Thiết kế băng tấm ngang vận chuyển hàng đơn chiếc 45m

Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Thiết kế băng tấm ngang vận chuyển hàng đơn chiếc 45m

GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng ngang 45m TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY VẬN CHUYỂN LIÊN TỤC Đề tài: THIẾT KẾ BĂNG TẤM NGANG VẬN CHUYỂN HÀNG ĐƠN CHIẾC CÓ CHIỀU DÀI BĂNG 45 ( m), KHỐI LƯNG HÀNG 200(kg), KÍCH THƯỚC HÀNG 700 X 500, NĂNG SUẤT 120 (T/h) Trong đó: 1: Động cơ; 2: Khớp nối động – Hộp giảm tốc; 3: Hộp giảm tốc; 4: Khớp nối Hộp giảm tốc – Trục chính; 5: Trục chính; 6: Tấm băng; 7: Xích băng; 8: Thiết bị căng băng; Thiết bị đỡ xích SVTH: Hà Tiến Quân Trang: GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng ngang 45m PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BĂNG TẤM NGANG - Băng loại máy vận chuyển liên tục với phận kéo xích có gắn lát tạo thành bàn nâng tải Lực cản băng nhỏ - Băng sử dụng ngàng công nghiệp mỏ, khai thác vật liệu xây dựng, khai thác vận chuyển hàng rời khô dây chuyền công ty, xí nghiệp * Ưu điểm băng ngang: - Băng ngang có làm vật liệu kim loại có độ bền độ cứng lớn, điều cho phép vận chuyển hàng rời có kích thước lớn - Bộ phận kéo băng ngang xích nên có độ bền kéo lớn băng có chiều dài lớn, suất cao - Băng chuyển động với vận tốc không lớn công việc đưa tải lên băng dễ dàng * Nhược điểm băng ngang: - Trọng lượng băng nói chung trọng lượng truyền động lớn, kết cấu băng tương đối phức tạp, vốn đầu tư lớn Trong băng có nhiều lăn bánh đòi hỏi phải chăm sóc, bảo dưỡng thường xuyên phí cao SVTH: Hà Tiến Quân Trang: GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng ngang 45m PHẦN II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHƯƠNG I CHỌN SƠ BỘ CÁC CHI TIẾT CỦA BĂNG TẤM I Tấm lát - Chọn băng theo tiêu chuẩn  OCT 2035-54 (Bảng 7.1/TTMNC) Loại băng phẳng, không thành, có phận định hướng - Chiều rộng vận chuyển hàng đơn (CT 7.3/TTMNC) B b1  A + b1 = 700 (mm) kích thước lớn theo phương ngang haøng + Chọn A = 100 (mm) kích thước dự trữ chiều rộng  B 700  100 800(mm) - Vaäy chọn B = 800 (mm) theo OCT 588-54 (Bảng 7.3/TTMNC) II Xích kéo - Bước xích: t = 400 (mm) (Bảng 7.4/TTMNC) - Tốc đñộ băng: v = 0.2 (m/s) (Bảng 7.5/TTMNC) SVTH: Hà Tiến Quân Trang: GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng ngang 45m - Số đĩa xích: z = III Thiết bị căng băng Hàng trình thiết bị căng băng chọn 600 (mm) (Bảng 7.7/TTMNC) Chọn lực kéo thiết bị căng băng lấy theo điều kiện đảm bảo cho lực căng nhỏ xích 2000 (N) IV Máng vào tải - Kích thước máng vào tải băng theo (Bảng 7.8/TTMNC): + Chiều rộng 800 (mm) nên chọn: + Khoảng cách thành máng: Bm = 580 (mm) + Chiều dài thành máng: lm = 2000 (mm) V Ký hiệu quy ước băng Theo  OCT 2035-54 chọn băng (Bảng 7.1/TTMNC) chọn: băng tải loại phẳng khôn thành có phận dẫn hướng, chiều rộng lát 800 (mm) SVTH: Hà Tiến Quân Trang: GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng ngang 45m Ký hiệu: KH-40-  OCT 2035-54 VI Chọn phận kéo Theo  OCT 588-64 (Bảng III.12/TTMNC) chọn: Xích kiểu BK  loại II: + Bước xích: t = 400 (mm) + Khoảng cách cùng: Bt = 60 (mm) + Chiều rộng tấm: Bx = 75 (mm) + Tải trọng phá hủy là: 50 (T) + Khối lượng mét xích với bình thường: 29.6 (kg) + Có má xích chuyên dùng kiểu + Ký hiệu: Xích kéo BK  II 400-50-3-  OCT VII Chọn đóa xích (Bảng 13.2/MNC-T3) TCVN 1588-74: + Bước: t = 400 (mm) + Đường kính bạc: d1 = 50 (mm) + Chiều rộng má: Bđ = 90 (mm) SVTH: Hà Tiến Quân Trang: GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng ngang 45m + Khoảng cách má trong: Btr = 70 (mm) + Tải trọng phá hủy: Q = 70 (T) + Số đóa xích: z = + Đường kính vòng chia: d  t 400  922 o 180 180 o (mm) sin sin z + Bán kính đỉnh răng: R = t - (e + r) e: khoảng cách tâm chân răng: e 0.04 * z * Q 0.04 * * 70 1 (mm) r: bán kính chân răng: r = 0.5*d1 = 0.5*50 = 25 (mm) Do đó: R = 400 – (1 + 25) = 374 (mm) + Vòng đỉnh răng: {d >75 (mm)}: D e d   0.2 * d  25 922  0.2 * 50  25 957 (mm) + Vòng chân răng: D i d   d 922  50 872 (mm) + Chiều rộng răng: b1 = 0.9*Btr = 0.9*80 = 63 (mm) SVTH: Hà Tiến Quân Trang: GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng ngang 45m CHƯƠNG II TÍNH TOÁN SƠ BỘ BĂNG TẤM I Khối lượng hàng đơm vị chiều dài (CT 5.12/TTMNC)  q Q 120  167 (kG/m) 3.6 * v 3.6 * 0.2 II Khoảng cách hàng đặt băng: (CT 5.11/TTMNC)  th  G 200  1.2 q 167 (m) III Taûi trọng đơn vị chiều dài khối lượng phần hành trình băng (CT 7.7/TTMNC) qb = 60*B + A A = 60 chọn (Bảng 7.10/TTMNC) – lát trung bình qb = 60*0.8 + 60 = 108 (kG/m) IV Lực kéo băng (CT 7.8/TTMNC) Wo 1.05 *  Smin   *   q  q b  * L n  q b * L x q * H   Wt  Wd  + Smin: lực căng xích nhỏ điểm khỏi đóa xích truyền: Smin = S1 = 100 (kG) +  : hệ số cản chuyển động băng tấm: theo (Bảng 7.11/TTMNC):  = 0.09 + Ln: chiều dài hình chiếu ngang băng: L n L * cos  45 * cos o 45 (m) SVTH: Hà Tiến Quân Trang: GVHD: Nguyễn Văn Hùng  0 o : TKMH: Tính toán thiết kế Băng ngang 45m góc nghiêng băng + Lx = 45 (m): chiều dài hình chiếu lên phương ngang nhánh băng không tải + Wt = 0: lực cản ma sát hàng thành cố định + Wd = 0: lực cản thiết bị dở tải kiểu chặn  Wo 1.05 *  S   * L *  q  * q b   1.05 * 100  0.09 * 45 * 167  * 108  1734 (kG) SVTH: Hà Tiến Quân Trang: GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng ngang 45m CHƯƠNG III TÍNH TOÁN KIỂM TRA BĂNG TẤM I Tính toán xác định lực căng điểm đặc trưng băng theo phương pháp vòng theo chu kỳ băng Điểm S1 = Smin = 100 (kG) Điểm S2 = S1 +Wk Wk: lực cản đoạn không tải: (CT 5.20/TTMNC) Wk q b * L *  108 * 45 * 0.09 437 (kG) S2 = 100 + 437 = 537 (kG) Điểm S3 = S2 + Wq + Wq: lực cản đóa xích căng băng (CT 5.23/TTMNC) Wq = Sr*(kq - 1) = S2*(kq - 1) kq = 1.05: hệ số tăng lực căng phận kéo lực cản chi tiết quay góc ôm phận kéo tang  180 o S3 = 537*(1.05 -1) = 564 (kG Điểm S4 = S3 + Wh Wh: lực cản đoạn băng chứa tải: (CT 5.17/TTMNC) Wh  q  q b  *   * L n H   q  q b  *  * L = (167+108)*0.9*45 = 1114 (kG)  S 564  1114 1678 (kG) SVTH: Hà Tiến Quân Trang: GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng ngang 45m Giá trị xác lực kéo baêng Wo = S4 – S1 = 1678 -100 = 1578 (kG) II Tính toán xác phận kéo kiểm tra xích Lực cản tónh lớn xích (CT 7.11/TTMNC) Smax = 1.05* (Smin + Wo) = 1.05*(100 + 1578) = 1762 (kG) Tải trọng động xích (CT 7.12/TTMNC) 60 * v * L Sñ = z * t * g * (q  k * q b ) k = 1.5: hệ số quy đổi khối lượng 60 * 0.2 * 45 * (167  1.5 *108) 185 (kG) Sđ = * 0.4 * 9.81 Lực căng tính toán phận kéo (CT 7.13/TTMNC) Stt = Smax + Sñ = 1762 + 185 = 1947 (kG) Lực căng tính toán xích (CT 7.14/TTMNC) dùng xích kéo 0.6*Stt = 0.6*1947 = 1168 (kG) S1  tt Tải trọng phá hỏng xích (CT 7.15/TTMNC) Sñt = k* S tt k = 8: hệ số dự trữ độ bền xích  Sñt = 8*1168 = 9344 (kG) = 9.3 (T) < 50 (T) Vậy xích làm việc an toàn III Tính chọn động Công suất trục truyền động băng SVTH: Hà Tiến Quân Trang: 10 GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng ngang 45m (CT 7.10/TTMNC) No  Q o * v 1578 * 0.2  3.09 (kW) 102 102 Công suất cần thiết động (CT 6.15/TTMNC) N k * No  + k = 1.2: hệ số dự trữ +  = 0.94: hiệu suất truyền từ động đến trục truyền động theo (Bảng 5.1/TTMNC) 1.2 * 3.09  N 3.94 0.94 (kW) Chọn động Theo (Bảng III19.2/TTMNC) Chọn động không đồng loại A02-51-8: + Công suất định mức trục: (kW) + Tốc độ quay trục: 720 (vg/ph) + Hiệu suất: 84% + Khối lượng động điện: 90 (kg) + Đường kính trục ra: d = 26 (mm) SVTH: Hà Tiến Quân Trang: 11 GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng ngang 45m IV Tốc độ quay trục truyền động băng (CT 7.16/TTMNC) nt  60 * v 60 * 0.2  4 z*t * 0.4 (vg/ph) V Tỷ số truyền cần thiết trục động trục truyền động (CT 6.17/TTMNC) i n 720  180 nt VI Tính chọn hộp giảm tốc i = 180 nên dựa vào (Bảng III.27/TTMNC) chọn hộp giảm tốc bánh nón trụ ba cấp đặt ngang K  -750 có: + Tỉ số truyền: i = 182 + Công suất trục quay nhanh: NN = 4.2 (kW) + Mô men lớn cho phép thời gian ngắn trục quay chậm: Mmax = 3000 (kG) + Tốc độ quay trục quay nhanh: nN = 1000 (vg/ph) + Hiệu suất: 0.94 VII Tốc độ phần hành trình SVTH: Hà Tiến Quân Trang: 12 GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng ngang 45m (CT 7.17/TTMNC) v  z * t * n * 0.4 * 720  0.19 60 * i 60 *182 (vg/ph) VIII Lực phận kéo thời gian khởi động (CT 6.23/TTMNC) Skđ = 102 * N k *  * k M  Sr v + Nk = (kW): công suất động +  0.94 : hiệu suất tính toán + kM = 1.3: hệ số mômen khởi động mômen động + Sr = S1: lực căng nhánh dây băng khỏi đóa xích  Skñ = 102 * * 0.94 *1.3  100 2724 0.19 (kG) IX Kiểm tra độ bền xích kéo thời gian khởi động (CT 7.20/TTMNC) S1kđ 1.5 * {S} + {S}: tải trọng cho phép xích: (CT 7.21/TTMNC) {S} = S dt 50  6.25 k nên 1.5*{S} = 1.5*6.25 = 9.38 (T) mà S1kđ = 0.6*Skñ = 0.6*2724 = 1634 (kG) = 1.63 (T) < 9.38 (T) SVTH: Hà Tiến Quân Trang: 13 GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng ngang 45m X Tính chọn khớp Tính chọn khớp trục động với trục vào hộp giảm tốc (CT 9.1/TKCTM) M t k * M x 9.55 *10 * k*N n + k: hệ số tải trọng động chọn theo (Bảng 9-1/TKCTM): k = 1.2 + N = (kW): công suất động + n = 720 (vg/ph): tốc độ quay động  M t 9.55 *10 * 1.2 * 63667 720 (Nmm) = 6.37 (kGm) Theo (Bảng 9-2/TKCTM) chọn thông số: theo d = 26 (mm) D = 140 (mm) Do = 85 (mm) l = 80 (mm) SVTH: Hà Tiến Quân Trang: 14 GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng ngang 45m S = 24 bu lông cỡ M10x4 Khối lượng nối trục: 2.6 (kg) Vật liệu thép đúc 35  Tính chọn khớp trục hộp giảm tốc với trục đóa xích (CT 9.1/TKCTM) M t i * M t 182 * 6.37 1159.34 (kGm) Theo (Baûng 9-2/TKCTM) chọn thông số: d = 110 (mm) D = 230 (mm) Do = 160 (mm) l = 170 (mm) S = 24 bu lông cỡ M10x4 Khối lượng nối trục: 5.8 (kg) Vật liệu thép đúc 35  XI Tính toán trục kiểm tra trục đóa xích truyền động Tính đường kính trục Đóa xích lắp trục then, trục vừa chịu uốn tải trọng từ lực kéo xích, vừa chịu uốn tải trọng từ lực kéo xích, vừa chịu xoắn trình truyền mômen quay từ hộp giảm tốc qua đóa xích Ta đưa dầm đơn giản đặt hai gối tựa hai ổ đỡ trục đóa xích Hai vị trí đặt lực tập trung chỗ lắp ma đóa xích với trục + Tính phản lực gối: RA = RB = S1kñ = 1634 (kG) = 16340 (N) + Mômen uốn cực đại: Mu = RA*200 = 16340*200 = 3268000 (Nmm) SVTH: Hà Tiến Quân Trang: 15 GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng ngang 45m + Mômen xoắn cực đại: N 6 Mx = k * 9.55 *10 * n 182 * 9.55 *10 * 720 9656111 (Nmm) + Tính sơ đường kính trục tiết diện nguy hiểm: (CT 10.15/CSTKM) d 3 M 0.1 *   + M tính theo (CT 10.14/CSTKM) M  M 2u  0.75 * M 2x  3268000  0.75 * 96561112 8978317 SVTH: Hà Tiến Quân (Nmm) Trang: 16 GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng ngang 45m +   = 70 (N/mm2): ứng suất cho phép chọn (Bảng 10.1/CSTKM) thép 40 Cr  d 3 8978317 108 0.1 * 70 (mm) Choïn d = 110 (mm) theo tiêu chuẩn Tính kiểm tra trục tiết diện chịu tải lớn có ứng suất tập trung Theo (CT 7.5/TKCTM) n n *n n 2  n 2 n Theo (CT 7.6/TKCTM) n   k  * a   * m  * Theo (CT 7.7/TKCTM) n   k  * a    * m  * Tra (Bảng 7.1/TKCTM): Mômen cản uốn: W = 172700 (mm2) Mômen cản xoắn: Wo = 36400 (mm2) Vì truyền làm việc chiều, ứng suất uốn biến đổi theo chu kỳ đối xứng:  a  max    M u 3268000  18.92 (N/mm2) W 172700  m 0 Vì ứng suất xoắn biến đổi theo chu kỳ đối xứng mạch động:  a  m   max Mx 9656111   13.26 (N/mm2) 2 * Wo * 364000 Giới hạn mỏi uốn xoắn ứng với chu kỳ đối xứng: SVTH: Hà Tiến Quân Trang: 17 GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng ngang 45m   0.5 *  b 0.5 * 600 300 (N/mm2)   0.3 *  b 0.5 * 600 180 (N/mm2) Hệ số xét đến ảnh hưởng trị số ứng suất trung bình đến sức bền mỏi:      0.05 Heä số tăng độ bền:  1 Tra (Bảng 7.4/TKCTM)   0.67   0.55 Tra (Baûng 7.8/TKCTM) k  1.63 k  1.5 Tỷ số: k  1.63  2.4  0.67 k 1.5  2.7  0.55 Do tính được: n  22.7 n    n 2.8   n  2.5 Vaäy đường kính trục d = 110 (mm) thỏa mãn điều kiện bền XII Chọn then kiểm tra độ bền then Để cố định xích theo phương tiếp tuyến, nói cách khác để truyền mômen chuyển động từ trục đến đóa xích ngược lại ta dùng then SVTH: Hà Tiến Quân Trang: 18 GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng ngang 45m Chọn then đầu Theo (Phụ lục 13.1/BTCTM): chọn then dựa vào đường kính trục thông số then sau: + d = 110 (mm), chọn: b = 28(mm), h = 20 (mm) Chiều dài cuûa then: l = 0.8*lm = 0.8*1.5*d = 0.8*1.5*110 = 132 (mm) Kiểm nghiệm then Kiểm nghiệm then theo sức bền dập (CT 7.11/TKCTM) d  2* Mx * 9656111  d * k * l 110 * 9.5 * 132 = 140 (N/mm2) <   d 200 (N/mm2) (Bảng 7.22/TKCTM) Kiểm nghiệm sức bền cắt: c  2* Mx * 9656111  d * b * l 110 * 28 * 132 = 47 (N/mm2) <   c 54 (N/mm2) Vậy then chọn thỏa mãn điều kiện XIII Chọn ổ đở chặn Theo (Phụ lục 9.3/BTCTM) chọn ổ đỡ chặn có thông soá sau: d = 110 (mm) D = 240 (mm) B = 50 (mm) T = 50 (mm) r = (mm) SVTH: Hà Tiến Quân Trang: 19 GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng ngang 45m MỤC LỤC PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BĂNG TẤM NGANG PHẦN II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHƯƠNG I CHỌN SƠ BỘ CÁC CHI TIẾT CỦA BĂNG TẤM I Tấm lát .3 II Xích kéo III Thiết bị căng băng IV Máng vào taûi V Ký hiệu quy ước băng VI Chọn phận kéo VII Chọn đóa xích CHƯƠNG II TÍNH TOÁN SƠ BỘ BĂNG TẤM I Khối lượng hàng đơm vị chiều dài II Khoảng cách hàng đặt băng: III Tải trọng đv chiều dài khối lượng phần hành trình băng IV Lực kéo băng CHƯƠNG III TÍNH TOÁN KIỂM TRA BĂNG TẤM I Tính toán xđ lực căng theo phương pháp vòng theo chu kỳ băng .9 Điểm Điểm Ñieåm Điểm Giá trị xác lực kéo băng 10 II Tính toán xác phận kéo kiểm tra xích 10 SVTH: Hà Tiến Quân Trang: 20 ... Tính toán thiết kế Băng ngang 45m PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BĂNG TẤM NGANG - Băng loại máy vận chuyển liên tục với phận kéo xích có gắn lát tạo thành bàn nâng tải Lực cản băng nhỏ - Băng sử dụng... Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng ngang 45m MỤC LỤC PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BĂNG TẤM NGANG PHẦN II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHƯƠNG I CHỌN SƠ BỘ CÁC CHI TIẾT CỦA BĂNG TẤM I Tấm lát .3... Tính toán thiết kế Băng ngang 45m PHẦN II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHƯƠNG I CHỌN SƠ BỘ CÁC CHI TIẾT CỦA BĂNG TẤM I Tấm lát - Chọn băng theo tiêu chuẩn  OCT 2035-54 (Bảng 7.1/TTMNC) Loại băng phẳng,