CHƯƠNG I: CÁC KIỂU BARIE CHẮN TÀU TỰ ĐỘNG HIỆN NAY 1. Tổng quan về barie Hiện nay barie tự động có 3 loại phổ biến nhất là : barie rào chắn , barie cần thẳng , barie cần gấp Tuy nhiên nơi giao nhau giữa đường tàu và đường dân sinh là nơi rất nguy hiểm vì đường tàu cắt ngang qua khu người dân , và là nơi giao thông đi lại hang ngày của con người , vì vậy mà barie chắn tàu hàng rào luôn được dung trong ngành giao thông đường sắt , giúp tạo ra một hàng rào ngăn cách chắc chắn và an toàn 1.1 Barie rào chắn Hình 1.1 barie rào chắn ứng dụng trong công nghiệp Hàng rào phân cách hiệu quả và an toàn , hoạt động tốt ở môi trường ngoài trời Tính ứng dụng rộng rãi , sử dụng hieju quả và an toàn cho barie chắn tàu , tránh sự chen lấn và vượt qua đường tàu khi còi báo động đang gây nguy hiểm Tuổi thọ và khả năng hoạt động cực kỳ tốt, lò xo có thể hoạt động lên đến hơn 2.000 chu kỳ lien tục GVHD: Ths. Ngô Sỹ Đồng 3 Khoa cơ khí động lực đồ án tốt nghiệp Có thể đóng mở bằng điều khiển từ xa hoặc nút nhấn ở vị trí cố định Bộ xử lý dữ liệu thông minh, được tích hợp vi xử lý nhanh và chính xác 1.2 Barie cần gấp + Barie cần gập được ưa chuộng sử dụng rộng rãi ở các bãi giữ xe thông minh như trong tầng hầm chung cư , bệnh viện , trường học , các tòa nhà cao tầng nơi có các tầng hầm thường bị giới hạn bởi chiều cao + Vì nó có hình dạng giống như tay cần thẳng , nhưng điểm khác biệt ở đây là nó cần lắp thêm một phụ kiện đặc biệt để cho phép nó gập xuống 90 độ khi mở cần lên và hạ xuống thẳng đứng khi đóng lại Hình 1.6: barie cần gấp ứng dụng trong chung cư GVHD: Ths. Ngô Sỹ Đồng 4 Khoa cơ khí động lực đồ án tốt nghiệp 1.3 Barie cần thẳng Là thiết bị lý tưởng dùng để kiểm soát các cổng ra vào hoặc tại các điểm chắn tàu Hình 1.3 : barie cần thẳng ứng dụng trong chắn tàu Thông số kỹ thuật: Sử dụng ngoài trời , phù hợp IP54 Độ dài tay chắn: 3- 6m Loại cánh : nâng thẳng Trọng lượng tay chắn : 4-6 kg Thời gian nâng hạ : 1,5s/ 3s/ 6s Tốc độ motor: 30r/phút Nguồn điện hoạt động : 220V / 110V , 60/50HZ Điện năng tiêu thụ : 100w Hoạt động trong môi trường có nhiệt độ : - - Hoạt động đóng mở : 5 triệu lần ( không bảo trì) Trọng lượng : 39kg Điều khiển từ xa :<30m GVHD: Ths.
Ngô Sỹ Đồng 5 Khoa cơ khí động lực đồ án tốt nghiệp ` Hình 1.4 : kích thước tổng quan của barie cần thẳng Cấu tạo kỹ thuật của barie cần thẳng + Thân barie : hay còn gọi là thùng barie , được làm bằng thép chuyên dụng chịu lực cao. vở động cơ được thiết kế theo kiểu gợn sóng , có tác dụng làm giảm tiếng ồn và giúp động cơ tản nhiệt nhanh khi vận hành. bề mặt thân vỏ được sử dụng oxi hóa kỹ càng giúp cho bề mặt luôn sạch đẹp. Barie tự động với công nghệ sơn tĩnh điện giúp lớp sơn được bền bỉ hơn + Thang chắn barie : thường được sử dụng bằng hợp kim nhôm hình trụ rỗng để giảm trọng lượng , ngoài ra thanh chắn cũng có những phân biệt về kết cấu hình khối như : hình hộp chữ nhật , hình tròn , hình elip.
Thanh chắn thường được sơn tĩnh điện chống oxi hóa và dán phản quang , một số cao cấp còn có đèn phản quang +Thiết bị điều khiển : remote điều khiển từ xa hoạc nút nhấn gắn cố định + Hệ thống tự động : động cơ , bộ sử lý và momen xoắn điện tử được đặt trong thùng barie , điều khiển thanh chắn hoàn toàn tự động thông qua thiết bị điều khiển GVHD: Ths. Ngô Sỹ Đồng 6 Khoa cơ khí động lực đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG II TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CƠ KHÍ CHO HỆ THỐNG CHẮN TÀU 1. Chọn loại động cơ điện: 1.1 Chọn động cơ điện được tiến hành theo các bước sau: + Tính công suất cần thiết của động cơ + Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ + Dựa vào công suất và số vòng quay đồng bộ kết hợp với các yêu cầu về quá tải , moomen mở máy và phương pháp lắp đặt động cơ để chọn kích động cơ phù hợp với yêu cầu thiết kế.2 xác định công suất động cơ Công suất trên trục động cơ được xác định theo công thức : Pt Pct = η Pct : Công suất cần thiết trên trục động cơ – kw Pt : Công suất trên trục công tác kw η : Hiệu suất truyền động η=η 1 .η 3 là hiệu suất của bộ truyền và của các cặp ổ trong hệ thống dẫn động chọn theo bảng 2.3 Ở đây ta dung một bộ bánh răng lên η = 0. Như vậy để biết được công suất cần thiết trên trục động cơ cần biết công suất tính toán Pt.
Ở đây tải trọng tác dụng lên trục là tải trọng không đổi tức là tải. Trọng tĩnh nên: F.3) 1000 - Trong đó Ft là lực kéo trên cần barie - V là vận tốc di chuyển của cần barie Cần barie có trọng lượng là 4 kg ( ta có Ft = m. Giả sử cần barie chuyển động với vận tốc trung bình là 0,5 m/s thay vào 2.3 ta có : GVHD: Ths. Ngô Sỹ Đồng 7 Khoa cơ khí động lực đồ án tốt nghiệp F ×V 40 ×0 , 5 Plv = = 1000 = 20 w 1000 20 Vậy ta có: Pct = =21 , 05 w 0 , 95 Vậy công suất cần thiết trên trục động cơ là : Pct = 21,05 W.3Xác định số vòng quay đồng bộ của động cơ: + Số vòng quay trên trục công tác : 3 60 .30 + Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ : nsb= nct.
usb Dựa vào bảng 2.4 chọn tỉ số truyền của bộ truyền là usb = 4, nsb= 318,30*4 = 1273,23 v/ph.2 phụ lục trang 236 ta chọn động cơ 4A50A4Y3 Công suất 60 w số vòng quay 1378 vòng/phút Ta chọn động cơ DC giảm tốc 24V-60W Điện áp: DC – 24V Công suất: 60W Số vòng quay động cơ: 1800v/p Số vòng quay sau khi qua hộp số: 400 v/p Hộp giảm tốc bánh răng kim loại GVHD: Ths. Ngô Sỹ Đồng 8 Khoa cơ khí động lực đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Ngô Sỹ Đồng 9 Khoa cơ khí động lực đồ án tốt nghiệp 2. Tính toán bộ truyền bánh răng Bộ truyền bánh răng thực hiện truyền chuyển động giữa hai trục với tỷ số truyền xác định nhờ vào sự ăn khớp của các bánh răng trên bánh răng Có thể truyền chuyển động giữa các trục song song, cắt nhau, chéo nhau hay biến đổi chuyển động quay thành tịnh tiến 2.1 chọn vật liệu Theo bảng 6.1, ta chọn vật liệu chế tạo bánh răng là thép C45 tôi cải thiện độ cứng HB240 , đạt độ cứng tiếp xúc [ σ H ]=750 MPa với: Độ rắn bánh răng nhỏ là 240HB Độ rắn bánh răng lớn là 225HB 2.
Ứng suất tiếp xúc cho phép a. Ứng suất tiếp xúc cho phép Khi chưa có kích thước bộ truyền ta có thể tính sơ bộ theo công thức 6. Giới hạn mỏi tiếp xúc tương ứng với chu kì cơ sở được cho trong bảng 6.2 : σ OHlim 1=2× H 1 +70=2 ×240+ 70=550 HB σ OHlim 2=2 × H 2 +70=2 ×225+ 70=520 HB Hệ số tuổi thọ được xác định theo công thức 6.3, : Trong đó: - sô chu kỳ làm việc tương đương - số chu kỳ làm việc cơ sở - bậc của đường cong mỏi, có giá trị bằng 6 do Số chu kỳ làm việc tương đương được xác đinh theo công thức6. Ngô Sỹ Đồng 10 Khoa cơ khí động lực đồ án tốt nghiệp : số lần ăn khớp trong một vòng quaY Hệ số an toàn có giá trị theo bảng 6.
: Ứng suất tiếp xúc cho phép sơ bộ của từng bánh răng: 1 [ σ H 1 ]=550 × 1 ,1 =500 MPa 1 [ σ H 2 ]=520 × 1 ,1 =472 ,72 MPa Với cấp nhanh sử dụng bánh răng nghiêng do đó ta theo: [ σ H 1 ]+ [ σ H 2 ] 500+472 , 72 [ σ H ]= 2 = 2 =486 , 36 MPa<1 , 25 × [ σ H ]min =590 , 9 MPa b, Ứng suất uấn cho phép khi chưa có kích thước bộ truyền ta có thể chọn sơ bộ theo Giới hạn mỏi uấn, tương ứng với chu kỳ cơ sở được chọn phụ thuộc vào độ rắn bề mặt,phụ thuộc vào phương pháp nhiệt luyện, tra barng6. σ OFlim 1=1 ,8 × H 1=1 ,8 × 240=432 HB σ OFlim 2=1 ,8 × H 2=1 ,8 × 225=405 HB Hệ số tuổi thọ xác định theo công thức : ( bộ truyền quay một chiều ) GVHD: Ths. Ngô Sỹ Đồng 11 Khoa cơ khí động lực đồ án tốt nghiệp Số chu kỳ cơ sở; ( đối với tất cả các loại thép) Số chu kỳ làm việc tương đương theo: Hệ số an toàn có giá trị theo bảng 6.2 Ứng suất uấn cho phép sơ bộ của từng bánh răng: 1 [ σ F 1 ] =432 × 1, 75 =246 , 85 MPa 1 [ σ F 2 ]=405 × 1 ,75 =231, 42 MPa 2.Hệ số chiều rộng vành răng và hệ số tập trung tải trọng Chiều rộng vành răng Chiều rộng vành răng đc xác định theo tiêu chuẩn dựa vào bảng 6.6: Ta suy ra giá trị dựa vào công thức: Hệ sô tập trung tải trọng : Dựa vào , ta bảng 6.7 ta xác định được hệ số tập trung tải trọng: 2.Khoản cách trục. Tính toán bánh răng trụ răng nghiêng ta dung công thức: √ a w 1=43 ×5 , 32 × 3 700 , 63 ×1 , 12 472 ,722 × 4 , 32× 0 ,3 =31, 89 mm Chọn a w =35 mm 2.
Thông số ăn khớp a, Modun pháp mn=( 0 ,01 ÷ 0 , 02 ) × aw =0 ,35 ÷ 0 , 7 Theo tiêu chuẩn chọn mn=0 ,6 GVHD: Ths. Ngô Sỹ Đồng 12 Khoa cơ khí động lực đồ án tốt nghiệp b,Số răng của bánh răng Đối với bánh răng nghiêng , ngoài số răng ta còn phải chọn góc nghiêng : .