Thiết kế môn học máy trục vận chuyển Bộ môn MXD
II-xác định vận tốc di chuyển xe con:
-Theo giáo trình "Máy vận chuyển-nhà xuất bản giao thông"thì vận tốc di chuyển của
xe lăn ở trong khoảng 10ữ50(m/phút),phơng án thiết kế ở đây ta chọn v
x
=20(m/phút).
III-thiết kế bánh xe:
Xe con dy chuyển trên dầm cổng trục nhờ các bánh xe hình trụ hay hình
côn.Để đảm bảo an toàn thì thờng dùng bánh xe có hai thành bên cho xe con mang
hàng khỏi bị trợt khỏi đờng ray.Khoảng cách hai mép trong của thành bánh xe làm
rộng hơn để chánh lực ma sát lớn giữa thành bánh và mặt bên của ray.Bánh xe hình
trụ đợc sủ dụng rộng rãi nhất,dễ chế tạo nhng không có khả năng định tâm.Khắc phục
điều này ngời ta dùng hai bánh hình côn để làm bánh dẫn.Do ngày nay công nghệ
chính xác ngày càng cao nên vấn đề định tâm chuẩn cho các bánh xe hình trụ không
còn là vấn đề nữa.Do vậy để dễ chế tạo ,lắp lẫn giữa các bánh xe cao ta dùng cả bốn
bánh giống nhau hình trụ có thành bên vật liệu chế tạo bánh xe ta chọn là thép 55,bề
mặt làm việc đợc nhiệt luyện với độ rắn HB=300ữ400 với bề dày1.5(mm).
-Theo tiêu chuẩn OCT3569-60,ta sơ bộ chọn bánh xe:(hình 23)
+Đờng kính bánh xe:D
bx
=300(mm),
+Đờng kính ngõng trục:d=60(mm),
+Bề rộng bánh xe(không kể thành bên):60(mm).
-Tơng ứng với D
bx
ta chọn thép vuông 45x45 làm ray đặt trên cổng trục cho xe lăn
chạy.
Kiểm tra bánh xe:
-Bánh xe và ray tiếp xúc đờng ,bánh xe kẹp chặt trên trục không thể quay tơng đơng
với mặt phẳng vuông góc với trục nên để đảm bảo bánh xe bền cho bánh xe thì :
d
=190
rb
P
bx
*
[
d
] (2.67-TTMT)
Sinh viên: Nguyễn Hữu Phú Lớp: MXD41
5
Thiết kế môn học máy trục vận chuyển Bộ môn MXD
Trong đó:
Vì vật liệu làm bánh xe là thép đúc 55 nên tra bảng (2.19-TTMT),ứng suất dập cho
phép:[
d
]=750(N/mm
2
),
b,r:chiều rộng mặt làm việc và bán kính bánh xe (mm)
b=40(mm)
r=150(mm)
P
tx
:tải trọng tơng đơng tác dụng lên bánh xe
P
tx
=*k
bx
*P
max
(N) (3.65- TTMT)
K
bx
:hệ số tính đến chế độ làm việc của cơ cấu,tra bảng (3.12-TTMT)
k
bx
=1.2,
:hệ số tính đến sự thay đổi tải trọng,căn cứ vào
0
G
Q
>1 tra bảng (3.12-TTMT) đ-
ợc =0.8,
P
max
:tải trọng lớn nhất tác dụng lên bánh xe (N)
Vì ta chọn bốn bánh xe nh nhau nên ta dùng tải trọng lớn nhất tác dụng nên bánh xe
A để tính toán.
Một bánh xe bao giờ cũng chịu tác dụng của:
+Trọng lợng bản thân xe lăn(kể cả trọng lợng bộ phận mang):coi nh phân bố
đều cho các bánh xe,mỗi bánh xe chịu tác dụng một lực:
P
mim
=
)(8750
4
10*5.3
4
4
0
N
G
==
+Trọng lợng hàng nâng:do sự bố trí hình học giữa các bánh xe và tang nâng mà
tải trọng không phân bố đều lên các bánh xe.ở đây bánh A chịu lực lớn nhất,ta dùng
lực này để tính toán.Theo sơ đồ ta tính đợc:P
A
=32142.86(N)
Vậy: P
max
=P
A
+P
mim
=8750+32142.86=40892.86(N).
Ta có:
d
=190
150*40
86.40892*2.1*8.0
=486(N) < [
d
].
Tóm lại bánh xe vừa chọn đảm bảo bền.
IV-chọn động cơ:
Vì trọng lợng của máy trục thờng rất lớn nênmô mem cản độnh lớn,do đó yêu
cầu động cơ của bộ máy này phải có công suất đủ lớn và mô mem mở máy cao để có
đủ mô mem khởi động trong một thời gian khởi động cho phép.Do vậy ta phải chọn
công suất động cơ lớn hơn hoặc bằng công suất tĩnh yêu cầu tức là công suất để động
cơ làm việc ở tốc độ ổn định.
Sinh viên: Nguyễn Hữu Phú Lớp: MXD41
6
Thiết kế môn học máy trục vận chuyển Bộ môn MXD
-Công thức tĩnh yêu cầu : N
t
=
dc
xt
vW
*1000*60
(kw) (3.60-TTMT)
v
x
=20 (m/phút)
dc
:hệ số dy chuyển của cơ cấu,tra bảng(1.9-TTMT) với bộ truyền bánh
răng ,dùng ổ lăn thì
dc
=0.8ữ0.9,ta lấy
dc
=0.85
W
t
:tổng lực cản tĩnh di chuyển xe con
Cơ cấu dy chuyển này là bộ máy tự hành tren hai ray nên tổng lực cản dy động
gồm các thành phần :
+Lực cản tĩnh tác dụng trong suốt quá trình di chuyển với vận tốc ổn định.
+Lực cản động chỉ xuất hiện khi khởi động,khi phanh hoặc chuyển động có gia
tốc.ở đây ta chỉ quan tâm đến lực cản tĩnh:
Ta có: W
t
=k
t
w
1
+w
2
+w
3
(N) (3.39-TTMT)
k
t
:hệ số kể đến lực cản ma sát do thành bánh và mặt đầu mai ơ bánh xe.Tra
bảng(3.6-TTMT) căn cứ vào tỷ số khoảng cách bánh trên khoảng cách trục bánh xe:
1200
1400
>1,dùng ổ lăn để lắp bánh xe nên:
k
t
=2
1.w
1
:Lực cẳn do ma sát lăn và ma sát ổ trục:
w
1
=(G
0
+Q)
)(
**2
N
D
df
bx
+
à
(3.40-TTMT)
d:đờng kính ngõng trục d=60(mm)
à:hệ số ma sát lăn (mm),tra bảng (3.7-TTMT) với D
bx
=300(mm) và ray
vuông(hay ray bằng) ta có à=0.3
f:hệ số ma sát trong ổ trục,tra bảng (3.8-TTMT) căn cứ vào ổ nón:f=0.02
suy ra: w
1
=(35000+90000)
)(750
300
02.0*603.0*2
N=
+
2.w
2
:lực cản do độ dốc đờng ray
w
2
=(G
0
+Q) (N) (3.41-TTMT)
:độ dốc của đờng ray,tra bảng(3.6-TTMT) đờng ray của xe trên cổng
trục nên =0.002
w
2
=0.002(90000+35000)=250 (N)
3.w
3
:lực cản gió,do cổng trục làm việc ngoài trời nên không thể bỏ qua lực cản do gió
sinh ra,nó đợc tính theo
Sinh viên: Nguyễn Hữu Phú Lớp: MXD41
7
Thiết kế môn học máy trục vận chuyển Bộ môn MXD
w
3
=k
0
*q*(F
k
+F
h
) (N) (1.2-TTMT)
k
0
:hệ số cản khí động
+Đối với dàn và dầm kín:k
0
=1.1
+Đối với buồng lái và đối trọng:k
0
=1.2
ta lấy:k
0
=1.1
q:áp lực gió tính toán,tra bảng(1.2-TTMT) với phép tính động cơ
q=150(N/mm
2
)
F
k
:diện tích hớng gió tính toán của kết cấu theo phơng di chuyển
F
k
=F* (m
2
) (1.21-TTMT)
F:diện tích hình bao của kết cấu theo hớng dy chuyển
F=1.3*1.5 =0.84(m
2
)
:hệ số kể đến phần rỗng của kết cấu
+Đối với dàn:=0.3ữ0.4
+Đối với kết cấu kín:=1
+Đối với các bộ máy khác:=0.8ữ1
Ta lấy =0.8
F
k
=0.84*0.8=0.672(m
2
)
F
h
:diện tích hớng gió của vật nâng, theo bảng (1.4-TTMT) F
h
=9(m
2
)
w
3
=1.1*150*(9+0.672)=1595.88 (N)
Vậy: W
t
=2*750+250+1595.88=3345.88 (N)
Cuối cùng: N
t
=
)(8.1
85.0*1000*60
28*88.3345
kw=
Sinh viên: Nguyễn Hữu Phú Lớp: MXD41
8
Thiết kế môn học máy trục vận chuyển Bộ môn MXD
Phép tính sơ bộ ta chọn loại động cơ điện rô to pha MT11-6 với các thông số kỹ thuật
nh sau:
+Loại: MT-11-6
+Công suất: N
đc
=2.2(kw)
+Vận tốc vòng quay: n
đc
=885(v/phút)
+Bôi số mô mem cực đại: 2.3
+Mô mem vô lăng: 1.7(N.m
2
)
+Trọng lợng: 90(kg)
V-tỷ số truyền chung:
Vận tốc vòng quay để đảm bảo vận tốc dy chuyển của xe:
n
bx
=
72.29
3.0*14.3
28
*
==
bx
x
D
v
(v/phút)
Vậy : i
x
=
.78.29
72.29
885
==
bx
dc
n
n
VI-kiểm tra động cơ điện về mô mem mở máy:
Cơ cấu di chuyển cần phải đợcc kiểm tra về lực bám sao cho đảm bảo hệ số an toàn
bám nhất định,để tránh hiện tợng trợt trơn của bánh xe trên đờng ray.Phép tính kiểm
tra về lực bám tiến hành cho trờng hợp mở máy khi không có vật nâng treo ở móc,là
lúc có nhiều khả năng xảy ra hiện trợt trơn nhất.
Để đảm bảo điều kiện bám thì:
M
m(đc)
M
m
0
Trong đó: M
m(đc)
:mô mem mở máy của động cơ,
M
m(đc)
=
2
max mmimm
MM +
(2.75-TTMT)
M
m max
=(1.82.5)M
dn
:mô mem mở máy lớn nhất
M
m mim
=1.1M
dn
:mô mem mở máy nhỏ nhất
M
dn
:mô mem danh nghĩa của động cơ
M
dn
=9550*
c
c
n
N
=9550
( )
mN.7.23
885
2.2
=
Vậy: M
m(đc)
=
dndn
MM *45.1
2
)1.18.1(
=
+
Sinh viên: Nguyễn Hữu Phú Lớp: MXD41
9
Thiết kế môn học máy trục vận chuyển Bộ môn MXD
=1.45*23.7=34.36(N.m)
M
m
0
:mô mem mở máy lớn nhất
M
0
m
=M
t
0
+M
đ1
0
+M
đ2
(3.54-TTMT)
M
t
0
,M
đ1
0
:mô mem tĩnh và động do quán tính khối lợng phần
dy chuyển tính cho trờng hợp không có vật nâng.
M
đ2
:mô mem động do quán tính khối lợng các tiết máy quay
trong cơ cấu.
Ta có: M
t
0
=
dcx
bxt
i
Dw
**2
*
0
W
t
0
:tổng lực cản tĩnh chuyển động xe lăn khi không có vật nâng
W
t
o
=k
t
w
1
0
+w
2
0
+w
3
0
(N) (3.39-TTMT)
Các thành phần trong công thức trên tính nh khi ta tính lực cản tĩnh chuyển
động xe lănvới chú ý không có Q,khi đó thay số ta tính đợc:
w
t
0
=2*35000*
( )
N88.600672.0*150*1.135000*002.0
300
60*02.03.0*2
=++
+
M
đ1
0
=
dcmx
cbx
ti
nDG
***375
**
02
0
0
m
t
(s):thời gian mở máy khi không có vật nâng
0
m
t
=
0
*60
m
x
j
v
gia tốc lớn nhất để đảm bảo an toàn bám với hệ số bám k
b
=1.2:
j
0max
=
+
0
0
**
2.1
*
t
bx
d
d
W
D
d
fG
G
G
g
(m/s
2
)
:hệ số bám của bánh xe vào ray,với máy trục làm việc
ngoài trời =0.12
Sinh viên: Nguyễn Hữu Phú Lớp: MXD41
10
Thiết kế môn học máy trục vận chuyển Bộ môn MXD
G
d
:tổng áp lực lên các bánh dẫn khi không có vật nâng G
d
=
)(17500
2
35000
2
0
N
G
==
Thay số ta đợc:
j
0max
=
=+
2
54.0)88.600
300
60
*02.0*17500
2.1
12.0*17500
(
35000
81.9
s
m
Suy ra:
0
m
t
=
)(86.0
54.0*60
28
s=
Ta có: M
đ2
=
0
2
*375
*)*(*
m
dcIii
t
nDG
(N.m)
:hệ số kể đến ảnh hởng của quán tính các chi tiết quay sau
trục động cơ =1.11.2
Ta chọn: =1.2
(G
i
*D
i
2
)
I
:tổnh mô mem vô lăng các tiết máy quay quay trên
trục động cơ : (G
i
*D
i
2
)
I
=1.7+0.255=1.955(N.m
2
)
(giả sử chọn khớp nối đàn hồi có bánh phanhvới đờng kính
bánh phanh D=100(mm)).
Tóm lại thay số vào ta đợc:
M
m
0
=
2.35
86.0*375
885*955.1*2.1
85.0*86.0*85.19*375
885*2.0*35000
55.19*85.0*2
2.0*88.801
2
2
=++
(N.m)
Nh vậy nếu lấy M
m max
=1.8M
dn
thì động cơ có mô mem mở máy trung bình sấp sỉ mô
mem mở máy cho phép,do vậy có thể coi động cơ vừa chọn đạt yêu cầu.Xong nếu lấy
M
m max
>1.8M
dn
thì sẽ không đảm bảo hệ số an toàn bám.tóm lại ta phải lấy
M
m max
=1.8M
dn.
VII-tính toán phanh:
Cơ sở để tính chọn phanh là mô mem phanh với điều kiện: [M
ph
]M
ph
M
ph
:mô mem phanh tính toán
Sinh viên: Nguyễn Hữu Phú Lớp: MXD41
11
Thiết kế môn học máy trục vận chuyển Bộ môn MXD
[M
ph
]:mô mem phanh cho phép ,tra bảng.
-Mô mem phanh phải đợc xuất phát từ yêu cầu sao cho khi xe lăn di chuyển trên ray
trong mọi trờng hợp phải đảm bảo xe không xảy ra trợt trơn trong quá trình phanh.
Khi phanh không có vật nâng:
Phơng trình chuyển động có dạng: M
ph
=-M
t
0
+M
đ1
0*
+M
đ2
Hay: M
ph
=-
o
ph
dcIii
o
phx
dcdcbx
dcx
bxt
t
nDG
ti
nDG
i
DW
*375
)*(*
**375
**
**2
*
2
2
2
*0
*0
++
à
(3.58-TTMT)
W
t
0*
:tổng lực cản tĩnh khi phanh xe con không có vật nâng,với chú ý không tính lực
cản do độ dốc đờng ray và lực cản do gió,không tính ma sát thành bánh và ta tính đợc
giá trị của nó W
t
0*
=G
0
*
)(210
300
60*02.03.0*2
*35000
*2
N
D
fd
bx
=
+
=
+
à
0
ph
t
:thời gian phanh xác định theo giá trị nên dùng đối với gia tốc hãm khi phanh nên
dùng
)(
*60
0
0
s
j
v
t
ph
ph
=
(3.61-TTMT)
0
ph
j
=0.45(m/s
2
):gia tốc hãm lấy theo bảng (3.10-TTMT)
suy ra:
)(04.1
45.0*60
28
0
st
ph
==
vậy:M
ph
=-
).(93.10
04.1*78.29*375
85.0*885*3.0*35000
04.1*375
885*2.1*955.1
85.0*78.29*2
3.0*315
2
2
mN=++
căn cứ vào mô mem phanh cần thiết trên đây ta chọn phanh má điện từ kiểu TKT-100
có mô mem phanh [M
ph
]=20(N.m)theo tiêu chuẩn BHMA.
-Ta kiểm tra phanh đã chọn theo ba điều kiện sau:
Hệ số an toàn bám:
-Khi phanh xe con không có vật nâng thì hệ số an toàn bám của xe:
k
b
=
*0
0
0
*
*
t
ph
d
W
g
j
G
G
(3.49-TTMT)
k
b
=
5.1
21035000*
81.9
45.0
12.0*17500
=
với loại phanh vừa chọn điều kiện bám đợc đảm bảo.
Gia tốc hãm khi có vật nâng :
Sinh viên: Nguyễn Hữu Phú Lớp: MXD41
12
Thiết kế môn học máy trục vận chuyển Bộ môn MXD
Đối với máy trục thông thờng gia tốc hãm thực tế phải nằm trong khoảng cho phép
0.3ữ0.6(m/s
2
).
Gia tốc hãm tính toán: j
ph
=
ph
x
t
v
*60
(m/s
2
)
Thời gian phanh xác địng theo công thức:
t
ph
=
)(375
***
)(375
*)*(*
0
2
0
0
2
tph
dcdcbx
tph
dcIii
MM
nDG
MM
nDG
+
+
+
(3.57-TTMT)
M
ph
:mô mem phanh vừa chọn
M
t
0
:mô mem cản tĩnh của phanh khi có vật nâng đợc tính .
M
t
0
=
dcdc
bxt
i
DW
**2
*
0
W
t
0
=w
t
=3345.88(N)
Khi đó: M
t
0
=
).(82.19
85.0*78.29*2
3.0*88.3345
mN=
Và: t
ph
=
( )
s97.0
78.29*)82.1920(375
85.0*885*3.0*35000
)82.1 920(*375
885*955.1*2.1
2
2
=
+
+
+
Vậy: j
ph
=
)/(48.0
97.0*60
28
2
sm=
Tóm lại đảm gia tốc hãm khi có vật.
Xe con làm việc ngoài trời không có bộ phận hãm gió,mô mem phanh phải đảm
bảo điều kiện sau:
k*(w
2
*
+w
3
*
-w
1
*
)*
dc
dcbx
i
D
*2
*
[M
ph
] (3.62-TTMT)
w
2
*
:lực đẩy do độ dốc đờng ray khi không có vật nâng
w
2
*
=0.002*35000=70(N)
w
3
*
:lực cản do gió khi không có vật nâng
w
3
*
=k
k
*q*F
0
=1.1*1000*0.672=739.2(N)
Trong đó:
k
k
:hệ số khí động học
q:áp lực gió ở trạng thái không làm việc,tra bảng (1.3-TTMT)
q=1000(N/m
2
)
w
1
*
:lực cản do ma sát lăn và ma sát ổ trục khi không có vật nâng
w
1
*
=
)(210
300
02.0*603.0*2
35000
)**2(
0
N
D
dfG
bx
=
+
=
+
à
Sinh viên: Nguyễn Hữu Phú Lớp: MXD41
13
Thiết kế môn học máy trục vận chuyển Bộ môn MXD
k:hệ số an toàn k=1.2
Ta có: 1.2*(70+739.2-210)*
08.3
85.19*2
85.0*3.0
=
<20
Tóm lại việc chọn phanh TKT-100 là hoàn toàn hợp lý.
VIII-tính chọn bộ truyền:
Hộp giảm tốc ta chọn là loại đặt đứng với bánh răng truyền động là bánh răng trụ.Hộp
giảm tốc đợc chọn phải đảm bảo các yêu cầu sau:
+Tỷ số truyền: i=29.78
+Chế độ làm việc: CĐ=25%
+Vận tốc vòng quay: n
v
=885(v/phút)
+Công suất phải truyền: N=2.2(kw)
Căn cứ vào những điều trên ta chọn hộp giảm tốc BK-475 ,với các thông cho nh sau:
+Ký hiệu: BK-475 bánh răng trụ ba cấp,
+Tỷ số truyền: i=29.06 phơng án III,
+Công suất truyền : N=6.5 (kw).
Sai lệch tỷ số truyền:=
100*
78.29
78.2906.29
%=-2.417% nằm trong phạm vi
cho phép.
Hộp giảm tốc đặt đứng loại BK thông dụng và cố định dễ dàng bằng 4 đai ốc phía sau
mà không phải dùng tới đinh vấu,đầu trên trục ra dễ dàng cho việc lắp ráp khớp nối
mà không phải phay các rãnh then nh hộp giảm tốc BKH.
IX-thiết kế các bộ phận khác của cơ cấu di chuyển:
1.Trục bánh chủ động:
Kết cấu bộ phận trục cùng bánh dẫn và hộp trục trình bày nh hình vẽ (hình 24).Bánh
đợc lắp cứng trên trục nhờ then.Trục đợc đặt trên ổ bi đỡ chặn,đợc liên kết với khung
xe nhờ các hộp trục.Trong quá trình làm việc trục quay chịu uốn và xoắn.ứng suất uốn
thay đổi theo chu kỳ đối xứng,do tính chấtlàm việc hai chiều nên coi nh ứng suất xoắn
cũng thay đổi theo chu kỳ đối xứng.
Tải trọng lớn nhất tác dụng lên bánh xe A xác định nhơ phần tính toán bánh xe với kết
quả: P
A
=P
max
=40892.86(N)
Tải trọng này cha kể đến ảnh hởng của tải trọng động.Khi tính toán ta cần tính với tải
trọng động .Với bộ máy của ta làm việc với chế độ CĐ=25%nên ta lấy k
đ
=1.2,do đó
tải trọng thực tế để tính toán:
P
t
=P
max
*k
đ
=1.2*40892.86=49071.432(N)
Sơ đồ hoá tính toán trục bánh chủ động với hai gối đặt ở giữa ổ bi cố định trục,trục sẽ
chịu xoắm đồng thời chịu uốn:
Sinh viên: Nguyễn Hữu Phú Lớp: MXD41
14
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét