1. Trang Chủ
  2. Điện-Điện tử-Viễn thông
  3. Đồ án THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CHÍNH MÁY BÀO GIƯỜNG

Đồ án THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CHÍNH MÁY BÀO GIƯỜNG

Cùng với quá trình công nghiệp hoá đất nước, yêu cầu tự động hoá trong máy sản xuất ngày càng cao, điều khiển linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ và hiệu xuất sản xuất cao. Mặt khác, với công nghệ thông tin và công nghệ điện tử phát triển ngày càng cao và nhu cầu con người ngày càng đòi hỏi ngững sản phẩm sản xuất ra đạt độ chính xác và độ thẩm mỹ cao. Trong thời đại hiện nay các phân xưởng, nhà máy, xí nghiệp cắt gọt kim loại luôn đòi hỏi những máy cắt gọt kim loại hiện đại như Có khả... Trường ĐHSPKT

Thể loại Tài liệu miễn phí Điện-Điện tử-Viễn thông

Số trang 103

Ngày tạo 8/30/2018 1:39:58 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 1.66 M

Tên tệp

Tải Đồ án THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CHÍNH MÁY BÀO ... (.pdf)

Xem mẫu

  1. Trường ĐHSPKT Vinh – Khoa Điện ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CHÍNH MÁY BÀO GIƯỜNG GVHD: Nguyễn Văn Hà SVTH: Nguyễn Văn Ngọc
  2. --  -- Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện I. LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………….. II. LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………… GVHD: Nguyễn Văn Hà -1- SVTH: Nguyễn Văn Ngọc
  3. --  -- Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện Lời nói đầu Cùng với quá trình công nghiệp hoá đất nước, yêu cầu tự động hoá trong máy sản xuất ngày càng cao, điều khiển linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ và hiệu xuất sản xuất cao. Mặt khác, với công nghệ thông tin và công nghệ điện tử phát triển ngày càng cao và nhu cầu con người ngày càng đòi hỏi ngững sản phẩm sản xuất ra đạt độ chính xác và độ thẩm mỹ cao. Trong thời đại hiện nay các phân xưởng, nhà máy, xí nghiệp cắt gọt kim loại luôn đòi hỏi những máy cắt gọt kim loại hiện đại như Có khả năng tự động hoá cao, độ chính xác tuyệt đối. Có khả năng điều chỉnh tốc độ trơn, rộng và bằng phẳng, kết cấu gọn nhẹ, hiệu suất cao và chi phí vận hành ít nhất nhưng đảm bảo tính kinh tế. Trong quá trình làm đồ án, được sự hướng dẫn tận tình của các thầy cô giáo khoa Điện đặc biệt là thầy giáo Nguyễn Văn Hà đã giúp đỡ em rất nhiều trong việc hoàn thiện đồ án của mình. Tuy đã có nhiều cố gắng, song Kiến thức rộng và thực tế còn hạn chế nên khó tránh khỏi những sai sót, em rất mong đ ược sự chỉ bảo của các Thầy Cô giáo để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Vinh ngày: 20/8/2011 Sinh viên Nguyễn Văn Ngọc GVHD: Nguyễn Văn Hà -2- SVTH: Nguyễn Văn Ngọc
  4. --  -- Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện Chương I ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ LỰA CHỌN CÔNG SUẤT VÀ CHỦNG LOẠI ĐỘNG CƠ I. ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ 1. Giới thiệu chung về máy bào giường 1.1 Khái quát chung về máy cắt kim loại Máy cắt kim loại được dùng để gia công các chi tiết kim loại bằng cách căt bớt các lớp kim loại thừa để sau khi gia công chi tiết có hình dáng gần đúng yêu cầu, hoặc thỏa mãn hoàn toàn yêu cầu đặt hàng với độ chính xác nhất định về kích thước và độ bóng cần thiết của bề mặt gia công. Tùy thuộc vào quá trình công nghệ đặc trưng bởi phương pháp gia công, dạng dao, đặc tính chuyển động… Các máy cắt kim loại đượ chia thành các loại cơ bản như : Máy Tiện, Máy Phay, Máy Bào, Máy Khoan, Máy Doa, Máy Mài… 1.2. Khái quát chung về máy bào giường Máy Bào Giường là máy có thể gia công các chi tiết lớn, chiều dài bàn có thể từ 1,5m đến 12m. Tùy theo chiều dài bàn máy và lực kéo có thể phân máy bào giường thành 3 loại: - Máy cở nhỏ: Chiều dài bàn Lb < 3m, lực kéo Fk = 30  50 kN - Máy cở trung: Chiều dài bàn Lb = 4  5m, lực kéo Fk = 50  70 kN - Máy cở nặng: Chiều dài bàn Lb > 5m, lực kéo Fk > 70kN Hình 1.1 Hình dạng bên ngoài máy bào giường GVHD: Nguyễn Văn Hà -3- SVTH: Nguyễn Văn Ngọc
  5. --  -- Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện Chi tiết gia công 1 được kẹp chặt trên bàn máy 2 chuyển động tịnh tiến qua lại. Dao cắt 3 được kẹp trên bàn dao đứng 4, bàn dao được được kẹp chặt trên xà ngang 5 cố định khi gia công, xà ngang 5 được giử cố định trên khung máy 6. Trong quá trình làm việc, bàn máy di chuyển qua lại theo các chu kỳ lặp đi lặp lại, mỗi chu kỳ gồm hai hành trình thuận và ngược. Ở hành trình thuận thực hiện gia công chi tiết nên gọi là hành trình cắt gọt. Ở hành trình ngược bàn máy chạy về vị trí ban đầu mà không cắt gọt, nên gọi là hành trình không tải. Cứ sau khi kết thúc hành trình ngược thì bàn dao lại di chuyển theo chiều ngang một khoảng gọi là lượng ăn dao s(mm/htkép). Chuyển động tịnh tiến qua lại của bàn máy gọi là chuyển động chính. Dịch chuyển của bàn dao sau mỗi hành trình kép gọi là chuyển động ăn dao. Chuyển động phụ là những di chuyển nhanh của xà, bàn dao, nâng đầu dao của hành trình không tải. 2. Các loại truyền động cơ bản của máy bào giường 2.1 Truyền động chính Là chuyển động tịnh tiến qua lại của bàn máy. Đặc điểm chuyển động chính của máy bào giường là đảo chiều với tần số lớn.Phạm vi điều chỉnh tốc độ di chuyển bàn máy nằm trog dãi rộng và ổn định trong suốt quá trình gia công chi tiết. Quá trình quá độ chiểm tỉ lệ đáng kể trong chu kỳ làm việc, chiều dài bàn máy càng lớn thì quá trình quá độ càng lớn. v(m/s) vth v0 v0 0 t(s) -v0 vng t2 t 3 t4 t5 t6 t7 t8 t 9 t1 t 10 t 11 t 12 t 13 t 14 t ck Hình 1.2 Đồ thị tốc độ bàn máy bào giường GVHD: Nguyễn Văn Hà -4- SVTH: Nguyễn Văn Ngọc
  6. --  -- Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện Trên hình 1.2 là đồ thị tốc độ cơ bản thường gặp nhất, trong thực tế còn có nhiều dạng đơn giản hay phức tạp hơn. Giả thiết bàn máy đang ở đầu hành trình thuận và được tăng tốc đến tốc độ V0 = 5 15m/ph (gọi là tốc độ vào dao) trong khoảng thời gian t1. - Sau khi chạy ổn định với tốc độ V0 trong khoảng thời gian t2 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. - t3 dao cắt vào chi tiết và cắt với tốc độ V0 cho đến hết thời gian t3. - t4 là khoảng thời gian bàn máy tăng tốc từ tốc độ V0 đến tốc độ Vth gọi là tốc độ cắt gọt. - t5 là khoảng thời gian gia công chi tiết với tốc độ cắt gọt Vth không đổi. - t6 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 t6. - t7 là thời gian tiếp tục gia công nhưng ở tốc độ V0 - t8 là khoảng thời gian dao được đưa ra khỏi chi tiết nhưng bàn máy vẫn chạy với tốc độ V0. - t9 là thời gian bàn máy được giảm tốc về 0 để đảo chiều sang hành trình ngược. - t10 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. - t11 là khoảng thời gian bàn máy chạy ngược ở tốc độ Vng không đổi. - t12Gần hết hành trình ngược, bàn máy được giảm tốc về tốc độ V0 trong khoảng thời gian t10. - t13 là khoảng thời gian bàn máy vẫn chạy ngược với tốc độ V0 và bắt đầu giảm tốc về 0 để đảo chiều. - t14 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. Tốc độ hành trình thuận Vth được xác định tương ứng bởi chế độ cắt, thường thì tốc độ hành trình thuận nằm trong khoảng từ 5 đến 120 m/ph, tốc độ gia công có thể đạt 75  GVHD: Nguyễn Văn Hà -5- SVTH: Nguyễn Văn Ngọc
  7. --  -- Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện 120 m/ph. Do hành trình ngược là hành trình chạy không tải nên để tăng hiệu suất của máy người ta thường chọn tốc độ hành trình ngược lớn hơn tốc độ hàn trình thuận. Tức là : Vng = k.Vth ( thường k = 23) Năng suất của máy phụ thuộc vào số hành trình kép trong một đơn vị thời gian : 1 1 n  (1-1) Tck t th  t ng Trong đó : + Tck Là thời gian một chu kỳ làm việc của bàn máy, [s] + tth Là thời gian bàn máy chuyển động ở hành trình thuận, [s] + tng Là thời gian bàn máy chuyển động ở hành trình ngược, [s] Giả sử tốc độ bàn máy lúc tăng và giảm tốc độ không đổi thì: Lth L g .th  Lh.th + t th   (1-2) Vth Vth / 2 Lg .ng  Lh.ng Lng + t ng   (1-3) Vng Vng / 2 Trong đó: + Lth, Lng Là chiều dài hành trình của bàn máy ứng với tốc độ ổn định Vth, Vng ở hành trình thuận và ngược. + Lg.th, Lh.th Là chiều dài hành trình bàn trong quá trình tăng tốc(g: gia tốc) và quá trình giảm tốc(h: hãm) ở hành trình thuận. + Lg.ng, Lh.ng Là chiều dài hành trình bàn trong quá trình tăng tốc và quá trình giảm tốc ở hành trình ngược. + Vth,Vng Là tốc độ hành trình ngược của bàn máy. Thay các giá trị của tth, tng ở (2) và (3) vào (1) ta được: 1 n  Lth Lg .th  Lh.th   Lng L g .ng  Lh.ng        Vth Vth / 2   V ng V ng / 2    (1- 4) 1 1   L / Vth  L / Vng  t đc (k  1).L  t dc V ng Trong đó: + L =Lth + Lg.th + Lh.th = Lng + Lg.ng + Lh.ng Là chiều dài hành trình bàn máy Vng Là tỉ số giữa tốc độ hành trình ngược và hành trình thuận +k Vth GVHD: Nguyễn Văn Hà -6- SVTH: Nguyễn Văn Ngọc
  8. --  -- Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện + tđc Là thời gian đảo chiều của máy Từ 1 – 4 ta thấy khi đã chọn tốc độ cắt tới hạn Vth thì năng suất của máy phụ thuộc vào hệ số k và thời gian đảo chiều của máy tđc. Khi tăng k thì năng suất của máy tăng nhưng khi k > 3 thì năng suất của máy tăng không đáng kể vì lúc đó thời gian đảo chiều tăng. Nếu chiều dài bàn Lb > 3m thì tđc ít ảnh hưởng đến năng suất mà chủ yếu là k. Khi Lb bé nhất là khi tốc độ thuận lớn nhất Vth = 75  120 m/ph thì tđc ảnh hưởng nhiều đế năng suất. Vì vậy khi thiết kế máy bào giường phải giảm thời gian quá trình quá độ. Một trong những biện pháp hiệu quả là xác định tỉ số truyền tổi ưu của cơ cấu truyền động của động cơ đến trục làm việc, Đảm bảo máy khởi động với gia tốc cao nhất. Công thức xác định tỉ số truyền tổi ưu: J Mc Mc )2  m itư = ( M M Jđ Trong đó: + M: Mômen của động cơ lúc khởi động, Nm + Mc: Mômen cản trên trục làm việc, Nm + Jm,Jđ: Mômen quán tính của máy và động cơ, kg.m Jm Nếu coi Mc = 0 thì: iư = Jđ Việclựa chọn tỉ số truyề tổi ưu ở máy bào giường là khá quan trọng. Thời gian quá độ phụ thuộc vào mômen quán tính của máy. Mômen quán tính của máy tỉ lệ với chiều dài máy. Tuy nhiên thời gian quá trình quá trình quá độ không thể giảm nhỏ quá được vì bị hạn chế bởi: - Lực động phát sinh trong hệ thống. - Thời gian quá trình quá độ phải đủ lớn để di chyển đầu dao. Vmax Vngmax = + Phạm vi điều chỉnh tốc độ: D= Vmin Vthmin 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). GVHD: Nguyễn Văn Hà -7- SVTH: Nguyễn Văn Ngọc
  9. --  -- Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện Như vậy phạm vi điều chỉnh tốc độ nằm trong khoảng D = (12,5  30)/1 2.2 Truyền động ăn dao Là sự dịch chuyển của bàn dao sau mỗi hành trình kép của chuyển động chính. Cứ sau khi kết thúc một hành trình ngược thì bàn dao lại dịch chuyển theo chiều ngang một khoảng gọi là lượng ăn dao. Chuyển động ăn dao làm việc có tính chất chu kỳ, trong mỗi hành trình kép làm việc một lần, từ thời điểm đâỏ chiều từ hành trình ngược sang hành trình thuận, và kết túc trước khi dao cắt vào chi tiết, Cơ cấu ăn dao làm việc với tần số rất lớn( có thể đạt 1000 lần/giờ). Hệ thống di chuyển đầu dao vận hành theo hai chiều là di chuyển làm việc và di chuyển nhanh. Chuyển động ăn dao có thể thực hiện bằng nhiều hệ thống: C ơ khí, điện khí, thủy lực, khí nén… Nhưng đồng thời sử dụng hệ thống điện cơ.(động cơ điện và hệ thống trục vít – êcu hoặc bánh răng, thanh răng) Lượng ăn dao trong một hành trình kép bằng hệ trục vít – êcu được tính như sau: S = ωtv.t.T Đối với hệ truyền động bánh răng – thanh răng được tính bằng công thức: S = ωbr.t.z.T Trong đó: + ωtv, ωbr Là tốc độ của trục vít và bánh răng + z Là số răng của bánh răng + t là bước răng của trục vít hoặc thanh răng + T là thời gian làm việc của trục vít hoặc thanh răng Từ hai biểu thức trên ta thấy: Để điều chỉnh l ượng ăn dao S bằng cách thay đổi thời gian có thể sử dụng nguyên tắc hành trình(công tắc hành trình) hawocj nguyên tắc thời gian(dùng các rơle thời gian). Sử dụng các nguyên tắc này thì đơn giản nhưng năng suất thường bị hạn chế, vì lược ăn dao lớn, thời gian làm việc phải dài, nghĩa lf thời gian đảo chiều thừ hành trình thuận sang hành trình ngược phải dài, mà trường hợp này thì không cho phép. Ngoài ra để thay đổi tóc dộ làm việc ta có thể sử dụng nguyên tắc tốc độ: Điều chỉnh tốc độ bản thân động cơ hoặc sử dụng hộp tốc độ nhiều cấp. Nguyê tắc này tuy phức tạp hơn nguyên tắc trên, nhưng có thể giử được thời gian làm việc của truyền động như nhau với các lượng ăn dao khác nhau. GVHD: Nguyễn Văn Hà -8- SVTH: Nguyễn Văn Ngọc
  10. --  -- Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện 2.3 Các truyền động phụ Ngoài truyền động chính và truyền động ăn dao, máy bào giường còn nhiều truyền động khác như: 2.3.1 Truyền động nâng hạ xà Máy bào giường có giá đỡ là xà ngang có công dụng dùng để đỡ giá dao vững chắc. Xà ngang được dịch chuyển lên xuống dọc theo hai trục máy nhằm điều chỉnh khoảng cách giữa dao và chi tiết gia công. 2.3.2 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 giá dao, hạ 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. 2.3.3 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. 2.3.4 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 3. Phụ tải của truyền động chính Phụ tải của truyền động chính được xác định bởi lực kéo tổng. Nó là tổng của hai thành phần lực cắt và lực ma sát Fk = FZ + Fms Trong đó: + Fk là lực kéo tổng, [N], + FZ Là lực cắt, [N] + Fms là lực ma sát, [N] 3.1 Ở chế độ làm việc Đây là chế độ làm việc ở hành trình thuận, lực ma sát được xác định: Fms = μ[Fv + g(mct + mb)] Trong đó: + μ = 0,05 – 0,08 là hệ số ma sát gờ trượt + Fv = 0,04FZ là thành phần thẳng đứng của lực cắt, [N] + mct,mb là khối lượng của chi tiết và của bàn, [kg] GVHD: Nguyễn Văn Hà -9- SVTH: Nguyễn Văn Ngọc
  11. --  -- Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện 3.2 Ở chế độ không tải Do thành phần lực cắt bằng không nên lực ma sát: Fms = μ.g(mct + mb) Lực kéo tổng : Fk = Fms = μ.g(mct + mb) Quá trình bào chi tiết ở máy bào giường được tiến hành với công suất gần như không đổi tức là lực cắt lớn tương ứng với tốc độ cắt nhỏ và lực cắt nhỏ tương ứng với tốc độ cắt lớn. FZ Pk FZ Pk vgh v 0 Hình 1.3 Đồ thị phụ tải truyền động chính Với những máy bào giường cỡ nặng thì đồ thị phụ tải như hình 1.3: - Trong vùng: 0 < V < Vgh thì lực kéo là hằng số - Trong vùng: Vgh < V < Vmax thì công suất kéo Pk gần như không đổi. GVHD: Nguyễn Văn Hà - 10 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc
  12. --  -- Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện II. TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT VÀ CHỦNG LOẠI ĐỘNG CƠ 1. Tập hợp các số liệu ban đầu + Lực cắt cực đại: Fth = 25kN + Tốc độ tới hạn hành trình thuận: Vth = 20m/ph + Tốc độ vào dao: V0 = 6m/ph + Trọng lượng bàn máy: Gb = 200kN + Trọng lượng chi tiết: Gct = 150kN + Bán kính quy đổi lực cắt: ρ = 0,01 + Hệ số ma sát: μ = 0,06 + Hiệu suất định mức của cơ cấu: η = 0,76 + Chiều dài hành trình bàn: Lb = 15m + Mômen quán tính của hệ quy về trục động cơ điện: J = 20,2kg/m2 1.1 Tốc độ góc khi vào dao V0 6 0    10(rad / s ) 60. 60.0,01 1.2 Tốc độ góc ở hành trình thuận Vth 20  th    33,3(rad / s ) 60. 60.0,01 1.3 Tốc độ hành trình ngược Vng=k.Vth=2.20 = 40 m/ph Trong đó: k = 2  3 là hệ số tỉ lệ giữa hành trình thuận và ngược, ở đây chọn k = 2  Tốc độ góc hành trình ngược : Vng 40  ng    66,67(rad / s ) 60. 60.0,01 2. Lựa chọn chủng loại và tính chọn sơ bộ động cơ 2.1 Lựa chọn chủng loại động cơ Đổi chiều khi hết chu kỳ làm việc là đặc điểm làm việc của máy bào giường, do vậy yêu cầu của hệ truyền động cho máy bào giường là khả năng quá tải lớn, mômen khởi động lớn. Do vậy đối với máy bào giường thì ta chọn động cơ một chiều với ưu điểm mômen khởi động lớn, dễ điều chỉnh tốc độ, dễ điều chỉnh chiều quay. Do công nghệ phát triển nên ngày nay người ta đã thiết kế các van điện tử dùng để chỉnh lưu dòng xoay chiều thành một chiều với công suất lớn, hiệu suất cao. GVHD: Nguyễn Văn Hà - 11 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc
  13. --  -- Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện Nhược điểm cơ bản của động cơ một chiều là do cấu tạo phức tạp nên giá thành đắt. 2.2 Tính chọn sơ bộ công suất động cơ 2.2.1 Tính toán lực kéo tổng Fk1 = FZ0 + (Gb + Gct + Fy0).μ Trong đó: + FZ0 = Fth = 25kN + μ Là hệ số ma sát μ = 0,06 + Fy0 là thành phần thắng đứng của lực cắt: Fy0 = 0,4Fz0 = 0,4Fth = 0,4.25 = 10kN  Fk1 = FZ0 + (Gb + Gct + Fy0).μ = 25 + (200 + 150 + 10).0,06 =46,6kN = 46600 (N) 2.2.2 Công suất đầu trục động cơ  Ở chế độ không tải(tốc độ vào dao) Fk1 .V0 46600.6 P0th1    6,13(kW ) 60.1000. 60.1000.0,76 Fk 2 .Vth  Ở chế độ cắt thuận: Pth 2  60.1000. Trong đó: + Fk2 = FZmax + (Gb + Gct + Fyth).μ = Fth + (Gb + Gct + 0,4Fth).μ = 25 + (200 + 150 + 10)0,06 = 46,6 kN = 46600 N + η là hiệu suất định mức của cơ cấu, η = 0,76 Fk 2 .Vth 46600.20  Pth 2    20,44(kW ) 60.1000. 60.1000.0,76  Công suất tính toán tổng ở chế độ cắt thuận: Vng 40 Ptt 2  Pth 2  20, 44.  40,88(kW ) Vth 20  Bảng các số liệu dùng tính toán chọn động cơ Bảng 1.1 Các số liệu dùng tính toán chọn động cơ Gb + Gct CĐ cắt Vth(m/ph) Vng(m/ph) FZ(kN) Fk(kN) Pth(kW) Ptt(kW) (kN) 1 20 40 25 350 46600 20,44 40,88 GVHD: Nguyễn Văn Hà - 12 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc
  14. --  -- Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện Từ các số liệu đã tính toán ở trên ta chọn động cơ có công suất: Pđm  40,88kW. Dựa vào bảng thông số các động cơ điện một chiều ta chọn động cơ có các thông số như sau: Bảng 1.2 Thông số động cơ điện một chiều loại Л101 Kiểu Pđm(kW) nđm(v/ph) Iđm(A) rư + rp(Ω) rckt(Ω) Số TD Л102 42 600 223 0,0225 32,5 282 J(kg/m2) WS Ikt(A) nmax(v/p) G(kg) Uđm(V) Ф(mvb) 840 37,4 4,84 1200 12 985 220  Vận tốc góc của động cơ 2 .nđm 2 .600  đm    62,83(rad / s ) 60 60  Tỉ số từ thông + Từ phương trình đặc tính động cơ điện một chiều kích từ độc lập ta có: U1 = E+I(rư+rp)  E = U1(rư+rp) U 1  I (ru  rp ) Mặt khác : E= k  k =U1-I(rư+rp)  k    I đm (ru  rp ) 220  223.0,0225 U đm  k đm    3,42(vb)  đm 62,83 3. Kiểm nghiệm lại động cơ đã chọn 3.1 Các thông số động cơ khi không tải  Tổn hao không tải của động cơ ở hành trình thuận P0th  0,6.Pth 2 .1     0,6.20,44.1  0,76   2,94(kW )  Tổn hao ma sát nơi gờ trượt lúc không tải 150.10  Gct  Gb .V0 3  200.10 3 .6 .  Pp 0  .0,06  2,10(kW ) 60.1000 60.1000  Tổn hao không tải ở hành trình thuận P0th  P0th  Pp 0  2,94  2,10  5,04( kW )  Mô men không tải của động cơ Pđm .10 3 42.10 3 M 0  k đm .I đm   3, 42.223   94,19( Nm)  đm 62,83 GVHD: Nguyễn Văn Hà - 13 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc
  15. --  -- Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện  Mô men điện từ lúc không tải 2,94.10 3 P0th Mđt0 = M0+ΔM = M0+ M 0   94,19   388,19( Nm) 0 10  Dòng điện không tải M đt 0 388,19 I0    113,51( A) k đm 3,42 3.2 Các thông số của động cơ khi tải đầy  Mô men điện từ của động cơ trong hành trình thuận khi tải đầy Pth 2 .10 3 20,44.10 3 Mđtth = M0+Mth = M0+  94,19   708,00( Nm )  th 33,3  Dòng điện của động cơ khi tải đầy M đtth 708 I th    207,02( A) k đm 3,42 3.3 Các thông số của động cơ trong hành trình ngược  Công suất động cơ trong hành trình ngược khi dùng phương pháp đảo chiều điện áp ở cả dải tốc độ V ng 40 PĐng  P0th.  5,04.  10,08(kW ) Vth 20  Mô men điện từ trong hành trình ngược PĐng .10 3 10,08.10 3 M đtng  M 0   94,19   245,38( Nm )  ng 66,67  Dòng điên trong hành trình ngược M đtng 245,38 I ng    71,75( A) k đm 3,42 3.4 Dòng điện quá độ I qđ  k .I đm với k là hệ số nói lên quan hệ giữa dòng quá độ và dòng định mức ở đây lấy k = 2  I qđ  2 I đm  2.223  446( A) GVHD: Nguyễn Văn Hà - 14 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc
  16. --  -- Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện 3.4 Các khoảng thời gian làm việc của động cơ  Thời gian quá độ J J I qđ  I c .kđm . 2  1  .( 2  1 )  t qđ  M qđ  M c + J = Jpư + Jqđ = 12 + 20,2 = 32,2 (kg/m2) Trong đó: + Mqđ, Iqđ : Mômen và dòng điện trong quá trình quá độ + Mc, Ic : Mômen và dòng điện phụ tải của động cơ + ω1, ω2: Tốc độ đầu và cuối quá trình quá độ  Các khoảng thời gian làm việc  I C  I 0  113,51( A)  + Với  1  0      10(rad / s ) 2 0 32,2 Thì: t1  t 9  t14  (10  0)  0,281( s ) 446  113,51.3,42  I C  I th  207,02( A)  + Với  1   0  10(rad / s)      33,3(rad / s ) 2 th 32,2 Thì: t 4  t 6  (33,3  10)  0,918( s ) 446  207,02.3,42  I C  I ng  71,75( A)  + Với:  1  0      66,67(rad / s ) 2 ng 32,2 Thì: t10  (66,67  0)  1,677( s ) 446  71,75.3,42  I C  I ng  71,75( A)  + Với:  1   0  10(rad / s)      66,67(rad / s ) 2 ng 32,2 Thì: t12  (66,67  10)  1,426(s ) 446  71,75.3,42 + Theo kinh nghiệm vận hành ta có: + t13  1,5.t1  1,5.0,281  0,422( s) GVHD: Nguyễn Văn Hà - 15 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc
  17. --  -- Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện 1 1 + t 3  t 7 ; t 2  t 8 ; t 2  t 3  t13 ; t 2  3.t 3  t 3  t 7  .t13  .0,422  0,106( s) 4 4 3 3 + t 2  t8  .t13  .0, 422  0,317(s ) 4 4 - Thời gian máy làm việc ở tốc độ thuận t5: L5 t5  Vth Trong đó: + Vth = 20 (m/ph) là tốc độ làm việc ở chu kỳ thuận + l5 là chiều dài bàn máy trong khoảng thời gian làm việc V0  Vth V t 4  t 6   V0 t 2  t 3  t 7  t 8  Ta có: L5  Lb  Lith  Lb   0 t1  t 9    2 2  6  20 1 6   2 0,281  0, 281  2 0,918  0,918  60,317  0,106  0,317  0,106  15  60    14,49(m) L5 14,49  t5    0,725( ph)  43,5( s) Vth 20 - Thời gian làm việc ở tốc độ ngược t11: L11 t11  V ng Trong đó: + Vth = 40 (m/ph) là tốc độ làm việc ở chu kỳ ngược + l11 là chiều dài bàn máy trong khoảng thời gian màn máy trở về V0  Vng V V0  Ta có: L11  Lb  Ling  Lb   ng .t10  t12  V0 .t13  .t14  2 2 2  6  40 1  40 6   15   2 .1,677  2 .1,426  6.0,422  2 .0,281  13,84(m) 60   L11 13,84  t11    0,346( ph)  20,76( s) Vng 40 GVHD: Nguyễn Văn Hà - 16 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc
  18. --  -- Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện 3.5 Xây dựng đồ thị phụ tải toàn phần I = f(t) Dựa vào đồ thị dòng điện và các khoảng thời gian tương ứng đã xác định ở phần trên ta vẽ được đồ thị phụ tải toàn phần như sau: v(m/s) Iq® Vth I th V0 I0 0 t(s) V0 Tng Tth Vng Hình 1.4 Đồ thị dòng điện toàn phần của động cơ truyền động bàn máy MBG 3.6 Kiểm nghiệm động cơ theo điều kiện phát nóng và quả tải về mômen 3.6.1 Kiểm nghiệm theo điều kiện phát nóng 2  I .t i i Ta có dòng điện đẳng trị: I đt  t i Trong đó: t1  t 4  t 6  t 9  t10  t12  t14  0,281  0,918  0,918  0, 281  1,677  1,426  0, 281  5,908( s )  t 2  t 8  t11  t13  0,317  0,317  20,76  0,422  21,816(s ) t  t  t  0,106  43,50  0,106  43,712(s ) 3 5 7 GVHD: Nguyễn Văn Hà - 17 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc
  19. --  -- Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện t  t1  t 2  t 3  t 4  t 5  t 6  t 7  t 8 t 9 t10  t11  t12  t13  t14 i  5,908  21,816  43,712  71,436( s ) 2  I .t 446 2.5,908  113,512.21,816  207,02 2.43,712 i i Vậy: I đt    215,89( A) t 71,436 i Ta thấy: Iđt = 215,89(A) < Iđm = 223(A) nên động cơ đã chọn đạt yêu cầu về phát nóng. 3.6.2. Kiểm nghiệm theo điều kiện quá tải về mômen M lv max M đm   Trong đó: + Mđm là mômen định mức của động cơ + Mlvmax là mômen làm việc cực đại + λ = 2  4 là hệ số quá tải cho phép về mômen động cơ Ta có: + M lv max  k đm .I max  k đm .I qđ  3,42.446  1525,32( Nm) + M đm  k đm .I đm  3,42.223  762,66( Nm ) + Khi hệ số quá tải λ = 2 thì: M lv max 1525,32 Ta có   762,66  M đm  762,66( Nm )  2 + Khi hệ số quá tải λ = 4 thì: M lv max 1525,32 Ta có   381,33  M đm  762,66( Nm)  4 Vậy động cơ đã chọn đạt cả hai yêu cầu quá tải về mômen và yêu cầu về phát nóng. GVHD: Nguyễn Văn Hà - 18 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc
  20. --  -- Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện Chương II LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG I. PHƯƠNG ÁN 1: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG MÁY PHÁT - ĐỘNG CƠ (F - Đ) 1. Sơ đồ nguyên lí hệ thống F - Đ đơn giản Hệ thống máy phát - động cơ (F - Đ) là hệ truyền động điện mà BBĐ điện là máy phát điện một chiều kích từ độc lập. Máy phát này thường do động cơ sơ cấp không đồng bộ 3 pha kéo quay và coi tốc độ quay của máy phát là không đổi. Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống F - Đ đơn giản Trong đó: - Đ : Là động cơ điện một chiều kéo cơ cấu sản xuất, cần phải điều chỉnh tốc độ. - F : Là máy phát điện một chiều, đóng vai trò là BBĐ, cấp điện cho động cơ Đ. - ĐK : Động cơ KĐB 3 pha kéo máy phát F, K có thể thay thế bằng một nguồn năng lượng khác. - K : Máy phát tự kích, để cấp nguồn điện cho các cuộn kích từ CKF và CKĐ. * Đối với hệ thống F - Đ ta có thể điều chỉnh tốc độ theo hai hướng như sau: + Để cho nĐ < ncb: Điều chỉnh biến trở RKF của máy phát tăng để giảm dòng điện qua cuộn kích từ CKF thay đổi, do đó từ thông kích từ F của máy phát thay đổi (giảm), làm cho UF giảm, tốc độ động cơ giảm xuống đạt nĐ < ncb. Như vậy, bằng cách điều chỉnh biến trở R KF, ta điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ Đ trong khi giữ từ thông không đổi: Đ = đm. + Đảo chiều: Cặp tiếp điểm T đóng hoặc N đóng, dòng điện kích từ máy phát ICKF đảo chiều, do đó đảo chiều từ thông F, do đó UF đảo dấu, dẫn đến động cơ Đ đảo chiều. GVHD: Nguyễn Văn Hà - 19 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược