Chia sẻ Hướng dẫn tính toán thiết kế puly dẫn hướng cáp (cơ bản)

silhouette

Active Member
Author
Em xin chào cả nhà,

Hôm nay mình xin phép chia sẻ bài viết ngắn về một số điểm khi thiết kế puly dẫn hướng cáp, bổ sung thêm topic cũ năm 2017:
https://meslab.org/threads/tieu-chun-thit-k-puly-cap.54199/



Đường kính vòng chia ØD3: Mỗi loại dây cáp bán kính uốn cho phép khác nhau (cable bending radius) và điều này quyết định đường kính puly. Ví dụ tại mục 2.6 trong DNV 2-22 quy định tối thiểu D/d = 18 với cáp thép, nên 1 sợi cáp thép có d =10 thì đường kính puly tối thiểu 180mm, và thường lấy lớn hơn để tăng tuổi thọ cáp. Các nhà cung cấp cáp đặc thù thường có cung cấp thông số bán kính uốn R này để chọn kích thước puly cho phù hợp.


Đường kính vành ngoài ØD1: hay thông số khác là chiều sâu rãnh cáp, chọn theo tiêu chuẩn, bằng hoặc lớn hơn 1.5 lần đường kính cáp (để hạn chế cáp văng ra khỏi rãnh khi bị trùng).
Ngoài ra các trường hợp cáp hay trùng/giật thì cần có chặn bảo vệ (cable guard/protection):

cable guard.jpg


Bán kính đáy rãnh cáp R: Chọn theo tiêu chuẩn (0.5x là ghi theo bán kính còn 1.xx là ghi theo đường kính). Tham khảo:
1586655192982.png


Chiều rộng E: Phụ thuộc vào góc mở rãnh puly từ 45° đến 60°.

Ổ bi:
- Là loại ổ bi đũa trụ hai dãy, có rãnh xéc măng để cố định với puly. Kích thước chọn theo tải trọng và điều kiện làm việc (có thể tham vấn thêm với nhà cung cấp ổ bi). - Ngoài ra còn có dạng thiết kế sử dụng bạc lót, cố định dọc trục bằng một hoặc hai nắp chặn, cũng đôi khi là hai miếng đệm dạng large washer.

Kết cấu puly: Là bài toán tối ưu nhiều điều kiện.

- Phương pháp 1:

1586659548462.png

Equivalent stress:
1586657671899.png


Deformation:
1586657706261.png


- Phương pháp 2: Tính theo áp lực cáp P (N/mm2) tác dụng lên puly theo công thức P = 2*F/B*D. Trong đó F (N) là lực căng dây cáp, D (mm) là đường kính PCD của puly và B (mm2) là diện tích tiếp xúc giữa cáp và puly. Góc lệch của cáp max. theo tiêu chuẩn là +/2°. Cụ thể:

1586658816090.png

1586659591463.png

1586658977168.png





Bài viết không cho đính kèm quá 10 hình ảnh, phải sang post 2:
 

Đặt mua Tài liệu Thiết kế & Phát triển sản phẩm với giá ưu đãi

Last edited:
Lượt thích: umy

silhouette

Active Member
Author
1586659737357.png


1586659820098.png

*Buckling load multiplier = 11: lực cần nhân lên gấp 11 lần thì hiện tượng buckling tấm mới xảy ra.

- Phương pháp 3: Tương tự phương pháp 2 nhưng thay đổi chút về điều kiện biên để có đánh giá toàn bộ kết cấu hiệu quả hơn, trong trường hợp sử dụng bạc lót thay vì ổ bi đũa trụ 2 dãy, khi bạc mòn thì liệu ""bearing boss"" có đủ bền hay bị biến dạng.

1586660816412.png


Tách ra cho dễ nhìn:
1586660928007.png


load.jpg


3.jpg

1586661569497.png


Bài viết chỉ mang tính giới thiệu qua về một số bước cần đánh giá, các bạn quan tâm có thể lấy đó làm cơ sở tính toán bước đầu và từ đó phát triển thêm (Phương pháp tính chấp nhận bởi đăng kiểm).
 
Last edited:
Lượt thích: umy

umy

Well-Known Member
View attachment 6222

View attachment 6224
*Buckling load multiplier = 11: lực cần nhân lên gấp 11 lần thì hiện tượng buckling tấm mới xảy ra.

- Phương pháp 3: Tương tự phương pháp 2 nhưng thay đổi chút về điều kiện biên để có đánh giá toàn bộ kết cấu hiệu quả hơn, trong trường hợp sử dụng bạc lót thay vì ổ bi đũa trụ 2 dãy, khi bạc mòn thì liệu ""bearing boss"" có đủ bền hay bị biến dạng.

View attachment 6226

Tách ra cho dễ nhìn:
View attachment 6228

View attachment 6232

View attachment 6234
View attachment 6235

Bài viết chỉ mang tính giới thiệu qua về một số bước cần đánh giá, các bạn quan tâm có thể lấy đó làm cơ sở tính toán bước đầu và từ đó phát triển thêm (Phương pháp tính chấp nhận bởi đăng kiểm).
Bài viết hay; chuyên nghiệp !! Nên lưu giử thành bài giãng để dùng về sau, nếu vào ĐH làm việc.> GV có kinh nghiệm rất cần thiết !

Đề nghị bổ túc thêm:
Để đăng kiểm và đánh giá kết quả cần cho biết thêm vài chi tiết như.
1 - dùng ANSYS version 10 ? Phương pháp static analysis với material linear, Young modulus 200000 N/mm²
2 - cho biết vật liệu gì: dùng thép nào cho Puly
Trich:
https://www.binder-magnetic.com/documentation/technical-informations-of-toothed-pulleys/?lang=en

-> Thí dụ STEEL S355J2G3 (1,0570)
Trích:
https://www.theworldmaterial.com/1-0570-material-st52-steel-din-17100/
(1 MPa = 1 N/mm²)
Tensile strenght 490 - 630 N/mm² by thickness d = 3-100 mm
Yield strength 355 -315 N/mm² by thickness d = 16 -100 mm

3- Nghiệm kết quả
thí dụ - Phương pháp 1:
Maximal Equivalent stress: 304 MPa < 315 Mpa
Maximal Deformation: 4,318 mm

( Tips: Chia xẻ thêm, kinh nghiệm thực tế cho User-Pro)
Nếu kiễm ứng suất cục bộ, đôi lúc có thể > limit Yield stress 315-345 N/mm²
Thì có thể dùng Material nonlinear (Elastoplastic)
>> phải kiễm strain 0,05 (=5% một phần tư của Elongation ) < Elongation 22-20 % by Thickness 3 -100 mm )
 
Last edited:

silhouette

Active Member
Author
Dạ bác Umy, cháu cảm ơn bác đã chỉ dẫn thêm, về phần ansys cháu còn phải học hỏi thêm nhiều ạ. Trong hình cháu trích dẫn hình từ hai phiên bản ansys khác nhau 11 với 13.
Hai trường hợp này đều vật liệu là thép S355J2G3, với hệ số an toàn của vật liệu là 1.15 (elastic analysis), load factor là 1.3, tổng là 1.5, nên giới hạn ứng suất cho phép là 237 Mpa.
Do puly thiết kế dạng hàn, các đường fillet hàn không thể hiện trong model nên thường xuất hiện ứng suất tập trung vượt giới hạn ứng suất cho phép tại các vị trí chuyển tiếp này, và thường ghi là sẽ bỏ qua do thực tế khi hàn sẽ ko có những peak stress đó ạ.
 
Last edited:
Lượt thích: umy
Top