Tính toán băng vít

Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Tính toán băng vít

SVTH:Trương Công Hiển GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng TÍNH TOÁN BĂNG VÍTCHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ BĂNG VÍT 1.1. Giới thiệuBăng vít là loại máy vận chuyển liên tục, không có bộ phận kéo. Bộ phân công tác của băng vít là vít cánh xoắn chuyển động quay trong vỏ kín có tiết diện phía dưới hình bán nguyệt. Khi vít chuyển động cánh xoắn đẩy vật liệu di chuyển trong vỏ, băng vít thường được dùng vận chuyển hàng rời, hàng vật liệu cục nhỏ, vật liệu dính ướt, phôi thép trong nhà máy ximăng, xí nghiệp chế tạo vật liệu xây dựng.Băng vít có những ưu điểm khi sử dụng:- Vật liệu vận chuyển trong băng kín nên có thể vào tải và dỡ tải ở các tải trung gian, không gây ô nhiễm môi trường khi vận chuyển.- Không tổn thất và rơi rải khi vận chuyển vật liệu.- An toàn khi sử dụng và thuận lơi khi vận chuyển các loại vật liệu nóng, sắt cạnhTuy nhiên bên cạnh những ưu điểm trên khi sử dụng băng vít cũng tồn tại những nhược điểm như băng vít sẽ nghiền nát một phần vật liệu khi vận chuyển khi vận chuyển hàng nóng và sắt cạnh thì cánh xoắn và máng vít nhanh chóng mòn, tiêu hao năng lượng lớn.v 1.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc: Cấu tạo:1. Ổ đỡ cuối trục vít2. nắp kiểm tra3. Cửa vào tải4. Ổ đỡ đầu trục5. Khớp nối răng.6. Khớp nối vòng đàn hồi7. Động cơ điện.A02-62-68. Hộp giảm tốc9. Nối trục trung gian.1 SVTH:Trương Công Hiển GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng 10. Nắp máng vít.11. Cửa dỡ tải.12. Máng vít. 13.Trục vít14.Cánh vít15.Hệ thống trục đỡ Nguyên lý làm việc:Khi băng vít vận chuyển vật liệu di chuyển trong máng hình bán nguyệt, vật liệu được dẫn động nhờ động cơ điện (1) truyền mô men xoắn qua khớp nối (2) qua hộp giảm tốc (3) và truyền mô men xoắn qua khớp nối (4) làm quay trục vít (10) đẩy vật liệu từ cửa vào tải (6) chuyển động trong máng (7) vật liệu chuyển động trong máng không bám vào cánh xoắn (8) mà chuyển động nhờ trọng lượng của nó và lực ma sát giữa vật liệu và thành máng. Đồng thời với tác dụng của lực li tâm, khi vật liệu quay theo trục vít thì lực ma sát làm ngăn cản vật liệu lọt vào bề mặt trục vít và di chuyển theo bề mặt trục vít. ƠÛ 2 đầu trục vít bố trí 2 ổ đỡ (5 ) và (11), nếu chiều dài vận lớn thì thông thường cứ 3 mét có bố trí ổ trung gian (9).CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN BĂNG VÍT 2.1. Thông số cơ bản của Băng Vít cần thiết kế.Băng vít nghiêng vận chuyển vật liệu xây dựng vụn.- Năng suất : 35 T/ h.- Chiều dài vận chuyển : 27 m- Gốc nghiêng °= 10ββ 2.2. Đường kính cần thiết của vít tải p dụng công thức (9.3), trang 152, tài liệu TTMNC(2.1)Trong đó :- Q : Năng suất tính toán : Q = 35 T/ h.- E : Tỷ số giữa bước vít và đường kính vít E =0.823βE.nQ0,275Dγψκ= SVTH:Trương Công Hiển GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng Vì băng vít thiết kế vận chuyển vật liệu xây dựng vụnâ nên chọn E đối với vật liệu chiu mài mòn.- n :Tốc độ quay băng vít .Sơ bộ chọn n theo bảng (9.2), trang 150, tài liệu tính toán máy nâng chuyển.[ TTMNC ]n = 30 vòng/ ph.Sau đó kiểm tra theo công thức (9.2), trang 152, tài liệu [TTMNC] phù hợp với 65ΓOCT2037 − về vận chuyển hàng rời nhỏ -γ : Khối lượng riêng của vật liệu xây dựng vụn Tra bảng 4.1 , trang 88, tài liệu [TTMNC] chọn 1,4T/hγ = - βK: Hệ số giảm năng suất do độ nghiêng của băng với phương ngang Vì băng vít nằm nghiêng tra bảng 9.5, trang 151, tài liệu [TTMNC] chọn 0,8Kβ=.Vậy )(6008125.1,4.0,0.,8.35.0,350,275D3m== (2.2)Theo tiêu chuẩn về đường kính và bước vít của 65ΓOCT2037 −,tra bảng (9.1), trang 150, tài liệu [TTMNC] chọn: - Đường kính vít : D = 600 mm. - Bước vít : S = 500 mm.Kích thước của máng: theo bảng (9.1) trang 150 , tài liệu [TTMNC] chọn- Chiều rộng máng : 650 mm.- Chiều sâu máng : 700 mm.- Chiều dài tấm : 6mm.4 ÷÷ 2.3. Kiểm tra tốc độ quay của vít tảiTốc độ quay lớn nhất cho phép của vít tải :Theo công thức (9.2), trang 152, tài liệu [TTMNC].ta có :DAn =( vòng/ phút). (2.3)Trong đó : - A: hệ số phụ thuộc vật liệu .3 SVTH:Trương Công Hiển GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng Trabảng (9.3) , trang 151, tài liệu [TTMNC] với vật liệu xây xựng vụn : A = 30- D : đường kính trục vít : D = 600 mm. 38,70,630nmax==⇒(vòng/ phút )Thoả mãn điều kiện làm việc : chonmaxnn ≥⇒ Năng suất thực của băng Qt=47.D2.Sψntγkß Qt=47.0.62.0,5.0,12.5.30.0,8 =35,5 %10%4,1%100 <=−QQQtchấp nhận đượcc 2.4 . Năng suất trên trục vít để băng làm việcTheo công thức ( 9.4), trang 152, tài liệu [TTMNC] ( )bnbn0.v L0,02.k.qH.L367QNϖϖ++= (KW) Trong đó :- Q : Năng suất vận chuyển : Q = 35 T/ h.- Ln : Chiềi dài vận chuyển theo phương ngang của băng Ln= 27m-ϖ : Hệ số cản chuyển động cua3 hàng trong băng vít Tra bảng 9.3 , trang 151, tài liệu [TTMNC ] ϖ= 4,0 - H : Chiều cao vận chuyển H = Ln tagα=27tag100- K : Hệ số tính đến đặc tính chuyển động của vít. k = 0,2 -bq: Tải trọng trên một đơn vò chiều dài do khối lượng phần quay của băng 80.Dqb≈Với đường kính băng vít: D = 600 mm :KG/m. 480,6.80qb==⇒- Tốc độ vận chuyển dọc trục vít của hàng:Theo công thức (9.5), trang 153, tài liệu [TTMNC] 4 SVTH:Trương Công Hiển GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng 0,25(m/s)600,5.3060s.nv=== (2.5)Với Bước vít : s = 0,5 m Tốc độ quay của vít: n =30 v/ph. 10,7(kw)0,018.27.0,25.0,02.0,2.4)27.tg10(27.436735N0=+°+=⇒⇒ 2.5. Tính toán chọn động cơ điện:Công suất động cơ để truyền động băngTheo công thức (6.15), trang 119, tài liệu [1] ηkNN0dc×= (2.6)Trong đó: No : Công suất trên trục vít để băng vít làm việc No= 10,7 kw. K : Hệ số dự công suất: k = 35,11,1 ÷ chọn K=1,15 η : Hiệu suất của bộ truyền hộp giảm tốchai cấp ổ lănTheo bảng 5.1, trang 104, tài liệu [TTMNC] với giả thuyết 96,0=η KW 310,9610,7.1,15Ndc==⇒Dựa vào công suất động cơ, tra bảng (III .19.2), trang 199, tài liệu[TTMNC] chọn động cơ điện không đồng bộ 3 pha A02-62-6 có các thông số kỹ thuật như sau:- Công suất đònh mức trên trục: Nđc= 13 KW- Tốc độ quay của trục: n = 965 v/ ph.- Hiệu suất : 88%.- Khối lượng động cơ điện : 155 kg.5 SVTH:Trương Công Hiển GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng  Thông số kích thước của động cơ điện:Kiểu động cơ b 2C 2C2d h t1A02-62-6 12 318 228 48 200 51,5L B1B4B5H L8l608 393 313 213 461 133 1101 2.7. Chọn hộp giảm tốc:Dựa vào tỉ số truyền giữa trục động cơ và trục vít ta chọn hộp giảm tốc.Theo công thức (6.17), trang 120 , tài liệu [TTMNC] : 32,230965nnidc=== (2.7)Trong đó :- Tốc độ quay của trục động cơ: n đc = 965 vòng/ phút.- Tốc độ quay của trục vít: n = 30 vòng/ phút.- Căn cứ vào tỉ số truyền và công suất động cơ13kwN v/ph965n32,2idcdc===-Từ bảng III -22-3 trang 216 tài liệu(TTMNC) ta chọn hộp giảm tốc π2-300 có:• Tỷ sốtruyền ip=32,42• Công suất trên trục quoay nhanh:P=14,6 KW6 SVTH:Trương Công Hiển GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng Thông số kích thước :Kiểu HGTa aτg B1B2B3A1π2-300250 125 175 35 300 202 342 350Lỗ lắp bu lông trên nềnL H H0H1L L1255 362 90 95 620 475d (mm) Số lượngL5L6L7L8L10L11 26 4287 280 300 165 215 909 2.8.Tính toán trục vít :2.8.1. Các tải trọng tác dụng lên trục vít:2.8.1.1. Mômen xoắn trên trục vít:7 SVTH:Trương Công Hiển GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng Theo công thức (9.8), trang 154, tài liệu [TTMNC]:Mô men xoắn trên trục vít: nN975M00= ( KG.m) (2.8)Trong đó : - No : Công suất trên trục vít để băng làm việc N0 = 13 kw.- n : Tốc độ quay của trục vít: n = 30 vòng/ phút.4233013975M0==⇒ (kG.m).2.8.1.2. Lực dọc trục vít :Theo công thức (9.9), trang 154, tài liệu [1]:Lực dọc trục vít: ( )βαk.D.tg2MP0d+= (KG) (2.9)Trong đó :- Mômen xoắn trên trục vít: Mo= 423kG.m.- K : Hệ số tính đến bán kính chòu tác dụng của lực k = 0,7 - D : Đường kính vít D = 0,60 m.- α : Góc nâng ren vít : π.Dstgα = .5614α0,267π 0,600,5tgα/o=⇒==- Với s : Bước vít s = 0,5 m.- Từ biểu thức 4.8 trang 88tài liệu TTMNC- β : Góc ma sát giữa hàng vận chuyển với vít )acrtg(fβd=- Từ bảng 4.1 trang 87 lấy hệ số ma sát của vật liệu xây dựng vụn(trạng thái tónh)- Theo công thưc 4.7 trang 88 Với fđ : Hệ số ma sát ở trạng thái động fđ= 0,8 fo. fo : Hệ số ma sát ở trạng thái tónh fo = 0,848 SVTH:Trương Công Hiển GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng ( ).5433farctgβ0,6720,84.0,6f/0dd==== ( )1.761KG543356140,7.0,6.tg2.423P/0/od=+=⇒2.8.1.3. Tải trọng ngangTải trọng ngang tác dụng lên đoạn vít đặt giữa 2 gối trục :Theo công thức (9.10), trang 154, tài liệu [TTMNC]:k.D.L.l2MP0n= (KG) (2.10)Trong đó :- L : Chiều dài băng vít L = 27 m.- Khoảng cách giữa các gối đỡ l =3 m- Mo : Mômen xoắn trên trục vít Mo= 423 KG.m.- K : Hệ số tính đến bán kính chòu tác dụng của lực k = 0,7 - D : Đường kính vít D = 0,6 m.KGPn22427.6,0.7,03.423.2==⇒ Tải trọng dọc phân bố đều trên trục vít : 65KG/m271,761LPpdd=== Tải trọng ngang phân bố đều trên trục vít : KG/m 763.cos10324lcos10Ppnn=°=°= Mômen xoắn phân bố đều trên trục vít : 16KG27.cos1042310cosLMm00=°=°=2.8.2. Sơ đồ các tải trọng tác dụng lên trục vít:Trục vít được xem như là một dầm liên tục có các ổ treo trung gian được xem như các gối đỡ . Dầm được chia thành 9 đoạn.Vậy trục vít được đưa về thành 1 dầm siêu tónh bậc 8 ,dùng sap 2000để tìm biểu đồ nội lực trong 9 SVTH:Trương Công Hiển GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng 2.8.2.1. Sơ đồ tải trọng phân bố lên trục vít do Mo gây ra:Mômen xoắn Mx :2.8.2.2. Sơ đồ tải trọng dọc phân bố lên trục vít do Pd gây ra: 10M03m27 mM = 423 KG.m Mxpd 3 m27 m= 65KG/ m= 423 KG.m m0= 16 KG [...]... bố lên trục vít do Pn gây ra : Pn= 224 KG/m Lữc Qy: 11 SVTH:Trương Công Hiển GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng Mô men uốn Mu: 73 73 54 59 57 57 57 Mu 2.8.3 Tính toán và chọn đường kính trục vít theo điều kiện bền: - Chọn vật liệu chế tạo trục vít : Thép C45 có σb= 600 N/mm2 d = 0,8 D Để tính toán chọn đường kính trục vít trước tiên ta phải xác đònh nội lực lớn nhất xuất hiện ở 1 vò trí trên trục vít, sau đó... D1 D 2.11.2 Tính toán và chọn ổ đỡ trung gian và ổ đỡ cuối trục vít Chọn ổ bi lòng cầu hai dãy cho ổ đỡ trung gian và ổ đỡ cuối trục vít Do đặt tính của ổ này là chòu tải hướùng tâm, nhưng có thể đồng thời chòu tải trọng hướng tâm và tải trọng chiều trục về hai phía và ổ này được sữ dụng nhiều cho trục có nhiều gối đỡ Trong quá trình xác đònh biểu đồ nội lực để xác đònh kích thước trục vít Ta nhận... về kinh tế Để chọn ổ ta tiến hành theo trình tự sau : - Tuỳ điều kiện sử dụng chọn loại ổ - Xác đònh hệ số khả năng làm việc để chọn kích thước ổ 2.11.1 .Tính toán chọn ổ đỡ đầu trục vít ( khớp nối – trục vít ): Chọn ổ đũa côn một dãy ở đầu trục vít và khớp nối vì loại ổ này chòu đồng thời được các lực hướng tâm và dọc trục tác dụng về cùng 1 phía ổ này có thể tháo được ( tháo rời vòng ngoài ) Thường... công thức trên: • D : Đường kính ngoài trục vít • Tỉ số giữa đường kính trong và ngoài trục vít : η = 0,8 ⇒ σ td = D ≥3 1968.10 3 ≤ [σ ] = 63 0,1.D 3 1 − 0,8 4 ( ) Mtd 0,1.(1 − β 4).[σ ] ⇒ D ≥ 80mm ♦ Chọn đường kính ngoài trục vít: D = 85 mm ♦ Đường kính trong trục vít: d= 0,8.D = 68m 13 SVTH:Trương Công Hiển GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng 2.8.4 Kiểm tra trục vít có xét đến sự ảnh hưởng của Nz : Theo lý... có thể truyền qua : M bảng.=8000 N.m ⇒ Mt= 1,5.4182 = 6273 ≤ M bảng Vậy khớp nối giữa hộp giảm tốc và ổ đỡ đầu trục vít là thoả mãn điều kiện đ 2.11 Tính toán chọn ổ đỡ : Tuỳ theo điều kiện làm việc cụ thể để ta chọn ổ sau cho phù hợp với các yếu tố như : trò số, phương chiều và đặt tính thay đổi của tải trọng tác dụng lên ổ là tải trọng tónh, tải trọng va đập hay tải trọng thay đổi , vận tốc và thời... toàn bộ Lv 17 c dc 2÷6 18 nmax ( vg/ph ) Số chốt Z SVTH:Trương Công Hiển 42 GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng 35 36 3000 8 d l c 2.9.2 Chọn khớp nối giữa hộp giảm tốc và trục vít k1: Hệ số tính đến mức độ quan trọng của kết cấu k1=1,2 - k2: Hệ số tính đến độ làm việc của khớp nối k1=1,3 - Mômen đònh mức : - M dm = i.975 N 30 = 31,5.975 = 940,18kG.m n 980 Trong công thức trên : • N : Công suất động cơ: N = 30... 0,2D3(1-η4 ) = 2Wu= 72516 m3 - F : Tiết diện trục vít 2 2 2 2 2 F= 4 ( D − d ) = 4 (85 − 68 ) = 2042mm π 3,14 2 2  715.10 3 15278   2117.10 3   + 4. ⇒ σ td =  +  36258  72516  = 64 ≥ [ σ ]  2042      64 − 63 Tuy nhiiên σ = 63 100 = 1,6% có thể chấp nhận được Vậy kích thước trục vít được chọn thoả mãn về điều kiện bền 2.8.5 Kiểm tra trục vít theo hệ số an toàn cho phép : Theo công thức... trục vít theo hệ số an toàn cho phép : Theo công thức (7.5), trang 120, tài liệu [9] Hệ số an toàn được tính theo công thức sau: 14 SVTH:Trương Công Hiển n= GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng n σ n τ nσ + nτ ≥ [ n] (2.15) Trong đó : - Hệ số an toàn cho phép : [n] = ( 1,5 ÷ 2,5 ) trang 124 sách TKCTM Khi tính toán nếu n nhỏ hơn hệ số an toàn cho phép [n] thì phải tăng đường kính của trục hoặc chọn lại vật liệu... trang 162, tài liệu [9 ] : KV=1 - R : Tải trọng hướng tâm ( tổng phản lực gối đỡ ), daN Tải trọng tác dụng lên trục ở đầu vít gồm phản lực tại đầu nhòp thứ nhất của vít, và do mômen xoắn mà động cơ truyền cho trục Từ biểu đồ nội lực ta có R =114 kG - Số vòng quay thực tế của trục vít n = Vậy Q = R.KV Kn.Kt 114.1.1.1=114 KG.=11400daN ⇒ C = 11400 (30.8000)0,3=468779 daN Dựa vào hệ số khả năng làm việc... 270 2,5 19,72 + 19,72 × 0,1 0,72 × 1,6 = 6,03 150 1,52 29,19 + 29,19 × 0,05 0,6 × 1,6 ⇒n= n σ n τ nσ + nτ = 6,03.3,15 6,03 + 3,15 = 3,15 = 3,38 ≥ [ n ] Vậy kích thước trục vít được chọn thoả mãn điều kiện về hệ số an toàn V 2.9 Tính toán chọn khớp nối : Khớp nối để nối cố đònh các trục, chỉ khi nào dừng máy tháo nối các trục thì các trục mới rời nhau Chọn khớp nối căn cứ vào mômen mà khớp phải truyền . GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng TÍNH TOÁN BĂNG VÍTCHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ BĂNG VÍT 1.1. Giới thiệuBăng vít là loại máy vận chuyển liên tục, không. mét có bố trí ổ trung gian (9).CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN BĂNG VÍT 2.1. Thông số cơ bản của Băng Vít cần thiết kế .Băng vít nghiêng vận chuyển vật liệu xây dựng