Thiết kế trạm dẫn động băng tải

Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Thiết kế trạm dẫn động băng tải

Thuyt Minh n Chi Tit Mỏy B Mụn C S Thit K Mỏy NHậN XéT CủA GIáO VIÊNSinh viên: Nguyễn Bá Học Lớp K41 CCM4 - ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp 1 Thuyt Minh n Chi Tit Mỏy B Mụn C S Thit K Mỏy Lời nói đầu Đất nớc ta đang trên con đờng Công Nghiệp Hoá - Hiện Đại Hoá theo định hớng XHCN trong đó ngành công nghiệp đang đóng một vai trò rất quan trọng. Các hệ thống máy móc ngày càng trở nên phổ biến và từng bớc thay thế sức lao động của con ngời. Để tạo ra đợc và làm chủ những máy móc nh thế đòi hỏi mỗi chúng ta phải tìm tòi nghiên cứu rất nhiều. Là sinh viên khoa: Cơ Khí Chế Tạo Máy em thấy đợc tầm quan trọng của những kiến thức mà mình đợc tiếp thu từ thầy cô.Việc thiết kế đồ án hoặc hoàn thành bài tập dài là một công việc rất quan trọng trong quá trình học tập bởi nó giúp cho ngời sinh viên nắm bắt và đúc kết đợc những kiến thức cơ bản của môn học. Môn học Chi tiết máy là một môn khoa học cơ sở nghiên cứu về phơng pháp tính toán và thiết kế các chi tiết máy có công dụng chung từ đó giúp sinh viên có những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phơng pháp tính toán thiết kế các chi tiết máy làm cơ sở để vận dụng vào việc thiết kế máy, vì vậy Thiết Kế Đồ án Môn Học Chi Tiết Máy là công việc quan trọng và rất cần thiết . Đề tài thiết kế của em đợc thầy: TS. Nguyễn Văn Dự giao cho là thiết kế trạm dẫn động băng tải. Với những kiến thức đã học trên lớp, các tài liệu tham khảo cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo, sự đóng góp trao đổi xây dựng của các bạn em đã hoàn thành đợc đồ án này. Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế cha nhiều nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy, cô trong bộ môn Cơ Sở Thiết Kế Máy để đồ án của em đợc hoàn thiện hơn cũng nh kiến thức về môn học này. Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong bộ môn đã tận tình giúp đỡ em đặc biệt là thầy TS. Nguyễn Văn Dự. Thái Nguyên, ngày tháng năm 2008 Sinh viên Nguyễn Bá HọcSinh viên: Nguyễn Bá Học Lớp K41 CCM4 - ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp 2 Thuyt Minh n Chi Tit Mỏy B Mụn C S Thit K Mỏy TàI LIệU THAM KHảO [I]. Tính toán Thiết kế hệ dẫn động cơ khí Tập ITrịnh Chất - Lê Văn Uyển. Nhà xuất bản giáo dục 2005[II]. Tính toán Thiết kế hệ dẫn động cơ khí Tập IITrịnh Chất - Lê Văn Uyển. Nhà xuất bản giáo dục 2001[III]. CHI TIếT MáY TậP 1, 2.Nguyễn Trọng Hiệp - Nhà xuất bản Giáo dục - 2006 [IV]. Tập bản vẽ chi tiết máy Nguyễn Bá Dơng - Nguyễn Văn Lẫm - Hoàng Văn Ngọc - Lê Đắc Phong. Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp - 1978Sinh viên: Nguyễn Bá Học Lớp K41 CCM4 - ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp 3 Thuyt Minh n Chi Tit Mỏy B Mụn C S Thit K Mỏy Đồ áN môn học Chi tiết máyPhần I: Tính toán động học hệ dẫn động cơ khíI. Chọn động cơ điện1. Chọn kiểu, loại động cơĐây là trạm dẫn động băng tải nên ta chọn động cơ: 3 pha không đồng bộ roto lồng sóc, do nó có nhiều u điểm cơ bản sau:- Kết cấu đơn giản, giá thành thấp.- Dễ bảo quản và làm việc tin cậy.2. Chọn công suất động cơCông suất của động cơ đợc chọn theo điều kiện nhiệt độ, đảm bảo cho khi động cơ làm việc nhiệt độ sinh ra không quá mức cho phép. Muốn vậy, điều kiện sau phải thoả m n:ãdc dcdm dtP P(KW)Trong đó: dcdmP - công suất định mức của động cơ. dcdmP - công suất đẳng trị trên trục động cơ.Do ở đây tải trọng là không đổi nên:ctdc dclvdt lvPP P= =Với: dclvP- công suất làm việc danh nghĩa trên trục động cơ ctlvP- Giá trị công suất làm việc danh nghĩa trên trục công tác:3 3.4750.0,653,087510 10cttlvF VP= = = (KW)Ft lực vòng trên trục công tác (N);V vận tốc vòng của băng tải (m/s). - hiệu suất chung của toàn hệ thống.Theo bảng 2.3: Trị số hiệu suất của các bộ truyền và ổ (tài liệu: Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí Tập 1 Trịnh Chất & Lê Văn Uyển NXB Giáo Dục) [I] ta chọn:1k=; 0,99ol=; 0,96brc=; 0,97brt=; 0,92x=Vậy ta có: 4 4. . . . 1.0,99 .0,96.0,97.0,92 0,8230k ol brc brt x = = =Suy ra, công suất làm việc danh nghĩa trên trục động cơ:Sinh viên: Nguyễn Bá Học Lớp K41 CCM4 - ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp 4PPPtSơ đồ tải trọng Kbd = 1,5 Thuyt Minh n Chi Tit Mỏy B Mụn C S Thit K Mỏy 3,08753,75150,8230ctdclvlvPP= = = (KW)Vậy suy ra: 3,7515dc dcdm dtP P = (KW)3. Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ nđbSố vòng quay đồng bộ đợc chọn sao cho:Tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống: dbsbctnUn= nằm trong khoảng tỉ số truyền nên dùng (tra bảng 2.4 (I)): sb ndU UTrong đó: nct số vòng quay của trục công tác.Đây là hệ dẫn động băng tải nên:3 360.10 . 60.10 .0,6582,80253,14.150ctVnD= = =(v/ph)Trong đó: D - đờng kính tang dẫn của băng tải (mm) V - vận tốc vòng của băng tải (m/s)Tỉ số truyển nên dùng của cả hệ thống phải bao gồm cả khoảng tỉ số truyền nên dùng của hộp giảm tốc và khoảng tỉ số truyền nên dùng của bộ truyền ngoài hộp X C Tnd nd ndU U U== (1,5 ữ 5).(8 ữ 31,5) = 12 ữ 157,5Chọn sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ: nđb = 1500 (v/ph).Suy ra: 150018,115482,8025sbU= =. Giá trị này thoả m n ãsb ndU UVậy ta chọn đợc số vòng quay đồng bộ của động cơ là: nđb = 1500 (v/ph).4. Chọn động cơQua các bớc trên ta đ xác định đã ợc: 3,75151500 /dcdmdbP KWn v ph=Động cơ đợc chọn phải có công suất và số vòng quay sơ bộ thoả m nã những điều kiện trên.Căn cứ vào những điều kiện trên tra bảng phụ lục P1.1; P1.2: P1.3: Các thông số kỹ thuật của động cơ, ta chọn động cơ 4A100L4Y3. Bảng các thông số kỹ thuật của động cơ này.Sinh viên: Nguyễn Bá Học Lớp K41 CCM4 - ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp 5Kiểu động cơCông suất KWVận tốc quay (v/ph)Cos%maxdnTTkdnTT4A100L4Y3 4,0 1420 0,84 84 2,2 2,0 4312Ft56Thuyt Minh n Chi Tit Mỏy B Mụn C S Thit K Mỏy 5. Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơa. Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơKhi khởi động, động cơ cần sinh ra một công suất mở máy đủ lớn để thắng sức ỳ của hệ thống. Vậy:dc dcmm bdP P(KW)Trong đó: Pmmdc Công suất mở máy của động cơ dc dcmm mm dmP K P= kmmdnTKT= - Hệ số mở máy của động cơ Pbddc Công suất ban đầu trên trục động cơ Kbd Hệ số cản ban đầu (sơ đồ tải trọng)Từ các công thức trên ta tính đợc:. . 2.4 8dc dc dckmm mm dm dmdnTP K P P KWT= = = =. 3,7515.1,5 5,6273dc dcbd lv bdP P K KW= = =Ta thấy: dc dcmm bdP P>. Vậy động cơ đ chọn thoả m n điều kiện mở máy.ã ãb. Kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơNhìn vào sơ đồ tải trọng ta thấy tính chất tải trọng là không đổi nên ta không cần kiểm tra quá tải cho động cơ.II. Phân phối tỉ số truyềnTỉ số truyền chung của toàn hệ thống: 142017,149282,8025dcctnun= = =Trong đó: ndc số vòng quay của động cơ đ chọn (v/ph)ã nct - số vòng quay của trục công tác (v/ph)Ta có: . .ng h x hu u u u u= =Với: ung tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp uh tỉ số truyền của hộp giảm tốc uh = u1.u2 u1, u2 tỉ số truyền của các bộ truyền cấp nhanh và cấp chậm1. Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài hộpHệ dẫn động gồm hộp giảm tốc hai cấp bánh răng nối với 1 bộ truyền ngoài hộp.Nên ung = (0,1 ữ 0,15)uhSinh viên: Nguyễn Bá Học Lớp K41 CCM4 - ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp 6 Thuyt Minh n Chi Tit Mỏy B Mụn C S Thit K Mỏy (0,1 0,15) (0,1 0,15).17,1492 1,3095 1,6039ngu u= ữ = ữ = ữKết hợp với bảng 2.4: Tỉ số truyền nên dùng [I] ta chọn:ung = ux = 1,5 17,149211,43281,5hngnun= = =2. Tỉ số truyền của các bộ truyền trong hộp giảm tốcuh = u1.u2Với hộp giảm tốc bánh răng côn trụ 2 cấp, để nhận đợc chiều cao hộp giảm tốc nhỏ nhất có thể tra tỉ số truyền bộ truyền bánh răng cấp nhanh u1 theo đồ thị: Hình 3.21 [I], tơng đơng với việc tính theo công thức: Tỉ số truyền của cập chậm (tỉ số truyền của bánh răng trụ)2322.1,073(1 0,5 )ba hbe beuuk kTrong đó: kbe hệ số chiều rộng vành răng bánh răng côn (kbe = 0,25 ữ 0,3) 2ba - hệ số chiều rộng bánh răng trụ (20,3 0,4ba= ữ)Chọn kbe = 0,3 và 20,4ba=, ta có: 3321,32 1,32 8,5746 2,7018hu u = = Tỉ số truyền của cấp nhanh (tỉ số truyền của bánh răng côn)1211,43284,23152,7018huuu= = =III. Xác định các thông số trên các trục1. Tính tốc độ quay của các trục (v/ph)- Tốc độ quay của trục I:142014201dcIknnu= = = (v/ph)- Tốc độ quay của trục II:11420335,57454,2315IIInnu= = =(v/ph)- Tốc độ quay của trục III:2335,5745124,20402,7018IIIIInnu= = =(v/ph)- Tốc độ quay của trục IV:124,204082,80271,5IIIIVxnnu= = =(v/ph)2. Tính công suất trên các trục (KW)- Công suất danh nghĩa trên trục động cơ: ( )3,7515ctdclvlvPP KW= =- Công suất danh nghĩa trên trục I:. . 3,7515.1.0,99 3,7140dcI lv k olP P = = = (KW)- Công suất danh nghĩa trên trục II:Sinh viên: Nguyễn Bá Học Lớp K41 CCM4 - ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp 7 Thuyt Minh n Chi Tit Mỏy B Mụn C S Thit K Mỏy . . 3,7140.0,96.0,99 3,5298II I I II olP P = = = (KW)- Công suất danh nghĩa trên trục III:. . 3,5298.0,97.0,99 3,3896III II II III olP P = = = (KW)- Công suất danh nghĩa trên trục IV:. . 3,3896.0,92.0,99 3,0872IV III III IV olP P = = = (KW)3. Tính mômen xoắn trên các trục (Nmm)- Mômen xoắn trên trục động cơ:669,55.10 .9,55.10 .3,751525230,15851420dcdcdcPTn= = =(Nmm)- Mômen xoắn trên trục I:669,55.10 . 9,55.10 .3,714024977,95771420IIIPTn= = =(Nmm)- Mômen xoắn trên trục II:669,55.10 . 9,55.10 .3,5298100453,3718335,5745IIIIIIPTn= = =(Nmm)- Mômen xoắn trên trục III:669,55.10 . 9,55.10 .3,3896260625,1006124,2040IIIIIIIIIPTn= = =(Nmm)- Mômen xoắn trên trục IV:669,55.10 .9,55.10 .3,0872356060,370082,8027IVIVIVPTn= = =(Nmm)4. Lập bảng số liệu tính toán: Thông số TrụcTốc độ quay (v/ph)Tỉ số truyềnCông suất (KW)Mômen xoắn (Nmm)Sinh viên: Nguyễn Bá Học Lớp K41 CCM4 - ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp 8 Thuyt Minh n Chi Tit Mỏy B Mụn C S Thit K Mỏy Trục động cơ 1420Trục I 142013,7515 25230,15853,7140 24977,9577Trục II 335,57454,23153,5298 100453,3718Trục III 124,20402,70183,3896 260625,1006Trục IV 82,80271,53,0872 356060,3700Phn II: Tớnh toỏn thit k cỏc chi tit truyn ngI. Tớnh toỏn thit k cỏc b truyn trong hp1. Chn vt liu cp bỏnh rng cụn v cp bỏnh rng trSinh viên: Nguyễn Bá Học Lớp K41 CCM4 - ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp 9 Thuyt Minh n Chi Tit Mỏy B Mụn C S Thit K Mỏy - Do hp gim tc ta ang thit k cú cụng sut trung bỡnh, nờn chn vt liu nhúm I cú cng HB < 350 ch to bỏnh rng.- ng thi tng kh nng chy mũn ca rng,nờn nhit luyn bỏnh rng ln t rn thp hn rn bỏnh rng nh t 10 n 15 n v cng.( )1 210 15H H HB + ữ- Da vo bng 6.1, [I]: C tớnh ca mt s vt liu ch to bỏnh rng, ta chn: Cp bỏnh rng cụn:Loi bỏnh Nhit luyn rnGii hn bn b(MPa)Gii hn chy ch(MPa)Bỏnh nhThộp 45 tụi ci thinHB 241285 850 580Bỏnh lnThộp 45 tụi ci thinHB 192240 750 450 Cp bỏnh rng tr: Loi bỏnh Nhit luyn rnGii hn bn b(MPa)Gii hn chy ch(MPa)Bỏnh nhThộp 45 tụi ci thinHB 192240 750 450Bỏnh lnThộp 45thng húaHB 170217 600 3402. Xỏc nh ng sut cho phộpng sut tip xỳc cho phộp [ ]H v ng sut un cho phộp xỏc nh theo cỏc cụng thc sau:lim[ ]oHH R V XH HLHZ Z K KS=(1)lim[ ]oFF R S XF FC FLFY Z K K KS=(2)Trong ú: ZR H s xột n nhỏm mt rng lm vic. ZV H s xột n nh hng ca vn tc vũng. KXH - H s xột n nh hng ca kớch thc bỏnh rng. YR - H s xột n nh hng ca nhỏm mt ln chõn rng. YS - H s xột n nhy ca vt liu vi tp trung ng sut. KXF - H s xột n kớch thc bỏnh rng nh hng n bn un.Chn s b: 1R V XHZ Z K = v 1R S XFY Z K = nờn cỏc cụng thc (1), (2) tr thnh:lim[ ]oHH HLHKS=(3)Sinh viên: Nguyễn Bá Học Lớp K41 CCM4 - ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp 10 . máyPhần I: Tính toán động học hệ dẫn động cơ khíI. Chọn động cơ điện1. Chọn kiểu, loại động cơĐây là trạm dẫn động băng tải nên ta chọn động cơ: 3 pha không. trọng và rất cần thiết . Đề tài thiết kế của em đợc thầy: TS. Nguyễn Văn Dự giao cho là thiết kế trạm dẫn động băng tải. Với những kiến thức đã học trên