ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: VŨ ANH TUẤN
PHẦN I:TÍNH CHON CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ
I.KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI VÀ CẤU TẠO MÁY BÀO MẶT PHẲNG
1.Khái niệm chung
Máy bào mặt phẳng hay còn gọi là máy bào giường hiện nay được sử dụng rộng
rãi. Trong các loại máy cơ khí, nó được dùng để gia công bề mặt các chi tiết kim loại
có biêń dạng lớn. Ngoài ra máy bào mặt phẳng còn được dùng để xẻ rãnh hình T, V,
đuôi én. Máy bào có thể gia công bề mặt các chi tiết ở mức độ thô hoặc tinh khác
nhau. Truyền động chính trong máy bào mặt phẳng là chuyển động tịnh tiến của bàn
máy, bàn máy được kéo bằng một động cơ điện. Chất lượng và năng suất của máy
bào mặt phẳng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tốc độ bàn máy, lực cắt, mô men cắt
của dao…. Vì vậy việc điều khiển động cơ truyền động cho bàn máy là hết sức quan
trọng mà ta cần nghiên cứu và giải quyết.
2.Phân loại
Máy bào mặt phẳng hiện nay có nhiều chủng loại, dựa vào kiểu phân loại ta chia
thành các nhóm máy bào mặt phẳng như sau:
*Dựa vào số trụ phân ra :
Máy bào một trụ : ví dụ như các kiểu máy 710 ; 71120 ; 7116
Máy bào hai trụ : ví dụ như các kiểu máy 7210 ; 7212 ; 7216
*Dựa vào chiều dài (Lb) của bàn máy và lực kéo bàn (Fk) ta phân ra:
Máy cỡ nhỏ: Chiều dài bàn Lb < 3 (m) ; Lực kéo Fk = 30 ÷ 50 (KN)
Máy cỡ trung bình: Chiều dài bàn Lb = 4 ÷ 5 (m) ; Lực kéo Fk = 50 ÷ 70 (KN)
Máy cỡ nặng (lớn): Chiều dài bàn Lb > 5 (m) ; Lực kéo Fk > 70 (KN)
3.kết cấu máy bào mặt phẳng
Máy bào giường được cấu tạo từ nhiều chi tiết phức tạp, nhiều khối khác nhau.
Ở đây ta chỉ mô tả kết cấu bên ngoài và các bộ phận chủ yếu của máy.
SVTH:NGUYỄN XUÂN TUẤN
K2B
1
LỚP:ĐHLT _ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: VŨ ANH TUẤN
Hình 1.1. Hình dáng bên ngoài của máy bào giường hai trụ
*Đế máy (thân máy)
Được làm bằng gang đúc để đỡ bàn và trụ máy để có khối thế tạo vững chắc cho
máy. Đế được xẻ rãnh hình chữ nhật và chữ V để cho bàn máy chuyển động dọc
theo đế máy.
*Bàn máy
Được làm bằng gang đúc dùng để mang chi tiết gia công. Trên bàn máy có 5 rãnh
chữ T để gá lắp chi tiết cần gia công. Bàn máy được kéo tịnh tiến trên đế máy nhờ
lực kéo của động cơ truyền động.
*Giá chữ U
Được cấu tạo từ hai trụ thép vững chắc và có một dầm ngang trên cùng. Trong
dầm đặt một động cơ để di chuyển xà ngang lên xuống, dọc theo trục có xẻ rãnh, có
trục vít nâng hạ và dao động để di chuyển xà
*Xà ngang
Chuyển động lên xuống theo hai trụ, xà được kẹp chặt khi gia công
SVTH:NGUYỄN XUÂN TUẤN
K2B
2
LỚP:ĐHLT _ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: VŨ ANH TUẤN
*Các bàn dao máy
Gồm hai bàn dao đứng và hai bàn dao hông, trục bàn có giá đỡ dao. Giá máy có thể
dịch chuyển một góc nào đó để gia công chi tiết, khoảng dịch chuyển lớn nhất của
các con trượt là 300 mm, góc quay giá đỡ là ± 600.
*Bộ phận truyền động
Gồm các máy điện xoay chiều, một chiều chuyển động quay và qua các hộp
truyền động truyền chuyển động cho các bộ phận của máy
Tóm lại: Máy bào giường được cấu tạo hoàn chỉnh sẽ có kết cấu chắc chắn, gọn,
đảm bảo tính kỹ thuật, kinh tế, thẩm mỹ.
II.CÁC TRUYỀN ĐỘNG CỦA MÁY BÀO GIƯỜNG
1. Truyền động chính của bàn máy
Truyền động của bàn là truyền động chính của máy, đây là kiểu chuyển động tịnh
tiến và có tính chất chu kỳ lặp lại, mỗi chu kỳ có hai hành trình là hành trình thuận và
hành trình ngược.
1.1 Hành trình thuận
Là hành trình gia công chi tiết nên còn gọi là hành trình cắt gọt. Ở hành trình này
có nhiều giai đoạn khác nhau như khởi động, ăn dao, vào chi tiết, cắt gọt ổn định,
dao ra khỏi chi tiết. Ứng với mỗi giai đoạn là một tốc độ yêu cầu khác nhau phụ
thuộc vào các yếu tố của chế độ cắt gọt.
1.2 Hành trình ngược
Sau khi kết thúc hành trình thuận, bàn máy được đảo chiều và bắt đầu hành trình
ngược. Hành trình này bàn máy chạy không tải trở về vị trí ban đầu để chuẩn bị cho
chu kỳ làm việc tiếp theo. Tốc độ của bàn máy ở hành trình ngược thường lớn hơn ở
hành trình thuận (khoảng 2 ÷ 3 lần) để nâng cao năng suất làm việc của máy.
Truyền động của bàn được thực hiện bằng một động cơ điện qua hộp giảm tốc
truyền động tới trục vít thanh răng biến chuyển động quay của động cơ thành
chuyển động tịnh tiến của bàn. Tốc độ bàn máy được biểu diễn theo thời gian trong
một chu kỳ gia công như hình 1.2.
SVTH:NGUYỄN XUÂN TUẤN
K2B
3
LỚP:ĐHLT _ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: VŨ ANH TUẤN
V
Vth
V0
V0
t
V0
Vng
t1 t21 t22 t3
t4
t5 t61 t62 t7
t8
t9
t10
t11
t12
TCK
Hình 1.2 Đồ thị tốc độ bàn máy theo thời gian trong một chu kỳ bào
Do đặc điểm chuyển động của bàn máy là đảo chiều với tần số làm việc lớn nên
quá trình quá độ chiếm thời gian khá lớn trong một chu kỳ làm việc. Chiều dài hành
trình (hay chiều dài bàn) càng lớn thì quá trình quá độ chiếm tỷ lệ càng nhỏ. Năng
suất của máy được xác định là số hành trình kép trên một đơn vị thời gian, vậy muốn
đảm bảo năng suất của máy ta cần tìm hiểu về tốc độ yêu cầu của máy theo thời
gian làm việc trong một chu kỳ:
• Giả thiết bàn máy đang ở đầu hành trình thuận, bàn máy được tăng tốc đến vận
tốc V0 trong thời gian t1. Thường thì vận tốc V0 = 5 ÷ 15(m/phút) gọi là tốc độ
vào dao.
• Sau khi chạy ổn định với tốc độ V0 trong khoảng thời gian t21 thì dao cắt bắt
đầu vào chi tiết. Dao cắt vào chi tiết ở tốc độ thấp nhằm mục đích tránh sứt
mẻ dao hoặc chi tiết.
• t 22 dao cắt vào chi tiết và cắt với tốc độ V0 cho đến hết thời gian t22.
• t3 là khoảng thời gian bàn máy tăng tốc từ tốc độ V0 đến tốc độ Vth gọi là tốc độ
cắt gọt.
• t4 là khoảng thời gian gia công chi tiết với tốc độ cắt gọt Vth không đổi.
SVTH:NGUYỄN XUÂN TUẤN
K2B
4
LỚP:ĐHLT _ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: VŨ ANH TUẤN
• t 5 Gần hết hành trình thuận, bàn máy sơ bộ giảm tốc độ từ tốc độ cắt gọt về
tốc độ V0 trong khoảng thời gian t5.
• t61 là thời gian tiếp tục gia công nhưng ở tốc độ V0
• t62 là khoảng thời gian dao được đưa ra khỏi chi tiết nhưng bàn máy vẫn chạy
với tốc độ V0.
• t7 là thời gian bàn máy được giảm tốc về 0 để đảo chiều sang hành trình ngược.
• t8 là thời gian bàn máy tăng tốc nhanh sau khi đảo chiều sang hành trình ngược
đến tốc độ Vng gọi là tốc độ không tải.
• t9 là khoảng thời gian bàn máy chạy ngược ở tốc độ Vng không đổi.
• t10Gần hết hành trình ngược, bàn máy được giảm tốc về tốc độ V0 trong khoảng
thời gian t10.
• t11 là khoảng thời gian bàn máy vẫn chạy ngược với tốc độ V0 và bắt đầu giảm
tốc về 0 để đảo chiều.
• t 12 là thời gian vận tốc giảm về 0 và đảo chiều để kết thúc một chu kỳ làm việc
và chuẩn bị cho chu kỳ làm việc tiếp theo.
Bàn dao được di chuyển bắt đầu từ thời điểm bàn máy đảo chiều từ hành trình
thuận sang hành trình ngược và kết thúc di chuyển trước khi dao cắt vào chi tiết.
Tổng thời gian từ khi bắt đầu hành trình thuận cho đến hết hành trình ngược gọi là
chu kỳ làm việc của máy bào giường TCK.
Tốc độ hành trình thuận được xác định tương ứng với chế độ cắt gọt, thường thì
Vth = 5 ÷ 120 m/ph. Tốc độ bàn máy lớn nhất có thể đạt Vmax = 75 ÷ 120 m/ph. Để tăng
năng suất máy, tốc độ hành trình ngược chọn lớn hơn tốc độ hành trình thuận Vng =
k.Vth và thường thì k = 2 ÷ 3
Năng suất của máy phụ thuộc vào số hành trình kép trong một đơn vị thời gian:
n=
•
1
1
=
TCK t th + t ng
(1-1)
TCK – thời gian một chu kỳ làm việc của bàn máy (s)
SVTH:NGUYỄN XUÂN TUẤN
K2B
5
LỚP:ĐHLT _ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: VŨ ANH TUẤN
•
tth thời gian bàn máy chuyển động ở hành trình thuận (s)
•
tng thời gian bàn máy chuyển động ở hành trình ngược (s)
Giả sử gia tốc bàn máy lúc tăng hay giảm tốc độ là không đổi thì ta có:
t th =
L th L g.th + L h.th
+
Vth
Vth / 2
; t ng =
L ng Lg.ng + L h.ng
+
Vng
Vng / 2
(1-2)
*Trong đó:
•
Lth , Lng : là chiều dài hành trình của bàn máy tương ứng với tốc độ ổn định Vth,
Vng của hành trình thuận và hành trình ngược.
•
Lg.th , Lh.th : là chiều dài hành trình bàn trong quá trình tăng tốc (gia tốc) và quá
trình giảm tốc (hãm) ở hành trình thuận.
•
Lg.ng , Lh.ng : là chiều dài hành trình bàn trong quá trình tăng tốc (gia tốc) và quá
trình giảm tốc (hãm) ở hành trình ngược.
Thay (1-2) vào (1-1) ta có:
n=
1
1
=
L
L
(k +1).L
+
+ t dc
+ t dc
Vth Vng
Vng
(1-3)
*Trong đó:
•
L = Lth + Lg.th + Lh.th = Lng + Lg.ng + Lh.ng là chiều dài hành trình máy.
•
k=
•
tđc là thời gian đảo chiều của bàn máy.
Vng
là tỷ số giữa tốc độ hành trình ngược và hành trình thuận.
Vth
Từ công thức (1-3) ta thấy rằng khi đã chọn tốc độ cắt gọt ở hành trình thuận là
Vth thì năng suất của máy phụ thuộc vào hệ số k và thời gian đảo chiều tđc. Khi k tăng
thì Vng tăng nên năng suất của máy tăng, tuy nhiên khi k > 3 thì năng suất của máy
tăng không đáng kể vì lúc đó thời gian đảo chiều tđc lại tăng. Nếu chiều dài bàn máy
Lb > 3 m thì thời gian tđc ít ảnh hưởng đến năng suất mà chủ yếu là hệ số k. Khi
chiều dài bàn Lb bé và nhất là khi tốc độ V = Vmax = 75 ÷ 120 (m/ph) thì tđc ảnh hưởng
SVTH:NGUYỄN XUÂN TUẤN
K2B
6
LỚP:ĐHLT _ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: VŨ ANH TUẤN
nhiều đến năng suất của máy. Vì vậy một trong các điều kiện cần chú ý khi thiết kế
truyền động
cho bàn máy của máy bào giường là cần giảm thời gian quá trình quá độ càng nhỏ
càng tốt.
Một trong những biện pháp giảm thời gian quá trình quá độ là xác định tỷ số
truyền tối ưu của cơ cấu truyền động từ động cơ đến trục làm việc, đảm bảo máy
làm việc với gia tốc cao nhất.
*Kêt́ luân
̣ :Từ những phân tích ở trên ta rút ra các yêu cầu về truyền động chính của
máy bào giường như sau:
*Phạm vi điều chỉnh tốc độ:
D=
Vmax Vngmax
=
Vmin Vthmin
(1-4)
Trong đó :
•
Vngmax : là tốc độ lớn nhất của bàn máy ở hành trình ngược, thường Vngmax= 75
÷ 120 (m/ph)
•
Vthmin : là tốc độ nhỏ nhất của bàn máy ở hành trình thuận, thường Vthmin = 4 ÷ 6
(m/ph).
Như vậy phạm vi điều chỉnh tốc độ nằm trong khoảng D = (12,5 ÷ 30)/1
* Đặc tính phụ tải của truyền động chính:
Thông thường, để đảm bảo cho công suất đặt là nhỏ nhất cho động cơ truyền động
(thường là động cơ một chiều) thì hệ truyền động thường được điều khiển theo hai
vùng điều chỉnh, ta có đặc tính của đồ thị phụ tải như sau:
P,M
MC
PC
I
V
min
SVTH:NGUYỄN XUÂN
TUẤN
K2B
II
Vgh
Vmax
7
V
LỚP:ĐHLT _ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: VŨ ANH TUẤN
Hình 1.3 Đặc tính của phụ tải máy bào giường
*Vùng I: là vùng thay đổi điện áp phần ứng trong dải điều chỉnh D = (5 ÷ 6)/1 với mô
men trên trục động cơ không đổi ứng với tốc độ bàn máy thay đổi từ Vmin = (4 ÷ 6)
m/ph đến Vgh = (20 ÷ 25) m/ph. Khi đó lực kéo bàn máy là không đổi và công suất kéo
Pc tăng dần lên.
*Vùng II: là vùng điều chỉnh bằng cách giảm từ thông động cơ trong phạm vi D = (4
÷ 5)/1 khi thay đổi tốc độ từ Vgh đến Vmax = (75 ÷ 120) m/ph. Khi đó công suất kéo PC
gần như không đổi còn lực kéo thì giảm dần.
Tuy nhiên, việc thay đổi tốc độ bằng cách thay đổi từ thông sẽ làm giảm năng suất
của máy vì thời gian quá trình quá độ tăng do hằng số thời gian mạch kích từ lớn (tức
do quán tính của cuộn kích từ lớn). Vì vậy thực tế người ta mở rộng phạm vi điều
chỉnh điện áp và giảm phạm vi điều chỉnh từ thông, hoặc điều chỉnh tốc độ động cơ
trong cả dải bằng cách thay đổi điện áp phần ứng, trong trường hợp này thì công
suất động cơ phải tăng Vmax/Vgh.
Độ ổn định tĩnh: Ở chế độ làm việc xác lập, độ ổn định tốc độ không được vượt
quá 5% (s ≤ 5%) khi phụ tải thay đổi từ 0 đến giá trị định mức.
Ở quá trình quá độ hay quá trình khởi động và hãm yêu cầu xảy ra êm, tránh va
đập trong bộ truyền động với độ tác động cực đại.
Đối với những máy bào giường cỡ nhỏ (Lb< 3m; FK = 30 ÷ 50KN) thì D = (3 ÷ 4)/1
với hệ thống truyền động chính thường là động cơ không đồng bộ - khớp ly hợp
điện từ; động cơ không đồng bộ roto dây quấn hoặc động cơ điện một chiều kích từ
độc lập và hộp tốc độ. Những máy cỡ trung bình (Lb = 3 ÷ 5 m; FK = 50 ÷ 70 KN) thì
D = (6 ÷ 8)/1 với hệ thống truyền động là hệ F - Đ (máy phát điện một chiều cấp
điện cho động cơ một chiều). Đối với máy cỡ nặng (Lb>5 m; FK>70 KN) thì D = (8 ÷
25)/1, hệ truyền động là F-Đ có bộ khuếch đại trung gian hoặc hệ truyền động T-Đ
SVTH:NGUYỄN XUÂN TUẤN
K2B
8
LỚP:ĐHLT _ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: VŨ ANH TUẤN
là hệ chỉnh lưu cấp điện cho động cơ một chiều và điều chỉnh tốc độ bằng cách điều
chỉnh góc mở của thyristor.
2.Truyền động ăn dao
Truyền động ăn dao cũng làm việc có tính chất chu kỳ, trong mỗi hành trình kép
làm việc một lần. thời gian truyền động ăn dao được thực hiện từ thời điểm đảo
chiều
từ hành trình thuận sang hành trình ngược và kết thúc trước khi dao cắt bắt đầu vào
chi tiết.
Phạm vi điều chỉnh lượng ăn dao là D = (100 ÷ 200)/1 với lượng ăn dao cực đại có
thể đạt tới (80 ÷ 100) mm/1 hành trình kép.
Cơ cấu ăn dao yêu cầu làm việc với tần số lớn, có thể đạt 1000 lần/giờ. Hệ thống di
chuyển đầu dao cần phải đảm bảo theo hai chiều ở cả chế độ di chuyển làm việc và
di chuyển nhanh. Truyền động ăn dao có thể thực hiện bằng nhiều hệ thống như: cơ
khí, điện khí, thủy lực, khí nén…, thông thường sử dụng rộng rãi hệ thống điện cơ,
đó là động cơ điện và hệ thống truyền động trục vít - êcu hoặc bánh
răng - thanh răng.
Lượng ăn dao trong một hành trình kép khi truyền động bằng hệ trục vít - êcu
được tính như sau: s = ωtv .t . T
Và đối với hệ bánh răng - thanh răng là: s = ωtv .Z .t . T
*Trong đó : ωtv ; ωtv là vận tốc góc của trục vít; bánh răng (rad/s);
Z là số bánh răng;
t là bước răng của trục vít hoặc thanh răng (mm);
T là thời gian làm việc của trục vít hoặc thanh răng (s)
Từ hai biểu thức trên, ta có thể điều chỉnh lượng ăn dao s bằng cách thay đổi thời
gian sử dụng nguyên tắc hành trình (sử dụng công tắc hành trình) hoặc nguyên
tắc thời gian (sử dụng rơle thời gian). Các nguyên tắc này đơn giản nhưng năng suất
máy thường bị hạn chế, lý do là lượng ăn dao lớn thì thời gian làm việc phải dài,
nghĩa là thời gian đảo chiều từ hành trình thuận sang hành trình ngược phải dài và
SVTH:NGUYỄN XUÂN TUẤN
K2B
9
LỚP:ĐHLT _ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: VŨ ANH TUẤN
trong nhiều trường hợp thì điều này không cho phép. Để thay đổi tốc độ trục làm
việc, ta có thể dùng nguyên tắc tốc độ, điều chỉnh tốc độ bản thân động cơ hoặc
dùng hộp tốc độ nhiều cấp. Nguyên tắc này phức tạp hơn nguyên tắc trên nhưng có
thể giữ được thời gian làm việc của truyền động như nhau với các lượng ăn dao
khác nhau.
3. Truyền động nâng hạ xà
Máy bào giường có giá đỡ gọi là xà ngang để đỡ giá dao vững chắc. Xà ngang
được dịch chuyển lên xuống dọc theo hai trục máy để điều chỉnh khoảng cách giữa
đầu dao và chi tiết gia công.
4. Truyền động kẹp nhả xà
Là truyền động được định vị để kẹp chặt xà trên hai trục của máy để gia công chi
tiết hoặc nới lỏng xà để nâng hạ dao, giá dao. Truyền động được thực hiện nhờ
động cơ xoay chiều qua hệ thống cơ khí. Tác dụng của lực nêm chặt bao nhiêu tùy ý
do ta điều chỉnh chuyển động với việc nâng hạ xà như trên.
5. Bơm dầu
Khi cấp điện cho hệ truyền động làm việc thì bơm dầu cũng phải được làm việc,
lượng dầu trong máy đảm bảo thì rơle áp lực mới hoạt động kích hoạt làm kín mạch
cho chuyển động của bàn. Áp lực cần thiết là 2,5 at, hệ thống bơm dầu được thực
hiện từ động cơ xoay chiều.
6. Quạt gió
Động cơ quạt gió là động cơ xoay chiều đảm bảo cho hoạt động của máy làm
việc với nhiệt độ cho phép.
Nói chung, máy bào giường có công nghệ phức tạp, truyền động chính yêu cầu
phải có độ chính xác khá cao và có nhiều truyền động phụ. Các truyền động bàn và
truyền động ăn dao có thể được điều khiển ở chế độ hiệu chỉnh hoặc tự động với
SVTH:NGUYỄN XUÂN TUẤN
K2B
10
LỚP:ĐHLT _ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: VŨ ANH TUẤN
trang thiết bị hợp lý, hiện đại. Nếu điều khiển chính xác, đáp ứng được các yêu cầu
về truyền động thì máy bào giường có thể gia công ở chế độ tinh với độ chính xác
cao
III:TÍNH CHỌN VÀ KIỂM NGHIỆM CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ
1. Tập hợp số liệu ban đầu
Fth=20.000 N=20*103 N
V 0 =6m/ph ⇒ ω 0 = 10 (rad/s)
Vth=20m/ph ⇒ ωth =
Vth
20
=
= 33,3 (rad/s)
60 * ρ 60 * 0,01
Vng=(2-3)Vth=2*20 = 40 m/ph
⇒ ωng =
Vng
60 * ρ
=
40
= 66, 67 (rad/s)
60 * 0, 01
Gb= 150000 (N)=150*103(N)
Gct=100.000(N)=100*103(N)
η dm = 0,76 µ = 0,06 ; Lb=12 m J Σ = 14,6kg / m 2
2.Tính chọn sơ bộ công suất động cơ
- Xác định thành phần thẳng đứng của lực cắt Fy0
Fy0=0,4*Fz0=0,4*20*103=8*103(N)
- Xác định lực kéo tổng
Fk1= Fz0+(Gb+Gct+Fy0)* µ
= 20*103+(100*103+150*103+8*103)*0,06=35480 (N)
- Xác định công suất đầu trục động cơ
P 0 th1=
Fk1 * V0
35480 * 6
=
= 4, 67 (KW)
60 *1000 *η 60 *1000 * 0, 76
* Ở chế độ cắt :
- Xác định :
Fyth=0,4*Fzmax=0,4*20*103=8*103(N)
Fk2=Fzmax+(Gct+Gb+Fyth)* µ =35480 (N)
- Xác định công suất đầu trục của động cơ:
SVTH:NGUYỄN XUÂN TUẤN
K2B
11
LỚP:ĐHLT _ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Pth2=
GVHD: VŨ ANH TUẤN
Fk 2 * Vth
35480 * 20
=
= 15,56 (KW)
60 * 1000 *η 60 *1000 * 0,76
- Xác định công suất tính toán:
Ptt2=P th .
Vng
Vth
=
15,56.40
= 31,12 (KW)
20
Từ các số liệu tính toán ta lập bảng để chọn công suất động cơ:
chế
độ
cắt
1
trọng
V th
Vng
m/ph m/ph
lực cắt
lượng
Fz (KN)
Gb + Gct
(N)
6
20
20000
250000
công
lức kéo
suất
công suất
max
đầu trục
tính toán Ptt
Fk(N)
Pth
(KW)
35480
(KW)
15,56
31,12
Từ các số liệu đã tính toán ở trên ta chọn Pdm ≥ 31,12 (kw) .Dựa vào bảng thông số
các động cơ điện một chiều ta chọn được:
Ký hiệu Pdm
π -806
(KW)
32
n dm
Idm
(v/ph)
1000
(A)
165
r+ r cp
rCKS
Udm
0,047
(Ω)
65
(V)
220
Vận tốc góc của động cơ
ω dm =
2π * n dm 2 * 3,14 * 1000
=
= 105 (rad/s)
60
60
-Xác định kφ dm :
Từ phương trình đặc tính động cơ điện một chiều kích từ độc lập ta có:
U1=E+I(ru+rp) ⇔ E=U1(ru+rp)
Mặt khác : E= kφω ⇒ kφω =U1-I(ru+rp) ⇒ kφ =
SVTH:NGUYỄN XUÂN TUẤN
K2B
U 1 − I (ru + rp )
12
ω
LỚP:ĐHLT _ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
⇒ kφdm =
GVHD: VŨ ANH TUẤN
U dm − I dm (ru + rp )
ωdm
=
220 − 165 * 0, 047
= 2(vb)
105
3. kiểm nghiệm động cơ
Để kiểm nghiệm động cơ đã chọn ta tiến hành như sau :
- Xác định công suất đầu trục động cơ khi không tải ở hành trình thuận :
P0th= ∆P0th + ∆Pp
*Trong đó : Tổn hao không tải ở hành trình thuận là
∆P0 = 0,6.Pth1 .(1 − η ) = 0,6.15,56.(1 − 0,76) = 2,24 (Kw)
Tổn hao do ma sát nơi gờ trượt lúc không tải:
-khi tốc độ v ad = v 0 = 6(m / ph)
∆p P 0 =
( Gct + Gb ) *Vad
60 *1000
*µ =
(100 *10
)
+ 150 *10 3 * 6
* 0,06 = 1,5 (kw)
60 *1000
3
⇒ Tổn hao không tải ở hành trình thuận:P
oth
= ∆P0 + ∆Pp 0 = 1,5 + 5 + 2, 24 = 3, 74
(kw)
- Xác định mômen không tải của động cơ
M0= kφdm * I dm −
M đt 0 = M 0 +
p0 p
ω0
Pdm *103
32 *103
= 2 *165 −
= 25, 2 (Nm)
ωdm
105
=25,2+
1,5.1000
= 175, 2 (Nm)
10
- Xác định momen điện từ của động cơ ở hành trình thuận khi tải đầy:
PDth *103
15,56 *103
=
25,
2
+
= 321,8 (Nm)
Mdtth=M0+Mth=M0+
ωth
33,3
- Xác định dòng điện không tải :
I 0=
M đt 0 176, 2
=
= 87, 6 (A)
k Φ đm
2
- Xác định dòng điện lúc đầy tải :
Ith=
M dtth 321,8
=
= 160,9( A)
kφdm
2
SVTH:NGUYỄN XUÂN TUẤN
K2B
13
LỚP:ĐHLT _ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: VŨ ANH TUẤN
- Công suất động cơ trong hành trình ngược khi dùng phương pháp điều chỉnh
điện áp ở cả dải tốc độ:
PDng=P0th*
Vng
Vth
= 3, 74 *
40
= 7, 48 (kw)
20
- Xác định mômen điện từ ở hành trình ngược:
Mdtng=M0+
PDng *103
ωng
= M0 +
PDng *103
Vng / ρ
7, 48 *103
= 138( Nm)
= 25, 2 +
66, 67
- Dòng điện trong hành trình ngược:
Ing=
- Dòng điện quá độ:
M dtng
kφ dm
=
138
= 69 (A)
2
Iqđ=2*Idm=2*165=330 (A)
- Xác định các khoảng thời gian làm việc:
- Thời gian quá độ :
tqđ= M
J
J
* (ω 2 − ω1 ) =
( I qd − I c ) * kφdm * ( ω 2 − ω1 )
qd − M c
*Trong đó :
•
J=Jpu+Jcd=10,3(kg/m2)
•
Mqd , Iqd: momen, dòng điện động cơ trong quá trình quá độ
•
Mc , Ic: momen, dòng điện phụ tải của động cơ
ω1 , ω 2 : tốc độ động cơ ở cuối và đầu quá trình quá độ
•
Từ đó ta xác định được các khoảng thời gian:
t1 = t9 = t14 =
14, 6
*10 = 0,3( s )
(330 − 87, 6) * 2
Với:
ω1 = 0, ω2 = ω0 = 10(rad / s )
I c = 87, 6( A)
t 4 = t6 =
14, 6
* ( 33,33 − 10 ) = 1 (s)
(330 − 160,9).2
Với: ω1 = ω 0 = 10, ω 2 = ω th = 33,33 ; Ic= 160,9(A)
SVTH:NGUYỄN XUÂN TUẤN
K2B
14
LỚP:ĐHLT _ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
t10 =
GVHD: VŨ ANH TUẤN
14, 6
* 66, 67 = 1,87( s)
(330 − 69) * 2
Với ω1 = 0, ω2 = ωng = 66, 67 ; I C =69(A)
t12 =
14, 6
* ( 66, 67 − 10 ) = 1,59( s ) (s)
(330 − 69) * 2
Với ω1 = ω0 = 10, ω2 = ωng = 66, 67 ;I C =69 (A)
Theo kinh nghiệm vận hành ta có
t13 = 1,5 * t1 = 1,5 * 0,3 = 0, 45( s)
t3 = t7 ; t2 = t8 ; t2 + t3 = t13 ; t2 = 3* t3
→ t3 = t7 =
t2 = t8 =
1
1
1
* t13 = * t13 = * 0, 45 = 0,12
4
4
4
3
3
* t13 = * 0, 45 = 0,34 (s)
4
4
- Thời gian làm việc ở tốc độ thuận (Vth) t5 là:
Ta có :
V
0
L5 = Lb- ΣLith = Lb − ( t1 + t 9 ) +
2
= 12 −
Vậy :
V0 + Vth
( t 4 + t 6 ) + V0 ( t 2 + t 3 + t 7 + t 8 )
2
( 6 + 20 )
1 6
* 2 + 6 * ( 0, 24 + 0, 68 ) = 11, 4( m)
* 0, 6 * +
60 2
2
L5= 11,4 (m)
Vậy ta có: t5 =
L5 11, 4
=
= 0,57( ph) = 34, 2( s)
Vth
20
- Xác định thời gian làm việc ở vận tốc ngược Vng: t11
Ta có :
Vng + V0
Vng
V
* t10 +
* t12 + 0 * t14 + V0 * t13
2
2
2
L11=Lb- ΣL ing =Lb-
=12 −
1 40
46
6
*1,87
+
*1,59
+
* 0,3 + 6 * 0, 45 = 10, 7 m
60 2
2
2
SVTH:NGUYỄN XUÂN TUẤN
K2B
15
LỚP:ĐHLT _ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Vậy ta có : t11=
GVHD: VŨ ANH TUẤN
L11 10, 7
=
= 0, 27( ph) = 16, 2( s )
Vng
40
Thời gian làm việc của một chu kỳ:
Tck= Σti = 56,3( s )
3.1. Kiểm nghiệm theo điều kiện phát nóng :
14
I dt =
=
∑I
i =1
2
i
.ti
Tck
I 2 qd * (t1 + t4 + t6 + t9 + t10 + t12 + t14 ) + I 02 (t2 + t8 + t11 + t13 ) + I th2 (t3 + t5 + t7 )
t1 + t2 + t3 + t4 + t5 + t6 + t7 + t8 + t9 + t10 + t11 + t12 + t13 + t14
= 157, 4( A)
Ta có Idt
- Xem thêm -