Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 3 MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG

CHƯƠNG 3 MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG

Tải bản đầy đủ - 0trang

Hình 3.19 Phân tích chức năng hệ thống nâng hạ





Mơ hình hóa động cơ điện 1 chiều



Hình 3.20 Mơ hình động cơ điện DC

-



Phương trình mạch điện phần ứng:

U = Ri + + Keω



-



(1)



Phương trình mơmen điện từ:

M(t) = Kmi(t)



-



(2)



Phương trình cân bằng mơmen cơ:

M(t) = J + Bω(t) + Mt



-



(3)



Laplace hóa (1),(2),(3):

+ U(s) = RI(s) + LsI(s) + Keω(s)

+ M(s) = KmI(s)

+ M(s) = Jsω(s) + Bω(s) + Mt(s)



Trong đó:

R: điện trở phần ứng

L: điện cảm phần ứng

Ke: hằng số sức điện động

e=Ke: sức phản điện động

Km: hằng số mơmen của động cơ

J: mơmen qn tính của động cơ và tải quy về trục động cơ

B: hệ số ma sát của động cơ vàtải quy về trục động cơ

Mt: mơmen phụ tải (nhiễu)

29



Hình 3.21 Mơ hình hóa động cơ DC

Với:

In1 là điện phần ứng

Out1 là góc quay của động cơ

Mơ hình hóa trục vitme



Hình 3.22 Mơ hình hóa trục vít

- Biến đổi laplace hai vế:

- Hàm truyền:



Hay:



30



Trong đó:

- P: Bươc ren vít

- n(t): Hàm góc quay theo thời gian

- ω(t): Hàm vận tốc góc theo thời gian



3.2 TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ

3.2.1 Thiết kế, tính tốn kết cấu khung giữ xe





Xác định chiều dài của trụ đỡ các tầng.



Được xác định theo công thức :

L0 = μ.l

Trong đó :

l: Chiều dài hình học của cột.

μ : Hệ số tính tốn ,phụ thuộc vào đặc điểm của trọng tải nén ,sơ đồ liên kết đầu

cột và chân cột ,lấy theo bảng [ D1-TCVN 338: 2005 ,trang 79].



Hình 3.23 Các loại liên kết

Với bãi đỗ xe này thì ta chọn μ =1.

-



L0 = 1.600 = 600 mm



-



Trụ được làm với vật liệu là thép hộp có kích thước 20x20 mm.



-



Vật liệu là thép CT38 với f = 2300 daN/cm2, yc = 1

31



-



= 23000.1 = 23000 (N/cm2)[5].



Kiểm tra về bền:

= 2,45 N/cm2 => đủ bền.



3.2.2 Tính tốn thiết kế bộ truyền ngang

-



Bộ chuyển động ngang là chuyển động lấy xe vào và đưa xe ra là chuyển



động tịnh tiến khứ hồi.

-



Chuyển động này dùng để đưa xe vào các vị trí thích hợp, kết hợp với hệ



thống nâng hạ để lấy và gửi xe một cách chính xác.

-



Hệ thống được truyền chuyển động bằng trục vitme.



Hình 3.24 Vitme truyền động ngang

 Tính bộ truyền vít đai ốc bi theo độ bền

Thông số đầu vào:



­



Hệ số ma sát trơn bề mặt: µ = 0,05

Chiều dài trục vít me: Lz= 780 mm

Góc nghiêng : θ = 90

Ngoại lực: FA= 48.5 N



­



Góc vít ren ( )



­

­

­



Lực dọc trục:

* Chọn vít me đai ốc bi.



32



Chọn d1 = 10 mm để tính tốn

 Đường kính bi :

db= (0,08÷0,15)d1 = 0,15.10 = 1,5 mm

Chọn bằng 2.

 Bước ren:

p = db + (1÷5) = 2+5 = 7 mm

Chọn p = 10 mm.

* Chiều cao làm việc của ren:



h1 = (0.3÷0.35)db = 0,35.2 = 0.7 mm

 Chọn h1 = 1 mm

 Đường kính ngồi của vít d:



d2 = d1 + 2h1 = 10 + 2.1 = 12 mm

 Góc ma sát lăn thay thế:



ft : hệ số ma sát lăn thay thế chọn 0.04 ÷ 0.06

: góc tiếp xúc chọn 450

 Hiệu suất biến thiên chuyển động quay thành tịnh tiến:

5

Theo thuyết bền thứ tự[11]

Ứng suất tương đương.

tđ =



(N/mm2) =



Ứng suất pháp tuyến σ do lực Fa gây nên được xác định theo công thức[5]:

σ=

Ứng suất tiếp tuyến  do momen xoắn gây nên[5]:

33



τ = (N/mm2) =

T là mô men xoắn trên tiết diện nguy hiểm của vít[5]:

T==

Trong đó : góc vit của ren

: góc ma sát

W là mơ men chống uốn của ren vít :

W = = 0.2* = 200 mm3

Ứng suất cho phép [] được xác định theo cơng thức[5]:

[σ] = =

Trục vít thép C45 có: = 360 Mpa

Với:

- Khối lượng động cơ : 0.35kg/1đc.

- Khối lượng bộ truyền nâng hạ: 3kg.

- Khối lượng đế chạy ngang:1 kg

- Khối lượng xe: 0.5kg

- Hệ thống chuyển động ngang : V=0.01 (m/s)

- Số vòng quay của trục vít: ntv = = = 22 (v/ph)

Trong đó: Bước ren P = 7 mm

Số mối ren Z = 4

- Với trục vít me tỷ số truyền u = 3

- Số vòng quay của động cơ nđc = ntv.u = 22.3 = 66 (v/p)

- Công suất trục công tác: Pct =FV = 97*0,01= 0,97 W.

- Công suất cần thiết của động cơ:

Chọn động cơ 42BLY01

- Điện áp: 24VDC

- Công suất: 11W

- Dòng điện: 0.9A

- Khối lượng 0,35kg[16].



3.2.3 Tính tốn, thiết kế bộ truyền nâng hạ

Bộ chuyền nâng hạ là chuyển động nâng hạ xe là chuyển động tịnh tiến khứ hồi

nhờ vào động cơ . Chuyển động này dùng để đưa xe lên các tầng chứa xe khác nhau

34



trong cùng 1 hệ thống. Thiết bị nâng theo phương đứng được dùng bằng dẫn động

visme



Hình 3.25 Cơ cấu nâng hạ

Trục vít me sử dụng trong hệ thống có ren hình chữ nhật có các thơng số hình

học trong bảng sau:



Hình 3.26 Kích thước hình học trục vít - đai ốc bi



35



Hình 3.27 Thơng số hình học của trục vít - đai ốc

Để hạn chế các dạng hỏng nêu trên, người ta tính tốn bộ truyền vít đai ốc theo

các chỉ tiêu sau[11]:

P[p]

Fa [Fa]

σtđ[σ]

Trong đó:

-



p là áp suất trên bề mặt tiếp xúc của ren.



-



[p] là áp suất cho phép.



-



Fa là lực dọc trục tác dụng lên vít.



-



[Fa] là lực dọc trục cho phép.



-



σtđ là ứng suất sinh ra trên tiết diện chân ren, có đường kính d1 của vít.



-



[σ] là ứng suất cho phép.







Độ bền mòn.



Để giảm mòn, áp suất p trên mặt ren không được vượt quá trị số cho phép [p]

Áp suất cho phép

+ Với bộ truyền bằng vật liệu thép không tôi – đồng thanh.

Áp suất trên bề mặt tiềp xúc của ren được tính theo cơng thức:

Trong đó:

-



Fa: lực tác dụng dọc trục.



-



h: chiều cao làm việc của ren .

36



-



Số vòng ren của đai ốc, số vòng ren tiếp xúc.

x = H/pr.



-



K là hệ số tải trọng



-



Tính bộ truyền vít đai ốc theo độ bền



Thơng số đầu vào:



­



Hệ số ma sát trơn bề mặt: µ = 0,05

Chiều dài trục vít me: Lz= 620 mm

Góc nghiêng : θ = 0

Ngoại lực: FA= 25 N



­



Góc vít ren ( )



­

­

­



Lực dọc trục:

* Chọn vít me đai ốc bi.



Chọn d1 = 10 mm để tính tốn

 Đường kính bi :

db= (0,08÷0,15)d1 = 0,15.10 = 1,5 mm

Chọn bằng 2.

 Bước ren:

p = db + (1÷5) = 2+5 = 7 mm

Chọn p = 10 mm.

* Chiều cao làm việc của ren:



h1 = (0.3÷0.35)db = 0,35.2 = 0.7 mm

 Chọn h1 = 1 mm

 Đường kính ngồi của vít d:



d2 = d1 + 2h1 = 10 + 2.1 = 12 mm

37



 Góc ma sát lăn thay thế:



ft : hệ số ma sát lăn thay thế chọn 0.04 ÷ 0.06

: góc tiếp xúc chọn 450

 Hiệu suất biến thiên chuyển động quay thành tịnh tiến:

5

Theo thuyết bền thứ tự[11]

Ứng suất tương đương.

tđ =



(N/mm2) =



Ứng suất pháp tuyến σ do lực Fa gây nên được xác định theo công thức[5]:

σ=

Ứng suất tiếp tuyến  do momen xoắn gây nên[5]:

τ = (N/mm2) =

T là mô men xoắn trên tiết diện nguy hiểm của vít[5]:

T==

Trong đó : góc vit của ren

: góc ma sát

W là mơ men chống uốn của ren vít :

W = = 0.2* = 200 mm3

Ứng suất cho phép [] được xác định theo công thức[5]:

[σ] = =

Trục vít thép C45 có: = 360 Mpa

Với:

- Khối lượng pallet, thanh vào ra: 1kg

- Khối lượng động cơ : 0.35kg/1đc.

- Khối lượng cơ cấu di chuyển o tô: 1kg.

- Khối lượng ô tô: 0.5kg

- Chiều cao mỗi tầng là: 0.15 (m).

- Hệ thống chuyển động lên xuống với vận tốc : V=0.02 (m/s)

38



- Số vòng quay của trục vít: ntv = = = 43 (v/ph)

Trong đó: Bước ren P = 7 mm

Số mối ren Z = 4

- Với trục vít me tỷ số truyền u = 3

- Số vòng quay của động cơ nđc = ntv.u = 43.3 = 129 (v/p)

- Công suất trục công tác: Pct =FV = 26,25*0,02= 0,53 W.

- Công suất cần thiết của động cơ:

Chọn động cơ 42BLY01

- Điện áp: 24VDC

- Công suất: 11W

- Điện áp: 0,9A

- Khối lượng 0,35kg[16].





Tính tốn xilanh đẩy.



Hình 3.28 Xy lanh

Theo thiết kế cơ khí ta chọn xy lanh có hành trình L = 80 mm

Khi đó giả sử chọn được xy lanh có các thơng số sau:

-



Đường kính ngồi xy lanh D=25mm

Hành trính L=80mm

Đường kính trục xy lanh d=8mm

Áp suất khí nén của máy nén khí thơng dụng là P = 6 bar =60 N/cm2

Hiệu suất lấy η = 0,8

Lực đẩy sinh ra ở hành trinh đi của xy lanh[15]:

Fđ = η . P.A

Lực đẩy sinh ra ở hành trình đi về của pittong[15]:

Fv = η . P.A’

39



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 3 MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×