Hỗ Trợ Ôn Tập

Category: Cơ Khí

  • Báo cáo thực tập cơ khí

    Báo cáo thực tập cơ khí

    Báo cáo thực tập cơ khí

    Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

    Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

    (Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

    Đề cương liên quan: NGÂN HÀNG CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM MICROSOFT EXCEL

    [toc]

    [pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/07/B%C3%A1o-c%C3%A1o-th%E1%BB%B1c-t%E1%BA%ADp-c%C6%A1-kh%C3%AD.pdf[/pdfviewer]

    Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Báo cáo thực tập cơ khí

     

    Lời nói đầu

               Qua các môn học đại cương (cơ khí đại cương, vật liệu học, nguyên lí may,..)chúng ta đã có được những kiến thức cơ bản, những hiểu biết về dòng điện hàn,kí hiệu thép,hiểu biết về bánh răng và các thông số chế tạo bánh răng.. Để nhắc lại những kiến thức cũ và đưa kiến thức lí thuyết vào thực tiễn chúng ta cần phải làm để biết được thực tiễn. Đó chính là mục đích của đợt thực tập cơ sở vừa qua.

               Nó trang bị cho chúng ta nhưng kiến thức cơ bản về quá trình chế tạo các chi tiết máy bằng phương pháp gia công cắt gọt.Qua đó nắm được nguyên lí tạo phoi, cấu tạo bộ phận chính của các máy công cụ (máy phay ngang, máy tiện, máy khoan…) các loại dụng cụ cắt gọt (dao tiện, dao khoan, dao phay lăn răng..)các bọ phận gá nắp và đo lường trong cơ khí chế tạo.Từ các hiểu biết về máy có thể vận hành các máy để tiến hành gia công chi tiết tạo ra các sản phẩm như: gia công tiện, gia công răng, gia công lỗ…

              Ý nghĩa: làm quen với thực tiễn, định hướng nội dung lĩnh vực chuyên nghành của mình tạo điều kiện để học tập có hiệu quả các môn học chuyên nghành tiếp theo. Đợt thực tập cơ sở này còn giúp nhắc lại kiến thức cũ, như một lần học lại.

     

    Bài 1: Các Dụng Cụ Đo

    I. Giới thiệu chung

              Các thông số về kích thước chiều cao, chiều rộng, bề dày,..là những số liệu đầu tiên để chế tạo một chi tiết. Để đo được những kích thước đó ta cần có các dụng cụ đo,dụng cụ đo thông dụng nhất như: thước kẹp (caliper), pame (micrometer), đồng hồ so (indicator)

    II. Thước kẹp (caliper)

    1.     Đặc điểm

              Dùng để đo chiều dài, đường kính ngoài, đường kính trong, đo chiều sâu lỗ,..phạm vi đo rộng, độ chính xác tương đối cao, dễ sử dụng, giá thành rẻ…

    2. Cấu tạo và phân loại.

              a.Thước cặp được phân loại dựa vào dung sai ghi trên du xích (độ chính xác của thước).

     

    -Thước cặp 1/10: đo được các kích thước chính xác tới 0.1 mm

     

     

     

    -Thước cặp 1/20: đo được các kích thước chính xác tới 0.05 mm

    -Thước cặp 1/50 : do được các kích thước chính xác tới 0.02 mm.

       –    Ngoài ra còn có thước cặp điện tử, thước cặp đồng hồ số,..vv

     
       

     

     

    1. cấu tạo thước cặp
     
       

     

     

     

    1. má kẹp ngoài (má động, má tĩnh)
    2. má kẹp trong (má động, má tĩnh)
    3. thanh đo chiều sâu lỗ.
    4. mặt chia chính theo đơn vị mm
    5. mặt chia chính theo đơn vị inch
    6. thang chia trên du xích theo đơn vị mm
    7. thang chia trên du xích theo đơn vị inch
    8. hàm động

                         (ngoài ra các thước còn có chốt khoá, đai ốc hãm, nấc kéo…)

     

      3. Cách sử dụng thước cặp

            + Cách đo.

                – Trước khi đo cần kiểm tra xem thước có còn chính xác không.Thước còn chính xác nếu hai vạch “0” trùng nhau khi hai mép thước trùng nhau.

                – kiểm tra mặt vật có sạch không

                – khi đo phải giữ cho hai mặt của thước song song với kích  thước cần đo.

                – Trường hợp phải lấy thước ra khỏi vị trí đo thì vặn đai ốc hãm để cố định hàm động với thân thước chính.

            + Cách đọc trị số

                – xem nếu vạch “0” của du xích trùng với vạch bất kì trên mặt thước chính thì đó là kích thước của chi tiết.

                -Nếu vạch “0” của du xích không trùng với vạch trên mặt thước chính thì ta lấy vị trí vạch bên trái gần nhất cạnh vị trí vạch “0” của du xích làm phần nguyên của kích thước.Xem trên trên du xích vạch nào của du xích trùng với vạch của thước chính ta nhân với dung sai.Cộng hai giá trị lại ta được trị số đo.

     

     

          VD:

     

          Đường kính viên bi là 2.7 mm

     

     

    III. Pame (micrometer)

    1. Đặc điểm

               – Là dụng cụ đo chính xác, tính vạn năng kém, c nhiều loại pame: pame đo đường kính ngoài, pame đo đường kính trong, pame đo chiều sâu lỗ.

               – Pame có phạm vi đo hẹp, có nhiều cỡ : 0 ÷ 25 ; 25 ÷ 50 ; 50 ÷ 75 …  (mm)

    2.Cấu tạo

     

    1. má kẹp tĩnh
    2. má kẹp động
    3. chốt hãm
    4. trục thước chính
    5. trục thước phụ (du xích )
    6. núm vặn thước phụ
    7. dung sai và kích thước có thể đo được

    2.     Cách sử dụng pame

          + Cách đo

              – Trước khi đo cần kiểm ra xem pame có còn chính xác không.

              – Khi đo tay trái cầm pame, tay phải vặn cho đầu đo đến gần tiếp xúc thì vặn núm vặn cho đầu đo tiếp xúc với vật đúng áp lực đo.

              – Phải giữ cho đường tâm của 2 đầu đo trùng với  kích thước cần đo

              – Trường hợp phải lấy pame ra khỏi vị trí đo thì phải vặn cần hãm (đai ốc ) để cố định đầu đo động trước khi lấy pame ra khỏi vật đo.

          + Cách đọc trị số

              – Khi đo dựa vào mép thớc động đọc được số “mm” và nửa “mm” của kích thước ở trên thước chính. Dựa vào vạch chuẩn trên thước chính ta đọc được phần chỉ số trên thước phụ  (giá trị mỗi vạch tương ứng với dung sai của thước )

                 VD:

     Đường kính vật cần đo là 9.53 mm

     

     

    Bài tập: tập đo chi tiết

     

     

     

     

      4. Cách bảo quản pame.

              – Không dùng pame để đo vật đang quay

              – Không đo các mặt thô, bẩn, phải lau sạch trước khi đo

              – Không vặn trực tiếp ống thước phụ để mỏ đo kẹp vào vật đo

              – Cần hạn chế việc lấy mỏ đo ra khỏi vị trí đo rồi mới đọc kích thước.

              – Các mặt đo của pame cần phải giữ gìn cần thận tránh để bị gỉ bị bụi cát,bụi đá mài hoặc phôi kim loại mài mòn.

              – Cần tránh va chạm làm sây sát hoặc biến dạng mỏ đo.

              – Hàng ngayfsaukhi làm việc phải lau chùi pame bằng giẻ sạch và bôi dầu mỡ,nên siết vít ( hoặc cần hãm ) để cố định đầu đo động và đặt pame đúng vị trí ở trong hộp.

     

    IV. Đồng hồ so ( indicator )

    1. Đặc điểm

              – Là dụng cụ đo chính xác cỡ 0.01 mm ÷ 0,001 mm (đồng hồ điện

    tử còn chính xác hơn nữa.)

              – Đồng hồ so dùng nhiều trong việc kiểm tra sai lệch hình dạng hình học và vị trí của chi tiết như độ thẳng độ song song, độ không đồng trục, ..

              – Đồng hồ so còn kiểm trra hàng loạt khi kiểm tra kích thước bằng phương pháp so sánh.

     

      2. Cấu tạo

     

    1. đầu đo
    2. bạc
    3. mặt số vòng chia dung sai
    4. kim chỉ dung sai
    5. núm vặn ( cố định đầu đo )
    6. kim chỉ mm
    7. vòng chia mm

    3. Cách sử dụng

              – Khi sử dụng đồng hồ so trước hết phải gá lên giá đo van năng hoặc phụ kiện riêng. Sau đó chỉnh cho đầu đo tiếp xúc với vật cần đo.

              – Điều chỉnh mặt số lớn cho kim đúng vị trí số “0” .Di chuyển đồng hồ so tiếp xúc trượt theo bề mặt cần kiểm tra.

     

      4. Cách bảo quản

              – Khi sử dụng phải hết sức nhẹ nhàng tránh va đập

              – Giữ không để xước hoặc vỡ mặt đồng hồ

              – Không nên dùng tay ấn vào đầu đo để thanh đo di chuyển mạnh

              – Đồng hồ so phải luôn được gá trên giá, khi sử dụng xong phải đặt đúng vào vị trí ở trong hộp

              – Không để đồng hồ so ở chỗ ẩm ướt.

              – Không nên tự ý tháo các nắp của đồng hồ so

     

     

    Bài 2 : Máy tiện

         Công nghệ tiện

    I. Máy tiện

      1. Công dụng của máy tiện

              – Thường dùng để gia công các chi tiết máy như : puly, trục trơn, các loại ren vít ,….và gia công phôi cho các nguyên công khác như mài, doa, truốt, phay, …vv.

              – Các chi tiết nếu không qua quá trình tiện thì không thể đưa vào gia công ở các nguyên công sau như do truốt, phay, mài,…Vì vậy trong các nhà máy, các phân xưởng cơ khí số lượng máy tiện thường chiếm nhiều hơn các máy khác .

      2. Phân loại máy tiện

              – Theo chức năng : máy tiện vạn năng, chuyên dùng, tự động, bán tự động, một trục, nhiều trục, máy tiện CNC,… vv.

              – Theo kích thước : đường kính lớn nhất và chiều dài lớn nhất có thể gia công được.

              – Theo độ chính xác : cấp chính xác khác nhau

     

     

      3. Cấu tạo của máy tiện

     

              – Thân máy và băng máy nâng đỡ máy, duy trì khả năng chuyển động ăn khớp của các chi tiết máy.

              – Hộp tốc độ truyền chuyển động n và momen xoắn M  của trục chính và thay đổi tốc độ quay của trục chính.

              – Hộp chạy dao truyền lực kéo và chuyển động, đồng thời thay đổi lượng chạy dao Sng, Sd của bàn xe dao.

              – Ụ sau gá mũi tâm để nâng đỡ phôi và định tâm cho phôi

              – Mâm cặp ba chấu định tâm kẹp chặt phôi truyền chuyển động quay cho phôi.

              – Động cở chính (AC) tạo chuyển động chính cho máy.

              – Bàn xe dao có :

    • đài gá dao : định vị và kẹp chặt dao tiện
    • bàn trượt dọc : di chuyển dọc theo băng máy
    • bàn trượt ngang : điều chỉnh dao dịch chuyển vuông góc với đường tâm máy.

    bàn trượt dọc nhỏ : để gá đài gá dao và điều chỉnh đài gá dao dịch chuyển theo hướng song song hoặc xiên với tâm máy một góc độ nhất định.Khoảng dịch chuyển của bàn trượt dọc nhỏ thường là 100 mm.

    II. Dao tiện

    1.     Đặc điểm và phân loại

        + Đặc điểm : Dao tiện trực tiếp cắt đi phần vật liệu trên phôi để tạo ra chi tiết. Để tiện được thì dao tiện phải có những cơ tính sau : phần cắt phải có độ cứng cao để cắt được phôi, phần thân phải chịu được lực công sôi.

        + Phân loại dao tiện .

              – Phân loại theo công dụng : Dao tiện trong, dao tiện ngoài, dao tiện ren các loại, dao tiện cắt đứt, dao tiện định hình,…vv.

              – Phân loại theo kết cấu dao tiện : Dao tiện liền con, dao tiện hàn mảnh dao vào thân dao, dao tiện gắn mảnh dao vào thân dao bằng cơ cấu cơ khí.

              – Phân loại theo hình dáng :Dao tiện đầu thẳng, dao tiện đầu cong

              – Phân loại theo vật liệu phần cắt : dao tiện làm bằng thép gió ( P9, P12, P18…) dao tiện hợp kim cứng ( BK8, T15K6…)dao tiện bằng kim cương , Nitoritbon lập phuowng.(vật liệu siêu cứng tổng hợp nhân tạo  )

      2. Cấu tạo, kết cấu hình học của dao tiện.

        + Cấu tạo :

     
       

     

     

              – Thân dao có tiết diện hình chữ nhật, kích thước LxBxH được tiêu chuẩn hoá theo kích thước đài gá daoáThan dao có tác dụng định vị và kẹp chặt daotreen đài gá dao, thân dao mang đầu dao.Vật liệu làm thân dao có thể như phần cắt hoặc khác vật liệu phần cắt (thường chế tạo từ thép C45 )

              – Phần đầu dao : được chế tạo tắtvatj liệu dụng cụ cắt (thép gió, hợp kim cứng,…)

        + Kết cấu hình học phần cắt của dao tiện

     

              – Mặt sau 1 và 2(mặt sát) : gồm mặt sau chính và mặt sau phụ. Mặt sau chính đối diện với mặt đang gia công, mặt sau phụ đối diện với mặt đã gia công.

              – Mũi dao 3 là dao tuyến của lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ. Mũi có thể là nhọn hoặc có bán kính R

               – Lưỡi cắt có lưỡi cắt chính 5 và lưỡi cắt phụ 4 .Lưỡi cắt chính là giao tuyến của mặt  trước với  mặt sau chính. Lưỡi cắt phụ là giao tuyến của mặt trước với mặt sau phụ.

              – Mặt trước 6 (mặt thoát) : có tác dụng thoát phôi trên nó trong quá trình cắt gọt

          **Chú ý : vị trí các mặt, các lưỡi cắt và các thông số hình học của phần cắt có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình tạo phoi, thoát phoi, ma sat, lực cắt, …Do đó phần cắt của dao phải có thông số hình học tói ưu, nó phụ thuộc vào :

     

    vật liệu phần cắt

                                                vật liệu của phôi

                                                năng suất, chất lượng gia công.

    III. Quá trình hình thành phoi khi tiện.

      1.Sơ đồ tạo phoi khi tiện

     

    • Phôi thực hiện quay tròn
    • Dao tịnh tiến vào tâm phôi
    • Phoi được hình thành

              + Chuyển động quay của phôi là chuyển động tạo phoi. Được điều chỉnh bởi hộp tốc độ

                                p.D.n                                                 1000.V

                        V =  –––––      (m/ph)                        n =  ———–         (vg/ph)

                                1000                                                    p.D

     

                              D : đường kính phôi

                              n : số vòng quay của phôi   (vòng/ phút)

                              V : vận tốc vòng quay của phôi  (m/ phút )

              + Chuyển động Sng, Sd là chuyển động chạy dao. Chạy dao có nhều tốc độ được điều chỉnh bằng bởi hộp chạy dao.

     

             VD : Khi tiện ren, chi tiết quay được 1 vòng thì dao tịnh tiến được  1 bước ren S (mm) .Hộp chạy dao phải tạo ra các S phù hợp với bước ren theo tiêu chuẩn của bước ren, biên dạng ren là biên dạng của dao tiện ren tạo ra.

     

     

    IV. Tiến trình tiện

              Sau khi đo đạt bằng các dụng cụ đo ta đã có số liệu về kích thước của chi tiết. Để tiện ra được chi tiết có kích thước đã cho ta cần thực hiện các bước sau

     

        + Bước1:Giả sử phôi có đường kính ban đầu lớn hơn đường kính lớn nhất của chi tiết ( F30 ). Đầu tiên tiện để phôi có đường kính là F24 . Dao tiện tịnh tiến 1 đoạn Sd = 45 (mm)

     

        + Bước 2 : Tiện đoạn có đường kính F 19 chiều dài 35 mm

    + Bước 3 : tiện đoạn có đường kính F 10 , chiều dài 6 (mm)

     

        + Bước 4 : Tiện đoạn côn, có độ côn là 14°, đường kính đáy nhỏ là F14. Để tiện được đoạn này ta cần xoay bàn dao trên một góc 7°, Sd lúc này là chuyển động của dao trên bàn trượt dao nhỏ.

        +  Bước 5 : Ta sử dụng dao cắt đứt để cắt chi tiết ra khỏi phôi.

                 Sản phẩm tiện có độ chính xác chưa cao cần gia công lại trên máy mài để có độ chính xác cao hơn.

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Bài 3 : Máy Phay Ngang

    Công Nghệ Phay

    I. Máy phay

      1. Công dụng

              – phay mặt phẳng, mặt bậc

     

     

     

     

      – Phay mặt định hình ( phẳng + nghiêng + cong + răng )

     

     

     

     – Phay rãnh các loại

              – Phay các đường xoắn trên mặt phẳng, mặt trụ, bánh răng thẳng, bánh răng nghiêng, trục vít, bánh vít…vv.

      2. Các loại máy phay.

              – Theo công dụng : máy phay đứng vạn năng, máy phay ngang vạn năng, máy phay chuyên dụng, máy phay răng, phay ren….vv

              – Theo kích thước :

                            bàn máy nhỏ : 200 x 600 (mm)

                            bàn máy trung bình : 1000 x 1600 (mm)

                            bàn máy lớn : 1800 x 3000 (mm)

    Theo cấp chính xác : máy phay cấp chính xác bình thường

                                      máy phay cấp chính xác cao và rất cao.

     

     

    3. Cấu tạo của máy phay ngang

     

    1. Bàn máy
    2. ê tô
    3. chi tiết
    4. trục gá dao
    5. gối đỡ
    6. xà ngang
    7. dao phay
    8. hộp tốc độ
    9. động cơ điện
    10. thân máy
    11. hộp chạy dao (chạy bàn máy )

              -Hộp tốc độ : truyền chuyển động quay cho trục chính và thay đổi tốc độ vòng quay của trục chính.Trục chính mang dao phay, quay với só vòng quay từ n1,n2,..nk

              – Hộp chạy bàn máy : Tạo ra các chuyển động và thay đôi tốc độ chuyển động của Sng ( mm /ph) , Sd ( mm /ph ), Sđ (mm /ph ). Ba chuyển động này có thể được dẫn động hoặc được điều khiển bằng tay.

     

    II. Dao phay

    1. Phân loại dao phay.

              – Theo công dụng : Dao phay mặt phẳng, dao phay rãnh, dao phay đĩa môđun để phay răng, dao phay ren…vv.

              – Phân loại theo hình dáng hình học : dao phay răng thẳng, răng nghiêng, răng nhọn, răng hớt lửng, dao phay mặt đầu, dao phay ngón …

              – Phân loại theo vật liệu làm dao : dao phay bằng thép gió, dao phay bằng hợp kim cứng.

      2. Kết cấu của dao phay trụ răng thẳng, răng nghiêng.

              – Dao phay trụ răng thẳng : Thông số đặc trưng là đường kính dao D, đường kính lỗ d, chiều dài dao L, số răng dao Z, góc trước g , góc sau α

     

              – Dao phay trụ răng nghiêng các đặc trưng cũng như ở dao phay trụ răng thẳng chỉ khác ở chỗ dao phay trụ răng thẳng lưỡi cắt song song với đường tâm của dao, còn ở dao phay trụ răng nghiêng thì lưỡi cắt nghiêng với đường tâm của dao một góc w

              – Dao phay trụ răng nghiêng cắt êm hơn dao phay trụ răng thẳng nhưng chế tạo khó hơn, giá thành cao hơn.

      3. Kết cấu dao phay đĩa môđuyn

     

              – Loại dao này dùng để gia công bánh răng trên máy phay nằm ngang, dao có dạng đĩa. Thông số đặc trưng : Đường kính dao D, đường kính lỗ d, chiều dày dao B, moduyn m, lưỡi dao 1,2,3 có biên dạng giống biên dạng bánh răng cần gia công. Sử dụng phương pháp định hình.

     

    • Vật liệu phần cắt của dao phay đa số đều được chế tạo từ thép gió, có một số được chế tạo bằng hợp kim cứng

    III. Quá trình tạo phoi khi phay .

              – Dao phay quay              p.D.n

                                               V = –––––         (m /ph)

                                                      1000

                                                D : đường kính dao phay

                                                n : số vòng quay của dao trong 1 phút

     

    Sz : lượng chạy dao răng.   (mm / răng )

                                       Svg = Sz . Z (mm / vòng )

                                                                                     Z : là số răng của dao

                                       Sph  = Svg . n   ( mm / phút )

                                                                                     n : số vòng quay của dao

              – n được chọn theo số vòng quay nhanh nhất liền kề có ở hộp tốc độ trên máy phay

                         VD : khi chọn V = 30 ( vòng / phút )

                                               D = 30  ( mm )

         =>      n = 302.176  (vòng / phút )

         Căn cứ vào bảng chỉ dẫn trên hộp tốc độ ta chọn :

                                       nmáy = 300  ( vòng / phút )

    IV. Tiến trình phay

              – Khi đã có số liệu đầy đủ  về kích thước của chi tiết ta tiến hành các bước phay.

              + Bước 1 : Phôi khi vừa cắt ra có bề mặt thô ,cần gia công mặt phẳng bằng máy phay ngang ( phay mặt phẳng )

     

              + Bước 2 : Phay rãnh rộng 8 mm , sâu 5 mm lần lượt mỗi rãnh cách nhau 7 mm. Tuỳ vào loại vật liệu phôi mà ta cho dao ăn nông hay ăn sâu để có được độ chính xác và năng suất cao .

     

              – Trong trường hợp dao phay dày 8 mm để phay rãnh rộng 8 mm chỉ cần phay 1 lần là được. Khi phay rãnh rộng 20 mm thì cần phải phay ít nhất 3 lượt để phay hết bề rộng rãnh, lượt sau đè lên lượt trước 2mm

     

              – Sau khi phay cần gia công thêm trên máy mài để có được độ chính xác cũng như độ bóng bề mặt cao hơn.

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Bài 4 : Máy phay lăn răng

    Công nghệ gia công răng

    I. Máy phay lăn răng.

      1. Hai phương pháp gia công bánh răng.

              – Để chế tạo ra một bánh răng có 2 phương pháp : phương pháp định hình ( chép hình ) sử dụng trên máy phay ngang ; phương pháp bao hình sử dụng trên máy phay lăn răng.

               Ưu nhược điểm của 2 phương pháp gia công bánh răng.

        a ).Phương pháp định hình

          +Ưu điểm :

              – Sử dụng máy phay nằm ngang, đầu phân độ là thiết bị vạn năng thường co trong các nhà máy.

              – Công nghệ không phức tạp

              – Thích hợp và hiệu quả khi yêu cầu đối với bánh răng là không cao, khi chế tạo bánh răng đơn chiếc hoặc loạt nhỏ.

          + Nhược điểm :

              – Năng suất thấp vì thời gian phụ lớn ( gá, đo đạt, kiểm tra, ….)cắt không iên tục , mất thời gian cho hành trình chạy không cắt đó là hành trình lùi phôi để cắt tiếp đạt chiều cao H của bánh răng.Cần thời gian phân độ để cắt từng rãnh.

              – Chất lượng không cao vì biên dạng răng dao phay đĩa moduyn không chính xác, có sai số đầu phân độ.

              – Năng suất thấp, chất lượng không cao do đó phương pháp gia công này chỉ sử dụng khi chế tạo bánh răng có độ chính xác không cao và chỉ áp dụng khi chế  tạo đơn chiếc hoặc loạt nhỏ.

        b ).Phương pháp bao hình

          + Ưu điểm

              – Sử dụng một dao phay lăn trục vít có thể gia công được tất cả các bánh răng có cùng moduyn và góc ăn khớp mà không phụ thuộc vào số răng Z của bánh răng cần cắt.

              – Năng suất cao vì thời gian phụ giảm nhiều quá trình cắt là liên tục không gián đoạn

              – Chất lượng cao hơn hẳn so với phương pháp chép hình.

              – Sử dụng hiệu quả khi gia công loạt vừa và hàng loạt.

          + Nhược điểm.

              – Phải sử dụng máy , dao chuyên dụng kết cấu phức tạ giiasthành đắt, để có hiệu quả kinh tế cao phương pháp gia công này chỉ sử dụng gia công cho sản xuất hàng loạt và hàng khối.

      2. Cấu tạo máy phay lăn răng.

     

    1. bệ máy
    2. bàn gá phôi (gá kẹp 3 chấu định tâm )
    3. phôi
    4. trục gá phôi
    5. chốt định tâm
    6. băng máy dọc
    7. xà ngang
    8. gối đỡ sau của trục dao lăn
    9. trục gá dao
    10. dao phay lăn trục vít
    11. gối đỡ trước của trục dao lăn
    12. thân máy
    13. xích chạy dao
    14. công tắc nguồn
    15. xích phân độ
    16. xích vi sai
    17. tay quay di động hướng trục dao lăn.

              -Bên trong phần xích tốc độ, xích vi sai, xích phân độ, xích chạy dao có các bộ phận tháo nắp các bánh răng thay thế để thay đổi lượng chạy dao đứng, chạy dao ngang, tốc độ quay dao, tốc độ quay của phôi và độ nghiêng của dao phay lăn trục vít.

     

     

     

     3. Các thông số kĩ thuật của bánh răng cần gia công

     

              – Đường kính ngoài D = ( Z+ 2 ). m              (mm)

              – Đường kính lỗ d               (mm )

              – Chiều dày bánh răng B  (mm )

              – Moduyn     m

              – Góc ăn khớp α0

              – Răng nghiêng hay răng thẳng, góc nghiêng β = ?

              – Vật liệu bánh răng cần gia công

              – Độ chính xác độ nhẵn bóng của bánh răng cần gia công

     

     

      4. Sơ đồ nguyên lí bao hình.

              – Nguyên lí tạo hình bằng phương pháp bao hình là dựa vào nguyên lí ăn khớp của trục vít và bánh vít. Trục vít quay được 1 vòng thì bánh vít quay  được 1/ Z vòng. (Z là số răng của bánh vít )

              – Trục vít có khả năng cắt ( dao phay lăn trục vít )

              – Cho trục vít này ăn khớp cưỡng bức với phôi. Phần vật liệu của phôi cản trở quá trình ăn khớp bị cắt cưỡng bức tạo thành răng của bánh vít để ăn khớp đụng với trục vít. Bánh vít được hình thành.

    1. Một số chuyển động chính trong quá trình phay lăn răng trục vít.

          + Chuyển động cắt của dao phay lăn trục vít.

              – Căn cứ vào vật liệu làm dao, vật liệu phôi xác định V tối ưu . Khi đã có đường kính Dd tính vòng quay của dao.

    1. Vd

                          nd = –––––––                         ( vg / ph )

                                    π . Dd

              – Điều chỉnh cặp bánh răng thay thế của máy phay lăn răng để có nd vừa tính

     

          + Chuyển động quay của phôi ( chuyển động chia răng )

              – Chuyển động quay của phôi bị ràng buộc bởi nguyên lí tạo hình ăn khớp giữa trục vít và bánh vít. khi trục vít (dao phay) quay được 1 vòng thì bánh vít  (phôi) quay được 1/Z vòng.

                                                    nd

                                         nph = –––            ( vg / ph )

                                                     z

                                                                                nd : tính ở trên

              – Cần điều chỉnh chạc bánh răng thay thế  (xích chia) để có nph phù hợp.

     

          + Chuyển động đứng của dao từ trên xuống Sd

          + Chuyển động hướng kính của dao Sng

                     Bánh răng thay thế  

     

     

      +  Sơ đồ nắp chạc bánh răng tốc độ

     

     

    +  Sơ đồ nắp chạc bánh răng chạy dao thẳng đứng

     

     

     + Sơ đồ nắp bánh răng chạc vi sai

     

     + Sơ đồ nắp chạc bánh răng phân độ

     

     

     

     

    II. Dao phay lăn răng.

     

              – Dao phay lăn trục vít bản thân là một trục vít cơ bản có moduyn bằng moduyn của bánh răng cần cắt ra, có góc ăn khớp αo  giống góc ăn khớp của bánh răng cần gia công.

              – Để trục vít này có khả năng cắt, xẻ rãnh nghiêng với đờng tâm 1 góc β. Rãnh này tạo ra mặt trước của từng răng và tạo ra không gian chứa phoi.Mặt trước tạo ra góc trước của lưỡi cắt  gd  đây là góc trước của lưỡi cắt ở đỉnh răng dao. Góc trước ở mỗi đểm trên lưỡi cắt bên có giá trị nhỏ dần theo chiều hướng tâm .

              – Lưỡi cắt ở đỉnh có góc sau αd được tạo ra khi mài hớt lửng ặt sau theo đường Aximetầhi mặt bên của răng dao.

              – Góc nâng của đường ren trục vít l được tính toán dựa vào moduyn, góc ăn khớp và đường kính chia của trục vít cơ bản phù hợp với các thông số bánh răng cần cắt ra .

              – Vật liệu chế tạo dao phay lăn trục vít đa số được chế tạo bằng thép gió P18. Một số dao có kích thước lớn phần cắt được chế tạo từ hợp kim cứng

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    III. Tiến trình gia công trên máy phay lăn răng .

     

    Kích thước bánh răng : đường kính ngoài D = 74

                                                        moduyn m = 2

                                                        bề dày răng    B = 20 mm

                                                        răng thẳng β = 0

              – Trước khi gia công trên máy phay lăn răng cần gia công phôi trên máy tiện để phôi có đường kính đỉnh răng của bánh răng    D = 74 mm .

              Các bước tiến hành phay.

           + Bước 1 : tính toán

                               D = ( z + 2 ). m  = 74

                                         => z = 36 răng

              – Từ vật liệu làm dao và vật liệu phôi ta chọn vận tốc Vd . Đường kính dao đã có Dd tính số vòng quay của dao .

    1.           Vd

                                                      nd = –––––––                         (vg / ph )

                                                                π . Dd

              – Khi dao quay được 1 vòng thì phôi quay được 1/Z vòng

     

                                                         nd

                                   =>       nph = –––                       ( vg / ph )

                                                     z

              – Từ công thức tính các cặp bánh răng thay thế có thể thay đổi để có tốc độ quay của dao và của phôi thích hợp.

              – Lắp dao : Khi lắp dao cần điều chỉnh dao sao cho hướng cắt của dao đúng với hướng của bánh răng gia công.

           + Bước 2 : Gá chi tiết

              – Phôi được gá chặt trên bàn máy nhờ mâm kẹp ba chấu định tâm.

              – Khi gá chi tiết thường mắc những lỗi trong khi gá.

     

    1. ghá lệch phôi.
    1. ghá xiên mặt đầu

              – Khi ghá chi tiết thường hay mắc lỗi  “ ghá lệch tâm “.Để khắc phục lỗi này cần thực hiện dò tâm bằng đồng hồ so.

              – Đồng hồ so là thiết bị rất nhạy lên khi dò tâm cần gõ nhẹ nhàng để dò tâm.

           + Bước 3 : Phay răng

              – Sau khi hoàn thành công  tác chuẩn bị , có thể bật máy chạy thử. Khi quay được 1 vòng của phôi thì tắt máy và kiểm tra việc chia răng có sai không  để kịp thời biết và điều chỉnh lại. Sau đó tiếp tục bấm máy gia công tiếp tới khi hoàn thành.

     

     

     

     

     

     

    Bài 5 : Máy khoan

    công nghệ gia công lỗ

    I. Máy khoan

      1. Công dụng

              – gia công được các lỗ thông suốt và không thông suốt với các kích thước khác nhau.

                                       D = 0.2  ÷ 50   ( mm )

              – Khoan lỗ là phương pháp gia công thô, chất lượng thấp. Dung sai lỗ nằm trong khoảng  ± 0.2 mm, độ nhẵn Ñ3     ( Ra = 4 ÷ 5 µm )

      2. Các  loại máy khoan.

              – Theo đường kính lớn nhất của chi tiết mà máy có thể gia công được.

              – Theo hình dáng kết cấu máy : Máy khoan đứng, máy khoan cần, máy khoan nhiều trục,…vv.

      3. Cấu tạo của máy khoan cần.

     

    1. đế máy
    2. bàn máy
    3. ghá kẹp phôi
    4. phôi
    5. đầu khoan (nắp dao khoan )
    6. hộp tốc độ và chạy dao
    7. động cơ I
    8. động cơ II
    9. cần ngang
    10. trục có ren
    11. cột trụ
    12. cần khoá.

              – Hộp số và hộp chạy dao, động cơ I được nắp trên cần. Chúng có chuyển động tịnh tiến ngang trên cần Sng bằng tay hoặc dẫn động bằng máy.

              – Đầu khoan nắp mũi khoan có chuyển động lên xuống được Sd1

              – Cần ngang của máy khoan cần chuyển động dọc theo cột trụ  được nhờ dẫn động bằng động cơ. Chuyển động quay quanh trụ của cần được thực hiện bằng tay .

    II. Dao khoan.

     

              – Đoạn L1 : phần côn cắt, góc côn cắt 2j. Góc 2j lớn mũi khoan khó cắt vào vật liệu gia công, song tạo cho mũi khoan có độ bền cơ học tốt hơn. Góc 2j  nhỏ cho tác động ngược lại mũi khoan dễ cắt vào vật liệu gia công nhưng độ bền cơ học kém hơn.

              – Đoạn L2 : Phần định hướng , sửa đúng lỗ và dự trữ cho phần côn cắt khi bị bị mài mòn có thể mài lại mũi khoan, mũi khoan ngắn dần. Phần này có 2 góc j1  côn ngược.

              – Đoạn L3 : Phần cổ mũi khoan thường ở phần này có các kí hiệu các thông số kĩ thuật của mũi khoan như : đường kính, vật liệu chế tạo mũi khoan…(các thông số này cũng có thể ghi trên chuôi dao ) Phần này còn tạo khả năng công nghệ thoát dao, thoát đá mài khi gia công phần định hướng và phần chuôi của mũi khoan.

              – Đoạn L4 : Phần chuôi dao có tác dụng định vị kẹp chặt và truyền lực, truyền momen xoắn, chuyển động quay cho mũi khoan.

              – Vật liệu chế tạo mũi khoan thường thường là thép gió P18 và hợp kim cứng BK8 hoặc T15K6

     

    III. Nguyên lí tạo phoi khi khoan.

    1. phôi

                                                                                             2 mũi khoan

           + Các lưỡi cắt của dao.

              – Lưỡi cắt 1, 2 là 2 lưỡi cắt chính , lưỡi cắt 3 là lưỡi cắt ngang. Lưỡi cắt 4, 5 là hai cạnh viền có tác dụng sửa đúng lỗ. Ở 2 lưỡi cắt chính có các góc

                             Góc trước g đo ở tiết diện N – N’

                             Góc sau α đo ở tiết diện O – O’

              – Các góc g, α ở mỗi điểm trên lưỡi cắt chính 1, 2  khác nhau thì có giá trị khác nhau. Ở lưỡi cắt ngang 3 góc g âm bất lợi cho quá tạo phoi. Ở 2 cạnh viền có góc côn ngược j1 giảm ma sát với bề mặt lỗ, phần côn cắt có góc 2j .

           + Các chuyển động tạo phoi khi khoan.

              – Tốc độ khoan : tuỳ vào vật liệu gia công, vật liệu chế tạo mũi khoan và chất lượng gia công mà ta chọn V khoan tối ưu.

                                                      p.D.n

                                               V = –––––         (m /ph)

                                                      1000

     

    từ vận tốc V :

                                                    V.1000

             =>                            n =  –––––          (vg / ph)

                                                      p.D

                                                                n : điều chỉnh được trên máy nhờ hộp số

              – Lượng chạy dao : để khoan hết chiều sâu của lỗ mũi khoan phải vừa chuyển động quay vừa chuyển động tịnh tiến xuống. Chuyển động này là chuyển động chạy dao Sd (Sd có thể điều chỉnh được nhờ hộp chạy dao). Chuyển động chạy dao lớn năng suất cao, chất lượng lỗ thấp. Chuyển động chạy dao chậm năng suất thấp, chất lượng cao.

    IV. Tiến trình khoan.

           Khoan 3 lỗ với 3 kích thước và độ sâu khác nhau.

                            lỗ 1 : D = 5 , H = 5

                            lỗ 2 : D = 10 , xuyên thủng

                            lỗ 3 : D = 8 , H = 10

    Vị trí 3 lỗ :

     

                     Các bước tiến hành tiện :

           + Bước 1 : Sử dụng thước cặp  đo và đánh dấu vị trí các lỗ  trên phôi .

           + Bước 2 :

              –  lắp mũi khoan vào đầu khoan, gá chặt phôi vào bệ gá êtto

              – Điều chỉnh mũi khoan vào đúng vị trí cần khoan . ( hạ mũi khoan thấp xuống ướm thử cho tâm mũi khoan đúng vào tâm của lỗ cần gia công. khi đã điều chỉnh tâm mũi khoan vào đúng tâm của lỗ thì khoá các chuyển động tịnh tiến ngang của hộp tốc độ, chuyển động quay quanh trụ của cần ngang lại để đảm bảo cho tâm mũi khoan không bị xê dịch khi khoan.)

           + Bước 3 :

              – Bật máy điều chỉnh mũi khoan đi xuống để đạt chiều sâu của lỗ khoan ( có thể điều chỉnh bằng tay hoặc bằng tự động )

              VD : Khoan lỗ 1

              – Sau khi khoan xong lỗ thứ nhất thì tắt máy, thay mũi khoan khác cách khoan tương tự như mũi khoan thứ nhất.

     

     

     

    Bài 6 : Máy hàn điện

    Công nghệ hàn hồ quang

    I. Máy hàn điện

      1. Giới thiệu chung

              – Máy hàn là 1 dạng của máy biến thế biến đổi điện áp nguồn ( 220 V ) xuống điện áp hàn 80 V

              – Dựa trên hiện tượng phóng điện ( chập mạch ) là hiện tượng chuyển động không ngừng của dòng điện từ trong môi trường đã được ion hoá giữa hai điện cực. Ở nơi có hiện tượng phóng điện ( hồ quang ) sinh ra nhiều nhiệt, nhiệt lượng này để đốt cho vật hàn nóng chảy.

           + Phân loại :

              – Theo nguồn điện vào : máy hàn một chiều

                                                     máy hàn xoay chiều

      2. Cấu tạo

    1. Phôi
    2. que hàn
    3. cuộn thứ cấp ( cuộn ra )
    4. lá thép
    5. cuộn sơ cấp ( cuộn vào )
    6. cầu dao nguồn

              – Dây quấn và lõi thép : Trong máy có các trụ quấn các cuộn dây đồng,và các lá thép

              – Núm : điều chỉnh cường độ dòng điện hàn để phù hợp với vật liệu hàn và đường kính que hàn ( núm có khả năng điều chỉnh được nhờ thay đổi điện trở của 1 biến trở bên trong máy )

    đầu ra của máy hàn : cực (- ) kẹp vào chi tiết hàn, cực (+) có tay kẹp que hàn .

              – Trong máy có cơ cấu giảm cường độ dòng ngắn mạch giúp tăng tuổi thọ cho máy hàn.

              – Ngoài ra còn có các dụng cụ đi kèm với máy hàn như : mặt nạ bảo hộ, kính bảo hộ, găng tay ,..

     

           Mặt nạ để bảo vệ da mặt và mắt khỏi tia tử ngoại ( hại da ) và tia hồng ngoại ( hại mắt ) của hồ quang đồng thời để chắn các tia lửa từ que hàn và vật hàn bắn ra .

     

               bao tay :bảo vệ tránh các tia lửa hàn bắn vào tay ..

    II. Dòng điện hàn

              – Điện thế không tải Uo đủ lớn để gây ra hồ quang nhưng phải không gây nguy hiểm khi sử dụng .

                        Với dòng xoay chiều : Uo = 55 ÷ 80 V

                        Với dòng một chiều :   Uo = 35 ÷ 55 V

              – Khi có tải ( hồ quang cháy ) điện thế hạ xuống tương ứng :

                         Dòng xoay chiều : Uh = 25 ÷ 40 V

                         Dòng một chiều :  Uh = 15 ÷ 25 V

              – Cường độ dòng điện hàn phụ thuộc vào đường kính que hàn vật liệu chi tiết hàn .

                                   Ih = ( a + b.d ).d                           ( A )

                                                                d : đường kính que hàn

              – Công thức kinh nghiệm cho mối hàn sấp, thép cacbon.

                                  Ih = ( 20 + 6.d ).d

     

     

     

    III. Que hàn

     

           + Lõi que  d = ( 1 ÷ 12 mm ) tuỳ theo công dụng của que hàn và thành phần hoá học  của vật liệu cần hàn. Lõi que hàn có thể được làm từ các vật liệu khác nhau như thép, gang, đồng, nhôm,…

           + Lớp thuốc :

              – Lớp thuốc bọc loại mỏng (chừng vài phần mười mm ) : dn ≤ 1,2d lớp thuốc bọc loại mỏng dùng để làm tăng tính ổn định của hồ quang. Thành phần gồm có đá vôi, fenpat, bột tan.. ( 80 ÷ 85 % khối lượng ), và thuỷ tinh lỏng ( 15 ÷ 20 % khối lượng ). Lớp thuốc bọc loại này dùng để hàn các cấu trúc không quan trọng. Mối hàn bằng que hàn này có cơ tính kém.

              – Lớp thuốc bọc loại dày : dn ≥ 1,55d  làm tăng tính ổn định của hồ quang và tạo quanh h quang 1 lớp khí và xỉ để bảo vệ kim loại không bị ôxy hoá và không bị tác dụng của khí Nitơ. Trong trường hợp cần thiết ngời ta cho thêm vào lớp thuốc bọc những thành phần hợp kim ( các phero hợp kim ) nững thành phần này sẽ tham gia trong thành phần mối hàn và nâng cao cơ tính của mối hàn. Thành phần của lớp bọc này gồm có các chất ion hoá ( phấn), chất tạo xỉ ( cao lanh ), chất tạo khí ( tinh bột ), chất khử ôxy  (nhôm, fero, mangan…) các hợp kim và chất dính.

    IV. Tiến trình hàn

              Có 4 loại liên kết hàn :

    1. hàn giáp mối
    1. hàn góc

     

    1. Hàn chữ T
    1. hàn chồng

                            Các bước tiến hành

           + Bước 1 : chuẩn bị

              – Kiểm tra que hàn, kiểm tra vật liệu hàn, để tính ra dòng điện hàn và điều chỉnh trên máy hàn.

              – Vệ sinh vị trí hàn ( dùng chổi sắt quét sạch gỉ sắt bụi bẩn ở vị trí hàn )

              – Định vị chi tiết hàn.

              – Cực dương ( tay hàn ) kẹp que hàn, cực âm cho tiếp xúc với chi tiết hàn ( tiếp mát ). Khi kẹp tránh kẹp vào phần thuốc để đảm bảo cho mạch điện hàn là mạch khép kín.

           + Bước 2 : lấy lửa

                  Có 2 cách lấy lửa để tạo hồ quang :

              – Mổ cò : mổ nhẹ nhàng vào chi tiết để gây ra hồ quang.

                         Vị trí mổ :

    1. Vị trí mổ
    2. đầu mối hàn
    3. que hàn

               Sau khi lấy được hồ quang thì dê tay về vị trí đầu mối hàn.

              – Quẹt diêm : quẹt đầu que hàn vào vị trí đầu mối hàn quẹt dọc theo vết hàn để lấy lửa. Khi có hồ quang thì lại dê tay về đầu của mối hàn.

    1. Chiều quẹt diêm
    2. Chiều dê que hàn về vị trí đầu mối hàn
    3. Que hàn

              – Lấy lửa bằng cách quẹt diêm dễ hơn bằng cách mổ cò nhưng dễ gây ra khuyết tật trên sản phẩm. Chỉ lấy lửa bằng cách quẹt diêm khi que hàn bị ẩm, dòng điện hàn thấp hoặc khi tay nghề của người thợ hàn chưa cao.

              – Góc hàn

               Góc của que hàn hợp với trục Ox  một góc α = (75 ÷ 85˚)

                                           hợp với trục Oy  một góc β = 90˚

           + Bước 3 : Duy trì và thoát que hàn .

                    Để duy trì được dòng hồ quang ổn định và để lấp đầy mối hàn thì que hàn cần có hai chuyển động.

              – Chuyển động Sng để đạt được bề rộng mối hàn 6 ÷ 8 mm

              – Chuyển đông Sd để chạy hết mối hàn

                        Có thể đưa que hàn theo 2 cách :

     

              – Theo đường lò xo ( xoắn ốc )

              – Theo đường rích rắc

           + Thoát que hàn : Khi kết thúc mối hàn không được rút que hàn ra khỏi mối hàn ngay nếu rút que hàn như vậy sẽ làm thổi thủng vết hàn. Để kết thúc mối hàn cần đưa que hàn quay lại một đoạn rồi mới rút que hàn.( Đoạn quay lại này đã được bọc một lớp sỉ bảo vệ ở trên lên không gây ra hiện tượng thổi thủng )

     

    1. vị trí rút que hàn
    2. điểm cuối của mối hàn

              – Sau khi hàn xong  cần gõ sỉ kiểm tra mối hàn.

     

    Kết luận chung

     

              – Qua đợt thực tập cơ sở này bản thân em đã nắm được phần nào kinh nghiệm gia công trên các máy công cụ. Nắm được một số cơ cấu truyền lực, dẫn động, cơ cấu thay đổi tốc độ, ăn khớp…vv. Được làm quen với các thuật ngữ chuyên nghành của người làm cơ khí. Trên máy tiện có mâm cặp ba chấu định tâm, trên máy khoan có bệ gá êtô,…

              – Quá trình thực tập là quá trình cố gắng học tập tìm tòi của các bạn sinh viên, là sự chỉ bảo tận tình của các thầy hướng dẫn. Qua đó thầy và trò hiểu nhau hơn, các bạn sinh viên trong lớp thêm gắn kết.Qua lần thực tập em thấy được những ý tưởng trong sản xuất không chỉ là của những người đi trước mà cả những bạn trong đợt thực tập. Một lần nhìn lại mình để so sánh em cảm thấy mình cần học tập nhiều hơn nữa, rèn luyện nhiều hơn nữa.

              – Đợt thực tập cơ sở ngành này cùng với những kiến thức cơ bản từ các môn học đại cương đã định hướng nội dung, lĩnh vực chuyên ngành sẽ đào tạo để có được sụ chuẩn bị tốt hơn cho môn học sau, tạo niềm say mê khi học. Đợt thực tập là điều kiện để học tiếp và là cần thiết để học tốt các môn học chuyên nghành tiếp theo .

     

    Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

    [sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]
  • THIẾT KẾ BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO LỒNG SÓC

    THIẾT KẾ BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO LỒNG SÓC

    THIẾT KẾ BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO LỒNG SÓC

    Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

    Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

    (Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

    Đề cương liên quan: ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

    [toc]

    [pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/07/THI%E1%BA%BET-K%E1%BA%BE-B%E1%BB%98-KH%E1%BB%9EI-%C4%90%E1%BB%98NG-M%E1%BB%80M-%C4%90%E1%BB%98NG-C%C6%A0-KH%C3%94NG-%C4%90%E1%BB%92NG-B%E1%BB%98-ROTO-L%E1%BB%92NG-S%C3%93C.pdf[/pdfviewer]

    Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: THIẾT KẾ BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO LỒNG SÓC

     

    ĐỀ TÀI 

    THIẾT KẾ BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO LỒNG SÓC

     

        Thông số động cơ:

                        P=120kw

                        n=1490v/phút

                        cosj=0.93

                        Mkđ/Mđm=1.1

                        Mmax/Mđm=2

                        Ikđ/Idm=6

                        J=1.6kg/m2

                        U1=220/380V

         Yêu cầu nội dung thiết kế đồ án :

    • Giới thiệu chung về chủng loại thiết bị được giao nhiệm vụ thiết kế
    • Đề xuất các phương án tổng thể, phân tích ưu nhược điểm của từng phương án, để đi đến phương án chọn lựa phù hợp để thiết kế mạch lực và mạch điều khiển
    • Thuyết minh sự hoạt động của sơ đồ kèm theo hình vẽ minh họa
    • Tính toán mô phỏng mạch lực bằng phần mềm PSim
    • Tính toán mô phỏng mạch điều khiển
    • Kết luận
    • Tài liệu tham khảo

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

                                      Phần I  GIỚI THIỆU CHUNG

     

    CHƯƠNG I : LỜI MỞ ĐẦU

     

      Do yêu cầu của công việc cũng như khả năng làm việc của mạch điện không đồng bộ nên cho đến nay nó được sử dụng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân với công suất từ vài chục đến hàng nghìn kilôoat.

     

              Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn động lực cho máy cán thép loại vừa và nhỏ, động lực cho các máy công cụ ở các nhà máy công nghiệp nhẹ…

              Trong hầm mỏ dùng làm máy tời hay quạt gió.

              Trong nông nghiệp dùng làm máy bơm hay máy gia công sản phẩm.

              Trong đời sống hàng ngày máy điện không đồng bộ cũng dần chiếm một vị trí quan trọng :quạt gió, máy quay đĩa, động cơ trong tủ lạnh….

     

       Bởi nó có những ưu điểm nổi bật hơn hẳn so với máy điện một chiều cũng như máy điện đồng bộ, đó là :

                Có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, làm việc chắc chắn, vận hành tin cậy. Chi phí vận hành và bảo trì sửa chữa thấp, hiệu suất cao, giá thành hạ.

                Máy điện không đồng bộ sử dụng trực tiếp lưới điện xoay chiều do đó không cần phải tốn kếm thêm chi phí cho các thiết bị biến đổi.

     

       Tuy nhiên, máy điện không đồng bộ chủ yếu được sử dụng ở chế độ động cơ, nên nó cũng có một số nhược điểm là dòng khởi động của động cơ không đồng bộ thường lớn (từ 4 đến 7 lần dòng định mức). Dòng điện mở máy quá lớn không những làm cho bản thân máy bị nóng mà còn làm cho điện áp lưới giảm sút nhiều (hiện tượng sụt áp lưới điên), nhất là đối với lưới điện công suất nhỏ.

     

       Do đó vấn đề đặt ra là ta cần phải giảm được dòng điện mở máy của động cơ không đồng bộ , đặc biệt là với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc. Bởi vì việc tác động vào động cơ rôto lồng sóc khó khăn hơn so với động cơ không đồng bộ rôto dây quấn. Tuy nhiên, hiện nay với việc áp dụng những ứng dụng của điện tử thì công việc đó đã trở nên dễ dàng hơn.

     

     

                                                              ChươngII

    Các phương pháp mở máy

     

     

    2.1-Mở máy động cơ điện không đồng bộ:

        Khi bắt đầu mở máy thì roto đang đứng yên, hệ số trượt s=1 nên trị số dòng điện mở máy tính theo mạch điện thay thế bằng :

     

         Từ công thức trên ta thấy , dòng điện khởi động động cơ không đồng bộ phụ thuộc vào bản thân cấu tạo của động cơ và phụ thuộc nhiều vào điện áp lưới .

        Trên  thực tế , do mạch từ tản bão hòa rất nhanh, điện kháng giảm xuống nên dòng điện mở máy còn lớn hơn so với trị số tính theo công thức trên,ở điện áp định mức .thường dòng mở máy bằng 4 đến 7 lần dòng định mức .Điều đó không những làm cho động cơ nhanh bị hỏng mà còn làm cho điện áp lưới mỗi khi khi khởi động giảm nhiều .Do đó nhất thiết ta phải làm giảm dòng điện mở máy .

     

    2.2-Các phương pháp mở máy :

      Các yêu cầu mở máy cơ bản :

    • Phải có mômen mở máy đủ lớn để thích ứng với đặc tính cơ của tải .
    • Dòng điện mở máy càng nhỏ càng tốt .
    • Phương pháp mở máy và thiết bị cần dùng đơn giản , rẻ tiền , chắc chắn
    • Tổn hao công suất trong quá trình mở máy càng nhỏ càng tốt

    2.2.1-Mở máy trực tiếp động cơ điện  rôto lồng sóc :

       Đây là phương pháp đơn giản nhất, ta đóng trực tiếp động cơ điện vào lưới điện .Khi đó điện áp U1 đặt vào dây quấn stato bằng điện áp lưới (như hình vẽ).Do đó dòng điện mở máy lớn , nếu quán tính của tải lớn thời gian mở máy dài thì sẽ có thể làm cho máy sinh nhiệt và

    ảnh hưởng điện áp lưới.             

    .             

    2.2.2-Hạ điện áp mở máy:

     

      Từ công thức của dòng điện mở máy ta thấy, nếu giảm điện áp đặt vào stato khi mở máy thì sẽ giảm được dòng điện mở máy. Nhưng hạ điện áp mở máy thì cũng sẽ làm cho mômen khởi động giảm xuống.    

     

       Do đó ta chỉ dùng phương pháp này cho những thiết bị mở máy cỡ nhỏ.

       2.3-Các phương án:

            -Nối điện kháng trực tiếp vào mạch điện stato: Khi mở máy trong mạch điện stato đặt nối tiếp một điện kháng, sau khi mở máy song thì điện kháng này bị nối ngắn mạch.

            -Dùng biện pháp tự ngẫu: Ta sử dụng một máy biến áp tự ngẫu, bên cao áp nối với lưới điện, bên hạ áp nối với động cơ điện. Sau khi mở máy song thì biến áp tự ngẫu được ngắt ra khỏi mạch động lực(động cơ )

            -Mở máy bằng phương pháp thay đổi nối Υ-∆: phương pháp này thích ứng với những máy khi làm việc bình thường ở chế độ đấu tam giác, khi mở máy ta đổi thành sao.

            -Dùng bộ điều áp xoay chiều ba pha dùng ba triac đấu song song với nhau.

    * Phân tích ưu nhược điểm của tưng phương pháp mở máy:

           + Cả bốn phương pháp trên đều có tác dụng hạ dòng mở máy nhưng trong qua trình hoạt động của động cơ khi dòng tăng đột ngột vì một lý do nào đó thì 4 phương pháp trên không đáp ứng được(không hạn chế được dòng đó) vì vậy ta dùng bộ điều áp xoay chiều 3 pha.

       Ưu điểm của bộ điều áo xoay chiều 3 pha khi điều chỉnh góc α thích hợp của các xung điều khiển đặt vào các thyristor là có thể hạ được điện áp đặt vào stasto và do đó có thể hạn chế được dòng qua động cơ. Và vẫn còn tham gia vào mạch trong quá trình hoạt động của động cơ .

         Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp này là dòng điện và điện áp đều không sin. Nhưng do thời gian mở máy rất nhỏ (từ 1-3 giây) nên t vẫn có thể sử dụng được .

     

         Vì vậy ta quyết định chọn phương án dùng bộ điều áp xoay chiều 3 pha để làm bộ khởi động cho động cơ không đồng bộ 3 pha rôto lồng sóc.

     

        2.4- Phương pháp dùng bộ điều áp xoay chiều 3 pha:

         Ta sử dụng 6 thyristor đấu song song ngược theo sơ đồ như hình vẽ. Khi ta cấp điện áp xoay chiều vào ba đầu A, B, C, do còn phụ thuộc vào góc mở van của các thyristor nên ta sẽ có 3 dạng điện áp đặt vào động cơ ứng với 3 vùng của góc mở van. Các điện áp này đều nhỏ hơn so với điện áp vào .

     

    2.5- Phân tích hoạt động của bộ điều áp xoay chiều 3 pha:

         -Vì động cơ không động cơ không đồng bộ có thể coi như là một phụ tải gồm có điện áp trở và cuộn cảm nối tiếp nhau, trong đo:

              +Điện trở rôto biến thiên theo tốc độ quay.

              +Điện cảm phụ thuộc vào vị trí tương đối giữa dây quấn rôto và stato.

              + Góc pha giữa dòng điện và điện áp cũng biến thiên theo tốc đọ quay ω= ω(s).

         -Do tính chất tự nhiên của mạch điện (có điện cảm)nên nếu trong khoảng v < ω mà đặt xung điều khiển vào các van bán dẫn thì các van này chỉ dẫn dòng ở thời điểm v= ω trở đi.Do đó điện áp động cơ không phụ thuộc vào góc mở .Nếu như vậy thì ta không điều chỉnh vào điện áp , vì vậy ta chỉ đặt xung điều khiển với góc mở > ω.

         -Khi v> ω thì tùy thuộc vào giá trị tức thời của các điện áp dây mà có lúc có 3 van ở 3 pha khác nhau dẫn dòng , hay 2 van ở 2 van khác nhau dẫn dòng:

              +Nếu có 3 van ở 3 pha khác nhau dẫn dòng.

     

    Khi đó dòng điện tải :

     

                               Uđm   :biên độ điện áp dây

                               Ω       :Góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện ở giai đoạn đang xét

                    +Nếu chỉ có 2 pha có van dẫn:

     

         Khi đó ta có dòng điện tải :

     

    Tùy thuộc vào góc điều khiển mà các giai đoạn có 3 van dẫn hoặc 2 van dẫn cũng thay đổi theo.

     

     *Khoảng dẫn của van ứng với α= 0 ÷ 600 :

            Trong phạm vi này sẽ có các giai đoạn 3 van và 2 van dẫn xen kẽ nhau như đồ thị dưới đây: 

     

    • Khoảng van dẫn ứng với α = 60 ÷ 900        

     

     

     

     

     

     

                        CHƯƠNG III : CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ VAN

     

    3.1 – Bảo vệ quá nhiệt cho van   

          Khi làm việc với dòng điện có dòng chạy qua trên van có sụt áp, do đó có tổn hao công suất  DP tổn hao này sinh ra nhiệt đốt nóng van bán dẫn. mặt khác van bán dẫn chỉ cho phép làm việc dưới nhiệt độ cho phép Tcp cho phép nào đó, nếu quá nhiệt độ cho phép thì các van bán dẫn dễ bị phá hủy. để van bán dẫn làm việc an toàn không bị chọc thủng vì nhiệt ta phải chọn và thiết kế  hệ thống tản nhiệt hợp lí.

    Tính toán cánh tản nhiệt

        Tổn hao công suất trên một tiristor: DP = DU.Ilv  =1,6.104,3 =166,88 W

    Diện tích bề mặt tản nhiệt:

    Trong đó: DP – tổn hao công suất

                   t  – độ chênh lệch so với môi trường.

      Chọn nhiệt đọ môi trường là : Tmt = 400C,

      Nhiệt độ làm việc cho phép của tiristor là Tcp = 1250C

        Chọn nhiệt độ trên cánh tản nhiệt Tlv = 800C

                          t = Tlv – Tmt = 80 – 40 = 400C

    ­                km : hệ số tỏa nhiệt bằng đối lưu và bức xạ. chọn km = 8 (w/m2 0C)

    Vậy ta có diện tích của mỗi cánh tản nhiệt:

                              (cm2)

    Chọn loại cánh tản nhiệt có36 cánh kích thước mỗi cánh: a x b = 10 x 10 (cm x cm)

    Vậy tổng diện tích cánh tản nhiệt của cánh tản nhiệt: S = 26.5.10.10 = 13000(cm2)

    3.2 Bảo vệ quá dòng cho van

       Trong quá trình hoạt động và làm việc ta phải sửa chữa và bảo dưỡng mạch động lực cũng như mạch điều khiển do vậy trong mạch còn có thêm các thiết bị bảo vệ đóng ngắt như: aptomat,  cầu chì, cầu dao.

       Như ta đã biết Iđc =208.6A

       Ta chọn aptomat có thông số và trị số như sau:

    Itt =kmm.Iđc = 6 . 208.6 =1251.6A(kmm = 5 ÷7)

       Ta lựa chọn mạng aptomat loại 4 cực 415V loại S với INđm=55 (KA), Iđm = 1600A do Clipson chế tạo

       Ta có Itt của cầu chì là :

     

             kmm = 5÷7  , C = 2.5

     

    Ta  chọn Icc = 1.1÷1.3 Itt  =>Icc = 1,2 . 500.64 =600.768A

    Với Icc = 600.768A ta lựa chọn loại cầu chì có U=400V với Iđm =630A loại hạ áp do ABB chế tạo.

    Lựa chọn dao cách ly

      Ta có : Idc=208,6 (A)

    Ta có Itt > Iđc

    Ta lựa chọn loại cầu dao cách ly với U= 1000V với Iđm = 250A

    khối lượng của cầu dao là 6.9 kg do ABB sản xuất với kí hiệu là OESA

     3.3  Bảo vệ quá áp

    Trong quá trình làm việc van phải chịu điện áp ngược tương đối lớn do vậy người ta phân ra làm 2 loại nguyên nhân gây quá áp:

     

        1, Nguyên nhân nội tại: là do sự tích tụ điện tích trong các lớp bán dẫn. khi khóa van tisitor bằng điện áp ngược, các điện tích nói trên đổi ngược lại hành trình tạo ra dòng điện ngược trong thời gian rất ngắn.sự biến thiên nhanh chóng của dòng điện ngược gây nên suất điện động cảm ứng rất lớn trong các điện cảm, vốn luôn luôn có của đường dây nguồn dẫn tới tiristor. Vì vậy giữa anôt va catot của tiristor xuất hiện quá điện áp. Ta có đồ thị thể hiện quá trình biến thiên của điện áp và dòng điện trên           

       2, nguyên nhân bên ngoài: những nguyên nhân này thường xảy ra ngẫu nhiên đôi khi đóng cắt không taỉ một biến áp trên đường dây, khi một cầu chì nhảy khi có sấm sét…

    Để bảo vệ quá áp do tích tụ điện tích khi chuyển mạch gây nên người ta dùng mạch RC đấu song song với tiristor như hình dưới:

     Thông số của R,C phụ thuộc vào mức độ quá điện áp có thể xảy ra, tốc độ biến thiên của dòng điện chuyển mạch, điện cảm trên đường dây, dòng điện từ hóa máy biến áp. Việc tính toán thông số của mạch R,C rất phức tạp, đòi hỏi nhiều thời gian nên ta sử dụng phương pháp xác định thông số R,C bằng đồ thị giải tích, sử dụng đường cong đã có sẵn

     Do vậy quá trình tính toán các thông số R,C rất phức tạp vì vậy chúng ta áp dung phương pháp chọn giá trị R,C theo kinh nghiệm:

    Theo kinh nghiệm người ta chọn R = (5÷30)W,C = (0.25÷4) µF

    Theo tính toán dòng qua van bằng 208.6 A là lớn nên ta chọn giá trị R,C như sau

    R = 25W    ,     C = 0.8 µF 

    Ta có mạch hoàn chỉnh:                                                   

     

    Do xung áp của lưới điện nên chúng ta phải mắc các tụ, điện trở song song với tải ỏ đầu vào nhằm lọc xung . khi xuất hiện xung điện áp trên đường dây nhờ có mạch này mà đỉnh xung gần như nằm lại hoàn toàn trên điện trở đường dây. Do vậy trị số R2,C2 phụ thuộc nhiều vào tải. nhưng do quá trình tính toán rất phức tạp đồng thời theo kinh nghiệm R­2 = (5 ¸20W ) C2 = 4 m F

       Vì dòng của động cơ tương đối lớn nên ta chọn C2 = 4 m F và R2 = 8 W

     

     

                                   PHẦN II : THIẾT KẾ MẠCH

     

     

     

                          CHƯƠNG I : THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC

     

     

    1.1 TÍNH TOÁN CHỌN VAN

     

       Dựa vào đồ thị dạng điện áp của bộ điều áp xoay chiều ba pha ta có thể tính toán dòng điện qua van, điện áp ngược qua van do thời gian mở máy của động cơ không được quá lớn :

                                                                     tkđ = 3s.

       Mặt khác dòng điện ở đây cũng tương đối đáng kể do vậy chúng ta không thể chọn điều khiển dòng triac do quá trình hoạt động triac phát nóng cao do dòng điện quá lớn. Do vậy chúng ta lựa chọn sơ đồ tiristor

       Ta có dòng điện động cơ :

     

       Dòng điện chạy qua mỗi tiristor :

     

       Dòng điện làm việc của tiristor là 104.3 A là tương đối lớn, do đó tổn hao năng lượng trên tiristor cũng khá lớn vì vậy ta phải lựa chọn làm mát cho phù hợp để đảm bảo cho tiristor hoạt động bình thường và hết công suất.

       Từ các phương pháp làm mát ta lựa chọn phương pháp làm mát bằng cánh tản nhiệt có quạt gió cưỡng bức với tốc độ gió 12m/s với điều kiện làm mát này tiristor có thể làm việc với 50% dòng định mức.

       Dòng điện tiristor cần chọn là:

     

       Điện áp tiristor khi ở trạng thái khóa là:

     

       Điện áp định mức của tiristor là:

                                                UTđm  = kđtUTlv =1,8.537 =996(V)

       Tiristor mắc vào lưới điện xoay chiều với tần số 50Hz nên thời gian chuyển mạch của tiristor không ảnh hưởng lớn đến việc chọn tiristor:

     

       Từ các thông số trên ta lựa chọn loại tiristor 303RB100 có thông số sau:

      với các thông số :

                – Điện áp ngược cực đại của van:Un=1000 V 

    – Dòng điện định mức của van    : Iđm =300 A

    -Dòng điện đỉnh cực đại:             Ipik=  8000 A

    – Điện áp của xung điều khiển     :Uđk =3V     

    – Sự sụt áp lớn nhất của tiristor ở trạng thái dẫnlà: ∆U =1.6 V

                – Dòng điện dò :  Ir=30 mA

    – Dòng điện tự giữ:Ih=500 mA

                – Dòng điện xung điều khiển : Iđk = 0.15 A

                – Nhiệt độ làm việc cực đại cho phép : Tcp = 1250C

                    –  Tốc độ biến thiên điện áp : du/dt =200 V/µs

                – Tốc độ biến thiên dòng điện : di/dt =180 A/µs

                – Thời gian chuyển mạch : tcm =75 µs

     

     

     ChươngII

                CÁC ĐIỀU KIỆN ĐỂ THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN

     

    2.1-giới thiệu chung về mạch điều khiển toàn hệ thống

    1.Các yêu cầu chung đối với hệ thống điều khiển

     a-Đảm bảo phát xung với đủ các yêu cầu để mở van:

            -Đủ biên độ, UX

            -Đủ độ rộng ,tx

            -Sườn xung ngắn (tx=0.5÷1µs)

            ( xung điều khiển thường có biện độ 2v đến 10v, độ rộng xung thường từ 20µs đến 200 µs)

      b-Đảm bảo tính đối xứng đối với  các kênh điều khiển

         Trong sơ đồ điều khiển các thyristor ở đây thì độ lệch cho phép của các xung ở các kênh khác nhau phải ở trong một phạm vi cho phép với cùng một giá trị điện áp điều khiển

      c- Đảm bảo cách ly giữa mạch điều khiển và mạch động lực

          Đối với khâu biến áp xung thường được sử dụng như một khâu truyền khâu cuối cùng ở tầng khuếch đại xung, điện áp chụi đựng giữa sơ cấp và thứ cấp phải đạt 1500v ÷2000v khi sơ đồ làm việc với điện áp lưới 380v

      d- Đảm bảo đúng quy luật thay đổi về pha của các xung điều khiển

      Đây là yêu cầu để đảm bảo phạm vi điều chỉnh của góc điều khiển α

       Thông thường đối với sơ đồ biến đổi xung áp xoay chiều góc  α phải thay đổi trong phạm vi 00  ÷2100

      e- Có thể điều chỉnh được góc điều khiển α, không phạu thuộc vào sự thay đổi điện áp lưới .

      f- Không gây nhiễu với các hệ thống điện tử khác ở xung quanh .

      g-Có khả năng bảo vệ quá áp , quá dòng mất pha ….và báo hiệu khi có sự cố

        Đối với các yêu cầu cụ thể của sơ đồ bộ biến đổi xung áp xoay chiều 3 pha cho mạch điều khiển mở máy động cơ không đồng bộ roto lồng sóc thì có 2 yêu cầu chính mà mạch điều khiển phải thực hiện được là :

     

          1-Khi mở máy thì dòng mở máy qua động cơ phải được hạn chế vì lúc này dòng mở máy tăng đột ngột với giá trị lớn làm hỏng động cơ

          2-Để hạn chế dòng mở máy thì ta dùng bộ biến đổi xung áp xoay chiều 3 pha để hạ điện áp đặt vào dây quấn stato động cơ và do đó dòng mở máy sẽ hạn chế .Vậy tại lúc mở máy ta thường điều chỉnh Uđk để cho điện áp stato bằng khoảnh 65%Uđm nên sau khi khởi động  thì ta phải cho điện áp stato phải tăng trở lại .

          Sau  khi khởi động thì Uđc phải tăng trở lại theo như đồ thị dưới đây và nhờ điều chỉnh Uđc thì ta sẽ điều chỉnh được thời gian khởi động tkđ=1s ÷ 3s 

     

     

       Để thực hiện điều này ta phải dùng một khâu sau:

     

    Khâu có tác dụng tạo ra tín hiệu Uđk để mở các van T. do vậy để thực hiện được diều này ta có sơ đồ Uđk như bên

     

      Mục đích :

         Khi khởi động thì sẽ có một giá trị nhất định là ta điều chỉnh điện áp điều khiển này để lúc khởi động động cơ sẽ có :Uđc = 65%Uđm để dòng qua động cơ được hạn chế .

          Sau đó công tắc star đóng vào mạch tích phân hoạt động Uđk sẽ làm một hàm tuyến tính của Ud có dạng như sau:

     

           Chính nhờ Uđk tăng thì gócα sẽ giảm dần và Uđc sẽ tăng dần đạt theo đúng yêu cầu .

    Phân tích hoạt động

         Khi chưa đóng công tắc thì Uđk = Uđk0, trong đó Uđk0 là điện áp điều khiển ứng với Uđc = 65% Uđm

        Khi đóng công tắc thì Ud = -E

            Ta có :  -Uđk=­

     

     Từ đó :

                          Uđk=

     

     Vậy sau đó Uđk sẽ tăng dần và α giảm dần thì Uđc sẽ tăng dần .

     Vậy nhờ khâu trên ta đã thực hiện được yêu cầu đề ra cho công việc khởi động .

     

    *Cấu trúc của một mạch điều khiển sau:

     

    Trong đó  :

            -ĐF : khâu tạo điện áp đồng pha

            -Urc : điện áp răng cưa

            – U­c : là điện áp điều khiển

            – khâu 2:khâu so sánh  điện áp giữa Uc và Urc, khi Uc – Urc=0 thì trigow lật trạng thái

            – khâu 2 : khâu tạo xung chum .

            – khâu 3 : là khâu khuếch đại xung

            – khâu 4: khâu biến áp xung.

    Bằng cách điều hỉnh Uc ta có thể điều chỉnh được vị trí xung điều khiển tức là điều chỉnh được góc α.

     

    2.2 Khâu tạo điện áp đồng bộ

         Khâu tạo điện áp đồng bộ cho bộ điều áo xoay chiều ba oha để điều chỉnh sáu thyrisror thường cần một hệ điện áp 6 pha làm diện áp đồng bộ .Góc α được tính từ gốc O .Hệ điện áp pha này bao gồm sáu điện áp đồng bộ hình sin lệch nhau một góc Π/3.Yêu cầu này sẽ được thỏa mãn dễ dàng nếu dùng một máy biến áp 3 pha sơ cấp có ba cuộn dây đấu sao lấy điện áp từ lưới .Máy biến áp này có thể được bố trí như sau”

     

     Cách sau :

         Điểm trung tính kí hiệu là O nối với điểm O của mạch điều khiển us1,us3,us5 dùng làm điện áp đồng bộ của pha a, b , c tương ứng :

         us1=Usm sin (θ + Л/3 ) ;

         us3 =Usm.sin (θ – Л/3 );

         us5= Usm.sin (θ –Л ) ;

         us2= Usm.sin θ    ;

         us4 =Usm.sin (θ –2 Л/3);

         us6=Usm.sin (θ –4 Л/3);

     

     

     Nguyên lý hoạt động :

       Theo sơ đồ cấu trúc khâu này phải tạo ra một điện áp có góc lệch pha cố định vơi điện áp lực đặt lên van lực, phù hợp nhất cho mục đích này là biến áp . Ỏ đây ta sử dụng biến áp một pha có điểm giữa .

     

       Điện áp hình sin của lưới điện được  chỉnh lưa qua bộ chỉnh lưu 1pha 2 nửa chu kỳ  để tao ra UDF. Điện áp UDF được so sánh với điện áp đặt Uo qua bộ so sánh là 1 OPAM , cho đầu ra Udb là điện áp ở 2 trạng thái bão hòa âm và bão hòa dương của OPAM. Điện áp  Uo  được tạo ra qua bộ chia áp gồm nguồn E và các điện trở R2­ và biến trở  VR3 .Việc điều chỉnh U0 ta để điều chỉnh độ nghiêng của điện áp ở đầu ra của khâu răng cưa và có thể  điều chỉnh được dải điều chỉnh của góc điều khiển  a .

     

    2.3Khâu biến áp xung và khuếch đại xung:

    1. a) Tác dụng :

         Khâu khuếch đại xung là khâu cuối cùng quan trọng trong hệ thống điều khiển Khâu KĐX có nhiệm vụ là khuếch đại tín hiệu điều khiển đưa đến để điều khiển van bán dẫn công suất để đảm bảo các tham số cơ bản như biên độ , độ rộng và công suất Một trong những nhiệm vụ cơ bản của KĐX là cách ly giữa mạch động lực và hệ thống điều khiển .

     

          Khối KĐX có tác dụng tăng cường dòng từ cổng AND đi ra (dòng từ cổng AND đi ra thường nhỏ) sau đó qua BAX để tạo được dòng điện điều khiển Ig , áp điều khiển U­g có biên độ thích hợp để mở Thyristor .

    Máy biến áp xung là loại biến áp đặc biệt trong đó điện áp đặt lên phía sơ cấp có dạng cung chũ nhật mà không phải là một điện áp hình sin .Điều này dẫn đến chế độ làm việc và tính toán BAX rất khác so với các biến áp thông thường .

             b)Hoạt động 

         Sơ đồ gồm  môt khóa Transistor T1 được điều khiển bởi một xung có độ rộng tx,Khi T1 mở bão hòa gần như toàn bộ điện áp nguồn Un được đặt lên cuộn sơ cấp của máy biens áp xung.Điện áp cảm ứng bên phía thứ cấp có cực tính dương mở điôt D2 đưa dòng điện điều khiển vào giữa cực điều khiển và catôt của thyrsisor T.  Điot D4 có tác dụng làm giảm điện áp ngược đặt lên giữa catot và cực điều khiển của thyristorT khi điện áp dương hơn điện áp anôt. Điều này đảm bảo an toàn cho tiếp giáp G – K của thyristor khi T ở chế độ khóa.

           Khi transitor T1 khóa lại dòng collector-emitter của nó sẽ về bằng 0 .Tuy nhiên dòng qua cuộn dây sơ cấp BAX không thể bị dập tắt đột ngột được .Sức điện động tự cảm trên cuộn dây khi đó sẽ đảo chiều theo hướng muốn duy trì dòng này ,nghĩa là sức  điện động có dấu(-) ở phía trên và (+) ở phía dưới .Sức điện động này có thể rất lớn vì nó tỷ lệ với tốc độ giảm của dòng điện sơ cấp i1: di1/dt .Tuy nhiên khi điôt D1 và điôt ổn áp DZ sẽ mở tạo ra đường khép kín cho dòng i1.Dòng i1  sẽ suy giảm dần về không do tổn hao công suất trên điện trở thuần của cuộn dây và chủ yếu do tiêu tán sụt áp trên điôt D1 và điôt D2  .Nhờ đó điện áp trên collector của transitor T1 được giữ ở mức Un + (UD1+ UDZ).

    Điện trở R mắc nối tiếp giữa nguồn và biến áp xung có tác dụng hạn chế dòng từ hóa BAX. Điện trở R được tính để đảm bảo dòng qua transitor T1 không bao giờ vượt quá dòng collector lớn nhất cho phép.

     

      2.4  Khâu tạo điện áp răng cưa

     

            Nguyên lý hoạt động :

    Điện áp đồng bộ ở 2 trạng thái bão hòa âm và bão hòa dương được đưa vào bộ tạo xung răng cưa. Bộ tạo xung răng cưa thực chất là 1 mạch tích phân  hoạt đọng ở 2 trạng thái tương ứng với 2 trạng thái phóng nạp của tụ  C.

    Sử dụng đặc điểm của OPAM ta có điện áp đặt lên 2 đầu tụ C bằng điện áp đầu ra của  OPAM 2 .

    2.5 Khâu so sánh 

     

    Khâu này có  chức năng so sánh điện áp điều khiển với điện áp tựa để định thời điểm phát xung điều khiển thông thường đó là thời điểm khi 2 điện áp này bằng nhau. Nói cách khác đây là khâu xác đinh góc điều khiển a.

    Điện áp răng cưa được so sánh với tín hiều điều khiển Udk qua một OPAM   tạo nên tín hiệu đàu ra mang thông tin về  góc a. Tín hiệu điều khiển Udk  được diều chỉnh nhớ khâu phản hỗi và đảm bảo : 0

     

     

     

     

              Chương III  : THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN

     

     

      3.1 Tạo nguồn nuôi một chiều :

       Khối tạo nguồn nuôi một chiều cung cấp điện áp môt chiều cho khuyếch thuật toán hoạt động và cho các điện áp đặt ở đầu vào các IC thực hiện nhiệm vụ so sánh.

    Chọn IC ổn áp loại :

    • UA7815 có điện áp ngưỡng là 35V

        Dòng điện ra I0 = 1.5A , điện áp ra : E =15V

    • UA7915 có điện áp ngưỡng là -40V

    Dòng điện ra I0 = 1.5 A

    Điện áp ra : E = -15V

    Tụ C4,C5 dùng để lọc sóng hài bậc cao và R =1 kW

    Chọn C4 = C5 =470µF ,U = 35V           

    3.2 Tính tầng khuyếch đại cuối cùng

                   – Chọn transistor công suất 2SC9111 làm việc ở chế độ xung có các thông số :

                   – Transistor loại NPN,vật liệu bán dẫn là Si

                   – Điện áp giữa colecto va bazơ khi hở mạch emitor :UCBO = 40V

                   – Điện áp giữa emitor va bazơ khi hở mạch colecto :UEBO = 4V

                   – Dòng điện lớn nhất ở colecto có thể chụi đựng Icmax = 500 mA

                   – Công suất tiêu tán ở colecto Pc = 1.7W

                   – Nhiệt độ lớn nhất ở mặt tiếp giáp : t = 1750C

                   – Hệ số khuyếch đại: b =50

                   – Dòng làm việc của colecto : Ic3 = I1 = 33.3mA

                   – Dòng làm việc của bazơ :IB3 = IC3

    Ta thấy loại transistor là van dẫn có công suất điều khiển khá bé : Uđk = 3V, Iđk  = 0.15A . Nên      dòng colecto-bazơ của transistor Ir3 khá bé, trong trường hợp này ta có thể không cần                  transistor T­2 mà vẫn đủ công suất điều khiển transistor. Chọn nguồn cho biến áp xung                                             E = 15V, ta phải mắc thêm điện trở R10 nối tiếp với cực emitor của Ir3,R1

                  R10 =

    Tất cả các diode trong mạch điều khiển đều dùng loại 1N4009 có tham số:

                   -Dòng điện định mức:Iđm =10A

                   – Điện áp để cho diode mở thông :Um = 1V

                   – Điện áp ngược lớn nhất UN = 25V

    3.3 Chọn cổng AND

    Ta thấy trong mạch điều khiển dùng 6 cổng AND nên ta lựa chọn 2 IC4081 họ CMOS. Mỗi IC4081 có 4 cổng AND với các thông số:

                  -Nguồn nuôi IC: VCC  = 3÷9V . ta lựa chọn Vcc =12V

                  -Nhiệt độ làm việc: T = -400C÷800C

                  -Điện áp ứng với mức logic”1”: 2÷4.5V

                  -Dòng điện nhỏ hơn 1mA  

                  -Công suất tiêu thụ P = 2.5(nW/1cổng)

    Chọn tụ C3 và R9

    Điện trở R9 dùng đê hạn chế dòng điện vào bazơ cua transistơ Ir3

    Chọn R6  thỏa mãn điều kiện: với Irò=0,001(A)

               R6 ≥ =

    Chọn C3 . R6 = tx   mà R6 = 4,5

                                             => C3 =

    3.4 Tính bộ tạo xung chùm

    Ta có mỗi kênh điều khiển phải dùng 4 kênh khuyếch đại thuật toán, do đó ta chọn 6 IC loại TL084 do hãng Texas Instrumenst chế tạo, mỗi IC này có 4 khuyếch đại thuật toán.

     Ta có thông số của IC TL084 :

                  -Điện áp nuôi Vcc= ±18V, chọn Vcc = ±12V 

                  -Hiệu điện thế giữa hai đầu vào: U= ±30V

                  -Nhiệt độ làm việc : T= -25÷850C ,

                  -Công suất : P=0,68 (W)

                  -Tổng trở vào : Rin= 106 MW

                  -Dòng điện ra: Ira= 30 (pA)

                  -Tốc độ biến thiên điện áp: du/dt = 13(V/µs)

    Mạch tạo chùm xung có tần số: f=, hay chu kì của chum xung: T=

     Ta có T= 2R9.C2.ln(1+2R8/R7), chọn R8=R7=33(W)

     Thì ta có T= 2,2R9.C2=1000  vậy R9.C2= 454,5(µs)

    Chọn C2 = 0,1µs, có điện áp ra U=16(V), R9= 454,5 (W)

    Và để thuận tiện cho việc lắp mạch ta lựa chọn R9=5(kW)

                           Uđk = 3 V

                           Iđk= 0,15 A

                           Thời gian chuyển mạch: tcm= 120 µs

                           Độ rộng xung tx = 167

     fđk = 10 kHz

    3.5 Tính bộ tạo xung áp

      Chọn vật liệu làm lõi là sắt Ferit HM. Lõi có dạng hình xuyến làm việc trên một phần của đặc tính từ hóa có: ∆B= 0,8 (T), ∆H= 20(A/m), và không có khe hở không khí.

       Tỷ số biến áp thường là m=2÷3 nên chọn m=3.

     Điện áp cuộn thứ cấp la: U2= Uđk =3V

     Điện áp đặt lên cuộn sơ cấp: U1= m.U2= 3.3= 9V

     Dòng điện thứ cấp: I2= Iđk=0,15A

     Dòng điện sơ cấp I1=(A)

      Độ từ thẩm trung bình tương đối của lõi sắt:

     

              Với :µ0 = 1,26.10-6

      Vậy ta có thể tích lõi thép cần có là :

                 (cm3)

    Với V= 2,34 cm3, ta chọn được biến áp xung với các thông số

                    a=6mm, b=8mm,d=25mm,D=40mm

                    Q=0.49cm2

                     Chiều dài mach từ:L=10.2 (cm)

    Số vòng dây sơ cấp máy biến áp xung

       Theo luật cảm ứng điện từ:

                                          (vòng)

     

       Số vòng  dây thứ cấp:

     

       Tiết diện dây quấn sơ cấp:

     

        Đường kính dây quấn sơ cấp:

     

         Tiết diện dây quấn thứ cấp là:

                                                   (mm2)

                                                    Với

         Vậ đường kính dây quấn thứ cấp là:

                                             (mm)

         Kiểm hệ số lấp đầy:

     

      Vời Klđ = 0,11 thì cửa sổ đủ diện tích cần thiết

    Tầng so sánh khuyếch đại thuật toán loại TL084

    Chọn R4 = R5 > UV/Iđk = 12/0,1.103 = 12kW

    Trong đó nếu nguồn nuôi Vcc = ±12V thì điện áp A3 là Uv  12V dòng điện vào được hạn chế để Ilv < 1mA

    Do đó ta lựa chọn R4 = R5 = 15 kW khi đó dòng vào A­3­ là :

                                       Iv =   mA

    Tính chọn khâu đồng pha

    Điện áp tụ được hình thành do sự nạp của tụ             C1. mặt khác để đảm bảo điện áp tụ có trong một nửa chu kì điện áp lưới là tuyến tính thì hằng số thời gian nạp tụ  :T = R1.C1 = 0.005s (thời gian nạp của tụ T = 0.005s)

    Chọn tụ C1 = 0.1µF thì điện trở R1 =

    Thông thường R3 được chọn làm là một biến trở để thuận tiện cho việc điều chỉnh.

     Ta chọn transistor loại AS64 với các thông số transistor loại PNP làm bằng Si.

                  Điện áp giữa colector và bazơ khi hở mạch emitor :UCBO = 25V

                  Điện áp giữa emitor và bazơ khi hở mạch collector : UEBO = 7V

                  Dòng điện lớn nhất của colector có thể chụi đựng ICmax = 100mA 

                  Nhiệt độ lớn nhất ở mặt tiếp giáp : Tcp = 1500C

                  Hệ số khuyếch đại b = 250

                  Dòng điện cực đại của bazơ : IB = A

                  Điện trở R2 để hạn chế dòng điện đi vào cực bazơ của transistor được tính như sau:R2                    thỏa mãn điều kiện R2

    Chọn điện áp xoay chiều đồng pha U­A = 9V

    Điện trở R3 để hạn chế dòng điện qua khuyếch đại thuật toán A1 do vậy R3 được chọn sao cho dòng điện vào khuyếch đại thuật toán với IV < 1mA .Do đó R3

    Chọn R =10kW

    3.6 Tính toán biến áp nguồn nuôi và đồng pha

        Ta thiết kế máy biến áp dùng cho cả việc tạo điện áp đồng pha và tạo nguồn nuôi, chọn kiểu biến áp 3 pha 3 trụ trên mỗi trụ có 3 cuộn dây 1 cuộn sơ cấp và 2 cuộn thứ cấp

    Điện áp lấy ra ở thứ cấp máy biến áp làm biến áp đồng pha lấy ra làm nguồn nuôi:

    U2 = U2đpđm = UN = 15V

    Dòng điện thứ cấp máy biến áp đồng pha : I2đp = 1mA

    Công suất nguồn nuôi cho biến áp xung : Uđp= 6.U2đpđm.I2đp = 6.15.10-3 = 0.09W

    Công suất tiêu thụ ở 6ICTL084 sử dụng làm khuyếch đại thuật toán ta chọn IC4081 để tạo cổng AND: PIC = 8.Pic 8.0,68=5,12W

    Công suất máy biến áp xung cấp cho cực điều khiển tiristor:

                                      PX= 6.Uđk.Iđk = 6.3.0,15 = 2,7W

    Công suất sử dụng cho việc tạo nguồn nuôi:

                                       PN = Uđp + PIC + PX = 0.09 + 5.12 + 2.7 = 7.91W

     

    Công suất của máy biến áp có thể tổn thất 5% do trong máy gây ra:

                                       PTT = 0,05.(0,09+PN) = 0,4W

    Vậy tổn thất công suất do máy biến áp gây ra:

                                       S = PTT + PN = 0,4 + 7,91 = 8,3 VA

    Dòng điện thứ cấp máy biến áp 

     

    Dòng điện sơ cấp

     

    Tiết diện trụ của máy biến áp được tính theo công thức kinh nghiệm

     

    Nên ta có tiêu chuẩn hóa tiết diện trụ Qt = 1,63 cm2, kích thước mạch từ là                             

          a = 12 mm                         h = 30 mm

          b = 16 mm                         hệ số ép chặt = 0,85

     

    Trong đó kQ = 6 dựa vào hệ số phương pháp làm mát

    Số trụ của máy biến áp: m = 3

    Tần số của lưới điện f = 50 Hz

    Ta có số vòng dây của cuộn sơ cấp:

                                       (vòng)

    Dây cuộn thứ cấp :

                                       (vòng)

    Chọn mật độ dòng điện : J1 = J2 = 2,75(A/mm2)

    Đường kính dây cuốn : d1=

    Vậy chọn d1 = 0,1mm để đảm bảo độ bền và cách điện tốt ta chọn d1 = 0,12mm

    Số vòng dây cuộn thứ cấp: W2 = 482 vòng

    Tiết diện dây: S2 =

    Đường kính dây cuộn thứ cấp : d2 =

    Chọn d2 =0,31mm

    Hệ số lấp đầy klđ = 0,9 với klđ =

    Cửa sổ máy biến áp :

     

    Chọn C = 10mm

    Chiều dài mạch từ:

                                  C0=2C+3a=2.10+3.12=56(mm)   

    Chiều cao mạch từ:

                                       H = h + 2a = 30 + 2.12 =54(mm)

    3.7 Tính toán chọn diode cho bộ chỉnh lưu nguồn nuôi :

    Dòng điện HD qua IDHD =

    Điện áp ngược lớn nhất mà diode phải chịu:

                                       UNmax = =

    Chọn diode có Iđm

                                                  Iđm ki.IDHD = 10.0,06 = 0,6(A)

    Chọn Iđm = 1A

    Chọn diode có điện áp ngược lớn nhất

                                       Un = kn.UNmax = 2.36,7 =73,4(V)

    Với  Iđm = 1(A), Un=73,4(V) ta chọn diode loại KH 208A có các thông số :Iđm=1.5A,UN=100V

     

                                 Phần III : Mô phỏng

    Mô phỏng mạch động lực bằng phần mềm Psim

    Mạch mô phỏng và kết quả như hình vẽ bên  như hình vẽ bên :

     

                                                        Kết luận

           Học kì vừa qua với sự giúp đỡ tận tình của thầy Bùi Văn Huy. Chúng em dã cố gắng hoàn thành đồ án môn điện tử công suất với đề tài “ thiết kế bộ điều khiển động cơ không đồng bộ roto lồng sóc “mặc dù lúc đầu còn bỡ ngỡ, nhưng được sự chỉ bảo tận tình của thầy Bùi Văn Huy, chúng em đã hoàn thành đồ án, có thêm được nhiều kinh nghiệm quý báu trong thực tế, kiến thức về điện tử công suất và các môn học khác để sau này có đủ tự tin làm các đồ án khác và giúp chúng em :

              Hiểu được cấu tạo, nguyên lí hoạt động của bộ điều áp xoay chiều 3 pha và ứng dụng vào thực tế

              Biết cách thiết kế và tính toán mạch động lực

               Biết cạch thiết kế và tính toán mạch điều khiển

             Kết quả mô phỏng cho thấy mạch động lực cho thấy hoạt động tốt và đạt những yêu cầu thực tế đặt ra. Điều đó chứng tỏ tính đúng đắn của mạch đã thiết kế, kết quả là là cơ sở cho việc ứng dụng để thiết kế mạch thực tế.

              Tuy nhiên, do thời gian có hạn và kiến thức còn non kém nên đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót

            Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Bùi Văn Huy đã tận tình hướng dẫn , giúp đỡ em trong suốt thời gian làm đồ án để em hoàn thành đồ án này

     

    Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

    [sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]
  • ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

    Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

    Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

    (Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

    Đề cương liên quan: Bài tập lớn Tính toán động cơ đốt trong

    [toc]

    [pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/07/%C4%90%E1%BB%92-%C3%81N-THI%E1%BA%BET-K%E1%BA%BE-%C4%90%E1%BB%98NG-C%C6%A0-%C4%90%E1%BB%90T-TRONG.pdf[/pdfviewer]

    Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

     

    Lời nói đầu

     

    Những năm gần đây nền kinh tế Việt Nam đang phát triển mạnh. Bên cạnh đó kỹ thuật của nước ta cũng từng bước tiến bộ. Trong đó phải nói đến nghành động lực. Để góp phần nâng cao trình độ và kỹ thuật, mỗi sinh viên chúng ta phải tự nghiên cứu, đó là điều cấp thiết.

     

    Sau khi được học môn nguyên lý động cơ đốt trong cùng với các môn cơ sở khác (sức bền vật liệu, cơ lý thuyết, vật liệu học…), sinh viên được giao nhiệm vụ làm đồ án môn học kết cấu và tính toán động cơ đốt trong. Đây là một phần quan trọng trong nội dung học tập, nhằm tạo điều kiện cho sinh viên tổng hợp, vận dụng các kiến thức đã học để giải quyết một vấn đề cụ thể của chuyên nghành.

     

    Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã cố gắng tìm tòi, nghiên cứu tài liệu một cách nghiêm túc. Tuy nhiên vì bản thân còn ít kinh nghiệm cho nên việc hoàn thành đồ án lần này không thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy mong thầy giáo xem xét và chỉ dẫn để em càng ngày càng hoàn thiện kiến thức hơn. Em xin cảm ơn!

     

     

     

     

     

     

    Chương I

    KHÁI NIỆM VỀ ĐỘNG CƠ THIẾT KẾ

     

    1. Loại động cơ:

     

    • Dùng vào mục đích đẩy tàu
    • 2 kỳ
    • Công suất 6960(KW)
    • Tốc độ quay n=167 vòng/phút.
    • Pe=21 bar
    • Có tăng áp:

    Như chúng ta đã biết,đối với động cơ đốt trong có cùng dung tích xi lanh nhưng lượng khí nạp và nhiên liệu cung cấp cho chu trình khác nhau thì công suất đầu ra khác nhau.Giải pháp tăng áp cho động cơ là giải pháp tối ưu cho việc tăng công suất động cơ mà không tăng kích thước của động cơ.Tuy nhiên nếu ta tăng áp suất nạp quá cao thì nhiệt cháy cực đại tz ,Pz tăng cao.Gây khó khăn cho quá trình bôi trơn ,làm mát cũng như vật liệu chế tạo.Khí NOx hình thành nhiều (khi tz >2000o C ) ảnh hưởng đến hiệu ứng nhà kính.

     

    2. Phương án bố trí các xi lanh một dãy:

     

    Phương án bố trí xi lanh một dãy rất thuận tiện trong xữa chữa và lắp

     

    ráp.Giá thành rẽ dể chế tạo.

     

    3. Phương án làm mát hai vòng dùng nước biển làm mát cho nước ngọt:

     

    Ưu điểm của phương pháp làm mát này là giá thành chi phí thấp nhưng hiệu quả làm mát cao.Gốp phần nâng cao tính kinh tế cho động cơ.Tuy nhiên nước biển có nồng độ muối cao và hàm lượng tạp chất lớn có thể gây đóng kẹn (kêt tủa muối trên hệ thống).Để hạn chế được điều này ta không nên cho nhiệt độ t ra không quá 550 C.

     

    4. Phương án bôi trơn:

     

    Phương án bôi trơn thủy động.Như chúng ta đã biết đối với động cơ tàu

     

    thủy yêu cầu về độ tin cậy cũng như độ bền,là rất cao.Khi động cơ khởi động yêu cầu các ổ trục phải được bôi trơn trước để tránh hiện tượng ma sát khô .Vì vậy ta sử dụng hệ thống bôi trơn thủy động độc lập với máy chính.Nếu ta sử dụng phương pháp bôi trơn thủy tỉnh trong quá trình khởi động ,tắc máy động cơ không được bôi trơn bình thường .Có thể hình thành ma sát khô (đặc biệt dưới tải trọng rất lớn của động cơ thủy cở lớn lớp dầu bôi trơn thủy tĩnh bị phá hủy làm cho hai bè mặt chuyển động tiếp xúc trực tiếp lên nhau) phá hủy chi tiết của động cơ.

     

    5. Chọn chiều quay của động cơ:

     

    Cùng chiều quay của kim đồng hồ

     

     

    6 . Thứ tự nổ:

     

    Chọn theo tiêu chuẩn 1-8-2-6-4-5-3-7

     

    7 .Phương án khởi động bằng động cơ thủy lực .

     

    Ưu điểm của phương pháp khởi động này là động cơ thủy lực có kết cấu nhỏ gọn nhưng cho công suất đầu ra rất lớn,chiệu quá tải cao trong một thời gian dài.Quá trình bảo trì đơn giản ít bị hư hỏng.Đối với phương pháp khởi động bằng khí.Yêu cầu phải bảo quản những chai gió tương đối cao ,diện tích chiếm chổ lớn.Độ an toàn không cao dể bị nổ.

    8 .Phương án cung cấp nhiên liệu

     

    Cung cấp nhiên liệu bằng hệ thống phun nhiên liệu gián tiếp

     

    Bảng 1.1 : Thông số kỹ thuật của động cơ mẫu.

     

    STT

    Tên thông số

    Ký

    Thứ tự

    Giá trị
       

    hiệu

    		    
             

    1

    Công suất định mức

    Ne

    Kw

    6960

    2

    Tốc độ quay định mức

    n

    Vòng/phút

    167

    3

    Khả năng quá tải về công suất

    –

    %

    		  

    4

    Khả năng quá tải về tốc độ

    –

    %

    		  

    5

    Số kỳ

    k

    		  

    2

    6

    Số xylanh

    i

    		  

    8

    7

    Thứ tự sinh công

    		    

    1-8-2-6-4-5-3-

    8

    Tỷ số nén

    		    

    7

    9

    Tỉ số S/D

    S/D

    		  

    14

    10

    Mức độ tăng áp hay áp suất tăng

    ta

    		  

    2

    11

    áp

    		      

    12

    Đường kính cylinder

    D

    mm

    		  

    13

    Hành trình piston

    S

    mm

    		  

    14

    Áp suất có ích trung bình

    Pe

    MPa

    21

    15

    Tốc độ trung bình của pittong

    Cm

    m/s

    		  

    16

    Suất  tiêu  hao  nhiên  liệu  hiệu

    Cge

    Kg/Kwh

    		  

    17

    dụng

    		      
             
             

    18

    Áp suất cháy lớn nhất

    Pz

    MPa

    		  

    19

    Áp suất cuối quá trình nén

    Pc

    MPa

    		  

    20

    Nhiệt độ khí xả

    tx

    oK

    		  

    21

    Hiệu suất hiệu dụng

    e

    %

    		  

    22

    Hiệu suất cơ giới

    m

    %

    		  

    23

    Công suất lít

    Nv

    Kw/lít

    		  

    24

    Công suất pittong

    Np

    Kw/m2

    		  

    25

    Trọng lượng riêng

    Go

    Kg/Kw

    		  

    26

    Tuổi bền

    M

    h

    		  

    27

    Pha phân phối khí

    1

    độ

    		  
     

    Góc cung cấp nhiên liệu sớm

    sf

    độ

    		  
     

    Các hệ thống

    		      
     

    –

    Bôi trơn

    		      
     

    –

    Làm mát

    		      
     

    –

    Tăng áp

    		      
     

    –

    Khởi động…

    		      
               

     

     

     

     

     

     

     

    Chương II: CHỌN CÁC THÔNG SỐ CHÍNH CỦA ĐỘNG CƠ

     

    1. CÁC THÔNG SỐ KHÍ HẬU CỦA MÔI TRƯỜNG HOẠT ĐỘNG

     

    – Nhiệt độ:                   To =2930 K

    -Độ ẩm:                         φ0= 70%

    -Áp suất khí quyển: P0= 1 (bar)

     

    2.CHỌN LOẠI NHIÊN LIỆU:

     

    Chọn loại nhiên liệu dầu diesel no2-D. Loại nhiên liệu này rất thích hợp với động cơ thủy cở lớn có chỉ số nén cao.Ưu điểm của loại nhiên liệu này là:Giá thành rẻ,có nhiệt trị nhỏ nhất cao Qnl=41870KJ, có bán ở rộng rải trên thị trường.

    Một số tính chất của nhiên liệu

     

     

    Đơn vị

    Dầu gazoal

    Theo tiêu chuẩn của

    –

    –

    Đức

    		    

    Theo ASTM

    –

    N02-D

    Theo BSS

    –

    A

    Theo tên gọi quốc tế

    –

    Gas oil marine diesel

    Trọng lượng riêng ở

    g/ml

    oil

    0,33-0,89

    150C

    		    

    Nhiệt trị nhỏ nhất

    kj/kg

    41870

    Độ nhớt 15 0C (mat)

    0E

    2,1

    500C (mat)

    0E

    1,32

    1000C(mat)

    0E

    –

    Nhiệt độ đông đặc

    0C

    -7

    (max)

    0C

    		  

    Nhiệt độ bốc cháy

    65

    (Không thấp hơn)

    %

    		  

    Chỉ số Conradson(max)

    2,2

    Chỉ số cetan(min)

    %

    40

    Hàm lượng tro (mat)

    %

    0,02

    Các tạp chất khác :nước

    %

    0,18

    Lưu huỳnh

    %

    0,1

    Hắc ín

    %

    0,05
         

     

     

    3.CHỌN PHƯƠNG ÁN TĂNG ÁP CHO ĐỘNG CƠ.

     

    a.Phương án tăng áp.

     

    Để tăng áp cho động cơ ta sử dụng tuốc bin khí để tậng dụng năng lượng khí xã để tăng áp cho động cơ.

     

    -Các thông số và giải pháp kỹ thuật của phương án tăng áp:

    Chọn áp suất nạp được tăng áp 😛k=0.25(Mpa).

    -Chọn số máy nén,cấp nén,loại máy nén và mức độ tăng áp cho từng cấp nén:

     

    Sử dụng hai cấp nén

     

    -Phương án làm mát không khí nạp:

    Ta có nhiệt độ sau máy nén

         

    Pk

    		  

    m1  1

    		  

    2,5

    1,5 1

    		  

    T

    k

    T (

    ) m1

    293.(

    )

    1,5

    397 0k

    		  
       
     

    0

    P

    1

    		        
         

    0

    		                

    Ta nhận thấy Tk =397> 335 nên ta phải làm mát cho không khí nạp

     

    Ta sử dụng hai máy nén đặc nối tiếp nhau.Hệ thống làm mát đặc ở giữa Độ hạ nhiệt độ của không khí qua bình làm mát ΔTk =650

    *Sơ đồ hệ thống tăng áp cho độngcơ:

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    4. PHƯƠNG ÁN THAY ĐỔI KHÍ

     

    a.Vì động cơ ta thiết kế là động cơ hai kỳ.

     

    Để đảm bảo cho quá trình thải sạch khí cũng như tăng hiệu suất cho động cơ, ta sử dụng phương án tổ chức buồng cháy thống nhất,quét thẳng qua xu páp xã.

     

    b. Hình dáng và kích thước của của khí.

     

    -Chọn hình dáng cửa khí hình chữ nhật

    • Cách bố trí:
    • Cách bố trí cửa khí một dảy
    • Các góc nghiêng giữa đường trục cửa khí và trục xi lanh và đường kính của xi lanh.
    • Đối với góc lệch giửa đường trục cửa khí và hướng kính của xi lanh α=

    150

    +Góc nghiêng giữa đường trục của của khí và trục đối xứng của xi lanh β=80

    • Kích thước của cửa khí .

    +Cử quét:

    		  

    bq=0,7.D

    		        

    Tổng chiều rộng:

    		          

    Chiều cao cửa quét:

    hq =0,1.S

    		        

    +Cửa thải

    		            

    Tổng chiều rộng: bth =0,6.D

    		        

    Chiều cao :

    hth=0,3.S

    		        

    c.Các hệ số Lebedep.

    		  

    λ1= 1,05

    		      

    – Hệ số nạp thêm ta chọn

    		      

    – Hệ số quét buồng cháy

    λ2=0,2

    		      

    -Hệ số hiệu chỉnh nhiệt

    λt=1,1

    		      

    d. Các hệ số lưu lượng và độ sụt áp tương đối (φx,φq,a).

    -Thải tự do:

    		  

    φttd =0,6

    		        

    -Cơ cấu quyét:

    		  

    φq =0,72

    		        

    -Thải cưỡng bức:

    		  

    φtcb= 0,9

    		        

    -Độ sụt áp tương đối:

    a=0,7

    φ0 =1,5

    		  

    φk=1,5.

    e. Hệ số dư không khí quét.

    		  

    f. Chọn các thông số khác:

    		    

    1

    		  

    – Chỉ số đa biến trung bình của quá trình thải tự do:

    		  

    0,7
       

    -Pha phân phối khí.

    		      

    m
             
     

    Xupap thải

    		  

    Góc mở sớm

    φts=1000
           

    Góc đóng muộn

    		  

    φtm=500
     

    Cửa quét

    		  

    Góc mở sớm

    φqs=500
           

    Góc đóng muộn

    		  

    φqm=550

    -Nhiệt độ khí sót ta chọn Tr=5000C

     

     

    5.PHƯƠNG ÁN TỔ CHÚC QUÁ TRÌNH CHÁY.

     

    5.1.Phương án chung.

     

    Ta chọn buồng cháy thống nhất :

    Như chúng ta đã biếc nếu xã không sạch sẽ tồn tại nhiều khí sót trong xi lanh.Vì thế nhiệt độ khí nạp tăng cao dẫn đến làm tăng nhiệt độ khí cháy cực đại (Tmax). Khi Tmax tăng cao vấn đề bôi trơn và làm mát cho các chi tiết chịu nhiệt của động cơ rất khó(chẳn hạn cặp lắp gép piston – xilanh,nắp xi lanh…).Đồng thời làm tăng cường lượng khí xả có hại cho tần khí quyển (đặc biệt là khí NOx sinh ra nhiều trong sản phẩm cháy khi nhiệt độ cháy cao).Bên cạnh đó suất tiêu hao nhiên liệu tăng do một phần nhiên liệu bị phân hủy thành các hợp chất khác mà không tham gia vào quá trình cháy.Vì động cơ ta chọn là động cơ hai kỳ nên không có kỳ xả vì thế ta phải chọn buồng cháy thống nhất để giảm tối đa lượng khí sót trong xi lanh.

     

    *Đặc điểm cấu tạo của buồng đốt thống nhất là khi pitton ở điểm chết trên giữa đỉnh pitton và lắp xilanh là mọt không gian thống nhất có diện tích chèn ép khí dất nhỏ, nắp xilanh phẳng, đỉnh pitton hơi lõm. Vòi phun nhiều lỗ trục tiếp phun nhiên liệu vào mọi khu vực của buồng cháy.

     

    *. Ưu điểm của buồng đốt thống nhất

     

    Buồng đốt thống nhất không có dòng xoáy mạnh của không khí, tỉ số

     

    Flv/vc rất nhỏ nên tổn thất nhiệt ít, hiệu suất cao, ứng suất nhiệt của nắp xilanh và đỉnh pitton nhỏ, dễ khởi động.

    *. Nhược điểm của buồng đốt thống nhất

     

    Buồng đốt thống nhất có yêu cầu cao đối với hệ thống nhiên liệu. Nếu

     

    thay đổi chế độ hoạt động, chất lượng phun sẽ thay đổi. hình thành hòa khí chủ

     

    yếu dừa vào chất lượng phun nhiên liệu nên thường chỉ có thể sử dụng 60%

     

    không khí buồng đốt.

     

    Khó kiểm soát khí xả.

     

    Động cơ có xu hướng chạy không êm do thời gian chờ cháy tương đối ngắn, thời

     

    gian này làm áp suất tăng cao và nhanh.

     

    Rất nhạy với nhiên liệu và thời điểm phun.

     

    Các đầu phun nhiều lỗ và áp suất phun cao làm tăng các vấn đề phun nhiên liệu.

     

    * Phạm vi ứng dụng

     

    Các động cơ diesel mới nhất được sử dụng trong công nghiệp, nông

     

    nghiệp, giao thong, hàng hải đều sử dụng phun trực tiếp do hiệu suất cao, dễ

     

    khởi động, ít ô nhiễm.

     

     

    5.2.Phương pháp cung cấp nhiên liệu :

     

    a.Loại vòi phun

     

    +Chọn loại vòi phun kín nhiều lỗ.

    +Cách tạo áp lực phun giửa kim phun và vòi bệ phun bằng đường

     

    dầu

     

    thủy lực qua hốc chứa dầu

    +Số lỗ phun (6 lỗ).

    b-Góc nón ứng với mổi chùm tia nhiên liệu ứng với mổi lỗ phun : β=200 c-Quy luật cung cấp nhiên liệu theo hàm bậc nhất.

    Vì quy luật cung cấp nhiên liệu không ảnh hưởng lớn đến quá trình cháy để đơn giản cho quá trình chế tạo ta nên cung cấp nhiên liệu theo phương trình bật nhất

    d-Góc phun nhiên liệu φf.

    Góc phun nhiên liệu phụ thuộc vào nhiều yếu tố chủ yếu là luật cung cấp nhiên liệu,áp suất phun mỗi chu trình.

    Ta chọn φf=300gqtk

    e-Góc sớm phun φsf.

    Là góc được tính từ lú nhiên liệu bắt đầu phun vào xi lanh cho đến khi pitton lên đến điểm chết trên

    Ta chọn φsf= φscc– φf.

     

    5.3Tỷ số nén ε.

     

    • tỷ số nén là thông số quyết định đến quá trình bốc cháy của nhiên liệu .Tỷ số nén phải bảo đảm tính tự bốc cháy của nhiên liệu .Tông thường để đảm bảo tính tự bốc cháy của nhiên liệu Ty>7500-8000 K

    Ta chọn Ty =7800K Tỷ số nén ε = 14

    Áp suất cháy cực đại Pz =10(Mpa).

     

    5.4.Hệ số dư lượng không khí.

     

    Ta chọn α=1,3

     

    5.5Giá trị hàm sinh nhiệt có ích tại điểm đầu và điểm cuooisquas trình giản nở.

    Ta chọn ξz =8,       ξb =8,5.

     

    5.6 Chọn tỷ số tăng áp suất λ.

    0

     

    5.7 Áp suất cuối quá trình giản nở Pb.

    Ta chọn Pb =0,9 (Mpa).

     

     

    6.HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU .

     

    1.Nhiệm vụ và yêu cầu

     

    –    Nhieäm vuï:

     

    Khi ñoäng cô hoaït ñoäng nhieäm vuï cuûa heä thoáng laø cung caáp nhieân lieäu cho buoàng chaùy moät löôïng nhieân lieäu

     

    nhaát ñònh, ôû traïng thaùi söông troän ñeàu vôùi khoâng khí trong xilanh ôû moät thôøi ñieåm nhaát ñònh trong töøng chu

     

    kyø.

     

    – Yeâu caàu:

     

    Heä thoáng cung caáp nhieân lieäu hoaït ñoäng toát hay xaáu aûnh höôûng ñeán chaát löôïng phun nhieân lieäu, ñeán hoån hôïp khoâng khí, ñeán quaù trình chaùy trong xilanh, ñeán tính tieát kieäm vaø ñoä beàn cuûa ñoäng cô. Cho neân heä thoáng cung caáp nhieân lieäu caàn ñaït ñöôïc yeâu caàu kinh teá vaø ñaûm baûo an toaøn trong luùc hoaït ñoäng.

     

    + Veà ñònh löôïng  : Cung caáp  theo ñuùng yeâu caàu caàn thieát cuûa moãi       chu

     

    trình vaø coù theå ñieàu chænh theo phuï taûi beân ngoaøi. Löôïng nhieân lieäu cung caáp

     

    vaøo moãi xilanh phaûi nhö nhau.

     

    • Veà ñònh thôøi: Nhieân lieäu cung caáp phaûi ñuùng thôøi ñieåm quy ñònh, khoâng sôùm quaù, khoâng muoän quaù. Neáu phun sôùm quaù, luùc ñoù aùp löïc khí neùn coøn yeáu, nhieät ñoä coøn thaáp, nhieân lieäu baét löûa chaäm, moät phaàn baùm vaøo thaønh xilanh hoaëc ñænh piston, laøm laõng phí nhieân lieäu vaø sinh khoùi ñen. Aùp löïc khí chaùy seõ

    lôùn nhaát tröôùc khi piston leân ñeán ñieåm cheát treân, laøm cho ñoäng cô chaïy rung. Ngöôïc laïi neáu phun quaù muoän, nhieân lieäu chaùy khoâng kòp, gaây ra laõng phí.

    • Luùc baét ñaàu phun vaø luùc keát thuùc phaûi döùt khoaùt ñeå traùnh nhieân lieäu phun rôùt, taïo ra soáng aùp suaát trong ñöôøng oáng.
    • Phaûi phun heát nhieân lieäu quy ñònh trong thôøi gian phun.

    2.Caáu taïo heä thoáng nhieân lieäu :

     

    Heä thoáng nhieân lieäu cuûa ñoäng cô naøy laø bôm cao aùp vaø voøi phun. Moãi xilanh coù moät bôm cao aùp vaø voøi phun. Bôm cao aùp ñöôïc daãn ñoäng baèng truïc cam. Vaø ñöôïc ñaët phía beân ngoaøi khoái thaân cuûa ñoäng cô cuøng vôùi maùy neùn daàu thuûy löïc.

     

    *Sơ đồ cấu tạo:

     

     

     

    SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                  LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG  11

     

    Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

    http://www.foxitsoftware.com      For evaluation only.

     

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                             GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    1. Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa heä thoáng:

    Nhieân lieäu duøng cho ñoäng laø nhieân lieäu naëng. Töø keùt nhieân lieäu ñöôïc bôm chuyeån qua heä thoáng ly taâm vaø saáy noùng khoaûng 98 ÷98oC ñeå xöû lyù daàu naëng roài ñöôïc chuyeån qua keùt phuïc vuï. Taïi ñaây daàu ñöôïc daãn ñoäng baèng hai bôm ñieän (coù qua heä thoáng tín hieäu). Qua heä thoáng laøm noùng ñeå ñieàu chænh laïi daàu naëng sau ñoù qua boä loïc cuoái cuøng ñeán bôm cao aùp.

     

    Nhieân lieäu dö sau khi ra khoûi ñoäng cô ñöôïc ñöa ñeán oáng ñöùng vaø ñöôïc bôm huùt trôû laïi ñoäng cô sau khi qua boä tín hieäu ñeå kieåm tra chaát löôïng nhieân lieäu.

     

     

    SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                  LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG  12

     

    Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

    http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

     

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                             GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

     

    7.HỆ THỐNG LÀM MÁT

     

    1. Hệ thống làm mát:
    1. Hệ thống làm mát bằng nước biển:
    1. Mục đích và yêu cầu:

    Khi ñoäng cô chaïy heát coâng suaát, nhieät ñoä trung bình cuûa chaát khí trong xilanh khoaûng chöøng 500 ñeán 800o C. Nhö vaäy neáu khoâng laøm maùt thì caùc chi tieát trong ñoäng cô seõ noùng leân laøm cho ñoä cöùng cuûa kim loaïi giaûm, gaây ra nöùt vôõ vaø daàu nhôøn seõ bò chaùy. Khe hôõ giöõa caùc chi tieát thay ñoåi daãn ñeán bò maøi moøn raát nhanh, hoaëc bò keït, coù khi laøm cho ñoäng cô khoâng hoaït ñoäng ñöôïc.

     

    Nhö vaäy, muoán cho ñoäng cô hoaït ñoäng ñöôïc thì phaûi giöõ cho nhieät ñoä caùc boä phaän ñoäng cô ôû trong phaïm vi cho pheùp. Nghóa laø khoâng cho ñoäng cô noùng quaù vaø cuõng khoâng cho ñoäng cô laøm maùt döôùi nhieät ñoä quy ñònh, vì nhö vaäy hieäu suaát nhieät seõ bò giaûm, öùng suaát nhieät seõ taêng leân. Nhieät ñoä nöôùc laøm maùt vôùi nöôùc ngoït khi ra khoûi ñoäng cô chæ töø 57÷90oC, ñoái vôùi nöôùc maën khoâng quaù 55oC. Vì nhieät ñoä cao hôn muoái seõ keát tuûa baùm vaøo thaønh oáng, aûnh höôõng ñeán söï truyeàn nhieät.

     

    Heä thoáng laøm maùt phaûi luoân luoân saïch seõ, khoâng bò taéc, khoâng coù goùc nöôùc ñoïng, löôïng nöôùc vaøo caùc xilanh phaûi ñeàu nhau.

     

    *. Phương án chung.

     

    • Làm mát hai vòng
    • Môi chất dùng nước ngọt và nước biển
    • chế độ nhiệt làm mát

    0

    +Nhiệt độ thấp Tra < 55 C

    0

    +Nhiệt độ cao Tra<95 C

     

    * Một số thông số rút ra từ phương án chung

     

    -Độ tăng nhiệt độ của không khí nạp do trao đổi nhiệt với thành xi lanh Ta chọn ΔT1 =70C

    -Phần nhiệt lượng do nước làm mát lấy đi (qw tính theo %)

    Ta chọn :

    q

    		  

    Q

    20%

    		  

    Qh

    Gh
             

    -Hiệu suất cơ giới ηm :

    Chọn ηm=0,9

     

     

    SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                  LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG  13

     

    Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

    http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

     

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                             GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

     

    1. Sơ đồ–nguyên lý hoạt động hệ thống lam̀ mat́ bằng nước biển:

    Ta chọn hệ thống làm mát cho động cơ làhệ thống làm mát gián tiếp. (2 vòng tuần hoàn).

     

     

     

     

     

     

     

     

    • Heä thoáng laøm maùt naøy goàm hai phaàn rieâng bieät: Heä thoáng tuaàn hoaøn nöôùc ngoït:
      • Tröôùc khi khôûi ñoäng cô phaûi kieåm tra laïi keùt nöôùc ngoït (7) .Neáu thieáu nöôùc caàn kieåm tra laïi xem heä thoáng coù roø ræ khoâng? Sau khi ñaõ chaéc chaén roài môùi boå sung nöôùc ngoït cho keùt (7),sau ñoù tieán haønh môû van (8) vaø khôûi ñoäng ñoäng cô.Ñoäng cô hoaït ñoäng seõ lai bôm (9) hoaït ñoäng.Bôm (9) ñöa nöôùc vaøo laøm maùt xylanh,sau ñoù daâng leân laøm maùt cho naép xylanh roài theo ñöôøng oáng ra laøm maùt cho oáng xaû(13) .Nöôùc sau khi laøm maùt oáng xaû seõ qua van töï ñoäng ñieàu tieát nhieät ñoä (15) .Khi nhieät ñoä nöôùc coøn thaáp,van töï môû cho nöôùc ñi qua thaúng bôm(9) khoâng ñi qua baàu laøm maùt (5) trao ñoåi nhieät vôùi nöôùc ngoaøi taøu sau ñoù ñöôïc bôm (9) huùt leân laøm maùt cho ñoäng cô.

    -Ñöôøng ñi cuûa nöôùc ngoït laø moät ñöôøng kín tuaàn hoaøn vì vaäy coøn goïi laø heä thoáng laøm maùt kieåu kín hay kieåu tuaàn hoaøn.

     

    -Sau khi laøm maùt cho ñoäng cô,moät phaàn nöôùc noùng boác hôi theo ñöôøng oáng (19) trôû veà keùt ñeå boác hôi vaø giaõn nôû.Vì vaäy, trong khi laøm vieäc luoân luoân

     

    SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                  LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG  14

     

    Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

    http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

     

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                             GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

     

    phaûi coù moät thuøng nöôùc ñöôïc boå sung töø keùt (7) xuoáng ñöôøng oáng neân keùt (7) goïi laø keùt boå sung (keùt giaõn nôû hay keùt boác hôi).

     

    1. Heä thoáng nöôùc ngoaøi taøu.

    Tröôùc khi khôûi ñoäng ñoäng cô ta môû van (2). Khi ñoäng cô laøm vieäc , bôm

     

    • seõ huùt nöôùc ngoaøi taøu qua baàu loïc (3) tôùi baàu laøm maùt nöôùc(5) ñeå laøm maùt cho nöôùc ngoït sau ñoù tôùi baàu laøm maùt daàu (6) ñeå laøm maùt cho daàu boâi trôn roài ñoå ra maïn taøu theo ñöôøng oáng (22) .

    Bôm (21) duøng ñeå huùt nöôùc löôøn taøu vaø cuõng laø bôm döï phoøng khi bôm

     

    • hoûng.Nhieät keá (11) vaø (14) duøng ñeå ño nhieät ñoï nöôùc tröôùc vaø sau khi laøm maùt ñoäng cô.Nhieät keá nöôùc vaøo ñöôïc gaén ôû vò trí tröôùc khi nöôùc vaøo laøm maùt xylanh vaø nhieät keá nöôùc ra ñöôïc gaén ôû naép xylanh.AÙp keá (10) duøng ñeå ño aùp löïc nöôùc treân ñöôøng oáng chính.

    Van (2) ñöôïc môû khi taøu coù chôû haøng hoaëc khi coù nguoàn nöôùc caïn,nöôùc dô baån,laãn nhieàu raùc.Van (2’) ñöôïc môû khi taøu khoâng chôû haøng hoaëc ôû luoàng nöôùc saâu.

    *Öu nhöôïc ñieåm cuûa heä thoáng laøm maùt giaùn tieáp: *Öu ñieåm :

     

    -Coù theå khoáng cheá ñöôïc chaát löôïng nöôùc laøm maùt neân chaát löôïng nöôùc vaøo laøm maùt ñaåm baûo saïch,khaû naêng taûi nhieät toát,caùc chi tieát haïn cheá ñöôïc söï aên moøn .

     

    -Heä thoáng naøy ít xaûy ra söï coá,ít

     

    -Nhôø khoáng cheá ñöôïc nhieät ñoä nöôùc vaøo vaø nöôùc ra neân traùnh ñöôïc hieän töôïng öùng suaát nhieät,giaûm toån thaát nhieät cho nöôùc laøm maùt.Thôøi gian söû duïng nöôùc laâu.

     

    * Nhöôïc ñieåm:

     

    Do söû duïng nöôùc ngoït neân phaûi coù keùt döï tröõ.Söû duïng nhieàu bôm,nhieàu ñöôøng oáng neân heä thoáng coàng keành,phöùc taïp;giaù thaønh ñaét , ñoäng cô toån hao coâng suaát vì phaûi lai hai bôm.

     

    * Phaïm vi öùng duïng:

     

    Heä thoáng laøm maùt tröïc tieáp ñöôïc duøng cho caùc ñoäng cô thuyû coù coâng suaát vöøa vaø lôùn.

     

     

     

    SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                  LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG  15

     

    Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

    http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

     

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                             GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

     

    1. HỆ THỐNG BÔI TRƠN
    1. Mục đích và yêu cầu của hệ thống bôi trơn

    – Mục đích:

     

    Giảm ma sát, chống mài mòn

     

    Tản nhiệt ở các bề mặt ma sát

     

    Bảo quản các bề mặt chi tiết không bị gỉ, khi đồng cơ ngừng hoạt động Rửa xạch các bề mặt ma sát

     

    Điền đáy các khe hở giứa piston, vòng găng, xilanh, khe hở giữa trục và ổ trục – Yêu cầu:

     

    Dầu cần có một độ nhớt thích hợp

     

    Độ nhớt của dầu gần như không thay đổi theo nhiệt độ Dầu không được lẫn tạp chất và các chất ăn mòn kim loại

     

    Hệ thống bôi trơn phải hoạt động chắc chắn, tin cậy, đản bảo đư dầu bôi trơn đến vị chí bôi trơn.

     

    Tốc độ bôi trơn của dầu trong hệ thống phải thích hợp, nếu quá lớn sẽ khấy động dầu, dầu sẽ bị oxi hóa, dễ bị biến chất. Nếu quá nhỏ sẽ không đủ để bôi trơn, làm tăng sự mài mòn.

    1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của hệ thống:

    . Heä thoáng boâi trôn Caùcte öôùt:

     

    Ñaëc ñieåm cuûa heä thoáng naøy laø daàu chöùa trong caùcte ñoäng cô khoâng coù keùt daàu rieâng ñeå taäp trung daàu töø caùcte ñeán. Chæ coù moät bôm huùt daàu töø caùcte ra, bôm ñeán caùc vò trí boâi trôn, sau khi boâi trôn daàu töï ñoäng rôi xuoáng caùcte, moät phaàn do ñaàu to thanh truyeàn ñaäp vaøo daàu toeù leân boâi trôn cho piston, sô mi xylanh. Hình 1.3 moâ taû caáu taïo vaø nguyeân lyù laøm vieäc cuûa heä thoáng boâi trôn caùcte öôùt:

     

    • Nguyeân lyù hoaït ñoäng : Bôm daàu 3 ñöôïc daãn ñoäng töø truïc khuyûu. Daàu trong caùcte 1 ñöôïc huùt vaøo bôm qua löôùi loïc thoâ 2. löôùi loïc ñeå loïc sô boä nhöõng taïp chaát coù kích thöôùc lôùn. Ngoaøi ra, phao coù khôùp tuyø ñoäng neân luoân

    noåi treân maët thoaùng ñeå huùt ñöôïc daàu, keå caû khi ñoäng cô bò nghieâng. Sau bôm

     

    daàu coù aùp suaát cao (coù theå ñeán 10 KG/cm2) ñi vaøo baàu loïc 4, taïi ñaây daàu ñöôïc loïc saïch vaø ñi ra khoûi baàu loïc, daàu ñöôïc ñöa leân bình laøm maùt 5. Taïi ñaây daàu ñöôïc laøm maùt roài ñi theo ñöôøng daàu chính ñi boâi trôn caùc boä phaän caàn boâi trôn sau ñoù trôû veà caùcte.

     

    SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                  LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG  16

     

    Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

    http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

     

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                             GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

     

     

     

     

     

     

     

     

    Hệ thống bôi trơn tuần hoàn cacte ướt 1-cacte dầu; 2-lọc thô; 3-bơm dầu bôi trơn; 4-lọc tinh; 5-bình làm mát dầu; 6-mạch dầu chính; 7-áp kế dầu; 8-van điều áp;

     

    Van an toaøn 9 cuûa bôm daàu coù taùc duïng giöõ cho aùp suaát daàu khoâng ñoåi trong phaïm vi toác ñoä voøng quay laøm vieäc cuûa ñoäng cô.Khi nhieät ñoä daàu leân cao quaù (khoaûng 800 C), do ñoä nhôùt giaûm,van khoáng cheá löu löôïng seõ ñoùng hoaøn toaøn ñeå daàu qua keùt laøm maùt roài trôû veà caùcte.Khi ñoäng cô laøm vieäc, daàu bò hao huït do bay hôi vaø caùc nguyeân nhaân khaùc neân phaûi thöôøng xuyeân kieåm tra löôïng daàu trong caùcte baèng thöôùc thaêm daàu. Khi möùc daàu ôû vaïch döôùi phaûi boå sung theâm daàu.

     

    Öu nhöôïc -ñieåm :Öu ñieåm cuûa heä thoáng naøy laø goïn, chieám ít choã, thieát bò ít, nhöng toaøn boä daàu boâi trôn chöùa trong caùcte ñoäng cô neân caùcte phaûi saâu ñeå coù dung tích lôùn do ñoù laøm taêng chieàu cao ñoäng cô. Ngoaøi ra, daàu trong caùcte luoân luoân tieáp xuùc vôùi khí chaùy coù nhieät ñoä cao töø buoàng chaùy loït xuoáng mang theo hôi nhieân lieäu vaø caùc axít laøm giaûm tuoåi thoï cuûa daàu.

     

    SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                  LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG  17

     

    Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

    http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

     

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                              GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

     

    1. HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG
    1. Các bộ phận của hệ thống khởi động

    Hệ thống khởi động của động cơ bao gồm ắc quy, máy phát, máy khởi động, công tắc solenoid, công tắc khởi động và dây dẫn.

     

    1. Nguyên lý hoạt động

    Trục khuỷu phải quay để khởi động động cơ. Máy khởi động dùng dòng điện một chiều từ ắc quy biến đổi thành chuyển động quay được truyền từ phần ứng và bánh răng khởi động đến vành răng bánh đà làm trục khửu quay

     

     

     

     

     

    Hình 1.6 Mạch điện chung của hệ thống khởi động c. Ưu nhược điểm của hệ thống khởi động điện

     

    Nhược điểm: cồng cềnh, hệ số tin cậy chưa cao, kho khởi động trong môi trường bất lợi.

     

    Ưu điểm: phổ biến, dễ sửa chữa, thay mới

     

    10.CÁC THÔNG SỐ VỀ CẤU TRÚC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ĐỘNG CƠ

     

    a.Tỷ số động học λđh

    1

    4 , 7
     

    Ta chọn :                  đh

     

    b.Tỷ số S/D.

     

    Ta chọn: S/D =2

     

     

    SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         18

     

     

    Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
     

    http://www.foxitsoftware.com

    For evaluation only.

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

    		  

    GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

    11. BẢNG TỔNG HỢP CÁC THÔNG SỐ ĐƯỢC CHỌN
               

    S

    Tên thông số

    Ký

    Thứ

    Trị   Ghi chú

    T

    		  

    hiệu

    nguyên

    số

    T

    		          

    1.

    Áp suất khí quyển

    P0

    MPa

    0,1

    		  

    2.

    Nhiệt độ môi trường

    T0

    0K

    293

    		  

    3.

    Độ ẩm tương đối không khí

    φo

    %

    70

    		  
    1. Nhiên liệu dầu nặng

    5.

    Thành phần hóa học của nhiên

    C

    %

    78

    		  
     

    liệu

    H

    %

    12,5

    		  
       

    O

    %

    0,5

    		  
       

    S

    %

    0,1

    Động cơ

    6.

    Nhiệt trị của nhiên liệu

    Q

    KJ/kg

    41870

    tăng áp

    7.

    Áp suất không khí nạp

    Pk

    MPa

    0,25

    		  
    1. Loại máy nén khí
    1. Số máy nén

    10

    Độ sụt nhiệt độ do làm mát

    ∆Tk

    ºK

    65

    Động cơ

    .

    không khí

    		      

    tăng áp

    11

    Độ  sụt áp  suất do  làm mát

    Pk

    MPa

    0.002

    và động
     

    không khí

    		      

    cơ 2 kỳ
         

    1,6

    		  

    12

    Chỉ số đa biến của máy nén khí

    m

    		    

    .

    Các góc nghiêng cửa khí

    α

    độ

    10

    		  

    13

    Chiều cao tương đối của cửa

    β

    độ

    80

    		  
           

    .

    quét

    hq

    		      

    14

    Chiều cao tương đối của cửa

    		        

    .

    thải

    hx

    		      

    15

    Chiều rộng tương đối của cửa

    		        

    .

    quét

    bq

    		      

    16

    Chiều rộng tương đối của cửa

    		        

    .

    thải

    bx

    		      

    17

    Pha phân phối khí

    		    

    50

    		  
     

    – Góc mở sớm cửa nạp

    α 1

    độ

    		  
     

    – Góc đóng muộn của cửa nạp

    α2

    độ

    55

    		  
     

    – Góc mở sớm của cửa thải

    α 3

    độ

    10

    		  
     

    – Góc đóng muộn của cửa thải

    α4

    độ

    50

    		  

    18

    Hệ số nạp thêm

    1

    		  

    1,05

    		  

    SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         19

     

    Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

    http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

     

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

    		  

    GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN
                 

    19

    Hệ số quét buồng cháy

    2

    		  

    0,2

    		    

    20

    Hệ số hiểu chỉnh tỉ nhiệt

    t

    		  

    1,1

    		    

    21

    Các hệ số lưu lượng

    		    

    0,6

    		    

    .

    – Thời kỳ thải tự do

    µttd

    		      

    .

    – Thời kỳ thải cưỡng bức

    µtcb

    		  

    0,9

    		    

    .

    – Thời kỳ quét

    µq

    		  

    0,72

    		    

    22

    Độ sụt áp tương đối

    a

    		  

    0,7

    		    

    23

    Áp suất khí trong ống xả

    Px

    MPa

    0,225

    		    

    24

    Hệ số dư không khí quét

    φo

    		  

    1,5

    		    
       

    φk

    		  

    1,5

    		    

    25

    Chỉ số đa biến thời kỳ thải tự do

    m

    độ

    1,667

    		    

    26

    Góc chậm quét

    T r

    8

    		    

    27

    Nhiệt độ khí sót

    		  

    500

    		    

    28

    Tỉ số nén thực tế

    ε

    		  

    14

    		    

    29

    Hệ số dung nhiệt tại Z

    ξz

    		  

    0,8

    		    

    30

    Hệ số dung nhiệt tại b

    ξb

    		  

    0,85

    		    

    31

    Hệ số dư không khí

    α

    		  

    1,3

    		    

    32

    Áp suất cuối quá trình giãn nở

    Pb

    MPa

    0,9

    		    

    33

    Độ sấy nóng không khí nạp

    ∆T1

    ºK

    7

    		    

    34

    Lượng nhiệt độ chất làm mát

    q w

    %

    20

    		    
     

    lấy đi

    		          

    35

    Hiệu suất cơ giới

    ηm

    		  

    0,88

    		    

    36

    Tỉ số động học

    1/λdh

    		  

    4,7

    		    

    .

    Góc nón của chùm tia nhiên liệu

    β

    		  

    20

    		    

    41

    		      

    42

    Góc phun nhiên liệu

    φnl

    		  

    30

    		    

    43

    Góc phun sớm

    φsf

    		        

    44

    Cường độ xoáy lốc

    ω

    		        

    .

    		            

     

     

    SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         20

     

    Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

    http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

     

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                              GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

     

    Chương III.

     

    CHIỆT ĐỘNG HỌC CHU TRÌNH LÀM VIỆT CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL

     

    1.MỘT SỐ NÉT ĐẠI CƯƠNG VÈ QUÁ TRÌNH TÍNH TOÁN CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC LÀM VIỆC THỰC TẾ CỦA DỘNG CƠ DIESEL.

     

    Thực tế chu trình làm việc của động cơ diển ra rất phứa tạp.Chu trình thực của động cơ phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như :Nhiệt độ,áp suát đầu quá trình nén,nhiệt độ khí sót,kết cấu vòi phun và chất lượng phun,hiện tượng lọt khí….Quá trình cháy và giãn nở không là đẳng áp,đẳng nhiệt.

     

    2.NHỮNG THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CHU TRÌNH LÀM VIỆC THỰC

     

    CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL

     

    Để đơn giản cho việc tính toán ta xem:

     

    -Quá trình nạp của động cơ hai kỳ áp suất nạp của cả quá trình là không thay đổi và bằng áp suất trung bình của hành trình nạp.

     

    -Quá trình nén cũng xem là đa biến với chỉ số nén không thay đổi và có giá trị n1 -Quá trình cấp nhiệt (quá trình cháy)trong động cơ là quá trình phức tạp nhất trong chu trình làm việc của động cơ,sợ thay đổi áp suất và nhiệt độ trong xi lanh ở quá trình này diển ra vô cùng phức tạp.Để đơn giản hóa quá trình tính toán ta phân quá trình cháy ra hai giai đoạn :Cháy đẳng tích và cháy đẳng áp.Các thông số đặc trưng cho quá trình.

     

    +Áp suất cháy lớn nhất Pz

     

    +Nhiệt độ cháy lớn nhất Tz

     

    +Hệ số giản nở ban đầu…

     

     

    SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         21

     

    Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

    http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

     

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                              GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

     

    3.CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN CỤ THỂ

     

    a.Tính toán Ta, Vs và kiểm tra Nei của động cơ :

    Đối với động cơ hai kỳ

     

    Tk

    Ta= 1      r .(   t .( Pb )1 / m    1)

    Pa

     

    T

    T

    k

    TT

    2

    k

    		    

    1

    T1

    -độ tăng nhiệt độ của không khí nạp do tiếp xúc với xi lanh thường nằm
               

    trong khoản (5-10) ta chọn :

     

    T1          70 K

     

    ΔT2- độ tăng nhiệt đôi của không khí nạp do biến đổi nhiệt năng thành động năng được xác định bằng công thức.

                   

    P

    		      

    k  1

    		                                        
           

    (

    		  

    ) k

    1

    		                                
                 

    a

    		                                  
           

    Ptb

    		  

    )

    		                            

    ΔT2=Tk.(

    		                                                    
           

    mn

    		                                  
                                                             

    T = T ,

    T

    k

    		                                                    

    k

    k

    		                                                                    
                             

    T0 .(

    		  

    P

    ,

    		    

    n 1

    		        

    0.25

    		  

    1.41 1

    		  

    382.50 K
                               

    ) n

    		      
                                           
           

    Tk,

    		          

    k

    293(

    		    

    ) 1.41

    		  
                 

    P0

    0.1
                                                                       

    Tk

    		      

    Độ sụt nhiệt độ của không khí khi đi qua bình làm mát không khí ta chọn

    Tk

    30 0 K

    		                                                    

    Tk= Tk,

    		  

    Tk

    		    

    382.5  30   352.50 K

    		      
             

    (

    Pa

    		    

    )

    k  1

    		  

    1

    		    

    0.25

    		  

    1,41 1
                 

    k

    		                  
                     

    (

    ) 1,41

    		  

    1
                     

    ΔT2=Tk.(

    		  

    Ptb

    		                      

    )   352.5

    		  

    0.225

    		            

    )  12 0 K
             

    mn

    		          

    0.9

    		      
                                                     

    T   T

    k

    TT

    2

    		  

    352.5  7  12  371.50 K

    k

    		                  

    1

    		                                            

     

    SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         22

     

    Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

    http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

     

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                              GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

     

    0r

     

    1   r

     

         

    h

    		  

    0

    		    

    0,125

    		  

    0,005

    		    
                 

    4

    32

    0

    1

    4

    32

    1

    		  

    1,05
         
                   
         

    .Llt

    1,3.0,48

    		    

    0r1,05  0,08   1,124

               

    1   r

    		                

    1  0,08

    		                      
                                     

    T

    		                  

    370.5

    		  

    3910 K

    Ta=

    		                                

    k

    		                            
                       

    t

    		        

    Pb

    		                        

    1,1

    		    

    0,55

    		  

    1

    		  

    .(

    .(

    		    

    )1 / m    1)

    1  0,08.(

    		  

    .(

    )1/1.5    1)
         

    r

    		      
                           
                                         

    Pa

    		                

    1,124

    		  

    0,25

    		    

    Vs

    		          

    30.Ne.K .10 3

    30.6960 .2.10 3

    		                
                                                               

    =0.15 (m3 )
               

    Pe.n.i

    		              

    2,1.8.167

    		  
                                                               

    Khối lượng không khí nạp

    		                      
             

    P

    .V

    s

    		    

    2,5.105.0.15

    		    

    0.335(Kg )

    		                

    m =

    		  

    a

    		                                                      

    R.Ta

    		        

    8314

    .391

    		                    
                                                           
                                       

    29

    		                                        

    Lượng gct của động cơ

    		                              

    gct

    		        

    m. v

    		      

    0.335.0,9

    0,017 (Kg )

    		                
         

    M lt .

    		                      
                             

    13,9.1,3

    		                              

    N

    ei

    		    

    g

    ct

    .Q

    nl

    .

    e

    .

    n

    0,017.41870 .0.44

    167

    871(KW )
           
                           

    60

    		                  

    60

    		          

    Công suất trên một xi lanh tính toán Nei =871(KW)

     

    Công suất trên một xi lanh động cơ cần thiết kế Nei=6960/8=870(KW) Ta thấy Nei của tính toán~Nei của động cơ cần thiết kế

     

    Nên ta chọn các thông số Ta,Pa,….ở trên để tính các chu trình nhiệt tiếp theo

     

     

     

    SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         23

     

    Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

    http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

     

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                              GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

     

    b.Tính toán quá trình nén.

     

    -Thể tích của không khí ở đầu quá trình nén

     

    Va

    		  

    .Vs

    		    

    14.0.15

    0,16(m3 )

    1

    		    
             

    14  1

    -Thể tích buồng cháy

    Vc

    		  

    Vs

    		    

    0,15

    0,012(m3 )

    1

    		  
       

    14  1
                         

    -Áp suất trong xi lanh ở cuối quá trình nén danh nghĩa

     

    Pc      Pa . n1

     

    -Nhiệt độ của môi chất công tác trong xi lanh ở cuối quá trình nén

     

    Tc      Ta . n1  1

     

    -Chỉ số đa biến trung bình n1 được tính theo công thức.

     

    Tc      Ta . n1  1

     

    n1     1,259       76,6     0,0372

    Tc

     

    Giải hệ phương trình trên bằng cách chọn n1(o) tùy ý (thông thường n1(o)=1,3) sau đó thay vào phương trình ta tìm được Tc(o).Thay Tc(o) vào phương trình (2) ta tìm được n1(1).Tiếp tục thay n1(1) vào phương trình (1) tìm được n1(2) và cứ tiếp tục như vậy cho đền khi |n1(i+1)-n1(i)|<0,001

    n1(i)

    Tc(i)=Taε(n1

    -1)  (oK)

    n1(i+1)

    n1(0)=1.3

    Tc(0)=863

    		  

    n1(1)=1.319
           

    n1(1)

    Tc(i)=907.4

    		  

    n1(2)=1.3147

    n1(2)

    Tc(i)=895.5

    		  

    n1(3)=1.315

    Ta có | n1(3) – n1(2)| < 0,001

     

    Qua tính toán như trên ta tìm được:  n1=1,315

     

    SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         24

     

    Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

    http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

     

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                              GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

     

    Thế n1 vào các phương trình trên ta được:Pc=Paεn1=2,5.141.315=80.4 (at)

    TT . n1  1

    391.141,315 1    8980 K  -Công của quá trình nén

    c

    a

    		                  

    L

    P .V

    c

    P .V

    a

    		  

    80,4.105.0,012  2,5.10

    5.0,16

    1,8.10

    5 ( j)

    c

    		  

    a

    		    
                 

    ac

    n1

    1

    		    

    1,315  1

    		      
               

    Các bước cơ bản để tính Pα và Tα trên đường cong nén được trình bày trong bảng sau:

     

    α0

    σ(α)

    Ψ(α)=1+((ε-1)/2)*σ(α)

    V(α)=(Va/ε)*Ψ(α)

    ε(α)=ε/Ψ(α)

    P=Pa*εα^n1

    T=Ta*εα^(n1-1)

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    180

    2

    14

    0.16

    1

    0.25

    391

    175

    1.9971

    13.98115

    0.159784571

    1.0013482

    0.250443329

    391.1659798

    170

    1.9884

    13.9246

    0.159138286

    1.0054149

    0.251781657

    391.6656902

    165

    1.9739

    13.83035

    0.158061143

    1.0122665

    0.254040381

    392.5044996

    160

    1.9537

    13.69905

    0.156560571

    1.0219687

    0.257247068

    393.6856607

    155

    1.9277

    13.53005

    0.154629143

    1.0347338

    0.261480714

    395.228066

    150

    1.8959

    13.32335

    0.152266857

    1.0507868

    0.266828188

    397.14935

    145

    1.8585

    13.08025

    0.149488571

    1.0703159

    0.273368379

    399.459758

    140

    1.8156

    12.8014

    0.146301714

    1.0936304

    0.28122557

    402.1804782

    135

    1.7671

    12.48615

    0.142698857

    1.1212423

    0.290599481

    405.3517908

    130

    1.7133

    12.13645

    0.138702286

    1.1535498

    0.30166007

    408.9952011

    125

    1.6543

    11.75295

    0.134319429

    1.1911903

    0.314669911

    413.1529126

    120

    1.5904

    11.3376

    0.129572571

    1.2348292

    0.32991578

    417.8620519

    115

    1.5217

    10.89105

    0.124469143

    1.2854592

    0.347817678

    423.1848551

    110

    1.4486

    10.4159

    0.119038857

    1.3440989

    0.368830716

    429.1732017

    105

    1.3716

    9.9154

    0.113318857

    1.4119451

    0.393505142

    435.88243

    100

    1.2909

    9.39085

    0.107324

    1.4908129

    0.422660271

    443.4095515

    95

    1.2072

    8.8468

    0.101106286

    1.5824931

    0.457166617

    451.8241422

    90

    1.1209

    8.28585

    0.094695429

    1.6896275

    0.498293397

    461.2441941

    85

    1.0328

    7.7132

    0.088150857

    1.8150703

    0.547500962

    471.7676878

    80

    0.9436

    7.1334

    0.081524571

    1.9625985

    0.606755017

    483.5247029

    75

    0.8639

    6.61535

    0.075604

    2.1162901

    0.669994764

    495.1456275

    70

    0.7646

    5.9699

    0.068227429

    2.3450979

    0.766834593

    511.419715

    65

    0.6765

    5.39725

    0.061682857

    2.5939136

    0.875571249

    527.9256218

    60

    0.5954

    4.8701

    0.055658286

    2.8746843

    1.002273078

    545.296433

    55

    0.5072

    4.2968

    0.049106286

    3.2582387

    1.181714372

    567.2393749

    50

    0.4277

    3.78005

    0.043200571

    3.7036547

    1.398585768

    590.6026104

    45

    0.3529

    3.29385

    0.037644

    4.2503453

    1.676169197

    616.7801469

    40

    0.2835

    2.84275

    0.032488571

    4.9248087

    2.034379762

    646.0697515

    35

    0.2202

    2.4313

    0.027786286

    5.7582363

    2.498737774

    678.6845228

    30

    0.1639

    2.06535

    0.023604

    6.7785121

    3.09657579

    714.4701451

    25

    0.115

    1.7475

    0.019971429

    8.0114449

    3.857622962

    753.08791

    20

    0.0743

    1.48295

    0.016948

    9.440642

    4.787039567

    793.0530478

    15

    0.0421

    1.27365

    0.014556

    10.992031

    5.847328516

    831.9865532

    10

    0.0188

    1.1222

    0.012825143

    12.475495

    6.906467587

    865.8346369

    5

    0.0047

    1.03055

    0.011777714

    13.584979

    7.725250159

    889.386089

    0

    0

    1

    0.011428571

    14

    8.037081561

    897.8568258

     

    SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         25

     

     

    mC ,, v

    Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

    http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

     

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                              GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

     

    c.Tính toán quá trình cháy:

     

    -Áp suất cháy cực đại Pz

     

    Pz         .Pc   1,4.80,4   112,56(bar )   11.256(MPa )

     

    -Nhiệt độ cháy cực đại Tz được xác định theo công thức.

     

     

    z .Qn1

    (

    		  

    v

    8,314. ).T

    		  

    .

    		      

    .T

    		  
     

    mC

    		  

    mC

    p

    		  

    z
       
           

    c

    c

    		    

    (1   r ).Llt

    		          

    z

    		  

     

    • –Hệ số dư lượng không khí Qnl –nhiệt trị thấp của nhiên liệu

     

    βz –hệ số biến đổi phân tử tại Zđược tính theo công thức

     

    z1   b (  0    1) z (1   r )

     

    βo – hệ số biến đổi phân tử lý thuyết đã được tính ở trên với ξt, ξb là hệ số tận dụng nhiệt tại z và b đã chọn trước

     

    mC v      -tỉ nhiệt mol trung bình đẳng tích của hổn hợp nhiên liệu không khí tai c

    c

    Được xác định theo công thức:

     

                 
       

    r .mC v,,

    .(1   r )   r  .mC v,

    		  

    mC v

    		  

    c

    		  

    c

    		  
       

    .(1   r )

    		  

    c

    		      

     

    mC , v c   -tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình tại không khí khô được xác định theo

    công thức

     

    mC v,     19,26    0,0025Tc   19,26    0,0025 .898   21.505

    c

     

    -tỉ nhiệt mol trung bình đẳng tích của sản phẩm cháy với α =1,của chu

    c

     

    trình trước còn sót lại trong xi lanh được xác định theo công thức

     

    mC ,, v c  20,47    0,0036Tc    20,47    0,0036.898    23.7

     

     

    Thế vào ta tính được

     

     

     

    SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         26

     

    Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

    http://www.foxitsoftware.com    For evaluation only.

     

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

    		      

    GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN
         

    r .

    		  

    .(1   r )   r  .

    		          
         

    mC v,,

    mC v,

    		      

    0,08.23,7   1,3(1  0,08)  0,08 .21,505

    mC v

    		  

    c

    c

    		  
         

    1,3.(1  0,08)
     

    c

    		    

    .(1   r )

    		      

    21,63

     

    z1   b (  0    1)  1  0,85(1,05  1)  1,049 0,8(1  0,08)(1)

         

    z

    r

    		        
         

    (1,064.r ).

    		  

    .(1   r )  (r ) .

    		          
       

    mC v,,

    mC , v

    z

    		  

    mC v

    		  
       

    z

    		        
       

    (1   r )  0,064.

    		        
     

    z

    		              
       

    hệ số tỏa nhiệt của hổn hợp cháy tại điểm z có thể tính theo công thức

    		  

    z                          0,8       0,941

     

    b       0,85

     

    Llt –số mol khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hết 1Kg nhiên liệu được tính .

    Llt

    		  

    M lt

    		  

    13,9

    0,481
     

    28,92
       

    k

    		  

    mC v,

    19,26  0,0025Tz    19,26  0,0025 .Tz
     

    z

    		    
         
     

    mC ,, v z

    		  

    20,47  0,0036Tz    20,47  0,0036Tz
    • – hệ số tăng áp suất chọn λ=1,4

    Pz    1,4

    Pc

     

    Thế các thông số vào ta được

     

     

     

    SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         27

     

           

    Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

    		  
           

    http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

    		  

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

    GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

    		  
       

    (1,064.r ).

    		  

    .(1   r )  (r ) .

    		        
       

    mC v,,

    mC , v z

    mC v

    		  
     

    z

    		        
     

    (1   r )  0,064.

    		        

    z

    		            

    (1,064.0,941  0,08).(20,47  0,0036Tz )   1,3.(1  0,08)  (0,941  0,08) .(19,26  0,0025Tz 1,3(1  0,08)  0,064.0,941

     

    1,081(20,47  0,0036T )z    0,383.(19,26  0,0025Tz )

     

    1,464

    29.5 4,849.10 3.Tz 1,464

     

    Thế các thông số trên vào phương trình cháy ta được .

       

    z .Qn1

    (

    		  

    v

    8,314.  ).T

    		      

    .

    		      

    .T

    		      
     

    mC

    		  

    z

    mC

    p

    		  

    z

    		  
           

    (1

    		      

    c

    c

    		                

    r ).Llt

    		              

    z

    		        
         

    0,8.41870

    		                      

    (29,5

    4,849.10 3Tz ).Tz
               

    (21,63  8,314.1,4).898

    1,049.

    		    
               

    1,464
     

    1,3.(1  0,08).0,481

    		                        

    110917 ,88   29,5.Tz     4,849.10 3 Tz2

     

    4,849.10 3.Tz2 29,5.Tz 110917 ,88 0 Tz 2626 .230 K

     

    Tỉ nhiệt mol trung bình đẳng áp của hổn hợp cháy tại điểm z:

     

         

    8,314

    29,5  4,849.10 3.Tz

    28,85

    		  

    mC p

    mC v
     

    z

    		  

    z

    1,464

    		    

    -Hệ số giản nở sớm ρ được xác định theo công thức.

     

    z .Tz1,049.2626,23.  1.6

     

    .Tc1,4.898

     

    -Tỉ số giản nở sau.

     

     

    SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         28

     

    Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

    http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

     

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                              GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

     

    14 8,75 1,6

     

    • Thể tích Vz.

    Vz          .Vc   1,6.0,012      0,0192(m3 )

     

    Công riêng của quá trình cháy.

     

    Lcz, .z  Pz .(Vz Vc )    112.56.105.(0,019    0,012)    0,8.105 ( j)

     

     

    1. Quá trình giản nỡ

    Tb      Tz . 1 n 2

     

    Với n2 là chỉ số giản nở đa biến trung bình (mằn trong khoảng 1,25-1,30) Ta chọn n2 =1,3

    Thế n2 vào ta tính được

    -Nhiệt độ cuối quá trình giản nở Tb

     

    Tb   Tz . 1 n2       2626,23.8,751 1,3     1370 0K

     

    Áp suất cuối quá trình giản nở .

     

    P   P .  n2      112,5 * 8,75 1,3

    6,7(bar )

    b

    		  

    z

    		          

    Công của quá trình giản nở

    		    

    Lzb

    		  

    Pz .Vz

    Pb .Vb

    		  

    112,56.105.0,0192  6,7.105.0,16

    3.63.105 ( j)

    n2

    		    
       

    1

    1,3  1
                   

     

     

     

    SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         29

     

    Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

    http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

     

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                              GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

     

    Các bước cơ bản để tính Pb và Tb trên đường cong giản nở được trình bày trong bảng sau:

     

       

    Ψ(α)=1+((ε-

    Ψ(z)=1+((ρ-

    		    

    P(a)=Pzδ(α)^-

    T=Tz*δ(α)^(1-

    α0

    σ(α)

    1)/2)*σ(α)

    1)/2)*σ(α)

    V(α)=(Va/ε)*Ψ(α)

    δ(α)=Ψ(a)/Ψ(z)

    n2

    n2)

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    360

    2

    14

    1.6

    0.16

    8.75

    0.671078949

    1370.030836

    355

    1.9971

    13.98115

    1.59913

    0.159784571

    8.742972741

    0.671780236

    1370.361096

    350

    1.9884

    13.9246

    1.59652

    0.159138286

    8.721845013

    0.673896514

    1371.356119

    345

    1.9739

    13.83035

    1.59217

    0.158061143

    8.686478203

    0.677465572

    1373.028771

    340

    1.9537

    13.69905

    1.58611

    0.156560571

    8.63688521

    0.682526931

    1375.389213

    335

    1.9277

    13.53005

    1.57831

    0.154629143

    8.572492096

    0.689199356

    1378.48051

    330

    1.8959

    13.32335

    1.56877

    0.152266857

    8.492863836

    0.69761157

    1382.345203

    325

    1.8585

    13.08025

    1.55755

    0.149488571

    8.397964752

    0.707877034

    1387.013039

    320

    1.8156

    12.8014

    1.54468

    0.146301714

    8.28741228

    0.720177347

    1392.538063

    315

    1.7671

    12.48615

    1.53013

    0.142698857

    8.160189004

    0.734807874

    1399.016037

    310

    1.7133

    12.13645

    1.51399

    0.138702286

    8.016202221

    0.752012087

    1406.507845

    305

    1.6543

    11.75295

    1.49629

    0.134319429

    7.854727359

    0.772171263

    1415.120504

    300

    1.5904

    11.3376

    1.47712

    0.129572571

    7.675476603

    0.795695912

    1424.955009

    295

    1.5217

    10.89105

    1.45651

    0.124469143

    7.47749758

    0.823191579

    1436.170077

    290

    1.4486

    10.4159

    1.43458

    0.119038857

    7.26059195

    0.855303887

    1448.90913

    285

    1.3716

    9.9154

    1.41148

    0.113318857

    7.024825006

    0.892807688

    1463.329423

    280

    1.2909

    9.39085

    1.38727

    0.107324

    6.769302299

    0.936864975

    1479.68607

    275

    1.2072

    8.8468

    1.36216

    0.101106286

    6.494684912

    0.988686428

    1498.184612

    270

    1.1209

    8.28585

    1.33627

    0.094695429

    6.200730391

    1.050046136

    1519.147361

    265

    1.0328

    7.7132

    1.30984

    0.088150857

    5.888658157

    1.122956252

    1542.864743

    260

    0.9436

    7.1334

    1.28308

    0.081524571

    5.559590984

    1.210119864

    1569.711737

    255

    0.8639

    6.61535

    1.25917

    0.075604

    5.253738574

    1.302492072

    1596.585646

    250

    0.7646

    5.9699

    1.22938

    0.068227429

    4.856024988

    1.442842405

    1634.739228

    245

    0.6765

    5.39725

    1.20295

    0.061682857

    4.486678582

    1.599122148

    1673.999294

    240

    0.5954

    4.8701

    1.17862

    0.055658286

    4.132035771

    1.77979831

    1715.866662

    235

    0.5072

    4.2968

    1.15216

    0.049106286

    3.729343147

    2.033583619

    1769.469391

    230

    0.4277

    3.78005

    1.12831

    0.043200571

    3.350187448

    2.337729434

    1827.309137

    255

    0.3529

    3.29385

    1.10587

    0.037644

    2.978514654

    2.723857735

    1892.92251

    220

    0.2835

    2.84275

    1.08505

    0.032488571

    2.619925349

    3.218166372

    1967.188981

    215

    0.2202

    2.4313

    1.06606

    0.027786286

    2.280640864

    3.853985818

    2050.764012

    210

    0.1639

    2.06535

    1.04917

    0.023604

    1.968556097

    4.666507313

    2143.326924

    205

    0.115

    1.7475

    1.0345

    0.019971429

    1.689221846

    5.693658148

    2244.020144

    200

    0.0743

    1.48295

    1.02229

    0.016948

    1.450615774

    6.940103862

    2348.913583

    195

    0.0421

    1.27365

    1.01263

    0.014556

    1.257764435

    8.354202171

    2451.618924

    190

    0.0188

    1.1222

    1.00564

    0.012825143

    1.115906289

    9.760409567

    2541.232732

    185

    0.0047

    1.03055

    1.00141

    0.011777714

    1.02909897

    10.84400721

    2603.728009

    180

    0

    1

    1

    0.011428571

    1

    11.256

    2626.23

     

     

     

    SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         30

     

    Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

    http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

     

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                              GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

     

    1. ĐỒ THỊ CÔNG CỦA CHU TRÌNH
     

    Ta ( oK)

    391

    Quá trình thay đổi khí

    Pa (MPa)

    0.25

    Va (m3)

    0.16
     

    Tc(oK)

    		  

    898

    Quá trình nén

    Pc (MPa)

    8.04

    3

    )

    0.012
     

    Vc (m
     

    Tz(oK)

    		  

    2626.23

    Quá trình cháy

    Pz (MPa)

    11.256

    Vz (m3)

    0.0192
     

    Tb(oK)

    		  

    1370

    Quá trình giãn nở

    Pb (MPa)

    0.67

    Vb (m3)

    0.16

     

    z

    z’

    11

    		  

    10

    		  

    9

    		  

    c

    		  

    8

    		  

    7

    		  

    6

    		  

    5

    		  

    4

    		  

    3

    		  

    2

    		  

    1

    b
     

    a

    V(m3)

     

    1. CÁC CHỈ TIÊU CƠ BẢN CỦA ĐỘNG CƠ :

    SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         31

     

    Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

    http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

     

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                              GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

     

    Ta có công của chu trình

    L

    cht

    L

    zb

    L ,

    L

    ac

    3,63.105

    0,8.105    1.8.105

    2,7.105 ( j)
             

    cz

    z

    		          

    – Áp suất chỉ thị .

    		        

    P

    L

    cht

    		  

    2,7.10

    5

    18(bar )

    		    
                   

    i

    		  

    Vs

    		  

    0,15

    		            
                     
                                 

    -Áp suất trung bình

    P*        Lcht

    Vs *

     

    Vs*   Vc ( *      1)    0,012.(13   1)      0,14(m3 )

    2,7

    P*                                   20(bar )

     

    Ta nhận thấy áp suất trung bình tính toán gần bằng đề yêu cầu Pe =21 (bar)

     

    -Hiệu suất chỉ thị của chu trình.

    i

    Lcht

    		  

    2,7.10

    5

    0,4

    		  

    gcht .Qnl

    0,017.41870 .103
           

    -Suất tiêu thụ nhiên liệu .

     

    gi

    		  

    3,6.103

    		  

    3,6.103

    214( g

    k  h

    )

    		  

    i .Qnl

    0,6.41870
               

    -Hiệu suất hiệu dụng của động cơ

     

    em . i    0,85.0,4  0,34

     

    -Suất tiêu hao nhiên liệu hiệu dụng của động cơ.

    ge        gi         214     252( g / kwh )

    m       0,85

     

     

    g.Các kích thước cơ bản của động cơ.

     

    + Thể tích làm việc của mổi xi lanh .

     

    SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         32

     

    Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

    http://www.foxitsoftware.com      For evaluation only.

     

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

    		  

    GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN
     

    30.N

    .K .10 3

    30.6960 .2.10

    3

    Vs

    e

    		        

    0,15(m3 ).

    Pe .n.i

    		    
     

    2,1.167.8

    		    

    + Đường kính xi lanh .

    • Vs

      .A

    Với A=S/D ta chọn A=2

     

    S là hành trình pítton S=A.D

     

    D

    4.0,15

    0,31(cm)
     

     3,14.2

     

    =>S=2.D=0,62 (cm)

     

    – tốc độ trung bình của piton

    Cm      S.n     0,62.167   3,45(m / s)

    30                 30

    Thể tích toàn bộ buồng đốt.

     

    Va   Vc   Vs      0,012    0,15      0,162(m3 )

     

    1. Các chỉ tiêu vè cường độ làm việc:

    -Công suất lít của động cơ.

    Nep

    		  

    Ne

    		  

    6960

    5,8(K  / dm3 )
     

    8.0,15.103
       

    i.Vs

    		  

    -Công suất của pitton

    		    

    Nep

    Ne

    		    

    6960

    		  

    115,33(K  / dm 2 )

    i. .D

    2

    		  

    2
         

    8.3,14.3,1

    		  
    • 4
    • Các tiêu chuẩn làm việc của động cơ:

    Kc       PeCm     2,1.3,45   3,6(K  / dm 3 )

    K                      2

     

     

     

     

    SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         33

     

    Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

    http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

     

    ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                              GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

     

    TÀI LIỆU THAM KHẢO

     

    1. TS. Nguyễn Văn Nhận (2007), Bài giảng động cơ đốt trong – Hướng dẫn thực hiện đồ án môn học động cơ đốt trong, Trường đại học Nha Trang.
    2. TS. Nguyễn Tất Tiến (2000), Nguyên lý động cơ đốt trong, NXB Giáo dục.
    3. Lê Viết Lượng (2000), Lý thuyết động cơ đốt trong, NXB Giáo dục.
    4. Hồ Tấn Chẩn – Nguyễn Đức Phú – Trần Văn Tế – Nguyễn Tất Tiến (1996), Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong, NXB Giáo dục.
    1. Hồ Tấn Chẩn (1996), Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong, NXB Giáo dục.

     

    Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

    [sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]
  • Bài tập lớn Tính toán động cơ đốt trong

    Bài tập lớn Tính toán động cơ đốt trong

    Bài tập lớn Tính toán động cơ đốt trong

    Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

    Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

    (Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

    Đề cương liên quan: Luận văn tốt nghiệp Thẩm định dự án đầu tư của Ngân Hàng Thương Mại

    [toc]

    [pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/07/B%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-T%C3%ADnh-to%C3%A1n-%C4%91%E1%BB%99ng-c%C6%A1-%C4%91%E1%BB%91t-trong.pdf[/pdfviewer]

    Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn Tính toán động cơ đốt trong

     

    ĐỀ BÀI

    Dựa vào các thông số động cơ đã cho bên dưới, tính toán nhiệt và xây dựng đồ thị công P-V, tính toán động học và động lực học của cơ cấu Piston- Khuỷu trục- Thanh truyền, vẽ đồ thị chuyển vị, vận tốc và gia tốc piston, dồ thị biểu diễn các lực tiếp tuyến T, lực pháp tuyến Z, lực ngang N và đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên trục khuỷu.

    Các thông số động cơ:

    • Kiểu động cơ: Động cơ xăng, piston kiểu giao tâm.
    • Công suất: 60 kw.
    • Tỷ số nén ε =8,2.
    • Số vòng quay: 2400 v/ph.
    • Số xi lanh: 4.

     

     

    PHẦN 1: TÍNH TOÁN NHIỆT.

    Bảng số liệu ban đầu của ĐCĐT

    Các số liệu của phần tính toán nhiệt

    TT

    Tên thông số

    Ký hiệu

    Giá trị

    Đơn vị

    Ghi chú

    1

    Kiểu động cơ

    		  

     

     

    		  

    Đ/cơ Xăng, không tăng áp

    2

    Số kỳ

    t

    4

    kỳ

    		  

    3

    Số xilanh

    i

    4

    –

    		  

    4

    Góc mở sớm xupáp nạp

    a1

    20

    độ

    		  

    5

    Góc đóng muộn xupáp nạp

    a2

    45

    độ

    		  

    6

    Góc mở sớm xupáp xả

    b1

    55

    độ

    		  

    10

    Góc đóng muộn xupáp xả

    b2

    30

    độ

    		  

    13

    Công suất động cơ

    Ne

    60

    kw

    		  

    14

    Số vòng quay động cơ

    n

    2400

    v/ph

    		  

    16

    Tỷ số nén

    e

    8.2

    		    

     

     

    A- CÁC THÔNG SỐ CẦN CHỌN:

    1) Áp suất môi trường p0

    Áp suất môi trường p0 là áp suất khí quyển. Với động cơ không tăng áp ta có áp suất khí quyển bằng áp suất trước xupap nạp nên ta chọn:

    Pk=  P0 = 0,1 (Mpa)

    2) Nhiệt độ môi trường T0

     Nhiệt độ môi trường được chọn lựa theo nhiệt độ bình quân của cả năm. Với động cơ không tăng áp ta có nhiệt độ môi trường bằng nhiệt độ trước xupap nạp nên:

    T0 = 270C = 300 0K

    3) Áp suất cuối quá trình nạp pa

     Áp suất cuối quá trình nạp pa với động cơ không tăng áp ta có thể chọn trong phạm vi:

    Pa = (0,8 – 0,9)p0 = 0,9.p0 = 0,09.0,1 = 0.09 (MPa)

    4) Áp suất khí thải pr:

     Áp suất khí thải pr có thể chọn trong phạm vi:

    pr = (1,05-1,12).pk = 1,10.pk = 1,10.0,1 = 0,110 (MPa)

    5) Mức độ sấy nóng môi chất

    Mức độ sấy nóng môi chất   chủ yếu phụ thuộc vào loại động cơ Xăng hay Diesel. Với động cơ Xăng ta chọn:

    6) Nhiệt độ khí sót (khí thải) Tr:

    Nhiệt độ khí sót Tr  phụ thuộc vào chủng loại động cơ. Thông thường ta có thể chọn:

    Tr = (700 – 1000)  = 900

    7) Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt : t

    Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt t được chọn theo hệ số dư lượng không khí = 0,85 – 0.92 để hiệu đính:

    = 0,88

    t = 1.15

    8) Hệ số quét buồng cháy 2:

    Với các động cơ không tăng áp ta thường chọn hệ số quét buồng cháy 2 là:

    2 = 1

    9) Hệ số nạp thêm 1:

    Hệ số nạp thêm  1 phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí. Thông thường ta có thể chọn:

    1 = (1,02 – 1,07) = 1.03

    10) Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm  z :

    Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm  z  phụ thuộc vào chu trình công tác của động cơ. Với các loại động cơ Xăng ta thường chọn:

    11) Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b :

    Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b  tuỳ thuộc vào loại động cơ Xăng hay Diesel. Với các loại động cơ Xăng ta chọn:

    12) Hệ số hiệu đính đồ thị công :

    Hệ số hiệu đính đồ thị công  phụ thuộc vào loại động cơ Xăng hay Diesel. Với các động cơ Xăng ta chọn:

    B- TÍNH TOÁN CÁC QUẤ TRÌNH CÔNG TÁC:

    I.Tính toán quá trình nạp:

    1) Hệ số khí sót :

    Hệ số khí sót  được tính theo công thức:

    Trong đó m là chỉ số giãn nở đa biến trung bình của khí sót có thể chọn:

    Thay số vào công thức tính  ta được:

     nằm trong khoảng giá trị (0,05÷0,15)

    2) Nhiệt độ cuối quá trình nạp :

    Nhiệt độ cuối quá trình nạp  được tính theo công thức:

    Thay số vào công thức tính  ta được:

    Đối với động cơ xăng, nhiệt độ khí nạp Ta = (340 ÷400)k

    3) Hệ số nạp :

    Hệ số nạp  được xác định theo công thức:

    Thay số vào công thức tính  ta được:

    4) Lượng không khí lí thuyết cần để đốt cháy 1 kg nhiên liệu :

    Lượng không khí lí thuyết cần để đốt cháy 1 kg nhiên liệu  được tính theo công thức:

    Đối với nhiên liệu của động cơ Xăng ta có:  nên thay vào công thức tính  ta được:

    5) Lượng khí nạp mới :

    Lượng khí nạp mới  được xác định theo công thức:

    Trong đó:  µnl = 114

    6)Lượng sản vật cháy : a<1

    II. Tính toán quá trình nén:

    1. Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của không khí:

    2) Chỉ số nén đa biến trung bình :

    Chỉ số nén đa biến trung bình   được xác định bằng cách giải phương trình:

    Thay các giá trị n1 vào hai vế của phương trình cho đến khi cân bằng 2 vế (sai số cho phép 0,2%) ta được:

    Với

    Vậy ta có sai số giữa 2 vế của phương trình là:

     

    3) Áp suất cuối quá trình nén :

    Áp suất cuối quá trình nén  được xác định theo công thức:

    Thay số ta xác định được:

    4) Nhiệt độ cuối quá trình nén  :

    Nhiệt độ cuối quá trình nén  được xác định theo công thức:

    Thay số ta được:

    III. Tính toán quá trình cháy:

    1. Hệ số thay đổi phân tử lí thuyết :

    Ta có hệ số thay đổi phân tử lí thuyết  được xác định theo công thức:

    2) Hệ số thay đổi phân tử thực tế :

    Ta có hệ số thay đổi phân tử thực tế  được xác định theo công thức:

    Thay số ta xác được:

    3) Hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm  z :

    Ta có hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z,  được xác định theo công thức:

    Trong đó ta có:

    Thay số ta được:

    4) Nhiệt độ tại điểm z :

    Đối với động cơ Xăng, nhiệt độ tại điểm z  được xác định bằng cách giải phương trình sau:

     (**)

    Trong đó:

     là nhiệt trị thấp của nhiên liệu Xăng ta có:

                 là nhiệt lượng tổn thất do nhiên liệu cháy không hết khi đốt 1kg nhiên liệu.trong điều kiện α<1 xác định như sau:

     

     là tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản vật cháy được xác định theo công thức:

    Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp cháy cuối quá trình nén:

    Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí sót:

    Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy tại điểm z:

    Thay các giá trị  vào phương trình (**) ta tính được:

    Tz =2525,3(K)

    5) Áp suất tại điểm z: ( )

    Ta có áp suất tại điểm z được xác định theo công thức:

    Trong đó λ là hệ số tăng áp :

    Thay số ta được:

    IV. Tính toán quá trình giãn nở:

    • Hệ số giãn nở sớm :

    Hệ số giãn nở sớm được xác định theo công thức sau:

    Với động cơ xăng ta có: ρ =1

    2) Hệ số giãn nở sau : 

    Ta có hệ số giãn nở sau  được xác định theo công thức:

    Với động cơ xăng :

    3) Chỉ số giãn nở đa biến trung bình :

    Ta có chỉ số giãn nở đa biến trung bình  được xác định từ phương trình cân bằng sau:

    Trong đó:  là nhiệt trị tại điểm b và được xác định theo công thức:

    QH*: là nhiệt trị thấp của nhiên liệu.

    Với động cơ xăng :

    Thế vào ta được:

    Thay các giá trị n2 =(1,23-1,27) vào 2 vế phương trình đến khi cân bằng 2 vế với sai số <2%.

    Thay n2 = 1,23 ta tính dược vế phải phương trình bằng 0.23045

    Vậy sai số giữa 2 vế phương trình là:

    4) Áp suất cuối quá trình giãn nở :

    Áp suất cuối quá trình giãn nở  được xác định trong công thức:

    Thay số vào ta được:

    Pb = (0,34 ÷ 0.45) Mpa

    5) Tính nhiệt độ cuối quá trình giản nở Tb:

    Nhiệt độ cuối quá trình giản nở được tính theo công thức:

    Kiểm nghiệm nhiệt độ khí sót Tr:

    Điều kiện:

    V. Tính toán các thông số chu trình công tác:

    1) áp suất chỉ thị trung bình :

    Với động cơ Xăng áp suất chỉ thị trung bình  được xác định theo công thức:

    Trong đó:

     

    Trong đó λ là hệ số tăng áp :

    = >

    Thay số vào công thức trên ta được:

    2) Áp suất chỉ thị trung bình thực tế :

    Do có sự sai khác giữa tính toán và thực tế do đó ta có áp suất chỉ thị trung bình trong thực tế được xác định theo công thức:

    Với φđ = 0,97

    Thay số vào công thức trên ta được:

    3) Hiệu suất chỉ thị

    Ta có công thức xác định hiệu suất chỉ thị:

    4) Hiệu suất có ích :

    Chọn hiệu suất cơ giới:    

    Ta có công thức xác định hiệu suất có ích  được xác định theo công thức:

    Thay số vào công thức trên ta được:

     

    5) Áp suất có ích trung bình :

    Ta có công thức xác định áp suất có ích trung bình thực tế được xác định theo công thức:

    6) Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị :

    Ta có công thức xác định suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị :

    8) Suất tiêu hao nhiên liệu :

    Ta có công thức xác định suất tiêu hao nhiên liệu tính toán là:

    Vậy thay số vào ta được:

    C-KẾT CẤU ĐỘNG CƠ:

    1) Kiểm nghiệm đường kính xy lanh D theo công thức:

    Ta có thể tích công tác tính toán được xác định theo công thức:

    Vậy thay số vào ta được:

    Ta có công thức kiểm nghiệm đường kính xy lanh :

    Thay số vào ta được:

    D-DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG P-V:

    1)Xác định các điểm đặc biệt của đồ thị công

    • Điểm a: cuối quá trình nạp, áp suất Pa, thể tích Va

    Va =  Vh + Vc = 0,935 + 0,130 = 1,065 (dm3)

    • Điểm c : cuối quá trình nén

    Pc = 1,61 (MPa)

    Vc = 0,130 (dm3)

    • ĐIểm z : cuối quá trình cháy

    Pz = 5,45 (MPa)

    Vz = Vc = 0,130 (dm3)

    • Điểm b : điểm cuối quá trình giãn nở

    Pb = 0,409 (MPa)

    Vb = Va = 1,065 (dm3)

    • Điểm r : cuối hành trình xả

    Pr = 0,11 (MPa)

    Vr = Vc = 0,130 (dm3)

    2)Dựng đường cong nén:

    Trong hành trình nén khí trong xi lanh bị nén với chỉ số đa biến trung bình n1 = 1,37 từ phương trình :

    Pxn, Vxn là áp suất và thể tích tại 1 điểm bất kỳ trên đường cong nén

    Bằng cách cho giá trị Vxn chạy từ Vc đến Va , bước nhảy phụ thuộc vào góc quay trục khủy [độ] theo công thức :

    Với

    Thông số kết cấu, chọn =0,29

    3)Dựng đường cong giãn nở:

    Trong quá trình giãn nở, khí cháy giãn nở theo chỉ số giản nở đa biến n2=1,23 từ phương trình

    Pxg, Vxg là áp suất và thể tích tại 1 điểm bất kỳ trên đường cong nén

    Bằng cách cho giá trị Vxn chạy từ Vc đến Va , bước nhảy phụ thuộc vào góc quay trục khủy [độ] theo công thức :

    Với

    Thông số kết cấu =0,29

    4)hiệu đính đồ thị công P-V:

    Các điểm đặc biệt trên đồ thị:

     

    Tên gọi

    Ký hiệu

    Gía trị [độ]

    Áp suất [Mpa]

    Góc/điểm đánh lửa sớm

    c’

    20

    1.1178

    Góc/điểm mở xupap nạp

    r”

    25

    0.11

    Góc/điểm đóng xupap nạp

    a’

    45

    0.0907

    Góc/điểm mở xupap thải

    b’

    55

    0.45

    Góc/điểm đóng xupap thải

    r’

    30

    0.09

    Góc/ điểm áp suất cực đại trước hiệu chỉnh

    z

    		  

    5.45
     

    z’

    		  

    4.63
     

    z”

    		  

    4.63
     

    c”

    		  

    2.6
     

    b”

    		  

    0.25

    PHẦN 2: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU PISTON- KHUỶU TRỤC- THANH TRUYỀN.

    A-ĐỘNG LỰC HỌC.

    Các khối lượng chuyển động tịnh tiến:

    Khối lượng nhóm piston  được cho trong số liệu ban đầu của đề bài là:

    Khối lượng quy về đầu nhỏ thanh truyền:

    Vậy ta xác định được khối lượng chuyển động tịnh tiến của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền:

     

    1)  Lực quán tính:

    Lực quán tính của khối lượng chuyển động tịnh tiến:

     

    Với thông số kết cấu =0,29 ; R=54,5 mm ; =251,3 và [0;7200]

    2) Lực khí thể Pkt :

    Ta tiến hành khai triển đồ thị công  thành đồ thị  để thuận tiện cho việc tính toán sau này.

    3) Xác định lực .

    Ta tiến hành vẽ đồ thị  bằng cách ta cộng hai đồ thị là đồ thị và đồ thị

     

    4) Xác định lực tiếp tuyến, lực pháp tuyến và lực ngang N:

    Trong đó góc lắc của thanh truyền  được xác định theo góc quay  của trục theo biểu thức sau:

    6) Chuyển vị piston x

    Với  ;

    7)Tốc độ piston Vp

    Với  ;

    R=54,5 (mm) ;

    8)Gia tốc piston Jp :

    Với  ;

    R=54.5 (mm) ;

     

     

    Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

    [sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]
  • Bài Tập Lớn Môn Lý Thuyết Ô Tô

    Bài Tập Lớn Môn Lý Thuyết Ô Tô

    Bài Tập Lớn Môn Lý Thuyết Ô Tô

    Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

    Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

    (Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

    Đề cương liên quan: Bài tập lớn Đầu tư tài chính

    [toc]

    [pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/07/B%C3%A0i-T%E1%BA%ADp-L%E1%BB%9Bn-M%C3%B4n-L%C3%BD-Thuy%E1%BA%BFt-%C3%94-T%C3%B4-T%C3%8DNH-TO%C3%81N-S%E1%BB%A8C-K%C3%89O-C%E1%BB%A6A-%C3%94T%C3%94-CON.pdf[/pdfviewer]

    Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài Tập Lớn Môn Lý Thuyết Ô Tô

     

     

    LỜI NÓI ĐẦU

     

     

    1. TẦM QUAN TRỌNG CỦA VIỆC TÍNH TOÁN SỨC KÉO;

    Tính toán sức kéo ô tô nhằm mục đích xác định các thông số cơ bản của động cơ, của hệ thống truyền lực để đảm bảo chất lượng động lực học cần thiết của chúng trong các điều kiện sử dụng khác nhau, phù hợp với các điều kiện đã cho của ô tô. Từ đó để xác định các chỉ tiêu để đánh giá chất lượng kéo của ô tô như chỉ tiêu vận tốc lớn nhất, góc dốc lớn nhất của đường mà ô tô có thể khắc phục được, gia tốc lớn nhất của ô tô, quãng đường và thời gian tăng tốc ngắn nhất khi đạt vận tốc là lớn nhất . Các chỉ tiêu trên có thể tìm được khi giải phương trình chuyển động của ô tô bằng phương pháp đồ thị hoặc phương pháp giải tích.

    Tài liệu tính toán sức kéo ô tô có thể làm tài liệu nghiên cứu cho nhiều đối tượng khác nhau như: Sinh viên cơ khí, thợ sửa chữa ô tô trong các gara cũng như những người có nhu cầu khác…

    Vì kiến thức còn hạn chế vì vậy tài liệu không thể không có những sai xót vì vậy mong nhận được những đóng góp của thầy giáo cũng như các bạn để tài liệu ngày càng được hoàn thiện.

     

     

    Phần I

    Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ

    I . Xác định trọng lượng và sự phân bố trọng lượng

    1. Trọng lượng xe thiết kế :
      G = Go + n. A + n.Gh

    Trong đó :  

                                 Go : Trọng lượng bản thân của xe

                                  Gh: Trọng lượng của hành lý

                                  A : Trọng lượng của 1 người

                                  n : Số chỗ ngồi trong xe

                                   G : Trọng lượng toàn bộ của ô tô (kG)

    Vậy ta có: G = 1450+ 5*60+5*25 = 1875 (kG)

              2 .Phân bố tải trọng lên các cầu.

    Với xe du lịch :  theo số liệu cho trước ta có:

    +Tải trọng phân bố cầu trước:

                 Z1 = 0,42*G =  0,42* 1875= 787.5(kG) 

    +Tải trọng phân bố cầu sau:

                 Z2 = 0.58*G= 0.58* 1775=1087.5(kG)

    1. Chọn lốp

    – Lốp có kí hiệu 195/60Z14

    Þ Bán kính thiết kế của bánh xe :

    r0 = 195+  *25,4 = 372.8 (mm)= 0.3782(m)

         Bán kính động và động lực học bánh xe : rb = rk = l. r0

         Chọn lốp có áp suất cao,hệ số biến dạng  = 0,95

               rk = l. r0 =  0,95*0.3782  = 0.35 (m)    

     

    II. Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ

     

    – Các đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ là những đường cong biểu diễn sự phụ của các đại lượng công suất , mô men và suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ theo số vòng quay của trục khuỷu động cơ. Các đường đặc tính này gồm :

              + Đường công suất Ne = f(ne)

              + Đường mô men xoắn Me = f(ne)

              + Đường xuất tiêu hao nhiên liệu của động cơ ge = f(ne)

     

    1. Xác định công suất của động cơ theo điều kiện cản chuyển động

                           ; (W)

            -Trong dó  : G – tổng trọng lượng của ô tô = 1875 KG

                                vmax – vận tốc lớn nhất của ô tô 309 (km/h)

                            K- hệ số cản khí động học, chọn K = 0,025  (kG.s2/m4)

                 F – diện tích cản chính diện. F = B.H0 =0.8*1.6*1.5 = 1.92(m2)

                  – hiệu suất của hệ thống truyền lực: chọn = 0,93

                               f : là hệ số cản lăn của đường (chọn f0 =0,018 với đường nhựa tốt ).

     Vậy ta có f  = f0 (1 + )= 0.1164 Vì v = 309 > 80( km/h.)

    Vậy ta có :

    Nv= ( mã lực)

    Error! No bookmark name given.

     

     

       2 . Xác định công suất cực đại của động cơ

    Công suất lớn nhất của động cơ:   Nemax=        (kW)

    Trong đó  a,b,c  là các hệ số thực nghiệm ,với động cơ xăng 4 kỳ:

      a= b=c =1

                         l ==1.1

         Chọn  nN  =5000v/p  : số vòng quay của trục khuỷu động cơ ứng với Nemax= 719 ( mã lực)

    Với động cơ xăng chọn =1.1

    3 . Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ.

         -Tính công suất động cơ ở số vòng quay khác nhau :

          Sử dụng công thức  Lây-Đec-Man:

                  (mã lực)

    Trong đó Ne max và Nn là công suất cực đại và số vòng quay tương ứng.

    Ne và ne công suất và số vòng quay ở 1 thời điểm trên đường đặc tính ngoài của động cơ.

    • Tính mô men xoắn của trục khuỷu động cơ ứng với vòng quay

         ne khác nhau :   Me = (kG.m)

    λ| =  là các đại lượng ne và nn đã biết ( với λ| = 0,2; 0,4 … 0,9;1: 1,1)

    λ

    0.2

    0.3

    0.5

    0.6

    0.8

    0.9

    1

    1.1

    ne(v/p)

    1000

    1500

    2500

    3000

    4000

    4500

    5000

    5500

    Ne(PS)

    167

    261

    449

    535

    667

    704

    719.

    703.9

    Me(KG.m)

    119.6

    124.6

    128.6

    127.7

    119.4

    112

    103

    91.7

     

    Đồ thị đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ.

                                                ( vẽ trên giấy Ao kẻ ly)

             Nhận xét :

             Trị số công suất Nemax­ ở trên chỉ là phần công suất động cơ dùng để khắc phục các lực cản chuyển động. Để chọn động cơ đặt trên ô tô, cần tăng thêm phần công khắc phục các sức cản phụ, quạt gió, máy nén khí,… Vì vậy phải chọn công suất lớn nhất là:

            Nemax = 1,1*Nemax = 1.1*704=719(mã lực)

      –  Hệ số thích ứng của động cơ theo mô men xoắn:

          k==1,2   Memax=k*MN=1.2*103 = 123.6 (KG.m)

    III. Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính

      Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực chính trong trường hợp tổng quát được xác định theo công thức :

                  it = ih . if . io

         Trong đó : ih là tỷ số truyền lực chính

                          if là tỷ số truyền của hộp số phụ

                          i­o là tỷ số truyền của truyền lực chính

    1. Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính.

              i0 được xác định trên cơ sở đảm bảo tốc độ chuyển động cực đại của ô tô ở số truyền cao nhất trong hộp số.

          i0 =             

          rb= 0,35 m     : bán kính động lực học của bánh xe (m).

          ihn = 1 : tỷ số truyền của tay số cao nhất

               vmax  : vận tốc lớn nhất của ô tô  309( km/h).

               nv : số vòng quay của động cơ khi ô tô đạt tốc độ lớn nhất

               ipc =1.3

                                      i0 =  0.377.=1.8

    1. Xác định tỷ số truyền của hộp số

        2.1.Xác định tỷ số truyền của tay số 1

    • Tỷ số truyền của tay số 1 được xác định trên cơ sở đảm bảo khắc phục được sức cản lớn nhất của mặt đường mà bánh xe chủ động không bị trượt quay trong mọi điều kiện chuyển động.
    • Theo ĐK chuyển động ta có :

                 Pkmax  P +Pw

       Pkmax : lực kéo lớn nhất của động cơ phát ra ở bánh xe chủ  động.

       P: lực cản tổng cộng của đường .

       Pw     : lực cản không khí .

    Khi ô tô chuyển động ở tay số I ,vận tốc của ôtô nhỏ nên bỏ qua Pw

    Vậy :  Pkmax  P=.G

                         .G         

     suy ra :       iI     

    f = 0,018

    α : góc dốc cực đại của đường =10o

    Ψmax là hệ số cản tổng cộng lớn nhất của đường

    Ψmax = f + tgαmax = 0.1164+ tg10o = 0.29

    • ih1 ≥ =15 (1)

    -Mặt khác Pkmax còn bị giới hạn bởi điều kiện bám giữa bánh xe với mặt đường:  

            Pkmax   P=mk.G

                mk.G 

             Theo điều kiện bám ta có :

                  ihI  

                  G  : trọng lượng phân bố ở cầu chủ động

              = 0,8  : hệ số bám của mặt đường tốt.  

             rb : bán kính làm việc trung bình của bánh xe .

                 ih1 ≤     = 1.84(2)

               Từ (1) và (2) ta chọn lấy  ih1= 1.50

     

    2.Xác định tỷ số truyền của các tay số trung gian 

    • Chọn hệ thống tỷ số truyền của các cấp số trong hộp số theo cấp số nhân. 

         Công bội được xác định theo biểu thức;

     

    Trong đ: n – số cấp trong hộp số; n= 6

                  – tỷ sổ truyền tay số 1, ih1 = 1.50

                  – tỷ số truyền tay số cuối cùng trong hộp số. ih6 =1

     

    Tỷ số truyền tay số thứ i được xác định theo công thức sau:

     

    Trong đó: –  – tỷ số truyền tay số thứ i trong hộp số (i=2,…,n-1)

     

    Từ hai công thức trên ta sẽ xác định được tỷ số truyền ở các tay số:

      +Tỷ số truyền của tay số II

                         =

      +Tỷ số truyền của tay số III là :ih3 =

      +Tỷ số truyền của tay số IVlà :ih4 = 1.19

     + Tỷ số truyền tay số 5 là : ih5 =1.10

    + Tỷ số truyền tay số 6 là :1

    -Tỷ số truyền tay số lùi : i1= 1,2.ihi= 1,2* 1.50=1.8

    Kiểm tra tỷ số truyền tay số lùi theo điều kiện bám Pkl   P=G

                 G 

             Theo điều kiện bám ta phải có :

                   ihI ≤     = 1.84

      Vậy il  1.8 < 1.84  là thỏa mãn điều kiện.        

       Tỷ số truyền tương ứng với từng tay số :

     

        Bảng 2: bảng tỷ số truyền của các tay số

    Tay số

    I

    II

    III

    IV

    V

    VI

    Số lùi

    Tỷ số truyền

    1.5

    1.39

    1.29

    1.19

    1.1

    1

    1.8

    3 ) Lập bảng xác định vận tốc của ô tô tương ứng với từng số truyền.

                  Vm = 0.377

     

    ne(v/p)

    1000

    1500

    2500

    3000

    4000

    4500

    5000

    5500

    V số 1

    37.59

    56.39

    93.98

    112.78

    150.37

    169.17

    187.96

    206.76

    V số 2

    40.57

    60.85

    101.42

    121.7

    162.27

    182.55

    202.84

    223.12

    V số 3

    43.71

    65.57

    109.28

    131.14

    174.85

    196.71

    218.56

    240.42

    V số 4

    47.39

    71.08

    118.46

    142.17

    189.54

    213.24

    236.93

    260.62

    V số 5

    51.26

    76.89

    128.16

    153.79

    205.05

    230.68

    256.31

    289.94

    V số 6

    56.39

    84.58

    140.97

    169.17

    225.56

    253.75

    281.94

    309

     

    PHẦN II

    XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÁC CHỈ TIÊU ĐỘNG LỰC HỌC CỦA Ô TÔ

     

    I. Cân bằng công suất của ô tô

    1. Phương trình cân bằng công suất

    Phương trình cân bằng công suất tại bánh xe chủ động

    Nk = Nf  N i N +Nw

    Công suất của động cơ phát ra tại bánh xe chủ động

    Nk = Ne – Nr = Ne . = Ne .

    Nr công suất tiêu hao cho tổn thất cơ khí trong hệ thống truyền lực

    = 0,89 hiệu suất truyền lực.

    Nf  công suất tiêu hao cho lực cản lăn.

         Nf =  G.f.cos. 

    • Công suất tiêu hao cho lực cản của không khí

    Nw =

    – Nj   Công suất tiêu hao cho lực cản quán tính  khi tăng tốc .

    N= .

    Trong đó :     j : gia tốc của ôtô.

                          v : vận tốc chuyển động của ôtô.

                     : hệ số kể đến ảnh hưởng của các khối lượng quay.

                     g : gia tốc trọng trường.

    Tuy nhiên trong phương trình chỉ cần xác định thanh phần Nk ,Nf,Nw

    Ta thấy đường biểu diễn Nf là đường bậc nhất qua gôc tọa độ nên chỉ cần xác định 2 điểm.

    Nf0 = 0 và

    • Đương biểu diễn đồ thị Nw là đường cong
    • Các đồ thị Nk-v theo các số truyền .

    Bảng 4: Tính công suất của động cơ

    ne(v/p)

    1000

    1500

    2500

    3000

    4000

    4500

    5000

    5500

    Ne(PS)

    167

    261

    449

    535

    667

    704

    719.

    703.9

    Nk

    155.31

    242.73

    417.57

    497.55

    620.31

    654.72

    668.67

    654.63

    V số 1

    37.59

    56.39

    93.98

    112.78

    150.37

    169.17

    187.96

    206.76

    V số 2

    40.57

    60.85

    101.42

    121.7

    162.27

    182.55

    202.84

    223.12

    V số 3

    43.71

    65.57

    109.28

    131.14

    174.85

    196.71

    218.56

    240.42

    V số 4

    47.39

    71.08

    118.46

    142.17

    189.54

    213.24

    236.93

    260.62

    V số 5

    51.26

    76.89

    128.16

    153.79

    205.05

    230.68

    256.31

    289.94

    V số 6

    56.39

    84.58

    140.97

    169.17

    225.56

    253.75

    281.94

    309.
                       

    –  Xét ô tô chuyển động trên đường bằng : Nc = Nf + Nw

    • Ta có bảng tính sau :

    Bảng 5: Tính công cản của động cơ  

    V(km/h)

    0

    40

    60

    86

    100

    120

    f

    0

    0.018

    0.018

    0.02

    0.03

    0.035

    Nf

    0

    4.92

    7.39

    11.76

    20.52

    28.72

    Nw

    0

    0.88

    2.96

    8.72

    13.71

    23.70

    Nw+Nf

    0

    5.8

    10.35

    20.48

    34.23

    52.42

     

    V(km/h)

    150

    180

    220

    250

    280

    309

    f

    0.045

    0.055

    0.07

    0.085

    0.097

    0.1164

    Nf

    46.16

    67.71

    105.32

    145.33

    185.75

    245.98

    Nw

    46.29

    79.98

    146.03

    214.29

    301.06

    404.62

    Nw+Nf

    92.45

    147.69

    251.35

    359.62

    486.81

    650.60

     

    1. Đồ thị cân bằng công suất (vẽ trên giấy Ao kẻ ly)

    Nhận xét:

    Trên đồ thị, đoạn nằm giữa Nk và (Nf + Nw) là công suất dư. Công suất dư này để khắc phục các công cản công lên dốc, công suất cản tăng tốc.

    II.Xác định chỉ tiêu về  lực kéo của ô tô:

    1. Phương trình cân bằng lực kéo:

        Pki = Pf  Pi P + Pw

    Pk : Lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động,    Pki =    ( kG ).

    • Pf : Lực cản lăn, Pf =f.G.cos.
    • Pi : Lực cản lên dốc . Pi =G.sin.
    • Pw : Lực cản không khí, Pw=.
    • P: Lực cản quán tính (xuất hiện khi xe chuyển động không ổn định),

                                                 Pj =  .

      : Góc dốc của đường .

    • i=tg:Độ dốc của đường .
    • f : Hệ số cản lăn của đường .

    Bảng 6: Tính lực kéo PK theo tốc độ ô tô

    Me(KG.m)

    119.6

    124.6

    128.6

    127.7

    119.4

    112

    103

    91.7

    Pk1

    858.04

    893.92

    922.61

    916.16

    856.61

    803.51

    738.95

    657.88

    V số 1

    37.59

    56.39

    93.98

    112.78

    150.37

    169.17

    187.96

    206.76

    Pk2

    795.12

    828.36

    854.95

    848.97

    793.79

    744.60

    684.76

    609.64

    V số 2

    40.57

    60.85

    101.42

    121.7

    162.27

    182.55

    202.84

    223.12

    Pk3

    737.92

    768.77

    793.45

    787.89

    736.68

    691.03

    635.50

    565.78

    V số 3

    43.71

    65.57

    109.28

    131.14

    174.85

    196.71

    218.56

    240.42

    Pk4

    680.72

    709.17

    731.94

    726.82

    697.58

    637.46

    586.23

    521.92

    V số 4

    47.39

    71.08

    118.46

    142.17

    189.54

    213.24

    236.93

          260.62

    Pk5

    629.23

    655.54

    676.58

    671.85

    628.18

    589.23

    541.90

    482.45

    V số 5

    51.26

    76.89

    128.16

    153.79

    205.05

    230.68

    256.31

    289.94

    Pk6

    572.03

    595.94

    615.08

    610.77

    571.07

    535.68

    492.63

    438.59

    V số 6

    56.39

    84.58

    140.97

    169.17

    225.56

    253.75

    281.94

    309.

     Bảng 7:Tính các loại lực cản theo tốc độ của ô tô

    V(km/h)

    0

    40

    60

    86

    100

    120

    f

    0

    0.018

    0.018

    0.02

    0.03

    0.035

    Pw

    0

    5.91

    13.29

    27.31

    36.92

    53.17

    Pf

    0

    32.24

    32.24

    36.93

    55.40

    64.63

    Pf+Pw

    0

    38.15

    45.53

    64.24

    92.32

    117.80

    V(km/h)

    150

    180

    220

    250

    280

    309

    f

    0.045

    0.055

    0.07

    0.085

    0.097

    0.1164

    Pw

    83.08

    119.63

    178.71

    230.77

    289.48

    352.55

    Pf

    83.09

    101.56

    129.26

    156.95

    179.11

    214.93

    Pf+Pw

    166.17

    221.19

    307.97

    387.72

    468.59

    567.48

    +)   Pki =  

        Trong đó :     pki :lực kéo tương ứng ở cấp số i

                                 ii   : tỷ số truyền của cấp số i

                                  i0  :tỷ số truyền lực chính.

                                 Vi  : vận tốc chuyển động của ô tô theo số vòng quay                                              của trục khuỷu động cơ khi ôtô chuyển động ở cấp số i .

    Lực cản lăn Pf được xác định như sau :

    Với v ≤ 80 km/h thì f = fo = 0,018

    Pf = G.f đồ thị là đường thẳng song song với trục hoành.

    Với v ≥ 80km/h thì f = 0,018 (1+) đồ thị có dạng đường cong bậc 2

    1. Đồ thị cân bằng lực kéo của ô tô (vẽ trên giấy Ao kẻ ly)

    Nhận xét:

    Trục tung biểu diễn lực Pk, Pf, Pw. Trục hoành biểu diễn vận tốc của ô tô theo km/h.

    * Đường PK6 (lực kéo khi xe chạy ở số truyền 6) cắt nhau với đường biểu diễn lực cản (Pf, Pw) tại A dóng xuống ta được Vmax =309  km/h

    Đồ thị Pf là đường thẳng // với trục hoành khi V < 80km/h và là đường cong bậc 2 khi V > 80km/h.

    Khoảng cách từ Pf + Pw đến Pki là lực kéo dư để khắc phục các lực cản khác.

     

    1. Giới hạn của đồ thị D theo điều kiện bám

              Ψ ≤ D ≤ Dφ

       Trong đó Ψ = f ± tgα

     D ≥ Ψ là điều kiện cần thiết khi ô tô chuyển động ở vận tốc của các số truyền khác nhau ( trường hợp không tăng tốc )

    • Điều kiện D ≤ Dφ là giới hạn của nhân tố động lực học D theo điều kiện bám. Dφ được xác định theo biểu thức :
    • Dφ = = –

     

    PHẦN III

    XÂY DỰNG ĐỒ THỊ DX

     

    1.Biểu thức xác định Dx

    -Trong thực tế ô tô có thể làm việc với tải trọng thay đổi khi đó ta có biểu thức xác định nhân tố động lực học như sau :

    Dx =  (1)

    mặt khác ta có      D  = (2)

    từ 1 và 2 suy ra : Dx.Gx = D.G

    = = tgα1

              -Trong đó : α1 là góc nghiêng biểu thị tỷ số giữa tải trọng của xe đang tính với khối lượng toàn bộ của xe

        – Gx : Khối lượng của ô tô ở tảI trọng đang tính Gx = Go + Gex

        – Khối lượng của ô tô ở trạng tháI không tải

         – Gex : Tải trọng của ô tô ở trạng thái đang tính

         – Trị số của α1 được biểu diễn theo các góc thứ nguyên ( 00) khi :

              Gx < G suy ra tgα1 < 1 , α1<450 ( non tải)

              Gx = G suy ra tgα1 =1 , α1= 450 ( đầy tải)

              Gx > G suy ra tgα1 >1 , α1> 450 ( quá tải)

              -Đồ thị nhân tố động lực học Dx (cũn gọi là đồ thị tia) được biểu diễn kết hợp với đồ thị D.Phần bên phải là đồ thị D khi ô tô chở đầy tải ,phần bên trái là đồ thị biểu diễn nhân tố động lực học khi xe chở tải thay đổi Dx hoặc φx ( trục hoành ) , trục tung biểu thị nhân tố động lực học D khi đầy tải.

    -Lập bảng giá trị nhân tố động lực học ;

    – Ta có Di = =( Pki – ).  

                      

    Bảng 8: Tính đồ thị nhân tố D theo tay số

     

    V số 1

    37.59

    56.39

    93.98

    112.78

    150.37

    169.17

    187.96

    206.76

    Pk1

    858.04

    893.92

    922.61

    916.16

    856.61

    803.51

    738.95

    657.88

    Pw1

    5.22

    11.74

    32.61

    46.96

    83.49

    105.67

    130.45

    157.85

    D1

    0.455

    0.470

    0.475

    0.464

    0.412

    0.372

    0.325

    0.267

    V số 2

    40.57

    60.85

    101.42

    121.7

    162.27

    182.55

    202.84

    223.12

    Pk2

    795.12

    828.36

    854.95

    848.97

    793.79

    744.60

    684.76

    609.64

    Pw2

    6.08

    13.67

    37.98

    54.69

    97.22

    123.04

    151.92

    183.81

    D2

    0.421

    0.435

    0.436

    0.424

    0.372

    0.331

    0.284

    0.227

    V số 3

    43.71

    65.57

    109.28

    131.14

    174.85

    196.71

    218.56

    240.42

    Pk3

    737.92

    768.77

    793.45

    787.89

    736.68

    691.03

    635.50

    565.78

    Pw3

    7.05

    15.87

    44.09

    63.50

    112.88

    142.87

    176.38

    213.42

    D3

    0.390

    0.402

    0.400

    0.386

    0.333

    0.292

    0.245

    0.188

    V số 4

    47.39

    71.08

    118.46

    142.17

    189.54

    213.24

    236.93

    260.62

    Pk4

    680.72

    709.17

    731.94

    726.82

    697.58

    637.46

    586.23

    521.92

    Pw4

    8.29

    18.65

    51.81

    74.63

    132.65

    167.89

    207.27

    250.79

    D4

    0.359

    0.368

    0.363

    0.348

    0.301

    0.250

    0.202

    0.145

    V số 5

    51.26

    76.89

    128.16

    153.79

    205.05

    230.68

    256.31

    289.94

    Pk5

    629.23

    655.54

    676.58

    671.85

    628.18

    589.23

    541.90

    482.45

    Pw5

    9.7

    21.83

    60.65

    87.33

    155.24

    196.48

    242.57

    310.39

    D5

    0.330

    0.338

    0.328

    0.312

    0.252

    0.209

    0.160

    0.092

    V số 6

    56.39

    84.58

    140.97

    169.17

    225.56

    253.75

    281.94

    309.

    Pk6

    572.03

    595.94

    615.08

    610.77

    571.07

    535.68

    492.63

    438.59

    Pw6

    11.74

    26.41

    73.38

    105.67

    187.85

    237.74

    293.50

    352.55

    D6

    0.299

    0.304

    0.289

    0.269

    0.204

    0.159

    0.106

    0.046

     

     

     

    1. Đồ thị nhân tố động lực học Dx khi tải trọng thay đổi

                                         (vẽ trên giấy Ao kẻ ly).

     

    PHẦN IV

    XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG TĂNG TỐC CỦA Ô TÔ

    I.Xác định gia tốc của ô tô :

    1.Biểu thức xác định gia tốc

    J =­ *g

     -Khi ô tô chuyển động trên đường bằng ( α = 0 ) suy ra:

                Jm = * g

    Trong đó

    • m chỉ số tương ứng với tỷ số truyền đang tính m = 1 .. – D là nhân tố động học của ô tô khi chở đủ tải.

    – djm hệ số kể đến ảnh hưởng của các khối lượng quay được tính theo công thức sau:      djm = 1,05+ 0,05.i2hm

     

     

    Bảng 10: Tính giá trị của gia tốc theo tỷ số truyền và vận tốc

    V số 1

    37.59

    56.39

    93.98

    112.78

    150.37

    169.17

    187.96

    206.76

    D1

    0.455

    0.470

    0.475

    0.464

    0.412

    0.372

    0.325

    0.267

    f

    0.018

    0.018

    0.027

    0.033

    0.045

    0.051

    0.058

    0.066

    j1

    2.25

    2.38

    2.34

    2.20

    1.64

    1.25

    0.78

    0.21

    V số 2

    40.57

    60.85

    101.42

    121.7

    162.27

    182.55

    202.84

    223.12

    D2

    0.421

    0.435

    0.436

    0.424

    0.372

    0.331

    0.284

    0.227

    f

    0.018

    0.018

    0.030

    0.035

    0.049

    0.056

    0.064

    0.071

    j2

    1.95

    2.07

    1.98

    1.83

    1.26

    0.85

    0.38

    0.18

    V số 3

    43.71

    65.57

    109.28

    131.14

    174.85

    196.71

    218.56

    240.42

    D3

    0.390

    0.402

    0.400

    0.386

    0.333

    0.292

    0.245

    0.188

    f

    0.018

    0.018

    0.032

    0.038

    0.053

    0.062

    0.069

    0.080

    j3

    1.73

    1.84

    1.70

    1.52

    0.92

    0.63

    0.20

    0.12

    V số 4

    47.39

    71.08

    118.46

    142.17

    189.54

    213.24

    236.93

    260.62

    D4

    0.359

    0.368

    0.363

    0.348

    0.301

    0.250

    0.202

    0.145

    f

    0.018

    0.018

    0.034

    0.042

    0.059

    0.067

    0.078

    0.088

    j4

    1.47

    1.55

    1.36

    1.16

    0.59

    0.35

    0.17

    0.07

    V số 5

    51.26

    76.89

    128.16

    153.79

    205.05

    230.68

    256.31

    289.94

    D5

    0.330

    0.338

    0.328

    0.312

    0.252

    0.209

    0.160

    0.092

    f

    0.018

    0.018

    0.037

    0.046

    0.065

    0.075

    0.086

    0.10

    j5

    1.21

    1.28

    1.02

    0.80

    0.42

    0.24

    0.14

    0.03

    V số 6

    56.39

    84.58

    140.97

    169.17

    225.56

    253.75

    281.94

    309.

    D6

    0.299

    0.304

    0.289

    0.269

    0.204

    0.159

    0.106

    0.046

    f

    0.018

    0.020

    0.041

    0.051

    0.072

    0.085

    0.097

    0.1164

    j6

    0.95

    0.98

    0.65

    0.38

    0.29

    0.15

    0.09

    0

     

    – Đồ thị gia tốc(vẽ trên giấy Ao kẻ ly).

        2.Lập đồ thị xác định gia tốc của ô tô

    Nhận xét:  Vmax =  309 km/h

    – Ở tốc độ của ô tô Jvmax = 0 vì xe không còn khả năng tăng tốc.

    – Do ảnh hưởng của hệ số di1 nên j2 (gia tốc ở tay số 2) > j1 (gia tốc ở tay số 1).

    II. Xác định thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc.

    1. Biểu thức xác định thời gian tăng tốc

              – Từ CT : j =  suy ra dt =

         – Suy ra:Khoảng thời gian tăng tốc từ v1 v2 của ô tô là:

    t1,2=.dv

    – Bảng giá trị gia tốc ngược

    V số 1

    37.59

    56.39

    93.98

    112.78

    150.37

    169.17

    187.96

    206.76

    j1

    2.25

    2.38

    2.34

    2.20

    1.64

    1.25

    0.78

    0.21

    1/j1

    0.44

    0.42

    0.43

    0.45

    0.61

    0.8

    1.28

    4.76

    V số 2

    40.57

    60.85

    101.42

    121.7

    162.27

    182.55

    202.84

    223.12

    j2

    1.95

    2.07

    1.98

    1.83

    1.26

    0.85

    0.38

    0.18

    1/j2

    0.51

    0.48

    0.51

    0.55

    0.79

    1.18

    2.63

    5.55

    V số 3

    43.71

    65.57

    109.28

    131.14

    174.85

    196.71

    218.56

    240.42

    j3

    1.73

    1.84

    1.70

    1.52

    0.92

    0.63

    0.20

    0.12

    1/j3

    0.59

    0.54

    0.59

    0.66

    1.09

    1.59

    5.00

    8.33

    V số 4

    47.39

    71.08

    118.46

    142.17

    189.54

    213.24

    236.93

    260.62

    j4

    1.47

    1.55

    1.36

    1.16

    0.59

    0.35

    0.17

    0.07

    1/j4

    0.68

    0.65

    0.74

    0.86

    1.69

    2.86

    5.88

    14.28

    V số 5

    51.26

    76.89

    128.16

    153.79

    205.05

    230.68

    256.31

    289.94

    j5

    1.21

    1.28

    1.02

    0.80

    0.42

    0.24

    0.14

    0.03

    1/j5

    0.83

    0.78

    0.98

    1.25

    2.38

    4.17

    7.14

    33.33

    V số 6

    56.39

    84.58

    140.97

    169.17

    225.56

    253.75

    281.94

    309.

    j6

    0.95

    0.98

    0.65

    0.38

    0.29

    0.15

    0.09

    0

    1/j6

    1.05

    1.02

    1.53

    2.63

    3.45

    6.67

    11.11

    		  

    -Đồ thị gia tốc ngược  ( vẽ trên giấy Ao kẻ ly ).

     

     

     

     

    1. Thời gian tăng tốc của ô tô.

    Áp dụng phương pháp tính gần đúng chia đồ thị 1/j thành k phần với :

    : là thời gian tăng tốc từ

    Với

    Suy ra thời gian tăng tốc toàn bộ

     : là số khoảng chia vận tốc từ

     là vận tốc trung bình thứ i

     : là vận tốc tại thời điểm i ( km/h)

     là vận tốc tại thời điểm i-1 ( km/h)

     

              4.Quãng đường tăng tốc của ô tô

    1. Biểu thức tính quãng đường tăng tốc

    Áp dụng công thức tính quãng đường :

     

    Từ phương pháp tính gần đúng ta có :

    Chia vận tốc từ  thành n khoảng ta có :

     

    Trong đó :

     là quãng đường tăng tốc được trong khoảng thời gian

     : giá trị trung bình của vận tốc tại thời điểm thứ i

    Tổng quãng đường tăng tốc :       

         Bảng 12: Tính giá trị thời gian và quãng đường tăng tốc

    tay số 1

    Vi-1- Vi

    037.59

    37.5956.39

    56.3993.98

    		  
     

    Jtb

    1.13

    2.32

    2.36

    		  
     

    ∆t

    9.24

    2.25

    4.42

    		  
               
     

    ∆s

    173.67

    105.73

    332.32

    		  
               

    tay số 2

    Vi-1- Vi

    93.98101.42

    101.42162.27

    162.27 202.84

    		  
     

    Jtb

    2.16

    1.62

    0.82

    		  
     

    ∆t

    0.96

    10.43

    13.74

    		  
               
     

    ∆s

    93.79

    1375.14

    2508.31

    		  
               

    tay số 3

    Vi-1- Vi

    202.84218.56

    		    
     

    Jtb

    0.29

    		    
     

    ∆t

    15.06

    		    
             
     

    ∆s

    3173.14

    		    
             

    tay số 4

    Vi-1- Vi

    218.56236.93

    		    
     

    Jtb

    0.19

    		    
     

    ∆t

    26.86

    		    
             
     

    ∆s

    6117.23

    		    
             

    tay số 5

    Vi-1- Vi

    236.93 256.31

    		  
     

    Jtb

    0.16

    		  
     

    ∆t

    33.65

    		  
           
     

    ∆s

    8298.76

    		  
           

    tay số 6

    Vi-1- Vi

    256.31281.94

    281.94309.

    		  
     

    Jtb

    0.12

    0.05

    		  
     

    ∆t

    59.33

    150.33

    		  
             
     

    ∆s

    15967.19

    44418

    		  
             
                   

     37.6 (s);  5413(m)
    5. Đồ thị thời gian tăng tốc và quáng đường tăng tốc     ( vẽ trên giấy Ao kẻ ly ).

     

    Nhận xét:

    Vì trong quá trình tính toán còn có cả thời gian và quãng đường sang số. Nên trong quá trình vẽ đồ thị ta nên bỏ qua các thời gian va quãng đường đó.

     

     

    KẾT LUẬN

        Việc tính toán động lực kéo của ô tô chỉ có ý nghĩa về mặt lí thuyết do tính tương đối của các phép tính,và sự lựa chọn các hệ số trong quá trình tính toán không chính xác so với thực tế.Trong thực tế ,việc nghiên cứu đánh giá chất lượng kéo của ô tô  được thực hiện trên đường hoặc trên các bệ thử chuyên dùng.

    ***************************************************************

     

    Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

    [sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]
  • Đồ án chi tiết máy 2019

    Đồ án chi tiết máy 2019

    Đồ án chi tiết máy 2019

    Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

    Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

    (Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

    Đề cương liên quan: Luật bất thành văn trong quản lý hoạt động nhóm

    [toc]

    [pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/07/%C4%90%E1%BB%93-%C3%81n-Chi-Ti%E1%BA%BFt-M%C3%A1y.pdf[/pdfviewer]

    Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Đồ án chi tiết máy 2019

     

    Đồ án môn học

     

     

     

     

     

     

     

    CHI TIẾT MÁY
    TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ

                       KHOA CƠ KHÍ

                          ***                                  ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

                    Đề Số: 10                                    

                                             THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BÁNH RĂNG TẢI

     

     

    1. Động cơ 3. Hộp giảm tốc  4.Bộ truyền đai                € thang
    2. Nối trục đàn hồi      5. Băng tải       € dẹt

    Số Liệu Cho Trước :        

     

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    STT

    Sinh viên thiết kế

    Lực kéo băng tải

    F (N)

    Vận tốc băng tải

    V (m/s)

    Đường kính tang

    D (mm)

    Thời hạn phục vụ

    lh (giờ)

    Số ca làm việc Soca

    Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài α (o)

    Đặc tính làm việc

    5

    Nguyễn Bá Anh Hào

    14000

    0.7

    400

    10000

    1

    38

    Va đập

                                                                                             

     Khối Lượng Thiết Kế :

                 

                1/ Bản vẽ lắp hộp giảm tốc – khổ A0

                 

                2/ Bản vẽ chế tạo chi tiết – khổ A3

     

                3/ 1 bản thuyết minh  (Kèm theo đĩa CD)

     

                Giáo viên hướng dẫn : NGUYỄN THANH TÂN

     

    PHẦN I: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC

    I. Chọn động cơ điện

    1. Chọn kiểu, loại động cơ

    Đây là trạm dẫn động băng tải nên ta chọn động cơ: 3 pha không đồng bộ roto lồng sóc, do nó có nhiều ưu điểm cơ bản sau:

    – Kết cấu đơn giản, giá thành thấp.

    – Dễ bảo quản và làm việc tin cậy.

    2. Chọn công suất động cơ

    Công suất của động cơ được chọn theo điều kiện nhiệt độ, đảm bảo cho khi động cơ làm việc                                     nhiệt độ sinh ra không quá mức cho phép. Muốn vậy, điều kiện sau phải thoả mãn:

          (KW)

     – công suất định mức của động cơ.

    – công suất đẳng trị trên trục động cơ.

    Do ở đây do chế độ làm việc êm nên tải trọng là không đổi :

     

    – công suất làm việc danh nghĩa trên trục  động cơ

     – Giá trị công suất làm việc danh nghĩa trên trục công tác:

     =   (KW) (2.11)[I]          

    Ft – lực vòng trên trục công tác (N);

    V – vận tốc vòng của băng tải    (m/s).

     – hiệu suất chung của toàn hệ thống.

    Theo bảng 2.3[I] ta chọn:

     = 0,96        –  Hiệu suất bộ truyền đai

    = 0,97         –  Hiệu suất bộ truyền bánh răng

     = 0,99       –  Hiệu suất của mỗi cặp ổ lăn

     =  1                                   –  Hiệu suất khớp nối

     P  = 14000 (N)

     V = 0,7 (m/s)

    Þ  = 0,96.0,972.0,994.1 = 0,868

    Công suất cần thiết là:

     

    Suy ra, công suất làm việc danh nghĩa trên trục  động cơ:

                  (KW)

                     (KW)

    3. Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ nđb

    Tính số vòng quay của trục công tác

    – Với hệ dẫn động băng tải:

                    (v/ph)                                                                    D – đường kính tang dẫn của băng tải (mm);

        v – vận tốc vòng của băng tải       (m/s)

    4. Chọn động cơ thực tế

    Qua các bước trên ta đã xác định được:                

    Căn cứ vào những điều kiện trên tra bảng phụ lục P1.1; P1.2: P1.3[I]:

    Các thông số kỹ thuật của động cơ, ta chọn động cơ4A160M8Y3. Bảng các thông số kỹ thuật của động cơ này.

    Kiểu động cơ

    Công suất KW

    Vận tốc quay (v/ph)

    		        

    4A160M8Y3

    11

    730

    0,75

    87

    2,2

    1,4

     

    5. Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ:

    1. Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ

    Khi khởi động, động cơ cần sinh ra một công suất mở máy đủ lớn để thắng sức ỳ của hệ thống.

     Vậy:

                       (KW)

    – Công suất mở máy của động cơ 

     =2,2  Hệ số mở máy của động cơ

    – Công suất ban đầu trên trục động cơ

    Từ các công thức trên ta tính được:

       (KW)     

             (KW)

    Kbd – Hệ số cản ban đầu;ta chọn Kbd =1,5

    Ta thấy: . Vậy động cơ đã chọn thoả mãn điều kiện mở máy.

    1. Kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ

    Ở đây chế độ  làm việc êm nên tải trọng là không đổi nên ta không cần kiểm tra quá tải cho động cơ.

             II. Phân phối tỉ số truyền

    Việc phân phối tỷ số truyền Ich cho các cấp bộ truyền tong hộp có ảnh hưởng rất lớn đến kích thước và khối lượng trong hộp giảm tốc 

    Thỏa mản nguyên tăc sau :

    +Phân phối tỷ số truyền I ch sao cho các bộ truyền có kíchthươc nhở gọn

    +Phân phối tỷ số truyền sao cho việc bôi trơn dể nhất

     Ta có :

    ichung=

    =  v/p  (v=)

       Mà :ih = ing.itr = iđ.it = iđ.inh.ichậm

       Chọn  iđ=1,82 ta có : it==

       Bộ truyền cấp nhanh (bộ truyền bánh răng nón răng thẳng): inh

       Bộ truyền cấp chậm (bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng): ichậm

       Trong điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc bằng phương pháp     ngâm dầu 

        lấy inh =0,22it => choün inh = 0,22.11,97=2,63

     => inh =

    Tỉ số truyền chung của toàn hệ thống:  

    Trong đó: ndc – số vòng quay của động cơ đã chọn (v/ph)

    nct  – số vòng quay của trục công tác (v/ph)

    Ta có:     

    Với:     ung – tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp

    uh – tỉ số truyền của hộp giảm tốc uh = u1.u2

    u1, u2 – tỉ số truyền của các bộ truyền cấp nhanh và cấp chậm

    1. Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài hộp

    Hệ dẫn động gồm hộp giảm tốc hai cấp đồng trục nối với 1 bộ truyền xích ngoài hộp.

     

    Chọn ung = ux = 3

    2. Tỉ số truyền của các bộ truyền trong hộp giảm tốc

                    uh = u1.u2

    Đối với hộp giảm tốc 2 cấp đồng trục ta tính TST  theo công thức:

    III. Xác định các thông số trên các trục

    1. Tính tốc độ quay của các trục (v/ph)

    – Tốc độ quay của trục I:                                 (v/ph)

    – Trong đó  là tỉ số truyền của khớp nối

    – Tốc độ quay của trục II:                               (v/ph)

    – Tốc độ quay của trục III:                            (v/ph)

    – Tốc độ quay của trục IV:                          (v/ph)

              2. Tính công suất trên các trục (KW)

    – Công suất danh nghĩa trên trục động cơ:

                                                                                   (KW)

    – Công suất danh nghĩa trên trục I:

                      (KW)

    – Công suất danh nghĩa trên trục II:

                            (KW)

    – Công suất danh nghĩa trên trục III:

                                         (KW)

    – Công suất danh nghĩa trên trục IV:

                                           (KW)

    3. Tính mômen xoắn trên các trục (Nmm)

    –Mô men xoắn trên trục thứ k được xác định theo công thức sau:

     

    – Mômen xoắn trên trục động cơ:

                                      (Nmm)

    – Mômen xoắn trên trục I:

                                      (Nmm)

    – Mômen xoắn trên trục II:

                                        (Nmm)

    – Mômen xoắn trên trục III:

                                          (Nmm)

    – Mômen xoắn trên trục IV:

                                         (Nmm)

    4. Lập bảng số liệu tính toán:

     

    Tham số

    Trục

    Đ/cơ

    I

    II

    III

    Công tác

    i

    Iđ = 1,82

    Inh= 2,63

                     Ich= 4,55

                             4,55

     

     Công suất (kw)

    11,3

    11,187

    10,7

    10,3

    9,8

     Tỷ số truyền

    		  

    3

    4,7

    3,1

    1

    		  

    Số vòng quay(v/ph)

    730

    730

    270

    100

    33,4

     Mô men (Nmm)

    147829

    146351

    378463

    983650

    2802096
                               

     

    PHẦN II: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG

    I. Tính toán thiết kế các bộ truyền trong hộp

    1. Chọn vật liệu cặp bánh răng côn và cặp bánh răng trụ

    Do hộp giảm tốc ta đang thiết kế có công suất trung bình, nên chọn vật liệu nhóm I có độ cứng HB < 350 để chế tạo bánh răng.

    Đồng thời để tăng khả năng chạy mòn của răng,nên nhiệt luyện bánh răng lớn đạt độ rắn thấp hơn độ rắn bánh răng nhỏ từ 10 đến 15 đơn vị độ cứng.

     

    – Dựa vào bảng 6.1, [I]: Cơ tính của một số vật liệu chế tạo bánh răng, ta chọn:

    Cặp bánh răng trụ:

    Loại bánh răng

    Nhãn hiệu thép

    Nhiệt luyện

    Kích thướt S(mm) không lớn hơn

    Độ rắn

    Giới hạn bền  (Mpa)

    Giới hạn chảy  (Mpa)

    Bánh răng nhỏ

    45XH

    Tôi cải thiện

    100

    HB 230300

    850

    600

    Bánh răng lớn

    45X

    Tôi cải thiện

    100

    HB 230280

    850

    650

    2. Xác định ứng suất cho phép

    Ứng suất tiếp xúc cho phép  và ứng suất uốn cho phép xác định theo các công thức sau:

                                                                                            (6.1)[I]

                                                                                            (6.2)[I]

    ZR – Hệ số xét đến độ nhám mặt răng làm việc.

    ZV – Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng.

    KXH – Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng.

    YR – Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng.

    YS – Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu với tập trung ứng suất.

    KXF – Hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn.

    Chọn sơ bộ:  và  nên ta có:

                                                                                                         (6.1a)[I]

                                                                                                    (6.2a)[I]

    Trong đó: và : lần lượt là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kì cơ sở.

    Giá trị của chúng được tra trong bảng 6.2, [I].

    Chọn độ rắn       

                                                                                                            (MPa)

                                                                                                             (MPa)

    Vậy    

    Bánh nhỏ:2.290+70=650                                                   (MPa)

                   1,8.290=522                                                              (MPa)

    Bánh lớn:2.280+70=630                                                     (MPa)

                   1,8.280=504                                                               (MPa)

    • KFC: Hệ số xét đến ảnh hưởng của việc đặt tải.

    Vì hệ dẫn động ta thiết kế, tải được đặt một phía (bộ truyền quay 1 chiều) [ KFC =1

    • KHL,FL: Hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ và chế độ tải trọng, được xác định theo công thức sau:

                                                                                               (6.3)[I]

                                                                                                  (6.4)[I]

    Với:

    -mH, mF: bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn.

    Vì vật liệu ta chọn làm bánh răng có HB < 350 nên: mH = mF = 6

     -NHO: số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc.

     (HHB – Độ rắn Brinen)                                                                   (6.5)[I]

    : số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc của bánh răng nhỏ.

    : số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc của bánh răng lớn

     

    NFO: số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn

    Với tất cả các loại thép thì: NFO = 4.106

    NHE, NFE: số chu kì thay đổi ứng suất tương đương.

    Vì ở đây bộ truyền chịu tải động tĩnh nên:

    NHE = NFE = N = 60.c.n.tS                                                                                                                    (6.6)[I]     

    Với: c, n, tS lần lượt là số lần ăn khớp trong một vòng quay, số vòng quay trong 1 phút và tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét.

    Ta có:c=1

      (giời)

    – Trong  bộ truyền bánh răng cấp nhanh:

    Bánh nhỏ có:n1 =730 (v/ph) nên:

    Bánh lớn có:n2 = 270 (v/ph) nên:

    – Trong bộ truyền bánh răng cấp chậm:

    Bánh nhỏ có:n3 = 100  (v/ph) nên:

    Bánh lớn có:n4 = 33,4(v/ph) nên:

    Vậy:

    – Bộ truyền bánh răng cấp nhanh có:

    >lấy 

    >lấy 

    >lấy 

    >lấy 

    – Bộ truyền bánh răng trụ cấp chậm có:

    >lấy 

    >lấy 

     

    SH,SF: Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn, tra bảng 6.2 ta có ứng với vật liệu đã chọn thì:

    SH = 1,1; SF = 1,75

    Từ đó ta xác định được sơ bộ ứng suất cho phép của bánh răng.

              =590                                                               (MPa)

              =298                                                    (MPa)

              =573                                                                 (MPa)

              =288                                                      (MPa)

    Vì vậy, ứng suất tiếp xúc cho phép là: ==573(MPa).

    Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải:

                                (MPa)                               (6.13)[I]

    Ứng suất uốn cho phép khi quá tải (vật liệu có HB<350) là:

              =0,8.650=520                                                                   (MPa)

             =0,8.600=480                                                                  (MPa)

              3.Tính toán cấp chậm ,bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng :

              a.Tính khoảng cách trục:

              aw1 =Ka(u+1)                                                                        (6.15a)[I]

    Tra bảng 6.6   =0,25…0,4 ,chọn      = 0,3.Bánh răng thẳng Ka =49,5.

    Theo (6.16)

      = 0,53.0,3.(2,7+1)=0,6 bảng (6.7) ,tra theo đồ 4

      = 1,01

    aw1 = (mm)

              b.Xác định các thông số ăn khớp :

     Lấy  aw1 = 210 (mm)

     từ đó   m = (0,01..0,02)aw1 = (0,01..0,02) .210= 2,1..4,2                                  (6.17)[I]

    Chọn môdun tiêu chuẩn m = 2,5

     z1 =    chọn z1 =45

     z2 = .45=2,7.45=121  chọn z2 = 121

    Do đó

    aw =

    Có tỉ số truyền thực   ut = =3

    Vì  45 theo bảng 6.9[I] ta chọn hệ số dịch chỉnh = 0

    cos                                               (6.27)[I]

     

                c.Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc : 

    Do hệ thống bánh răng được đậy kín trong hộp ( môi trường không bụi) và được bôi trơn đầy đủ.Vậy dạng hỏng nguy hiểm nhất thường gặp là tróc rỗ bề mặt, nên cơ sở chọn độ bền tiếp xúc để thiết kế kiểm nghiệm hệ thống dẫn động bánh răng:

                                                                              (6.33)[I]

    Trong đó:  hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp trong bảng 6.5

                     số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc

    Bảng 6.5     ZM = 274 (MPa1/3)

                   ZH =                                                      (6.34)[I]

                 hệ số kể đến sự trùng khớp của răng

     hệ số trùng khớp dọc

     hệ số trùng khớp ngang

     =

     

                  Ze                                                                       (6.36a)[I]

    Đường kính vònh lăn bánh nhỏ

                dw1 =                  

                v                                                                            (6.40)[I]

    Theo bảng  (6.13) ,chọn cấp chính xác 9,tra bảng 6.16 hệ số làm việc êm g0 =73

                                                                        (6.42)[I]

                hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp

                dH = 0,006 tra theo bảng  (6.15)

                KHv = 1 +                                                                                     (6.41)[I]

                 chiều rộng vành răng

                bw  = Yba .aw2=0,3232,5 = 70 (mm) 

                KHb  = 1,0 ,KHa= 1

                 hệ số kể đến ảnh hưởng của tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp

                KHv  = 1 +  

                KH  = KHb . KHa . KHv =1,01.1.1,01=1                                                                       (6.39)[I]

                                                                       (6.33)[I]

     

                [                                                                                    (6.1)[I]

    – hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc

    Với  cấp chính xác về mức tiếp xúc là 9, khi đó cần gia công đạt độ nhám: Ra = 2,5 … 1,25 mm Þ ZR = 0,95

    – hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng,ta có v = 0,6 < 5 (m/s) nên lấy

    – hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thướt bánh răng

    Lại có  da <700 mm KXH =1

    [sH] = 573.0,95.1.1.1 = 544,4 (Mpa)

      Vậy kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc đạt yêu cầu

                d.Kiểm nghiệm  răng về độ bền uốn :

                                                                           (6.43)[I]                                                                         

                                                                                               (6.44)[I]                                                                        – hệ số kể đến sự trùng khớp của răng              

    -hệ số kể đến độ nghiêng của răng, đối với răng thẳng

    -hệ số dạng răng của bánh 1, 2. Tra bảng 6.18[I] ta có:

     

    K­F– hệ só tải trọng vêt uốn

    K­F = KFb . KFa . KFv

                                                                                                   (6.46)[I]

                                                                                                                (6.47)[I]

    go = 73

     – hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp.                                    bảng(6.15)[I]

     

    KFa =1

    KFb = 1,23                                                                                                                         (6.7)[I]  

    K­F = KFb . KFa . KFv  = 1,23.1.1,05 = 1,3

     (Mpa)                                                 

                      (Mpa)                                                             

    Vậy kiểm nghiệm về độ bền uốn đạt yêu cầu.

                e.Kiểm nghiệm răng về quá tải:             

                                                                                          (6.48)[I]

     

    Vậy bộ truyền thỏa mãn điều kiện quá tải

                g.Các thông số bộ truyền

    Dựa theo bảng 6.11[I] ta tính

     

    Bánh răng 1

    Bánh răng 2

    Khoảng cách trục, aw

     

    210 mm

    Môđun pháp, m

     

    2,5 mm

    Chiều rộng, bw

     

    72 mm

    72 mm

    Tỉ số truyền, u

     

    2,7

    Số răng, z1, z2

     

    45

    121

    Hệ số dịch chỉnh răng

     

     

     

    0

    0

    Đường kính lăn,

     

    65 mm

    175,5 mm

    Đường kính đỉnh răng,

     

    70 mm

    180,5 mm

    Đường kính đáy răng,

     

    58,75 mm

    169,25 mm

    Đường kính chia, d

     

    d 1= mm

    175,5 mm

     

              4. Tính toán truyền động bánh răng trụ răng thẳng (cấp mhanh)

    Vì trong hộp giảm tốc 2 cấp đồng trục có khoảng cách trục của bộ truyền cấp nhanh và cấp chậm bằng nhau nên ta chọn các thống bộ truyền như phần trên.

    Vì momen xoắn trên trục ở bộ truyền cấp chậm bao giờ cũng lớn hơn ở cấp chậm, ta cũng đã kiểm tra bền cho bánh răng ở cấp chậm rồi nên bánh răng ở cấp nhanh không cần kiểm nữa.Ta chỉ cần tính lại vận tốc và cấp chính xác

    v                                                                                     (6.40)[I]

    Theo bảng  (6.13) ,chọn cấp chính xác 8,tra bảng 6.16 hệ số làm việc êm g0 =56                             

    Với  cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8, khi đó cần gia công đạt độ nhám: Ra = 2,5 … 1,25mm

     

    PHẦN III : THIẾT  KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI

                         THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI DẸT

    I.Giới thiệu:

    – Truyền động đai là truyền động ma sát giữa đai và bánh đai. Ưu điểm của bộ truyền đai là làm việc không ồn, thích hợp với vận tốc lớn. Đai không làm việc được trong điều kiện ẩm ướt

    – Chọ loại đai :

    – Ta chọn loại đai dẹt vật liệu là vải cao su dày là loại có sứ bền tính đàn hồi cao ít chịu ảnh hưởng của độ ẩm nhiệt độ, vận tốc truyền cao.

    II.Các bước thiết kế bộ truyền đai :

    + Giai đoạn I : Nghiêng cứu các yêu cầu của bộ truyền

    Ta thiết kế bộ truyền đai dẹt để dẫn truyền công suất từ động cơ đến hộp giảm tốc với tỷ số truyền của đai là số vồng quay của truc dẫn là n=730 v/p

    Trục bị dẫn là n=270v/p

    Đai làm việc trong nhiệt đọ và môi trường khô vận tốc khá lớn ta thiết kế bộ truyền đai theo hai phương án sau đó chọn một phương án hợp lý.

    + Giai đoạn II :

    Xác định các thông số hình học của đai

    1.Xác định đường kính bánh đai.

    Ta có sơ đồ đọng có A là khoảng cách trục D1,D2 là đường kính bánh đai nhỏ và bánh đai lớn , là góc ôm bánh nhỏ và bánh lớn

     A  =      (I1CT5-2T83)

    1. Đường kính bánh đai nhỏ.

    Theo công thức D1=(11001300)  (I1 CT(5-6)_T84)

    Với N1  công suất trục dẫn kw

      n1   Số vòng quay trong một phút của bằng số vòng quay của động trục bị dẫn cơ

    Phương án 1: chọn D1=1100=1100.  mm

    Phương án 2 : chọn D1=1300 =1300 =324mm

    Kiểm tra vận tốc theo điều kiện V= (I1CT5-7T84)

    Ta có : PA1:V= 

                PA2:V=    

    Cả hai phương án đều thỏa mãn điều kiện

    Ta có : D2 =i.D1

                 Phương án 1:    D2 =1,82.274=498 mm

                Phương án 2:    D2 =1,82.324 =589mm

    Tính số vòng quay trục

                n2­= choün =0,1

    Phương án 1: n2=     

    Phương án 2: n2=

    1. Xác định chiều dài đai.

    Ta có : Lmim=(I­1  CT(5-9)  T85)

    umax  Là số vòng chạy lần nhất trong một giây của đai umax(35) chọn umax=3

    Lmin=  ( PA1)

    Lmin= ( PA2)

    Thay Lvà D1,D2 vàocông thức A ta được:

     

    – Kiểm tra điều kiện A2(D1+D2)   (I1  CT(5-10)T86)

    Phương án 1: 1138>2(274+498)=1544mm                                                                                                        

    Phương án 2: 1377>2(324+589)=1826mm   

    Thỏa mãn

    – Kiểm tra theo điều kiện góc ôm :

    Phương án 1:   (I1  CT(5-11)T86)

     

    Phương án 2:  

    Cả hai đều thỏa mãn điều kiện

    Tính lại L : L=(I1 CT5-1 T83)

    Phương án 1: L = (mm)

    Phương án 1: L=  ( mm)

    Để xác định chiều rộng đai ta xác định theo điều kiện bền mòn b         (I1 CT5-13 T86)

    Chiều dài đai  chọn theo tỷ số (I1 CT5-12 T86)

    Ta có :        ( PA1)

     

                 (PA2)

    Chọn ứng suất công ban đầu ,Theo(I1 B5-7 T89 ) có

    ct: Hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ trọng tải

    c Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ôm

    cv  Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc

    cb Hệ số xét đến ảnh hưởng của bộ truyền

    Theo(I1 B5-7,5-8,5-6T90,89)ta coï ct=0,8 c=0,97,cv=0,9, cb=1

    Phương án 1:                   b

     

    Phương án 2:               b

    Chiều rộng B của bánh đai

    B=1,1b+( 10)(I1 CT,5-14T91)

    Phương án 1: B=1,1.96+10=115,6(mm) ta láúy B=125(mm)

    Phương án 2: B=1,1.114+10 =135,4mm láúy  B=140mm

    Xác định lực căng đai

    S0=(I1 CT,5-16  T91)

    Phương án 1: S0=1,8.4,3.96=743.04N

    Phương án 2: S0=1,8.5,08.114=1072N

    Lực tác dụng lên trục : R=3S0.sin   (I1 CT5-17T91)

    R1=3.487,6 sin

     R2=3.1072. sin 

    Giai đoạn III :

    Qua hai phương án thiết kế ta thấy cả hai phương án đều thỏa mãn tuy nhiên ta phải chọn  phương án một vì phương án này làm bộ truyền đai có kích thướt nhỏ gọn

    Vậy ta đã thiết kế bộ truyền đai với các thong số hình học

    Khoảng cách trục A=1138 chiều dài đai L=3499mm

    Góc ôm  chiều rộng đai b=63 chiều dài đai là 8,1mm

    Bánh đai : Đường kính bánh đai nhỏ D1=274mm,D2=498mm

    Lực căng đai S0=743,04N ,Râ=1453,4

    Ta có kết cấu bánh đai như hình vẽ :

     

     

    IV. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC

     

             1.Thông số khớp nối trục đàn hồi

    Do khớp nối truyền công suất tương đối lớn nên ta chọn cách nối trục vòng đàn hồi. Tđc= 147829 (Nmm). Khi đó tra bảng16.10a các kích thước cơ bản của nối trục vòng đàn hồi được tra theo mômem xoắn.    

                T =500 (M.m)                 d = 40 (mm)                   D = 170 (mm)

                dm = 80  (mm)                 L = 175 (mm)                 l = 110 (mm) 

                d1 = 71 (mm)                  Do = 130 (mm)               Z = 8

                nmax = 3600                     B = 5                              B1 =70

                l1 = 30 (mm)                   D3  = 28 (mm)                l2 = 32(mm)

              2. Thiết kế trục

                a.Chọn vật liệu

    Chọn vật liệu chế tạo trục I, II, III trong hộp truyền giảm tốc là thép 35 có

    sb = 600 MPa , ứng suất xoắn cho phép [t] = 15..30 Mpa

                b.Tính đường kính sơ bộ

                d =                                                                                             (10.9)[I]

    []-ứng suất xoắn cho phép []= 15…30 Mpa, lấy số nhỏ đối với trục vào của hộp giảm tốc, trị số lớn đối với trục ra

                 d1 =

                 d2 =

                d3 =

    Ở đây do trục I (d1) nối với động cơ điện 4A160M8Y3 có đường kính trục dđc =42 mm.

     d1=(0,8..1,2) dđc = (0,8..1,2).42 = 36.6…50,4 mm.

    Vậy chọn d1 = 35 mm.

                c.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực.

    Dựa theo bảng 10.2, 10.3 [I] ta chọn

                mm                                       mm                                                 mm

                mm                                      mm

    Tra bảng (10.4),(10.3)[I], kết quả tính được khoảng cách lki  trên trục thứ k từ gối đỡ 0 đến chi tiết quay thứ i như sau:

                l12 = – lc12 = 0,5.(lm12 + b0) + k3 +hn = 78,25 mm

                l13 = 0,5(lm13 + b0) + k1 +k2 = 69,5 mm

                 2.55,5 = 139 mm

    ­            l22 = 0,5(lm22 + b0) + k1 +k2 = 74,3 mm

                l23 = l11 +k1 + b0+ l32 = 259 mm

                l21 = l23 + l32 = 343 mm                             

                l32 = 0,5(lm32+ b0) + k1 +k2 = 0,5(1,5.60+19)+10+15 = 84 mm

                l31 = 2 l32 = 84.2 = 168 mm

                l33 = l31 +0,5.(lm33 + b0) +k3 + hn = 262

                d.Xác định trị số và chiều của các lực từ chi tiết quáy tác dụng lên trục:

    Ta có sơ đồ bố trí hộp giảm tốc như hình (10.9)[I]

    `

    Lực từ đai tác dụng lên trục 1 hướng theo phương y có trị số là:

    Fy12 = 1453 N.

    Theo phương y có trị số là

    Fx12 = 3185 N

    Lực tác dụng của khớp nối trục đàn hồi tạo ra: Fx33= (0,2 ¸ 0,3) Fr ; Fr = 2TIII/D0 ,

    Tra bảng 16.10a  ta chọn D0 = 71 mm: Fx33 = 2459 N

    Lực tác dụng khi ăn khớp trong các bộ truyền được chia làm ba thành phần:

    Fx: Lực vòng.

    Fy: Lực hướng tâm.

    Fz: Lực dọc trục.

    Với trục 1:

    Fx13=

    Fy13 =

    Fz13 =

    Với trục 2:

    Fx22=  – Fx13 =  4503 N

    Fy22=  – Fy13 =  2600 N    

                Fz22=  – Fz13 =  0 N

    Với trục 3:

    Fx32=  – Fx23 =  11645 N

    Fy32=  – Fy13 = – 6723 N

    Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục. Khi đó ta có các biểu đồ Momen và các giá trị tương ứng trên các vị trí, khi tính toán momen uốn tổng và các momem tương đương tại các thiết diện ta tiến hành làm tròn, các kết qủa có sai số đó được bù bằng hệ số an toàn khi các trục được kiểm nghiệm. Tính phản lực tác dụng lên các gối đỡ:

    Với trục 1:

     

     Flx11 =

     

    Momen uốn tổng tại các thiết diện và mômen tương ứng(với các tiết diện 0, 1, 3: lần lượt là các tiết diện từ trái sang phải ứng với các trục tương ứng:

    Đường kính trục tại các thiết diện tương ứng khi tính sơ bộ:

    Khi đó theo tiêu chuẩn và điều kiện công nghệ và điều kiện bền ta chọn thông số các đường kính trục tại các thiết diện tương ứng là: d12 =40 mm, d11 = 45 mm và d13 = 48mm.Khi tính toán lắp bánh răng lên trục 1 ta dùng then bằng để truyền momen xoắn.Khi đó theo TCVN 2261- 77 ta có các thông số về các loại then được lắp trên các trục như sau:

    Đường kính trục

    Kích thướt tiết diện

    Chiều sâu rãnh then

    Bán kính góc lượn của rãnh

    b

    h

    t1

    t2

    nhỏ nhất

    lớn nhất

    45

    14

    9

    5,5

    3,3

    0,25

    0,4

    40

    12

    8

    5

    3,3

    0,25

    0,4

    48

    14

    9

    5,5

    3,3

    0,25

    0,4
                   

    Với trục 2:

    = 9768 N               

    = -(7000 + 4503 – 11645) = 31110 N                   

    Momen uốn tổng tại các thiết diện và mômen tương ứng:

    Đường kính trục tại các thiết diện tương ứng khi tính sơ bộ:

    Khi đó theo tiêu chuẩn và điều kiện công nghệ ta chọn thông số các đường kính trục tại các thiết diện tương ứng là: d21 =40 mm, d22 = 45 mm và d23 = 48 mm 

    Trên trục 2 ta cũng dùng then bằng để truyền momen. Khi đó theo TCVN 2261- 77 có các thông số về các loại then được lắp trên các trục như sau:

     

    Đường kính trục

    Kích thước thiết diện

    Chiều sâu rãnh then

    Bán kính góc lượn của rónh

    b

    h

    t1

    t2

    nhỏ nhất

    lớn nhất

    40

    12

    8

    5

    3,3

    0,25

    0,4

    45; 48

    14

    9

    5,5

    3,8

    0,25

    0,4
                   

    Với trục 3:

    = 474 N            

      N         

    Khi đó ta có các biểu đồ Momen, các giá trị tương ứng trên các vị trí và sơ bộ các kích thước của trục:

    Momen uốn tổng tại các thiết diện và mômen tương ứng:

    Đường kính trục tại các thiết diện tương ứng khi tính sơ bộ:

    Khi đó theo tiêu chuẩn và điều kiện công nghệ ta chọn thông số các đường kính trục tại các thiết diện tương ứng là: d33 = 42 mm,  d31 = 60 mm, d32 = 63 mm. Các đường kính ở các đoạn trục này chỉ là tính sơ bộ nên ta chỉ sử dụng các số liệu này khi nó thoả món điều kiện bền và điều kiện an toàn khi kiểm nghiệm lại. Chọn kiểu lắp ghép: các ổ lăn lắp trên trục theo kiểu k6, lắp bánh răng, bánh xích theo k6 kết hợp với lắp then.Khi tính toán lắp bánh răng và bánh xích lên trục, dùng then bằng để truyền momen xoắn từ trục đến các chi tiết lắp trên nó.Khi đó theo TCVN 2261- 77 ta có các thông số về các loại then được lắp trên các trục như sau:

    Đường kính trục

    kích thước thiết diện

    Chiều sâu rãnh then

    Bán kính góc lượn của rãnh

    b

    h

    t1

    t2

    nhỏ nhất

    lớn nhất

    60;63

    18

    11

    7

    4,4

    0,25

    0,4

    42

    12

    8

    5

    3,3

    0,25

    0,4
                   

     

     

     

              * Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi:

    Với thép 35 có:

    Theo bảng 10.7 ta có: ,

    Trên trục I

    Các trục trong hộp giảm tốc đều quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng do đó:

     ;                                                                             (10.2)[I]

                        (10.23)[I]

    nên:     

    Trục quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỡ mạch động, do đó:

                                                                               (10.23)[I]

    với      

    nên:                    

    Xác định hệ số an toàn tại các thiết diện nguy hiểm của trục (kiểm tra điều kiện bền mỏi của trục khi thiết kế).Dựa theo kết cấu trục nhận được ta có các tiết diện nguy hiểm là tiết diện lắp bánh răng.

    Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo được độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm đó thỏa mãn điều kiện sau:     

    Trong đó: [s] – hệ số an toàn cho phép, [s] = 1,5…2,5

    khi cần tăng độ cứng thì [s] = 2,5… 3.ss , st– hệ số an toàn chỉ xét riêng cho trường hợp ứng suất pháp hoặc ứng suất tiếp, được tính theo công thức sau đây:

    ;

    trong đó : s-1, t-1: giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỳ đối xứng. sa, ta, sm, tm là biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết diện xét.

    * Xét tại tiết diện lắp bánh răng.

    Phương pháp gia công trên máy tiện , tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt Ra = 2,5 …0,63 mm, do đó theo bảng 10.8, hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt  Kx = 1,06 .Không dùng các phương pháp tăng bền bề mặt do đó hệ số tăng bền Ky =1.Theo bảng 10.12 khi dựng dao phay ngón , hệ số tập trung ứng suất tại rãnh then ứng với vật liệu sb = 600 MPa là Ks = 1,76 và Kt = 1,54.Từ bảng 10.10 với d = 48 mm, es = 0, 81, et= 0,76 xác định được tỉ số Ks/es và Kt/et tại rãnh then trên tiết diện này :

    Ks/es= 1,76/0,81 = 2,1

    Kt/et= 1,54/0,76 = 2

    Tra bảng 10.11 ứng với kiểu lắp đó chọn sb = 600Mpa và đường kính tiết diện nguy hiểm ta tra được tỉ số  

    Ks/es = 2,75

    Kt/et = 2,05

    Xác định các hệ số Ksd và Ktdtheo công thức 10.25 và ct 10.26

    và

    ,

    Với trục thép Cacbon  => ys =0,05 ; yt = 0

    Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp sstheo ct 10.20

    Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp sttheo ct 10.21

    Hệ số an toàn s theo ct 10.19

    Trục tại tiết diện lắp bánh răng thoả mãn về độ bền mỏi.

    * Tính toán kiểm nghiệm độ bền của then:

    Kiểm nghiệm độ bền của then.

    Độ bền dập công thức 9.1:      

    Độ bền cắt theo công thức 9.2:

    d  (mm)

    lt   (mm)

    bxh

    t1(mm)

    T(Nmm)

    sd (MPa)

    tc (MPa)

    48

    60

    14×9

    5,5

    146351

    10,9

    4,1

    Theo bảng 9.5với tải trọng [sd] =150 (Mpa)  và [tc] =6090  (Mpa) .Vậy mối ghép then  thỏa mãn độ bền đập và độ bền cắt.

                Trên trục II(Tại tiết diện 22)               

    Các trục trong hộp giảm tốc đều quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng do đó:

     ;                                                                                         (10.2)[I]                 (10.23)[I]

    nên:     

    Trục quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỡ mạch động, do đó:

                                                                               (10.23)[I]

    với      

    nên:        

    Xác định hệ số an toàn tại các thiết diện nguy hiểm của trục (kiểm tra điều kiện bền mỏi của trục khi thiết kế).Dựa theo kết cấu trục nhận được ta có các tiết diện nguy hiểm là tiết diện lắp bánh răng. Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo được độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm đó thỏa mãn điều kiện sau:     

    Trong đó: [s] – hệ số an toàn cho phép, [s] = 1,5…2,5 khi cần tăng độ cứng thì [s] = 2,5… 3.ss , st– hệ số an toàn chỉ xét riêng cho trường hợp ứng suất pháp hoặc ứng suất tiếp, được tính theo công thức sau đây:

    ;

    trong đó : s-1, t-1: giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỳ đối xứng.sa, ta, sm, tm là biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết diện xét.

     

    * Xét tại tiết diện lắp bánh răng.

    Phương pháp gia công trên máy tiện , tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt Ra = 2,5 …0,63 mm, do đó theo bảng 10.8, hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt  Kx = 1,06 .Không dùng các phương pháp tăng bền bề mặt do đó hệ số tăng bền Ky =1 Theo bảng 10.12 khi dựng dao phay ngón , hệ số tập trung ứng suất tại rãnh then ứng với vật liệu sb = 600 MPa là Ks = 1,76 và Kt = 1,54.Từ bảng 10.10 với d = 45 mm, es = 0, 81, et= 0,7xác định được tỉ số Ks/es và Kt/et tại rãnh then trên tiết diện này

    Ks/es= 1,76/0,81 = 2,1

    Kt/et= 1,54/0,76 = 2

    Tra bảng 10.11 ứng với kiểu lắp đó chọn sb = 600Mpa và đường kính tiết diện nguy hiểm ta tra được tỉ số  

    Ks/es = 2,75

    Kt/et = 2,05

    Xác định các hệ số Ksd và Ktdtheo công thức 10.25 và ct 10.26

    và

    ,

    Với trục thép Cacbon  => ys =0,05 ; yt = 0

    Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp sstheo ct 10.20

    Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp sttheo ct 10.21

    Hệ số an toàn s theo ct 10.19

    Trục tại tiết diện lắp bánh răng thoả mãn về độ bền mỏi.

    * Tính toán kiểm nghiệm độ bền của then:

    Kiểm nghiệm độ bền của then.

    Độ bền dập công thức 9.1: 

    Độ bền cắt theo công thức 9.2:

    d  (mm)

    lt   (mm)

    bxh

    t1(mm)

    T(Nmm)

    sd (MPa)

    tc (MPa)

    45

    67,5

    14×9

    5,5

    378463

    27,6

    7,8

    Theo bảng 9.5với tải trọng [sd] =150 (Mpa)  và [tc] =6090  (Mpa) .Vậy mối ghép then  thỏa mãn độ bền đập và độ bền cắt.

    Trên trục II(Tại tiết diện 23)               

    Các trục trong hộp giảm tốc đều quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng do đó:

     ;                                                                             (10.2)[I]

                       (10.23)[I]

    nên:     

    Trục quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỡ mạch động, do đó:

                                                                               (10.23)[I]

    với        

    nên:      

    Xác định hệ số an toàn tại các thiết diện nguy hiểm của trục (kiểm tra điều kiện bền mỏi của trục khi thiết kế).Dựa theo kết cấu trục nhận được ta có các tiết diện nguy hiểm là tiết diện lắp bánh răng. Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo được độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm đó thỏa mãn điều kiện sau:     

    Trong đó: [s] – hệ số an toàn cho phép, [s] = 1,5…2,5 khi cần tăng độ cứng thì [s] = 2,5… 3.ss , st– hệ số an toàn chỉ xét riêng cho trường hợp ứng suất pháp hoặc ứng suất tiếp, được tính theo công thức sau đây:

    ;

    trong đó : s-1, t-1: giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỳ đối xứng. sa, ta, sm, tm là biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết diện xét.

    * Xét tại tiết diện lắp bánh răng.

    Phương pháp gia công trên máy tiện , tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt Ra = 2,5 …0,63 mm, do đó theo bảng 10.8, hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt  Kx = 1,06 Không dùng các phương pháp tăng bền bề mặt do đó hệ số tăng bền Ky =1 Theo bảng 10.12 khi dựng dao phay ngón , hệ số tập trung ứng suất tại rãnh then ứng với vật liệu sb = 600 MPa là Ks = 1,76 và Kt = 1,54.Từ bảng 10.10 với d = 48 mm, es = 0, 81, et= 0,76 xác định được tỉ số Ks/es và Kt/et tại rãnh then trên tiết diện này

    Ks/es= 1,76/0,81 = 2,2

    Kt/et= 1,54/0,76 = 2

    Tra bảng 10.11 ứng với kiểu lắp đó chọn sb = 600Mpa và đường kính tiết diện nguy hiểm ta tra được tỉ số  

    Ks/es = 2,75

    Kt/et = 2,05

    Xác định các hệ số Ksd và Ktdtheo công thức 10.25 và ct 10.26

    và

    ,

    Với trục thép Cacbon  => ys =0,05 ; yt = 0 

    Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp sstheo ct 10.20

    Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp sttheo ct 10.21

    Hệ số an toàn s theo ct 10.19

    Trục tại tiết diện lắp bánh răng thoả mãn về độ bền mỏi.

     

    * Tính toán kiểm nghiệm độ bền của then:

    Kiểm nghiệm độ bền của then.

    Độ bền dập công thức 9.1: 

    Độ bền cắt theo công thức 9.2:

    d  (mm)

    lt   (mm)

    bxh

    t1(mm)

    T(Nmm)

    sd (MPa)

    tc (MPa)

    48

    75

    14×9

    5,5

    378463

    15,5

    6,3

    Theo bảng 9.5với tải trọng [sd] =150 (Mpa)  và [tc] =6090  (Mpa) .Vậy mối ghép then  thỏa mãn độ bền đập và độ bền cắt.

                *Trên trục III(Tại tiết diện 32)           

    Các trục trong hộp giảm tốc đều quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng do đó:

     ;                                                                        (10.2)[I]                                                                                                                                                                                            (10.23)[I]

    nên: 

    Trục quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động, do đó:

                                                                                           (10.23)[I]

    với      

    nên:    

    Xác định hệ số an toàn tại các thiết diện nguy hiểm của trục (kiểm tra điều kiện bền mỏi của trục khi thiết kế).Dựa theo kết cấu trục nhận được ta có các tiết diện nguy hiểm là tiết diện lắp bánh răng. Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo được độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm đó thỏa mãn điều kiện sau:     

    Trong đó: [s] – hệ số an toàn cho phép, [s] = 1,5…2,5 khi cần tăng độ cứng thì [s] = 2,5… 3.ss , st– hệ số an toàn chỉ xét riêng cho trường hợp ứng suất pháp hoặc ứng suất tiếp, được tính theo công thức sau đây:

    ;

    trong đó : s-1, t-1: giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỳ đối xứng. sa, ta, sm, tm là biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết diện xét.

    * Xét tại tiết diện lắp bánh răng.

    Phương pháp gia công trên máy tiện , tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạtRa = 2,5 …0,63 mm, do đó theo bảng 10.8, hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt  Kx = 1,06 Không dùng các phương pháp tăng bền bề mặt do đó hệ số tăng bền Ky =1Theo bảng 10.12 khi dựng dao phay ngón , hệ số tập trung ứng suất tại rãnh then ứng với vật liệu sb = 600 MPa là Ks = 1,76 và Kt = 1,54.Từ bảng 10.10 với d = 45 mm, es = 0, 81, et= 0,76 xác định được tỉ số Ks/es và Kt/et tại rãnh then trên tiết diện này

    Ks/es= 1,76/0,81 = 2,2

    Kt/et= 1,54/0,73 = 2

    Tra bảng 10.11 ứng với kiểu lắp đó chọn sb = 600Mpa và đường kính tiết diện nguy hiểm ta tra được tỉ số  

    Ks/es = 2,75

    Kt/et = 2,05

    Xác định các hệ số Ksd và Ktdtheo công thức 10.25 và ct 10.26

    và

    ,,

    Với trục thép Cacbon  => ys =0,05 ; yt = 0  Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp sstheo ct 10.20

    Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp sttheo ct 10.21

    Hệ số an toàn s theo ct 10.19

    Trục tại tiết diện lắp bánh răng thoả mãn về độ bền mỏi.

    * Tính toán kiểm nghiệm độ bền của then:

    Kiểm nghiệm độ bền của then.

    Độ bền dập công thức 9.1: 

    Độ bền cắt theo công thức 9.2:

    d  (mm)

    lt   (mm)

    bxh

    t1(mm)

    T(Nmm)

    sd (MPa)

    tc (MPa)

    70

    105

    20×12

    7,5

    983650

    55

    12,3

    Theo bảng 9.5với tải trọng [sd] =150 (Mpa)  và [tc] =6090  (Mpa) .Vậy mối ghép then  thỏa mãn độ bền đập và độ bền cắt.

     

    PHẦN V: THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC

    I.Chọn ổ lăn

    Cả ba trục đều không có lực dọc trục, do đó ta chọn ổ bi, đỡ chặn để làm gối đỡ trục

    a.Chọn ổ lăn

    Với trục1 : d= 45 mm số vòng quay n = 730 v/p

    Ta chọn sơ bộ theo bảng (P 2.7)[I] :

    Kí hiệu ổ

    d, mm

    D, mm

    B, mm

    R, mm

    Đườn kính bi, mm

    C, kN

    , kN

    309

    45

    100

    25

    2,5

    17,46

    37,8

    26,70

                b.Kiểm tra khả năng tải

                Kiểm tra tải trọng động :

                Tải trọng hướng tâm :ta chọn gối có lực lớn hơn để tính

    Đối với ổ bi đỡ :  

                                                                                                                (11.1)[I]

    Q- tải trọng động quy ước, kN

    L- tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay

    Gọi  là tuổi thọ của ổ tính bằng giờ thì :                                              (11.2)[I]

    m- bậc của đường cong mỏi, m = 3

    nên ổ ta chọn đủ bền

                c.Kiểm tra tải trọng tỉnh :

                                                                                                                         (11.18)[I]

                 Vậy ổ đủ bền tỉnh

                Với trục2 :d = 40 mm, n = 270 vòng/ph

    Ta chọn sơ bộ theo bảng (P 2.7)[I] :

    Kí hiệu ổ

    d, mm

    D, mm

    B, mm

    R, mm

    Đườn kính bi, mm

    C, kN

    , kN

    308

    40

    90

    23

    2,5

    15,08

    31,9

    21,7

    Đối với ổ bi đỡ : Q =

                                                                                                                (11.1)[I]

    Q- tải trọng động quy ước, kN

    L- tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay

    Gọi  là tuổi thọ của ổ tính bằng giờ thì :                                              (11.2)[I]

    m- bậc của đường cong mỏi, m = 3

    nên ổ ta chọn đủ bền

                d.Kiểm tra tải trọng tỉnh :

    (11.18)[I]

     Vậy ổ đủ bền tỉnh

    Với trục3 :d = 65 mm, n = 33,4vòng/ph

    Ta chọn sơ bộ theo bảng (P 2.7)[I] :

    Kí hiệu ổ

    d, mm

    D, mm

    B, mm

    R, mm

    Đườn kính bi, mm

    C, kN

    , kN

    312

    60

    130

    31

    3,5

    22,23

    64,1

        49,40

    Đối với ổ bi đỡ : Q =

                                                                                                                (11.1)[I]

    Q- tải trọng động quy ước, kN

    L- tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay

    Gọi  là tuổi thọ của ổ tính bằng giờ thì :                                              (11.2)[I]

    m- bậc của đường cong mỏi, m = 3

    nên ổ ta chọn đủ bền

                e.Kiểm tra tải trọng tỉnh :

    (11.18)[I]

     Vậy ổ đủ bền tỉnh

                II.Các phương pháp cố định ổ trên trục và trên vỏ hộp

    1.Cố định ổ trên trục:

    Vì không có lực dọc trục lớn nên ta chọn phương pháp đệm chắn mặt đầu

    Kích thướt tra bảng 8-10, 8-12 [II]

    2.Cố định ổ trong hộp

    Đặt vòng ngoài của ổ vào giữa mặt tỳ của nắp ổ và vai lỗ trong hộp

                III. Chọn kiểu lắp và cấu tạo lắp ổ

    + Lắp ô lăn vào trục theo hệ lỗ, kiểu T2ô

    + Lắp ô lăn vào vỏ theo hệ trục, kiểu L1ô

                IV. Ống lót và nắp ổ.

    * Ống lót được chế tạo bằng gang GX15-32

    Có hai loại nắp ổ: Nắp ổ kín và nắp ổ thủng để trục nắp xuyên qua.

    Đối với nắp ổ kín lấy bề mặt có đường kính D làm chuẩn định tân theo kiểu lắp L1ô, L3ô. Kết cấu được trình trong hình vẽ.

     

    + Bề mặt tiếp xúc của nắp với đầu mút kẹp chặt cần được gia công đạt độ nhẵn ³Ñ3

    + Kích thước chổ lắp nắp tra bảng 10-10b

    – Các tâm lỗ nắp lấy cách mép lỗ một khoảng bằng (0,8¸ 1)d3; d3- đường kính vít.

    – Đường kính ngoài của mặt bích: Db = D + d=  D + 4,4d3

    – Chiều dài bích nắp ổ lấy bằng (0,7¸ 0,8) chiều dài vỏ hộp.

    – Trị số d3 và số bu lông lấy theo bảng 10-10b được M8, M10, số bu lông là 6.

    Trục I:   d3 = 8;      DIb =80 + 4,4.8 = 115,2      [mm]

    TrụcII:   d3 = 8;      DIIb =90 + 4,4.8 = 125,5     [mm]

    Trục III:            d3 = 10;   DIIIb =140+ 4,4.10 = 184    [mm]

     

                V.Cố định trục theo phương dọc trục

    Sơ đồ nguyên lý như hình vẽ:

    Trục được cố định bằng các nắp ổ, vòng trong ổ được tỳ lên vai trục, vòng ngoài được tỳ lên nắp ổ. Ta chỉ cố định một đầu còn đầu kia “tuỳ động.

                VI.Bôi trơn ổ lăn

    Bộ phận ổ lăn được bôi trơn bằng mỡ, vì vận tốc bộ truyền bé nên dầu không thể bắn toé lên trên được.

     Mỡ dùng bôi trơn chọn trong bảng 8-28[II], nhiệt độ làm việc 60¸C và số vòng quay < 1500 vg/ph chọn mỡ T

    Lượng mỡ cho vào lần đầu trong bộ phận ổ theo qui định:

    + Số vòng quay nhỏ và trung bình, mỡ lấp đầu dưới 2/3 thể tích rỗng của bộ phận ổ.

    + Vòng quay lớn: Dưới 1/3 ¸ 2/3 thể tích trên.

                VII.Che kín ổ lăn

    Để che kín các đầu trục ra, tránh sự xâm nhập của bụi, tạp chất, ngăn mỡ chảy ra ngoài ta dùng vòng phớt.

    Tra bảng 8-29 được;

    Trục I: D = 100 [mm]

    Þ d = 75 [mm];  = 76,5 [mm];  = 74 [mm]

    a = 12 [mm];b = 9 [mm];So= 15 [mm]

    Trục II: D=90

    Þ d = 70 [mm];  = 71,5 [mm];  = 69 [mm]

    a = 9 [mm];b = 6,5 [mm];So= 12 [mm

     

     

    PHẦN VI: THIẾT KẾ VỎ

    Vỏ máy được đúc bang gang xám. Những nơi cần yêu cầu về độ cứng thì làm thêm gân chịu lực.

    Các kích thướt sơ bộ dưới đây được tra trong bảng 10.9[II]

    + Chiều dày thành thân hộp (vỏ máy)

    d = 0.025.A + 3 = 0,025.240 + 3 = 9 [mm]

    lấyd = 9 [mm]

    + Chiều dày thành nắp

     = 0.02.A + 3 = 0,02.240 + 3 = 7,8[mm]

    lấy = 8,5 [mm]

    + Chiều dày mặt bích dưới của thân hộp

    b = 1,5.d = 1,5.9 = 13,5 [mm]

    + Chiều dày mặt bích trên của nắp hộp

    b1 = 1,5. = 1,5.8,5 = 12,75 [mm]

    + Chiều dày mặt đế

    phần không có phần lồi:          p = 2,35.d = 2,35.9 = 21,15[mm]

    + Chiều dày gân ở thân hộp:  m = 0,9.d = 0,9.9 = 8,1 [mm]         

    + Chiều dày gân ở nắp hộp:    m1 = 0,9.d1 = 0,9.8,5 = 7,7 [mm]

    + Đường kính bu lông nền:

    + Đường kính bu lông:

    – Ở cạnh ổ:       = 0,7. = 0,7.20,64 = 14,5[mm]

    – Ghép các mặt bích và nắp thân:       

                 = 0,5.dn =0,5.20,64 = 10,3[mm]

    – Ghép nắp ổ:   = 8 [mm]     (M8)

    – Ghép nắp cửa thăm:   = 8 [mm]     (M8x12)

    + khoảng cánh  từ mặt ngoài của vỏ đến tâm bu lông:   =14[mm]

    + Chiều rộng mặt bích k:

    k = + ;        = 12[mm]

    Þ k = 14 + 12 = 26[mm]

    + Kích thước phần lồi:             =     = 12[mm]

     = 0,2. =0,2.12 = 2,4[mm]

    + Chiều rộng mặt bích chỗ lắp ổ:         = k + 2 = 26 + 2 = 28[mm]

    + Đường kính bu lông vòng d:

    Có A1.A2 = 240. 240, tra bảng 10-11b Þ trọng lượng 400kg

    Tra bảng 10-11a Þ chọn loại M16

    Khối lượng 1 vít 0,295kg

    Số lượng bu lông nền:           

    Chọn sơ bộ L = 500[mm]; B = 420[mm]

    Tra bảng 10-13 chọn n = 6 bu lông

                *Kích thước nút tháo dầu:

    Nút tháo dầu dùng để xả dầu khi cần

    Đáy hộp được làm nghiêng một góc 1¸ về phía tháo dầu, chỗ tháo dầu được làm hơi lõm xuống.

    * Chân đế: Mặt chân đế không làm phẳng mà làm hai dẫy lồi song song.

    * Mặt thông hơi: Để thông hơi khi dầu bị nóng

    * Chốt định vị: Dùng chốt định vị hình trụ để định vị tương đối giữa nắp và thân hộp khi lắp.

    Đường kính chốt:        d = 5[mm]

    * Cửa thăm: Để quan sát các chi tiết máy trong hộp và rót dầu vào hộp thì trên nắp hộp ta làm cửa thăm (hình vẽ).

    * Bu lông vòng:Để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc người ta dùng bu lông vòng trên nắp. Kích thước bu lông vòng chọn theo khôi lượng hộp giảm tốc.

    * Mắt dầu: kiểm tra mức dầu trong hộp giảm tốc

    * Tính toán và chọn dầu bôi trơn hộp giảm tốc:

    Mục đích của việc bôi trơn các chi tiết máy là để bảo vệ bề mặt các chi tiết máy không bị rỉ, giảm ma sát, hao mòn, thoát nhiệt, lọc bụi bẩn, giảm tiếng ồn, dao động.

    Khả năng làm việc và tuổi thọ của máy phụ thuộc nhiều vào việc chọn vật liệu bôi trơn và lót kín.

    1) Vật liệu bôi trơn

    Vật liệu bôi trơn là dầu khoáng và mỡ, khi chọn dầu cần tính đến nhiệt độ đông đặc, nhiệt độ bôi trơn.

    2) Bôi trơn bộ truyền bánh răng

    Bộ truyền bánh răng được bôi trơn bằng phương pháp ngâm dầu.

    Chiều sâu ngâm dầu ở bánh răng cấp chậm khoảng 1/3 bán kính bánh răng lớn, bánh răng nhỏ được bôi trơn nhờ bánh răng lớn vung toé lên.

    Dung lượng bôi trơn phải lấy đủ lớn để đảm bảo bôi trơn tốt.

    Nhiệt độ dầu bôi trơn <C

    Chọn loại dầu bôi trơn:          

    +Vật liệu bánh răng là thép

    +Thường hoá, vận tốc vòng  2,5¸ 5

    +Giới hạn bền kéo:     470 ¸ 1000 [N/mm2]

    Tra bảng 10-17 và 10-20 ta chọn được dầu MC-14.

    Trong hộp giảm tốc có dùng vòng chắn để ngăn cách dầu trong hộp và mỡ trong ổ.

     

    Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

    [sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]
  • Bài tập lớn Tính toán thiết bị trao đổi nhiệt gián tiếp

    Bài tập lớn Tính toán thiết bị trao đổi nhiệt gián tiếp

    Bài tập lớn Tính toán thiết bị trao đổi nhiệt gián tiếp

    Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

    Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

    (Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

    Đề cương liên quan:Đồ án Thiết kế mạch mô phỏng đo và hiển thị tốc độ động cơ có gắn Encoder 100 xung/vòng, khoảng đo [ 0-2500 vòng/phút]

    [toc]

    [pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/05/B%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-T%C3%ADnh-to%C3%A1n-thi%E1%BA%BFt-b%E1%BB%8B-trao-%C4%91%E1%BB%95i-nhi%E1%BB%87t-gi%C3%A1n-ti%E1%BA%BFp.pdf[/pdfviewer]

    Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn Tính toán thiết bị trao đổi nhiệt gián tiếp

     

    BÀI TẬP LỚN

    TÍNH TOÁN THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT GIÁN TIẾP

     

     

    ĐỀ SỐ: 30

     

    Đun nóng dung dich: CS2 – CCl4  bằng thiết bị gia nhiệt loại ống chùm đặt thẳng đứng với:

    • Năng suất của thiết bị : 1,5 kg/s.
    • Dùng hơi nước bão hòa làm chất tải nhiệt có áp suất : 1,6
    • Dung dịch được đun nóng từ nhiệt độ ban đầu 20oC đến nhiệt độ cuối 60oC. Nồng độ của dung dịch gồm 35% khối lượng là CS2 và 65% khối lượng là CCl4

     

    Yêu cầu:

    1. Vẽ sơ đồ cấu tạo và giải thích nguyên tắc làm việc của thiết bị trao đổi nhiệt gián tiếp loại ống chùm đặt thẳng đứng.
    2. Hãy xác định:
    • Bề mặt trao đổi nhiệt.
    • Số ống truyền nhiệt.
    • Đường kính và chiều cao của thiết bị.

    MỤC LỤC

    III. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ:

    Nguyên liệu đầu tiên là NaCl có nồng độ 28%, nhiệt độ 25o­C được bơm từ bồn chứa vào thiết bị gia nhiệt với suất lượng 5,5 kg/s để gia nhiệt lên đến nhiệt độ sôi là 100oC.
    * Thiết bị gia nhiệt là thiết bị trao đổ nhiệt dạng ống chùm. Thân hình trụ, đặt đứng, bên trong gồm nhiều ống nhỏ, được bố trí theo đỉnh hình tam giác đều. Các đầu ống được giữ chặt trên vĩ ống và vĩ ống được hàn dính vào thân. Hơi nước bão hòa có áp suất 5 at đi bên ngoài ống (phía vỏ). Dung dịch được bơm vào thiết bị, đi bên trong ống, từ dưới đi lên. Hơi nước bão hòa sẽ ngưng tụ trên các bề mặt ngoài của ống và cấp nhiệt cho dung dich nâng nhiệt độ của dung dịch lên đến nhiệt độ sôi.
    Dung dịch sau khi được gia nhiệt, sẽ được đưa vào thiết bị cô đặc, gồm có 3 phần chính.
    * Buồng đốt: Bộ phận nhận nhiệt là dàn ống, gồm nhiều ống nhỏ, được bố trí theo đỉnh hình tam giác đều, các đầu ống được giữ chặt trên vĩ ống. Trong đó, hơi đốt sẽ ngưng tụ bên ngoài ống và sẽ nhả nhiệt, truyền nhiệt cho dung dịch chuyển động bên trong ống. Dung dịch đi bên trong ống từ trên xuống và sẽ nhận nhiệt do hơi đốt ngưng tụ cung cấp và sẽ sôi, làm hóa hơi một phần dung môi. Điều kiện cần thiết để quá trình truyền nhiệt xảy ra là phải có sự chênh lệch nhiệt độ giữa hơi đốt và dung dịch.
    Hỗn hợp hơi lỏng đi qua khỏi dàn ống đến buồng bốc.

    KẾT LUẬN

     

     

     

     

    A.   LÝ THUYẾT

    I.                   CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC

    Thiết bị trao đổi nhiệt loại ống chùm được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp Hóa- Thực phẩm. Thiết bị này chỉ làm việc ổn định khi chênh lệch nhiệt độ giữa vỏ thiết bị và ống ∆t ≤ 50oC. Nếu ∆t ≥ 50oC, phải tìm cách bù lại sự giãn nở không đều bằng cách dùng vòng bù khi áp suất làm việc P ≥ 3,5 atm; dãn dài ≥ 10-15mm.

    Trong bài tập này không phải sử dụng vòng bù nhiệt.

    1.     Cấu tạo:

    • Gồm có vỏ hình trụ, hai đầu hàn hai lưới đỡ ống, các ống truyền nhiệt 5 được ghép chắc, kín vào lưới ống. Đáy và nắp nối với vỏ bằng mặt bích có bulông ghép chắc. Trên vỏ, nắp và đáy có cửa ( ống nối ) để dẫn chất tải nhiệt. Thiết bị được cài đặt trên giá đỡ bằng tai treo hàn vào vỏ. Các ống lắp trên lưới ống cần phải kín bằng cách nong hoặc hàn, đôi khi người ta còn dùng đệm để ghép kín.

      – Thân thiết bị

      – Nắp trên

      3– Đáy dưới   

      4– Mặt bích và bu lông

      5– Ống truyền nhiệt

      6+7– Lưới đỡ ống

      8– Tai đỡ

    • Các ống trao đổi nhiệt bên trong có thể bố trí theo hình lục giác đều, hình tròn đồng tâm, hình vuông.

    2.     Nguyên lý làm việc

    Lưu thể II ( CS2 – CCl4 ) đi từ dưới đáy qua các ống lên trên và ra khỏi thiết bị, còn lưu thể I  (hơi nước bão hòa ) đi vào từ cửa trái của vỏ vào khoảng trống giữa các ống và vỏ, sau khi trao đổi nhiệt ở thân (hơi nước bão hòa truyền nhiệt cho hỗn hợp) rồi đi ra phía dưới bên phải.

    II.               ƯU, NHƯỢC ĐIỂM VÀ ỨNG DỤNG

    1.     Ưu điểm:

    • Kết cấu ngắn gọn, chắc chắn.
    • Công nghệ chế tạo không phức tạp.
    • Bề mặt truyền nhiệt lớn.
    • Dễ vệ sinh, sửa chữa.

    2.     Nhược điểm:

    • Khó chế tạo bằng vật liệu dòn
    • Giá thành cao

    3.     Ứng dụng:

    • Làm bình ngưng tụ và hơi môi chất.
    • Làm bình bốc hơi cho máy lạnh
    • Làm bình quá lạnh

    B.   TÍNH TOÁN

    Chọn thông số kỹ thuật:

    • Chọn vật liệu thép CT3.
    • Chiều cao của ống: H = 1,5 (m ).
    • Chuẩn số Reynolds: Re = 10500.
    • Đường kính ống: d = 34×2 mm.
    • Bề dày ống truyền nhiệt: δ = 2 mm = 0,002 m.

    I.                   Hiệu số nhiệt độ trung bình giữa hai lưu thể:

    112,7­
    112,7
    20
     60
    to
    oC

    Ở 1,6 at, hơi nước bão hòa có to = 112,7oC, ta chọn thđ= 112,7(oC)

    • Hiệu số nhiệt độ lớn:

    ∆tđ = 112,7 – 20 = 92,7(oC).

    • Hiệu số nhiệt độ bé:

    ∆tc = 112,7 – 60 =62,7(oC).

    • Nhận thấy nên nhiệt độ trung bình của hai lưu thể được xác định: ∆ttb­ =  =  = 77,7(oC).

    Nhiệt độ trung bình của từng lưu thể là:

    t1tb = 112,7 (oC)

    t2tb = 112,7 ­– 77,7 = 35(oC).

    • Tại ttb = 35(oC) nội suy theo bảng I.153 trang 171 sổ tay hóa công 1:

    CCS2 = 1010,25J/kg.độ

    CCCl4 = 884,75 J/kg.độ

    →   Cp = aCS2 .CCS2 + aCCl4 .CCCl4

                                  Cp =0,35.1010,25 + 0,65.884,75 = 928,675 J/kg.độ

    II.               Tính nhiệt lượng trao đổi Q

    Q = G.Cp(tc – tđ)

    Trong đó:  G – lưu lượng hỗn hợp ban đầu, G = 1,5 kg/s;

    Cp – nhiệt dung riêng của hỗn hợp tại t2tb = 35 oC

    Với Cp = 928,675 J/kg.độ

    Vậy : Q = 1,5 . 928,675 . (60 – 20) = 55720,5 (W)

    III.            Tính hệ số cấp nhiệt cho từng lưu thể

    Tính hệ số cấp nhiệt cho phía hơi nước ngưng tụ theo công thức:

    , W/m2.độ

    Trong đó:  r    – Ẩn nhiệt ngưng tụ của hơi lấy theo nhiệt độ hơi bão hòa, J/kg;

    ∆t1 – Chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ hơi đốt và nhiệt độ thành ống truyền nhiệt, oC;

    H – chiều cao ống truyền nhiệt (m) ; chọn H = 1,5 m;

    A – hằng số tra theo nhiệt độ màng nước  ngưng.

    • Ứng với thđ = 112,7 oC nội suy, ta có:

    r = 2226,98.103 J/kg

    1. Tính lần 1: giả sử chênh lệch nhiệt độ giữa màng và hơi bão hòa là 2 oC.

    1. a) Tính hệ số cấp nhiệt cho phía hơi nước ngưng tụ:
    • Giả sử chênh lệch nhiệt độ ∆t1 = 2 oC

    → tt1= t1tb– ∆t1= 112,7- 2= 110,7 (oC)

    Khi đó ta có nhiệt độ màng nước ngưng là:

    (oC)

    Từ tm = 111,7 oC tra bảng ta được:

    A = 184,265

    Vậy :

    α1 =11033,71557 W/m2.độ

    1. b) Tính hệ số cấp nhiệt phía hỗn hợp chảy xoáy α2

    Chọn Re = 10500

    Hệ số cấp nhiệt α được tính theo công thức:

    Suy ra:                   

    Trong đó :

    Prt– chuẩn số Prandtl tính theo nhiệt độ trung bình của tường, còn các  thông số khác tính theo nhiệt độ trung bình của dòng;

    ε1– hệ số hiệu chỉnh tính đến ảnh hưởng của tỷ số giữa chiều dài l và đường kính  d của ống.

    Ta chọn d = 34×2 mm.   H = 1,5 m . Dựa vào bảng 1.3 ta có :

    → ε1 = 1

    • Tính chuẩn số Pr theo công thức :

    Trong đó: Cp – nhiệt độ riêng của hỗn hợp ở t1tb;

    μ –  độ nhớt của dung dịch ở  t1tb;

    λ –  hệ số dẫn nhiệt độ ở t1tb tính theo công thức:

    Trong đó: ρ – khối lượng riêng của hỗn hợp, kg/m3;

    M – khối lượng phân tử của hỗn hợp, kg/kmol;

    Ta có :  Cp = 928,675 J/kg. độ

    ε – hệ số phụ thuộc mức độ liên kết của chất lỏng, với chất lỏng không tan lẫn ( dung dịch CS2– CCl4 ) thì ε kết hợp = 4,22.10-8

    • Tại t2tb = 35 oC nội suy ta có :

    ρCS2 = 1240,5 kg/m3

    ρCCl4 = 1565,5 kg/m3

    →

    • Hệ số dẫn nhiệt của hỗn hợp là:

    λ = 0,126 W/m.độ

    Tại t2tb = 35 oC ta có:

    μCS2 = 0,3045.10-3  Ns/m2

    μCCl4 = 0,79.10-3 Ns/m2

    → lg(μhh) = xF.lg(μCS2) + ( 1 – xF ).lg(μCCl4)

    lg(μhh) = 0,21lg(0,3045.10-3) + (1 – 0,21).lg(0,79.10-3)

    → μhh = 0,6467.10-3 (Ns/m2)

    Do đó:

    • Tính chuẩn số Prt :

    Nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ:

    q1 = α1.∆t1 =11033,71557 . 2

    q1 =  22067,43(W/m2)

    Hiệu số nhiệt độ ở hai phía thành ống:

    ∆tt = tt1 – tt2 = q1.∑rt

    Trong đó: tt2 – nhiệt độ thành ống phía hỗn hợp, oC;

    ∑rt – nhiệt trở ở hai bên ống truyền nhiệt, m2.oC /W

    Trong đó: rt1, rt2 – nhiệt trở của cặn bẩn ở hai phía của tường, m2.độ/W;

    δ – bề dày của ống truyền nhiệt, (m); chọn δ = 2 mm = 0,002 m;

    λ – hệ số dẫn nhiệt của vật liệu làm ống, W/m.độ; với thép CT3 ta có

    λ = 46,5 W/m.độ.

    Dựa vào bảng [ 3.4 ] ta chọn:

    rt1 = 1,16.10-3 , m2.độ/W

    rt2 = 0,464.10-3 , m2.độ/W

    ∑rt = 1,667.10-3 (m2.độ/W)

    Do đó:              ∆tt =  q1.∑rt= 22067,43 . 1,667.10-3 = 36,787 (oC)

    →  tt2 = tt1 –  ∆tt = (112,7 – 2) – 36,787 = 73,913 (oC)

    ∆t2 = tt2 – t­2tb = 73,913- 35 = 38,913 (oC)

    Tại tt2 = 73,913 oC nội suy ta có:

    CCS2 = 1035,435 J/kg.độ

    CCCl4 = 938,696J/kg.độ

    → Cpt = 0,35.1035,435 + 0,65.938,696

    Cpt = 972,555 (J/kg.độ)

    Tại tt2 = 73,913 oC nội suy ta có:

    ρCS2 = 1175,652 kg/m3

    ρCCl4 = 1485 kg/m3

    →

    Tại tt2 = 73,913 oC nội suy ta có:

    μCS2 = 0,2222.10-3  Ns/m2

    μCCl4 = 0,5079.10-3 Ns/m2

    → lg(μhh) = xF.lg(μM) + ( 1 – xF ).lg(μN)

    lg(μhh) = 0,21.lg(0,2222.10-3) + (1 – 0,21).lg(0,5079.10-3)

    → μhh = 0,427.10-3 (Ns/m2)

    Ta được:

    λt = 0,123(W/m2.oC)

    Vậy:

    α2 = 302,69 (W/m2.độ)

    →   q2 = α2.∆t2 = 302,69. 38,913

    q2 = 11778,594 (W/m2)

    Ở đây ta thấy rằng nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ q1= 22067,43 W/m2 khác rất xa với nhiệt tải riêng về phía hỗn hợp chảy xoáy q2= 11778,594 W/m2. Mà bài toán ta đang xét là truyền nhiệt ổn định nên q1= q2= qtb, do vậy, để tìm giá trị qtb ta phải tính lặp.

    2. Tính lần2: Giả sử chênh lệch nhiệt độ giữa màng và hơi bão hòa là 0,8oC

    1. a) Tính hệ số cấp nhiệt cho phía hơi nước ngưng tụ:
    • Giả sử chênh lệch nhiệt độ ∆t1 = 0,8 oC

    → tt1= t1tb– ∆t1= 112,7- 0,8= 111,9(oC)

    Khi đó ta có nhiệt độ màng nước ngưng là:

    (oC)

    Từ tm = 112,3oC tra bảng ta được:

    A = 184,535

    Vậy :

    α1 =13894,4924 W/m2.độ

    1. b) Tính hệ số cấp nhiệt phía hỗn hợp chảy xoáy α2

    Chọn Re = 10500

    Nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ:

    q1 = α1.∆t1 =13894,4924 . 0,8

                                    q1 =  11115,5939(W/m2)

    Hiệu số nhiệt độ ở hai phía thành ống:

    ∆tt = tt1 – tt2 = q1.∑rt

    Ta có                 ∑rt = 1,667.10-3 (m2.độ/W)

    Do đó:              ∆tt =  q1.∑rt= 11115,5939 . 1,667.10-3 = 18,53 (oC)

    →  tt2 = tt1 –  ∆tt = (112,7 – 0,8) – 18,53 = 93,37 (oC)

    ∆t2 = tt2 – t­2tb = 93,37- 35 = 58,37 (oC)

    Tại tt2 = 93,37 oC nội suy ta có:

    CCS2 = 1050,03 J/kg.độ

    CCCl4 = 966,06/kg.độ

    → Cpt = 0,35.1050,03 + 0,65.966,06

    Cpt = 995,45(J/kg.độ)

    Tại tt2 = 93,37 oC nội suy ta có:

    ρCS2 = 1138,26 kg/m3

    ρCCl4 = 1446,27 kg/m3

    →

    Tại tt2 = 93,37 oC nội suy ta có:

    μCS2 = 0,1966.10-3  Ns/m2

    μCCl4 = 0,4152.10-3 Ns/m2

    → lg(μhh) = xF.lg(μM) + ( 1 – xF ).lg(μN)

    lg(μhh) = 0,21.lg(0,1966.10-3) + (1 – 0,21).lg(0,4152.10-3)

    → μhh = 0,355.10-3 (Ns/m2)

    Ta được:

    λt = 0,121(W/m2.oC)

    Vậy:

    α2 = 308,77 (W/m2.độ)

    →   q2 = α2.∆t2 = 308,77. 58,37          q2 = 18022,9049 (W/m2)

    Dựa vào 2 lần tính, ta có đồ thị:

    0,8
    1,0
    1,1
    1,2
    2,0
    10000
    17000
    20000
    10000
    20000
    22000
    q
    1
    q
    2
    q
    q

    3. Tính lần 3: Chênh lệch nhiệt độ giữa màng và hơi bão hòa tính theo đồ thị trên là 1,23 oC.

    1. a) Tính hệ số cấp nhiệt cho phía hơi nước ngưng tụ:

    Dựa vào đồ thị ta suy ra được ∆t1 = 1,23 oC vậy ta có:

    tt1 =  t1tb– ∆t1= 112,7– 1,23 = 111,47 (oC)

    (oC)

    – Từ tm = 112,085 oC tra bảng ta được:

    A = 184,438

    Vậy :

    α1 =12471,267 (W/m2.độ)

    1. b) Tính hệ số cấp nhiệt phía hỗn hợp chảy xoáy α2

    Nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ:

    q1 = α1.∆t1 = 12471,267.1,23= 15339,658 (W/m2)

    Hiệu số nhiệt độ ở hai phía thành ống:

    ∆tt = tt1 – tt2 = q1.∑rt= 15339,658.1,667.10-3

    ∆tt = 25,57 (oC)

    tt2 = tt1 –  ∆tt = 111,47 – 25,57 = 85,9 (oC)

    ∆t2 = tt2 – t2tb = 85,9 – 35 = 50,9 (oC)

    Tại tt2 =85,9 oC nội suy ta có:

    CCS2 = 1044,425 J/kg.độ

    CCCl4 = 954,85 J/kg.độ

    →    Cpt = 0,35.1044,425 + 0,65.965,85

    Cpt = 993,35 (J/kg.độ)

    Tại tt2 = 85,9 oC nội suy ta có:

    ρCS2 = 1153,2 kg/m3

    ρCCl4 = 1460,085kg/m3

    →

    Tại tt2 = 85,9 oC nội suy ta có:

    μCS2 = 0,2041.10-3  Ns/m2

    μCCl4 = 0,4469.10-3 Ns/m2

    →  lg(μhh) = xF.lg(μM) + ( 1 – xF ).lg(μN)

    lg(μhh) = 0,21.lg(0,2041.10-3) + (1 – 0,21).lg(0,4469.10-3)

    →       μhh = 0,394.10-3 (Ns/m2)

    Ta được:

    λt = 0,1228 (W/m.độ)

    Ta có

    Vậy:

    α2 = 306,582 (W/m2.độ)

    →                 q2 = α2.∆t2 = 306,582 . 50,9

                             q2 = 15605,039 (W/m2)

    Dựa trên số liệu tính toán ta có bảng số liệu:

    Số lần tính Phía hơi nước ngưng tụ Nhiệt trở và hiệu số nhiệt độ
    t1tb tt1 ∆t1 tm α1 q1 ∑rt ∆tt
    1 112,7 110,7 2 111,7 11033,7156 22067,43 1,667.10-3 36,787
    2 112,7 111,9 0,8 112,3 13894,4294 11115,5939 1,667.10-3 18,53
    3 112,7 111,47 1,23 112,085 12471,267 15339,658 1,667.10-3 25,57
    Số lần tính Phía hỗn hợp chảy xoáy
    tt2 t2tb ∆t2 Prt (Pr/Prt)0,25 α2 q2
    1 73,913 35 38,913 3,376 1,09 302,69 11778,594
    2 93,37 35 58,37 2,920 1,13 308,77 18022,9049
    3 85,9 35 50,9 3,187 1,11 306,582 15605,039

     

    Từ trên ta có:

    qtb = 15472,348 W/m2

    • Kiểm tra sai số

    ( chấp nhận)

    IV. Tính bề mặt truyền nhiệt.

                               

    V. Số ống truyền nhiệt.

                               

    Số ống truyền nhiệt:

                               

    n: số ống truyền nhiệt.

    Dựa bảng quy chuẩn và chọn tổng số ống với cách sắp xếp theo hình lục giác là :

    n = 37 ( ống ).

    • Số ống trên một cạnh của hình 6 cạnh lớn là: 4 ( ống ).
    • Số ống trên đường xuyên tâm của hình 6 cạnh là: 7 ( ống ).
    • Tổng số ống không kể các ống trong các hình viên phân là: 37( ống ).

    VI. Đường kính trong thiết bị đun nóng

    D = t.( b – 1 ) + 4.dn, m

    Trong đó : t – bước ống, thường lấy t = 1,2 – 1,5 dn ;

    dn – đường kính ngoài của ống truyền nhiệt, m;

    b – số ống trên đường xuyên tâm sáu cạnh.

    Vậy:          D = 1,4.0,034.(7 – 1 ) + 4.0,032

    D =   0,414  (m)

    Làm tròn:  D = 0,4 m = 400 mm.

    VII. Tính chiều cao của thiết bị.

    Với D = 400 mm,chọn nắp thiết bị hình elip có gờ, tra bảng số liệu ta chọn:

    Chiều cao của lắp thiết bị:   hl = ht + h

    Trong đó dựa bảng số liệu ta có: ht = 100 mm.

    h = 25 mm

    Vậy chiều cao của thiết bị:

    L = H + 2.hl = 1,5.1000 + 2.( 100 + 25 ) = 1750 mm

    VIII. Tính lại vận tốc chia ngăn:

    • Xác định vận tốc thực:

    G = 1,5 (kg/s)

    n = 37 ống

    d = 0,03 m

    ρ = 826,015 kg/m3

    →

    ωt = 0.04 (m/s)

    • Xác định vận tốc giả thiết:

    ωgt = 0,158 (m/s)

    Vì:

    Nên ta cần phải chia ngăn để quá trình cấp nhiệt ở chế độ xoáy.

    • Số ngăn:

    Số ngăn cần thiết:

    m = 3,95 ( ngăn )

    Quy chuẩn m = 4 ( ngăn ).

    • Tính lại chuẩn số Reynolds:
    • Lượng hơi cần thiết cấp cho quá trình:

    Tại nhiệt độ t = 112,7oC ta có:

    I1 = 2703.103 ( J/kg )

    i2 = 473,1.103 ( J/kg )

    Q = D.( I1 – i1 )

    D: lượng hơi bão hòa cần thiết

    Vậy các kích thước của thiết bị đun nóng hỗn hợp đầu là:

    F = 3,6 (m2) – bề mặt truyền nhiệt;

    n = 37 ( ống ) – số ống truyền nhiệt;

    D = 400 (mm) – đường kính của thiết bị;

    H = 1750 ( mm ) – chiều cao giữa hai mặt bích.

    D = 0,025 ( kg ) – lượng hơi bão hòa cấp cho quá trình.

     

     

     

    Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

    [sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]
  • Bài tập lớn Tự động hoá quá trình sản xuất

    Bài tập lớn Tự động hoá quá trình sản xuất

    Bài tập lớn Tự động hoá quá trình sản xuất

    Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

    Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

    (Nếu là bài nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

    Bài liên quan: Bài tập Toán rời rạc Đồ thị

    [toc]

    [pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/05/B%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-T%E1%BB%B1-%C4%91%E1%BB%99ng-ho%C3%A1-qu%C3%A1-tr%C3%ACnh-s%E1%BA%A3n-xu%E1%BA%A5t.pdf[/pdfviewer]

    Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn Tự động hoá quá trình sản xuất

    Bài tập lớn Tự động hoá quá trình sản xuất

    Bài số 3

    Đề bài : Cho một hệ thống động có mô tả toán học như sau:

    x&1  = x2  + u1

    x& 2  = -x1 – 2x2 + u2

    Với điều kiện đầu : x1(0) = 10

    x2 (0) = 0

    Tìm luật điều khiển để toàn hệ đạt tiêu chuẩn tối ưu cực tiểu hàm :

    J = 1 ∫1 (x12 + x22 + 0,1u12 + 0,1u22 )dt  
    2
      0    

    Lời giải:

    Trước khi giải bài toán em xin trình bầy qua về lý thuyết luật điều khiển tiêu chuẩn tối ưu cực tiểu hàm

    I/KHÁI NIỆM CHUNG:

    Thông th ường các hệ thống đi ều khiển (HTĐK) được thiết kế đều phải thoả mãn một số chỉ tiêu chất lượng đề ra nào đó.Các chỉ tiêu chất lượng phả i tốt nhất theo quan điể m nào đó thường gọi là chỉ tiêu (chất lượng) tối ưu .Trong trường hợp t ổng quát chỉ tiêu chất lượng t ối ưu thường được gọi là tiêu chuẩn tối ưu và được mô tả hàm toán học J nào đó .

    Các chỉ tiêu tối ưu trong thực tế có thể là:

    +) Quá trình quá độ ngắn nhất (thời gian).

    +) Độ quá điều chỉnh δ max   nhỏ nhất.

    +) Sai lệch tĩnh nhỏ nhất.

    +) Năng lượng tiêu thụ nhỏ nhất.

    +) Giá thành rẻ nhất.

    +) Cấu trúc đơn giản nhất, độ ổn định cao nhất……

    Về tổng quát , tiêu chuẩn tối ưu J là một phi ếm hàm thường phụ thuộc vào các thông số, cấu trúc của hệ thống. Trong thực tế J được đề ra sẽ bị hạn chế bởi nhiều điều kiện và tính chất của hệ thống. Hệ thống đả m bả o tối ưu theo tiêu chuẩn J tức hệ thống có trạ ng thái sao hàmg J đạt đạt cực trị (cự c đại hoặc cực tiểu). Nghiên cứu hệ thống điều khiển tối ưu (ĐKTƯ) tức quan tâm tới:

    +) Xác lập bài toán tối ưu , các điều kiện biên và tiêu chuẩn tối ưu .

    +) Xác định được luật điều khiển (algorithm) để cho quá trình cần

    điều khiển là tối ưu, tổng hợp được hệ đó và xây dựng được hệ thống đó trong điều kiện thực tế.

    Hệ thống ĐKTƯ có thể được phân thành hai loại chính :

    +) Hệ thống tối ưu tiền định tức hệ thống tối ưu có đầy đủ tin tức về đối tượng cần điều khiển .

    +) Hệ thống tối ưu ngẫu nhiên tức hệ thống tối ưu không có đầy đủ tin tức về đối tượng cần điều khiển.

    Ngoài ra ĐKTƯ còn có thể phân loại trên quan điểm hệ thống liên tục thông số tập trung , hệ phân bố rải hệ số.

    Trong chương trình học của chúng ta chỉ gi ới hạn ở hệ thống ĐKTƯ của các hệ liên tục thông số tập trung thuộc dạng hệ thống tối ưu tiền định.

    Sinh viên: Nguyễn Quang Huy 1
    Lớp :Tự động hoá 1- K43  
         

    Bài tập lớn Tự động hoá quá trình sản xuất

    II/ NGUYÊN LÝ CỰC TIỂU:

    Lý thuyế t điề u khiển tối ưu theo nguyên lý Pontriagin đưa ra khái niệm tối ưu được trình bầy ở nguyên lý cực đại.Tuy nhiên các nguyên lý cực tiểu gắn liền với hàm Hamilton cũng có nghĩa tương tự nguyên lý cực đại.

    Trong phần sau chúng ta giả thiết các hàm số đều liên tục và có vi phân…, cho phép thực hiện các phép tính toán học.

    Hệ thống khảo sát được mô tả bởi phương trình có dạng.

        dx(t) = f(x(t),u(t))  (2.1)
        dt
         
    Trong đó t : Biến thời gian.

    X(t) : Vector trạng thái bậc n.

    U(t) : Vector các đại lượng điều khiển bậc n.

    F     : Vector các hàm bậc n

    Vector trạng thái điể m đầu là X(t0), điểm cuối là X(t1). Trong một số trường hợp vector X(t0) và X(t1) có thể bị hạn chế bởi điều kiện cho trước. Bài toán được đặt ra

    là tìm các phần tử của vector điều khiển U(t), t0 ≤ t1 sao cho các tiểu hàm tối ưu của hệ

    t    
    I[u(t)] = G0 [x(t1 )] + ∫1 fn+1[x(t),u(t)]dt (2.2)
    t0    

    t0 : Thời gian đầu của qúa trình điều khiển.

    t1 : Thời gian cuối của quá trình điều khiển.

    Giả thiết tồn tại U*(t) tối ưu sao cho I[u(t)] ≥ I[u*(t)]

    Giả thiết đại lượng điều khiển u*(t) gần miền U(t) . Với tín hiệu điều khiển u*(t) ta có vector trạng thái tối ưu là x*(t), giả thiết khi thay đổi một giá trị điều khiển δu(t) thì có sự biến thiên δX(t). Vector trạng thái của hệ có thể được viết dưới dạng:

    x(t) = x*(t) + δ x(t) (2.3)
    Tín hiệu điều khiển tương ứng:  
    u(t) = u*(t) + δu(t) (2.4)
    ⇒ dx  
    δ       =
       
      dt  
    ⇒ dx  
    δ       =
       
      dt  
    dx − dx∗ (2.5)  
    dt dt
         

    d (δx)      (2.6)

    dt

     

    Giả thiết ở gần trạng thái tối ưu cho phép :

      ∂f ∂f
    δf (x,u) =   δx +  
      ∂u
      ∂x  
             

    Các vi phân của (2.7) có thể được tính cho trạng

      (2.7)
    δu
       

    thái tối ưu u*(t) và x*(t):

    Sinh viên: Nguyễn Quang Huy 2
    Lớp :Tự động hoá 1- K43  
         

    Bài tập lớn Tự động hoá quá trình sản xuất

              ∂f1   ∂f1    
                                 
              ∂x       ∂x 2  
                  1          
      ∂f       ∂f2 ∂f2    
      =                    
              ∂x       ∂x      
                   
        ∂x   M 1       M 2  
                               
                ∂f n       ∂f      
                                 
                ∂x       ∂x      
                      2  
                  1          
              ∂f1   ∂f1
                         
              ∂u     ∂u 2
                    1        
        ∂f       ∂f2   ∂f2
        =                    
                       
              ∂u   ∂u    
               
        ∂u   M 1     M 2
                           
                ∂f n     ∂f    
                               
              ∂u   ∂u    
                  2
                    1        

    ∂f

    L             1

    ∂xn

    L       ∂x2

    n

    L         M

    ∂f

    L         ∂ n

    xn

    L      ∂f1 ∂un ∂f

    L       ∂u2

    n

    L         M

    ∂f

    L            n

    ∂un

    (2.8)

    (2.9)

    Ma trận Jacobi trên có các giá trị thay đổi theo phản ứng tối ưu của hệ thống. Từ hệ thống các phương trình (2.1), (2.6) và (2.7) ta có thêm phương trình sau :

    d (δx)   ∂f
      =   δx
    dt  
      ∂x
      ∂f (2.10)
    +   δu
     
      ∂u  

    Hàm I(u(t)) đạt được giá trị tuyệt đối nhỏ nhất (minimum) theo vector

    u* = u*(t), có thể chứng minh rằng nếu một sự thay đổi nhỏ    I( tín hiệu biến thiênδI

    ) sẽ có một sự thay đổi tín hiệu điều khiển δudt sau đó đảm bảo cho :

    δI = 0(đây là điều kiện cần cho cực trị)          (2.11)

    Với điều kiện ban đầu x(t0) = x0  ⇒ biến thiên trạng thái đầu: δx(t0) = δx0

    Ta giả sử :

      ∂G   T δx(t1) +
    δI =   t1  
             
    ∂x(t1 )    
               

    t∫1

    • 0
      ∂f n+1 T  
          δx
       
      ∂x  
         
             
      ∂f n+1 T        
          δu   (2.12)  
    ∂u
    +   dt
                   

    Đạo hàm riêng trong (2.12) được tính cho vector tối ưu. Đưa thêm vào hệ thống một vector mới λ(t). Thay vào phương trình (2.10)

    T d (δx) T ∂f T ∂f (2.13)
    λ   = λ     δx + λ     δu
    dt    
          ∂x     ∂u  
                         

    Tích phân (2.13) sau khi đã chuyển vế ta được phương trình sau :

    t1 T d (δx) T ∂f T ∂f   (2.14)
    λ   − λ     δx − λ     δu dt = 0
    dt    
    t∫0       ∂x     ∂u    
                             

    Thay vào phương trình (2.12) ta có

        ∂G   T     t1     ∂f     T   ∂f  
      = t1       ∫   n+1 T  
    δI   δx(t1) +       δx + λ       +
        ∂x  
      ∂x(t1 )             ∂x  
                  t 0                    
                                   

    + λT δx t =t 0 − λT δx t =t1

    Nếu hàm Hamiltơn có dạng :

    H = fn+1 + λTf(x,u)

    Sinh viên: Nguyễn Quang Huy Lớp :Tự động hoá 1- K43

    T   ∂f n+1 T   T   ∂f    
    dλ                
          δu + λ       δu dt +
    dt δx +   ∂u        
                ∂u  
                           

    (2.15)

    (2.16)

    3

    Bài tập lớn Tự động hoá quá trình sản xuất

    Và nếu vector λ(t) có vi phân thoả mãn phương trình sau :

    dλ = − ∂H (2.17)  
    dt ∂X
         

    Giả sử sai số ban đầu của quá trình δX(t0) = 0 như vậy điều kiện cần cho quá trình điều khiển tối ưu là:

    t1   ∂H  T
    δI = ∫       δudt = 0
     
    t 0   ∂u  
      ∂H    
    (2.18) ⇒     = 0 (2.19)
     
      ∂u    

    Điều kiện cuối cho vector λ(t) là:

    T

    λ (t1 )

      ∂G  T     (2.20)
       
    =        
         
      ∂X   t =t1  
       

    Từ các phương trình ở trên rút ra được các phương trình quan trọng sau:

    ∂H = f (x,u) ∂H = dx    
    ∂λ ∂λ dt    
       
    dλ   = − ∂H (2.21,2.22,2.23)  
    dt ∂x
         
    dH = 0      
    dt      
           
                       

    Nếu đại lượng điều khiển : αi số) Từ phương trình (2.18) ta

    • ui (t) ≤ βi ;i = 1,2,3…..(ở đây αi và βi là các hằng chú ý rằng nếu δu(t) là bất kỳ thì điều kiện cực trị là:
          u * = −α ; ∂H > 0 khi δUi > 0    
            ∂u        
            1     i   i                      
                                             
          u * = −β ; ∂H < 0 khi δUi < 0    
            ∂u        
          1     i   i                      
    III/ ÁP DỤNG ĐỂ GIẢI BÀI TẬP:                              
                                     
    Đối với đề bài đã cho thì ta có các dữ liệu sau:     x2 + u1  
              & =       T  = dX =    
            X   [x&1 , x&2 ]     dt     2x2 − x1 + u  
                                  − 2
            f1(x(t),u(t)) = x2 + u1      
            f2(x(t),u(t)) = -x1 –2x2 +u2    
    G0[x(t1)] = 0 ; fn+1[x(t),u(t)] = 0,5.( x 2 + x 2 + 0,1u 2 + 0,1u 2 )    
    t0 = 0 ; t1 = 1             1       2           1   2    
    ∂f 0   1         ∂f   1  0    
            ;   (3.1)
          =                   =  
                 
      ∂x −1   − 2       ∂u   0  1    

    Hàm Hamilton có dạng (2.16) :

    ⇒  H = 0,5(x2 + x 2 + 0,1u 2 + 0,1u 2 ) + λ (x 2 + u ) + λ 2 (u 2 − x − 2x 2 )
    1   2   1   2 1 1   1    
                                     

    Theo (2.19) thì điều kiện cần cho quá trình điều khiển tối ưu là:

    Sinh viên: Nguyễn Quang Huy 4
    Lớp :Tự động hoá 1- K43  
         

    Bài tập lớn Tự động hoá quá trình sản xuất

          ∂H   = 0,1u           = 0    
                            + λ        
                               
          ∂u                   1   1      
                1                               (3.2)
          ∂H                            
                                         
                        = 0,1u   + λ   = 0    
                           
          ∂u                       2       2      
                2                            
                                             
      dλ     = −   ∂H = λ2 − x1    
          1        
                 
    Theo (2.22) ta có   dt                 ∂x1                
                                                     
        dλ2 = − ∂H = 2λ     − λ − x  
            2 2
        dt                   ∂x             1  
                        2                    
                                                     
      λ& = λ 2 − x                
    ⇒   1                   1               (3.3)  
          = 2λ       − λ   − x        
      λ& 2   2        
        2                 1          

    Để giải hệ phương trình vi phân này ta có khá nhiều phương pháp:

    +) Phương pháp giải hệ phương trình vi phân thường .

    +) Phương pháp giải hệ phương trình gần đúng theo phương pháp tính.

    +) Phương pháp giải hệ phương trình vi phân theo Laplaces hoá.

    Sau đây ta giải hệ các phương trình trên theo Laplaces hoá.

    Thay hệ phương trình (3.2) vào hệ phương trình (3.3):

    Ta được

    − u& 1 = −u 2 −10x    
          1   (3.4)
        = −2u   + u −10x
    − u& 2 2 2
          1  

    Kết hợp với hệ phương trình ban đầu ta được hệ bốn phương trình sau

    u&

    1

    u&

    2

    x&1

    x&2

    • u2 +10x1
    = 2u2 − u1 +10x2 (3.5)
    = x2 + u1  
       

    = −2x2 − x1 + u2

     

    Biến đổi Laplaces hệ các phương trình trên:

    Ta được                                   pu1(p) = u2(p) + 10x1(p)

    pu2(p) = 2u2(p) –u1(p)+ 10x2(p)

    px1(p) = x2(p) + u1(p)

    px2(p) = u2(p) – x1(p) – 2x2(p)

    Sau khi được hệ bốn phương trình trên ta tiến hành số hoá chúng:

    Với p = 2 z −1  ; T là thời gian cắt mẫu.

    T z + 1

    Tiến hành biến đổi

    Ta được kết quả sau

    A1 = 4 + t*t + 4*t; B1 = 2*t*t – 8; C1 = 4 – 4*t + 4*t*t;

    D1 = 20*t*t – 20*t; E1 = 40*t*t; F1 = 20*t*t + 20*t; G1 = 10*t*t ; H1 = 10*t*t +

    10*t ; K1 = 10*t;

    A2 = -C1 ; B2 = -B1 ; C2 = -A1; D2 = 100*t*t;E2 = 200*t*t;F2 = -200*t;G2= -F2

    Sinh viên: Nguyễn Quang Huy 5
    Lớp :Tự động hoá 1- K43  
         

    Bài tập lớn Tự động hoá quá trình sản xuất

    A3 = 4 + t*t ; B3 = 2*t*t – 8; C3 = 4 + 4*t*t;

    D3 = 2*t – 2; E3 = 4*t; F3 = 2*t + 2; G3 = t*t;

    H3 = 2*t*t ; K3 = t*t;

    A4 = 4 + t*t -4*t ; B4 = 2*t*t – 8; C4 = 4 + 4*t*t + 4*t;

    D4 = -t*t; E4 = -2*D4; F4 = D4 ; G4 = 2*t;

    H4 = -2*t;

    u1(i+2) = ( D1*x1(i+1) + E1*x1(i) + F1*x1(i-1) + G1*x2(i+1) + H1*x2(i) + K1*x2(i-1) -B1*u1(i+1) -C1*u1(i))/A1;

    u2(i+2) = ( D2*x1(i+1) + E2*x1(i) + G2*x1(i-1) + F2*x2(i+1) + G2*x2(i-1) – B2*u2(i+1) – C2*u2(i))/A2;

    x1(i+2) = ( D3*u1(i+2) + E3*u1(i+1) + F3*u1(i) + G3*u2(i+2) + H3*u2(i+1) + K3*u2(i) -B3*x1(i+1)-C3*x1(i))/A3;

    x2(i+2) = ( D4*u1(i+2) + E4*u1(i+1) + F4*u1(i) + G4*u2(i+2) + H4*u2(i) – B4*x2(i+1)-C4*x2(i))/A4;

    Chương trình Matlab để tính các tín hiệu điều khiển dưới dạng bảng số hoặc hình vẽ nhằm mô phỏng hệ thống:

    function[x1,x2,u1,u2]=TT(t,n)  
    x1(1)=0;x2(1)=0;x1(2)=0;x2(2)=0;x1(3)=10;x2(3)=0;  
    u1(1)=0; u2(1)=0; u1(2)= 0; u2(2)= 0;u1(3)=1;u2(3)=1;  
    A1 = 4 + t*t + 4*t; B1 = 2*t*t – 8; C1 = 4 – 4*t + 4*t*t;  
    D1 = 20*t*t – 20*t; E1 = 40*t*t; F1 = 20*t*t + 20*t; G1 = 10*t*t ;    H1 = 10*t*t + 10*t ; K1
    = 10*t;  
    A2 = -C1 ; B2 = -B1 ; C2 = -A1; D2 = 100*t*t;E2 = 200*t*t; F2 = -200*t;G2= -F2
    A3 = 4 + t*t ; B3 = 2*t*t – 8; C3 = 4 + 4*t*t;  
    D3 = 2*t – 2; E3 = 4*t; F3 = 2*t + 2; G3 = t*t;  
    H3 = 2*t*t ; K3 = t*t;  
    A4 = 4 + t*t -4*t ; B4 = 2*t*t – 8; C4 = 4 + 4*t*t + 4*t;  
    D4 = -t*t; E4 = -2*D4; F4 = D4 ; G4 = 2*t;  
    H4 = -2*t;  

    for i = 2:1:n

    u1(i+2)=( D1*x1(i+1) + E1*x1(i) + F1*x1(i-1) + G1*x2(i+1) + H1*x2(i) + K1*x2(i-1) -B1*u1(i+1) – C1*u1(i))/A1;

    u2(i+2)=( D2*x1(i+1) + E2*x1(i) + G2*x1(i-1) + F2*x2(i+1) + G2*x2(i-1) – B2*u2(i+1) – C2*u2(i))/A2; x1(i+2)=( D3*u1(i+2) + E3*u1(i+1) + F3*u1(i) + G3*u2(i+2) + H3*u2(i+1) + K3*u2(i) -B3*x1(i+1)-

    C3*x1(i))/A3;

    x2(i+2)=( D4*u1(i+2) + E4*u1(i+1) + F4*u1(i) + G4*u2(i+2) + H4*u2(i) -B4*x2(i+1)-C4*x2(i))/A4; end

    >> [x1,x2,u1,u2]=TT(.01,100)

    x1 =

    1.0e+013 *

    Columns 1 through 6

    • 0 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 Columns 7 through 12

    0.0000   0.0000   0.0000   0.0000   0.0000   0.0000

    Columns 13 through 18

    0.0000   0.0000   0.0000   0.0000   0.0000   0.0000

    Columns 19 through 24

    0.0000   0.0000   0.0000   0.0000   0.0000   0.0000

    Columns 25 through 30

    0.0000   0.0000   0.0000   0.0000   0.0000   0.0000

    Sinh viên: Nguyễn Quang Huy 6
    Lớp :Tự động hoá 1- K43  
         

    Bài tập lớn Tự động hoá quá trình sản xuất

    Columns 31 through 36

    0.0000   0.0000   0.0000   0.0000   0.0000   0.0000

    Columns 37 through 42

    0.0000   0.0000   0.0000   0.0000   0.0000   0.0000

    Columns 43 through 48

    0.0000   0.0000   0.0000   0.0000   0.0000   0.0000

    Columns 49 through 54

    0.0000   0.0000   0.0000   0.0000   0.0000   0.0000

    Columns 55 through 60

    0.0000   0.0000   0.0000   0.0000   0.0000   0.0000

    Columns 61 through 66

    0.0000   0.0000   0.0000   0.0000   0.0000   0.0001

    Columns 67 through 72

    0.0001   0.0001   0.0001   0.0002   0.0002   0.0003

    Columns 73 through 78

    0.0004   0.0005   0.0006   0.0008   0.0011   0.0015

    Columns 79 through 84

    0.0019   0.0026   0.0034   0.0045   0.0059   0.0078

    Columns 85 through 90

    0.0104   0.0137   0.0182   0.0241   0.0319   0.0422

    Columns 91 through 96

    0.0558   0.0739   0.0978   0.1294   0.1713   0.2268

    Columns 97 through 102

    0.3002   0.3973   0.5259   0.6962   0.9215   1.2198

    x2 =

    1.0e+012 *

    Columns 1 through 6

    • 00 0.0000 0.0000 0.0000 Columns 7 through 12

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 13 through 18

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 19 through 24

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 25 through 30

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 31 through 36

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 37 through 42

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 43 through 48

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 49 through 54

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 55 through 60

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 61 through 66

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0001  -0.0001

    Columns 67 through 72

    -0.0001  -0.0002  -0.0002  -0.0003  -0.0004  -0.0005

    Columns 73 through 78

    -0.0006  -0.0008  -0.0011  -0.0014  -0.0019  -0.0025

    Columns 79 through 84

    -0.0033  -0.0044  -0.0058  -0.0077  -0.0102  -0.0135

    Columns 85 through 90

    -0.0179  -0.0236  -0.0313  -0.0414  -0.0548  -0.0726

    Columns 91 through 96

    -0.0961  -0.1272  -0.1683  -0.2228  -0.2949  -0.3903

    Columns 97 through 102

    -0.5167  -0.6839  -0.9053  -1.1983  -1.5861  -2.0995

    Sinh viên: Nguyễn Quang Huy 7
    Lớp :Tự động hoá 1- K43  
         

    Bài tập lớn Tự động hoá quá trình sản xuất

    u1 =

    1.0e+012 *

    Columns 1 through 6

    0        0    0.0000   0.0000   0.0000  -0.0000

    Columns 7 through 12

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 13 through 18

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 19 through 24

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 25 through 30

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 31 through 36

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 37 through 42

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 43 through 48

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 49 through 54

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 55 through 60

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 61 through 66

    -0.0000  -0.0000  -0.0001  -0.0001  -0.0001  -0.0002

    Columns 67 through 72

    -0.0002  -0.0003  -0.0004  -0.0005  -0.0006  -0.0008

    Columns 73 through 78

    -0.0011  -0.0014  -0.0019  -0.0025  -0.0033  -0.0044

    Columns 79 through 84

    -0.0058  -0.0077  -0.0102  -0.0135  -0.0179  -0.0237

    Columns 85 through 90

    -0.0314  -0.0415  -0.0550  -0.0728  -0.0963  -0.1275

    Columns 91 through 96

    -0.1688  -0.2234  -0.2958  -0.3915  -0.5182  -0.6859

    Columns 97 through 102

    -0.9079  -1.2018  -1.5908  -2.1057  -2.7872  -3.6893

    u2 =

    1.0e+013 *

    Columns 1 through 6

    • 0 0.0000 0.0000 0.0000 -0.0000 Columns 7 through 12

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 13 through 18

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 19 through 24

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 25 through 30

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 31 through 36

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 37 through 42

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 43 through 48

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 49 through 54

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 55 through 60

    -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000  -0.0000

    Columns 61 through 66

    -0.0001  -0.0001  -0.0001  -0.0001  -0.0002  -0.0002

    Sinh viên: Nguyễn Quang Huy 8
    Lớp :Tự động hoá 1- K43  
         

    Bài tập lớn Tự động hoá quá trình sản xuất

    Columns 67 through 72

    -0.0003  -0.0004  -0.0005  -0.0007  -0.0009  -0.0012

    Columns 73 through 78

    -0.0016  -0.0021  -0.0028  -0.0037  -0.0049  -0.0065

    Columns 79 through 84

    -0.0086  -0.0114  -0.0151  -0.0200  -0.0264  -0.0350

    Columns 85 through 90

    -0.0463  -0.0613  -0.0811  -0.1073  -0.1421  -0.1881

    Columns 91 through 96

    -0.2489  -0.3295  -0.4362  -0.5774  -0.7642  -1.0116

    Columns 97 through 102

    -1.3390  -1.7724  -2.3461  -3.1054  -4.1106  -5.4410

    Bài số

    Đề bài :

    Cho đối tượng cần điều khiển có mô tả toán học dạng hàm truyền :

    K e− PL

    Gs ( p) = (T1 P + 1s)(T2 P + 1)

    Với :  Ks=1 L=0,3 T1=1,5 T2=1,2

    Hãy tìm luật điều khiển dạng PID cho hệ trên sao cho toàn hệ đạt tiêu chuẩn tối ưu nào đó :

    • Lựa chọn luật
    • Xác định các hệ số
    • Khảo sát

    Lời giải:

    I/ GIỚI THIỆU VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN TỶ LỆ VI TÍCH PHÂN (PID):

    Các luật tỷ lệ, vi phân, tích phân thường tồn tại những nhược điểm riêng.Do vậy để khắc phục các nhược điểm trên người ta thường kết hợp các luật đó lại để có bộ

    Sinh viên: Nguyễn Quang Huy 9
    Lớp :Tự động hoá 1- K43  
         

    Bài tập lớn Tự động hoá quá trình sản xuất

    điều khiển loại bỏ các nhược điểm đó, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của các hệ thống trong công nghiệp.

    Để cải thiện chất lượng của các bộ điều khiển PI, PD người ta kết hợp ba luật điều khiển tỷ lệ, vi phân, tích phân để tổng hợp thành bộ điều khiển tỷ lệ vi tích phân ( PID ). có đặc tính mềm dẻo phù hợp cho hầu hết các đối tượng trong công nghiệp.

    Phương trình vi phân mô tả quan hệ tín hiệu vào ra của bộ điều khiển:

    U (t) = K1.e(t) + K 2 ∫t e(τ)dτ + K 3 de (t)    
      dt
        0      
        1   t     de (t )
            ∫          
    U (t ) = Km e(t) +       e(τ)dτ + Td        
        Ti 0     dt
    Trong đó :     e(t)           tín hiệu vào của bộ điều khiển  
            U(t)           tín hiệu ra của bộ điều khiển  
            Km = K1           hệ số khuếch đại  
            Td = K3/K1           hằng số thời vi phân  
            Ti = K1/ K2           hằng số thời gian tích phân  
    Xây dựng bằng sơ đồ khuếch đại thuật toán:  
                                R2  
                                                       
              R1               R  
                                           
                                                         
                                                         
                                                         
                                                         
                          Rd                     R  
                           
                                             
                                                   
      Uv   Cd                 R         Ur
                                 
                                                 
                                             
                                                         
                                                         
    Sinh viên: Nguyễn Quang Huy         10
           
       
                Ci              
    Lớp :Tự động   hoá 1- K43              
                   
                                     
          Ri               R
           
                           
                                     

    Bài tập lớn Tự động hoá quá trình sản xuất

    Hàm truyền đạt trong miền ảnh Laplace:    
    W(p) = U ( p ) = Km (1 + 1 + Td .p )
      Ti .p
      E ( p )  

    Nhận xét:

    • Đặc tính làm việc của bộ điều khiển PID rất linh hoạt, mềm dẻo .
    • Ở giải tần số thấp thì bộ điều khiển làm việc theo quy luật tỷ lệ tích phân.
    • giải tần số cao thì bộ điều khiển làm việc theo quy luật tỷ lệ vi phân khi
    ω = 1 bộ điều khiển làm việc theo quy luật tỷ lệ.
     

    Ti.Td

    Bộ điều khiển có ba tham số Km , Ti và Td.

    • Khi ta cho Ti = ∞ , Td = 0 thì bộ điều khiển làm việc theo luật tỷ lệ.
    • Khi Ti = ∞ bộ điều khiển làm việc theo luật tỷ lệ – vi phân
    • Khi Td = 0 bộ điều khiển làm việc theo luật tỷ lệ – tích phân

    Nếu ta chọn được bộ tham số phù hợp cho bộ điều khiển PID thì hệ thống cho ta đặc tính như mong muốn, đáp ứng cho các hệ thống trong công nghiệp .

    Đặc biệt nếu ta chọn bộ tham số tốt bộ điều khiển sẽ đáp ứng được tính tác động nhanh, đây là đặc điểm nổi bật của bộ điều khiển .

    Trong bộ điều khiển có thành phần tích phân nên hệ thống triệt tiêu được sai lệch

    dư.

    Bằng thực nghiệm hoặc lý thuyết ta xác định các tham số Km, Ti ,Td để bộ điều khiển đáp ứng dặc tính hệ thống.

    Tuy vậy cho đến nay đã có nhiều lý thuyết về xác định tham số cho bộ điều khiển PID. Nhưng vẫn chưa một lý thuyết nào hoàn hảo và tiện lợi, việc xác định

    Sinh viên: Nguyễn Quang Huy 11
    Lớp :Tự động hoá 1- K43  
         

    Bài tập lớn Tự động hoá quá trình sản xuất

    tham số cho bộ điều khiển là phức tạp đòi hỏi kỹ sư phải có chuyên môn về tích hợp hệ thống.

    II/LỰA CHỌN LUẬT ĐIỀU KHIỂN:

    Ta sử dụng chuẩn ITAE đó là tiêu chuẩn tích phân của tích số giữa thời gian và giá trị tuyệt đối của sai lệch

    Theo chuẩn này hệ thống tự động điều chỉnh là tối ưu nếu nó làm cực tiểu tích phân sau đây

    ∞

    • t e(t) dt

    0

    Tiêu chuẩn ITAE đánh giá nhẹ các sai lệch ban đầu còn các sai lệch sau xuất hiện trong cả quá trình quá độ thì đánh giá rất nặng.Hệ thống thiết kế theo chuẩn này sẽ cho đáp ứng có độ quá điều chỉnh nhỏ và có khả năng làm suy giảm nhanh các dao động trong quá trình điều chỉnh

    Từ lý thuyết trên ta xây dựng lên tiêu chuẩn mô dun tối ưu .

    Hàm chuẩn có dạng:

    FMC (P) = 1 + 2Tδ P1+ 2Tδ2 P 2

    X(t)

          +  2%  
    1 4,3%
             

    t

    4,7Tδ        8,4Tδ

    Đặc tính quá độ

    III/XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CỦA BỘ ĐIỀU CHỈNH PID:

    Đối tượng cần điều khiển có mô tả toán học:

    Sinh viên: Nguyễn Quang Huy 12
    Lớp :Tự động hoá 1- K43  
         

    Bài tập lớn Tự động hoá quá trình sản xuất

    K e− PL

    Gs ( p) = (T1 P + 1)(sT2 P + 1)

    Tuy nhiên trong một số trường hợp L nhỏ hơn nhiều T1(T2) để thuận tiện cho tính toán ta thay khâu trễ bằng khâu bậc nhất

                e−PL  ≈     1    
                  LP + 1  
                         
    Bởi vì theo khai triển Taylor
    e X = 1 + X + X 2 + X 3 + X 4 + …
      1! 2! 3!   4!  
                       
                                 

    Bỏ qua các thành phần bậc cao ta có:

    e X  ≈ 1 + X1! ≈ 1 + X

    • e− X ≈1
      • + X
    • e−PL ≈1

    PL + 1

    Từ đó đối tượng cần điều khiển có mô tả toán học như sau :

    K

    Gs ( p) = (T1 P + 1)(T2 Ps+ 1)(LP + 1)

    Sơ đồ cấu trúc của hệ thống:

    X(p)       Y(p)
    R(P)   GS(P)
    –        
     
               
                   
                   

    Trong đó:

    GS(p) :Đối tượng điều khiển

    R(p) :Bộ điều chỉnh PID

    R( p) = Km(1 + T1IP + TD P)

    Sinh viên: Nguyễn Quang Huy 13
    Lớp :Tự động hoá 1- K43  
         

    Bài tập lớn Tự động hoá quá trình sản xuất

    Km : Hệ số khuyếch đại

    TI   : Hằng số thời gian tích phân

    TD  : Hằng số thời gian vi phân

    Nhiệm vụ bây giờ chính là xác định các hệ số Km ; TI ; TD Gọi W(p) là hàm truyền hệ kín ta có :

    W ( p) =     R( p).GS ( p)                            
      1 + R( p).GS ( p)                        
              1               KS            
                                     
              P       (T P + 1)(T P + 1)(LP + 1)
          Km 1 + T   + TD P
    =         I             1   2            
                1           KS          
                                 
                                     
        + T P                  
        1 + Km 1 + TD P (T P + 1)(T P + 1)(LP + 1)
                  I             1 2            
                                1              
                                               
                                           
                  Km.KS  1 + TI P + TD P            
    =                                        
                                    1        
                                         
                                               
                                           
        (T1 P + 1)(T2 P + 1)(LP + 1) + Km.K S  1 + TI P + TD P
                                             
    Đồng nhất với hàm chuẩn tối ưu mô dun được        
          W(p) = FMC(p)              
    Với  Tδ = L (Vì L < T2 <T1 )                  
                    1                
                +                      
                                 
          Km.KS  1 TI P + TD P       1
                          =
                            1     1 + 2L P + 2L2 P2
      (T1 P + 1)(T2 P + 1)(LP +                      
                       
      1) + Km.K S  1 + TI P + TD P    
                                   
    Biến đổi đẳng thức trên bằng cách nghịch đảo cả 2 vế ta được :
    1 + (T P + 1)(T P + 1)(LP + 1) = 1 + 2LP + 2L2 P2
    1   2              
            1          
            +                          
                                 
        Km.Ks 1 TI P + TD P            
                                 
        1    
      +    
     
    (T1 P + 1)(T2 P + 1) = 2.L.P.Km.Ks. 1 TI P + TD P  
           
    Sinh viên: Nguyễn Quang Huy 14
    Lớp :Tự động hoá 1- K43  
         

    Bài tập lớn Tự động hoá quá trình sản xuất

      T1T2 P 2 + (T1 + T2 )P + 1         1        
                     
                   
                        = Km 1 +     + TD P    
          2LK S P       TI P    
                               
      T1 + T2       1       T1.T2         1  
                           
            1 +     +   P = Km 1 +     + TD P
    2LK S   (T + T )P T + T T P
              1 2     12           I    

    Từ đây ta có thể xác định được các hệ số :

    Km = T1 + T2

    2L.Ks

    TI  = T1 + T2

    T   =  T1+.T2

    D     T1    T2

    Thay các số liệu của đề bài vào công thức trên ta có :

    Km = T1 + T2  = 1,5 + 1,2 = 4,5

    2L.Ks    2.0,3.1

    TI  = T1 + T2  = 1,5 + 1,2 = 2,7

    TD  = T1.T2 =   1,5.1,2 = 0,667  
    T1 + T2 1,5 + 1,2
           

    Vậy bộ điều chỉnh PID tìm được là :

              1        
        R(P) = 4,5 1 +   + 0,667.P    
        2,7.P    
                     
    Như vậy cấu trúc của hệ thống là :            
    X(p)                     Y(p)
      1             1.e−0,3P
                     
        4,5 1 +     + 0,667.P            
    – 2,7.P       (1,5P + 1)(1,2P +1)    
                       
                               
                               

    IV/MÔ PHỎNG HỆ THỐNG BẰNG MATLAB:

    a/Hệ gần đúng: e−PL  ≈ 1  
    LP + 1  
           
               
    Sinh   1    
      (1,5P+1)(1,2P+1)(0,3P+1)  
    Lớp        
           
             

    Bài tập lớn Tự động hoá quá trình sản xuất

    Đặc tính quá độ

    b.Hệ đúng:

    e−0,3P

    (1,5P+1)(1,2P+1)

    Sinh viên: Nguyễn Quang Huy 16
    Lớp :Tự động hoá 1- K43  
         

    Bài tập lớn Tự động hoá quá trình sản xuất

    V/ NHẬN XÉT:

    Qua khảo sát bằng MATLAB ta nhận thấy hệ thống ổn định và tương đối phù hợp với chuẩn .Tuy nhiên trong quá trình tổng hợp hệ thống ta tính gần đúng

    e−PL  ≈   1

    LP + 1

    nên hệ thống có sai số nhất định , dựa vào đặc tính quá độ như đã khảo sát ở trên ta nhận thấy đối tượng thực S(p) là đối tượng có trễ nhưng đối tượng gần đúng lại không trễ tuy vậy sự khác biệt ở đây là không lớn và có thể chấp nhận được.

    Sinh viên: Nguyễn Quang Huy 17
    Lớp :Tự động hoá 1- K43  
         

    Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

    [sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

  • BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP 1 THIẾT KẾ HỆ SÀN – DẦM BẰNG THÉP

    BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP 1 THIẾT KẾ HỆ SÀN – DẦM BẰNG THÉP

    BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP 1 THIẾT KẾ HỆ SÀN – DẦM BẰNG THÉP

    Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

    Kéo xuống để Tải ngay bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

    (Nếu là bài nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

    Bài liên quan:BỘ ĐỀ THI HỌC KÌ II MÔN HÓA HỌC LỚP 10 NĂM 2017-2018 (CÓ ĐÁP ÁN)

    [toc]

    [pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/05/B%C3%80I-T%E1%BA%ACP-L%E1%BB%9AN-K%E1%BA%BET-C%E1%BA%A4U-TH%C3%89P-1-THI%E1%BA%BET-K%E1%BA%BE-H%E1%BB%86-S%C3%80N-D%E1%BA%A6M-B%E1%BA%B0NG-TH%C3%89P.pdf[/pdfviewer]

    Tải ngay bản PDF tại đây: BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP 1 THIẾT KẾ HỆ SÀN – DẦM BẰNG THÉP

    TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HỒ CHÍ MINH

                      KHOA XÂY DỰNG

          BỘ MÔN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

    —&–

    BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP 1

    THIẾT KẾ HỆ SÀN – DẦM BẰNG THÉP

    Họ và tên sinh viên :   mr.Lưu

    STT: 56                                                              Lớp : XD08A4

    BẢNG SỐ LIỆU VÀ KÍCH THƯỚC HOẠT TẢI

    Mã số

     

    đề bài

    		 Bước dầm phụ Ls(m) Bước dầm chính Lp(m) Giá trị n (dùng để tính Lc) Hoạt tải tiêu chuẩn Pc(kg/m2) Hệ số vượt tải của hoạt tải np Ghi chú
    36 1.1 6.0 11 1050 1.3  
     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Sơ đồ hệ sàn- dầm- cột

    CHƯƠNG 1: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG CỦA HỆ KẾT CẤU

    1.1.Mô tả các bộ phận của kết cấu

    Sử dụng hệ cột-dầm-sàn bằng thép

     

     

    Các bộ phận kết cấu

    1.2.Tải trọng tác dụng lên sàn

    Tải trọng tác dụng lên sàn có dạng phân bố đều ,đơn vị tính kg/cm2,được chia làm hai loại:

    • Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) :là trọng lượng bản thân của dầm thép được tính theo công thức :
    • Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) tiêu chuẩn :

    :trọng lượng riêng của thép

    : chiều dày bản sàn được chọn sơ bộ

    • Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) tính toán :

    : hệ số vượt tải của tĩnh tải

    • Tải trọng tạm thời (hoạt tải):
    • Tải trọng tạm thời tiêu chuẩn :
    • Tải trọng tạm thời tính toán :

    : hệ số vượt tải của hoạt tải

    è Tải trọng tác dụng lên sàn :

    • Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên sàn:
    • Tải trọng tính toán tác dụng lên sàn:

    1.3.Các đặc trưng cơ lý của vật liệu sử dụng

    Ta có tải trọng tiêu chuẩn là : pc  = 1500(kg/m2) => t = (8-10) mm < 20 mm theo TCVN 338-2005 ta có :

    Vật liệu sử dụng bao gồn các vật liệu sau:

    • Thép : Sử dụng thép bản, thép hình loại CCT34 có:
    • :trọng lượng riêng của thép
    • :mô đun đàn hồi
    • : cường độ tiêu chuẩn chịu kéo ,nén ,uốn
    • :cường độ tính toán chịu kéo ,nén ,uốn
    • :cường độ chịu cắt
    • : cường độ kéo đứt tiêu chuẩn
    • :cường độ ép mặt
    • :hệ số poisson
    • Que hàn : Dùng hàn que E42A
    • :cường độ tính toán theo kim loại mối hàn
    • :cường độ tính toán theo kim loại ở biên nóng chãy

    CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ BẢN SÀN LOẠI DẦM

    2.1. Mặt bằng sàn , số liệu:

    Mã số

     

    đề bài

    		 Bước dầm phụ Ls(m) Bước dầm chính Lp(m) Giá trị n (dùng để tính Lc) Hoạt tải tiêu chuẩn Pc(kg/m2) Hệ số vượt tải của hoạt tải np
    53 1.2 4.6 8 1500 1.2
     

     

    Mặt bằng sàn ( TL 1/100 )

    2.2.Sơ đồ tính bản sàn , cách xác định nội lực

     

    Bản sàn thép được cắt ra một dải rộng 1cm theo phương cạnh ngắn và tính toán như một dầm đơn giản có hai gối tựa là hai dầm phụ (liên kết khớp) chịu tải trọng phân bố đều:

     

    Hình 4:Sơ đồ tính toán bản sàn

    Trong đó (kg/cm) lực phân bố đều trên dầm bao gồm : tĩnh tải tính toán và hoạt tải tính toán trên 1cm bề rộng .

    2.3.Xác định chiều dầy bán sàn

    Dùng công thức gần đúng A.L.Teloian để tính chiều dầy( ) bản sàn:

    Trong đó :

    • ( với :độ võng cho phép của bản sàn thép )
    •  
    •  

    Vậy ta có :

    Với ls=120cm

    Theo bảng tra chọn bề dầy cho bản sàn ta có :

    qc = 1500(kg/m2) < 2000(kg/m2) thì chiều dầy bản sàn là

    2.3.1.Tính bản sàn

    Chọn chiều dầy bản d = 10 mm=1cm

    Khoảng cách các dầm phụ : 120cm

    Cắt 1cm bề rộng sàn  

    • Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên sàn:
    • Tải trọng bản thân (tĩnh tải) :
    • Hoạt tải :

    èTải tiêu chuẩn tác dụng lên sàn :

    • Tải trọng tính toán tác dụng lên sàn:

    2.3.2.Kiểm tra độ võng của bản sàn

     

    Sơ đồ tính bản sàn : cắt dải bản rộng 1cm

     

     

    Bản sàn thép được hàn với các dầm ,khi tải trọng tác dụng lên dầm thì liên kết hàn này làm cho bản sàn không biến dạng tự do được và ngăn cản biến dạng xoay của bản tại gối tựa.Vì vậy tại các gối sẽ xuất hiện lực kéo H và momen âm .Lực kéo và momen âm có tác dụng giảm momen ở nhịp cho bản .Để thiên về an toàn ta chỉ xét ảnh hưởng của lực kéo H .

    • Kiểm tra độ võng theo công thức :
    • Độ võng ở giửa nhịp của bản sàn có sơ đồ đơn giản chịu tải trọng tiêu chuẩn  :

    Với :

    è

    • α : tỉ số giửa lực kéo H và lực tới hạn Ơle được xác định theo phương trình :

    giải phương trình trên ta được α=1.834

    • Độ võng của bản sàn là :

    Vậy bản sàn đảm bảo điều kiện về độ võng

     

     

     

    2.3.3.Kiểm tra điều kiện về độ bền

    Bản sàn chịu uốn và chịu kéo đồng thời :

    A:diện tích tiết diện bản rộng 1cm : A=1.1=1cm2

    W: momen kháng uốn :

    H: lực kéo :

    • Momen lớn nhất ở giửa nhịp của bản :

    Độ bền của bản sàn :

    Vậy sàn thỏa mản điều kiện bền

    2.3.4.Kiểm tra đường hàn liên kết bản sàn với dầm

     

    Đường hàn liên kết bản sàn và dầm chịu lực kéo H ở gối tựa :

    nhưng do yêu cầu cấu tạo  :để tránh hiện tượng hàn không được sâu:

    chọn hh=5mm

     

    CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN DẦM PHỤ

    3.1.Sơ đồ tính toán

    Dầm phụ được coi là đầm đơn giản có hai đầu là hai gối tựa .Tải trọng tác dụng lên dầm phụ là tải từ sàn truyền vào dưới dạng phân bố đều

     

     

    Hinh : Sơ đồ tính dầm phụ

    3.2.Xác định tải trọng và nội lực

    Tải trọng tác dụng lên sàn :

    Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên dầm phụ là:

    Tải trọng tính toán tác dụng lên dầm phụ là:

    Sơ đồ tính :

     

    Mômen lớn nhất Mmax giửa nhịp dầm :

    Lực cắt lớn nhất Vmax tại gối tựa :

    3.3.Chọn tiết diện dầm phụ

     

    Mô men chống uốn của dầm có kể đến sự phát triển biến dạng dẻo trong  tiết diện :

    Chọn thép định hình I N 0 24 có các thông số :

    h = 240mm ; b=115mm ; d= 5.6mm ; t= 9.5mm

    Wx=289 cm3 ;  Jx=3460cm4 ; Sx= 163cm3

    Trọng lượng bản thân 27.3(kg/m) = 0.273(kg/cm)

     

     

     

    3.4.Kiểm tra dầm phụ theo điều kiện bền

    • Tải trọng tính toán tác dụng lên dầm phụ kể cả trọng lượng bản thân dầm :
    • Mômen lớn nhất của dầm phụ có kể đến trọng lượng bản thân :
    • Lực cắt lớn nhất Vmax tại gối tựa khi kể đến trọng lượng bản thân:
    • Kiểm tra ứng suất pháp :
    • Kiểm tra ứng suất tiếp:

     

    Vậy dầm phụ thỏa mản điều kiện về độ bền

    3.5.Kiểm tra dầm phụ theo điều kiện độ cứng

    Kiểm tra độ võng của dầm phụ:

    • Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên dầm phụ kể cả trọng lượng bản thân :
    • Độ võng tương đối của dầm :

    Vậy dầm phụ thỏa mản điều kiện về độ võng

    3.6.Kiểm tra ổn định tổng thể của dầm phụ

    Không cần kiểm tra  ổn định tổng thể của dầm phụ vì phía trên dầm phụ có bán sàn thép hàn chặt với cách dầm

    CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH

    4.1.Sơ đồ tính toán

    Dầm chính được đặt lên cột ,sơ đồ tính là dầm đơn giản chịu tải tập trung từ dầm phụ truyền xuống.

    Tải trọng tác dụng lên dầm chính là phản lực gối tựa của 2 dầm phụ 2 bên truyền xuống bao gồm 2 loại :

     
     

     

     

     

     

     

     

    Đối với những dầm phụ ở giữa nhịp                          Đối với những dầm phụ ở biên

    4.2.Xác định tải trọng , xác định nội lực

    • Tải trọng tác dụng lên dầm chính :
    • Tại những điểm giửa nhịp dầm chính :
    • Tải tiêu chuẩn :

    Với

    è

    • Tải tính toán :

    Với

    è

    • Tại những điểm ở biên dầm chính :
    • Tải tiêu chuẩn :
    • Tải tính toán :
    • Xác định nội lực lên dầm chính :
     
     
     

     

     

     

    4.3.Chon tiết diện dầm (dầm tổ hợp hàn)

    • Chọn chiều cao tiết diện dầm :
    • Chiều cao nhỏ nhất của dầm tính gần đúng theo công thức hmin khi đưa các tải tập trung về phân bố đều :

    Với ntb: hệ số vượt tải trung bình chọn ntb=1.15

    è

    • Chiều cao kinh tế của dầm :

    Chọn hw ≈ h ≈ hmin=70cm

    + Chiều dày nhỏ nhất của bản bụng tw được xác định theo điều kiện bản bụng chịu lực cắt lớn nhất :

    + Khi dầm đảm bảo ổn định không dung sườn để  gia cường :

     

    Từ 2 điều kiện trên ta có thể chon tw=0.8cm

    Với k = 1.15: dầm tổ hợp hàn

    èChọn  và càng gần hkt càng tốt vậy chọn :

    h=90cm ; chọn tf=2cm

    =>hw=h-2tf=90-4=86cm =>hfk= h-tf =90-2=88cm

    èChọn tw=0.8cm=8mm

     

    • Xác định kích thước bản cánh:

    + Diện tích cánh dầm được xác định gần đúng :

    Ta có :

    Với tf=2cm ta sẽ có bf=45.104/2=22.552cm nhưng do tải trong uốn dung để tính ra tiết diện trên chưa kể đến trọng lượng bản thân ,nếu kể đến tiết diện sẽ lớn hơn nên ta chọn bf=28cm

    + Kiểm tra chiều rộng cánh dầm theo điều kiện về cấu tạo,ổn định tổng thể và cục bộ:

    Ta có :

    với bf=28cm ta có :

    : thỏa

     

    :thỏa

    4.4.Kiểm tra độ bền của dầm

    Các đặc trưng hình học của tiết diện :

    Trọng lượng bản thân =

    • Kiểm tra ứng suất pháp tại tiết diện giữa nhịp :

    Mômen lớn nhất của dầm do trọng lượng bản thân:

    Mômen lớn nhất của dầm có kể đến trọng lượng bản thân:

    Ứng suất pháp lớn nhất tại giửa nhịp :

    • Kiểm tra ứng suất tiếp tại gối :

    Lực cắt tại gối tựa do tải trọng bản thân dầm:

    Lực cắt lớn nhất của dầm có kể đến trọng lượng bản thân:

    Ứng suất tiếp lớn nhất tại gối :

    • Kiểm tra điều kiện bền tại vị trí có M và V cùng lớn (giữa dầm) tại điêm tiếp giáp giữa bụng và cánh:
     

    Tại vị trí giửa dầm khi đã kể đến trọng lượng bản thân  có:

    M=10308621.16(kg.cm)

    V=5275.4 (kg)

    4.5.Kiểm tra độ võng của dầm

    Do chọn chiều cao dầm lớn hơn chiều cao hmin theo điều kiện độ võng nên không cần kiểm tra độ võng của dầm

    4.6.Thay đổi tiết diện dầm

    Ta có chiều dài dầm L= 9.6m < 10m nên không cần thay đổi tiết diện nhưng trong phạm vi bài tập lớn này có thể thay đổi tiết diện của dầm

    Để đơn giản việc thay đổi tiết diện dầm ta quy các tái tập trung về phân bố đều kể cả trọng lượng bản thân dầm chính :

    Chọn vị trí thay đổi tiết diện cách gối tựa một đoạn

    Ta thay đổi tiết diện tại vị trí x=1.6 m

    Giá trị nội lực tại vị trí x=1.6m như hình vẽ:

     

     

     

     

     

     

     

    Momen chống uốn cần thiết ứng với vị trí x=160cm:

    Momen quán tính cần thiết của tiết diện mới

    Momen quán tính cần thiết của bản cánh :

    Diện tích cần thiết của một bản cánh :

    Chiều rộng cánh sau khi thay đổi

    Nhưng do yêu cầu cấu tạo ta chọn bf1=18cm

     

     

     
     

     

     

     

     

     

    Kiểm tra lại tiết diện đã thay đổi (1-1)

    Trọng lượng thép giảm :

    Đặc trưng hình học của tiết diện mới (1-1)

    Tải trọng tác dụng lên dầm chính khi đã thay đổi tiết diện cánh :

    • Kiểm tra ứng suất pháp :

    Momen tại tiết diện thay đổi khi kể đến trọng lượng bản thân lượng thép giảm yếu:

    • Kiểm tra ứng suất tiếp:

    Lực cắt tại tiết diện thay đổi khi kể đến trọng lượng bản thân lượng thép giảm yếu

    •  
    • Kiểm tra ứng suất tương đương tại chổ tiếp giáp giữa cánh và bụng:

    Vậy tiết diện thay đổi thỏa điều kiện bền

    4.7.Kiểm tra ổn định của dầm chính

    • Kiểm tra ổn định tổng thể

    Dầm không cần kiểm tra ổn định tổng thể khi:

    Với l0:khoảng cách giửa 2 điểm cấu kết không cho cánh cong vênh l0=120cm

    è

    Vậy không cần kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể

    • Kiểm tra ổn định cục bộ của cánh dầm

    Ta có :

    Vậy bản cánh thỏa điều kiện ổn định cục bộ

    • Kiểm tra ổn định cục bộ của bụng dầm

    Ta có:

    Ta có :

    Vậy dầm bị mất ổn định cục bộ ở bản bụng vậy cần đặt các sườn ngang vào bản bụng

    +Khoảng cách giữa hai sườn ngang :

    Chọn a=160cm bố trí 5 sườn mổi bên => số sườn của dầm chính là 10 sườn

    +Bề rộng sườn :

    Chọn bs=7cm

    +Chiều dày sườn :

    Chọn ts=5mm

     

    Chọn hf=4mm theo cấu tạo

     

     

     

     

    Tổng khối lượng sườn :

    Trọng lượng của sườn gia cố :

    Tải trọng tác dụng lên dầm chính khi đưa về tải phân bố đều bao gồm (hoạt tải+trọng lượng bản thân trước khi giảm yếu+trọng lượng sườn gia cố-trọng lượng thép giảm yếu) :

     
     

    Kiểm tra lại ổn định cục bộ của bản bụng sau khi đặt sườn đứng :

    Ứng suất tiếp tới hạn:

    Ứng suất pháp tới hạn

    Trong đó ccr tra bảng dựa vào

    (β=0.8:hệ số tra bảng )

    nên ccr=34.6

    g

    • Kiểm tra ô 1và 6 :(chịu ứng suất tiếp lớn nhất)
     

    Đặc trưng hình học tại ô 1 và 6 :

    Ứng suất :

    Kiểm tra:

    Thỏa

    • Kiểm tra ô 3 và 4 (ô có ứng suất pháp lớn nhất):

    Ứng suất:

    Kiểm tra :

    Kiểm tra ô 2 và 5 (ô có ứng suất pháp và ứng suất tiếp):

     

    Ứng suất :

    Kiểm tra:

    Thỏa

    Tóm lại dầm thỏa điều kiện ổn định cục bộ

    4.8.Cấu tạo và tính toán các liên kết dầm chính

    • Liên kết cách dầm với bụng dầm:
     

     

     

    Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

    [sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]
  • Bài tập lớn – Hệ thống khởi động Toyota

    Bài tập lớn – Hệ thống khởi động Toyota

    Bài tập lớn – Hệ thống khởi động Toyota

    Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

    Kéo xuống để Tải ngay bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

    (Nếu là bài nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

    Bài liên quan:Bài tập lớn Hệ thống điện, điện lạnh ô tô

    [toc]

    [pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/05/B%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-H%E1%BB%87-th%E1%BB%91ng-kh%E1%BB%9Fi-%C4%91%E1%BB%99ng-Toyota.pdf[/pdfviewer]

    Tải ngay bản PDF tại đây: Bài tập lớn – Hệ thống khởi động Toyota

    Bài tập lớn – Hệ thống khởi động Toyota

    Tổng quan

    Việc khởi động động cơ có lẽ là chức năng quan trọng nhất của hệ thống điện ôtô. Hệ thống khởi động thực hiện chức năng này bằng cách thay đổi năng lượng điện từ ắc quy thành cơ năng của máy khởi động. Máy khởi động này chuyển cơ năng qua bánh răng tới bánh đà trên trục khuỷu động cơ. Trong quá trình quay khởi động , bánh đà quay, hỗn hợp không khí–nhiên liệu được đưa tới xilanh, được nén và bốc cháy khởi động động cơ. Đa số động cơ yêu cầu tốc độ quay khởi động khoảng 200v/ph.

    Hệ thống khởi động Toyota

    Hai hệ thống khởi động khác nhau được sử dụng trên ôtô Toyota. Cả hai hệ thống có hai mạch điện tách biệt … một mạch điều khiển , một mạch động cơ. Nó có một động cơ khởi động thông thường. Hệ thống này dược sử dụng hầu hết trên những ô tô Toyota đời cũ. Một số khác có động cơ khởi động có bánh răng giảm tốc. Hệ thống này được sử dụng hầu hết trên những xe Toyota hiện đại. Một Rơle từ tính hay cuộn solenoid mở và tắt motor. Đó là bộ phận của cả mạch motor và mạch điều khiển.

    – 1 –

    TOYOTA STARTING SYSTEMS

    Cả hệ thống được điều khiển bằng công tắc đánh lửa và được bảo vệ bằng cầu chì. Trên một vài kiểu, Rơle khởi động sử dụng trong mạch điều khiển bộ khởi động. Trên kiểu xe với hộp số tự động, công tắc đề số 0 ngăn cản khởi động với hộp số trong ăn khớp răng. Trên kiểu xe với hộp số tay …ly hợp sẽ ngăn cản sự khởi động nếu không đạp mở ly hợp hoàn toàn. Trên xe tải 4WD hay 4-Runner, công tắc cắt an toàn cho phép khởi động trên đồi dốc mà không ấn ly hợp. Nó thực hiện bằng cách đặt ra một đường dẫn tới mass.

    – 2 –

    TOYOTA STARTING SYSTEMS

    Sự hoạt động hệ thống khởi động

    – 3 –

    TOYOTA STARTING SYSTEMS

    Cấu tạo motor khởi động

    Tổng quan

    Motor khởi động sử dụng trên xe Toyota có một công tắc từ chuyển bánh răng quay(bánh răng chủ động) vào và tách khỏi ăn khớp với vành răng trên bánh đà động cơ. Hai kiểu motor được sử dụng là: loại thông thường và loại có bánh răng giảm tốc. Công suất phát ra của cả hai được tính bằng KW… lớn hơn đầu ra, lớn hơn công suất khởi động.

    Motor khởi động thông thường

    Motor khởi động thông thường bao gồm các thành phần được chỉ rõ hình vẽ. Bánh răng chủ động trên trục của phần ứng động cơ và quay cùng tốc độ. Một lõi hút trong công tắc từ(solenoid) được nối với nạng gài. Khi kích hoạt nam châm điện thì nạng gài sẽ đẩy bánh răng chủ động khớp với vành răng bánh đà. Khi động cơ bắt đầu khởi động khớp ly hợp một chiều ngắt nối bánh răng chủ động ngăn cản mô men động cơ làm hỏng motor khởi động.

    Đó là kiểu của bộ khởi động đã được sử dụng hầu hết ở năm 1975và trên những xe Toyota đời cũ. Nó là dòng được sử dụng trên kiểu Tercel đã biết. Công suất đầu ra là 0.8, 0.9 và 1KW. Trong hầu hết trường hợp thay thế bộ khởi động cho motor cũ bằng motor có bánh răng giảm tốc.

    – 4 –

    TOYOTA STARTING SYSTEMS

    Motor khởi động có bánh răng giảm tốc

    Motor khởi động bao gồm các thành phần được chỉ rõ hình vẽ dưới. Đó là kiểu của bộ khởi động có sự kết hợp, tốc độ motor cao và sự điều chỉnh của bánh răng giảm tốc. Toàn bộ motor nhỏ hơn và nhẹ hơn motor khởi động thông thường, nó vận

    hành ở tốc độ cao hơn. Bánh răng giảm tốc chuyển mô men xoắn tới bánh răng chủ động ở 1/4 đến 1/3 tốc độ motor. Bánh răng chủ động quay nhanh hơn bánh răng trên bộ khởi động thông thường và mô men xoắn lớn hơn rất nhiều (công suất khởi động).

    Bánh răng giảm tốc được gắn trên một vài trục như bánh răng chủ động. Và khác với bộ khởi động thông thường, công tắc từ đẩy trực tiếp bánh răng chủ động(không qua cần dẫn động) tới ăn khớp với vòng răng bánh đà.

    – 5 –

    TOYOTA STARTING SYSTEMS

    Đó là kiểu đầu tiên đã được sử dụng năm 1973 Corona MKII với 4M, động cơ 6 xilanh. Nó được sử dụng hầu hết ở năm 1975 và những xe Toyota đời mới. Công suất giới hạn từ 0.8KW trên hầu hết xe Tercel và một vài kiểu cũ tới 2.5KW trên xe Corolla, Camry và Truck với động cơ diêden. Thời tiết lạnh công suất khởi động sẽ dừng lại ở 1.4 hay 1.6KW. Toàn bộ bộ khởi động 1KW là thường trên kiểu khác.

    Bộ khởi đông có bánh răng giảm tốc thay cho bộ khởi động với hầu hết bộ khởi động thông thường.

    Sự hoạt động của motor khởi động

    Motor khởi động thông thường Công tắc đánh lửa ở vị trí khởi

    động(“ST”)

    Cường độ dòng điện dòng từ ắc quy qua cực 50 tới cuộn giữ và cuộn hút. Tiếp theo từ cuộn hút, dòng điện dòng qua cực C tới cuộn kích từ và cuộn dây phần ứng.

    Sụt áp qua cuộn hút ngăn chặn dòng điện tới motor, giữ ở tốc độ chậm.

    Lõi hút solenoid kéo khớp dẫn động tới khớp bánh răng chủ động với vành răng bánh đà.

    Bánh răng xoắn và tốc dộ khởi động chậm của motor giúp  cho  việc  gài  răng

    được êm dịu.

    Bánh răng và vành răng bánh đà

     

    – 6 –

    TOYOTA STARTING SYSTEMS

    được ăn khớp

    Khi bánh răng đã được ăn khớp, bản tiếp xúc trên lõi hút trên bộ chuyển mạch chính đóng, nối giữa cực 30 và cực C.

    Cường độ dòng điện lớn tới motor và nó quay với mô men xoắn lớn hơn(năng lượng khởi động).

    Cường độ dòng điện không lưu động lâu trên cuộn hút. Lõi hút được giữ ở một vị trí bằng lực từ của cuộn giữ.

    Công tắc đánh lửa ở vị trí mở “ON”

    Dòng điện không lưu động lâu ở cực “50”, nhưng phần dư bộ chuyển mạch chính đóng cấp dòng điện dòng từ cực “C” qua cuộn hút tới cuộn giữ.

    Từ trường trong hai cuộn dây bị cắt và cần đẩy (lõi hút) được kéo trở lại bằng lò xo hồi vị.

    Cắt dòng điện cao tới motor và bánh răng chủ động được nhả ra từ vành răng bánh đà.

    Một lò xo hãm phần ứng.

    Motor khởi động có bánh răng giảm tốc Công tắc đánh lửa ở vị trí khởi động “ST”

    Dòng điện dòng từ ắc quy qua cực 50 tới cuộn giữ và cuộn hút. Tiếp theo, từ cuộn hút, dòng điện dòng qua cực “C” tới cuộn kích từ và cuộn ứng điện.

    Sụt áp qua cuộn hút ngăn chặn dòng điện tới motor, giữ nó ở tốc độ chậm.

    Cần đẩy công tắc từ đẩy bánh răng chủ động ăn khớp với vành răng bánh đà.

    Bánh răng xoắn và tốc độ khởi động chậm của motor giúp cho việc ăn khớp răng được êm dịu.

    Bánh răng chủ động và vành răng bánh đà được ăn khớp

    Khi bánh răng đã ăn khớp, bản tiếp xúc trên lõi hút trên bộ chuyển mạch chính đóng, nối giữa cực 30 và cực C.

    Cường độ dòng điện lớn tới motor và nó quay với mô men xoắn lớn hơn(năng lượng khởi động).

    Cường độ dòng điện không lưu động lâu trên cuộn hút. Lõi hút được giữ ở một vị trí bằng lực từ của cuộn giữ.

    Công tắc đánh lửa ở vị trí mở “ON”

    Dòng điện không lưu động lâu ở cực “50”, nhưng phần dư bộ chuyển mạch chính đóng cấp dòng điện dòng từ cực “C” qua cuộn hút tới cuộn giữ.

    – 7 –

    TOYOTA STARTING SYSTEMS

    Từ trường trong hai cuộn dây bị cắt và cần đẩy (lõi hút) được kéo trở lại bằng lò xo hồi vị.

    Cắt dòng điện cao tới motor và bánh răng chủ động được nhả ra từ vành răng bánh đà.

    Lõi phần ứng điên có lực quán tính nhỏ hơn trong bộ khởi động thông thường, lực ma sat ngừng nó lại và không cần bộ hãm.

    – 8 –

    TOYOTA STARTING SYSTEMS

    Khớp ly hợp một chiều

    Cả hai loại motor khởi động sử dụng trên hệ thống khởi động Toyota đều có một khớp ly hợp một chiều. khớp này ngăn cản sự phá hỏng motor khởi động khi động cơ hoạt động, nó thực hiện bằng cách nhả phần vỏ (phần quay cùng phần ứng motor) từ vòng trong (ống bị động)

    liên kết với bánh răng chủ động. Sử dụng lò xo để chêm con lăn.

    Nếu không có khớp ly hợp thì motor khởi động sẽ bị hỏng ngay nếu mô men động cơ đã truyền qua bánh răng tới phần ứng motor.

    – 9 –

    TOYOTA STARTING SYSTEMS

    Chuẩn đoán và kiểm tra

    Hệ thống khởi động đòi hỏi yêu cầu không cao về bảo dưỡng. Đơn giản, chỉ cần ắc quy được nạp điện đầy đủ và tất cả các mối nối điện sạch và không gỉ kín.

    Chuẩn đoán về hệ thống khởi động là tương đối dễ. Hệ thông tổ hợp điện và cơ khí. Nguyên nhân của sự cố khởi động có lẽ là do phần điện (vd… công tắc bị hỏng), hay là do phần cơ(cung cấp sai nhiên liệu ,hay là hỏng răng bánh đà).

    Triệu chứng đặc trưng của sự cố về hệ thống khởi động bao gồm:

    Động cơ không quay. Động cơ quay chậm.

    Chốt bộ khởi động chạy.

    Máy khởi động quay nhưng động cơ không quay.

    Máy khởi động không cài khớp hoặc không nhả dứt khoát.

    Đối với từng sự cố cần tham khảo bảng dưới để có những nguyên nhân và cách khắc phục. Chuẩn đoán bắt đầu với việc kiểm tra bằng mắt. Thao tác kiểm tra gồm: kiểm tra dòng điện của máy khởi động, kiểm tra sụt áp của mạch khởi động, kiểm tra sự hoạt động và tính liên tục của bộ phận điều khiển, và kiểm tra máy khởi động trên bệ thử.

    TRIỆU CHỨNG NGUYÊN NHÂN CÔNG VIỆC CẦN LÀM
    Động cơ không thể   Ắc quy chết Kiểm tra chế độ điện áp
    quay     ắc quy
        Cầu chì cháy Thay cầu chì.
        Liên kết, mối Làm sạch và siết chặt
        nối bị lỏng liên kết ,mối nối.
        Hỏng công tắc Kiểm tra hoạt động của
        từ, rơ le, công công tắc và thay thế khi
        tắc ngắt an cần.
        toàn, khớp ly  
        hợp.  
        Sự cố phần Kiểm tra và thay thế.
        điện trong động  
        cơ.  
      Sự cố trong hệ Kiểm tra bản dẫn hướng
        thống chống cho kiểm tra hệ thống.
        chộm.  
    Động cơ bắt đầu   Ắc quy yếu. Kiểm tra ắc quy và điện
    quay quá chậm     tích.

    – 10 –

    TOYOTA STARTING SYSTEMS

        Lỏng hay mòn Làm sạch và siết chặt
        liên kết, mối liên kết.
        nối.  
        Hỏng động cơ Kiểm tra máy khởi động.
        khởi động.  
        Động cơ hay Kiểm tra động cơ và máy
        máy khởi động khởi động, thay thế bộ
        có sự cố về phận bị mòn.
        phần điện.  
    Chốt bộ phận khởi   Hỏng bánh răng Kiểm tra mòn hay hỏng
    động chạy   hay vành răng răng.
        bánh đà.  
        Hỏng cần đẩy Thử cuộn hút và cuộn
        hay công tắc từ. giữ của máy khởi động.
        Hỏng công tắc Kiểm tra công tắc và
        máy hay mạch mạch hoạt động.
        điều khiển.  
        Khóa đánh lửa Kiểm tra khóa.
        kẹt.  
    Máy khởi động quay   Khớp ly hợp bị Kiểm tra khớp ly hợp có
    nhưng động cơ   hỏng. hoạt động chính xác.
    không quay   Mòn hay hỏng Kiểm tra răng và thay thế
        bánh răng gài khi cần.
        hay vành răng  
        bánh đà.  
    Máy khởi động   Hỏng công tắc Thử máy khởi động trên
    không gài khớp hay   từ. bệ thử.
    nhả không dứt   Mòn hỏng bánh Kiểm tra độ mòn hỏng
    khoát.   răng gài hay răng và thay thế nếu cần.
        vành răng bánh  
        đà.  

    Kiểm tra bằng mắt

    Việc kiểm tra bằng mắt chỉ ra một số cách khắc phục sự cố đơn giản.

    Trước hết là vấn đề an toàn việc kiểm tra ắc quy cần phải chú ý đến vấn đề an toàn. Tháo vòng đeo tay, đồng hồ, hay đồ trang sức khác ra khi tiếp xúc với điện cực bình ắc quy. Mặc quần áo bảo vệ và đeo kính an toàn. Cẩn thận không đẻ cho chất điện phân chảy ra, và phải biết sử lý nếu để chất điện phân dính vào mắt,

    – 11 –

    TOYOTA STARTING SYSTEMS

    da hay quần áo hay lớp sơn vỏ ô tô. Ghi cài tử. Tránh gây ra đánh lửa.

    Đặc tính khởi động: Kiểm tra đặc  tính  khởi  động.  Triệu chứng sự cố, nguyên nhân và các  thao tác tiến hành

    được đưa ra ở trang trước.

    Kiểm tra ắc quy: Quan sát sự ăn mòn của ắc quy và độ rơ lỏng của các mối liên kết. Kiểm tra mực điện phân và trạng thái của bản cực và tấm cách, kiểm tra tình trạng điện tích (mật độ tương đối hay điện áp không tải). Kểm tra nạp điên ắc quy, nó phải cung cấp ít nhất 9.6 vol trong quá trình khởi động.

    đặt lập trình trên bộ phận điện điện

    Dây cáp motor: Kiểm tra tình trạng và các mối nối cáp. Lớp cách điện không được bị hở, hỏng, mối nối cần sạch và không gỉ.

    Mạch điều khiển bộ khởi động: Kiểm tra sự hoạt động của công tắc máy. Dòng điện cần phải cung cấp cho công tắc từ khi công tắc ở vị trí ‘’on’’ và khớp ly hợp hay công tắc đề số 0 đóng. Chi tiết hư hỏng ngăn cản sự quay có thể định vị bằng công tắc điều khiển từ xa và một đoạn cáp nối. Sử dụng phương pháp chuẩn đoán “ chia nửa”. Sử dụng ôm kế để tìm ra mạch gặp sự cố.

    – 12 –

    TOYOTA STARTING SYSTEMS

    Kiểm tra cường độ dòng điện

    Kiểm tra cường độ dòng điện máy khởi động cung cấp nhanh, đầy đủ thông tin về hệ thống khởi động. Với máy kiểm tra Sun VAT-40 kiểm tra được điện áp khởi động của ắc quy. Nếu sử dung thiết bị kiểm tra khác thì cần làm theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

    cường độ dòng điện và điện áp khởi động được đáp ứng trong những bảng thông số kỹ thuật của những mẫu Toyota đang tồn tại. Quy chuẩn cường độ dòng điện là 130 150 A cho động cơ 4 xilanh và 175A cho động cơ 6 xilanh. Điện áp khoảng từ 9.6 11vol. Luân phải tham khảo tài liệu hướng dẫn sửa chữa. Chỉ sử dụng để kiểm tra đối với động cơ ở nhiệt độ làm việc.

    Bước tiếp theo, tóm tắt những phương pháp cơ bản để thực hiện việc kiểm tra cường độ dòng điện trên hệ thống khởi động.

    1. Kiểm tra độ bền của ắc quy. khối lượng riêng đọc được ở 800oF trung binh nhỏ nhất là 1 190 (50% đã nạp điện). Nạp điện ắc quy nếu cần thiết.
    2. Chuẩn bị máy kiểm tra:

    Xoay tăng tải điều chỉnh tới OFF.

    Kiểm tra điện năng kế ở vị trí 0. điều chỉnh nếu cần.

    Nối dây ra của máy kiểm tra tới các cực của ắc quy : Đỏ nối với cực dương, đen nối với cực âm.

    CHÚ Ý: Mạch điện hở ắc quy điện áp phải ở 12,2 vol(50% đã nạp), nếu không cần nạp điện cho ắc quy.

    Điều chỉnh kim chỉ vol tới INT 18 vol. Máy kiểm tra vôn kế cần báo ắc quy mạch hở.

    Điều chỉnh đầu kiểm tra tới 2 đầu nạp.

    Điều chỉnh ampe kế về 0 sử dụng bộ điều khiển điều chỉnh không điện.

    1. Nối cảm biến dòng điện quanh cáp nối mát ắc quy hay cáp điện.
    1. Chắc chắn tất cả đèn và các thiết bị phụ khác là tắt và cửa xe đóng.
    2. Điều chỉnh công tắc kiểm tra chuyển mạch tới #1 Starting.
    1. Ngắt công tắc đánh lửa nên động cơ không thể khởi động trong qua trình kiểm tra.
    2. Quay động cơ và quan sát toàn bộ bộ kiểm tra ampe kế và vôn kế.

    Tốc độ khởi động bình thường là 200-250 vòng/phút.

    Cường độ dòng điên không được vượt qua giá trị lớn nhất định mức. Điện áp khởi động lớn hơn hoặc bằng giá trị nhỏ nhất định mức.

    1. Phục hồi lại chế độ khởi động của động cơ và tháo dây ra khỏi máy thử.

    – 13 –

    TOYOTA STARTING SYSTEMS

    KẾT QUẢ KIỂM TRA: Cường độ dòng điện cao và tốc độ khởi động chậm chỉ rằng mày khởi động bị hỏng. Cường độ dòng điện này cũng có thể là nguyên nhân bởi sự cố của động cơ. Tốc độ khởi động chậm với dòng điện thấp nhưng điện áp khởi động cao chỉ ra rằng điện trở cao trong mạch khởi động. Nên nhớ ắc quy phải được nạp đầy và được nối kín đảm bảo đúng.

    KIỂM TRA ĐỘ SỤT ÁP:

    Qúa trình kiểm tra độ sụt áp có thể phát hiện ra điện trở dư trong hệ thống khởi động(phần nguồn điện hay phần nối mass) sẽ giảm cường độ dòng điện tới máy khởi động. Nó có thể là nguyên nhân làm cho tốc độ khởi động chậm và khó khởi động. Điện trở cao trong mạch điều khiển khởi động sẽ làm giảm cường độ dòng điện tới công tắc từ. Nó có thể là nguyên nhân làm hoạt động sai hay là không hoạt động ở tất cả.

    Máy kiểm tra Sun VAT-40 hoặc vôn kế là có thể sử dụng. Bước tiếp theo là đưa ra những phương pháp để thực hiện việc kiểm tra sụt áp trên hệ thống khởi động:

    Mạch động cơ điện (phía cách điện)

    1. Nếu sử dụng Sun VAT-40 chỉnh đầu chỉ vol tới EXT 3V . Sử dụng tỉ lệ thấp hơn cho vôn kế khác.
    1. Nối dây vôn kế … đỏ tới cực dương của ắc quy , đen tới cực C của công tắc từ máy khởi động.

    – 14 –

    TOYOTA STARTING SYSTEMS

    1. Tắt nút đề máy nên động cơ không thể khởi động trong quá trình kiểm tra.

    Chú ý Trong kiểu với bộ đánh lửa tổ hợp, cắt buji ‘’IIA’’, trên loại khác thì ngắt nối điện tách khỏi bộ đánh lửa(dây đen- da cam).

    1. Quay động cơ và quan sát vôn kế . Nhỏ hơn 0,5vol thì điên trở chấp nhận được, nếu lớn hơn 0,5vol thì điện trở quá cao. Nguyên nhân có thể là do cáp diện hỏng, mối nối lỏng…hoặc là hỏng công tắc từ.
    1. Nếu đã chỉ ra điện trở cao, vạch ra nguyên nhân. Chấp nhận điện áp sụt qua công tắc từ là 0,3vol, qua cáp là 0,2vol và 0 vol qua mối nối cáp. Sửa chữa và thay thế nếu cần.

    Mạch đông cơ điện(khu vực nối mát)

    1. Nối vôn kế … dây đỏ nối với vỏ động cơ khởi động, dây đen nối với cực âm ắc quy.

     

    1. Quay động cơ và quan sát vôn kế. Thấp hơn 0,2vol tức là điện trở có thể được chấp nhận, cao hơn 0,2vol tức là điện trở cao. Nó có thể là nguyên

    – 15 –

    TOYOTA STARTING SYSTEMS

    nhân do bệ motor không chắc chắn , mass ắc quy hỏng, mối nối không chắc. Sửa chữa hoặc thay thế nếu cần thiết. Cần chắc chắn bản nối mass thân động cơ đảm bảo.

    Mạch điều khiển

    1. Nối vôn kế… đỏ tới cực dương ắc quy, dây đen tới cực 50 của động cơ khởi động.
    1. Trên xe với hộp số tự đông, cần gạt ở vị trí đỗ hoặc vị trí trung gian. Trên xe với hộp số tay, thì đạp ly hợp.

    (Chú ý:một đoạn cáp nối có thể là sử dụng đường nhánh cũng không của bộ ngắt mạch.)

    1. Quay động cơ và quan sát vôn kế. Nhỏ hơn 5 vol là chấp nhận được. Nếu cường độ dòng điện kéo đã cao hoặc tốc độ khởi động chậm, motor khởi động hỏng. Lớn hơn 5vol chỉ ra rằng điện trở cao. Tách sự cố và khắc phục nguyên nhân.
    1. Kiểm tra công tắc đề số 0 hoặc ly hợp cho độ sụt áp dư. Ngoài ra cần kiểm tra công tắc đánh lửa. Điều chỉnh hoặc thay thế công tắc hỏng nếu cần.
    1. Một phương án kiểm tra độ sụt áp qua mỗi bộ phận là dời nối vôn kế tới cực dương ăc quy và di chuyển đầu dây âm vôn kế qua mạch về phía ắc quy.

    – 16 –

    TOYOTA STARTING SYSTEMS

    Điểm có điện trở cao là căn cứ giữa điểm nơi sụt áp trong phạm vi kỹ thuật và điểm kiểm tra cuối.

    Ph©n tÝch kiÓm tra c¸c bé phËn

    Để có những cách kiểm tra khác nhau cho những thành phần của hệ thống khởi động, ta nên tham khảo tài liệu hướng dẫn sửa chữa Toyota để có những phương pháp kiểm tra và những đặc điểm kỹ thuật.

    Công tắc đánh lửa và khoá

    Với công tắc đánh lửa nên kiểm tra phần cơ cũng như phần điện. Cần chắc chắn rằng công tắc hoạt động êm dịu, nhẹ nhàng, chuẩn và không bị ràng buộc. Kiểm tra sự hao mòn hay mạt kim loại của khoá đánh lửa, đó là nguyên nhân gây nên kẹt công tắc ở vị trí khởi động(”start”). Nếu có nghi ngờ phần điện gặp sự cố cần tháo dời ắc quy , kiểm tra sự hoạt động thích hợp và tính liên tục bằng ôm kế.

    Rơle khởi động

    Kiểm tra tính liên tục: Sử dụng ôm kế, kiểm tra tính liên tục giữa cực 1 và 3, và tính không liên tục giữa cực 2 và 4. Thay rơ le nếu tính liên tục không được chỉ rõ.

    Kiểm tra sự hoạt động: Gắn điện áp vào hai cực 1 và 3 và kiểm tra tính liên tục giữa cực 2 và 4. Thay rơ le nếu sự hoạt động đó không rõ ràng.

    Công tắc đề số 0

    Nếu động cơ sẽ bắt đầu với bộ chọn lọc chuyển vị trong bất kì phạm vi khác với N hay P, điều chỉnh công tắc. Đầu tiên ,nới lỏng bu lông(vị trí chốt) công tắc và đặt bộ chọn tới N. Rồi ngắt kết nối công tắc nối và nối ôm kế vào giữa cực “2” và “3”. Điều chỉnh cho đến khi nó liên tục.(Tham khảo tài liệu sửa chữa cho những xe riêng).

    Khớp ly hợp khởi động

    Theo phương pháp đã cho trong tài liệu sửa chữa Toyota để kiểm tra chiều cao và khe hở dễ dàng. Rồi kiểm tra sự hoạt động chính xác và liên tục của công tắc. Sử dụng ôm kế trên đầu nối công tắc , cần phải liên tục khi công tắc là mở(ấn ly hợp) và không liên tục khi tắt(không ấn ly hợp). Nếu tính liên tục không rõ ràng thì cần phải thay thế công tắc.

    Công tắc cắt an toàn

    Kiểm tra tính liên tục: Sử dụng ôm kế , cần không có sự liên tục giữa cực 2 và 1, 3 và 1 hay 2 và 3 nếu nó liên tục thì thay thế công tắc.

    Kiểm tra sự hoạt động: Nối ắc quy giữa cực 3 và 1 như hình vẽ. không có tính liên tục cần thấy ở gữa cực 1 và 2 . Nhưng khi sự chuyển đổi đưa ra ở trên là cần liên tục. Nếu sự hoạt động không như đã định thì cần thay thế công tắc an toàn.

    – 17 –

    TOYOTA STARTING SYSTEMS

    – 18 –

    TOYOTA STARTING SYSTEMS

    – 19 –

    TOYOTA STARTING SYSTEMS

    Thử động cơ trên giá

    Nếu trên hệ thống tự chẩn đoán ô tô báo bộ khởi động có lỗi, cần phải được tháo ra để kiểm tra và thay thế.

    Luân tháo cực âm ắc quy ra trước khi tháo động cơ khởi động.

    Mỗi lần thử cần hoàn tất trong vòng từ 3-5 giây để tránh cháy cuộn

    dây.

    Tham khảo những tài liệu thích hợp để có những phương pháp kiêm

    tra.

    Kiểm tra cuộn hút

    1. Ngắt nối dây cuộn kích từ với cực “C”.
    1. Nối ắc quy tới công tắc từ… bản dương nối với cực “50”, bản âm nối với cực “C” và vỏ.
    1. Khớp bánh răng chủ động dịch chuyển ra ngoài, nếu không , cần thay công tắc khởi động.

    Kiểm tra cuộn giữ

    1. Với khớp bánh răng chủ động ở ngoài, ngắt nối giữa bản cực âm và

    cực”C”.

    1. Nếu khớp bánh răng chuyển động vào trong thì phải thay thế công

    tắc từ.

    Kiểm tra sự hồi vị của khớp bánh răng

    1. Cắt nối dây dẫn giữa vỏ và bản cực âm.
    1. Khớp bánh răng phải hồi vị vào trong. Nếu không, cần thay thế công

    tắc từ.

    Ki ểm tra sự vận hành không tải

    1. Nối bản âm ắc quy với cuộn giữ, bản dương với ampe kế.
    1. Nối bản âm ampe kế với cực “30” và cực “50”.

    – 20 –

    TOYOTA STARTING SYSTEMS

    1. Bộ khởi động cần phải quay êm dịu với khớp bánh răng di chuyển ra ngoài, ampe kế phải đọc giá trị xác định (tham hảo phần khởi động của tài liệu sửa chữa Toyota).

    TỰ KIỂM TRA

    1. Hệ thống khởi động có hai mạch điện. Là:
      1. Mạch điện mo tơ và mạch đánh lửa.
    1. Mạch cách ly và mạch công suất.
    2. Mạch mô tơ và mạch điều khiển.
    3. Mạch tiếp đất và mạch điều khiển.
    1. Một mạch điều khiển khởi động cơ bản tiếp năng lượng cho công tắc từ nhờ công tắc đánh lửa và:
      1.  
      2. Công tắc đề số 0.
    1. Khớp khởi động.
    2. Máy điều chỉnh.
    1. Trên máy khởi động giảm tốc Toyota, thoi đẩy trong rơ le từ:
      1. Kéo dẫn động cần gạt ăn khớp bánh răng.
      2. Đẩy bánh răng chủ động ăn khớp với vòng răng bánh đà.
      3. Giữ lại bằng cuộn kích từ.
    1. Tách bánh răng chủ động từ phần ứng máy khởi động.
    1. Khi động cơ bắt đầu khởi động , bánh răng nhỏ chủ động bị ngắt từ bộ khởi động bằng:
      1. Rơ le từ.
      2. Cần đẩy.
      3. Bộ ly hợp.
      4. Lò xo hồi vị ly hợp.
    1. Nếu động cơ khởi động quay quá chậm, nguyên nhân là do:
      1. Động cơ có sự cố.
      2. Công tắc đề số 0 bị hỏng.
      3. Công tắc mạch điều khiển bị hở.

    – 21 –

    TOYOTA STARTING SYSTEMS

    1. Bánh răng chủ động bị hư hại.
    1. Nếu động cơ khởi động quay nhưng không gài khớp và quay động cơ thì nguyên nhân có thể do:
      1. Công tắc từ.
    1. Bộ ly hợp.
    2. Cáp cực dương ắc quy.
    3. Công tắc khóa điện.
    1. Khi sử dung thiết bị kiểm tra cường độ dòng điện, cường độ dòng điện thấp chứng tỏ rằn:
      1. Điện trở lớn.
    1. Bộ khởi động hỏng.
    2. Sự phóng điện ắc quy.
    3. Ngắn mạch trong bộ khởi động.
    1. Khi sử dụng thiết bị kiểm tra cường độ dòng điện , cường độ dòng điện cao chứng tỏ rằng:
      1. Sự phóng điện ắc quy.
      2. Điện trở lớn.
    1. Cực ắc quy bị mòn.
    2. Động cơ có vấn đề hay bộ khởi động bị hỏng.
    1. Khi chạy thử hệ thống khởi động thì có sự sụt áp giữa cực + ắc quy và cực C của máy khởi động khoảng 1 vol. nguyên nhân chính có lẽ do:
      1. Mạch điện động cơ có điện trở thấp.
      2. Mạch điện động cơ có điện trở cao.
    1. Điện trở thấp trong mạch điều khiển.
    2. Điện trở cao trong mạch điều khiển.
    1. Sự giảm điện thế phía mass mạch động cơ khởi động nguyên nhân không nhiều hơn:
      1. Điện áp ắc quy.
      2. 1 vol.
    1. 2 vol
    2. 5 vol.

    TRẢ LỜI TỰ KIỂM TRA

    1. “C” hệ thống khởi động có hai mạch điện riêng biệt…mạch điều khiển và mạch mô tơ.(trang 1)
    1. “B” nếu hộp số trng ăn khớp mạch điều khiển giữa công tắc máy và công tắc từ khởi động ngắt quãng bằng công tắc đề số 0.(trang 2).
    1. “B” khác với bộ khởi động thông thường , công tắc từ đẩy theo ăn khớp trực tiếp răng (không qua cần dẫn động) đẩy bánh răng vào ăn khớp với vành răng bánh đà. (trang 4).

    – 22 –

    TOYOTA STARTING SYSTEMS

    1. “C” một khớp ly hợp tách bánh răng chủ động và ngăn sự hư hỏng máy khởi động khi động cơ hoạt động.(trang 7).
    1. “A” nếu động cơ bắt đầu quay quá chậm , nguyên nhân có lẽ là do sự phóng điện ắc quy, lỏng hay là mòn liên kết, hỏng máy khởi động hoặc động cơ có vấn đề.(trang 8).
    1. “B” nếu máy khởi động quay ,nhưng động cơ lại không quay , kiểm tra khớp ly hợp (trang 8).
    1. “A” cường độ dòng điện kéo thấp, tốc độ khởi động chậm và động cơ phát điện cao luôn luôn báo điện trở lớn trong mạch khởi động.(trang 10).
    1. “D” cường độ dòng điện kéo cao, động cơ khởi động chậm luôn báo lỗi bộ khởi động hoặc đông cơ có vấn đề như cung cấp sai dầu hay điều chỉnh đánh lửa sai (trang 10).
    1. “B” với vôn kế được nối giữa cực + ắc quy và cực C máy khởi động , đọc chỉ số thấy cao hơn 0.5 vol(trong mạch mô tơ).(trang 11).
    1. “C” với vôn kế nối giữa cực – ắc quy với cuộn giữ đọc thấy chỉ số cao hơn 0.2 vol (trong mạch nối mát mô tơ).(trang 12).

    – 23 –

    Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

    [sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]