PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CẤU TRÚC
Phân tích mục đích ứng dụng robot
Robot là máy móc tự động được điều khiển bởi máy tính hoặc vi mạch điện tử, có khả năng thực hiện công việc theo trình tự lập trình sẵn Robot công nghiệp được sử dụng chủ yếu trong lắp ráp, sản xuất và chế biến sản phẩm, mang lại hiệu quả cao và độ chính xác vượt trội so với phương pháp sản xuất thủ công Đặc biệt, robot hỗ trợ con người rất nhiều trong các môi trường khắc nghiệt, độc hại và nguy hiểm.
Theo Viện nghiên cứu robot của Mỹ đề xuất:
Robot công nghiệp là thiết bị tự động đa năng, hoạt động dựa trên các chương trình lập trình sẵn và có khả năng lập trình lại Chúng được sử dụng để tối ưu hóa hiệu quả trong nhiều nhiệm vụ công nghiệp, bao gồm việc vận chuyển nguyên vật liệu, chi tiết, sản phẩm, dụng cụ và thiết bị chuyên dụng khác.
Theo định nghĩa của GHOST 25686-85 như sau:
Robot công nghiệp là thiết bị tự động, có thể là cố định hoặc di động, được trang bị cơ cấu chấp hành dạng tay máy với nhiều bậc tự do hoạt động Chúng được điều khiển bằng hệ thống lập trình linh hoạt, cho phép thực hiện các thao tác khác nhau trong quy trình sản xuất.
Vậy ta có thể định nghĩa tổng quát như sau:
Robot công nghiệp là máy, thiết bị cố định hoặc di động, được tích hợp từ nhiều bộ phận trong đó các bộ phận chính bao gồm:
- Hệ thống điều khiển theo chương trình có khả năng lập trình linh hoạt
- Hệ thống thông tin giám sát
Robot công nghiệp có khả năng thao tác tự động linh hoạt, cho phép chúng bắt chước các chức năng lao động của con người trong môi trường công nghiệp Ứng dụng của robot công nghiệp ngày càng đa dạng, từ lắp ráp, gia công đến kiểm tra chất lượng sản phẩm.
Hiện nay, nhu cầu sử dụng robot trong sản xuất ngày càng tăng, nhằm nâng cao năng suất, giảm chi phí, cải thiện chất lượng sản phẩm và tăng khả năng cạnh tranh Do đó, robot công nghiệp cần phải có khả năng thích ứng tốt hơn và thông minh hơn, với các cấu trúc đơn giản và linh hoạt, để cải thiện điều kiện lao động.
Có thể kể đến một số ứng dụng điển hình của robot trên thế giới như:
Robot trong phân loại và đóng gói sản phẩm, như IRB 660 Flex Palletizer, IRB 340 FlexPicker và IRB 260 FlexPicker, có khả năng gắp chính xác các hộp vắc xin bại liệt từ băng tải và đặt chúng vào thùng chứa 20 hộp.
Robot IRB 6650 của hãng ABB trong công nghệ ép phun nhựa có khả năng thao tác nhanh chóng và dễ dàng lấy sản phẩm ra khỏi khuôn tại vị trí tách khuôn Ngoài ra, robot này còn có chức năng giám sát, làm sạch và điều khiển chất lượng thông qua hệ thống camera, đảm bảo hiệu suất và độ chính xác cao trong quá trình sản xuất.
Việt Nam đang ngày càng áp dụng robot công nghiệp trong nhiều lĩnh vực khác nhau, tùy thuộc vào từng ngành nghề và yêu cầu công việc cụ thể Dưới đây là một số ngành trong hệ thống sản xuất mà robot công nghiệp được triển khai hiệu quả.
Công nghiệp đúc hiện đại sử dụng robot để thực hiện các nhiệm vụ quan trọng như rót kim loại nóng chảy vào khuôn, cắt mép thừa, và làm sạch vật đúc Ngoài ra, robot còn có khả năng tăng cường độ bền cho sản phẩm thông qua quy trình phun cát, góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả sản xuất.
Ngành gia công áp lực thường xuyên phải đối mặt với các quá trình hàn và nhiệt luyện, trong đó có nhiều công việc độc hại và yêu cầu làm việc ở nhiệt độ cao Điều kiện làm việc trong các phân xưởng rèn dập thường khá nặng nề, dễ gây mệt mỏi cho công nhân.
Trong những năm gần đây, việc sử dụng robot trong dây chuyền sản xuất ngày càng trở nên phổ biến, với các loại robot như hàn, phun sơn và lắp ráp Robot được ưa chuộng trong những công việc đòi hỏi độ chính xác cao và trong các môi trường làm việc độc hại Đề tài này tập trung vào việc thiết kế mô hình robot lắp cánh quạt trong hệ thống lắp ráp tự động, nhằm thay thế sức lao động của con người Ứng dụng robot không chỉ giúp lắp cánh quạt vào vị trí đã xác định mà còn tăng cường hiệu quả công việc bằng cách giảm thiểu lỗi kỹ thuật, nâng cao tốc độ làm việc, và từ đó giảm chi phí sản xuất cũng như sức lao động cần thiết.
Hình 1 Một số loại quạt tản nhiệt
Một số yêu cầu kĩ thuật thao tác
• Đối tượng thao tác, dạng thao tác
Cánh quạt được giữ cố định trên khuôn
Để đảm bảo việc lắp cánh quạt chính xác và hiệu quả, yêu cầu quan trọng là hướng khâu thao tác phải luôn vuông góc với bề mặt thao tác.
• Yêu cầu về không gian thao tác
Robot lắp cánh quạt có mặt phẳng ngang với hướng gắp tùy ý trong không gian làm việc 1.5x1.5x1m
Xác định các đặc trưng kĩ thuật
Tính toán thiết kế Robot lắp cánh quạt trong không gian làm việc 1.5x1.5x1m
Robot hoạt động trong không gian ba chiều cần tối thiểu ba bậc tự do: hai bậc tự do để xác định tọa độ điểm trong mặt phẳng và một bậc tự do để xác định chiều cao trong không gian.
Với cấu trúc 4, 5, 6 bậc tự do, việc tính toán trở nên phức tạp và chi phí cao, đồng thời tính khả thi thấp hơn so với cấu trúc 3 bậc tự do Do đó, lựa chọn tối ưu là sử dụng cấu trúc 3 bậc tự do.
Các phương án cấu trúc robot, cấu trúc các khâu khớp, phân tích, chọn phương án thực hiện 7
Lựa chọn cơ cấu robot
Cơ cấu T-T-T có ưu điểm nổi bật như kết cấu đơn giản, độ cứng vững cao, và khả năng tận dụng tối đa không gian làm việc của robot Ngoài ra, nó còn đảm bảo tính liên tục cao và độ chính xác khi thao tác, đặc biệt phù hợp với các tác vụ trên mặt phẳng nằm ngang Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của cơ cấu này là robot chiếm diện tích khá lớn.
Hình 2 Cánh quạt tản nhiệt (đối tượng thao tác)
Hình 3 Robot 3 bậc tự do T-T-T
Cơ cấu T-T-R có ưu điểm là kết cấu đơn giản và độ cứng vững cao, giúp tận dụng tối đa không gian làm việc của robot, đặc biệt phù hợp cho việc thao tác với các đối tượng trên mặt cong Tuy nhiên, nhược điểm của nó là robot chiếm diện tích lớn.
Hình 4 Robot 3 bậc tự do T-T-R
Cơ cấu R-R-R có những ưu điểm nổi bật như chiếm diện tích nhỏ và tính linh hoạt cao Tuy nhiên, nó cũng gặp phải một số nhược điểm, bao gồm sai số tích lũy lớn, không tận dụng tối đa không gian làm việc của robot, và không đảm bảo tính liên tục trong quá trình làm việc Hơn nữa, độ cứng vững cần phải được đảm bảo, trong khi việc điều khiển từng khớp lại trở nên khó khăn hơn.
Hình 5 Robot 3 bậc tự do R-R-R
Cơ cấu T-R-R có ưu điểm nổi bật về tính linh hoạt, cho phép thao tác hiệu quả trên các bề mặt cong Tuy nhiên, nó cũng gặp phải nhược điểm như sai số tích lũy lớn, không tối ưu hóa không gian làm việc của robot, và không đảm bảo tính liên tục trong quá trình hoạt động, do đó cần được đảm bảo độ cứng vững.
Hình 6 Robot 3 bậc tự do T-R-R
Nhận thấy cơ cấu T-T-T có kết cấu đơn giản , linh hoạt trong không gian
3 chiều , đảm bảo an toàn về hướng và vị trí khâu thao tác qua đó đảm bảo yêu cầu kĩ thuật.
Lựa chọn cơ cấu T-T-T và sử dụng đầu hút để có thể lắp ghép quạt tản nhiệt.
Lựa chọn cơ cấu tay ghắp
Tay gắp chân không có ưu điểm nổi bật là khả năng xử lý đa dạng vật phẩm và chi phí lắp đặt thấp hơn so với các loại tay gắp khác.
Nhược điểm: chi phí điện để vận hành máy bơm chân không cao.
• Tay gắp khí nén Ưu điểm: giá thành rẻ, khả năng hoạt động trong không gian hẹp, thời gian phản hồi nhanh.
Nhược điểm: lưc gắp lớn (không phù hợp với đề tài), điều khiển vị trí và lực có giới hạn.
Nhược điểm: phù hợp ứng dụng nặng, chi phí bảo dưỡng cao
• Tay gắp điện Ưu điểm: dễ dành điều chỉnh tốc độ và lực ghắp, dễ dành xử lý nhiều bộ phận khác nhau
Nhược điểm: công suất thấp hơn nhưng giá thành lại cao hơn các loại tay gắp khác
Sau khi xem xét các ưu ( nhược ) điểm của các loại tay gắp, nhóm đã thống nhất chọn tay gắp chân không.
Thông số kĩ thuật
THIẾT KẾ 3D MÔ HÌNH
Mô hình 3D của cánh quạt
Mô hình 3D của khuôn đựng cánh quạt
Mô hình 3D của sản phầm sau khi hoàn tất quá trình lắp gép
Mô hình 3D của băng chuyền
THIẾT KẾ QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG
Khảo sát động học thuận, ngược
Theo quy tắc Denavit-Hartenberg, chúng ta đã xây dựng các hệ tọa độ và bảng tham số DH Tiếp theo, chúng ta tiến hành thiết lập các ma trận chuyển DH để phục vụ cho việc phân tích và điều khiển robot.
Ma trận DH có dạng:
2 =[ 001 1000 0100 0001 q 3 ] Để tìm vị trí và hướng của khâu thao tác ta tính
Nhân lần lượt các ma trận theo thứ tự trên ta có:
Như ta đã biết: 0 A n = Đối chiếu các thành phần của 0 A3
Ta có: Ma trận cosin chỉ hướng của khâu thao tác
Vector cột tọa độ điểm định vị rE: r E =[ −q q 3 q −d 2 1 0 ]
Từ đây ta tính được vận tốc góc của khâu thao tác và vận tốc điểm tác động cuối E;
* Vận tốc góc Khâu thao tác:
0R3 : Là ma trận cosin chỉ hướng của khâu 3
0 : Là đạo hàm của ma trận của cosin chỉ hướng
Và dễ dàng suy ra được Gia tốc góc của khâu thao tác là:
* Vận tốc, gia tốc điểm tác động cuối E: v E = [ −q −q −q ˙ ˙ ˙ 3 2 1 ] a E = [ − ¨ − ¨ − ¨ q q q 3 2 1 ]
Cho quy luật chuyển động của các khâu
{ a a a E E E x y z =0 =0 =0 b Động học ngược (Inverse Kinematics)
Bài toán động học ngược có nhiệm vụ xác định các biến khớp dựa trên các điều kiện tọa độ và hướng khâu thao tác đã được biết trước Cụ thể, mục tiêu của bài toán này là tìm ra các thông số cần thiết khi các điều kiện đầu vào đã được xác định.
Thiết kế quỹ đạo chuyển động của robot
Trong thiết kế quỹ đạo cho robot trong không gian thao tác, việc chuyển động liên tục trên đường dịch chuyển là rất quan trọng Chúng ta cần xác định quỹ đạo của điểm tác động cuối sao cho nó tạo thành chuỗi các đường thẳng, với thứ tự ưu tiên cho các trục là X, Y, Z khi robot tiến về phía trước Ngược lại, khi robot lùi, thứ tự ưu tiên sẽ đảo ngược Đối với các thao tác có cả tiến và lùi, các trục có xu hướng lùi sẽ được ưu tiên hàng đầu.
Quá trình di chuyển theo trục của robot thì vân tốc sẽ thay đổi từ tăng, ổn định, giảm về 0 vận tốc tăng: a 1 = a 0
Từ đó suy ra được phương trình:
Quỹ đạo của điểm tác động cuối theo đường thẳng từ O đến A trong te=2s t O=¿¿ 0 s t 1=¿¿ 0.2 s t A=¿¿ 2 s t 2=¿¿ 1.8 s a 0 X = (t 2 (S A −S O )
- điểm tác động cuối theo đường thẳng từ A đến B trong te=1.2s a 0 Y 175(mm/ s 2 ) a eY =-3175(mm/ s 2 )
- điểm tác động cuối theo đường thẳng từ B đến C trong te=1.2s a 0 Z 175(mm/ s 2 ) a eZ =-3175(mm/ s 2 ) Đồ thị biểu diễn tọa độ trục x,vận tốc ,gia tốc theo thời gian t
This article presents a MATLAB code snippet that simulates and plots the motion of an object over time, utilizing three distinct time intervals Initially, the object accelerates with a constant acceleration of 78 mm/s² for 0.2 seconds, where its position, velocity, and acceleration are calculated and plotted in red, green, and blue, respectively Following this, the object moves with constant velocity from 0.2 to 1.8 seconds, maintaining its initial velocity while the position is updated accordingly Finally, the object decelerates with an acceleration of -2778 mm/s² from 1.8 to 2 seconds, with the calculations for position, velocity, and acceleration again plotted in their respective colors The plots are equipped with grid lines, labeled axes for time and displacement, and a legend for clarity, effectively illustrating the object's motion dynamics throughout the specified intervals.
Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa tọa độ, vận tốc và gia tốc theo trục y theo thời gian t là một công cụ quan trọng trong việc phân tích chuyển động Các yếu tố này có sự liên kết chặt chẽ và giúp chúng ta hiểu rõ hơn về sự thay đổi của vật thể theo thời gian.
TĨNH HỌC
Bài toán
Bài toán tĩnh học Robot có nội dung như sau: Cho lực tác dụng vào khâu thao tác tại điểm E gồm vector lực F, và momen M
M =[ M x M y M z ] tính lực (mômen) dẫn động tại các khớp đảm bảo Robot cân bằng tĩnh ( bỏ qua ma sát).
Phương trình khảo sát
Ta sẽ tách từng khâu, xem xét các lực và momen tác dụng lên khâu đó, thiết lập phương trình cân bằng tĩnh học.
Hình 3.1 Lực và momen tác dụng lên khâu I
Từ điều kiện cân bằng tĩnh học của khâu i, Ta viết được hệ phương trình cân bằng lực khâu i trong hệ tọa độ cơ sở như sau:
0 Lực khâu thứ i tác dụng lên khâu i+1 biểu diễn trong hệ tọa độ cơ sở
0 Momen khâu thứ i tác dụng lên khâu i+1 biểu diễn trong hệ tọa độ cơ sở
0 Trọng lực tác dụng lên khâu i
Tính toán cụ thể
Các khâu của robot được coi là thanh đồng chất với tiết diện ngang không đáng kể Khối lượng của các khâu lần lượt là, và do khối lượng của ống nghiệm rất nhỏ so với robot nên có thể bỏ qua Độ dài của các khâu được xác định lần lượt là a1, a2, a3.
TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC
Thiết lập phương trình vi phân chuyển động của robot
Phương trình vi phân chuyển động của robot có dạng:
M là ma trận khối lượng suy rộng
C là ma trận quá tính li tâm Coriolis
G là lực suy rộng lực có thế tác dụng vào robot
Q là lực suy rộng đặc trưng cho các ngoại lực không thế tác dụng vào robot
U là lực suy rộng các lực và moment điều khiển.
Ma trận khối lượng suy rộng M được tính theo công thức:
Trong đó: n là số khâu của robot m i là khối lượng của khâu thứ i
J Ti và J Ti T lần lượt là ma trận Jacobi tịnh tiến của khâu thứ i và chuyển vịcủa nó
J Ri và J T Ri lần lượt là ma trận Jacobi quay tương đối của khâu thứ i và chuyển vị của nó
I i là tenxo quán tính của khâu thứ i đối với các trục tọa độ đi qua trọng tâm khâu i trong hệ tọa độ khâu i.
Ta có vân tôc góc các khâu: ω 1
Các ma trận tenxo quán tính của các khâu:
Ma trận đào hàm riêng:
Ma trận đơn vị bậc 3:
Tính ra ma trận Coriolis C:
Thế năng của robot so với hệ tọa độ gắn vào khâu cố định có dạng: π =m 1 g z c 1 + m 2 gz c2 + m 3 g z c 3
Ma trận G được tính theo công thức:
Nhận xét về lực không thế - ma trận Q
Khi phân tích động lực học của robot sử dụng tay gắp chân, không nên xem nhẹ sự tác động của ngoại lực Do đó, trong quá trình giải bài toán động lực học, chúng ta có thể loại bỏ lực không thế, tức là ma trận Q.
Phương trình vi phân hoàn chỉnh
U1 là lực điều khiển khớp tịnh tiến q1
U2 là lực điều khiển khớp tịnh tiến q2
U3 là lực điều khiển khớp tịnh tiến q3
Động lực học ngược
Cho các điểm có tọa độ theo hệ tọa đô Ox0y0z0 là hệ tọa độ gốc của robot
Dựa trên hệ phương trình động học ngược, chúng ta xác định được giá trị các biến khớp tại bốn điểm của quỹ đạo như sau: Tại Điểm 1, các giá trị là q1 = 100 mm, q2 = 200 mm, q3 = 900 mm; tại Điểm 2, q1 = 100 mm, q2 = 300 mm, q3 = 900 mm; tại Điểm 3, q1 = 300 mm, q2 = 400 mm, q3 = 900 mm; tại Điểm 4, q1 = 300 mm, q2 = 200 mm, q3 = 900 mm; và tại Điểm 5, q1 = 300 mm, q2 = 400 mm, q3 = 900 mm.
Chọn 2 điểm A, B bất kì trong không gian làm việc, đồng nghĩa là biết được các thông số tọa độ (xE, yE, zE) tức là vị trí của khâu thao tác tại K và A biết, đồng thời cho biết hướng của khâu thao tác Nhiệm vụ là thiết kế quỹ đạo chuyển động bất kì từ điểm K để đến điểm A.
Dựa vào bài toán động học ngược, chúng ta có thể xác định các biến khớp tại điểm A và B Từ đó, chúng ta xây dựng các tọa khớp là hàm thời gian t(5s), đảm bảo rằng chuyển động diễn ra từ vị trí A đến vị trí B trong khoảng thời gian đã định.
Trong bài toán này, chúng ta nghiên cứu quỹ đạo di chuyển của Robot từ điểm 2 đến điểm 3, sử dụng quỹ đạo bậc 3 nhằm đảm bảo tốc độ phù hợp trong không gian khớp.
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG ROBOT
Thiết kế cơ cấu động học
Hệ dẫn động cho robot bao gồm các bộ phận chính:
Bộ truyền vít me – đai ốc bi: truyển chuyển động cho các khâu.
Trục dẫn hướng: dẫn hướng chuyển động cho các khâu.
Tính toán lựa chọn trục vít me bi
6.2.1 Vít me – đai ốc bi
Đai ốc bi là một hệ thống truyền động chính xác, chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến qua cơ chế bu lông và đai ốc Khu vực tiếp xúc giữa trục vít và đai ốc sử dụng dải bi bằng thép, giúp giảm ma sát trượt thành ma sát lăn, từ đó mang lại hiệu suất truyền động mượt mà và chính xác Hệ thống này hoạt động bền bỉ và liên tục trong thời gian dài.
Khu vực tiếp xúc giữa vít me bi và đai óc có rãnh me được lấp đầy bởi những viên bi thép, giúp giảm ma sát khi trục vít xoay Những viên bi lăn tròn trong mối ren của trục vít và đai óc, và để ngăn chúng rơi ra ngoài, đai óc được thiết kế với đường hồi bi dẫn hướng Đường hồi bi này giúp thu hồi những viên bi không bị rơi khỏi rãnh, đưa chúng trở lại phần đầu của đường bi ở cuối đai óc Nhờ vào chuyển động lăn của những viên bi, lực đẩy của đai óc trở nên nhẹ nhàng và hiệu quả hơn.
- Những thông số hoạt động:
+ Chiều dài hành trình đạt được.
Hình 5 1 Cấu tạo vít me bi
Các bộ truyển trục vít me – đai ốc được đặt dọc theo các trục Z0, Z1, Z2.
+ Hành trình của các trục vít me:
+ Vận tốc chạy lớn nhất khi đầu gắp có cánh quạt:
+ Gia tốc hoạt động lớn nhất của hệ thống: a = 0.4g =8 m / s 2
+ Hệ số ma sát lan bề mặt: μ = 0.01.
+Tốc độ vòng động cơ:
+ Độ chính xác vị trí: ±0.05/1000mm.
+ Độ chính xác lặp: ±0.005mm.
+ Bước vít-me: l≥Vmax/Nmax = V1/Nmax= 10000/2000= 5(mm)
+ Lực tác dụng vào đầu tay gắp F m :không đáng kể, lấy F m =0 N
- Khối lượng tổng cộng tác dụng lên các trục :
- Điều kiện làm việc: ü Lực ma sát:
6.2.3 Tính toán lực dọc trục
Các thành phần trong các công thức:
- Lực tác dụng vào đầu tay gắp: Fm = 0 N
- Hệ số ma sát lăn: μ = 0,01.
- Gia tốc hoạt động lớn nhất của hệ thống: a = 0,4.g = 4 ( m/ s 2 ) ü Lực dọc trục:
- Khi tăng tốc: Fa1 = μmg + ma + f
- Khi chạy đều: Fa2= μmg + f
- Khi giảm tốc: Fa3= μmg – ma + f
Với: f là lực ma sát, m.g là biểu thức của trọng lực. μ là hệ số ma sát lăn bề mặt.
Fm là lực tác dụng vào đầu tay gắp.
Từ đó ta suy ra được lực dọc trục lớn nhất Fmax
+ Lực dọc trục lớn nhất:
Fz0 = max( Fa1,Fa2,Fa3) = 200,4 N
+ Lực dọc trục lớn nhất:
Fz1 = max( Fa1,Fa2,Fa3) = 123,3 N
+ Lực dọc trục lớn nhất:
Fz2 = max( Fa1,Fa2,Fa3) = 61,65 N
6.2.4 Tính toán tốc độ vòng trung bình của động cơ
- Chọn bước vít me: l ≥ Vmax Nmax = 10000 2000 = 5 mm
- Chọn l = 5 mm ta có tốc độ vòng chính xác của động cơ: n1= V l 1 = 7000 5 = 1400 n2 = V l 2 = 10000 5 = 2000
-Với chế độ thời gian t1`% , t2@% ta có:
6.2.5 Chế độ làm việc của máy với các trục
(rpm) Tỉ lệ thời gian
Khi đầu gắp có tay kẹp
Bảng 1.1 Chế độ làm việc của máy đối với trục Z 0 , Z 1 ,Z 2
6 2.6 Tính toán tải trọng động C a
Ta tính được tải trọng động của các trục như sau:
6.2.7 Chọn bán kính trục vít
Ta chọn phương án bố trí ổ bi là một đầu cố định, một đầu tùy động.
L = tổng chiều dài di chuyển max + chiều dài ổ bi + chiều dài vùng thoát
Kiểu ổ bi là một đầu cố định, một đầu tùy động→ f 15,1
Tốc độ quay của động cơ 2000 rpm. Đường kính trục vít:
L = tổng chiều dài di chuyển max + chiều dài ổ bi + chiều dài vùng thoát
Kiểu ổ bi là một đầu cố định, một đầu tùy động → f = 15,1
Tốc độ quay vòng của động cơ 2000 rpm Đường kính trục vít:
L = tổng chiều dài di chuyển max + chiều dài ổ bi+ chiều dài vùng thoát
Kiểu ổ bi là một đầu cố định, một đầu tùy động → f = 15,1
Tốc độ quay vòng của động cơ 2000 rpm Đường kính trục vít:
Dựa trên yêu cầu về tải trọng động và đường kính trục vít me, bạn có thể tham khảo Catalog của hãng TBI để tìm loại vít me bi phù hợp Các thông số của vít me bi cần đáp ứng yêu cầu về C a max và d r để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.
Hình 5.4 Catalog vít-me hãng TBI
Bảng 1.4 Vít me các trục
Trục Ký hiệu vít me TBI
Các vít me trục Z0, Z1 có sự thay đổi bước vít, bước vít tăng lên tuy nhiên không ảnh hưởng đến việc chọn tốc độ động cơ ở.
= 94302 h > 25000 h Tốc độ quay cho phép: n = f × dr L 2× 10 7 = 15.1 × 36,825 1650 2 × 10 7 = 2042
- Trong đó dr là đường kính lõi ren trục vít: dr = 40 – 6,35 2 = 36,825 mm
Tốc độ này lớn hơn so với tốc độ quay lớn nhất được thiết kế Do vậy lựa chọn như trên thỏa mãn.
= 4x10 5 h > 25000 h Tốc độ quay cho phép: n = f × dr L 2× 10 7 = 15.1 × 36,825 1650 2 × 10 7 = 2042
- Trong đó dr là đường kính lõi ren trục vít: dr = 40 – 6,35 2 = 36,825 mm
Tốc độ này lớn hơn so với tốc độ quay lớn nhất được thiết kế Do vậy lựa chọn như trên thỏa mãn.
= 76800 h >25000 h Tốc độ quay cho phép: n = f × dr l 2 × 10 7 = 15.1 × 18,4125 1150 2 × 10 7 = 2102 vg/ph.
- Trong đó dr là đường kính lõi ren trục vít: dr = 20 - 3,175 2 = 18,4125 mm
Tốc độ này lớn hơn so với tốc độ quay lớn nhất được thiết kế Do vậy lựa chọn như trên thỏa mãn.
Tính toán lựa chọn ổ bi
Ta chọn phương án bố trí ổ bi là một đầu cố định, một đầu tùy động cho cả ba trục:
Hình 5 5 Sơ đồ lắp ổ bi
Dựa vào đường kính trục vitme, ta chọn sơ bộ thông số ổ bi đỡ một dãy và ô đỡ chặn của hãng SKF cho các trục Z0, Z1, Z2:
Hình 5 7 Ổ đỡ chặn 7202 BEP(SKF)
Hình 5 8 Thông số ổ đỡ chặn 7202 BEP(SKF)
Hình 5 10 Ổ đỡ chặn 7411 BEP(SKF)
6.3.1.Kiểm nghiệm độ bền với trục Z0
Kiểm nghiệm khả năng tải động:
Tải trọng động của ổ lăn :
Với V = 1 (do vòng trong quay) và kt = 1, hệ số ảnh hưởng đến nhiệt độ được xác định là
