Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN THIẾT KẾ MÁY - - ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ Sinh viên thực hiện: 1/Phạm Thành Nhân MSSV: 19478601 2/Nguyễn Thanh Vĩ 18000365 3/Nguyễn Thê Gia Hoàng 17024501 Lớp học phần: 4203002907 Giáo viên hướng dẫn: Phạm Thanh Tuấn Ký tên: …………… ĐỀ 06: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN T T t Hình Sơ đồ hệ thống Hình Sơ đồ tải trọng Hệ thống dẫn động gồm: Động điện Bộ truyền đai Hộp giảm tốc Khớp nối Thùng trộn Số liệu thiết kế:  Công suất trục thùng trộn, P (kW): 2.8    Số vòng quay trục thùng trộn, n (vg/ph): 44 Thời gian phục vụ, L (năm): Hệ thống quay chiều, làm việc ca, tải va đập nhẹ (1 năm làm việc 300 ngày, ca làm việc giờ)  Chế độ tải: T=const YÊU CẦU: 01 thuyết minh, 01 vẽ lắp A0, 01 vẽ chi tiết NỘI DUNG THUYẾT MINH: Tìm hiểu hệ thống truyền động Chọn động phân phối tỉ số truyền cho hệ thống truyền động Tính tốn thiết kế chi tiết máy:  Tính tốn thiết kế truyền ngồi  Tính tốn thiết kế truyền hộp giảm tốc  Tính tốn thiết kế trục then  Chọn ổ lăn khớp nối  Thiết kế vỏ hộp giảm tốc Chọn dầu bôi trơn, bảng dung sai lắp ghép Tài liệu tham khảo BẢNG SỐ LIỆU Phương án P (kW) n (vg/ph ) L (năm) 2,4 30 3,4 40 4,4 50 5,4 60 5 2,6 32 6 3,6 42 7 4,6 52 5,6 34 2,8 44 10 3,8 54 11 4,8 36 12 46 13 56 14 38 15 3,2 48 16 4,2 58 17 5,2 31 18 3,4 41 19 4,4 51 20 5,4 33 NG ƯƠ1: CH N ĐỌ NGỘC VÀƠPHÂN PHỐỐI T SỐỐ Ỉ TRUYỀỀN CH CHỌN ĐỘNG CƠ * Ch nọhi uệsuấất c h ệthốấng η= ηol ηkn ηbr ηđ Trong :     ηol=0,99 : Hi ệ u suấất ổ lăn che kín ηkn =1 : Hi uệsuấất kh p nốấi ηbr =0,96 : Hi uệsuấất b ộtruyềền bánh trụ che kín ηđ =0,95 : Hi uệsuấất b ộtruyềền đai η=0,99 0,96 95=0.807 • Cống suấất trền thùng trộn: Plv =2,8(kW ) • Sốấ vòng quay trền trùng trộn: nct =44( vg / p) * Cống suấất cấền thiềất: Pct = P lv 2,8 = =3,47( kW ) η 0,807 * T sốấ ỉ truyềền chung uc =u hs uđ = ( ÷ 40 ) ( ÷5 )=( 24 ÷ 200) * Sốấ vịng quay sơ động cơ: nsb =nct uc =44 ( 24 ÷ 200 ) =( 1056 ÷ 8800) ¿>n sb=1500 (vg/ph) * Ch ọn đ ộng c ơđi ện, b ng ả thống sốấ động điện: Kiểu động 4A100L4Y3 Cống suấất (kW) V n ậ tốấc quay (vg/ph) cos φ 1420 0,84 �% 84 T max T đm T đm Tk 2,2 2,0 PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN - Tỉ số truyền hệ thống: uht = n đc 1420 = =32,273 44 n ct - Chọn tỉ số truyền cấp nhanh chậm cho hộp giảm tốc cấp phân đôi với uhs=10 u1=3,58 ; u2=2,79 - Chọn tỉ số truyền đai: uđ = uht 32,273 = =3,227 uhs 10 - Kiểm tra sai số cho phép: ut =uđ u1 u2=3,227 3,58 2,79 =32,232 ∆ u= u ht−ut 32,273−32,232 100 %= 100 %=0,127 % 32,232 ut Thỏa mãn sai số cho phép: 0,127% < 0,3% LẬP BẢNG ĐẶC TÍNH * Tính tốn công suấất trục: P 2,8 lv - Cống suấất trền trục 3: PIII = η η = 1.0,99 =2,828(kW ) kn ol P 2,828 III - Cống suấất trền trục 2: PII = η η = 0,99.0,96 =2,976(kW ) ol br - Cống suấất trền trục 1: PI = P II ηol ηbr = 2,976 =3,262(kW ) 0,99 0,96 * Tính tốn sơấ vịng quay trục: - Sốấ vòng quay trục 1: n I = nđc 1420 = =440 (vg/ph) uđ 3,227 n 440 I - Sốấ vòng quay trục 2: n II= = 3,58 =123 (vg/ph) u1 - Sốấ vòng quay trục 3: n III= n II u2 = 123 =44 (vg/ph) 2,79 - sốấ vòng quay trục cống tác: nlv = nIII 44 = =44 u kn (vg/ph) * Tính tốn Momen xoắấn trục: - Momen xoăấn trục động cơ: T đc=9,55.106 P đc =26901,408(Nm) =9,55 106 1420 nđc - Momen xoăấn trền trục 1: T I =9,55.10 PI nI =9,55 10 3,262 =70800,227( Nm) 440 - Momen xoăấn trền trục 2: T II =9,55.10 PII 2,976 =9,55.106 =231063,415(Nm) 123 n II - Momen xoăấn trền trục 3: T III =9,55.10 PIII 2,828 =9,55 10 =613804,546( Nm) n III 44 - Momen xoăấn trền trục cống tác: T ct =9,55.10 Plv 2,8 =607727,273( Nm) =9,55 106 44 nlv Trục Trục động Thống sốấ T sốấ ỉ truyềền V n ậ tốấc quay (vg/ph) Cống suấất (kW) Momen xoăấn (Nm) Trục uđ =3,227 Trục u1=3,58 Trục u2=2,79 Trục cống tác ukn =1 1420 440 123 44 44 3,262 2,976 2,828 2,8 26901,408 70800,227 231223,203 613804,546 607727,273 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGỒI Cơng suất truyền: P=4 kW Số vòng quay trục dẫn: n=1420 vg/ph Tỉ số truyền: u=3.227 Chọn số hiệu đai thang Chọn đai Theo hình 4.22 chọn loại đai A với số liệu: bp,mm bo,mm h,mm A,mm2 Chiều dài T1,Nm y2,mm d , mm đai,mm 11 13 2.8 81 560-4000 11÷70 90 Chọn d tính v d 1=1,2 d min=1,2.90=108 mm Theo tiêu chuẩn ta chọn d 1=125 mm v 1= π d n 3,14 125 1420 m = =9,293 60000 60000 s m Thỏa mãn điều kiện v ≤ v max =25( s ) Chọn hệ số trượt xác định đường kính bánh đai bị dẫn - Chọn hệ số trượt: ε =0,02 - Đường kính bánh đai bị dẫn: d 2=u d (1−ε )=3,227.125 ( 1−0,02) =395,308(mm) Theo tiêu chuẩn ta chọn d 2=400(mm) - Kiểm tra lại tỉ số truyền: ut = d2 400 =3,265 = d 1(1−ε ) 125.( 1−0,02 ) ∆ u= u t−u 3,265 −3,227 100 %=1,164 % 100 %= 3,265 u Thỏa mãn ∆ u ≤ % Khoảng cách trục sơ chiều dài tính tốn đai Chọn sơ bộ: a sb =d2=400 mm với u=3,227 L=2 a sb+ ¿ 2.400+ π ( d 1+ d ) ( d 2−d1 ) + asb 3,14 ( 125 + 400 ) ( 400 −125 )2 + 4.400 ¿ 1671,516(mm) Chọn L=1800 mm theo tiêu chuẩn Khoảng cách trục a theo L k +√ k −8 ∆ a= 2 Trong : k =L−π ∆= ( d +d ) =1800−π 125 + 400 =975,331 d 2−d 400−125 = =137,5 2  a= 975,331+ √975,331 − 8.137,5 =467,442(mm) 2 Kiểm tra khoảng cách trục 2(d1+d2) ≥ a ≥ 0.55(d1+d2) + h  2(125+400) ≥ a ≥ 0.55(125+400) +  1050 ≥ a ≥ 296,75 Giá trị a thỏa mãn khoảng cho phép Số vòng chạy đai giây: i= v1 9,293 =5,163( vòng)< [ i ] =10 = L 1800 10−3 Góc ôm đai bánh đai nhỏ, hệ số sử dụng số dây đai α 1=180o−57 d 2−d 400− 125 =146,466o=2,56 rad =180 o−57 467,442 a Các hệ số sử dụng:  Hệ số ảnh hưởng đến góc ơm đai: C α =1,24 ( 1−e −α1 /110 )=1,24 ( 1−e −146,466 110 )=0,911  Hệ số ảnh hưởng đến vận tốc: C v =1−0,05 ( 0,01 v2 −1)=1 −0,05.(0,01 9,2932−1)≈ 1,007  Hệ số ảnh hưởng đến tỉ số truyền u: Cu=1.14 u=3,227 > 2.5 10 - Hệ số ảnh hưởng nhiệt độ (to Q = 3533,90 1,1.1.1.1 = 3887,29 (N) - Khả tải động: C d=Q m√ L Với ổ bi m = L tuổi thọ tính triệu vòng quay: L= 60 n L h 10 = 60.123 33600 =248 10 triệu vòng ⇒C d =3,88729.√3 248= 24,21 kN Tra phụ lục 9.1 [3] Ta chọn ổ bi đỡ với: d = 35mm; để khả tải động ổ đảm bảo C d X =1, Y = - Vòng quay nên: V= - Tải va đập nhẹ: kd = 1,1 - Hệ số ảnh hưởng nhiệt độ (to Q = 2641,826 1,1 = 2906,009 (N) - Khả tải động: C d=Q m√ L Với ổ bi m = L tuổi thọ tính triệu vịng quay: L= ⇒C d =2,906009 √3 88,704 =12,96 60 n L h 10 = 60.44 33600 =88,704 106 triệu vòng kN Tra phụ lục 9.1 [3] Ta chọn ổ bi đỡ với: d = 50mm; để khả tải động ổ đảm bảo C d K 1+2 δ =67 28 mm 60 mm 78 mm ∆=(1 ÷ 1,2)δ=9 ÷ 10,8 ∆1 =(3 ÷ 5)δ=27 ÷ 45 ∆2≥ δ 10 mm 35 mm ∆1 Mặt bền bánh với ∆2 Sốấ l ượ ng bulong nềền Z (chăỗn) 72 II Chọ n chi têết phụ Năếp quan sát (Bảng 18-5) Đ ki ểm tra, ể quan sát chi tềất bền h p giộ m ảtốấc lăấp, đ ểđ ổdấều vào h ộ p dềỗ dàng, trền đ nh ỉ h p ộ ta làm c a thăm C a thăm đ ượ c đ yậ băềng năấp, trền năấp có lăấp nút thống h i.Theo b ng ả 18-5 ta có kích th ướ c năấp quan sát sau: Ch ọn năấp quan sát có kích thước hình veỗ: Hình 6.1 Hình dạng cửa thăm Nut thơng (Bảng 18-6) Khi làm vi c,ệnhi t ệđ ộ h pộtăng lền, đ giể mảáp suấất điềều hòa, trao đổi khống khí ngồi hộp ta dùng nút thống Nút thống h 73 đ cượ lăấp trền năấp c a thăm ho cặ ởv trí ị cao nhấất hộp Hình dạng kích thước nút sau: Hình 6.2 Hình dạng nút thông Nut tháo dâBu (Bảng 18-7) Sau m t ộth i gian làm vi c,ệdấều bối tr ơn ch ứa h ộ p b bị nẩ ho cặ b biềấn ị chấất Do ta cấền ph i thay ả dấều m i cho HGT Đ ểtháo dấều cũ, đáy hộp ta đ lốỗ tháo ể dấều Đ tháo ể dấều đ ượ c dềỗ dàng, đáy h pộta làm dốấc vềề phía có lốỗ tháo dấều T i vạ tríị tháo dấều, ta phay lõm xuốấng chút b d M16x1,5 15 m f L 28 c 2,5 74 q 17,8 D 30 S 22 D0 25,4 Hình 6.3 Hình dạng nút tháo dầu u Que thăm dâBu (H 18-11) H p giộm tốấc ả đ cượ bối tr n băềng cách ngấm dấều băấn tóe lượng dấều h p ph ộ i đảm ảb o điềều ả ki nệbối tr n.ơĐ biềất ể đ ượ cm ứ c dấều hộp ta cấền có thiềất b ch ị dấều ỉ Ở ta s dử ng ụ que thăm dấều đ ểki m ể tra m ứ c dấều Hình d ng kích th ước c ơb nả c ủ a que thăm dấều hình veỗ A0 Dùng que thăm dấều đ ểki m ể tra m ứ c dấều hộp Vị trí đ ặt nghiềng 35° so vớ i mặ t bền, kích thướ c theo tều chuẩn Hình 6.4 Hình dạng que thăm dầu Bulong vong (Bảng 18-3a) Đ nấng, ể v nậchuy nểHGT, trền năấp thấn th ường đ ược lăấp thềm bu lống vòng ho c chềấ ặ t oạvịng móc Ta ch nọcách chềấ t ạo bu lống vòng trền năấp hộp gi m ả tốấc Sử dụng Bulong vịng M30 75 Chơết đinh vi (B18.4c) Đ để mả b oảv tríị t ươ ng đốấi gi ữa năấp, thấn trước thấn sau gia cống nh khiưlăấp ghép, ta dùng chốất đ nhị v Nh ị có chốất đ nh ị v ,ịkhi xiềất bu lống khống làm biềấn d ng vịng ngồi c aủ (do ổ sai l chệ v tríị t ươ ng đốấi c năấp thấn), loại trừ nguyền nhấn làm ổ chóng bị hỏng dS ửd ụng chốất định vị: Chiềều dài: L=40(mm) ; Đường kính: d=8(mm), C=1,6 mm, 40 Hình 6.5 Hình dạng chốt định vị Nắp ổ  Năấp th ổ ườ ng đ ượ c chềấ t o băềng gang xám GX15-32, có lo i năấp kín năấp thủng cho trục xuyền qua Các kích thước sau: Trục D (mm 62 80 80 Trong đó: D – Đường kính D4 (mm) 52 75 75 ngồi ổ; D2 – Đường kính đường tâm qua bulơng ghép nắp ổ; D3 – Đường kính ngồi nắp Hình 6.6 Hình dạng nắp ổ Vịng chắn dầu  S d ửngụvòng chăấn dấều quay tr ụ c đ ểngăn dấều bối trơn ho ặc t p chấất xấm nhập vào ổ Trục d1 25 30 50 D2 80 80 80 77 t 2 a 6 b 5 Trong đó: d1 đ ường kính lăấp ổ lăn D2 đường kính ổ lăn Hình 6.7 Hình dạng vịng chắn dầu Vong phớt (Bảng 15-17) Đ cượ dùng r ngộrãi có kềất cấấu đ n gi n, ả thay thềấ dềỗ dàng Dùng để ch n ặ khống khí t ừngồi vào h ộp gi m ả tốấc Tuy nhiền có nhược điểm chóng mịn ma sát l n khí bềề mặt trục có độ nhám cao Hình 6.7 Hình dạng vịng phớt III d1 d2 d D a b 25 26 24 38 4,3 30 31 29 43 4,3 50 51,5 49 69 6,5 Dung sai lăếp ghép lăếp ghép ổ lăn Dựa vào kết cấu làm việc, chế độ tải chi tiết hộp 78 S0 9 12 giảm tốc mà ta chọn kiểu lắp ghép sau: Dung sai lắp ghép bánh Ch u ịt i vả aừ, thay đ i ổ va đ pậnh vìẹ thềấ ta ch ọn ki u ể lăấp trung gian H7/k6 Dung sai lăếp ghép ổ lăn Khi lăấp ổlăn ta cấền lưu ý:  Lăấp vòng trền tr cụtheo h thốấng ệ lốỗ, lăấp vịng ngồi vào v ỏ theo h ệthốấng trục  Đ ểcác vòng ổkhống tr n tr ựơ t theo bềề mặt trục lốỗ h ộp làm vi ệc, ch ọn ki ểu lăấp trung gian có độ dối cho vịng quay  Đốấi v ới vòng khống quay ta s ửd ụ ng ki u ể lăấp có độ hở Vì v y ậ lăấp lăn ổ lền tr cụta ch nọmốấi ghép k6, lăấp ổ lăn vào vỏ ta chọn H7 Dung sai môếi ghép then tra b ảng 20.6,2/125 v ới tềất diện then trền trục ta sai l ch ệ gi ới h n ạc ủ a chiềều rộng then: Trục I II III Sai lệch giới hạn chiềều rộng rãnh then Kích thước tiết diện then Sai l ch ệ chiềều sấu rảnh then Js9 bxh 6x6 ± 0,015 +0,1 10x8 ± 0,018 +0,2 14x9 ± 0,021 +0,2 12x8 ± 0,021 +0,2 16x10 ± 0,021 +0,2 14x9 ± 0,021 +0,2 Dung sai lăấp ghép bánh 79 Sai lệch giới hạn mm Mốấi lăấp ES EI es ei ∅32 H7 k6 +0,021 +0,015 +0,002 ∅ 40 H7 k6 +0,025 +0,018 +0,002 ∅ 45 H7 k6 +0,025 +0,018 +0,002 ∅55 H7 k6 +0,03 +0,021 +0,002 Dung sai lăấp ghép ổlăn, kh p nốấi, đĩa xích Sai lệch giới hạn mm es ei ∅22 k +0,015 +0,002 ∅25 k +0,018 +0,002 ∅35 k +0,018 +0,002 ∅50 k +0,015 +0,002 ∅ 48 k +0,018 +0,002 Mốấi lăấp Vành ổ Sai lệch giới hạn mm Mốấi lăấp ES EI 80 ∅ 80 H +0,03 ∅ 80 H +0,03 ∅ 80 H +0,035 Vịng phớt với vành ngồi ổ Sai lệch giới hạn mm ES EI es ei ∅ 80 H /d11 +0,03 -0,1 ∅ 80 H 7/d 11 +0,03 -0,29 ∅ 00 H 7/d 11 +0,035 -0,12 Mốấi lăấp Vòng chắn dầu Sai lệch giới hạn mm ES EI es ei ∅27 H /k7 +0,033 0,06 -0.015 ∅32 H 8/k +0,039 0,007 -0,018 ∅52 H 8/k +0,039 0.007 0,018 Mốấi lăấp Bôi trơn Bôi trơn hộp Chọn phương pháp bôi trơn ngập dầu Chọn loại dầu AK – 20 Bôi trơn truyền ngồi hộp số Chọn phương pháp bơi trơn định kỳ truyền ngồi kh có 81 che đậy nên dễ bám bụi bẩn Bôi trơn cho ổ lăn Chọn phương pháp bơi trơn mỡ có tác dụng bảo vệ ổ lăn khỏi tạp chất độ ẩm Chọn loại mỡ: LGMT2: chịu nước tốt, chống gỉ 82 ...ĐỀ 06: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN T T t Hình Sơ đồ hệ thống Hình Sơ đồ tải trọng Hệ thống dẫn động gồm: Động điện Bộ truyền đai Hộp giảm tốc Khớp nối Thùng trộn Số liệu thiết kế: ... MINH: Tìm hiểu hệ thống truyền động Chọn động phân phối tỉ số truyền cho hệ thống truyền động Tính tốn thiết kế chi tiết máy:  Tính tốn thiết kế truyền ngồi  Tính tốn thiết kế truyền hộp giảm... Hβ =1,035 K Hα =1,13 (Tra bảng 6.14 , trang 109, thiết kế hệ thống dẫn động có khí) K Hv =1,02 (Tra bảng P2.3 trang 250, thiết kế hệ thống dẫn động khí) K H =K Hβ K Hα K Hv =1,035.1,13 1,02=1,2