Quy công suất về công suất biểu đồ để so với biểu đồ công suất của hãng, tính hình học (số mắt xích chẵn, khoảng cách trục thực) và hệ số an toàn tĩnh theo tải phá hủy.
Giải thích chi tiết
- Bài toán dùng để làm gì
- Hình dung đơn giản
- Kiến thức nền cần có
- Các đại lượng và lấy số liệu ở đâu
- Xây dựng công thức từng bước
- Lời giải mẫu từng bước
- Áp dụng thực tế và lưu ý
Bài toán dùng để làm gì
Bộ truyền xích con lăn truyền lực lớn ở tốc độ thấp, không trượt, chịu được môi trường bẩn: băng tải con lăn, xe con, trục cuốn, cơ cấu nâng. Bài toán quy công suất về công suất biểu đồ để so với biểu đồ của hãng, tính số mắt xích (chẵn), khoảng cách trục thực, vận tốc và hệ số an toàn tĩnh so với tải phá hủy.
Hình dung đơn giản
Hãy tưởng tượng
Xích xe đạp là ví dụ quen thuộc: các con lăn cài vào răng đĩa nên không trượt. Đĩa nhỏ có ít răng thì xích bị gập góc lớn mỗi lần vào răng, va đập mạnh, mòn nhanh. Biểu đồ công suất của hãng được lập cho đĩa 19 răng, nên đĩa nhỏ hơn phải quy đổi.
Kiến thức nền cần có
Đọc lại các mục sau ở Chương 0 nếu chưa nắm chắc: 0.3 lực · 0.7 hệ số an toàn · 0.11 chuyển động quay · 0.12 công suất · 0.13 quán tính
Các đại lượng và lấy số liệu ở đâu
| Ký hiệu | Ý nghĩa | Đơn vị | Lấy số liệu ở đâu |
|---|---|---|---|
| Cỡ xích | Cỡ xích ISO 606 dãy B (06B, 08B, 10B…); bước p, tải phá hủy Fb, khối lượng q tự tra trong Du_lieu | – | Chọn theo biểu đồ công suất của hãng |
| k | Số dãy xích (1, 2, 3) | – | Thiết kế |
| P, n1 | Công suất truyền, tốc độ đĩa nhỏ | kW, v/ph | CT17 |
| z1, z2 | Số răng đĩa nhỏ, đĩa lớn | – | z1 ≥ 17; tốc độ cao ≥ 21 |
| a0 | Khoảng cách trục sơ bộ | mm | Nên (30–50)·p |
| f1 | Hệ số làm việc | – | Êm 1,0; va đập trung bình 1,3–1,5; nặng 1,7–1,9 |
| Pr | Công suất cho phép 1 dãy tại n1 | kW | Đọc biểu đồ công suất của hãng theo cỡ xích và n1 |
Xây dựng công thức từng bước
Công thức tổng quát không “từ trên trời rơi xuống”: nó được ghép từ những công thức con đơn giản. Đi lần lượt từng bước:
Bước 1. Công suất biểu đồ
Quy công suất thực về điều kiện chuẩn của biểu đồ (đĩa 19 răng, 1 dãy):
f2 ≈ 19/z1 ; PD = P·f1·f2/fk ≤ Pr (fk = 1 / 1,7 / 2,5 cho 1 / 2 / 3 dãy)
Bước 2. Đường kính đĩa và vận tốc xích
Đĩa xích là đa giác có z cạnh bằng bước xích:
d = p / sin(180°/z) ; v = z1·p·n1/60000 ≤ 15 m/s
Bước 3. Số mắt xích
Tính từ khoảng cách trục sơ bộ, rồi làm tròn lên số chẵn để không cần mắt nối cong:
X = 2a/p + (z1+z2)/2 + ((z2−z1)/2π)²·p/a → làm tròn lên số chẵn
Bước 4. Khoảng cách trục thực
Tính ngược từ số mắt xích đã chọn:
A = X − (z1+z2)/2 ; a = p/4·[A + √(A² − 8((z2−z1)/2π)²)]
Bước 5. Hệ số an toàn tĩnh
So tải phá hủy với lực vòng có hệ số làm việc cộng lực ly tâm:
Ft = 1000·P/v ; Fc = q·v² ; S = Fb·k / (Ft·f1 + Fc) ≥ 7
Lời giải mẫu từng bước (số liệu mẫu của công cụ tính ở đầu trang)
Bước A – Số liệu đầu vào (ô vàng của công cụ tính). Đây là bộ số ví dụ có sẵn; khi làm thật bạn thay bằng số của mình:
| TT | Đại lượng | Ký hiệu | Giá trị | Đơn vị | Ghi chú / nguồn |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Cỡ xích (ISO 606 dãy B) | ch | 08B | ||
| 2 | Số dãy | k | 1 | ||
| 3 | Công suất truyền | P | 1,5 | kW | |
| 4 | Tốc độ đĩa nhỏ | n1 | 300 | v/ph | |
| 5 | Số răng đĩa nhỏ | z1 | 17 | ≥ 17 (tốc độ cao ≥ 21) | |
| 6 | Số răng đĩa lớn | z2 | 34 | ||
| 7 | Khoảng cách trục sơ bộ | a0 | 500 | mm | Nên (30–50)·p |
| 8 | Hệ số làm việc f1 | f1 | 1,3 | Êm 1,0 · va đập trung bình 1,3–1,5 · nặng 1,7–1,9 | |
| 9 | Công suất cho phép 1 dãy tại n1 (biểu đồ hãng) | Pr | 2,5 | kW | Đọc biểu đồ công suất catalogue cho cỡ xích và n1 (giá trị mặc định chỉ là ví dụ) |
Bước B – Tính lần lượt (web tự tính, bạn có thể bấm tay để kiểm tra lại). Dòng xanh lá là kết quả chính:
| TT | Đại lượng | Ký hiệu | Kết quả | Đơn vị | Công thức / cách tính |
|---|---|---|---|---|---|
| 10 | Bước xích | p | 12,7 | mm | |
| 11 | Tải phá hủy 1 dãy | Fb | 17 800 | N | ISO 606 giá trị nhỏ nhất |
| 12 | Khối lượng 1 m xích (1 dãy) | q | 0,7 | kg/m | |
| 13 | Số dãy | kn | 1 | ||
| 14 | Hệ số nhiều dãy | fk | 1 | 1 · 1,7 · 2,5 | |
| 15 | Hệ số số răng f2 | f2 | 1,12 | f2 ≈ 19/z1 (biểu đồ chuẩn lập cho z1 = 19) | |
| 16 | Công suất biểu đồ | PD | 2,18 | kW | PD = P·f1·f2/fk |
| 17 | PD ≤ công suất cho phép | Kiểm tra | ĐẠT | ||
| 18 | Đường kính vòng chia đĩa nhỏ | d1 | 69,12 | mm | d = p/sin(180°/z) |
| 19 | Đường kính vòng chia đĩa lớn | d2 | 137,6 | mm | |
| 20 | Vận tốc xích | v | 1,08 | m/s | v = z1·p·n1/60000 |
| 21 | v ≤ 15 m/s | Kiểm tra | ĐẠT | ||
| 22 | Lực vòng | Ft | 1 390 | N | |
| 23 | Số mắt xích tính | X0 | 104,4 | X = 2a/p + (z1+z2)/2 + ((z2−z1)/2π)²·p/a | |
| 24 | Số mắt xích chọn (chẵn) | X | 106 | mắt | Chẵn để không cần mắt nối cong |
| 25 | Hệ số phụ | A | 80,5 | ||
| 26 | Khoảng cách trục thực | a | 510 | mm | a = p/4·[A + √(A² − 8((z2−z1)/2π)²)] |
| 27 | Lực ly tâm | Fc | 0,816 | N | Fc = q·v² |
| 28 | Hệ số an toàn tĩnh | S | 9,85 | S = Fb/(Ft·f1 + Fc) | |
| 29 | S ≥ 7 | Kiểm tra | ĐẠT | ||
| 30 | Tỉ số truyền ≤ 7 | Kiểm tra | ĐẠT |
Bước C – Kết luận ví dụ
Kết quả chính: Công suất biểu đồ = 2,18 kW; Số mắt xích chọn (chẵn) = 106 mắt; Khoảng cách trục thực = 510 mm; Hệ số an toàn tĩnh = 9,85.
Kiểm tra: PD ≤ công suất cho phép: ĐẠT; v ≤ 15 m/s: ĐẠT; S ≥ 7: ĐẠT; Tỉ số truyền ≤ 7: ĐẠT.
Nếu đổi số liệu ở ô vàng, mọi kết quả tự tính lại. Ô nào báo KHÔNG ĐẠT thì xem mục Áp dụng thực tế bên dưới để biết cần sửa gì.
Áp dụng thực tế và lưu ý
- Nếu PD vượt Pr: tăng số răng đĩa nhỏ, chọn cỡ xích lớn hơn, hoặc dùng xích 2 dãy.
- Số răng đĩa nhỏ nên là số lẻ và số mắt xích là số chẵn để mòn đều răng.
- Tỉ số truyền một cấp ≤ 7; góc ôm trên đĩa nhỏ ≥ 120°.
- Xích cần bôi trơn thường xuyên và chỉnh độ chùng (khoảng 1–2 % khoảng cách trục); xích chạy khô mòn và giãn rất nhanh.