Đồ án môn học thiết kế máy GVHD: PGS.TS. Trần Xuân Tùy Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CẦU THANG CUỐN VÀ TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VỀ THIẾT KẾ MÁY 1.1. TỔNG QUAN VỀ CẦU THANG CUỐN 1.1.1. Khái niệm cầu thang cuốn Cầu thang cuốn là thiết bị vận chuyển người, hàng hóa dạng băng tải. Thang cuốn bao gồm hệ thống những bước thang có thể chuyển động lên trên hay xuống dưới liên tục luân phiên nhau thành vòng tròn khép kín, ăn khớp với nhau bằng những khe sâu trên bề mặt. Đường đi của thang cuốn chủ yếu là đường thẳng nhưng một số khác được thiết kế theo dạng xoắn ốc để tiết kiệm diện tích. .Mô hình cầu thang cuốn thực tế trên thị trường được thể hiện trên hình 1.1. Hình 1.1: Mô hình cầu thang cuốn thực tế 1.1.2. Ứng dụng cầu thang cuốn Cầu thang cuốn thường được lắp đặt tại các siêu thị, trung tâm thương mại,các ga tàu sân bay, nhà hàng, khách sạn… để vận chuyển hàng hóa và hành khách. Hiện nay, cầu thang cuốn còn được sử dụng rộng rãi trong các nhà ở dân dụng Ngoài ý nghĩa là thiết bị vận chuyển hàng hóa và người cầu thang cuốn còn là một trong những yếu tố làm tăng vẻ đẹp và tiện nghi của mỗi công trình. Thang cuốn hiện đại được sử dụng từng đôi với một chiều lên và một chiều xuống. 1.1.3. Phân loại cầu thang cuốn SVTH: Võ Đức Nhân Lớp: 11CDT2 Trang: 1 Đồ án môn học thiết kế máy GVHD: PGS.TS. Trần Xuân Tùy Thang cuốn hiện nay được thiết kế, chế tạo rất đa dạng với nhiều kiểu loại khác nhau để phù hợp với mục đích sử dụng của từng công trình. 1/Phân loại theo công dụng: + Cầu thang cuốn bậc thang dùng vận chuyển người . + Cầu thang cuốn dạng băng tải vận chuyển người và hàng hóa. 2/Phân loại theo hình dạng đường đi: + Cầu thang cuốn di chuyển thẳng rất phổ biến thường thấy ở siêu thị, trung tâm thương mại + Cầu thang cuốn dạng xoắn ốc ít phổ biến. 3/Phân loại theo các thông số cơ bản: + Theo độ cao + Theo góc nghiêng + Theo chiều dài thang + Theo dung lượng vận chuyển 4/Phân loại theo mức độ tự động + Bán tự động + Tự động 1.1.4. Lịch sử phát triển cầu thang cuốn Cầu thang cuốn ngày nay có mục đích sử dụng và hình dáng tương đồng với các loại cầu thang trong ngành kiến trúc. Cầu thang là một trong những phần kiến trúc trong nhà có lịch sử lâu đời nhất trong lịch sử ngành kiến trúc.Và rất khó có thể nói chính xác năm nào đã có cầu thang, nhưng người ta vẫn tin rằng chúng xuất hiện vào khoảng năm 6000 trước công nguyên. Cầu thang luôn thay đổi hình dáng qua nhiều thời kì kiến trúc khác nhau. Mẫu cầu thang đầu tiên trong lịch sử được chế tạo bằng gỗ cây. Với hình dáng thô sơ đơn giản. Trong lịch sử cầu thang gần đây, mẫu cầu thang xoắn ốc ra đời sử dụng với mục đích tiết kiệm diện tích. Có thể nói cầu thang cuốn ra đời trong thế kỉ thứ 19, khi động cơ hơi nước (1860), động cơ điện một chiều (1870), động cơ điện xoay chiều (1889) ra đời. Vào cuối thế kỉ 19, Peter Nicholson đã phát trển một hệ thống toán học cho cầu thang và thanh cây vịn. Năm 1920 hệ cơ khí và truyền động điện ra đời. Những kĩ thuật và phương pháp điều kiển động cơ điện không ngừng phát triển, cầu thang cuốn dùng hộp giảm tốc bánh răng kết hợp với động cơ điện đã được ra đời. Năm 1935, hệ cơ khí với điều khiển tự động ra đời với những hệ điều khiển tốc độ phức tạp và sự phối hợp đóng ngắt để điều khiển an toàn tốc độ. Vào thời đại máy tính và kĩ thuật vi điều khiển kết hợp với các loại cảm biến làm tăng hiệu quả SVTH: Võ Đức Nhân Lớp: 11CDT2 Trang: 2 Đồ án môn học thiết kế máy GVHD: PGS.TS. Trần Xuân Tùy làm việc và tính an toàn của thang. Sự phát triển của vật liệu(thủy tinh, thép không rĩ,titan,nhựa tổng hợp…) đã tạo ra những kiểu thiết kế cầu thang cuốn có tính thẩm mĩ cao và an toàn như ngày nay. Cầu thang cuốn trở thành trung gian của kĩ thuật kiến trúc và mỹ thuật, nó tô điểm và trang hoàn lộng lẫy công trình xây dựng. 1.1.5. Các thiết bị và cơ cấu chính sử dụng trong cầu thang cuốn: 1/ Nguồn động lực Nguồn động lực có vai trò quan trọng trong tất cả các hệ thống truyền động. Nó cung cấp toàn bộ năng lượng cho cả hệ thống hoạt động. Đối với cầu thang cuốn nguồn động lực được sử dụng đó là động cơ điện không đồng bộ xoay chiều 3 pha 380– 220V, pha đơn 220V với tần số 50 – 60Hz. Vì động cơ giữ vai trò rất quan trọng nên việc lựa chọn động cơ cho hệ thống cầu thang cuốn phải đảm bảo các điều kiện sau: + Công suất động cơ phải lớn hơn công suất cần thiết của cả hệ thống . + Tốc độ của động cơ phải phù hợp để đơn giản trong việc thiết kế các bộ giảm tố, phải đảm bảo về mặt kinh tế và kích thước khối lượng ( vì tốc độ động cơ có ảnh hưởng rất lớn đến giá thành, khối lượng và kích thước của động cơ). + Có khả năng quá tải trong thời gian ngắn. + Momen khởi động phải đủ lớn để có thể thắng được momen cản ban đầu + Động cơ không quá nóng khi làm việc trong thời gian dài. 2/ Hộp giảm tốc (Hình 1.1.3a) Hộp giảm tốc là một bộ phận phổ biến và quan trọng trong hầu hết các máy móc cơ khí. Trong hệ thống cầu thang cuốn hộp giảm tốc được sử dụng giảm tốc độ từ trục động cơ đến băng tải thang. Do cầu thang cuốn không cần độ tự hãm lớn nên các hãng chế tạo thường sử dụng bộ truyền bánh răng nghiêng kết hợp bộ truyền xích.Vì thế việc thiết kế hộp giảm tốc cần phải được tiến hành cẩn thận, tính toán kinh tế theo các phương án thích hợp nhất. Thông thường khi thiết kế hộp giảm tốc cần thỏa mãn hai điều kiện sau: Hình 1.1.3a: Hộp giảm tốc + Hộp giảm tốc được thiết kế phải thảo mãn những chỉ tiêu làm việc chủ yếu như sức bền, độ bền mòn, độ cứng… + Giá thành chế tạo rẻ nhất, nhỏ gọn và thẩm mĩ. SVTH: Võ Đức Nhân Lớp: 11CDT2 Trang: 3 Đồ án môn học thiết kế máy GVHD: PGS.TS. Trần Xuân Tùy Ngoài những yêu cầu về khả năng làm việc chủ yếu, hộp giảm tốc được thiết kế cần thõa mãn những điều kiện kĩ thuật cơ bản: + Cơ sở hợp lý để chọn kết cấu các chi tiết và bộ phận máy. + Những yêu cầu về tháo lắp, sữa chữa ( như tháo lắp điều chỉnh thuận lợi, giảm khối lượng các nguyên công bằng tay khi lắp ráp và thời gian tháo láp…) + Hình dạng cấu tạo của chi tiết phù hợp với phương pháp chế tạo phôi gia công cơ và sản lượng cho trước. + Tiết kiệm nguyên vật liệu. + Dùng rộng rãi các chi tiết, bộ phận máy đã được tiêu chuẩn hóa . + Đảm bảo bôi trơn thường xuyên các chỗ ăn khớp, các bề mặt tiếp xúc. + Bảo đảm dung sai lắp ghép các chi tiết. Ngoài ra, khi thiết kế cần lưu ý đến vấn đề an toàn lao động và tính thẩm mỹ của sản phẩm. Tóm lại, việc thiết kế hộp giảm tốc là quá trình sáng tạo. Để đạt được yêu cầu của thiết kế có thể có rất nhiều phương án khác nhau. Người thiết kế vận dụng những hiểu biết lý thuyết và kinh nghiệm thực tế để lựa chọn phương án hợp lý và cao hơn là phương án tối ưu nhất. Mục đích cuối cùng là tạo ra chi tiết máy móc đảm bảo yêu cầu kĩ thuật,tính thẩm mỹ ,tính kinh tế, an toàn và làm việc tin cậy… Do đó trong suốt quá trình thiết kế sản phẩm phải luôn tuân thủ các mục đích và yêu cầu của sản phẩm. 3/ Băng thang (Hình 1.1.3b) Gồm các mắc xích thang ăn khớp với nhau bằng các khe sâu trên bề mặt và có thể trượt lên nhau. Mỗi mắc xích thang có hai dãy con lăn. Nhờ vào hai dãy con lăn này khi trượt trên hai băng dẫn hướng khác nhau mà các mắc xích thang có thể tạo nên các bậc thang khi di chuyển trên đoạn đường làm việc của thang. Hình 1.1.3b: Băng thang và mắc xích thang Băng dẫn hướng ngoài nhiệm vụ dẫn hướng cho các con lăn tạo nên hành trình của mắc xích thang thì nó còn là nơi chịu tải trọng làm việc của thang. SVTH: Võ Đức Nhân Lớp: 11CDT2 Trang: 4 Đồ án môn học thiết kế máy GVHD: PGS.TS. Trần Xuân Tùy Khuôn dẫn hướng cũng ngoài nhiệm vụ dẫn hướng ra thì nó còn giúp cho các con lăn trên mắc xích thang dễ dàng ăn khớp với bánh răng bị dẫn và bánh răng dẫn tạo ra chuyển động liên ttục luân phiên thành vòng khép kín của cụm mắc xích thang . Nhờ đó có thể tạo nên chiều chuyển động lên hay xuống của thang. Băng dẫn hướng, khuôn dẫn hướng sẽ được gắn cố định vào khung gia cố. Khung gia cố phải được thiết kế vững chắc vì nó chịu tác dụng của toàn bộ tải trọng làm việc và tải trọng của chính thang cuốn. Khung gia cố đối tượng trung gian để liên kết giữa thang cuốn với với kết cấu xây dựng của công trình. 4/ Lan can tay vịn cầu thang cuốn (Hình 1.1.3c) Khác với các loại lan can của cầu thang cố định truyền thống. Lan can cầu thang cuốn được thiết kế gồm có bộ lan can cố định và bố trí thêm hệ thống băng đai chạy thành vòng khép kín với cùng vận tốc với bậc thang. Chính nhờ băng đai này giúp cho hành khách cảm thấy an toàn khi đi trên thang, đồng làm tăng thêm tính thẩm mỹ của toàn bộ hệ thống cầu thang cuốn. Hình 1.1.3c: Lan can tay vịn cầu thang cuốn Băng đai hoạt động dựa vào hai bánh xe trụ chốt tay vịn cầu thang cùng với hai bánh dẫn và bộ căng đai tạo nên chuyển động thành vòng khép kín của băng đai. 5/ Lớp áo bọc cầu thang cuốn Lớp áo bọc này có nhiệm vụ che chắn toàn bộ hệ thống truyền động của hệ thống. Nó giúp ngăn cản bụi rơi vào các cơ cấu ăn khớp bên trong. Có thể làm giảm tiếng ồn phát ra bên ngoài khi hệ thống làm việc. Lớp áo bọc này còn là phần quan trọng để tạo nên yếu tố thẩm mỹ cho toàn bộ cầu thang cuốn. 6/Cảm biến tốc độ Cảm biến tốc độ là thiết bị dùng để kiểm tra tốc độ của thang. Sau đó, đưa thông số vận tốc về tín hiệu điện áp hay dòng điện cung cấp cho bộ điều khiển SVTH: Võ Đức Nhân Lớp: 11CDT2 Trang: 5 Đồ án môn học thiết kế máy GVHD: PGS.TS. Trần Xuân Tùy trung tâm để xử lý và đưa ra tín hiệu điều khiển động cơ đảm bảo vận tốc làm việc của thang theo yêu cầu khi các điều kiện bên ngoài thay đổi. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều không đồng bộ gồm có: + Điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều không đồng bộ bằng cách thay đổi điện trở phụ mạch rôto. + Điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều không đồng bộ bằng cách thay đổi điện áp stato. + Điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều không đồng bộ bằng cách thay đổi số đôi cực(p). + Điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều không đồng bộ bằng cách thay đổi tần số của điện áp. Thông thường khi thay tần số f để điều chỉnh tốc độ động cơ người ta thường kết hợp thay đổi điện áp stato. 1.1.6. Một số thiết kế và lưu ý của hành khách để đảm bảo an toàn cho hành khách khi đi trên cầu thang cuốn 1.1.6.1. Một số thiết kế đảm bảo an toàn cho hành khách: Để giảm bớt tai nạn, các thang cuốn hiện đại được thiết kế thêm các phần sau: + Đa số, thanng cuốn có tay vịn chuyển động theo kịp sự chuyển động của bước thang để giúp người đi giữ thăng bằng khi thang dừng đột ngột bởi lý do nào đó.(Hình 1.1.4a) Hình 1.1.4a: Tay vịn chuyển động cùng bước thang + Có tấm đệm chân ở đầu trên và đầu dưới chiều dài thang giúp người đi giữ thăng bằng khi kết thúc.( Hình 1.1.4b) Hình 1.1.4b: Bàn lược đầu và cuối thang cuốn SVTH: Võ Đức Nhân Lớp: 11CDT2 Trang: 6 Đồ án môn học thiết kế máy GVHD: PGS.TS. Trần Xuân Tùy + Có ánh sáng phân ranh giới các bước thang bằng đèn huỳnh quang được nhuộm màu xanh lục, được gắn bên trong cơ cấu vận hành của thang. + Hai hay ba bước thang đầu tiên và cuối cùng được thiết kế thành chuỗi bằng phẳng để người đi cảm thấy dễ theo kịp tốc độ của thang do quán tính. + Những đường ranh giới ở đầu hoặc cạnh bước thang được sơn màu vàng nổi bậc như một lời cảnh báo.( Hình 1.1.3c) + Hướng di chuyển lên hay xuống và tốc độ của thang có thể kiểm soát được theo thời gian trong ngày hay theo lưu lượng người đi trên đó. 1.1.6.2. Một số lưu ý đối với hành khách: Một số tai nạn thang cuốn cơ học có thể tránh bằng việc tuân thủ một số khuyến cáo an toàn đơn giản sau: + Giữ tay vịn. + Không sử dụng thang cuốn với mục đích vận chuyển các kiện hàng lớn hay đẩy hàng trên các thiết bị có bánh xe. + Không nên sử dụng thang cuốn khi đi bằng nạn. + Kiểm tra y phục như váy, cà vạt, khăn choàng, dây giày … để tránh bị quấn vào khe thang. + Trẻ em cần phải có người lớn đi kèm. + Nhìn thẳng về hướng đi. + Khi kết thúc lượt đi nên ra khỏi khu vực thang để tránh ùn tắc. + Đứng nép về một bên thang để người khác có thể đi qua khi họ cần. 1.2. TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VỀ THIẾT KẾ MÁY 1.2.1. Các nguyên lý cơ bản khi thiết kế máy 1.2.1.1. Nguyên lý sức bền đều Tất cả các chi tiết máy có sức bền tương đương nhau, đảm bảo bền,đảm bảo thời gian mỏi xấp xỉ nhau,thời gian phục vụ như nhau (tức là hỏng cùng một thời điểm). Trong thực tế, các chi tiết máy có điều kiện làm việc khác nhau, có vật liệu khác nhau, tải trọng tác động khác nhau. Nhưng bị ràng buộc về mặt hình học (kích thước) do đó không thể đảm bảo nguyên lý sức bền đều cho tất cả các chi tiết máy. Biện pháp để chúng ta có thể thực hiện được nguyên lý: + Phân nhóm các chi tiết máy theo thời hạn phục vụ. + Thiết kế sao cho các chi tiết máy mau hỏng ở vị trí dễ thay thế. Trong hồ sơ của máy phải quy định thời gian sữa chữa bảo trì và thay thế các chi tiết đó. + Trong mọi trường hợp ta phải luôn luôn nghiên cứu kỹ vật liệu để chọn vật liệu phù hợp nhất. 1.2.1.2. Nguyên lý trọng lượng bé nhất Khối lượng máy càng bé càng tốt vì: + Vận chuyển dễ dàng + Các loại vật liệu sử dụng tương đương nhau mà khối lượng của máy nhỏ hơn thì giá thành hạ, kích thước máy bé hơn gọn hơn, chiếm ít không gian. + Thông thường trong chế tạo máy tính giá thành theo trọng lượng. SVTH: Võ Đức Nhân Lớp: 11CDT2 Trang: 7 Đồ án môn học thiết kế máy GVHD: PGS.TS. Trần Xuân Tùy Để đảm bảo nguyên lý trọng lượng bé nhất ta cần thực hiện các biện pháp sau: + Chọn nguyên lý làm việc thích hợp. + Chọn vật liệu thích hợp. + Quy định trọng lượng máy để tạo tư duy chọn cơ cấu tối ưu. 1.2.1.3. Nguyên lý công nghệ kết cấu + Chế tạo và lắp ráp được. + Sử dụng các cơ cấu phải tìm hiểu kỹ phân tích và nắm bắt các cơ cấu truyền động. + Tìm hiểu về công nghệ chế tạo như tìm hiểu và thực hành trên các máy công cụ, các trang bị công nghệ và các cơ sở gia công kim loại. + Thiết kế ra bản vẽ chế tạo chi tiết thích hợp để có thể tạo ra sản phẩm. + Quan tâm đến trình tự lắp ráp, tháo để sữa chữa. 1.2.2. Các chỉ tiêu để đánh giá thiết kế 1.2.2.1. Chỉ tiêu về độ tin cậy Chỉ tiêu về độ tin cậy nhằm đánh giá thiết bị có duy trì được tính năng làm việc của nó hay không. Để đánh giá về chỉ tiêu này ta thông qua tần suất hỏng hóc bất thường của thiết bị. Từ nhận định trên ta có các biện pháp để đảm bảo độ tin cây như sau: + Máy càng ít chi tiết thì độ tin cậy càng cao. + Thực hiện nghiêm túc việc bảo trì sữa chữa và thay thế các chi tiết máy theo đúng thời gian quy định. + Vận hành máy đúng chế độ hiểu về công nghệ đối với người thiết kế máy. Quy định đầy đủ các chế độ làm việc của máy và có cơ cấu đảm bảo đúng chế độ đó. + Đảm bảo an toàn cho các cơ cấu hoạt động. 1.2.2.2. Chỉ tiêu về độ chính xác Chỉ tiêu về độ chính xác có nhiều cách đánh giá: + Độ chính xác động học: Độ chính xác về tốc độ chuyển động của các xích truyền động quan hệ với các thiết bị mà chuyển động của nhiều cơ cấu có ràng buộc lẫn nhau, và quan hệ với các thiết bị có yêu cầu tốc độ chuyển động của khâu cuối cùng là hằng số, hoặc thay đổi theo quy luật nhất định. + Độ chính xác hình học: Độ chính xác xét đến kết cấu hình học của khâu chấp hành về kích thước, kích thước tương quan, hình dáng hình học và hình dáng hình học tương quan. + Độ chính xác về ổn định động và động lực học: Tần số dao động riêng, tần số dao động cưỡng bức và chế độ làm việc khi có tải. Tiêu chuẩn độ chính xác được xây dựng nên dựa trên các cơ sở chủ yếu sau: + Điều kiện làm việc thực sự của máy: Tiêu chuẩn về độ chính xác cho từng loại máy hoặc xây dựng tiêu chuẩn cho ngành sản xuất. + Tốc độ chuyển động chính: Sai lệch của tốc độ thực do máy tạo ra so với tốc độ cắt cần thiết không vượt quá 50%. SVTH: Võ Đức Nhân Lớp: 11CDT2 Trang: 8 Đồ án môn học thiết kế máy GVHD: PGS.TS. Trần Xuân Tùy + Tốc độ chuyển động chạy dao độc lập không phụ thuộc với chuyển động cắt hoặc phụ thuộc có quan hệ với tốc độ của chuyển động cắt chính. Độ chính xác phụ thuộc vào bản thân sản phẩm tạo ra. + Khi nghiên cứu về độ chính xác giúp chúng ta chọn lựa cơ cấu phù hợp, hình thức chế tạo máy phù hợp. 1.2.2.3. Chỉ tiêu về độ bền Độ bền là khả năng tiếp nhân tải trọng của máy mà không bị phá hủy.Có hai chỉ tiêu về độ bền là: + Chỉ tiêu độ bền mòn: Khi thiết kế máy để đảm bảo chỉ tiêu độ bền mòn thì ứng suất xuất hiện trong toàn bộ thiết bị phải nhỏ hơn ứng suất cho phép. Khi thiết bị bị mòn sẽ làm giảm độ bền, giảm độ chính xác, giảm hiệu suất, tăng tải trọng động và tiếng ồn. Cường độ mòn phụ thuộc vào trị số ứng suất tiếp xúc hoặc áp suất, vận tốc trượt tương đối, sự bôi trơn, hệ số ma sát, và tính chống mòn của vật liệu. Nguyên nhân mòn gồm có: Mòn cơ học , mòn hóa học và mòn điện hóa, mòn do tróc vì mỏi ( trong bộ truyền bánh răng ) Các biện pháp nâng cao độ bền mòn: Bôi trơn bề mặt tiếp xúc, chọn vật liệu giảm ma sát, nhiệt luyện tăng độ rắn bề mặt làm việc, bảo đảm chế độ bôi trơn ma sát ướt. + Chỉ tiêu độ bền mỏi: Độ bền mỏi là khả năng của thiết bị cản lại sự phá hủy mỏi. Đối với mọi kết cấu kim loại, hợp kim nếu thõa mãn điều kiện mỏi thường thỏa mãn độ bền. 1.2.2.4. Chỉ tiêu về độ cứng vững và chỉ tiêu về hệ số sử dụng các phần tử tiêu chuẩn hóa, thống nhất hóa + Chỉ tiêu về độ cứng vững: được xác định bằng chuyển vị của các phần tử thuộc máy trong phạm vi giới hạn đàn hồi. Biện pháp tăng cường độ cứng vững: Chọn hình dáng kết cấu thích hợp, bố trí các bộ phận vị trí truyền động , tạo cơ hệ siêu tĩnh. + Chỉ tiêu về hệ số sử dụng các phần tử tiêu chuẩn hóa, thống nhất hóa: Tiêu chuẩn hóa là các phần tử có số lượng lớn được dùng phổ biến, tổ hợp phần tử tạo thành một bộ phận máy hoạt động độc lập. Tính toán tối ưu, tạo ra các kết cấu công nghệ tối ưu, quy trình chế tạo tối ưu. Qui định bắt buộc cho các bộ phận hoặc phần tử đó gọi là tiêu chuẩn. Ví dụ: ổ lăn, vít đai ốc,vòng chặn đàn hồi,kích thước đường kính tiêu chuẩn, các thiết bị thủy lực, khí nén…Mục đích là đê hạ giá thành sản phẩm và giảm thời gian thiết kế, chế tạo. Còn thống nhất hóa là các phần tử được dùng thường xuyên lâu dài cho một ngành hoặc một lĩnh vực nào đó. 1.2.3. Cách tiến hành thiết kế Trong bản thuyết minh đồ án này, ta chỉ nghiên cứu và trình bày quá trình thiết kế một hệ thống dẫn động từ động cơ đến máy công tác, mà ở đây chính là từ động cơ không đồng bộ xoay chiều ba pha đến hệ thống bước thang chuyển động lên trên hay xuống dưới liên tục luân phiên nhau thành vòng tròn khép kín. SVTH: Võ Đức Nhân Lớp: 11CDT2 Trang: 9 Đồ án môn học thiết kế máy GVHD: PGS.TS. Trần Xuân Tùy Quá trình thiết kế có thể tiến hành theo các bước sau Bước 1: Nghiên cứu đề tài, tham khảo những cấu tạo của của các loại máy tương tự, chuẩn bị phương tiện làm việc… Từ đề tài ta xác định các thông số kỹ thuật cần thiết, thiết kế nguyên lý của toàn bộ hệ thống cầu thang cuốn. Mô tả nguyên lý hoạt động của hệ thống. Bước 2: Xác định các kích thước chủ yếu của hệ thống Giai đoạn này được tiến hành như sau: Xác định công suất cần thiết để chọn động cơ điện; chọn động cơ ; xác định tỷ số truyền chung và phân phối cho các bộ truyền trong hệ thống dẫn động; tính số vòng quay,công suất, mômen xoắn trên các trục; tính các kích thước chủ yếu của bộ truyền ( khoảng cách trục, đường kính và chiều rộng bánh răng, trục vít,bánh đai,đĩa xích v.v…). Chương 2: THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ VÀ TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC 2.1. THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ 2.1.1. Xác định các thông số kỹ thuật: Theo đề tài: Chiều cao thang: H = 4m Tham khảo thực tế ta chọn được các thông số kĩ thuật sau: Góc nghiêng của thang (α) : 30 0 Độ rộng có ích danh định : 1200mm Dung lượng vận chuyển danh định : 9000 người/h Tốc độ định mức (v) : 0.5 m/s Nguồn cung cấp : 380V,50Hz 2.1.2. Thiết kế nguyên lý 2.1.2.1.Xây dựng sơ đồ động hệ thống cầu thang cuốn Từ việc phân tích các thiết bị và cơ cấu chính sử dụng trong cầu thang cuốn và qua quá trình tìm hiểu các mô hình cầu thang cuốn thực tế tại các siêu thị, nhà sách trên địa bàn.Ta xây dựng được sơ đồ động của cầu thang cuốn như hình 2.2 Từ mô hình sơ đồ động trên cho ta thấy rõ hơn được các thành phần và thiết bị cơ bản của thang cuốn. Giải thích các ký hiệu trong sơ đồ 1: Khung gia cố 2: Hộp giảm tốc ( bao gồm bộ truyền bánh răng và bộ truyền xích) 3: Động cơ điện không đồng bộ xoay chiều ba pha 4: Mắc xích bậc thang 5: Con lăn bậc thang SVTH: Võ Đức Nhân Lớp: 11CDT2 Trang: 10 [...].. .Đồ án môn học thiết kế máy GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy 6: Băng dẫn hướng 1 7: Lớp áo bọc cầu thang cuốn 8: Tang băng thang 9: Khuôn dẫn hướng 10: Bánh chốt trục lan can thang cuốn 11: Đai lan can 12: Thanh đỡ lan can 13: Băng dẫn hướng 2 14: Bộ căng đai 15: Bánh dẫn động đai lan can 16: Bàn lược đầu và cuối bậc thang 17: Bánh xích bị động Hình 2.2: Sơ đồ động của hệ thống cầu thang cuốn 2.1.2.2... Lớp: 11CDT2 Trang: 24 Đồ án môn học thiết kế máy GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy Kt = 1,05 Hệ số xét đến tác dụng của trọng lượng xích lên trục khi bộ truyền thẳng đứng hay nghiêng hơn một góc 400 Rx = 6.107.1, 05.15, 284 = 36760 (N) 25.31, 75.33 3.2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG: 3.2.1 Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh 3.2.11 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng: Giả thiết phôi để làm bánh răng là phôi rèn... trục của hộp giảm tốc bánh răng nón đều lắp trong ổ lăn SVTH: Võ Đức Nhân Lớp: 11CDT2 Trang: 14 Đồ án môn học thiết kế máy GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy Hình 2.2.3c: Sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng nón một cấp nằm ngang Hình 2.2.3d: Sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng nón một cấp thẳng đứng Hình 2.2.3c và hình 2.2.3.d là sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng nón nằm ngang và thẳng đứng Hộp giảm tốc bánh răng trụ tròn hai... với khe sâu ăn khớp của bậc thang và tạo ra các bậc thang trên đoạn làm việc của thang Điều chỉnh chiều quay của động cơ ta sẽ điều chỉnh chiều lên hoặc xuống của băng tải thang đưa hành khách đi lên hoặc đi xuống 2.2 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC SVTH: Võ Đức Nhân Lớp: 11CDT2 Trang: 11 Đồ án môn học thiết kế máy GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy 2.2.1 Tính toán các thông số băng thang Băng thang chuyển động luân phiên... toán thiết kế ta lập bảng các số liệu tính được như sau: Bảng 2.2 Trục Động cơ Thông số i 1 n (vg/ph) 585 P (kW) 17 M (Nmm) 277521 SVTH: Võ Đức Nhân Trục I Trục II Trục III Trục tang in = 4,81 ic = 3,69 ix = 3 585 121 33 11 16,915 16,326 15,757 15,284 276134 1288540 4559980 13269291 Lớp: 11CDT2 Trang: 22 Đồ án môn học thiết kế máy GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy Chương 3: TÍNH TOÁN SỨC BỀN VÀ THIẾT KẾ KẾT... P2 2 Hình 3.1.1: Sơ đồ biểu diễn lực tác dụng lên bánh răng 3.2.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm 3.2.2.1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng: Giả thiết phôi để làm bánh răng là phôi rèn ,có đường kính phôi từ 100÷ đối với bánh răng nhỏ và 300÷500 đối với bánh răng lớn Bánh răng nhỏ: Dùng thép 45 thường hóa ,theo bảng 3-8 [TKCTM] σbk = 580 (N/mm2) σch = 290 (N/mm2) HB = 200 Bánh răng lớn: Dùng thép... cấp Trong thiết kế môn học chi tiết máy, để tránh các kích thước của hộp giảm tốc lớn và cấu tạo phức tạp, tỉ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng – trục vít và trục vít – bánh răng nên giới hạn trong phạm vi i = 25 ÷ 80, còn hộp giảm tốc trục vít hai cấp: i = 150 ÷ 400 2.2.3.2.Chọn sơ đồ nguyên lý hộp giảm tốc: Từ sự phân loại hộp giảm tốc trên kết hợp với việc tính toán các thông số của băng thang Ta... băng thang SVTH: Võ Đức Nhân Lớp: 11CDT2 Trang: 12 Đồ án môn học thiết kế máy GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy Vận tốc của băng thang v= nt Zt tt' 60 ×1000 Trong đó, nt chính là số vòng quay trên trục của tang băng thang Với v = 0.5 (m/s) Zt = 35 tt' = 75(mm) Suy ra số vòng quay trên trục của tang băng thang là: nt = v × 60 ×1000 0.5 × 60 ×1000 = = 11,104(vg / ph) ≈ 11(vg / ph) Z t tt' 36.75 2.2.2 Tính toán... so với các loại sơ đồ khác SVTH: Võ Đức Nhân Lớp: 11CDT2 Trang: 16 Đồ án môn học thiết kế máy GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy Hình 2.2.3g: Hộp giảm tốc hai cấp khai khiển Hình 2.2.3h: Hộp giảm tốc ba cấp khai triển Hộp giảm tốc bánh răng nón – trụ Hình 2.2.3i: Hộp giảm tốc bánh răng nón - trụ hai cấp nằm ngang Hình 2.2.3j: Hộp giảm tốc bánh răng nón - trụ hai cấp thẳng đứng Hộp giảm tốc bánh răng nón – trụ... 2.2.3p là sơ đồ hộp giảm trục vít – bánh răng Tỉ số truyền trung bình của loại này là 50 ÷ 130, i max có thể tới 250 Hình 2.2.3q là sơ đồ hộp giảm tốc trục vít hai cấp Tỉ số truyền của loại này có thể tới 70 ÷ 2500 SVTH: Võ Đức Nhân Lớp: 11CDT2 Trang: 18 Đồ án môn học thiết kế máy Hình 2.2.3o: Hộp giảm tốc bánh Hộp răng trục vít vít GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy Hình 2.2.3p: Hộp giảm tốc trục vít – bánh răng . Đồ án môn học thiết kế máy GVHD: PGS.TS. Trần Xuân Tùy Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CẦU THANG CUỐN VÀ TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VỀ THIẾT KẾ MÁY 1.1. TỔNG QUAN VỀ CẦU THANG CUỐN 1.1.1. Khái niệm cầu thang. bậc thang 5: Con lăn bậc thang SVTH: Võ Đức Nhân Lớp: 11CDT2 Trang: 10 Đồ án môn học thiết kế máy GVHD: PGS.TS. Trần Xuân Tùy 6: Băng dẫn hướng 1 7: Lớp áo bọc cầu thang cuốn 8: Tang băng thang 9:. động + Bán tự động + Tự động 1.1.4. Lịch sử phát triển cầu thang cuốn Cầu thang cuốn ngày nay có mục đích sử dụng và hình dáng tương đồng với các loại cầu thang trong ngành kiến trúc. Cầu thang