- Ngày nay khoa học phát triển mạnh mẽ trong tất các lĩnh vực, góp phần đưa đất nước đi lên con đường công nghiệp hóa hiện đại hóa, phát triển kỹ thuật phần nào giúp con người giảm được sức lao động và thay vào đó là thiết bị máy móc
- Thực tế việc truyền tải điện cho đường dây 500 [KV], 220 [KV] ở vùng cao hay đồng bằng là công việc hết sức nặng nhọc cho công nhân, việc di chuyển thiết bị, dụng cụ, dựng trụ vượt các sông, núi phải kéo dây tải điện với lực kéo lớn, số lượng người kéo nhiều, trên địa hình phức tạp và nguy hiểm mà hiệu quả không cao
- Mục đích của đề tài là thiết kế hệ thống tời kéo dây tải điện để đáp ứng yêu cầu kéo dây tải điện nhằm giảm bớt nặng nhọc, nâng cao hiệu quả công việc và đem lại lợi ích cho xã hội. Từ đó giúp cho công trình hoàn thành nhanh nhất tiến độ thi công, đồng thời tiết kiệm được rất nhiều sức lao động của người công nhân xây dựng điện góp phần làm giảm giá thành xây dựng.
- Mặc dù đề tài phục vụ chủ yếu cho nghành xây lắp điện nhưng các thiết bị, chi tiết trong hệ thống đều liên quan đến nghành cơ khí động lực như động cơ, ly hợp, hộp số, hộp giảm tốc, khớp nối tạo thành một hệ động lực để kéo dây tải điện nên về mặc kết cấu rất sát với hệ thống truyền lực trên ôtô, phù hợp với chuyên nghành đào tạo. Khi đề tài được áp dụng sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền tải dây tải điện, dẫn đến công việc dễ dàng, nhanh chóng, nâng cao khả năng truyền tải ở những địa hình phức tạp mà chúng ta không thể dùng các phương tiện ôtô hay sức người. Mặt khác, đề tài còn là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên ngành Cơ khí Động lực và ngành truyền tải điện. Giúp cho sinh viên biết phương pháp tính toán thiết kế một hệ thống thực tế và tra những tài liệu tham khảo phù hợp để đáp ứng đúng yêu cầu kỹ thuật thiết kế. Vận dụng một cách có hiệu quả những kiến thức đã học trong thời gian học tập ở Nhà trường. Em hy vọng đề tài còn là tài liệu hướng dẫn cho người sử dụng hữu ích trong quá trình vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa các thiết bị trong hệ thống tời.
69 trang |
Chia sẻ: tuandn | Lượt xem: 4637 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế tời kéo dây tải điện 5 tấn, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1. Mục đích, ý nghĩa của đề tài.
- Ngày nay khoa học phát triển mạnh mẽ trong tất các lĩnh vực, góp phần đưa đất nước đi lên con đường công nghiệp hóa hiện đại hóa, phát triển kỹ thuật phần nào giúp con người giảm được sức lao động và thay vào đó là thiết bị máy móc
- Thực tế việc truyền tải điện cho đường dây 500 [KV], 220 [KV]…ở vùng cao hay đồng bằng là công việc hết sức nặng nhọc cho công nhân, việc di chuyển thiết bị, dụng cụ, dựng trụ vượt các sông, núi phải kéo dây tải điện với lực kéo lớn, số lượng người kéo nhiều, trên địa hình phức tạp và nguy hiểm mà hiệu quả không cao
- Mục đích của đề tài là thiết kế hệ thống tời kéo dây tải điện để đáp ứng yêu cầu kéo dây tải điện nhằm giảm bớt nặng nhọc, nâng cao hiệu quả công việc và đem lại lợi ích cho xã hội. Từ đó giúp cho công trình hoàn thành nhanh nhất tiến độ thi công, đồng thời tiết kiệm được rất nhiều sức lao động của người công nhân xây dựng điện góp phần làm giảm giá thành xây dựng.
- Mặc dù đề tài phục vụ chủ yếu cho nghành xây lắp điện nhưng các thiết bị, chi tiết trong hệ thống đều liên quan đến nghành cơ khí động lực như động cơ, ly hợp, hộp số, hộp giảm tốc, khớp nối…tạo thành một hệ động lực để kéo dây tải điện nên về mặc kết cấu rất sát với hệ thống truyền lực trên ôtô, phù hợp với chuyên nghành đào tạo. Khi đề tài được áp dụng sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền tải dây tải điện, dẫn đến công việc dễ dàng, nhanh chóng, nâng cao khả năng truyền tải ở những địa hình phức tạp mà chúng ta không thể dùng các phương tiện ôtô hay sức người. Mặt khác, đề tài còn là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên ngành Cơ khí Động lực và ngành truyền tải điện. Giúp cho sinh viên biết phương pháp tính toán thiết kế một hệ thống thực tế và tra những tài liệu tham khảo phù hợp để đáp ứng đúng yêu cầu kỹ thuật thiết kế. Vận dụng một cách có hiệu quả những kiến thức đã học trong thời gian học tập ở Nhà trường. Em hy vọng đề tài còn là tài liệu hướng dẫn cho người sử dụng hữu ích trong quá trình vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa… các thiết bị trong hệ thống tời.
2. Giới thiệu chung về hệ thống tời kéo dây tải điện.
2.1. Công dụng tời kéo dây tải điện.
- Công dụng tời kéo kéo dây tải điện là để kéo dây tải điện từ lô dây lên các trụ điện và kéo căng dây tải điện để lấy độ võng.
- Nếu mở rộng phạm vi ứng dụng đối với tời kéo dây tải điện, có thể sử dụng tời kéo dây tải điện để kéo các trụ điện từ chân núi lên đỉnh núi hoặc kéo qua các sông và kéo các cọc bê tông khi thi công cầu.
2.2. Quy trình kéo dây bằng tời kéo.
- Trong quá trrình kéo dây có thể chia làm ba giai đoạn:
+ Giai đoạn chuẩn bị kéo: Công nhân rải dây cáp mồi dọc theo các trụ điện, dung dây kéo dây cáp mồi lên các trụ điện rồi luồn qua các puly đã được gắn trên trụ điện, dây cáp mồi được rải từ lô dây tải điện đến các trụ cần kéo tới, số trụ được rải dây cáp mồi tùy thuộc vào địa hình, vị trí kéo và tính đến khả năng kéo của tời, ta nối chặt dây cáp mồi với dây tải điện ở lô dây. Tại đầu kia dây cáp mồi ta lựa chọn vị trí thích hợp đặt tời kéo, vị trí dặt tời kéo phải đặt dọc theo đường dây tải điện, tời kéo đặt ở vị trí tương đối bằng phẳng, thường tải điện ở đồi núi, nên địa hình không bằng phẳng vì thế khi đặt tời kéo ta kê các khúc gỗ hoặc đào hố thế tạo bằng phẳng để đặt tời kéo, sau đó giữ chặt tời kéo bằng cách dùng khoảng hai dây cáp cột giữa mốc neo tời kéo với trụ neo. Khi lự chọn vị trí đặt tời kéo có thể lựa chọn vị trí nơi có gốc cây đã được chặt thân chỉ còn một phần gốc để làm trụ neo, nếu không phải đóng trụ neo, khi đó tốn thời gian công sức. Lô dây và phanh hãm cũng đặt ở vị trí bằng phẳng và giữ chặt giống như tời kéo.
+ Giai đoạn kéo dây tải điện lên trụ điện:
Sơ đồ kéo dây tải điện lên trụ điện được trình bày như trên hình 2-2
+ Giai đoạn kéo dây tải điện lên trụ như sau: Sau khi chuẩn bị xong ta bắt đầu kéo bằng cách quấn khoảng 35 vòng dây cáp mồi vào tang, cho tời kéo làm việc khi đó tang quay và kéo dây cáp mồi đi dẫn đến kéo dây tải điện luồn qua các puly đã gắn trên trụ điện để thực hiện việc kéo dây tải điện lên trụ điện, dây cáp mồi được một người kéo và một người quấn tròn sau khi ra tang. Do đường truyền tải điện dài nên tời kéo chỉ kéo từng kilômét [km], do vậy khi dây tải điện đến tời kéo ta tiếp tục kéo cho hết dây tải điện ở lô này bằng cách chồn khúc cuối dây tải điện để kéo và bồn từng đóng dây tải điện lại, lúc đó kết thúc giai đoạn kéo dây tải điện lên trụ điện, để tiếp tục kéo dây tải điện đoạn truyền tải còn lại ta thực hiện tương tự như giai đoạn trên.
+ Giai đoạn kéo căng dây để lấy độ võng:
Sơ đồ kéo căng dây tải điện để lấy độ võng được trình bày như hình 2-4
+ Giai đoạn kéo căng dây tải điện để lấy độ võng như sau: Sau khi kéo xong dây tải điện lên tất cả các trụ điện, ta bắt đầu kéo căng dây tải điện để lấy độ võng bằng cách tiếp tục kéo dây cáp mồi đã được nối với dây tải điện ở cuối đường dây, lúc này tời đựợc kéo với tải trọng lớn, vận tốc nhỏ và kéo căng. Khi lấy độ võng xong ta buột chặt dây tải điện ở cuối đoạn dây và để cho công nhân trên trụ điện bắt chặt dây tải điện lên trụ điện cho phù hợp với độ võng quy định.
* Khi góc võng của dây càng nhỏ thì lực căng dây càng lớn.
* Khi góc võng của dây gần bằng 0 thì lực căng dây vô cùng lớn
3. Thiết kế phương án truyền động tời kéo dây tải điện
- Trong những năm gần đây khi kéo dây tải điện, sử dụng một số phương án tời kéo dây tải điện khác nhau, mỗi phương án đều có ưu điểm, nhược điểm, do đó ta sẽ phân tích và tìm hiểu mỗi phương án để đưa ra phương án tốt nhất cho thiết kế.
3.1. Phương án 1
* Ưu - nhược điểm của phương án 1:
- Ưu điểm:
Thay thế bộ truyền xích khi hỏng dễ dàng.
- Nhược điểm:
Khi làm việc bộ truyền xích hay hỏng và chóng mòn, khi mòn xích là nguyên nhân làm mất khả năng làm việc của tời kéo, do đó khả năng kéo tải trọng lớn của tời hạn chế.
3.2. Phương án 2
* Ưu - nhược điểm của phương án 2:
- Ưu điểm:
Do phương án 2 sử dụng thêm hộp giảm tốc, giữa các hộp giảm tốc không sử dụng xích nên độ cứng vững cao hơn so với phương án 1.
Khi sử dụng thêm hộp giảm tốc, khả năng tăng tỷ số truyền cho tời kéo là dễ dàng, khi tăng tỷ số truyền là tăng mômen kéo.
Từ hai ưu điểm trên làm cho khả năng kéo tải trọng lớn của tời được nâng cao.
- Nhựơc điểm:
Giá thành chế tạo cao do có thêm hộp giảm tốc
Khó đảm bảo độ đồng tâm giữa các trục của hộp giảm tốc số1 và hộp giảm tốc số2
3.3. Phương án 3
* Ưu - nhược điểm của phương án 3:
- Ưu điểm:
Giữa hai bộ truyền của hộp giảm tốc không có khớp nối nên đảm bảo độ đồng tâm giữa các trục
Ta chỉ sử dụng một hộp giảm nhưng vẫn có hai bộ truyền nên vẫn đảm bảo khả năng tăng mô men
- Nhược điểm:
Giá thành chế tạo cao,
Kết cấu hộp giảm tốc phức tạp
.
3.4. Lựa chọn phương án bố trí tời kéo dây tải điện
- Qua phân tích ưu - nhược điểm ba phương án trên ta nhận thấy:
Phương án 2 so với phương án 1thì phương án 2 có kết cấu vững chắc, khả năng kéo tải trọng lớn, ít hư hỏng hơn so với phương án 1, tuy nhiên giá thành cao hơn phương án 1.
Phương án 2 sovới phương án 3 thì phương án 3 ít hư hỏng, di chuyển dễ dàng đảm bảo độ đồng tâm giữa hai bộ truyền của hộp giảm tốc nên trong quá trình làm viêc hệ thống tời ít bị rung .
Để kéo dây tải điện lên các trụ điện và kéo căng dây tải điện với tải trọng định mức là 5 tấn như yêu cầu thiết kế, ta chọn phương án 3 làm phương án thiết kế cho tời kéo dây tải điện.
3.5. Nguyên lý truyền động của tời kéo dây tải điện.
- Sơ đồ truyền động tời kéo dây tải điện được trình bày như hình 3-4
- Nguyên lý làm việc tời kéo dây tải điện như sau: Sau khi quấn khoảng 5 vòng dây cáp vào tang, ta cho động cơ khởi động không tải khoảng 1 phút (ta đạp bàn đạp ly hợp để tách trục khuỷu động cơ khỏi các bộ phận truyền lực phía sau), lúc đó hộp số ở vị trí trung gian và tất cả các bộ phận phía sau hộp số chưa làm việc, sau khi động cơ khởi động xong muốn cho tang quay ta bắt đầu nhả bàn đạp ly hợp và lần lượt vào số 1, 2, 3, 4 và 5, làm cho các bộ phận sau hộp số là hộp giảm tốc và các khớp nối làm việc, tang quay và kéo dây tải điện đi lên các trụ điện. Khi tời kéo bắt đầu làm việc (lúc này đường dây có độ võng lớn nên lực kéo nhỏ), để kéo dây được nhanh chóng cần phải tăng tốc độ kéo, do đó phải chuyển số từ số thấp lên số cao. Khi kéo đường dây dễ bị vướng trên puly tại chỗ nối cáp mồi và vướng cây trên đường kéo nên tời kéo dây dừng lại, khi bị dừng ta chuyển số sao cho nó ở vị trí trung gian, chờ sau khi công nhân gỡ vướng xong ta lại cho tời kéo làm việc tiếp. Lúc này tời kéo làm việc như lúc mới bắt đầu, do đó ly hợp phải đóng mở thường xuyên để chuyển số cho phù hợp với từng giai đoạn kéo dây. Trong tời kéo dây tải điện có nhiều hộp giảm tốc và việc hộp số có nhiều số cấp như vậy nhằm mục đích để thay đổi tỷ số truyền, mômen và tốc độ cho phù hợp với tải trọng yêu cầu khi truyền tải. Do thực tế công việc xây lắp các đường dây tải điện ở các địa hình đồi núi phức tạp, tời kéo dây tải điện thường xuyên di chuyển khó khăn, nên ta tách nhỏ tời kéo là cần thiết. Cho nên mục đích là làm hai bệ khung, bệ khung thứ nhất gồm có động cơ, ly hợp và hôp số; bệ khung thứ hai gồm hộp giảm tốc va tang cuốn cáp, làm như vậy sẽ dễ di chuyển mà vẫn đảm bảo độ cứng vững khi kéo dây tải điện, khi sử dụng chỉ cần lắp hai bệ khung lại với nhau bằng bulông.
4. Tính chọn các bộ phận.
4.1. Tính chọn cáp.
Đường kính cáp được chọn theo [7]
(4.1 )
Trong đó: Smax – Lực kéo cáp tối đa khi làm việc, N
Sđ – Lực kéo đứt của cáp được xác định trên máy thử kéo đứt cáp mẫu của nhà chế tạo và cho trong bảng tiêu chuẩn tùy thuộc vào loại cáp, đường kính cáp và giới hạn bền của vật liệu sợi thép.
n- Hệ số an toàn bền của cáp được tra theo tiêu chuẩn tùy theo loại máy và chế độ làm việc.
( Lực căng cáp lớn nhất Smax được xác định như sau:
[N] (4.2)
Q - Tải trọng định mức theo yêu cầu thiết kế, [N];
g - Gia tốc trọng trường, lấy g = 9,81(m/s2);
- Hiệu suất tang, chọn theo [7] = 0,97
a – bội suất của cáp, a =1;
Thay số vào [4.2] ta được:
( Chọn hệ số an toàn bền: n = 5,0
( Lực kéo đứt tính toán: Sđ = Smax.n = 50567.5,0 = 252835[N]
Căn cứ vào Sđ tính toán ở trên ta chọn:
Cáp bện đôi kiểu ЛK-3( ГOCT 7667-69) có đường kính dc = 12[mm], , Sđ = 258000[N]. Vậy cáp đã chọn hợp lý.
4.2. Chọn và tính tang.
- Trong tời kéo dây tải điện, tang dùng để kéo dây tải điện biến chuyển động quay dây cáp mồi quấn trên tang thành chuyển động tịnh tiến ở đầu ra tang để kéo dây tải điện.
- Theo như giới thiệu ở trên ta lựa chọn tang ma sát có đường kính thay đổi, dây cáp mồi được giữ trên bề mặt của tang chỉ nhờ lực ma sát giũa các vòng dây cáp và tang, sơ đồ tính tang được trình bày trên hình 4-1
Trong đó:
S1 – Tải trọng kéo lớn nhất, [N];
Smin – Lực giữ dây cáp, [N];
Smax – Lực căng cáp lớn nhất, [N];
- Số vòng dây cáp (n) cuốn lên tang ma sát được tính từ điều kiện dây cáp không bị trượt lên tang, theo công thức Ơle [7]:
Suy ra:
Trong đó: e – hằng số lôgarit tự nhiên e = 2,718;
f – hệ số ma sát giữa cáp và bề mặt tang, (f = 0,1(0,2);
( – là góc ôm dây, ( ( 2(n;
n – số vòng quấn cáp;
- Lực căng cáp lớn nhất Smax được xác định như sau:
[N]
Q - Tải trọng định mức theo yêu cầu thiết kế, [N];
g - Gia tốc trọng trường, lấy g = 9,81(m/s2);
- Hiệu suất ròng rọc (tang), chọn theo [7] = 0,
a – bội suất của cáp, a =1;
Thay số vào (4.4)ta được:
Lực căng cáp (Smin) ở nhánh đi ra từ tang do công nhân kéo, chọn theo [8]:
n [vòng]
Chọn n = 5 [vòng]
- Xác định kích thước cơ bản của tang:
- Chiều dài tang cuốn cáp được tính theo [7]:
Gọi Lt – Chiều dài tang cuốn cáp, thì theo [7]:
Lt > n.t [m]; (4.5)
Ở đây:
n - Số vòng dây cáp quấn trên tang, n = 5 [vòng]
t - Bước dây cáp, chọn theo [7], t = 14 [mm]
Thay các giá trị vào (4.5) ta được: Lt > 5.1 = 70 [mm]
Do yêu cầu dây cáp mồi nằm gọn trên tang và có hệ số an toàn cao khi làm việc nên chọn: Lt = 250 [mm]
- Đường kính tang:
Tang ma sát có đường kính thay đổi nên ta xác định đường kính lớn nhất (Dmax)và đường kính nhỏ nhất (Dmin) theo [7]:
Dmin e.dc [m]; (4.6)
Trong đó:
e - Hệ số phụ thuộc vào loại máy và chế độ làm việc [7], e = 20;
dc- Đường kính dây cáp chọn theo [7], dc = 12 [mm]
Suy ra: Dmin 20.12 = 240 [mm]
Chọn Dmin = 240 [mm]
Đường kính lớn nhất của tang (Dmax)được xác định theo điều kiện dây cáp có thể trượt về vị trí cũ là góc nghiêng thay đổi đường kính φ phải lớn hơn góc ma sát ρ giữa dây cáp và tang [7]:
- Hệ số ma sát giữa dây cáp và tang theo [7] chọn ;
tgφ > = tgρ hay φ > ρ
Mặt khác, từ hình (4.1) ta có:
[mm]
Vậy Dmax = 0,2.250 + 240 = 290 [mm]
Chọn Dmax = 300 [mm]
4.3. Tính chọn động cơ :
- Để chọn động cơ dẫn động ta căn cứ vào tải trọng kéo và tốc độ kéo yêu cầu của tời kéo khi đạt tải trọng định mức và khi không đạt tải trọng định mức.
Theo yêu cầu thiết kế tải trọng định mức là Q = 5000.9,81=49050 [N]
Qua thực tế đã thử nghiệm theo [10], ta có tốc độ kéo khi ở tải định mức là:
Vk = 0,125 [m/s]
Khi kéo dây tải điện mà dây còn ở độ chùn, tải trọng trung bình trong trường hợp này theo [10] là: Q’ = 14715 [N] và tốc độ kéo: v’k = 0,2 [m/s]
Xác định công suất cần thiết của động cơ [1]:
Nđc = [KW]
Trong đó:
η- Hiệu suất tời kéo dây tải điện [1]:
η = η1η2η3η4η5
η1- Hiệu suất hộp số [9]: η1 = 0,86÷0,92
Chọn η1 = 0,90
η2- Hiệu suất các khớp nối [6]: η2 = 1
η3- Hiệu suất bộ truyền bánh răng côn [1]: η3 = 0,95÷0,97
Chọn η3 = 0,96
η4- Hiệu suất bộ truyền trục vít bánh vít [1]: η4 = 0,70÷0,80
Chọn η4 = 0,75
η5- Hiệu suất của tang [7]: η5 =0,96÷0,98
Chọn η5 = 0,97
Vậy : η = 0,90.0,96.0,75.0,97 = 0,62
Công suất yêu cầu đối với động cơ khi ở chế độ tải trọng định mức và tốc độ kéo ở tải trọng này:
Nđc1 = = 9,89 [KW]
Công suất yêu cầu đối với động cơ khi ở chế độ tải trọng nhẹ và tốc độ kéo ở tải trọng này:
Nđc2 = = 4,76 [KW]
- Để đảm bảo an toàn khi quá tải ta cần chọn động cơ có công suất lớn hơn công suất cần thiế
Chọn động cơ nhãn hiệu: HonDa GX 620
Các thông số của động cơ như sau:
Tỷ số nén: 8,3
Thể tích làm việc: 614 [cm3];
Đường kính xylanh x Hành trình Piston: 77 x 66 [mm];
Công suất cực đại: 20 HP ở tốc độ 3600 [vòng/phút];
Mô men xoắn cực đại: 44,1 [N.m] ở tốc độ 2500 [vòng/phút];
Loại nhớt: SAE 40;
Dung tích bình nhớt: 1,1 [lít];
Dung tích thùng nhiên liệu 6,5 [lít];
4.4. Tính chọn các bộ truyền.
4.4.1. Phân phối tỉ số truyền.
- Tời kéo dây tải điện có hộp số tức là có các số cấp nên tỷ số truyền chung khác nhau, dựa vào bảng tra tốc độ kéo ứng với yêu cầu của tải trọng định mức và tốc độ kéo lớn nhất:
(4.7)
Từ tỷ số truyền chung ta phân phối như sau:
-Tỷ số truyền bánh răng côn của hộp giảm tốc
Chọn igt1 = 3
-Tỷ số truyền trục vít- bánh vít củahộp giảm tốc số :
Chọn igt2 = 29
-Đặc trưng của hộp số được chọn:
+Tỷ số truyền thấp nhất của hộp số: ih1 = 3,47
+Tỷ số truyền cao nhất của hộp số: ih5 = 0,66 (Truyền tăng)
4.4.2. Tính vận tốc tời kéo.
Ta lần lượt tính vận tốc tời kéo cho hai trường hợp ứng với tỷ số truyền cho tay số thấp nhất và tay số cao nhất của hộp số.
- Trường hợp 1(Hộp số ở tay số thấp nhất):
Công suất trên trục ra của hộp số:
N1 = Nđc . η1 = 15.0,90 = 13,53 [KW]
Số vòng quay trên trục ra của hộp số: n1 = = = 1037 [vòng / phút]
Mô men xoắn trên trục ra của hộp số:
T1= 9,55.106 = 9,55.106= 124325[N.mm]
Công suất trên trục ra của bộ truyền bánh răng côn:
N2 =N1.η3 = 13,53. 0,96 = 12,96 [KW]
Số vòng quay trên ra của bộ truyền bánh răng côn:
n2== =345 [vòng / phút]
Mô men xoắn trên trục ra của bộ truyền bánh răng côn:
T2 =9,55.106 = 9,55.106 → T2 = 358021 [N.mm]
Công suất trên trục ra của bộ truyền trục vít –bánh vít:
N3=N2.η4=12,96.0,75= 9,72 [KW]
Số vòng quay trên ra của bộ truyền trục vít –bánh vít:
n3 == = 11,9 [vòng / phút]
Mô men xoắn trên trục ra của bộ truyền trục vít –bánh vít :
T3 = 9,55.106 = 9,55.106 → T3 = 7800504 [N.mm]
Ta có vận tốc ở tay số này [1]:
V = = = 0,187 [m/s]
Kết quả trên phù hợp với tốc độ kéo ở tải trọng định mức mà ta đã tính.
- Trường hợp 2 (Hộp số ở tay số cao nhất)
ihn = 0,66
Công suất trên trục ra của hộp số:
N1 = Nđc . η1 = 15.0,9 = 13,5 [KW]
Số vòng quay trên trục ra của hộp số: n1 = = = 5454 [vòng / phút]
Mô men xoắn trên trục ra của hộp số:
T1 = 9,55.106 = 9,55.106 → T1 = 23638,6 [N.mm]
Công suất trên trục ra của bộ truyền bánh răng côn :
N2 =N1.η3 = 13,5. 0,96 = 12,96 [KW]
Số vòng quay trên ra của bộ truyền bánh răng côn :
n2== = 1818 [vòng / phút]
Mô men xoắn trên trục ra của bộ truyền bánh răng côn:
T2=9,55.106 = 9,55.106 → T2 = 68132 [N.mm]
Công suất trên trục ra của bộ truyền trục vít –bánh vít :
N3 =N2.η4=12,97.0,75= 9,72[KW]
Số vòng quay trên ra của bộ truyền trục vít –bánh vít:
n3 == = 63[vòng / phút]
Mô men xoắn trên trục ra của bộ truyền trục vít –bánh vít :
T3 =9,55.106 = 1473428 [N.mm];
Ta có vận tốc ở tay số này [1]:
= = 0,42 [m/s] → Vậy : V = 0,45 [m/s]
Kết quả trên phù hợp với tốc độ kéo của hệ thống tời ở tải không đạt tải trọng định
mức (khi cáp mồi còn chùng).
5. Tính toán thiết kế các bộ phận chính trong hệ thống tời kéo dây tải điện.
5.1. Thiết kế và tính toán ly hợp
5.1.1. Nhiệm vụ và yêu cầu thiết kế.
- Ly hợp là bộ phận để nối trục khuỷu động cơ với hệ thống truyền lực, để truyền mômen quay được êm dịu và cắt truyền động đến hệ thống truyền lực được nhanh chóng, dứt khoát.
Từ hai nhiệm vụ trên có các yêu cầu đối với ly hợp:
( Đảm bảo truyền hết mômen quay của động cơ trong bất kỳ điều kiện sử dụng nào.
( Đóng êm dịu để tăng từ từ mômen quay lên trục của hệ thống truyền lực, không gây va đập các bánh răng của hộp số.
( Mômen quán tính phần bị động của ly hợp phải nhỏ để dễ gài số, giảm va đập giữa các bánh răng khi sang số, giảm mài mòn các bề mặt ma sát của đồng tốc.
( Phải làm được nhiệm vụ của cơ cấu an toàn để tránh cho hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải khi kéo dây gặp lúc vướng dây trên puly. Mômen ma sát không được lớn quá để tránh xảy ra hiện tượng gãy trục các đăng.
( Kích thước nhỏ gọn để dễ bố trí và khi vận chuyển tời kéo.
Ngoài ra còn có các yêu cầu khác như:
( Điều khiển nhẹ nhàng, lực tác dụng lên bàn đạp vừa phải
( Hệ số ma sát cao và ổn định.
( Thoát nhiệt tốt, bền vững.
( Làm việc tin cậy, hiệu suất cao.
( Sữa chữa, bảo dưỡng đơn giản.
( Giá thành không cao.
5.1.2. Lựa chọn phương án thiết kế.
- Theo phương pháp tạo lực ép chia ra: loại lò xo trụ bố trí xung quanh chu vi đĩa ép, lò xo côn bố trí ở tâm hay lò xo đĩa.
( Ly hợp ma sát dùng lò xo trụ bố trí xung quanh có kết cấu đơn giản, thoát nhiệt tốt, mômen truyền qua bề mặt ma sát lớn. Tuy nhiên loại này khi làm việc dễ bị trượt khi bề mặt ma sát bị mòn, việc điều chỉnh khe hở giữa các bề mặt ma sát khó khăn, lực ép trên các bề mặt ma sát không đều, chiều dài lớn do đó không tiện bố trí trên tời kéo.
( Ly hợp lò xo côn dùng 1 lò xo côn bố trí chính giữa thay cho các lò xo trụ nên lực ép lên các bề mặt ma sát đều hơn. Tuy vậy mômen truyền qua bề mặt ma sát lại nhỏ vì áp suất tác dụng lên đĩa ép phải qua đòn mở, ngoài ra việc điều chỉnh khe hở giữa các bề mặt ma sát khó khăn.
( Ly hợp lò xo đĩa côn có kết cấu nhỏ gọn vì lò xo đĩa côn vừa làm nhiệm vụ đĩa ép vừa làm nhiệm vụ là đòn mở. Nhờ có đặc tính phi tuyến nên lực mở ly hợp rất nhẹ. Do chỉ có một lò xo so với nhiều lò xo của loại lò xo trụ nên lực ép lên bề măt ma sát và đĩa ép phân bố đều làm cho làm cho đĩa ép không bị cong vênh và cháy cục bộ như loại lò xỏ trụ, ngoài ra khi tấm ma sát mòn đến giới hạn phải thay thế thì lực ép của lò xo đĩa côn giảm chậm hơn so với loại lò xo hình trụ nên lúc đó mômen ma sát hình thành vẫn còn cao đảm bảo truyền tốt mômen của động cơ. Nhược điểm của loại này là khả năng lực ép nhỏ.