Trong quá trình phát triển kinh tế của mỗi đất nước, năng lượng đóng một vai trò rất quan trọng và là ngành được coi là phải đi trước một bước để phát triển các ngành khác. Điện năng nói riêng đã góp phần rất lớn vào sự phát triển kinh tế, văn hoá, văn minh của nhân loại. Năng lượng điện rất phổ biến ở trên từng mỗi quốc gia, từng tỉnh, huyện cho đến từng mỗi hộ gia đình trên khắp thế giới. Từ dung cụ sinh hoạt gia đình đơn giản như thắp sáng, quạt điện, bàn là. cho đến máy móc hiện đại đều đa số dùng năng lượng điện năng. Vì vậy có thể nói điện năng là nguồn năng lượng rất quan trọng và rất phổ biến.
Ở Việt Nam chúng ta do điều kiện lịch sử trong khu vực, nên nền kinh tế phong kiến tồn tại lâu dài và thêm nạn ngoại xâm. Nền kinh tế nghèo nàn lạc hậu đi sau các nước phát triển trên thế giới ở rất nhiều lĩnh vực, đặc biệt là ngành công nghiệp. Những năm cuối thế kỹ XIX và đến đầu thế kỹ XX nước ta còn là một nước nông nghiệp lạc hậu, công nghiệp mang tính nhỏ lẻ, thủ công. Về điện năng cả nước chỉ xây dựng được hai nhà máy nhiệt điện : Nhà máy thứ nhất xây năm 1892 và đến năm 1894 xây thêm một nhà máy nữa ở Hà Nội. Các nhà máy điện này công suất không đáng kể, chỉ sử dụng vào các ngành công nghiệp khai thác và chế biến các nguồn tài nguyên phục vụ cho thực dân Pháp. Và cho đến những năm giữa thế kỹ XX nước ta đang trong tình trạng chiến tranh liên miên, điều kiện để phát triển kinh tế rất hạn chế, chỉ xây thêm một số nhà máy nhiệt điện ở miền Bắc có công suất không đáng kể, chỉ phục vụ cho các ngành công nghiệp phục vụ chiến tranh.
Sau khi hoà bình lập lại, đất nước ta tập trung vào phát triển kinh tế, khắc phục hậu quả chiến tranh và phát triển một số ngành công nghiệp nặng. Vì vậy nhu cầu điện năng ngày một tăng. Và dấu móc quan trọng trong ngành điện lực là đã xây dựng thành công và đem vào hoạt động nhà máy thuỷ điện hoà bình vào ngày 30 - 12 tháng 11 năm 1988.
Ngày nay do tình hình an ninh tốt và cơ chế đổi mới của đảng, nhà nước đã thu hút được rất nhiều vốn đầu tư từ các doanh nghiệp nước ngoài. Nhiều công ty, xí nghiệp được xây dựng nhu cầu về điện năng lại tăng. Mặt khác nhằm phát triển kinh tế, văn hoá ở vùng nông thôn, vùng sâu, vùng xa, Đảng ta xác định bốn nhân tố để phát triển kinh tế, văn hoá vùng sâu vùng xa là : Điện - Đường - Trường - Trạm . Vì vậy điện năng là nhu cầu rất quan trọng. Tình hình sản xuất điện nước ta ở một số thời kỳ như sau : Năm 1985 là 5,2 tỷ Kwh, năm 1990 là 8,7 tỷ Kwh, năm 1993 là 10,9 tỷ Kwh, năm 1995 gần 14,7 tỷ Kwh, và năm 1999 khoảng 23,6 Kwh . Một số nhà máy phát điện lớn : Nhà máy nhiệt điện Uông Bí công suất 150000 Kw, nhà máy thuỷ điện Thác Bà công suất 110000 Kw, thuỷ điện Hoà Bình công suất 1,9 triệu Kw, nhà máy thuỷ điện Sơn La công suất 3,6 triệu Kw, thuỷ điện sang Đa Nhim 160000 Kw, thuỷ điện Yaly công suất 700000 Kw, thuỷ điện Trị An 400000 Kw, thuỷ điện Thác Mơ công suất 150000 Kw . . .
Cơ cấu điện năng gồm nhiệt điện và thuỷ điện, có xu hướng tăng dần tỷ trọng thuỷ điện. Mạng lưới tải điện ngày càng hoàn thiện quan trong nhất là đường dây tải điện Bắc- Nam 500KV vào năm 1994. Và mới đây là đường dây 500KV nối miền Bắc với Đà Nẵng.
87 trang |
Chia sẻ: tuandn | Lượt xem: 3314 | Lượt tải: 6
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế máy xoắn dây cáp điện 12-18, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
LỜI NÓI ĐẦU
Trước hết em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới các Thầy Cô giáo trường Đại học bách khoa Đà Nẵng đã chỉ dạy em tận tình trong hơn 4 năm học qua.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô trong khoa Cơ Khí ngành Chế Tạo Máy trường Đại học Kỹ thuật Đà Nẵng, các Thầy Cô trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng đã nhắc nhở, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và làm đề tài tốt nghiệp.
Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo, TS. Phạm Đăng Phước trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, đã nhiệt tình chỉ dạy, hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt thời gian làm đề tài tốt nghiệp.
Em cũng xin chân thành cảm ơn Thầy cô giáo bộ môn đã bỏ thời gian quý báu của mình để đọc, nhận xét, duyệt đồ án của em.
Em xin chân thành cảm ơn các kỹ sư, cán bộ kỹ thuật, công nhân Công Ty Cổ Phần Cơ Điện Miền Trung đã chỉ dẫn, cung cấp tài liệu cho em trong quá trình làm tốt đồ án tốt nghiệp.
Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn của mình đến mọi người trong gia đình, các Anh Chị và các bạn đã động viên, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập.
Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn tới các Giáo sư, Tiến sĩ, Phó tiến sĩ là chủ tịch Hội đồng bảo vệ và uỷ viên Hội đồng đã bỏ thời gian quý báu của mình để đọc, nhận xét và tham gia Hội đồng chấm đề án này.
Đà Nẵng ngày ... tháng ... năm 2007
Sinh viên thực hiện
Ngô Thanh Phương
Chương 1:
GIỚI THIỆU VỀ QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH ĐIỆN VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG DÂY CÁP ĐIỆN.
Quá trình phát triển của ngành điện :
Trong quá trình phát triển kinh tế của mỗi đất nước, năng lượng đóng một vai trò rất quan trọng và là ngành được coi là phải đi trước một bước để phát triển các ngành khác. Điện năng nói riêng đã góp phần rất lớn vào sự phát triển kinh tế, văn hoá, văn minh của nhân loại. Năng lượng điện rất phổ biến ở trên từng mỗi quốc gia, từng tỉnh, huyện cho đến từng mỗi hộ gia đình trên khắp thế giới. Từ dung cụ sinh hoạt gia đình đơn giản như thắp sáng, quạt điện, bàn là... cho đến máy móc hiện đại đều đa số dùng năng lượng điện năng. Vì vậy có thể nói điện năng là nguồn năng lượng rất quan trọng và rất phổ biến.
Ở Việt Nam chúng ta do điều kiện lịch sử trong khu vực, nên nền kinh tế phong kiến tồn tại lâu dài và thêm nạn ngoại xâm. Nền kinh tế nghèo nàn lạc hậu đi sau các nước phát triển trên thế giới ở rất nhiều lĩnh vực, đặc biệt là ngành công nghiệp. Những năm cuối thế kỹ XIX và đến đầu thế kỹ XX nước ta còn là một nước nông nghiệp lạc hậu, công nghiệp mang tính nhỏ lẻ, thủ công. Về điện năng cả nước chỉ xây dựng được hai nhà máy nhiệt điện : Nhà máy thứ nhất xây năm 1892 và đến năm 1894 xây thêm một nhà máy nữa ở Hà Nội. Các nhà máy điện này công suất không đáng kể, chỉ sử dung vào các ngành công nghiệp khai thác và chế biến các nguồn tài nguyên phục vụ cho thực dân Pháp. Và cho đến những năm giữa thế kỹ XX nước ta đang trong tình trạng chiến tranh liên miên, điều kiện để phát triển kinh tế rất hạn chế, chỉ xây thêm một số nhà máy nhiệt điện ở miền Bắc có công suất không đáng kể, chỉ phục vụ cho các ngành công nghiệp phục vụ chiến tranh.
Sau khi hoà bình lập lại, đất nước ta tập trung vào phát triển kinh tế, khắc phục hậu quả chiến tranh và phát triển một số ngành công nghiệp nặng. Vì vậy nhu cầu điện năng ngày một tăng. Và dấu móc quan trọng trong ngành điện lực là đã xây dựng thành công và đem vào hoạt động nhà máy thuỷ điện hoà bình vào ngày 30 - 12 tháng 11 năm 1988.
Ngày nay do tình hình an ninh tốt và cơ chế đổi mới của đảng, nhà nước đã thu hút được rất nhiều vốn đầu tư từ các doanh nghiệp nước ngoài. Nhiều công ty, xí nghiệp được xây dựng nhu cầu về điện năng lại tăng. Mặt khác nhằm phát triển kinh tế, văn hoá ở vùng nông thôn, vùng sâu, vùng xa, Đảng ta xác định bốn nhân tố để phát triển kinh tế, văn hoá vùng sâu vùng xa là : Điện - Đường - Trường - Trạm . Vì vậy điện năng là nhu cầu rất quan trọng. Tình hình sản xuất điện nước ta ở một số thời kỳ như sau : Năm 1985 là 5,2 tỷ Kwh, năm 1990 là 8,7 tỷ Kwh, năm 1993 là 10,9 tỷ Kwh, năm 1995 gần 14,7 tỷ Kwh, và năm 1999 khoảng 23,6 Kwh . Một số nhà máy phát điện lớn : Nhà máy nhiệt điện Uông Bí công suất 150000 Kw, nhà máy thuỷ điện Thác Bà công suất 110000 Kw, thuỷ điện Hoà Bình công suất 1,9 triệu Kw, nhà máy thuỷ điện Sơn La công suất 3,6 triệu Kw, thuỷ điện sang Đa Nhim 160000 Kw, thuỷ điện Yaly công suất 700000 Kw, thuỷ điện Trị An 400000 Kw, thuỷ điện Thác Mơ công suất 150000 Kw . . .
Cơ cấu điện năng gồm nhiệt điện và thuỷ điện, có xu hướng tăng dần tỷ trọng thuỷ điện. Mạng lưới tải điện ngày càng hoàn thiện quan trong nhất là đường dây tải điện Bắc- Nam 500KV vào năm 1994. Và mới đây là đường dây 500KV nối miền Bắc với Đà Nẵng.
Ngày nay do nhu cầu điện tăng nhanh, và do khí hậu nước ta có sự phân mùa. Mùa đông và xuân mưa nhiều, nhưng mùa hạ và mùa thu ít mưa nên vào hai mùa này các hồ thuỷ điện không đủ lượng nước để chạy máy vì thế từ trước đến nay nước ta vẫn đang trong tình trạng thiếu điện năng vào mùa hạ và mùa thu. Và đễ giải quyết vấn đề đó nghành điện lực đã hợp đồng mua bán điện với nước láng giềng Trung Quốc vào năm 2005.
Nước ta đang tiến hành quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá, và phấn đấu vào năm 2020 cơ bản trở thành một nước công nghiệp phát triển. Muốn thưc hiện thắng lợi sự nghiệp chung đó yêu cầu mọi ngành, nghề phải tập trung vào phát triển ngành ngành nghề của mình và hợp tác giúp đỡ lẫn nhau giữa các ngành nghề đễ sự phát triển mang tính bền vững. Nghành điện lực nói riêng là ngành kinh tế trọng điểm của quốc gia nhiệm vụ càng nặng nề hơn, phải có biện pháp để đáp ứng đủ và ổn định nguồn điện cho đất nước trong tình hình mới.
Nhu cầu sử dung :
Trước đây dây tải điện đa số chúng ta phải nhập khẩu ở nước ngoài. Cho đến hiện nay nhu cầu về dây truyền tải điên trong nước vẫn chưa đáp ứng đủ, theo số liệu ngành điện lực sản xuất trong nước chỉ đáp ứng được 3/4 nhu cầu. Với chủ trương của Đảng là chổ nào có dân sinh sống là chổ đó phải có nguồn điện, mặt khác dân ta lại sinh sống rải rác khắp mọi miền của đất nước, vì thế để nguồn điện về được với mọi người dân thì nhu cầu về một lượng dây dẫn điện là rất lớn. Hiện nay qua đợt thực tập tốt nghiệp ở Công Ty Cổ Phần Cơ Điện Miền Trung em thấy máy xoắn dây cáp điện hoạt động rất thường xuyên, và nhu cầu đặt hàng ngày càng nhiều nên em xin được chọn làm đề tài tốt nghiệp .
Nói chung nhu cầu dây cáp điện phục vụ chủ yếu cho ngành điện lực, sử dung truyền tải mạng điện cao áp, trung áp, hạ áp, và trong một số ngành công nghiệp nặng. Hay các công ty sử dụng điện năng nhiều phải sử dụng dây truyền tải lớn song nhu cầu vẫn rất lớn vì nước ta đang trong giai đoạn xây dựng cơ sở hạ tầng, công nghiệp hoá, hiện đại hoá. Mặt khác các ngành truyền thông vô tuyến,viễn thông . . .cũng cần một lượng dây truyền tải đáng kễ . Vì vậy nhận định trong thời gian gần đây và có thể 20-30 năm nữa nhu cầu dây cáp điện của chúng ta còn rất lớn và có thể còn phải nhập khẩu .
Phân tích sản phẩm :
Câu hỏi đặt ra cho sản phẩm dây cáp điện là tại sao chúng ta không dùng dây dẫn một lõi lớn mà cần phải bện từng dây nhỏ lại với nhau ?
Dùng dây một lõi lớn, nếu dây bằng thép thì rất cứng khả năng dẫn điện của thép kém và nếu dùng ngoài trời rất chóng gĩ, vận chuyển và lắp đặt rất khó khăn nên không thể chọn phương án này .
Nếu dùng dây một lõi lớn bằng hợp kim đồng thì lại rất tốn kém, nhưng độ
bền cũng không đảm bảo, vận chuyển khó khăn.
- Nếu dùng dây một lõi lớn bằng nhôm cũng không bền, nhôm dẻo dễ kéo đứt, và cũng vận chuyển khó khăn.
- Một nhược điểm của dây dẫn một lõi nữa là khả năng dẫn điện kém, kim loại dẫn điện thường nhờ diện tích lớp ngoài của dây, vì thế làm từng sợi nhỏ bện lại với nhau làm tăng diện tích lớp ngoài kim loại, làm tăng khả năng dẫn điện .
- Dùng phương pháp bện từ các sợi dây nhỏ có những ưu điểm cơ bản sau :
+ Chúng ta dùng một lõi giữa bằng thép sau đó bện những dây nhỏ bằng nhôm xung quanh vừa đảm bảo độ bền do dây thép đảm bảo, vừa đảm bảo khả năng truyền tải điện và khả năng chống ôxy hoá do dây nhôm đảm nhận. Như vậy ta đã kết hợp được ưu điểm của hai hợp kim loại là thép và nhôm .
+ Chúng ta sản xuất từng dây nhôm, thép nhỏ bằng phương pháp kéo nguội nên độ bền từng sợi dây nhỏ tăng, dẫn đến độ bền của dây cáp bện tăng .
+ Dây cáp bện vừa bền vừa dẻo dễ cuộn tròn nên quá trình vận chuyển rất thuận lợi và quá trình lắp đặt dễ dàng hơn.
+ Nhưng nhược điểm là phải có máy bện và máy kéo sợi, tốn kém hơn .
Như phân tích ở sản phẩm ơ trên nên chọn dây cáp điện để truyền tải điện năng
và như vậy tất phải có máy bện dây để đáp ứng nhu cầu của ngành điện lực và một số ngành khác . . .
Hình vẽ 1.1: Một số sản phẩm dây cáp điện dùng trong ngành điện lực :
Hình vẽ 1.2: Dây cáp điện thành phẩm.
Một số loại dây cáp điện dùng trong ngành điện lực
Tiết diện danh định (mm2)
Số sợi / đường kính sợi (N/mm)
Điện trở dây dẫn (/Km)
Đường kính tổng (mm)
Trọng lượng gần đúng(Kg/km)
Cường độ tối đa (Amp)
A16
7/1,7
1,8007
5,10
43,0
105
A25
7/2,13
1,1498
6,39
68,0
135
A35
7/2,52
0,8347
7,50
94,0
170
A40
7/2,7
0,7157
8,10
109,4
194
A50
7/3,0
0,5784
9,00
135,0
215
A63
7/3,39
0,4544
10,17
172,3
248
A70
7/3,55
0,4131
10,65
189,0
265
A95
7/4,1
0,3114
12,30
252,0
320
A100
19/2,59
0,2877
12,95
274,9
330
A120
19/2,8
0,2459
14,00
321,0
375
A125
19/2,89
0,2301
14,45
343,6
385
A150
19/3,15
0,1944
15,80
406,0
440
A185
19/3,50
0,1574
17,50
502,0
500
A240
19/4,00
0,1205
20,00
655,0
590
A300
37/3,15
0,1000
22,10
794,0
680
Chương 2 :
PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY.
Phân tích các loại sản phẩm :
Dây cáp điện có nhiều loại dùng ở nhiều lĩnh vực khác nhau, ở đây chúng ta chỉ quan tâm đến sản phẩm dây cáp điện dùng để truyền tải mạng điện cao áo, trung áp và hạ áp. Có tiết diên diện ngang của dây khoảng từ 10(mm) đến 50(mm).
Số sợi dây cáp nhỏ ở mỗi lớp tối thiểu là sáu dây trở lên vì vậy máy thiết kế
phái có kết cấu phù hợp .
Dây cáp điện có thể được bện một lớp hoặc nhiều lớp khác nhau tuỳ theo nhu cầu sử dụng .
Dây cáp có thể có nhiều bước bện khác nhau, và có thể thay đổi hướng bện
ở mỗi lớp để có thể triệt tiêu được mô men xoắn. Tạo được bước bện khít, chắc vừa đảm bảo được độ bền vừa đảm bảo độ thậm mỹ .
Phân tích chọn phương án thiết kế máy :
Máy được thiết kế ra phải thoả mãn các yêu cầu kỷ thuật mà trước hết là năng suất, độ tin cậy và tuổi thọ, giá thành và khối lượng máy. Ngoài ra, tuỳ từng trường hợp cụ thể, còn có thể có các yêu cầu như : khuôn khổ kích thước nhỏ gọn, chuyển động ổn định, làm việc không ồn, thao tác sử dụng dễ dàng, hình thức đẹp..
2.1) Nội dung của thiết kế máy :
Thiết kế máy nhằm thoả mãn các yêu cầu trên là một công việc phức tạp, mà nội dung chủ yếu bao gồm các vấn đề sau :
- Xác định nguyên tắc hoạt động và chế độ làm việc của máy được thiết kế .
- Lập sơ đồ chung toàn máy và các bộ phận máy, thoả mãn các yêu cầu cho trước
- Xác định lực, momen tác dụng lên các bộ phận máy và đặc tính thay đổi của tải trọng theo thời gian.
- Chọn loại vật liệu chế tạo các chi tiết máy.
- Tiến hành tính toán về động học, động lực học, về khả năng làm việc, tính toán kinh tế ..v. v.., định dạng, kích thước tất cả các bộ phận và chi tiết máy.
- Quy trình công nghệ chế tạo các chi tiết và lắp ráp các bộ phận máy .
- Lập thuyết minh và các chỉ dẫn về sử dụng máy.
Trong quá trình thiết kế, việc lựa chọn kết cấu phải dựa trên cơ sở đảm bảo tính hợp lý về các mặt kỷ thuật, kinh tế . Thông thường muốn đạt được một kết cấu hợp lí, cần phải nghiên cứu, phân tích một số phương án, đánh giá và so sánh để tìm ra phương án tốt nhất, đáp ứng đầy đủ nhất các yêu cầu đã được dặt ra .
2.2) Yêu cầu chung của công việc thiết kế máy :
- Các chỉ tiêu về hiệu quả sử dụng. Máy mới thiết kế phải có năng suất cao, hiệu suất cao, tốn ít năng lượng, độ chính xác cao, chi phí thấp về lao động vận hành máy ...., đồng thời kích thước, trọng lượng cần cố gắng thật nhỏ gọn.
Để đạt được yêu cầu này, cần hoàn thiện sơ đồ kết cấu máy, chọn hợp lý các thông số ( tốc độ, áp suất, nhiệt độ vv...) và các quan hệ về kết cấu, sử dụng các hệ thống tự động để điều khiển máy ...
- Khả năng làm việc: Đo là khả năng của máy có thể hoàn thành các chức năng đã định, mà vẫn giữ được độ bền, không thay đổi kích thước và hình dáng, giữ được sự ổn định, có tính bền mòn, chịu được nhiệt và chấn động.
Để đảm bảo máy đủ khả năng làm việc, cần xác định hợp lí hình dạng và kích thước chi tiết máy, chọn vật liệu thích hợp để chế tạo chúng và sử dụng các biện pháp tăng bền và chống gỉ .
- Độ tin cậy cao. Độ tin cậy là tính chất của máy, bộ phận máy hoặc chi tiết máy thực hiện chức năng đã định, đồng thời vẫn giữ được các chỉ tiêu về sử dụng ( năng suất, công suất, mức độ tiêu thụ năng lương, độ chính xác vv...) trong suốt thời gian làm việc đó hoặc trong suất quá trình thực hiện khối lượng công việc đã quy định.
- An toàn trong sử dụng. Một số kết cấu làm việc an toàn có nghĩa trong điều kiện sử dụng bình thường kết cấu đó không gây ra tai nạn nguy hiểm cho người sử dụng, cũng như không gây hư hại cho các thiết bị, nhà cửa và các đối tượng khác xung quanh.
- Tính công nghệ và tính kinh tế . Đây là một trong những yêu cầu cơ bản đối với máy và chi tiết máy. Để thoả mãn yêu cầu về tính công nghệ và tính kinh tế, chi tiết máy được thiết kế phải có hình dáng, kết cấu và vật liệu chế tạo chúng thích hợp với điều kiện sản suất cụ thể, đảm bảo kích thươc nhỏ nhất tốn ít vật liệu. Chi tiết máy được chế tạo ít công sức nhất và chi phí chế tạo thấp nhất và kết quả cuối cùng là giá thành tháp nhất.
- Những yêu cầu về công nghệ tháo lắp :
+ Lắp, tháo và điều chỉnh tiện lợi .
+ Giảm khối lượng các nguyên công lắp bằng tay
+ Giảm thời gian lắp.
- Hình dạng cấu tạo của các chi tiết phù hợp với phương pháp chế tạo phôi gia công cơ sở và sản lượng cho trước .
- Dùng rộng rãi các chi tiết, bộ phận máy đã tiêu chuẩn hoá. Bởi vì càng dùng nhiều chi tiết, bộ phận tiêu chuẩn thì giá thành sản phẩm càng giảm, tiết kiệm nguyên vật liệu và đảm bảo thay thế nhanh chóng các chi tiết và bộ phận máy khi bị hỏng .
- Đảm bảo bôi trơn thường xuyên các chổ ăn khớp, các mặt tiếp xúc .
-bảo đảm khe hở giữa các chi tiết máy .
2.3 )Chọn phương án bện :
Dây cáp điện có thể bện một lớp hay nhiều lớp tuỳ theo yêu cầu sử dung, ví dụ khi truyền tải mạng điện 110 - 500 KV ta phải dùnh dây cáp có tiết diện lớn phải bện nhiều lớp, nhưng với mạng điện trung thế khoảng 500V thì dùng những loại cáp có tiết diện trung bình và chi qua 3 - 4 lớp bện, còn với mạng điện hạ thế từ 110V - 220V có thể chỉ qua một lần bện...
Nếu bện một lớp thì ta có thể chọn thiết kế máy theo phương án bộ phận chứa dây cáp phôi đứng yên, tuy nó có chiếm nhiều diện tích nền xưởng hơn song ưu điểm là công suất động cơ và các chi tiết máy nhỏ, gọn tiết kiệm được năng lượng và vật liệu hơn.
Có thể thiết kế theo mô hình máy như hình vẽ 2.1 .
Với mô hình thiết kế như trên tuy chúng ta cũng có thể bện được cáp nhiều lớp song phải qua nhiều lần bện, năng suất không cao. Nếu kết hợp bện nhiều lớp cùng một lúc thì máy có kích thước lớn, cồng kềnh chiếm nhiều diện tích nền xưởng.
Vì thế khi thiết kế máy bện cáp nhiều lớp ta nên chọn phương án thiết kế khác.
- Thiết kế máy có thể bện được nhiều lớp cáp trong mỗi lần bện. Với phương án này ta thiết kế những khung quay mang những cuộn dây cáp phôi nhỏ và sẽ quay trong quá trình bện, và qua mỗi khung quay là bện được một lớp cáp. Phương án này có ưu điểm bện được nhiều lớp cáp trong mỗi lần bện, diện tích chiếm chổ ở nền xương giảm hơn, kích thước máy nhỏ gọn hơn, năng suất bện tăng. Nhưng có nhược điểm là công suất động cơ lớn để mang được các cuộn cáp phôi quay, nên không tiết kiệm được năng lượng .
Qua phân tích ưu, nhược điểm của từng phương án như trên và từ nhu cầu của thực tiễn ta có thể chọn một trong hai phương án trên đễ thiết kế. Ở đây với nhu cầu dây cáp điện nhiều lớp và năng suất cao nên ta chọn phương án thiết kế máy có các khung mang các cuộn dây cáp phôi cùng quay .
Với mô hình thiết kế máy như hình 2.2 .
Hình vẽ : 2.1.máybện dây cáp 1 lớp
Hình vẽ 2.2.mô hình máy bện cáp hai lớp.
Phân tích các chuyển động của máy:
Trước hết ta nghiên cứu quá trình bện dây cáp. Nguyên lý bện dây cáp giống như quá trình tạo ren nhiều đầu mối trên một bulong, một phần tử trên mỗi tao cáp thực hiện hai chuyển động, chuyển động quay và chuyển động tịng tiến .
Chuyển động quay để thực hiện quá trình bện vòng .
Chuyển động tịnh tiến để đạt chiều dài bước bện .
+ Vn : vâ tốc chuyển động quay.
+ Vt : vận tốc chuyển động tịnh tiến.
Tổng hợp chuyển động của hai phương trên ta được chuyển động của phần tử trên tao cáp là chuyển động kiểu xoắn óc. Từ phân tích chuyển động tạo hình như trên ta xác định máy thiết kế phải có hai chuyển động, chuyển động quay và chuyển động tịnh tiến. Và giữa hai chuyển động này phải có sự phối hợp với nhau để tạo nên các bước xoắn theo yêu cầu .
Đối với máy thiết kế theo phương án khung mang cuộn cáp phôi cùng quay một điểm lưu ý là vận tốc quay không được qua lớn, vì như vậy tạo mô men quán tính lớn, rất nguy hiểm trong quá trình sản xuất .
Khối lượng m quay đã lớn, nếu lớn thì lớn.
Hình vẽ 2.3
Chương 3 :
THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY.
Nội dung của thiết kế động học máy :
Động học máy bao gồm các chuyển động và sự phối hợp giữa các chuyển động để tạo hình sản phẩm theo yêu cầu .
Đối với máy bên dây cáp điện, do dây cáp có những yêu cầu như bước bện dài, ngắn khác nhau, hướng bện xoắn trái, xoắn phải khác nhau nên máy thiết kế phải có bộ phân thay đổi tốc độ và thay đổi chiều quay của các khung .
Nghiên cứu các nguyên lý truyền chuyển động để chọn các bộ truyền phù hợp cho từng giai đoạn, từng vị trí khác nhau vừa đảm bảo truyền được chuyển động và mômen xoắn vừa đảm bảo kích thước nhỏ gọn kinh tế .
Để truyền chuyển động từ động cơ đến bộ phận tạo hình của máy tất yếu phải qua các chi tiết truyền động trung gian như bộ truyền đai, bộ truyền xích, hộp giảm tốc, hộp tốc độ . . .
Tốc độ quay của các khung của máy bện dây cáp thấp, nên ta phải kết hợp chọn tốc độ của động cơ và chọn loại hộp giảm tốc sao cho kinh tế nhất. Vì nếu chọn động cơ có tốc độ quay thấp dẫn đến kích thước động cơ lớn, số đôi cực nhiều tốn kem, động cơ nhanh phát nóng, còn nếu chọn động cơ có tốc độ cao thì phải bố thí hộp giảm tốc có nhiều cấp giảm dẫn đến kích thước hộp giảm tốc lớn, không kinh tế .
Để tạo ra dây cáp có nhiều bước khác nhau đáp ứng như cầu rộng rải của thị trường ta phải phối hợp giữa chuyển động quay và chuyển động tịnh tiến để tạo nhiều loại dây cáp có bước bện, hướng bện khác nhau.
Hình vẽ 3.1 phối hợp chuyển dộng .
Quy tắc phối hợp :
Với : : tốc độ quay của khung .
: tỷ số truyền từ khung cho đến tang cuốn .
: số vòng quay của tang cuốn .
Từ công thức phối hợp trên để có nhiều bước bện khác nhau ta có các phương án sau :
+ Thay đổi tốc độ quay của khung, cùng một vận tốc chuyển động tịnh tiến nếu tốc độ quay của khung khác nhau sẽ cho ra các bước bện khác nhau. Phương án này ta thấy phải đặt hộp tốc độ trên đường truyền từ động cơ đến khung quay, như ta đã phân tích trên các khung quay mang các cuộn dây cáp phôi cùng quay nên mômen quay lớn vì vậy các chi tiết trong hộp tốc độ phải lớn dẫn đến hộp tốc độ lớn không kinh tế, vì thế ta không nên chọn phương án này .
+ Giữ nguyên tốc độ quay của khung thay đổi vận tốc chuyển động tịnh tiến của dây, như vậy cùng một tốc độ quay của khung nếu vận tốc kéo khác nhau cũng sẽ cho những bước bện khác nhau, phươn