Giải thích chi tiết: Chọn khớp nối đàn hồi
Bài toán dùng để làm gì
Khớp nối đàn hồi (cao su, PU – kiểu vấu, kiểu hoa mai) nối trục động cơ với trục hộp số, bơm, quạt; vừa truyền mô-men vừa bù lệch trục và giảm va đập. Bài toán so mô-men danh nghĩa và mô-men đỉnh (sau khi nhân hệ số làm việc, nhiệt độ, số lần khởi động) với khả năng của khớp trong catalogue, đồng thời kiểm tra tốc độ và đường kính lỗ.
Hình dung đơn giản
Kiến thức nền cần có
Đọc lại các mục sau ở Chương 0 nếu chưa nắm chắc: 0.4 mô-men · 0.11 quay · 0.12 công suất · 0.7 hệ số an toàn · 0.14 mỏi · 0.17 dung sai (lỗ, trục)
Các đại lượng và lấy số liệu ở đâu
| Ký hiệu | Ý nghĩa | Đơn vị | Lấy số liệu ở đâu |
|---|---|---|---|
| P, n | Công suất và tốc độ động cơ | kW, v/ph | Nhãn động cơ |
| KA | Hệ số làm việc theo loại máy | – | Bơm ly tâm, quạt 1,0–1,25; băng tải 1,25–1,5; máy nén piston, máy nghiền 1,75–2,5 |
| Tỉ số mô-men đỉnh | Mô-men lúc khởi động so với định mức | – | Khởi động trực tiếp ≈ 2–2,5; có biến tần ≈ 1,5; lấy Tkđ/Tđm ở TB26 |
| t, Z | Nhiệt độ môi trường quanh khớp, số lần khởi động mỗi giờ | °C, lần | Thực tế lắp đặt; gần lò hay động cơ nóng thì nhập cao |
| TKN, TKmax | Mô-men định mức và cực đại của khớp | Nm | Catalogue KTR (ROTEX), Flender (N-EUPEX), Lovejoy, Miki Pulley |
| nmax, dmax | Tốc độ cho phép và lỗ lớn nhất của khớp | v/ph, mm | Catalogue theo cỡ khớp |
| d | Đường kính trục cần lắp (lấy trục lớn hơn trong hai trục) | mm | Catalogue động cơ (ví dụ 7,5 kW 4 cực khung 132 trục Ø38) |
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. Mô-men danh nghĩa
Đổi công suất và tốc độ ra mô-men:
TLN = 9550·P / n
Bước 2. Hệ số nhiệt độ và khởi động
Cao su/PU nóng thì yếu đi; khởi động nhiều lần mỗi giờ làm phần tử đàn hồi mỏi nhanh:
St: ≤30 °C 1,0 · ≤40 1,2 · ≤60 1,4 · ≤80 1,8 ; SZ: ≤120/h 1,0 · ≤240/h 1,3
Bước 3. Kiểm tra mô-men định mức
Khớp phải chịu được mô-men làm việc lâu dài đã nhân hệ số:
TKN ≥ TLN·KA·St
Bước 4. Kiểm tra mô-men đỉnh
Lúc khởi động hoặc va đập, mô-men vọt lên; khớp phải chịu được đỉnh này:
TKmax ≥ TLN·(Tđỉnh/Tđm)·SZ·St
Bước 5. Kiểm tra tốc độ và lỗ
Khớp quay quá nhanh sẽ mất cân bằng; lỗ khớp phải khoét được vừa trục:
n ≤ nmax ; d ≤ dmax
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 | Công suất động cơ | P | 7,5 | kW | |
| 2 | Tốc độ | n | 1 450 | v/ph | |
| 3 | Hệ số làm việc | KA | 1,5 | Bơm ly tâm, quạt 1,0–1,25 · băng tải 1,25–1,5 · máy nén piston, máy nghiền 1,75–2,5 | |
| 4 | Tỉ số mô-men đỉnh / định mức | pk | 2,5 | Khởi động trực tiếp động cơ ≈ 2–2,5; có biến tần ≈ 1,5 | |
| 5 | Nhiệt độ môi trường | tC | 30 | °C | |
| 6 | Số lần khởi động / giờ | Z | 60 | ||
| 7 | Mô-men định mức khớp TKN | TKN | 100 | Nm | Catalogue |
| 8 | Mô-men cực đại khớp TKmax | TKm | 200 | Nm | |
| 9 | Tốc độ cho phép của khớp | nmax | 5 000 | v/ph | |
| 10 | Lỗ lớn nhất của khớp | dmax | 42 | mm | |
| 11 | Đường kính trục | d | 38 | mm |
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 |
|---|---|---|---|---|---|
| 12 | Mô-men danh nghĩa | TLN | 49,4 | Nm | T = 9550·P/n |
| 13 | Hệ số nhiệt độ St | St | 1 | Phần tử cao su/PU: ≤30 °C 1,0 · ≤40 1,2 · ≤60 1,4 · ≤80 1,8 (giá trị điển hình, tra catalogue) | |
| 14 | Hệ số khởi động SZ | SZ | 1 | ≤ 120/h: 1,0 · ≤ 240/h: 1,3 · > 240/h: hỏi hãng | |
| 15 | Mô-men định mức yêu cầu | TNr | 74,09 | Nm | TKN ≥ TLN·KA·St |
| 16 | TKN ≥ yêu cầu | Kiểm tra | ĐẠT | ||
| 17 | Mô-men đỉnh yêu cầu | TSr | 123,5 | Nm | TKmax ≥ TS·SZ·St |
| 18 | TKmax ≥ yêu cầu | Kiểm tra | ĐẠT | ||
| 19 | n ≤ n cho phép | Kiểm tra | ĐẠT | ||
| 20 | d trục ≤ lỗ lớn nhất | Kiểm tra | ĐẠT |
Áp dụng thực tế và lưu ý
Cách chọn: tính TKN cần, tra catalogue KTR ROTEX lấy cỡ nhỏ nhất có TKN ≥ yêu cầu, rồi kiểm tra TKmax, nmax và đặc biệt dmax – nhiều khi lỗ trục mới là yếu tố quyết định cỡ khớp.
Phần tử đàn hồi có nhiều độ cứng (ví dụ ROTEX 92 Sh-A, 98 Sh-A): cứng hơn thì chịu mô-men lớn hơn nhưng giảm chấn kém hơn.
Nếu KHÔNG ĐẠT về mô-men: lên cỡ khớp hoặc chọn phần tử cứng hơn; nếu không đạt về lỗ: lên cỡ khớp.
Khi lắp phải căn đồng tâm hai trục bằng thước thẳng hoặc đồng hồ so; lệch quá giới hạn catalogue sẽ làm phần tử cao su nóng và vỡ nhanh.
Lỗi hay gặp: chọn khớp chỉ theo công suất, quên KA và mô-men khởi động trực tiếp.