đồ án tính chọn đông cơ trục chính máy tiện và trang bị điện cho máy tiện 1M61

Đồ án học phần III GVHD: Th.s Hà Thị Thịnh
PHầN Mở ĐầU
Trong những năm gần đây với chính sách mở cửa đúng đắn của đảng và
nhà nớc, Việt Nam đã đạt đợc những thành tựu hết sức quan trọng trong các lĩnh
vực kinh tế. Quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá diễn ra mạnh mẽ. Trong các
lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế, cơ khí hoá có liên quan chặt chẽ với điện khí
hoá và tự động hoá. Hai yếu tố sau cho phép đơn giản kết cấu cơ khí của máy
sản xuất, tăng năng suất lao động, nâng cao chất lợng kĩ thuật của quá trình sản
xuất và giảm nhẹ cờng độ lao động. Việc tăng năng suất máy và giảm giá thành
thiết bị điện của máy là hai yếu cầu chủ yếu đối với hệ thống truyền động điện
và tự động hoá nhng chúng mâu thuẫn với nhau. Một bên đòi hỏi sử dụng các hệ
thống phức tạp, một bên lại yêu cầu hạn chế số lợng thiết bị chung trên máy và
số thiết bị cao vấp. Vởy việc lựa chọn một hệ thống truền động điện và tự động
hoá thích hợp cho máy là một bài toán khó.
Trong khuôn khổ chơng trình đào tạo kỹ s nghành công nghệ kỹ thuật
điện nhằm giúp cho sinh viên có điều kiện hệ thống hoá lại những kiến thức đã
đợc trang bị ở trờng cũng nh có điều kiện tiếp cận với những mô hình kỹ thuật
chuyên nghành của thực tiễn trong sản xuất, đồng thời cũng giúp cho sinh viên
có cơ hội t duy độc lập nghiên cứu và thiết kế. Trờng Đại Học S Phạm Kỹ Thuật
Nam Định tổ chức cho sinh viên làm đồ án học phần ba - bản đồ án học phần
này ra đời trong hoàn cảnh đó.
Đồ án học phần này, em đã nhận đề tài:Tính chọn động cơ trục chính
và hệ thống trang bị điện của máy tiện 1M61.
Bản thuyết minh của em sau đây là những trình bày về quá trình tính toán
xây dựng hệ thống trang bị điện của máy tiện 1M61. bản thuyến minh của em
gồm ba chơng:
Chơng 1: Cơ sở lý thuyết và thực tiễn.
Chơng 2: Tính chọn động cơ trục chính và trang bị điện cho máy tiện
1M61.
Chơng 3: Mô phỏng hệ thống bằng phần mềm.
Trong quá trình làm đồ án em đã nhận đợc sự giúp đỡ, hớng dẫn, chỉ bảo

nhiệt tình của các thâygcô giáo. Đặc biệt là cô giáo: Thạc sỹ Hà Thị Thịnh đã
SVTH: Phạm Duy Hiển Lớp ĐL KTĐ 1A
1
Đồ án học phần III GVHD: Th.s Hà Thị Thịnh
trực tiếp hớng dẫn em. Qua đây em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô giáo
Hà Thị Thịnh đã giúp đỡ, hớng dẫn em hoàn thành bản đồ án này.
Chuơng 1:
cơ sở lý thuyết và thực tiễn.
1.1: Tổng quan về máy cắt gọt kim loại.
1.1.1:giớ thiệu chung về máy cắt gọt kim loại.
Máy cắt kim loại đợc dùng để gia công các chi tiết kim loại bằng cách cắt hớt
các lớp kim loại thừa, để sửa khi gia công chi tiết có hình dáng gần đúng yêu cầu
(gia công thô) hoặc thoả mãn hoàn toàn yêu cầu đặt hàng với độ chính xác nhất
định về kích thớc và độ bóng cần thiết của bề mặt gia công (gia công tinh)
Phân loại các máy cắt kim loại:
- Tuỳ thuộc vào quá trình công nghệ đặc trng bởi phơng pháp gia công,
dạng dao đặc tính truyền động v.v , các máy cắt đợc chia thành các máy cơ bản
sau: tiện , phay, bào ,khoan , doa, mài và các nhóm máy khác nh gia công ren vít
v.v
SVTH: Phạm Duy Hiển Lớp ĐL KTĐ 1A
2
Đồ án học phần III GVHD: Th.s Hà Thị Thịnh
- Theo đặc điểm của quá trình sản xuất, có thể chia thành các máy vạn
năng, chuyên dùng và đặc biệt. Máy vạn năng là các máy có thể thực hiện đợc
các phơng pháp gia công khác nhau nh tiện , khoan , gia công răng v.v Các máy
chuyên dùng là các máy để gia công các chi tiết có cùng hình dáng nhng có kích
thớc khác nhau. Máy đặc biệt là các máy chỉ thực hiện gia công các chi tiết có
cùng hình dáng kích thớc.
- Theo kích thớc và trọng lợng chi tiết gia công trên máy có thể chia máy
cắt kim loại thành máy cắt bình thờng ( trọng lợng chi tiết gia công 100 ữ 10.10

3

kg), các máy cỡ lớn ( trọng lợng chi tiết gia công 10.10
3
ữ 30.10
3
kg), các máy
cỡ nặng ( trọng lợng chi tiết gia công 30.10
3
ữ 100.10
3
kg) và các máy rất nặng
( trọng lợng chi tiết gia công > 100.10
3
kg)
- Theo độ chính xác gia công, có thể chia thành các máy có độ chính xác
bình thờng cao và rất cao.
SVTH: Phạm Duy Hiển Lớp ĐL KTĐ 1A
3
máy cắt kim loại
Đặc điểm quá
trình công
nghệ
Đặc điểm quá
trình sản xuất
Trọng l ợng và
kích th ớc chi
tiết
Độ chính xác
gia công

Doa ,
Khoan
Tiện
Bào
Phay
y
Mài
Vạn
năng
Chuyên
dùng
Đặc
biệt
Th ờngy
Lớn
Nặng
y
Rất
nặng
Th ờngy
Cao
Rất cao
Lớn
Hình I.1 Sơ đồ phân loại các máy cắt gọt kim loại
Đồ án học phần III GVHD: Th.s Hà Thị Thịnh
1.1.2: Đặc điểm công nghệ của máy tiện.
Nhóm máy tiện rất đa dạng , gồm các máy tiện đơn giản , Rơvonve, máy
tiện vạn năng , chuyên dùng máy tiện cụt , máy tiện đứng vv.Trên máy có thể
thực hiện đợc nhiều công nghệ khác nhau : tiện trụ ngoài, tiện trụ trong, tiện
mặt đầu, tiện côn tiện định hình .Trên máy tiện cũng có thể thực hiện doa ,

khoan và tiện ren , bằng dao cắt dao doa tarôrenKích thớc gia công trên máy
tiện có thể từ cỡ vài mili mét đến hàng chục mét (trên máy tiện đứng )

Dạng bên ngoài của máy tiện nh hình 1a :Trên thân máy 1 đặt ụ trớc 2 , trong
đó có trục chính quay chi tiết .Trên gờ trợt đạt bàn dao 3 và ụ sau 4 .Bàn dao
SVTH: Phạm Duy Hiển Lớp ĐL KTĐ 1A
4
S
t
Chi tiết
F
Y
F
X

ct
F
Z
Dao tiện
1
2
1
2
3 4
(a)
(b)
Hình1
Đồ án học phần III GVHD: Th.s Hà Thị Thịnh
thực hiện sự di chuyển dao cắt dọc và ngang so với chi tiết .ở ụ sau đặt mũi
chống tâm dùng để giữ chặt chi tiết dài trong quá trình da công ,hoặc để gá mũi

khoan , mũi doa khi khoan ,doa chi tết .Sơ đồ gia công tiện ở hình 1b.ở máy
tiện : chuyển động quay chi tiết với tốc độ góc
ct

là chuyển động chính ,
chuyển động di chuyển của dao 2 là chuyển động ăn dao Chuyển dộng ăn dao có
thể là ăn dao dọc , nêú dao di chuyển dọc theo chi tiết (tiện dọc )hoặc ăn dao
ngang nếu dao di chuyển ngang (hớng kính ) chi tiết (tiện ngang ).
Chuyển động phụ gồm có xiết nới xà , trụ di chuyển nhanh bàn dao , bơm
nớc làm mát, hút phoi .v.v
Hình2: Hình dạng bề ngoài của máy tiện 1M61
SVTH: Phạm Duy Hiển Lớp ĐL KTĐ 1A
5
Đồ án học phần III GVHD: Th.s Hà Thị Thịnh
Hình3: Các bộ phận của máy tiện 1M61.
Số thứ tự Các bộ phận của máy tiện 1M61
1 Hộp điều khiển tốc độ (bàn dao)
2 Hộp đấu
3 Hộp tốc độ
4 Thân máy
5 Giá đỡ tâm
6 Hệ thống làm mát
7 Tấm bảo vệ
8 Hệ thống điện
9 ụ sau
10 Bàn dao
11 Hộp xe dao
SVTH: Phạm Duy Hiển Lớp ĐL KTĐ 1A
6
Đồ án học phần III GVHD: Th.s Hà Thị Thịnh

Hình4: Các chi tiết của cơ cấu điều khiển và công dụng của chúng
Số thứ
tự
Tên chi tiết và công dụng của chúng
1 Tay gạt số vòng quay trục chính
2 Tay gạt định bớc ren bình thờng hoặc tăng và đảo chiều quay
của vít dẫn
3 Tay gạt định số vòng quay trục chính (tay gạt của bộ bánh răng
biến tốc)
4 Tay gạt định kiểu rren hoặc ăn dao
5 Tay gạt định độ lớn ăn dao hoặc ren
6 Tay gạt định bớc ren hoawc ăn dao
7 Tay gạt đóng vít dẫn hoặc trục dẫn
8 Tay gạt cho chuyển dịch ngang của bàn dao
9 Bánh đà dịch chuyển dọc bàn dao bằng tay
10 Công tắc gạt cắt trục bánh răng khỏi thang răng
11 Tay gạt đóng khớp trục bảo vệ
12 Tay gạt đóng ecu dẫn và bộ phận đảo ăn dao dọc và ngang của
bàn dao
13 Tay gạt cữ ăn dao dọc hoặc ngang của bàn dao
14 Tay gạt cho trục chính chạy thuận hoặc chạy ngợc
SVTH: Phạm Duy Hiển Lớp ĐL KTĐ 1A
7
Đồ án học phần III GVHD: Th.s Hà Thị Thịnh
15 Bánh đà dịch chuyển phần trên của bàn dao băng tay
16 Bánh đà quay dịch chuyển mũi tâm
17 Tay gạt định vị ụ sau
18 Đồng hồ đo phụ tải
19 Tay gạt định vị mũi tâm
20 Công tắc đóng ngắt bơm điện làm mát

21 Nút bấm đóng ngắt điện vào lới
22 Công tắc chiếu sáng cục bộ
23 Vít bắt chặn bàn gá dao để gia công mặt đầu
24 Tay gạt quay và giữ chặt gia giữ dao
1.2:Các dạng chuyển động và các dạng gia công điển hình trên máy tiện.
Trên máy tiện có hai dạng chuyển động chủ yếu: Chuyển động cơ bản và
chuyển động phụ.
Chuyển động cơ bản là sự di chuyển tơng đối của dao cắt so với phôi để
đảm bảo quá trình cắt gọt. Chuyển động này đợc chia ra: chuyển động chính và
chuyển động ăn dao.
- Chuyển động chính (chuyển động làm việc) là chuyển động đa dao cắt
ăn vào chi tiết.
- Chuyển động ăn dao là các chuyển động xê dịch của lỡi dao hoặc phôi
để tạo ra một lớp phoi mới.
Chuyển động phụ là những chuyển động không liên quan trực tiếp quá
trình cắt gọt kim loại, chúng cần thiết khi chuẩn bị gia công, hiệu chỉnh máy,
v.vVí dụ nh chuyển động thanh dao hoặc phôi v.v
Các chuyển động chính, ăn dao có thể là chuyển động quay hoặc chuyển
động tịnh tiến của dao hoặc phôi.
1.3: Lực cắt, tốc độ cắt và công suất cắt,thời gian máy.
Lực cắt và tốc độ cắt phụ thuộc vào các yếu tố của điều kiện gia công nh :
chiều sâu cắt t, lợng ăn dao s, bề rộng phôi b, độ bền dao cắt T, vật liệu chi tiết,
hình dáng và vật liệu dao, điều kiện làm mát v.v Chúng đợc xác định theo công
SVTH: Phạm Duy Hiển Lớp ĐL KTĐ 1A
8
Đồ án học phần III GVHD: Th.s Hà Thị Thịnh
thức kinh nghiệm ứng với từng nhóm máy. Tuy nhiên các công thức có dạng gần
giống nhau nên ta lấy gia công tiện làm ví dụ điển hình.
1.3.1: tốc độ cắt
Tốc độ cắt là tốc độ chuyển động dài tơng đối của chi tiết so với dao cắt

tại điểm tiếp xúc giữa chi tiết và dao. Nó đợc xác định theo công thức kinh
nghiệm:

[ ]
ph/m
s.t.T
C
=V
vv
y.x
m
V
Z
(1-1)
trong đó :
t- chièu sâu cắt ( mm )
s- lợng ăn dao, là độ dịch chuyển của dao khi chi tiết quay đợc một vòng
,mm/vg.
T -độ bền dao là thời gian làm việc của dao giữa hai lần mài dao kế tiếp (phút)
m,yx,C
vvv
- là hệ số và số mũ phụ thuộc vào vật liệu chi tiết ,vật liệu dao và
phơng pháp gia công
1.3.2: Lực cắt
Trong quá trình gia công tại điểm tiết xúc giữa hai chi tiết và dao có một
lực tác dụng
F
, lực này đợc phân ra ba thành phần (hình 2) : lực tiếp tuyến (lực
SVTH: Phạm Duy Hiển Lớp ĐL KTĐ 1A
9

t
Chi tiết
F
Y
F
X

ct
F
Z
Dao tiện
Hình5
Đồ án học phần III GVHD: Th.s Hà Thị Thịnh
cắt)
z
F
là lực mà trục chính ( truyền động chính ) phải khắc phục , lực hớng kính
Y
F
tạo áp lực lên bàn dao ,lực dọc trục ( lực ăn dao )
X
F
mà cơ cấu ăn dao phải
khắc phục

[ ]
NFFFF
,
X
Yz

++=
(1-2)
để tính lực cắt ta dùng công thức kinh nghiệm sau:

[ ]
NVs.t.C.81,9F
n
Z
YX
FZ
FF
=
(1-3)
trong đó:
n,y,x,C
FFF
- hệ số và các số mũ phụ thuộc vào vật liệu chi tiết , vật
liệu dao và các phơng pháp gia công
các lực
YX
F,F
cũng xác định theo công thức tơng tự nh (1-3). khi tính toán sơ
bộ có rhể lấy
F,F
,
X
y
theo tỉ lệ sau : F
z
: F

Y
: F
X
= 1: 0,4: 0,25 (1-
4)
1.3.3: Công suất cắt .
Công suất cắt ( công suất yêu cầu của cơ cấu chuyển động chính ) đợc xác
định theo công thức:

[ ]
kw
1000.60
V.F
P
ZZ
Z
=
(1-5)
1.3.4: Thời gian máy .
Thời gian máy (thời gian gia công ) của máy tiện đợc xác định :
t
M
=
[ ]
s
V
10.L
ad
3
( 1-6)

trong đó : L - chiều dài da công , mm;
công thức tính thời gian máy
SVTH: Phạm Duy Hiển Lớp ĐL KTĐ 1A
10
Đồ án học phần III GVHD: Th.s Hà Thị Thịnh

[ ]
s
's.
L
t
ct
M

=
(1-7)
Nh vậy để giảm thời gian gia công ta phải tăng tốc độ cắt , lợng ăn dao và
năng suất sẽ tăng .
1.4:Phụ tải cơ cấu truyền động.
1.4.1: Phụ tải của cơ cấu truyền động chính.
Quá trình tiện nh máy tiện đợc thực hiện với các chế độ cắt khác nhau đặc trng
bởi các thông số : độ sâu cắt t , lợng ăn dao s và tốc độ cắt v .
Tốc độ cắt phụ thuộc vào vật liệu gia công , vật liệu dao , kích thớc dao , gia
công, điều kiện làm mát. v.v, theo công thức kinh nghiệm (1-1):
V
z


=
[ ]

ph/m
s.t.T
C
vv
yx
m
v
(1- 8)
Có thể cho vài ví dụ về các giá trị của các hệ số và số mũ :khi gia công
gang và thép bằng dao hợp kim C
v
= 40 260 ; dao cắt bằng thép gió C
v
= 18-
24 .
s = 0,1- 0,4 mm/vg ;T =60-180 ph . Các số mũ x
v
, y
v
,m thờng lấy các giá trị :
x
v
= 0,15
ữ
0,2 ; y
v
= 0,35
ữ
0,8; m = 0,1 0,2
Để đảm bảo năng suất cao nhất , sử dụng máy triệt để nhất thì trong quá trình gia

công phải luôn đạt giá trị tốc độ tối u, nó đợc xác định bởi các thông số :
độ sâu ắt t, lợng ăn dao s và tốc độ trục chính ứng với đờng kính chi tiết xác định
.
Khi tiện ngang chi tiết có đờng kính lớn , trong qúa trình gia công đờng kính chi
tiết giảm dần, để duy trì tốc độ cắt (m/s) tối u là hằng số ,thì phải tăng liên tục
tốc độ góc của trục chính theo quan hệ .
V
z
= 0,5d
ct
.
3
ct
10.60


.{ m/ph} (1-9)
ở đây d
ct
- là đờng kính chi tiết ,mm.

ct

- tốc độ góc của chi tiết ,rad/s
SVTH: Phạm Duy Hiển Lớp ĐL KTĐ 1A
11
Đồ án học phần III GVHD: Th.s Hà Thị Thịnh
Trong quá trình gia công , tại điẻm tiếp xúc giữa dao và chi tiết xuất hiện một
lực F gồm 3 thành phần (1-2) và lực cắt xác định theo (1-3)

[ ]
NV.S.t.C.81,9=F
Z
YX
FZ
FF
(1-10)
Khi gia công thép bằng dao hợp kim cứng C
F
= 300 ; dao bằng thép gío
C
F


= 208. Gia công gang xám tơng ứng C
F
= 92 và C
F
= 118; x
F
= 1;y
F
= 0,75; n
= 0 với dao bằng thép gió và n = - 0,15 với dao bằng hợp kim cứng .

Quá trình tiện xảy ra với công suất cắt (kw) là hằng số :
P
z
=
[ ]

kw
10.60
V.F
3
zz
(1-11)
Bởi vì lực cắt lớn nhất F
max
sinh ra khi lợng ăn dao và độ sâu cắt lớn , tơng ứng
với tốc độ cắt nhỏ V
z min
, xác định bởi t, s tơng ứng với tốc độ cắt V
z max
nghĩa là t-
ơng ứng với hệ thức :
F
max
.v
z min
= F
min
.V
z max
(1-12)
Sự phụ thuộc của lực cắt vào tốc độ nh hình 6.
Tuy nhiên nh đã phân tích ở phần trên, dạng đồ thị phụ tải thực tế của truyền
động chính máy tiện có dạng hai vùng F
z
= const và P
z

= const
1.4.2: Phụ tải của truyền động ăn dao .
Lực ăn dao của truyền động ăn dao đợc xác định theo công thức tổng quát
(1-18).Công suất ăn dao của máy tiện đợc xác định bởi công thức :
P
ad
= F
ad
.V
ad
.10
[ ]
kw
3
(1-13)
SVTH: Phạm Duy Hiển Lớp ĐL KTĐ 1A
12
V
F
Z
Hình 6 Đồ thị phụ tải truyền động chính máy tiện
Đồ án học phần III GVHD: Th.s Hà Thị Thịnh
F
ad
lực ăn dao ,{N}
V
ad
tốc độ ăn dao ,{m/s}
Công suất ăn dao thờng nhỏ hơn công suất cắt 100 lần vì tốc độ ăn dao đợc xác
định bởi khối lợng ăn dao và tốc độ góc của chi tiết :

V
ad
= s
[ ]
s/m10
3
ct
,

(1-14)
nhỏ hơn tốc độ cắt nhiều lần
Ơ đây : s= s/2

( mm/rad)

ct

- tốc độ góc của chi tiết , rad/s
s lợng ăn dao , mm/vg
Lực và mômen phụ tải của truyền động ăn dao không phụ thuộc vào tốc độ của
nó ,vì phụ tải của truyền động ăn dao chỉ đợc xác định bởi khối lợng bộ phận di
chuyển của máy và lực ma sát ở gờ trợt và ở hộp tốc độ ở dải tốc độ rộng V
1
< V
< V
2
mômen phụ tải là hằng số , ở vùng tốc độ V < V
1
và V > V
2

nh đã phân
tích ở bài trên , mômen phụ tải sẽ thay đổi tuyến tính theo tốc độ .
1.5.Phơng pháp tính chọn công suất động cơ cho máy tiện.
1.5.1:Tính chọn công suất động cơ.
Truyền động chính của máy tiện thờng làm việc ở chế độ dài hạn .Tuy nhiên ,khi
gia công các chi tiết ngắn , ở các máy cỡ trung bình và nhỏ ,do quá trình thay đổi
nguyên công và chi tiết chiếm thời gian quá lớn nên truyền động chính sẽ làm
việc ở ché độ ngắn hạn lặp lại . Khi xác định công suất của động cơ truyền động
chính phải tiến hành tính toán ở một chế độ nặng nề nhất .
Quá trình tinh toán nh sau :
a) Từ các yếu tố chế độ cắt gọt xác định tốc độ cắt lực cắt công suất cắt và
thời gian gia công ứng với từng nguyên công. Nếu tốc độ cắt tính đợc không phù
hợp với tốc độ máy (theo số liệu kĩ thuật cơ khí ) thì chọn lấy trị số có sẵn trong
máy gần giống với tốc độ cắt tính toán . Dùng trị số này tính lại P
z
t
M
. Trị số
P
z
,V
z
,t
M
, này đợc dùng chính thức trong toàn bộ bài toán .
b) Chọn nguyên công nặng nề nhất và giả thiết ở nguyên công ấy máy làm
việc ở chế độ định mức .Theo (1-31) xác định hiệu suất của máy ứng với phụ tải
của từng nguyên công .
SVTH: Phạm Duy Hiển Lớp ĐL KTĐ 1A
13

Đồ án học phần III GVHD: Th.s Hà Thị Thịnh
Công suất trên trục động cơ ứng với từng nguyên công : P
Đi
= P
zi
/
i

Giả thiết trong các thời gian gá lắp , tháo gỡ chi tiết đo đạc kích thớc chuyển
đổi từ nguyên công này sang nguyên công khác , động cơ quay không tải ( mà
không cắt điện động cơ ) thì công suất trên trục động cơ lúc này là công suất
không tải của máy , tức là bằng năng lợng mất mát không đổi
P
0
= a.P
cđm
(1-15)
ứng với công suất này là thời gian phụ của máy chúng đợc xác định theo công
thức vận hành của máy
0
t
. các số liệu tính toán đợc ghi vào bảng tính toán
hoặc vẽ đồ thị nh hình 7
c) Động cơ có thể chọn theo công suất trung bình hoặc công suất đẳng trị :


=
+
=
= =

+
=
4
1j
oj
t
4
1i
mi
t
4
1i
4
1j
oj
t
oj
P
mi
t
ci
P
tb
P
(1-16)
SVTH: Phạm Duy Hiển Lớp ĐL KTĐ 1A
14
T
CK
t

p
cđm
t
m1
t
m2
t
m3
t
m4
t
04
t
03
t
02
t
01
p
0
p
0
p
0
p
0
p
c4
p
c3

p
c2
p
c1
p
c
Hình 7 Đồ thị phụ tải của động cơ
Đồ án học phần III GVHD: Th.s Hà Thị Thịnh



=
+
=
= =
+
=
4
1j
oj
t
4
1i
mi
t
4
1i
4
1j
oj

t.
2
oj
P
mi
t.
2
ci
P
dt
P
(117)
trong đó :
P
ci
, t
mi
- công suất trên trục động cơ , thời gian máy của nguyên công thứ i
P
oj
, t
oj
công suất không tải trên trục động cơ , thời gian làm việc không tải của
máy
P
oj
= P
o
n- là số khoảng thời gian làm việc không tải
Chọn động cơ có công suất định mức lớn hơn 20

ữ
30% công suất trung bình
hoặc đẳng trị :
P
dm


(1,2
ữ
1,3).P
tb
hoặc P
dm

(1,2
ữ
1,3) P
dt
(1-18)
d)công suất động cơ truyền động chính của máy tiện đợc tính theo công thc sau:
P
z
=
[ ]
kw
qVF
zz

.102.60

(1-19)
Trong đó: F
z
lực cắt KG/
2
mm

q tiết diện phoi
2
mm
v
z
vận tốc cắt m/ph


hiệu suất
1.5.2:kiểm nghiệm.
a)kiểm nghiệm theo điều kiện phát nóng.
*Nhiệt độ nóng cho phép của động cơ.
Khi động cơ làm việc thì nóng lên.nhiệt độ đoọng cơ nóng hơn nhiệt độ
môi trờng xung quanh thì động cơ bắt đầu toả nhiệt vào môi trờng. Chênh lệch
nhiệt độ môi trờng
mt

càng lớn:

mtdc

=
(1-20)

SVTH: Phạm Duy Hiển Lớp ĐL KTĐ 1A
15
Đồ án học phần III GVHD: Th.s Hà Thị Thịnh
Thì quá trình toả nhiệt vào môi trờng càng diễn ra mạnh và sự tăng nhiệt độ của
đông cơ sẽ chậm dần.Tới một nhiệt độ chênh lệch


nào đó, nhiệt độ của động
cơ không tăng đợc nữa mà đạt một giá trị ổn định
od

.Lúc này, nhiệt lợng sinh ra
ở động cơ trong một đơn vị thời gian bằng nhiệt lợng từ động cơ toả ra môi trơng
xung quanh.Đó là trạng thái cân bằng động về nhiệt của động cơ.
ứng với mỗi mô men tải,động cơ làm việc ổn địng với một giá trị nhiệt
độ.Khi tải là định mức, động cỡe có nhiệt đô ổn định định mức.
Đối với mỗi động cơ,có một giá trị nhiệt độ cao nhất cho phépmà khi động cơ
làm việc,không đợc để nhiệt độ động cơ tăng cao hơn nhiệt độ đó.Nhiệt độ nóng
cho phép
cp

của động cơ phụ thuộc chủ yếu vật liệu cách điện dùng trong động
cơ.Nếu nhiệt độ động cơ cao hơn nhiệt độ cho phép thì vật liệu sẽ bị giòn,giảm
tuổi thọ, rạn nứt,cách điện kém hơn và có thể cháy.vỡ dần đén hỏng chập mạch
động cơ.
*Các phơng pháp kiểm nghiệm.
1 Phơng pháp tổn thất trung bình.
Nh trên hình 8, động cơ làm việc trong chu ki bao gồm 4 khoảng thời gian
ứng với các công suất điện tiêu thụ P
1

P
2
,P
3
,P
4
. tổn hao tơng ứng xác định theo
công thức (1-21) là P
1
,P
2
,P
3
,P
4
.Tổn hao trung bình trong môt chu kì đựơc tính nh
sau:
ck
T
tPtPtPtP
P
44332211
. +++
=
(1-21)
Hoặc tổng quát là:

==
=

=
m
j
jj
ck
m
j
ck
jj
tb
TP
TT
tP
P
11
1
.
(1-22)
Trong đó:
j
P
-Tổn hao công suất trong khoảng thời gian thứ j,w;
t
j
-Khoảng thời gian thứ j, s;
m -Số khoảng thời gian trong chu kì;
SVTH: Phạm Duy Hiển Lớp ĐL KTĐ 1A
16
Đồ án học phần III GVHD: Th.s Hà Thị Thịnh
Điều kiện kiểm tra động cơ theo sự tăng nhiệt độ cho phép là tổn hao

trung bình không đợc quá tổn hao công suất định mức:
dmtb
PP
(1-23)
Phơng pháp tổn hao trung bình có thể áp dụng cho mọi loại động cơ.
Nừu gặp khó khăn khi xác định hiệu suất
j

theo phụ tải do đó khó khăn khi tính

P
j
thì có thể dùng phơng pháp gián tiếp khác là phơng pháp các đại lợng đẳng
trị.
Hình 8 Đồ thị công suất và tổn hao công trong một chu kì làm việc
2 Phơng pháp các đại lợng đẳng trị.
- Phơng pháp dòng điện đẳng trị.
Giả sử một động cơ khi làm việc có dòng điện thay đổi i(t) nh hình9 và
khi làm việc, động cơ đạt đến nhiệt độ ổn định
od

nào đó.
SVTH: Phạm Duy Hiển Lớp ĐL KTĐ 1A
17
P
1
P
P
4
P

1
T
ck
t
1
P
3
1
P
2
P
3
P
4
P
1
P
t
2
t
3
t
4
0
t
t
i
I
dt
i(t)

0
t
Đồ án học phần III GVHD: Th.s Hà Thị Thịnh
Hình9: Dòng điện thay đổi và dòng điện đẳng trị
Nếu thay đổi dòng điện i(t) bằng một dòng điện không đổi I mà khi động
cơ làm việc với dòng không đổi này, nhiệt độ động cơ đạt đợi vẫn là
od

(nghĩa là
tơng ứng về mặt phát nóng) thì dòng không đổi I thay thế đợc gọi là dòng điện
đẳng trị I
dt.
Nh đã nêu ở trên, tổn hao trong động cơ gồm 2 phần: tổn hao không đổi
theo phụ tải (K) và tổn hao thay đổi theo phụ tải. Tổn hao sau tỷ lệ với bình ph-
ơng dòng điện trong động cơ. Do vậy có thể viết biểu thức công suất tổn hao khi
dòng điện biến đổi i(t) bằng dòng điện đẳng trị I
dt
:
2
.
dtdt
IRKP +=
(1-24)
Trong đó: R là điện trở tác dụng trong mạch động cơ.
Nếu động cơ làm việc với dòng biến đổi i(t) thì công suất tổn hao xác định
theo phép tính giải tích là:
t
T
CK
dti

T
R
KP
CK
)(
2
0

+=
(1-25)
Trong cả hai trờng hợp, động cơ nóng lên nh nhau, nghĩa là
PP
dt
=
, nên
dễ dàng suy ra giá trị của dòng điện đẳng trị:
I
dt
=
t
T
CK
dti
T
CK
)(
1
2
0

(1-26)
SVTH: Phạm Duy Hiển Lớp ĐL KTĐ 1A
18
I
1
I
2
I
3
I
4
i(t)
i
t0 t
1
t
2
t
3
t
4
§å ¸n häc phÇn III GVHD: Th.s Hµ ThÞ ThÞnh
a)
b)
SVTH: Ph¹m Duy HiÓn Líp §L – KT§ 1A
 19 
i(t)
i
t0
t

1
t
2
t
3
t
4
t
5
t
6
t
7
t
8
I
1
I
2
I
3
I
4
I
5
I
6
i
I
12

I
1
I
2
t
1
t
Đồ án học phần III GVHD: Th.s Hà Thị Thịnh
c)
Hình10: Hai cách tuyến tính hoá đờng cong dòng điện thay đổi.
Để tính toán đơn giản hơn có thể tuyến tính hoá đờng cong i(t) nh hình10a
hoặc chính xác hơn nh hình10b.
Khi đó dễ dàng thấy rằng dòng điện đẳng trị ở hình10a là:
I
dt
=


321
3
2
32
2
21
2
1
+++
+++
ttt
tItItI

(1-27)
hoặc tổng quát là:
I
dt
=


=
=
n
j
j
n
j
jj
t
tI
1
1
2
.
(1-28)
Việc tuyến tính hoá chính xác hơn theo hình10b sẽ xuất hiện dòng bậc
nhất, chẳng hạn các dòng điện trong các khoảng t
1
, t
3
, t
5
, t

7
, Trong những
khoảng này, ví dụ khoảng t
1
(hình10c), có thể tính dòng điện đẳng trị theo công thức:
I
12
=
3
2
221
2
1
IIII ++
(1-29)
Từ đó:
I
dt
=


4321
4
2
33
2
232
2
21
2

12
++++
++++
tttt
tItItItI
(1-30)
Nừu xen kẽ trong các khoảng thơì gian đóng điện của động cơ có những
khoảng thời gian không đóng điện thì mẫu số của biểu thức (1-28) xác định dòng
điện đẳng trị đợc cộng cả thời gian nghỉ nh biểu đồ hình11 thi:
I
dt
=
02014321
2
43
2
32
2
21
2
1

tttttt
tItItItI
+++++
+++
(1-31)
SVTH: Phạm Duy Hiển Lớp ĐL KTĐ 1A
20
I

1
I
2
I
3
I
4
t
1
t
2
t
01
t
3
t
4
t
02
I
1
I
1
0
Đồ án học phần III GVHD: Th.s Hà Thị Thịnh
Hinh11: Biểu đồ dòng điện có thời gian căt điện (nghỉ)
Điều kiện phát nóng của động cơ tính chọn sẽ thoả mãn nếu:
I
dt

I
dm
(1-32)
Phơng pháp này ứng dụng cho mọi loại động cơ.
- Phơng pháp mômen đẳng trị.
Đối vơi các loại động cơ mà mômen tỷ lệ bậc nhất với dòng điện thì có thể
viết:
M=AI hay I=
A
M
Trong đó: A là hệ số tỷ lệ.
Thay vào công thức (1-28) ta có:


=
=
n
j
j
n
j
j
j
dt
t
t
A
M
A

M
1
2
2
.
(1-33)
Suy ra:


=
=
n
j
j
n
j
jj
dt
t
tM
M
1
2
.
(1-34)
Khi đó chế độ nhiệt sẽ thảo mãn nếu:
M
dt

M
dm
(1-35)
SVTH: Phạm Duy Hiển Lớp ĐL KTĐ 1A
21
Đồ án học phần III GVHD: Th.s Hà Thị Thịnh
Để tính toán điều kiện nhiệt theo phơng pháp mômen dẳng trị, động cơ
cần có mômen tỷ lệ baacj nhất với dòng điện.Đó là động cơ mọt chiều kích từ
độc lập hay song song khi giữ kích từ không đổi sẽ có mômen thính theo: M=k

I

(1-36)
Động cơ xoay chiều không đồng bộ nếu từ thông giữ không đổi và trong
phạm vi công suất nào đó coi cos

2
= constan thì có thể chấp nhận moomen tỷ
lệ bậc nhất với dòng điện.
M=k

cos

2
I
2
(1-37)
Những động cơ không thảo mãn điều kiện M ~I thì không sử dụng phơng
pháp moomen đẳng trị đợc.
- Phơng pháp công suất đẳng trị.

Vì công suất liên quan với momen theo biểu thức:
P=

M hay M=

P
(1-38)
Nên các động cơ làm việc với tốc độ không đổi sẽ có M~P và có thể thiết lập
biểu thức tinhscoong suất đẳng trị:
P
đt
=


n
j
j
n
j
jj
t
tP
2
(1-39)
Chế độ nhiệt sẽ thảo mãn nếu:
P
đt


P

đm
(1-40)
Phơng pháp công suất đẳng trị chỉ sử dụng nddeer đánh giá chế độ phát
nhiệt của các động cơ không những phải có tốc độ không đổi hoạwc hầu nh
không đổi mà còn phải thoả mãn điều kiện sử dụng của phơng pháp moomen
đẳng trị.nghĩa là để sử dụng phơng pháp này động cơ phải có:
M~I

=constan
SVTH: Phạm Duy Hiển Lớp ĐL KTĐ 1A
22
Đồ án học phần III GVHD: Th.s Hà Thị Thịnh
đẩi với động cơ mà tốc độ luôn phải thay đổi (mở máy, hãm máy, điều chỉnh tốc
độ) thì không thể sử dụng phơng pháp này để xác định các điều kiện về phát
nóng.
b)kiểm nghiệm theo điều kiện quá tải.
Khi chọ động cơ xong cần phải kiểm nghiệm động cơ theo điều kiện mơ
máy và quá tai.
-Kiểm nghiệm động cơ theo điều kiện mở máy.
Điều kiện kiểm nghiệm:
M
kđđc


M
c mởmáy
(1-41)
Trong đó:
M
kđđc

là mômen khởi động của động cơ.
M
c
là mômen cản khi mở máy.
-Kiểm nghiệm quá tải mômen.
Điều kiện kiểm nghiệm:
M
cp
= k
M
.M
đm


M
maxpt
Tong đó:
M
cp
là mômen cho phép
K
M
là hệ số
M
đm
là mômen định mức động cơ
M
maxpt
là mômen phụ tải max
1.5.3: Tính toán trang bị điện cho máy.

1.5.3.1: Điều kiện chung.
a) Khái niệm chung:
Các thiết bị điện, sứ và các trang thiết bị truyền dẫn điện trong điều kiện vận
hành làm việc ở 3 chế độ cơ bản: chế độ làm việc dài hạn, chế độ quá tải (đối
với một số thiết bị phụ tải tăng cao tới 1,4 định mức) và cuối cùng là chế độ
ngắn mạch. Ngoài ra trong chơng này không xét tới chế độ không đối xứng.
ở chế độ làm việc lâu dài sự làm việc tin cậy của các thiết bị, sứ và các
trang thiết bị dẫn điện đợc đảm bảo bằng cách lựa chọn chúng đúng theo điện
SVTH: Phạm Duy Hiển Lớp ĐL KTĐ 1A
23
Đồ án học phần III GVHD: Th.s Hà Thị Thịnh
áp định mức và dòng điện định mức. ổ chế độ quá tải sự làm việc của TB. đợc
đảm bảo bằng cách hạn chế giá trị và thời gian tăng điện áp hay dòng điện ở
một giới hạn nào đó phù hợp với mức d về độ bền của chúng.
ở chế độ ngắn mạch sự làm việc tin cậy của thiết bị , sử và các phần tử dẫn
điện đợc đảm bảo bằng cách lựa chọn các tham số của các tham số của chúng
phù hợp với các điều kiện ổn định nhiệt và ổn định lực điện động.
Khi chọn các TB. và các tham số của phần tử dẫn điện cần phải chú ý tới
hình thức lắp đạt và vị trí lắp đạt (trong nhà, ngoài trời, nhiệt độ, độ ẩm của
môi trờng xung quanh và độ cao lắp đặt các TB. so với mặt nớc biển.
Khi thành lập sơ đồ để tính toán dòng điện ngắn mạch đối với thiết bị ta
phải chọn chế độ sao cho khi đó thiết bị làm việc trong các điều kiện thực tế
nặng nề nhất (tức với điểm ngm. chọn phải có đợc dòng ngm. lớn nhất đi qua
TB.).
Ngoài ra các TB. lựa chọn cần phải thoả mãn các yêu cầu hợp lý về kinh
tế.
b) Lựa chọn TB & các tham số theo ĐK làm việc lâu dài
1) chọn teo điện áp định mức: điện áp định mức của TB. cho trên nhãn máy
phù hợp với mức cách điện của nó và có một mức d nào đó về độ bền, cho
phép TB làm việc lâu dài ở điện áp cao hơn định mức 10ữ15 % (gọi là điện áp

làm việc cực đại của TB.). Vì độ lệch điện áp trong điều kiện làm việc bình
thờng không vợt quá 10ữ15 % định mức nên khi lựa chọn các TB. theo điều
kiện điện áp cần phải thoả mãn điều kiện sau:

dmtbdmm
UU
(1-42)
U
dm m
- diện áp định mức của mạng mà thiết bị mắc vào.
U
dmtb
- điện áp định mức của thiết bị do nhà máy chế tạo cho trong lý lịch,
hoặc ghi trên nhãn máy. Thực tế vận hành điện áp lới dao động nên ta có:

mdmmdmtbdmtb
UUUU +=+
(1-43)
U
dmtb
- độ tăng điện áp cho phép của TB.
U
m
- độ lệch điện áp có thể có của mạng khi làm việc so với định mức trong
điều kiện vận hành.
Mức tăng điện áp cho phép của một số thiết bị:
SVTH: Phạm Duy Hiển Lớp ĐL KTĐ 1A
24
Đồ án học phần III GVHD: Th.s Hà Thị Thịnh
2) Chọn theo dòng điện định mức: I

dm
là dòng điện có thể chạy qua TB. trong
thời gian lâu dài ở nhiệt độ định mức của môi trờng. Lúc đó nhiệt độ của phần tử
bị đốt nóng nhất của TB. không vợt quá giá trị cho phép lâu dài.
Việc chọn đúng theo dòng định mức đảm bảo không xẩy ra quá đốt nóng
nguy hiểm cho các phần của TB. khi làm việc lâu dài ở chế độ định mức. Dòng
điện làm việc cực đại của mạng I
lvmax
trong thời gian t 3T không đợc vợt quá
dòng định mức của TB.

dmtblv
II
max
Dòng điện làm việc cực đại xuất hiện khi:
+ Mạch các đờng dây làm việc song song khi cắt đi 1 đờng dây.
+ Mạch máy BA khi sử dụng khả năng quá tải của chúng.
+ Các đờng cáp không dự trữ khi sử dụng khả năng quá tải của chúng.
+ Các máy phát điện, khi làm việc với công suất định mức và điện áp giảm 5%
so với định mức.
Nhiệt độ môi trờng xung quanh TB thờng lấy 35
0
C . Khi nhiệt độ ở nơi lắp đặt
lớn hơn khi đó cần hiệu chỉnh lại dòng định mức.

0
cf
kkcf
dmtb
35

II


=



(1-44)

cf
- nhiệt độ lớn nhất cho phép của TB.

kk
- nhiệt độ không khí nơi lắp đạt.
Trờng hợp
kk
< 35
0
C thì dòng cho phép có thể lớn I
dm
. Cứ mỗi độ giảm của
môi trờng xung quanh so với 35
0
C thì cho phép tăng dòng điện lớn hơn là 0,005
I
dm
nhng tổng cộng không đợc vợt quá 0,2 I
dm
.
SVTH: Phạm Duy Hiển Lớp ĐL KTĐ 1A

Việc tăng độ cao lắp đặt TB . so với
mặt n ớc biển dẫn tới sự giảm điện áp
cho phép.
Mức tăng điện áp so với điện áp định
mức vừa nêu trên chỉ cho phép khi TB
đ ợc lắp đặt ở độ cao d ới 1000 m so với
mặt n ớc biển. Nếu độ cao nơi lắp đặt
cao hơn phải giảm bớt không đ ợc quá
U
dm
.
25
+ Cáp điện 1,1 U
dmtb
+ Sứ 1,15
+ Dao cách ly 1,15
+ Máy cắt điện 1,15
+ Chống sét 1,25
+ Điện kháng 1,1
+ Biến dòng điện 1,1
+ BA đo lờng 1,1
+ Cầu chì 1,1