Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Truyền Động Xích Tải

Đồ án nghiên cứu hệ thống truyền động đề tài 5 thiết kế hệ thống truyền động xích tải, thiết kế chi tiết, tính toán kỹ thuật theo tiêu chuẩn, đánh giá tính khả thi dự án.

• Đề tài: Thiết Kế Hệ Thống Truyền Động Xích Tải: Đồ Án Cơ Điện Tử
• Loại tài liệu: đồ án

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG XÍCH TẢI
• 2. CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN CHO HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG
• 2.1. Chọn công suất động cơ
• 2.2. Công suất yêu cầu động cơ (tính theo lực F, chuyển động tịnh tiến)
• 2.3. Công suất cần thiết của động cơ điện
• 2.4. Chọn loại động cơ thỏa mãn được điều kiện Pđc≥Pcần thiết
• 2.5. Tỷ số truyền chung và hiệu suất các bộ truyền
• 2.6. Các thông số kĩ thuật của hệ thống truyền động
• 2.7. Bảng đặc tính kỹ thuật hệ thống truyền động
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY
• 3.1. Tính toán thiết kế và kiểm nghiệm bộ truyền đai thang
• 3.1.1. Số liệu thiết kế
• 3.1.2. Tính các thông số bộ truyền đai
• 3.1.3. Chọn hệ số trượt tương đối, tính toán đường kính bánh đai lớn d2 và so sánh lại tỉ số truyền
• 3.1.4. Chọn khoảng cách trục a và xác định L theo tiêu chuẩn, sau đó tính chính xác lại khoảng cách trục a theo L tiêu chuẩn và kiểm nghiệm
• 3.1.5. Kiểm tra lại số vòng chạy i của đai trong 1 giây
• 3.1.6. Tính góc ôm đai bánh nhỏ 𝛼1 theo công thức
• 3.1.7. Xác định số dây đai theo công thức
• 3.1.8. Tính chiều rộng các bánh đai và đường kính ngoài d các bánh đai
• 3.1.9. Xác định lực tác dụng lên trục
• 3.1.10. Ứng suất lớn nhất trong dây đai
• 3.1.11. Xác định tuổi thọ đai theo công thức
• 3.1.12. Bảng các thông số bộ truyền đai thang
• 3.2. Tính toán thiết kế và kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng
• 3.2.1. Số liệu thiết kế
• 3.2.2. Chọn vật liệu và phương pháp nhiệt luyện
• 3.2.3. Xác định chu kỳ làm việc cơ sở
• 3.2.4. Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép
• 3.2.5. Xác định ứng suất uốn cho phép
• 3.2.6. Kết quả chọn và tính vật liệu
• 3.2.7. Chọn 𝜓𝑏𝑎, tính toán 𝜓𝑏𝑑 và chọn hệ số tải trọng tính 𝐾𝐻 = 𝐾𝐻𝛽
• 3.2.8. Tính toán khoảng cách trục 𝑎𝑤
• 3.2.9. Chọn mô đun răng 𝑚𝑛 theo 𝑎𝑤
• 3.2.10. Xác định số răng bánh dẫn và bánh bị dẫn
• 3.2.11. Xác định kích thước hình học của bộ truyền
• 3.3. Tính toán thiết kế trục và then
• 3.4. Phân tích lực tác dụng lên các chi tiết máy
• 3.5. Xác định đường kính sơ bộ trục
• 3.6. Xác định khoảng cách sơ bộ giữa hai ổ trục
• 3.7. Vẽ phác thảo HGT 1 cấp bánh răng trụ
• 3.8. Tính toán trục và lựa chọn ổ, then
• 3.9. Tính toán thiết kế vỏ hộp giảm tốc và các chi tiết liên quan
• 3.9.1. Thiết kế vỏ hộp giảm tốc
• 3.9.2. Các chi tiết liên quan đến kết cấu vỏ hộp
• 3.9.3. Tổng kết bu lông và vít
• 4. CHƯƠNG 4: CHỌN DẦU BÔI TRƠN VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP
• 4.1. Chọn dầu bôi trơn bộ truyền bánh răng
• 4.2. Chọn phương pháp bôi trơn
• 4.3. Chọn dầu bôi trơn
• 4.4. Xác định mức dầu là lượng dầu bôi trơn
• 4.5. Dung sai lắp ghép
• 4.6. Bảng dung sai lắp ghép
• 5. CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ BỘ PHẬN CÔNG TÁC VÀ BỆ MÁY
• 5.1. Thiết kế xích tải
• 5.1.1. Thông số đầu vào
• 5.1.2. Xác định các thông số của xích và bộ truyền
• 5.1.3. Chọn khoảng cách trục sơ bộ, xác định số mắc xích và chiều dài xích
• 5.1.4. Tính lực tác dụng lên trục
• 5.1.5. Xác định các kích thước của xích tải
• 5.1.6. Bảng thông số xích tải
• 5.1.7. Tính toán trục công tác
• 5.1.8. Tính toán then
• 5.1.9. Thiết kế phần công tác
• 5.1.10. Chọn loại xích
• 5.1.11. Thiết kế bệ máy
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Khám phá tổng quan đồ án hệ thống truyền động xích tải

Một đồ án thiết kế hệ thống truyền động xích tải là nền tảng cơ bản trong ngành Cơ Điện Tử và Cơ khí. Nó kết hợp kiến thức từ nhiều môn học như Chi tiết máy, Sức bền vật liệu, và Nguyên lý máy. Mục tiêu chính là tạo ra một hệ thống hoàn chỉnh, có khả năng vận chuyển vật liệu một cách hiệu quả và an toàn. Hệ thống này thường bao gồm các thành phần chính: động cơ giảm tốc, bộ truyền ngoài (đai hoặc xích), hộp giảm tốc, và bộ phận công tác là xích tải công nghiệp. Việc áp dụng khoa học kỹ thuật vào thiết kế không chỉ thay thế sức người mà còn tăng năng suất lao động, đặc biệt trong các dây chuyền sản xuất tự động hóa. Đồ án này cung cấp một cái nhìn tổng quan, từ việc phân tích yêu cầu ban đầu, lựa chọn phương án thiết kế, đến tính toán bộ truyền xích và các chi tiết máy liên quan. Quá trình này đòi hỏi sinh viên phải vận dụng lý thuyết một cách linh hoạt để giải quyết các bài toán kỹ thuật thực tế, chuẩn bị cho các dự án công việc sau này. Một bản thuyết minh đồ án cơ khí chi tiết là sản phẩm cuối cùng, ghi lại toàn bộ quá trình tính toán và lựa chọn thiết kế.

1.1. Tầm quan trọng của hệ thống xích tải trong công nghiệp

Hệ thống truyền động xích tải là bộ phận không thể thiếu trong các ngành công nghiệp sản xuất theo dây chuyền. Chúng được sử dụng để vận chuyển sản phẩm, nguyên vật liệu, đặc biệt là các hàng hóa nặng như pallet hay thùng chứa công nghiệp. Ưu điểm của cấu tạo xích tải công nghiệp là khả năng chịu tải lớn, làm việc bền bỉ trong môi trường khắc nghiệt và vận tốc thấp. Các lĩnh vực ứng dụng phổ biến bao gồm sản xuất thức ăn chăn nuôi, xi măng, giấy, và lắp ráp ô tô. Xích tải có thể được tùy biến bằng cách gắn thêm các bộ phận công tác như gạt liệu, tấm che, giúp vận chuyển vật liệu dạng bột mà không bị ảnh hưởng bởi môi trường. Do đó, việc hiểu rõ nguyên lý và thiết kế hệ thống này là kỹ năng cốt lõi của kỹ sư cơ điện tử.

1.2. Phân tích yêu cầu và thông số kỹ thuật đầu vào của đồ án

Bước đầu tiên của mọi đồ án thiết kế là xác định rõ ràng các yêu cầu. Dựa trên tài liệu gốc, đề tài số 5 yêu cầu thiết kế hệ thống với các thông số cụ thể. Lực vòng xích tải F là 8360 N. Vận tốc xích tải v là 0.4 m/s. Hệ thống làm việc 2 ca, quay một chiều. Các thông số khác bao gồm bước xích (p = 100 mm) và số răng đĩa xích (z = 8 răng). Tuổi thọ thiết kế là 5 năm. Sơ đồ hệ thống dẫn động bao gồm: động cơ điện, bộ truyền đai thang, hộp giảm tốc bánh răng nghiêng một cấp, nối trục đàn hồi và cụm nhông xích công nghiệp. Từ những dữ liệu này, người thiết kế phải tiến hành các bước tiếp theo như chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền một cách hợp lý.

II. Hướng dẫn tính toán công suất và tỷ số truyền hệ thống

Sau khi xác định yêu cầu, bước tiếp theo là tính toán các thông số động học cốt lõi. Đây là giai đoạn quan trọng nhất, quyết định đến hiệu quả và sự ổn định của toàn bộ hệ thống truyền động. Quá trình tính toán công suất động cơ phải dựa trên công suất làm việc yêu cầu tại bộ phận công tác (xích tải) và hiệu suất của toàn bộ chuỗi truyền động. Công suất cần thiết được tính từ lực vòng và vận tốc xích tải. Sau đó, công suất động cơ được chọn phải lớn hơn công suất cần thiết sau khi đã trừ đi tổn thất qua các bộ truyền như đai, bánh răng, và ổ lăn, gối đỡ trục. Việc phân phối tỷ số truyền chung cho các bộ truyền thành phần cũng là một bài toán tối ưu. Cần phải cân bằng tỷ số truyền giữa bộ truyền đai và hộp giảm tốc để đảm bảo kích thước nhỏ gọn và hiệu suất cao. Theo tài liệu tham khảo, hiệu suất chung của hệ thống được tính toán khoảng 0.885, từ đó chọn được động cơ phù hợp cho bài toán thiết kế hệ thống truyền động xích tải.

2.1. Phương pháp xác định công suất động cơ điện cần thiết

Công suất yêu cầu trên trục công tác được tính theo công thức: Plv = (F * v) / 1000 = (8360 * 0.4) / 1000 ≈ 4.01 kW. Hiệu suất chung của hệ thống (η_ch) được xác định bằng tích hiệu suất của các bộ phận: η_ch = η_đai * η_br * η_nt * (η_ol)^3 ≈ 0.95 * 0.98 * 0.98 * 0.99^3 ≈ 0.885. Từ đó, công suất cần thiết của động cơ là P_ct = Plv / η_ch ≈ 4.01 / 0.885 ≈ 4.53 kW. Dựa trên điều kiện P_đc ≥ P_ct, một động cơ giảm tốc điện không đồng bộ 3 pha của hãng AEMOT có công suất 5.5 kW và số vòng quay 710 vòng/phút được lựa chọn. Lựa chọn này đảm bảo hệ thống có đủ công suất để hoạt động ổn định.

2.2. Phân phối tỷ số truyền cho hộp giảm tốc và bộ truyền đai

Số vòng quay của trục đĩa xích tải được tính: n_lv = (v * 60000) / (z * p) = (0.4 * 60000) / (8 * 100) = 36 vòng/phút. Tỷ số truyền chung của hệ thống là u_ch = n_đc / n_lv = 710 / 36 ≈ 19.72. Tỷ số truyền này được phân phối cho hai bộ truyền: bộ truyền đai và bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc. Theo tiêu chuẩn thiết kế, tỷ số truyền cho hộp giảm tốc bánh răng trụ 1 cấp (u_br) được chọn trong khoảng 1.6 đến 8. Chọn u_br = 5.6. Tỷ số truyền còn lại cho bộ truyền đai là u_đ = u_ch / u_br ≈ 19.72 / 5.6 ≈ 3.5. Các giá trị này nằm trong khoảng cho phép, đảm bảo kết cấu hợp lý.

III. Bí quyết thiết kế các bộ phận cơ khí trong xích tải

Đây là phần cốt lõi của một đồ án chi tiết máy, nơi các tính toán lý thuyết được áp dụng để định hình các chi tiết thực tế. Việc thiết kế bao gồm từ bộ truyền ngoài như đai thang, đến các chi tiết phức tạp bên trong hộp giảm tốc như bánh răng, trục. Mỗi chi tiết đều phải được tính toán thiết kế trục và kiểm nghiệm bền dựa trên các tiêu chí về sức bền vật liệu. Lựa chọn vật liệu phù hợp, ví dụ như thép C45 tôi cải thiện cho bánh răng, là rất quan trọng để đảm bảo tuổi thọ và khả năng chịu tải. Các yếu tố như mô-men xoắn, lực tác dụng, và điều kiện làm việc đều được xem xét kỹ lưỡng. Sau khi tính toán, các kích thước hình học, dung sai lắp ghép, và thông số kỹ thuật được tổng hợp lại. Đây là cơ sở để tạo ra các bản vẽ hệ thống truyền động xích chi tiết sau này, đảm bảo tính chính xác và khả thi trong chế tạo.

3.1. Tính toán bộ truyền đai thang và bộ truyền bánh răng nghiêng

Đối với bộ truyền đai, dựa trên công suất và số vòng quay, loại đai thang hẹp SPA được chọn. Các thông số như đường kính bánh đai, khoảng cách trục, chiều dài đai, và số dây đai (z=4) được tính toán và chọn theo tiêu chuẩn để đảm bảo truyền tải ổn định. Đối với bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng, vật liệu được chọn là thép C45. Quá trình tính toán tập trung vào độ bền tiếp xúc. Các thông số quan trọng như mô-đun (m=3), số răng (z1=20, z2=112), góc nghiêng (β=8°), và khoảng cách trục (aw=200mm) được xác định. Sau đó, các lực tác dụng lên bộ truyền được phân tích để phục vụ cho việc thiết kế trục và chọn ổ lăn.

3.2. Lựa chọn ổ lăn gối đỡ trục và thiết kế then phù hợp

Lựa chọn ổ lăn, gối đỡ trục là bước quan trọng để đảm bảo trục quay trơn tru và chịu được tải trọng. Dựa trên lực hướng tâm và lực dọc trục tác dụng lên các gối đỡ, loại ổ lăn phù hợp được chọn từ catalog của nhà sản xuất (ví dụ SKF). Trong đồ án này, ổ bi đỡ chặn (207-Z) và ổ bi đỡ một dãy (6308-Z) được chọn cho các trục tương ứng. Khả năng tải động và tải tĩnh của ổ được kiểm nghiệm để đảm bảo tuổi thọ làm việc (Lh = 24000 giờ). Song song đó, then được tính toán và kiểm nghiệm bền dập, bền cắt để truyền mô-men xoắn từ trục đến các chi tiết lắp trên nó như bánh răng, bánh đai. Việc này đảm bảo không xảy ra hiện tượng trượt hoặc phá hủy mối ghép then.

IV. Cách thiết kế hệ thống điều khiển cơ điện tử tích hợp

Một đồ án cơ điện tử không chỉ dừng lại ở phần cơ khí. Việc tích hợp hệ thống điều khiển thông minh là yếu tố tạo nên sự khác biệt. Hệ thống điều khiển cho băng tải xích thường sử dụng PLC điều khiển băng tải làm bộ não trung tâm. PLC nhận tín hiệu từ các cảm biến tiệm cận hoặc nút bấm và xuất tín hiệu để điều khiển cơ cấu chấp hành. Cơ cấu chấp hành chính là động cơ, và tốc độ của nó thường được điều chỉnh linh hoạt thông qua biến tần điều khiển tốc độ. Việc sử dụng biến tần cho phép khởi động mềm, dừng mềm, thay đổi tốc độ băng tải theo yêu cầu sản xuất, và bảo vệ động cơ khỏi các sự cố quá tải. Thiết kế mạch điện động lực và mạch điều khiển là một phần không thể thiếu, đảm bảo hệ thống vận hành an toàn, chính xác và dễ dàng bảo trì. Sơ đồ mạch điện cần được thể hiện rõ ràng trong thuyết minh đồ án cơ khí và bản vẽ kỹ thuật.

4.1. Lựa chọn PLC điều khiển băng tải và biến tần tối ưu

Lựa chọn PLC phụ thuộc vào số lượng đầu vào/ra (I/O) và các chức năng yêu cầu. Đối với một hệ thống xích tải đơn giản (khởi động, dừng, dừng khẩn cấp), một dòng PLC cỡ nhỏ như Siemens S7-200 hoặc Mitsubishi FX series là đủ dùng. Biến tần điều khiển tốc độ được chọn dựa trên công suất của động cơ (5.5 kW). Các thương hiệu phổ biến như Delta, Siemens, hoặc INVT cung cấp nhiều dòng sản phẩm phù hợp. Biến tần không chỉ giúp điều chỉnh tốc độ mà còn tích hợp các chức năng bảo vệ, giúp kéo dài tuổi thọ của cả động cơ và hệ thống cơ khí.

4.2. Thiết kế mạch động lực và bố trí cảm biến tiệm cận

Mạch động lực bao gồm các thiết bị đóng cắt (aptomat, contactor) để cấp nguồn cho biến tần và động cơ. Mạch điều khiển kết nối các nút bấm, công tắc dừng khẩn cấp, và ngõ ra của PLC đến các chân điều khiển của biến tần. Cảm biến tiệm cận có thể được lắp đặt ở đầu và cuối băng tải để phát hiện sản phẩm, tự động dừng hệ thống, hoặc đếm sản phẩm. Việc bố trí cảm biến và thiết kế logic điều khiển trong chương trình PLC một cách hợp lý sẽ giúp hệ thống hoạt động thông minh và tự động hóa cao, giảm sự can thiệp của con người.

V. Hướng dẫn xây dựng bản vẽ 2D và mô hình 3D xích tải

Sau khi hoàn tất các bước tính toán, giai đoạn tiếp theo là trực quan hóa thiết kế thông qua bản vẽ kỹ thuật. Đây là ngôn ngữ chung của ngành kỹ thuật, giúp truyền đạt ý tưởng thiết kế một cách chính xác cho việc chế tạo và lắp ráp. Việc xây dựng bản vẽ 2D AutoCAD là yêu cầu cơ bản, bao gồm bản vẽ lắp toàn bộ hệ thống, bản vẽ lắp hộp giảm tốc, và các bản vẽ chi tiết quan trọng. Các bản vẽ này phải thể hiện đầy đủ kích thước, dung sai, và yêu cầu kỹ thuật. Để có cái nhìn trực quan hơn, việc dựng mô hình 3D SolidWorks/Inventor là cực kỳ hữu ích. Mô hình 3D không chỉ giúp kiểm tra sự phù hợp và va chạm giữa các chi tiết mà còn là cơ sở để thực hiện mô phỏng động học, phân tích ứng suất và tối ưu hóa thiết kế trước khi đưa vào sản xuất thực tế.

5.1. Triển khai bản vẽ 2D AutoCAD cho hệ thống truyền động

Bản vẽ lắp chung (khổ A0) thể hiện vị trí tương quan của tất cả các cụm chi tiết: động cơ, kết cấu khung sườn băng tải, hộp giảm tốc, và bộ phận công tác. Bản vẽ lắp hộp giảm tốc thể hiện chi tiết cách lắp ghép các bánh răng, trục, ổ lăn bên trong vỏ hộp. Các bản vẽ chi tiết (ví dụ: bản vẽ trục, bánh răng) phải cung cấp đầy đủ thông tin về vật liệu chế tạo nhông xích, kích thước, độ nhám bề mặt, và dung sai hình học. Đây là tài liệu quan trọng nhất để bộ phận gia công có thể chế tạo chi tiết đúng theo yêu cầu thiết kế.

5.2. Dựng mô hình 3D SolidWorks và thực hiện mô phỏng động học

Sử dụng phần mềm như SolidWorks hoặc Inventor, từng chi tiết được dựng thành mô hình 3D. Sau đó, chúng được lắp ráp lại với nhau trong một môi trường Assembly. Quá trình này giúp phát hiện sớm các lỗi lắp ghép hoặc va chạm. Từ mô hình 3D, có thể thực hiện mô phỏng động học để kiểm tra chuyển động của hệ thống, xem xét quỹ đạo của xích tải và sự ăn khớp của các bánh răng. Ngoài ra, các công cụ phân tích phần tử hữu hạn (FEA) tích hợp sẵn cũng cho phép kiểm tra sức bền vật liệu của các chi tiết chịu lực lớn như trục hoặc khung sườn, giúp tối ưu hóa thiết kế để đảm bảo an toàn và tiết kiệm vật liệu.

VI. Tổng kết đồ án thiết kế xích tải và hướng phát triển

Hoàn thành đồ án thiết kế hệ thống truyền động xích tải không chỉ là việc tạo ra một bộ tài liệu kỹ thuật, mà còn là quá trình tổng hợp và củng cố kiến thức chuyên ngành. Kết quả của đồ án là một hệ thống được tính toán và lựa chọn các thông số một cách khoa học, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về công năng và độ bền. Các bản vẽ kỹ thuật và thuyết minh chi tiết cung cấp một bộ hồ sơ hoàn chỉnh cho việc chế tạo và triển khai. Tuy nhiên, công nghệ luôn phát triển. Các hướng nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc tối ưu hóa vật liệu, sử dụng các thuật toán điều khiển thông minh hơn, hoặc tích hợp các hệ thống giám sát tình trạng (condition monitoring) để thực hiện bảo trì hệ thống xích tải một cách προληπτικός, tăng cường độ tin cậy và giảm thời gian dừng máy trong sản xuất.

6.1. Đánh giá kết quả và các thông số kỹ thuật hệ thống đạt được

Hệ thống được thiết kế đáp ứng các thông số đầu vào: lực tải 8360 N và vận tốc 0.4 m/s. Các chi tiết máy chính như bộ truyền bánh răng, trục, ổ lăn đều được kiểm nghiệm bền, đảm bảo hoạt động an toàn trong tuổi thọ thiết kế 5 năm. Việc lựa chọn động cơ 5.5 kW và phân phối tỷ số truyền hợp lý đảm bảo hiệu suất năng lượng. Các bản vẽ 2D và mô hình 3D cung cấp đầy đủ thông tin cho quá trình chế tạo. Nhìn chung, đồ án đã giải quyết thành công bài toán thiết kế một hệ thống truyền động cơ khí cơ bản, là nền tảng vững chắc cho các dự án phức tạp hơn.

6.2. Triển vọng ứng dụng và phương pháp bảo trì hệ thống xích tải

Hệ thống được thiết kế có thể ứng dụng rộng rãi trong các nhà máy, xí nghiệp để vận chuyển các vật liệu nặng. Để hệ thống hoạt động bền bỉ, công tác bảo trì hệ thống xích tải là cực kỳ quan trọng. Cần có kế hoạch kiểm tra định kỳ độ chùng của xích, bôi trơn cho bộ truyền xích và các ổ lăn. Dầu trong hộp giảm tốc cần được thay thế theo khuyến nghị của nhà sản xuất. Hướng phát triển trong tương lai có thể bao gồm việc tích hợp cảm biến rung, nhiệt độ để giám sát tình trạng của ổ lăn và bánh răng, cảnh báo sớm các hư hỏng tiềm ẩn, chuyển từ bảo trì bị động sang bảo trì tiên đoán.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG XÍCH TẢI Đối với các ngành công nghiệp sản xuất có yếu tố dây chuyền, băng tải xích là một bộ phận không thể thiếu, dùng để vận chuyển sản phẩm, nguyên vật liệu, đặc biệt là sản phẩm hàng hóa nặng (pallet, thùng chứa công nghiệp,…) thông qua trực tiếp xích tải hoặc gián tiếp qua các bộ phận gắn trên mắc xích. Thường các hệ thống xích tải làm việc với vận tốc thấp nên nó được dẫn động từ động cơ qua các hệ thống hộp giảm tốc và hệ thống đai, xích. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà có các cách bố trí khác nhau cho các bộ phận nhông dẫn hướng cho xích. Có thể có hai hay nhiều nhông cùng tham gia vào quá trình hoạt động, thường có các cơ cấu bu lông để thay đổi khoảng cách trục nhằm căng xích hoặc sẽ có các nhông phụ thực hiện công việc này.

Hiện nay có rất nhiều các lĩnh vực sản xuất sử dụng hệ thống xích tải trong dây truyền, ví dụ như: sản xuất thức ăn chăn nuôi, sản xuất giấy, sản xuất xi măng, sản xuất ô tô,… Xích tải có thể gắn thêm các bộ phận công tác trên mắc xích như các đũa gạt liệu, bố trí che chắn bởi các mặt bằng thép hoặc inox,…nên hoạt động tốt đối với các dạng vật liệu dạng bột dễ bị ảnh hưởng bởi yếu tố môi trường như gió, nhiệt độ, độ ẩm… Hệ thống xích ti để di chuyển Pallet 11 GVHD: Trần Trọng Hỷ Xích ti có gắn gạt liệu Trong thuyết minh này, một hệ dẫn động xích tải đơn giản được thiết kế gồm động cơ đi qua một hệ thống đai dẫn, qua hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng một cấp và dẫn động cho hệ thống xích tải hai dãy xích. 12 GVHD: Trần Trọng Hỷ CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN CHO HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG 2. Chọn công suất động cơ 2. Công suất yêu cầu động cơ (tính theo lực F, chuyển động tịnh tiến): Fv 8360.

Công suất cần thiết của động cơ điện: Xác định hiệu suất các bộ truyền (số liệu theo Bảng 3.3 [1]) - Hiệu suất bộ truyền đai 0,94 ÷ 0,96, chọn 𝜂đ = 0,95 - Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ (được che kín) 0,96 ÷ 0,98, chọn 𝜂𝑏𝑟 = 0,98 - Hiệu suất của nối trục 𝜂𝑛𝑡 = 0,98 - Hiệu suất ổ lăn (được che kín) 0,99 ÷ 0,995, chọn 𝜂𝑜𝑙 = 0,99 Hiệu suất chung của hệ thống mắc nối tiếp 𝜂𝑐ℎ = 𝜂𝑜𝑙 3 𝜂đ. 𝜂𝑛𝑡 = 0,993 × 0,95 × 0,98 × 0,98 ≈ 0,885 Công suất cần thiết của động cơ: Pdn 4, 01 Pct = =  4,53 kW ( ch 0,885 2. Dựa vào Bảng 3.1 [1] và Phụ lục III.3 [1], ta chọn loại động cơ thỏa mãn được điều kiện 𝑷đ𝒄 ≥ 𝑷𝒄ầ𝒏 𝒕𝒉𝒊ế𝒕 và có các đặc tính như sau: Xích tải quay 1 chiều Động cơ điện không đồng bộ 3 pha rô to lồng sóc kiểu kín lắp đặt kiểu chân đế (B3) Công suất động cơ chọn 5,5 kW (7.5hp) 13 GVHD: Trần Trọng Hỷ 2. Tỷ số truyền chung và hiệu suất các bộ truyền Số vòng quay của trục đĩa xích tải: v 0, 48 nlv = 60000.

= 36 vg ( / ph zp 8.100 ndc Tỉ số truyền chung xác định bằng công thức: uch = nlv Chọn tỉ số truyền các bộ truyền như sau: - Đối với hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng một cấp, tỉ số truyền được chọn trong khoảng từ 1,6 đến 8 - Đối với bộ truyền đai thang, tỉ số truyền được chọn trong khoảng từ 2 đến 5. Từ các yêu cầu của động cơ và tỷ số truyền nêu trên, ta chọn động cơ của nhà sản xuất AEMOT (Thổ Nhĩ Kỳ) (theo Catalogue [5]) với các thông số như sau: Công suất Hiệu suất Khối lượng Ký hiệu n (rpm) Vật liệu (kW) (%) (kg) 160M8B3 5,5 710 Nhôm 77 74 Tính toán các tỉ số truyền bộ truyền Chọn tỉ số truyền bộ truyền bánh răng theo dãy tiêu chuẩn ubr = 5, 6 ndc 710 Tỉ số truyền chung: uch = =  19, 72 nv 36 u 19, 72 Tỉ số truyền bánh đai ud = ch = = 3,5 ubr 5, 6 Kiểm tra lại tỉ số truyền: nsb =ulv.100 0% nsb 709,92 14 GVHD: Trần Trọng Hỷ Nhn xt: sai số so với thực tế là rất nhỏ, ta có thể chấp nhận tỉ số truyền do làm tròn như trên. Các thông số kĩ thuật của hệ thống truyền động: Tỉ số truyền bánh răng trụ răng nghiêng: ubr = 5,6 Tỉ số truyền đai thang: uđ = 3,52 Lập bảng đặc tính: - Công suất trên các trục: Plv =4,01 (kW) Plv 4,01 P2 = = = 4,17 kW ( ol2 .0,98 P1 4,3 Pct = = = 4,53 (kW d 0,95 - Số vòng quay trên các trục: ndc =710 (vg / ph) n 710 n1 = dc =  201,7vg ( /ph ud 3,52 n1 201,7 n2 = =  36vg ( /ph ubr 5,6 - Momen xoắn trên các trục: 9550.4,53 Tdc = =  61Nm ( ndc 710 9550.4,17 T2 = =  Nm 1106,2 ( n2 36 15 GVHD: Trần Trọng Hỷ 9550. Bảng đặc tính kỹ thuật hệ thống truyền động Trục Công tác Động cơ I II Thông số (xích tải) Công suất, kW 4,53 4,3 4,17 4,01 Tỷ số truyền 3,52 5,6 1 Moment xoắn, Nm 61 203,6 1106,2 1063,8 Số vòng quay, vg/ph 710 201,7 36 36 16 GVHD: Trần Trọng Hỷ CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY 3.

Tính toán thiết kế và kiểm nghiệm bộ truyền đai thang 3. Số liệu thiết kế: Công suất: 𝑃1 = 𝑃đ𝑐 = 4,53 (𝑘𝑊) Số vòng quay bánh bị dẫn: 𝑛1 = 𝑛đ𝑐 = 710 (𝑣𝑔/𝑝ℎ) Tỉ số truyền: 𝑢đ = 3,52 Moment xoắn: 𝑇1 = 61 (𝑁𝑚) Điều kiện làm việc: quay 1 chiều, làm việc 2 ca (300 ngày/năm, 8 giờ/ca). Chọn dạng đai (tiết diện đai) theo công suất Pđc và số vòng quay nđc Theo Hình 4. Phụ thuộc vào số liệu thiết kế đầu vào, ta chọn đai thang hẹp SPA: bP = 11mm; b0 = 13mm; h = 10mm; y0 = 2,8 mm; A = 93 mm2; L = 800 ÷ 4500 mm; d1min = 90mm.

Tính các thông số bộ truyền đai Tính đường kính bánh đai nhỏ: d1 = 1,2. 90 = 102 (mm) Theo tiêu chuẩn ta chọn d1 = 112 mm. Tính vận tốc đai 𝑣1 : v1 =  1 1 = . Chọn hệ số trượt tương đối, tính toán đường kính bánh đai lớn d2 và so sánh lại tỉ số truyền Chọn hệ số trượt tương đối ξ = 0,01 Tính đường kính bánh đai lớn d2: d2 = d1.

3,52 = 390,3(mm) Theo tiêu chuẩn ta chọn d2 = 400 mm. 17 GVHD: Trần Trọng Hỷ Tỉ số truyền thực tế bộ truyền đai: d2 400 u= = = 3,6 d1(1−  ) 112(1− 0,01) Nhn xt: Chênh lệch tỷ số truyền so với giá trị chọn trước ban đầu là u − ud 3,6 − 3,52  =. Chọn khoảng cách trục a và xác định L theo tiêu chuẩn, sau đó tính chính xác lại khoảng cách trục a theo L tiêu chuẩn và kiểm nghiệm Ta chọn sơ bộ 𝑎 = 0,95𝑑2 = 0,95.380 Theo tiêu chuẩn L của đai chọn L = 1600 (mm) = 1,6 (m) Tính chính xác khoảng cách trục a theo L tiêu chuẩn vừa chọn: k = L−  ( d1 + d2)  (112+ 400) = 1600− = 795,8 (mm 2 2 d − d 400− 112  = 2 1= = 144 mm ( 2 2 Khoảng cách trục chính xác tính bằng công thức: k k2 − 82 795,8+ 795,8 − 8. (112 + 400) + 10  1024 ≥ 𝑎 ≥ 291,6 ➔ khoảng cách trục tính toán là hợp lí 18 GVHD: Trần Trọng Hỷ 3.

Kiểm tra lại số vòng chạy i của đai trong 1 giây v 4,2 i = 1= = 2,625s(−1 ) i[=] 10 s−(1 thoả điều kiện. Tính góc ôm đai bánh nhỏ 𝜶𝟏 theo công thức: d2 − d1 400− 112 1 =  − = −  2,36 rad ( ) 135  a 370 Nhn xt: góc ôm đai cho bánh nhỏ 𝛼1 ≈ 135° > 127° là góc ôm đai hợp lí trong điều kiện làm việc thực tế. Xác định số dây đai theo công thức: Theo Bảng 4. P1 4,53 z =  3,8 [ P0 ]C Cu CL CZ Cr C v 1,39.1,028 Trong đó (các hệ số được tính toán theo Bảng 4.7 [1]): 𝑪𝒗 - hệ số xt đến ảnh hưởng của vận tốc.

4,22 − 1) ≈ 1,04 𝑪𝜶 - hệ số xt đến ảnh hưởng của góc ôm đai. Kết luận: vậy số đai cần chọn z = 4 19 GVHD: Trần Trọng Hỷ Theo Catalogue [7] Ta chọn đai SPA của nhà sản xuất Bando, với thông số kĩ thuật: - Chiều rộng đai b = 12,5mm - Chiều cao đai h = 10mm - Chiều dài đai L = 1600mm - Góc 𝜃 = 40° 3. Tính chiều rộng các bánh đai và đường kính ngoài d các bánh đai: Theo Catalogue [8], chọn pulley đai loại 2A cho bánh đai dẫn và loại 8A cho bánh đai bị dẫn của nhà sản xuất SIT có thông số kĩ thuật như sau: 𝑏𝑤 𝑏1 𝛼 𝑐 𝑡 𝑒 𝑓 𝑊 𝑀 𝐿 𝑍 (𝑚𝑚) (𝑚𝑚) (°) (𝑚𝑚) (𝑚𝑚) (𝑚𝑚) (𝑚𝑚) (𝑚𝑚) (𝑚𝑚) (𝑚𝑚) (𝑚𝑚) Dẫn 68 50 15 Bị 11 12,7 40 2,8 13,8+0,6 0 15 ± 0,3 10 ± 0,6 65 96 65 - dẫn 20 GVHD: Trần Trọng Hỷ Đường kính ngoài bánh đai: - Bánh đai nhỏ 𝑑𝑒1 = 𝑑𝑤1 + 2.2,8 = 117,6 (𝑚𝑚) - Bánh đai lớn 𝑑𝑒2 = 𝑑𝑤2 + 2. Xác định lực tác dụng lên trục Lực căng đai ban đầu: Diện tích mặt cắt ngang của 1 sợi dây đai 𝐴1 = 93 𝑚𝑚2 𝐹0 = 𝐴.

1,5 = 558 (𝑁) 21 GVHD: Trần Trọng Hỷ F0 558 Lực căng trên mỗi dây đai: = = 139,5N( 4 4 1000P1 1000.4,53 Lực vòng có ích:Ft = = = N 1078,6 v1 4,2 F 1078,6= Lực vòng trên mỗi dây đai: t = 269,6N( 4 4 F 1078,6 Lực trên nhánh căng F1 = F0 + t =558 + =1097,3 (N 2 2 F 1078,6 Lực trên nhánh chùng F2 = F0 − t =558 − =18,7(N 2 2 Lực tác dụng lên trục: Fr  2 F0. ng suất lớn nhất trong dây đai: Do vận tốc vòng đai <10m/s nên ảnh hưởng 𝜎𝑣 là không đáng kể, có thể bỏ qua F 2y 139,5 2. Xác định tui thọ đai theo công thức: m 8  r   9  .2,625 trong đó: 𝜎𝑟 = 9 MPa – giới hạn mỏi của đai thang. m = 8 – số mũ của đường cong mỏi đối với đai thang.

22 GVHD: Trần Trọng Hỷ 3.