Tài liệu Lvda.chi tiết máy nguyễn văn chiến

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 BỘ CÔNG THƯƠNG. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM. KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY -----o0o----- ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Giáo viên hướng dẫn: ??? Sinh viên thực hiện: 1. NGUYỄN VĂN CHIẾN (0605266) 2. NGUYỄN VĂN CHIẾN 3. KJ 4. LI ? Tháng 10 năm 2008 GVHD: Trang 1 . ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 Trang 2 . ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 CHƯƠNG 1 TÌM HIỂU HỆ THỐNG DẨN ĐỘNG BĂNG TẢI Khi ta thiết kế hệ thống dẫn động băng tải phải đảm bảo yêu cầu công suất trên trục là 9 kw số vòng quay trên trục thùng trộn là 63 vòng/phút, thời gian phục vụ là 5 năm, quay một chiều, làm việc hai ca, tải trọng va đập nhẹ (một năm làm việc 300 ngày, một ca 8 giờ). 1. Công suất trên trục động cơ P =9 kW 2. Số vòng quay trên trục thùng trộn 63 vòng/phút 3. Thời gian phục vụ 5 năm Quay một chiều, làm việc hai ca, tải trọng va đập nhẹ (một năm làm việc 300 ngày , một ca 8 giờ). Chế độ tải trọng cho như hình sau: GVHD: Trang 3 . ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 Các số liệu ban đầu: ¾ T 1= T ¾ T2= 0,9T ¾ t1= 1 ¾ t2= 45 1. Động cơ điện 2. Khớp nối 3. Hộp giảm tốc 4. Bộ truyền xích 5. Băng tải Nhiệm vụ đề tài: 1. Lập sơ đồ động để tính toán thiết kế 2. Lập bảng thuyết minh tính toán 3. Một bản vẽ lắp hộp giảm tốc GVHD: Trang 4 . ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 Để thỏa mãn yêu cầu trên ta sử dụng hộp giảm tốc đồng trục làm giảm vận tốc từ động cơ vào trục thùng trộn. Hộp giảm tốc này có đặc điểm là đường tâm của trục và và trục ra là trùng nhau. Do đó có thể giảm bớt chiều dài hộp giảm tốc, giúp cho việc bố trí cơ cấu gọn gàng. Tuy nhiên khi sử dụng hộp giảm tốc đồng trục ta nên chú ý đến một số khuyết điểm của nó: 9 Khả năng tải của cấp nhanh không dùng hết vì tải trọng tác dụng vào cấp chậm lớn hơn cấp nhanh trong khi khoảng cách của hai trục bằng nhau. 9 Phải bố trí các ổ của các trục đồng tâm bên trong hộp giảm tốc, làm phức tạp kết cấu gối đỡ và gây khó khăn cho việc bôi trơn các ổ này. 9 Khoảng cách giữa các gối đỡ của trục trung gian lớn nên muốn đảm bảo trục đủ bền và đủ cứng phải tăng đường kính trục. CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 2.1 Chọn động cơ điện 2.1.1 Ý nghĩa của việc chọn động cơ. 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. Do đó việc chọn động cơ có ý nghĩa kinh tế và kỹ thuật lớn. Nếu chọn đúng GVHD: Trang 5 . ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 động cơ thì động cơ có tính năng làm việc phù hợp với yêu cầu truyền động của máy, phù hợp với môi trường bên ngoài, vận hành được an toàn và ổn định. Nếu chọn công suất động cơ nhỏ hơn công suất phụ tải yêu cầu thì động cơ luôn làm việc quá tải, nhiệt độ tăng quá nhiệt độ phát nóng cho phép. Động cơ chóng hỏng. Nhưng nếu chọn công suất động cơ quá lớn thì sẽ làm tăng vốn đầu tư, khuôn khổ cồng kềnh, động cơ luôn làm việc non tải, hiệu suất động cơ sẽ thấp. khi chọn động cơ điện sao cho có thể lợi dụng được toàn bộ công suất động cơ. Khi làm việc nó phải thỏa mãn ba điều kiện: + Động cơ không phát nóng quá nhiệt độ cho phép + Có khả năng quá tải trong thời gian ngắn + Có mômen mở máy đủ lớn để thắng mômen cản ban đầu của phụ tải khi mới khởi động. 2.1.2 Chọn loại và kiểu động cơ Hiện nay trong công nghiệp thường sử dụng hai loại động cơ đó là: + Động cơ một chiều + Động cơ xoay chiều Thông thường động cơ xoay chiều thường được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp vì có sức bền làm việc cao, moment khởi động lớn. Bên cạnh đó động cơ một chiều có thể điều chỉnh êm tốc độ trong phạm vi rộng, động cơ bảo đảm khởi động êm, hãm và đổi chiều dễ dàng. Nhưng giá thành đắt, khối lượng sữa chữa lớn và mau hỏng hơn động cơ xoay chiều và phải tăng thêm vốn đầu tư để đặt các thiết bị chỉnh lưu. Từ những ưu điểm trên ta chọn động cơ điện xoay chiều 2.2 Tính toán và phân phối tỷ số truyền 2.2.1 Chọn động cơ điện Để chọn động cơ điện ta cần tính công suất cần thiết. GVHD: Trang 6 . ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 Nếu gọi Ptd là công suất trên trục ( tải trọng tương đương mà máy phải làm việc khi quay), Là trường hợp tải trọng thay đổi theo bậc nên ta có: 2 ⎡T ⎤ ∑1 ⎢⎣ T2 ⎥⎦ t 2 12.11 + 0.9 2.45 9 =9 = 9 0.847 2 11 + 45 ∑ t2 2 1 = 8.28(kw) η là công suất chung(Hiệu suất chung η của hệ thống), Nct là công suất cần thiế, Ta có: Pc t = Ptd η [2.1] Hiệu suất chung η của hệ thống: η = η η 2η 4η 1 2 3 4 η1 = 0.97- hiệu suất bộ truyền xích η 2 = 0.98- hiệu suất bộ truyền bánh răng η3 = 0.99- hiệu suất của một cặp ổ lăn η 4 = 0.98- hiệu suất của khớp nối đàn hồi thay vào ta có η = 0,97.(0,98)2 .(0,99)4 .0,98 = 0,877 GVHD: Trang 7 . ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 Suy ra hiệu suất chung η của hệ thống: η = 0,8777 Pct = Ptd η = 8,28 = 9,44(kw) 0,877 Phân phối tỉ số truyền cho hệ thống: • Chọn tỉ số truyền sơ bộ: Tra vào BảNG2.4 trang 21( Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1, tác giả TRịNH CHấT –LÊ VĂN UYểN).Theo bảng ta nên chọn tỉ số truyền như sau: o Đai thẳng: U xich = 2 o Hộp giảm tốc hai cấp: U hop = 10 Nên tỉ số truỵền sơ bộ của hệ thống là: U sb = U xixh .U hop = 10.2 = 20 Vận tốc sơ bộ của động cơ là: Vsb = U sb .n = 30.63 = 1260(vong / phut ) Î Với số liệu ta tính được Pct = 9,44(kw) V sb = 1260 ( vong / phut ) Ta tiến hành chọn động cơ GVHD: Trang 8 . ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 Cần phải chọn động cơ điện có công suất lớn hơn Pct = 9,44(kw) .Trong tiêu chuẩn có nhiều loại động cơ điện thõa mãn điều kiện này. Tra vào BảNG P1.3 trang 236 ( Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1, tác giả TRịNH CHấT –LÊ VĂN UYểN) nên ta chọn động cơ không đồng bộ 3 pha mang số hiệu 4A132M2Y3 có các thông số kỹ thuật sau: o Công suất: Pct = 11,0(kw) o Vận tốc: Vsb = 2907(vong / phut ) Chọn sơ bộ loại động cơ công suất định mức Pct = 11, 0 ( kw ) , có số vòng quay là Vsb = 2907 ( v ò ng / ph ú t ) . Nếu chọn động cơ điện có số vòng quay lớn Ví dụ: ta chọn 4A160S2Y3 o Công suất: Pct = 15, 0(kw) o Vận tốc: Vsb = 2930(vong / phut ) thì tỷ số truyền động chung tăng, dẫn đến việc tăng khuôn khổ, kích thước của máy và giá thành của thiết bị cũng tăng theo (trừ động cơ điện). Nhưng động cơ có số vòng quay lớn thì giá thành hạ hơn và ngược lại. Nếu chọn số vòng quay thấp thì tỷ số truyền động chung nhỏ do đó khuôn khổ của máy giảm và giá thành hạ. Vì vậy cần tiến hành tính toán cụ thể để chọn động cơ điện có số vòng quay sao cho giá thành của hệ thống dẫn động băng tải là nhỏ nhất. Đây là một việc làm rất cần thiết trong đời sống kinh tế hiện nay. GVHD: Trang 9 . ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 Vậy ta chọn được: động cơ không đồng bộ 3 pha mang số hiệu 4A132M2Y3 Pct = 11,0 ( kw ) Vsb = 2907 ( v ò ng / ph ú t ) . Đang làm tới đây: Ở đây ta chọn động cơ A02-42-4 công suất động cơ Pdc= 5,5kw, có số vòng quay là ndc= 1450vg/ph. 2.2.2 Phân phối tỷ số truyền Tỷ số truyền động chung n 1450 i = i i ix = dc = = 27,88 nh ch n 52 t Trong đó [2.2] n số vòng quay của động cơ dc n =52 số vòng quay của thùng trộn t i tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ nghiêng cấp nhanh nh GVHD: Trang 10 . ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 i tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ nghiêng cấp chậm ch ix tỷ số truyền của bộ truyền xích Ta chọn i x = 4 theo bảng 3.2 [1] i 27,88 ⇒u =i i = = = 6,97 nh ch i 4 x Để tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc bằng phương pháp ngâm dầu ta lấy: i = i = u = 2,64 nh ch Thử lại số vòng quay của trục thùng trộn: n = 1450 = 52vg / ph đúng với 2,64.2,64.4 yêu cầu đặt ra. 2.3 Kiểm tra điều kiện mở máy và quá tải của động cơ đã chọn - Mômen định mức của động cơ p 5,5 T = 9550 dmdc = 9550 = 36,22 Nm dmdc n 1450 dc Trong đó p công suất định mức của động cơ dmdc n dc số vòng quay của động cơ. - Mômen mở máy của động cơ Tmm = 1,4T = 50,08 Nm dmdc - Mômen lớn nhất trên trục động cơ Tmax = 2,2T = 79,684 Nm dmdc - Mômen nhỏ nhất trên trục động cơ T = 0,5T = 18,11Nm min dcdm GVHD: Trang 11 . ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 - Mômen cho phép của động cơ Tcp = 0,81Tmax = 64,54 Nm - Mômen cản của động cơ Tcan = 9550 p lv = 29,76 Nm n η dc - Mômen quá tải cực đại của động cơ Tmax qt = 1, 4Tcan = 41,66 Như vậy ta có: p = 5,5kw > Nct = 4,5kw dmdc Tcan = 29,76 Nm < Tmm = 50,08 Nm Tmax qt = 41,66 Nm < Tcp = 64,54 Nm Kết Luận: Động cơ đã chọn thỏa mãn các điều kiện làm việc của hệ thống. Đảm bảo vận hành hệ thống dẫn động thùng trộn tốt. 2.4 Xác định các thông số động học và lực học trên các trục 2.4.1 Tính toán tốc độ quay của trục n = 1450(vg / ph) dc n n = dc = 1450(vg / ph) 1 η 4 n 1450 = 549,24(vg / ph) n = 1 = 2 i 2,64 nh n 549, 24 = 208,04(vg / ph) n = 2 = 3 i 2,64 ch Trong đó ndc số vòng quay của động cơ n số vòng quay của trục 1 1 GVHD: Trang 12 . ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 n2 số vòng quay của trục 2 n3 số vòng quay của trục 3 2.4.2 Tính công suất trên các trục -Công suất danh nghĩa trên trục động cơ pdc = N ct = 4,5kw -Công suất danh nghĩa trên trục 1 p1 = pdcη3η 4 = 4,5.0,995 = 4, 48kw -Công suất danh nghĩa trên trục 2 p2 = p1η 2η3 = 4, 48.0,995.0,97 = 4,32kw -Công suất danh nghĩa trên trục 3 p3 = p2η 2η3 = 4,32.0,995.0,97 = 4,17 kw 2.4.3 Tính mômen xoắn trên các trục Tdc = 9550 GVHD: N ct 4,5 = 9550 = 29,64 Nm ndc 1450 T1 = 9550 p1 4,48 = 9550 = 29,50 Nm n1 1450 T2 = 9550 p2 4,32 = 9550 = 75,11Nm n2 549,24 T3 = 9550 p3 4,17 = 9550 = 191,05 Nm n3 208,44 Trang 13 . ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 Bảng số liệu động học và động lực học trên các trục tính được của hệ thống Thông số Trục Trục động cơ Tỉ số truyền 1 Tốc độ quay Công suất Mômen xoắn (vg/ph) (kw) (Nm) 1450 4,5 29,64 1450 4,48 29,50 549,24 4,32 75,11 Trục 1 2,64 Trục 2 GVHD: Trang 14 . ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Trục 3 ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 2,64 208,44 4,17 191,05 CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG XÍCH 3.1 Tìm hiểu và chọn truyền động xích Xích truyền chuyển động và tải trọng từ trục dẫn sang trục bị dẫn nhờ sự ăn khớp giữa các mắt xích với răng của đĩa xích. So với bộ truyền đai bộ truyền xích cơ những ưu điểm sau: - Không có hiện tượng trượt, hiệu suất cao hơn, có thể làm việc khi có quá tải đột ngột - Không đòi hỏi phải căng xích, lực tác dụng lên trục và ổ nhỏ hơn - Kích thứơc bộ truyền nhỏ hơn bộ truyền đai nếu truyền cùng công suất và số vòng quay. GVHD: Trang 15 . ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 - Bộ truyền xích truyền công suất nhờ vào sự ăn khớp giữa xích và bánh xích, do đó góc ôm không có vị trí quan trọng như trong bộ truyền đai và đo đó có thể truyền công suất và chuyển động cho nhiều đĩa xích bị dẫn. Tuy nhiên bộ truyền xích có những nhược điểm là do sự phân bố của các nhánh xích trên đĩa xích không theo đường tròn mà theo hình đa giác, do đó khi vào và ra khớp, các mắt xích xoay tương đối với nhau và bản lề xích bị mòn gây nên tải trọng động phụ, ồn khi làm việc, có tỷ số truyền tức thời thay đổi, vận tốc tức thời của xích và bánh xích thay đổi, cần phải bôi trơn thường xuyên và phải có bộ phận điều chỉnh xích. Có 3 loại xích chính là xích ống, xích ống con lăn và xích răng. Xích ống đơn giản, giá thành hạ và khối lượng giảm vì không dùng con lăn, nhưng cũng vì thế mà bản lề mòn nhanh. Vì vậy chỉ dùng xích ống đối với các bộ truyền không quan trọng mặc khác yêu cầu khối lượng nhỏ. Xích ống con lăn gọi tắt là xích con lăn, về kết cấu giống như xích ống chỉ khác ngoài ống lắp thêm thêm con lăn, nhờ đó có thể thay thế ma sát trượt giữa ống và răng đĩa bằng ma sát lăn giữa con lăn và răng đĩa. Kết quả là độ bền của xích con lăn cao hơn xích ống, chê tạo không phức tạp bằng xích răng, do đó xích con lăn được dùng khá rộng rải. Xích răng có khả năng tải lớn, làm việc êm, nhưng chế tạo phức tạp và giá thành đắt hơn xích con lăn. Từ những ưu điểm trên và do bộ truyền tải không lớn nên ta chon xích ống con lăn. 3.2 Chọn số răng đĩa xích - Chọn số răng của đĩa xích dẫn z1 = 29 − 2ix = 29 − 2.4 = 21 - Tính số răng đĩa xích bị dẫn z2 = z1ix = 4.21 = 84 GVHD: Trang 16 . ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 3.3 Xác định bước xích - Xác định các hệ số điều kiện sử dụng xích theo công thức (5.22) [1] k = kd ka k0 kdc kb klv (3.1) Trong đó Kd=1 hệ số tải trọng động Ka=1 hệ số xét đến ảnh hưởng của khoảng cách trục K0=1,25 hệ số xét đến ảnh hưởng của cách bố trí bộ truyền Kdc=1,25 hệ số xét đến ảnh hưởng của khả năng điều chỉnh lực căng xích (không có bộ phận căng xích) Kb=1 hệ số xét đến bôi trơn (nhỏ giọt) Klv=1 hệ số xét đến chế độ làm việc (1 ca) ⇒ k = 1.1.1.1,25.1,25.1 = 1,56 - Tính công suất tính toán - Theo công thức (5.25) [1] pt = kk z kn p 3 KX (3.2) Chọn xích một dãy nên Kx=1 Trong đó Kz hệ số răng đĩa xích Kn hệ số vòng quay P3=4.17kw công suất cần truyền 25 25 = = 1,19 z 21 1 n 400 kn = 01 = = 1,92 n 208,44 3 kz = GVHD: Trang 17 . ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY pt = ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 kk z kn p 3 = 1,56.1,19.1,92.4,17 = 14,86kw kx Dựa vào bảng 5.4 [1] theo cột n01=400vg/ph ta chọn bước xích pc=25,4, đường kính chốt do=7,95mm, chiều dài ống bo=22,61 và [p]=19. Dựa vào bảng 5.2 số vòng quay tới hạn ứng với bước xích 25,4mm là nth=800vg/ph, nên điều kiện n - Xem thêm -