tốc

trong một phạm vi nhỏ ( khoảng 5%) , có dòng điện mở máy thấp nhưng cosϕ

thấp ,giá thành đắt , vận hành phức tạp do đó chỉ dùng thích hợp trong mộtphạm vi hẹp để tìm ra vận tốc thích hợp của dây chuyền công nghệ đã đượclắp đặt

- Động cơ ba pha không đồng bộ rôto ngắn mạch: có ưu diểm là kết cấu đơn

giản , giá thành hạ , dễ bảo quản , có thể trực tiếp vào lưới điện ba pha khôngcần biến đổi dòng điện song hiệu suất và hệ số công suất thấp so với động cơ

ba pha đồng bộ , không điều chỉnh được vận tốc

⇒Nhờ có các ưu điểm trên, động cơ xoay chiều 3 pha rô to lồng sóc được sử

dụng rất phổ biến trong các ngành công nghiệp Với hệ số dẫn động cơ khí(hệ dẫn động băng tải, xích tải, vít tải … dùng với các hộp giảm tốc) ta nên

sử dụng loại động cơ này

Vậy ta chọn sơ bộ động cơ xoay chiều 3 pha không đồng bộ rô to lồngsóc

3.3.Đối với vít tải ngang

3.3.1 Chọn sơ bộ công suất động cơ

Công suất của động cơ được chọn theo điều kiện nhiệt độ - đảm bảocho động cơ khi làm việc nhiệt độ sinh ra không quá mức cho phép Muốnvậy điều kiện sau phải thoả mãn:

Với Pdc lv : công suất làm việc danh nghĩa trên trục động cơ được xác định theo công thức :

η∑: Hiệu suất chung của toàn hệ thống

P lv ct: Giá trị công suất làm việc danh nghĩa trên trục công tác:

ct

lv ng

P = P = 2,9167(kw) (3.3)

3.3.2 Chọn sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ

Số vòng quay đồng bộ của động cơ (còn gọi là tốc độ từ trường quay)được xác định theo công thức [1]:

60

=

db

f n

Tuy nhiên dùng động cơ với số vòng quá cao lại yêu cầu giảm tốc nhiều hơn, tức là phải sử dụng hệ thống dẫn động với tỷ số truyền lớn hơn Do đó kích thước, khối lượng bộ truyền lớn, giá thành cácbộ truyền tăng Vì vây khi thiết kế phải phối hợp cả hai yếu tố trên, đồng thời căn cứ vào sơ đồ hệ thống dẫn động cần thiết để chọn số vòng quay thích hợp cho động cơ Theo tiêu chuẩn có các số vòng quay: 3000v/ph; 1500v/ph; 1000v/ph; 750v/p; 600v/ph; 500v/ph

+ Chọn ndb phải thoả mãn điều kiện:

ct

db sb

⇒Số vòng quay đồng bộ của động cơ trong khoảng ndb =(876,32÷4381,6) (v/p)

+Chọn số vòng quay đồng bộ của trục động cơ: ndb = 1500( / v ph )

3.3.3 Chọn sơ bộ hộp giảm tốc tiêu chuẩn

Với tỷ số truyền sơ bộ usb=13,237

Và mômen xoắn trên trục công tác:

6 ct lv ct

– n ct : Số vòng quay của trục công tác : nct = 109,54 (v/ph) (3.1);

Thay vào (3.8):

6 ct

Phương án bố trí động cơ điện:

1

4 2

ηK: Hiệu suất của khớp nối

ηOl: Hiệu suất của một cặp ổ lăn.

3.Bộ truyền bánh răng cấp chậm

4.Khớp nối.

5.Trục vít.

Trong đú:

η∑: Hiệu suất chung của toàn hệ thống

P lv ct: Giỏ trị cụng suất làm việc danh nghĩa trờn trục cụng tỏc:

ct

lv ng

P = P = 2,9167(kw)

3.3.4 Chọn động cơ thực tế

Căn cứ vào cụng suất đẳng trị đó tớnh tiến hành tra bảng chọn động cơ

cú cụng suất định mức thoả món điều kiện (3.1)

số vũng quay đồng bộ của động cơ đó được xỏc định nđb = 1500v/ph

Hiện nay trờn thị trường cú một số loại động cơ như: động cơ nhón hiệu DK

do nhà mỏy điện cơ Hà Nội chế tạo, động cơ nhón hiệu K do nhà mỏy động

cơ Việt - Hung chế tạo và động cơ nhón hiệu 4A do Liờn Xụ cũ chế tạo Cỏc động cơ 4A được chế tạo theo GOST 19523-74 cú phạm vi cụng suất lớn , số vũng quay đồng bộ rộng khối lượng nhẹ hơn động cơ DK và K Vậy ta chọn động cơ loại 4A

Tra bảng P1.3[1] chọn động cơ : Với Pdc lv =3,24 Kw, ndb=1500 v/ph,ta chọn

được :

Kiểu động

cơ Công suất(kw) Vận tốc quay(v/p) Cos ϕ η% Tmax/Tdn Tk/Tdn

3.3.5 Kiểm tra điều kiện mở mỏy

Khi khởi động động cơ cần sinh ra một cụng suất mở mỏy đủ lớn để thắng

sức ỳ của hệ thống Kiểm tra điều kiện mở mỏy cho động cơ theo cụng thức :

dc bd

+ Tk, Tdn: Mụmen khởi động và mụmen danh nghĩa của động cơ

–P : cụng suất cản ban đầu trờn trục động cơ (kW): bd dc

+ Đối với hệ thống vít tải, hệ số cản ban đầu Kbd =1,6 để đảm bảo điềukiện mở máy khi có tải.

Vậy dc =8,0> dc =5,184

mãn điều kiện mở máy

3.3.6 Kiểm tra điều kiện quá tải

3.3.7 Chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn

Ta chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn dựa vào tỉ số truyền của hệ thống và momenxoắn trên trục công tác:

– Tỉ số truyền thực tế của toàn bộ hệ thống được xác định theo công thức:

dc

ct

n u n

= (3.16)

Trong đó: ndc : Số vòng quay của trục động cơ : ndc = 1420 (v/ph);

nct : Số vòng quay của trục công tác : nct = 109,54(v/ph);

Ta đã chọn sơ bộ hộp giảm tốc Ц2Y-125 nên dựa vào bảng [2.4], ta chọn tỷ

số truyền thực tế của hộp giảm tốc Ц2Y-125 là Uh=12,96

Bảng 3.2 Thông số bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc Ц2Y-125:

aw(mm)

m

x1(mm)

x2(mm)

b(mm)

Cấp chậm

aw(mm)

m

(mm)

x4(mm)

b(mm)

sẽ không phải thiết kế bộ truyền ngoài, đảm bảo tính kinh tế

– Δu : Sai số tỉ số truyền ;

– ut : Tỉ số truyền thực tế của hộp giảm tốc, ut = 12,96 ( bảng 3.2);

– uyc : Tỉ số truyền mà hệ thống yêu cầu, uyc = 12,963 (3.17)

Thay các giá trị vào (3.18):

Phân phối tỉ số truyền

Tỉ số truyền của bộ truyền hộp giảm tốc:

ut= u1.u2Trong đó:

u1: Tỉ số truyền của bộ truyền cấp nhanh;

u2:Tỉ số truyền của bộ truyền cấp chậm

Trong đó: Pi : công suất trên trục thứ i

ηi: hiệu suất ổ trên trục i

Pi-1: công suất trên trục thứ (i-1)

.ηi-1: hiệu suất bộ truyền từ trục thứ (i-1) tới trục i

+ Công suất danh nghĩa trên trục động cơ:

u

n

, 1

1

−

−

Trong đó: ni : tốc độ vòng trên trục i

ni-1 : tốc độ vòng trên truc (i-1)

u i-1,i: tỷ số truyền từ trục (i-1) tới truc i

Tốc độ trên trục động cơ: ndc=1420 (v/ph)

+Tốc độ trên trục I : 1

1420

14201

dc k

n n u

I

n n

III

n n

+Tốc độ trên trục IV :

3

109,555 109,5551

IV

n n

Thông số trục Tỷ số

truyền

Công suất P(KW)

Số vòng quay n(v/ph)

3.4.Đối với vít tải đứng

3.4.1 Chọn sơ bộ công suất động cơ

Công suất của động cơ được chọn theo điều kiện nhiệt độ - đảm bảocho động cơ khi làm việc nhiệt độ sinh ra không quá mức cho phép Muốnvậy điều kiện sau phải thoả mãn (3.1):

P : công suất định mức động cơ

Với Pdc lv : công suất làm việc danh nghĩa trên trục động cơ được xác định theo

η∑: Hiệu suất chung của toàn hệ thống

P lv ct: Giá trị công suất làm việc danh nghĩa trên trục công tác:

ct

lv ng

P = P = 2,744(kw) (3.19)

3.4.2 Chọn sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ

Số vòng quay đồng bộ của động cơ (còn gọi là tốc độ từ trường quay)

được xác định theo công thức (3.4):

60

=

db

f n

suất và hệ số công suất (cosϕ) càng tăng Vì vậy người sử dụng muốn dùng động cơ có số vòng quay cao.

Tuy nhiên dùng động cơ với số vòng quá cao lại yêu cầu giảm tốc nhiều hơn, tức là phải sử dụng hệ thống dẫn động với tỷ số truyền lớn hơn Do đó kích thước, khối lượng bộ truyền lớn, giá thành cácbộ truyền tăng Vì vây khi thiết kế phải phối hợp cả hai yếu tố trên, đồng thời căn cứ vào sơ đồ hệ thống dẫn động cần thiết để chọn số vòng quay thích hợp cho động cơ Theo tiêu chuẩn có các số vòng quay: 3000v/ph; 1500v/ph; 1000v/ph; 750v/p; 600v/ph; 500v/ph

+ Chọn ndb phải thoả mãn điều kiện (3.5):

ct

db sb

⇒Số vòng quay đồng bộ của động cơ trong khoảng ndb =(848,56÷4242,8) (v/p)

+Chọn số vòng quay đồng bộ của trục động cơ: ndb = 1500( / v ph )

3.4.3 Chọn sơ bộ hộp giảm tốc tiêu chuẩn

Với tỷ số truyền sơ bộ usb=13,67

Và mômen xoắn trên trục công tác:

6 ct lv ct

–P : Công suất danh nghĩa trên trục công tác: lv ct P = 2,744 (kW) lv ct (3.19);

– n ct : Số vòng quay của trục công tác : nct = 106,07 (v/ph) ;

Thay vào (3.21):

6 ct

Phương án bố trí động cơ điện:

X X

1

5 3

4 5

ηK: Hiệu suất của khớp nối

ηOl: Hiệu suất của một cặp ổ lăn.

⇒ η∑= 1 0,972 0,994= 0,90

1.Động cơ điện 2.Bộ truyền bánh răng côn 3.Bộ truyền bánh răng cấp nhanh.

4.Bộ truyền bánh răng cấp chậm

5.Khớp nối.

Vậy theo (3.2)cụng suất làm việc danh nghĩa trờn trục động cơ là:

η∑: Hiệu suất chung của toàn hệ thống

P lv ct: Giỏ trị cụng suất làm việc danh nghĩa trờn trục cụng tỏc:

ct lv

P = P = 2,744(kw)dg

3.4.4 Chọn động cơ thực tế

Căn cứ vào cụng suất đẳng trị đó tớnh tiến hành tra bảng chọn động cơ

cú cụng suất định mức thoả món điều kiện (3.1)

số vũng quay đồng bộ của động cơ đó được xỏc định nđb = 1500v/ph

Hiện nay trờn thị trường cú một số loại động cơ như: động cơ nhón hiệu DK

do nhà mỏy điện cơ Hà Nội chế tạo, động cơ nhón hiệu K do nhà mỏy động

cơ Việt - Hung chế tạo và động cơ nhón hiệu 4A do Liờn Xụ cũ chế tạo Cỏcđộng cơ 4A được chế tạo theo GOST 19523-74 cú phạm vi cụng suất lớn , sốvũng quay đồng bộ rộng khối lượng nhẹ hơn động cơ DK và K Vậy ta chọnđộng cơ loại 4A

Tra bảng P1.3[1] chọn động cơ : Với Pdc lv =3,049 Kw, ndb=1500 v/ph,ta chọn

được :

Kiểu động

cơ Công suất(kw) Vận tốc quay(v/p) Cos ϕ η% Tmax/Tdn Tk/Tdn

3.3.5 Kiểm tra điều kiện mở mỏy

Khi khởi động động cơ cần sinh ra một cụng suất mở mỏy đủ lớn để thắng

sức ỳ của hệ thống Kiểm tra điều kiện mở mỏy cho động cơ theo cụng thức

(3.13):

dc bd