Thiết kế hệ dẫn động băng tải (đề số 4)

Đồ Án Chi Tiết Máy                                                                 Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  ĐỀ SỐ 4: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI   Trang 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ Án Chi Tiết Máy                                                                 Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải    Thông số đầu vào :  1. Lực kéo băng tải      F = 1500 N                                   2. Vận tốc băng tải      v =0,94 m/s                    3. Đường kính tang    D = 270 mm                    4. Thời hạn phục vụ      Lh= 18000 giờ                     5. Số ca làm việc:   Số ca = 3 ca                    6. Góc nghiêng đường nối tâm của bộ truyền ngồi: 60o      7. Đặc tính làm việc: Va đập vừa       PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN  1.1.Chọn động điện 1.1.1.Xác định công suất yêu cầu trục động cơ  Pyc  Pct    Trong đó   Pct : Cơng suất trên một trục cơng tác     Pyc : Cơng suất trên trục động cơ  P = F v 1500.0,94 = = 1,41 kW   1000 1000 Hiệu suất của bộ truyền:        Tra bảng   η = η η η η   (1)  2.3  I   ta có:  19 Hiệu suất của một cặp ổ lăn :    Hiệu suất của bộ đai :    ol = 0,99  η =0,96  Hiệu suất của bộ truyền bánh răng :  η Hiệu suất của khớp nối:       = 0,97  kn  1  Thay số vào (1) ta có:    Trang 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ Án Chi Tiết Máy                                                                 Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải      i  ol3 kn x brt = 0,993.0,96.0,97.1 = 0,9  Vậy công suất yêu cầu trên trục động cơ là :  P = P 1,41 = = 1,57kW η 0,9     1.1.2.Xác định số vịng quay động cơ  Trên trục cơng tác ta có:  60000.v 60000.0,94  66,53   =  270 .D nlv =  ndc ( sb )  nct usb   Trong đó : usb  ud uh   Tra bảng  B         (2)  2.4  I   ta chọn được tỉ số truyền sơ bộ của:  21 Truyền động đai:        u =3  Truyền động bánh răng trụ:  uh  4 (hộp giảm tốc một cấp)  Thay số vào (2) ta có:  usb  ud uh  3.4= 12   Suy ra : ndc ( sb )  nct usb  66,53.12 = 798,56 (v/ph)   Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ: ndc =750 (v/ph)  1.1.3.Chọn động cơ             Từ Pyc = 1,57  kW  & ndc =750 v/ph  Tra bảng phụ lục  P1.3  I   ta có động cơ điện   238           Trang 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ Án Chi Tiết Máy                                                                 Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải    Kiểu động cơ  Pđc (KW)   dc (v / ph )   4A112MA8Y3  2,2  705    1.2.Phân phối tỉ số truyền 1.2.1Xác định tỉ số truyền chung hệ thống Theo tính tốn ở trên ta có:  ndc  705 (v/p)  nct   = 66,53(v/ph)        Tỉ số truyền chung của hệ thống là :  u n n = = 705 = 10,6  66,53 1.2.2 Phân phối tỉ số truyền cho hệ uch  n dc 705   10,6   n ct     66,53     Chọn trước tỉ số truyền của bộ truyền trong   u br  = 4  u = u u = 10,6 = 2,65    1.3.Tính thơng số trục 1.3.1.Số vịng quay Theo tính tốn ở trên ta có:  ndc = 705(vg/ph)  Tỉ số truyền từ động cơ sang trục I qua đai là:  u = 2,65  n = n 705 = = 266 (v/ph )  u 2,65 n =   n 266 = = 66,5 v/ph  u Trang 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ Án Chi Tiết Máy                                                                 Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải    Số vịng quay thực của trục cơng tác là:   n = n u = 66,5 = 66,5 v/ph    1.3.2.Cơng suất Cơng suất trên trục cơng tác (tính ở trên) là: Pct = 1,41( KW )  Cơng suất trên trục II là :  P = P η η = 1,41 = 1,42 kW  = 1,42 = 1,48 kw  0,99    Công suất trên trục I là  :  P η η P =  Công suất thực của động cơ là:   Pđ∗ = P η η = 1,48 = 1,56 kW  0,99.0,96     1.3.3.Mômen xoắn trục             Mômen xoắn trên trục I là :  T = 9,55 10 P 1,48 = 9,55 10 = 53135 N mm  η 266 Mômen xoắn trên trục II là :  T = 9,55 10 P 1,42 = 9,55 10 = 203925 N mm  n 66,5              Mômen xoắn trên trục công tác là:    Trang 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ Án Chi Tiết Máy                                                                 Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải      T = 9,55 10 P 1,41 = 9,55 10 = 202489 N mm  n 66,5              Mômen xoắn thực trên trục động cơ là :  Tđ = 9,55 10 Pđ 1,56 = 9,55 10 = 21132 N mm  nđ 705             1.3.4Bảng thông số động học   Thông  số/Trục  U  Động Cơ  I  II  U br =4  U d  2, 65   Công Tác  U kn =1  n(v/ph)  705  266  66,5  66,5  P(KW)  2,2  1,48  1,42  1,41  T(N.mm)  21132  53135  203925   202489                        Trang 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ Án Chi Tiết Máy                                                                 Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải        II.TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGỒI Tính tốn thiết kế truyền đai dẹt  P  Pdc*  1,56  KW   T  Tdc  21132  N mm   Các thông số yêu cầu: n  ndc  705 v p      60  U d  2,65     2.1.Chọn loại đai tiết diện đai.  Chọn đai vải cao su  2.2.Chọn đường kính hai đai:  d1  và d   Chọn  d1 theo tiêu chuẩn theo bảng: B 4.21 1 : 63   d1=(5,2  6,4)  =(5,2  6,4) 21132  =(143,8  176,94)  chọn d=160 mm   Kiểm tra vận tốc đai:   d1.n 3,14.160.705      5,9 m  vmax  25 m  thỏa mãn.  s s 60 000 Xác định  d :  d  U d1 1     2, 65.160 1  0,02   415,52  mm    v 60 000   :Hệ số trượt,với    0, 01  0, 02  Chọn    0, 02   4.26 Tra bảng  B 1 ta chọn  d  theo tiêu chuẩn: d2  400  mm    63 Tỷ số truyền thực: U t  d2 400   2,55   d1 1    160 1  0, 02  Sai lệch tỷ số truyền : U  Ut  U 2,55  2, 65 100%  100%  3, 77%  4%   U 2, 65     Thỏa mãn.    2.3.Xác định khoảng cách trục a.  Khoảng cách trục  a  (1,5  2)(d1  d2 )  (1,5  2)  400  160  (840 1120)   Vậy :chọn asb  900   d  d d  d  Chiều dài đai :  L  2.asb      4.asb 160  400  400  160  L  2.900  3,14   2695  mm    4.900   Trang 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ Án Chi Tiết Máy                                                                 Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải    4.13 Dựa vào bảng B 1 ta chọn L theo tiêu chuẩn :Chọn L  2800  mm   59 Số vòng chạy của đai trong 1 s  i  v  5,  2,1    imax     s   L 2800 s  Thỏa mãn.    Xác định góc ơm trên bánh đai nhỏ:  1  180  57 d  d1 400  160  180  57  164,8  150 a  900   Suy ra thỏa mãn 2.4 Xác định tiết diện đai chiều rộng bánh đai Diện tích đai :    A  b.  Ft K d   [ F ] Trong đó :  Ft  : lực vòng  Ft  1000.1,56  264, 41 (N)   5,9 K d : hệ số tải trọng động. Tra bảng  B  : chiều dày đai được xác định theo  ta chọn  [  d1 ]max  4.7 [1]  ta được :  K d  1,   55  d1  tra bảng  B 4.8 [1]  với loại đai vải cao su  55   40 Do vậy :     d1 [ Tra bảng  B  d1 ]max  160  4 (mm)   40 4.1 [1]  ta dùng loại đai  b  800  và  b  820 khơng có lớp lót, chiều dày đai  51   3, 75 (mm) ,  d  180   140 Kiểm tra :  d1  160  d    Thỏa mãn  Ứng suất cho phép :     Trang 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ Án Chi Tiết Máy                                                                 Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải    [ F ]  [ F ]0 C Cv C   [ ]0  K1  K 2   d1 Trong đó:  K1  và  K  là hệ số phụ thuộc vào ứng suất căng ban đầu    và loại đai  Ta có : do góc nghiêng của bộ truyền    600 và định kỳ điều chỉnh khoảng cách trục     1, 6 (Mpa)   Tra bảng  B k1  2,3 4.9 [1]  với    1, 6 (Mpa)  ta được     56 k2  9,0 [ ]0  K1  K 2 9, 0.3, 75  2,3   2, 089 (Mpa)   d1 160 C : hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ơm  1   C   0, 003(1800  1 )   0, 003(1800  164,80 )  0,954   CV : hệ số kể đến ảnh hưởng của lực ly tâm đến độ bán của đai trên bánh đai  CV   kV (0, 01V  1)   Do sử dụng đai vải cao su   kV  0, 04   CV   0, 04(0, 01.5, 92  1)  1,026   C0 : hệ số kể đến vị trí của bộ truyền và phương pháp căng đai. Tra bảng  B 4.12 [1]  với góc nghiêng của bộ truyền    600  ta được  C0    57 Do vậy :   [ F ]  [ F ]0 C CvC  2, 089.0, 954.1, 026.1  2, 045 (Mpa)   Chiều rộng đai:  b Ft K t 264, 41.1,   34, 48 (mm)   [ F ] 2, 045.3, 75 Chiều rộng bánh đai B:  Tra bảng  B   4.1 [1]  với b=40 (mm) tra bảng B21.16 ta có B=50 (mm)  51 Trang 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ Án Chi Tiết Máy                                                                 Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải    2.5 Lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục Lực căng ban đầu :  F0    b  1, 6.3, 75.40  244,5(N)   Lực tác dụng lên trục:  Fr  F0 sin( 1 )  2.244, 5.sin( 164,80 )  484, 70 (N)   2.6 Bảng thơng số Thơng số  Ký hiệu  Giá trị    Loại đai  b-800  Đường kính bánh đai nhỏ  d1   160(mm)  Đường kính bánh đai lớn  d2   400 (mm)  Chiều rộng đai  b  34,48(mm)  Chiều dày đai    3,75 (mm)  Chiều rộng bánh đai  B  50 (mm)  Chiều dài đai  L  2800 (mm)  Khoảng cách trục  a  900 (mm)  Góc ơm bánh đai nhỏ  1   164,80   Lực căng ban đầu  F0   244,5 (N)  Lực tác dụng lên trục  Fr   484,70 (N)          PHẦN 3.TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CƠN RĂNG THẲNG Thông số đầu vào:                  P = PI= 1,48(kW)                 T1= TI=53135(Nmm)    Trang 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ Án Chi Tiết Máy                                                                 Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải     d 3j bt1 d j  t1   max j Tj   mj   aj   với W0 j    16 2.d j 2.Woj nên   mj   aj   max j  Tj 2.Woj  Tj   d 3j bt1 d j  t1 2   2.   16  2.d j    Với các thơng số của then, kích thước trục tại các vị trí nguy hiểm.Ta có:            kính trục  b*h  t1  W   W 0  a  a  30  8*7  4  2288,84  4938,21  0  20,64  2-1  35  0  4207,11  12560  11,45  8,12  2-2  40  12*8  5  5361,25  11641,25  13  Tiết  Đường  diện  2-0    8,76    Xác định hệ số an tồn tại các tiết diện nguy hiểm của trục.   Dựa vào biểu đồ mơmen uốn và mơmen xoắn trên trục I ta thấy các tiết diện nguy  hiểm là tiết diện lắp bánh răng 2 và tiết diện lắp ổ lăn 1.Kết cấu trục vừa thiết kế đảm  bảo độ bền mỏi nếu hế số an tồn tại các tiết diện nguy hiểm đó thỏa mãn điều kiện  sau:   s  s  s  / s 2  s 2  s         Trong đó: [s] – hệ số an tồn cho ,[s] = 1,5 2,5  s , s - hệ số an tồn chỉ xét riêng cho trường hợp ứng suất pháp hoặc ứng suất tiếp,  được tính theo cơng thức sau:  Trong đó :-1, -1: giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kì đối xứng   a, avà  m, m   là biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết diên xét  .  Chọn sơ bộ kiểu lắp  K     2, 75   K  H7 10  11 theo bảng  B 1  ta có  r6 198  2, 05   Trang 34 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ Án Chi Tiết Máy                                                                 Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải    M a  Ứng suất uốn biên : Wu   Ứng suất xoắn biên   a  Mo   2.Wx Hệ số an tồn tính riêng về ứng suất uốn là : s   1 K      m    a Hệ số an tồn tính riêng về ứng suất xoắn là      1 K      m   a ;    Trong đó     - hệ số bề mặt     0, 05 10  tra bảng  B 1  với   b  600  MPa     197    Hệ số an toàn tổng  s  s  s  / s 2  s 2  s       Mặt  cắt  W  a   Wo  m   S   a   m   10^6  20,64  20,64  S   S  3,6  3,6  2-0  2288,84  4938,21  0  0  2-1  4207,11  12560  11,45  0  8,3  8,12  8,12  9,11  6,14  2-2  5361,25  11641,25  13  0  7,3  8,76  8,76  8,45  6,19        PHẦN TÍNH CHỌN VÀ KIỂM NGHIỆM Ổ LĂN 5.1 Chọn ổ lăn cho trục I Để có kết cấu đơn giản nhất, giá thành thấp nhất. chọn ổ bi đỡ chặn .Chọn kết cấu ổ  lăn theo khả năng tải động.Đường kính trục tại chỗ lắp ổ lăn : d= 25 mm.     Trang 35 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ Án Chi Tiết Máy                                                                 Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải    Tra phụ lục 2.12/264 với ổ cỡ trung ta chọn ổ bi đũa cơn có kí hiệu 7305 có các thơng  số sau :  d= 25mm ; D=62 mm;     13,50    C= 29,6 kN ; C0 =20,9 kN.    5.2.Chọn ổ lăn cho trục II 5.2.1.Chọn loại ổ lăn Phản lực hướng tâm lên các ổ là :  + phản lực hướng tâm tác dụng lên ổ lăn bên trái bánh răng  F = F +F = 60,41 + 1323,41 = 1324,79 N  + phản lực hướng tâm tác dụng lên ổ lăn bên phải bánh răng   F = F +F = 574,18 + 303,05 = 763,82 N  Lực dọc trục: Fa1 =158,96N  Do u cầu độ cứng cao, độ chính xác giữa vị trí trục và bánh răng cơn chọn ổ đũa  cơn 1 dãy .tra bảng P2.11 và dựa vào đường kính ngõng trục là d=40mm ta chọn sơ  bộ đũa cơn cỡ trung   5.2.2.Chọn kích thước ổ lăn Đường kính trục tại chỗ lắp ổ: d= 35 mm.   Tra phụ lục 2.12/264 với ổ cỡ trung ta chọn ổ bi đũa cơn có kí hiệu 7307 có các thơng  số sau :  d= 35mm ; D=80 mm;     12    C= 48,1 kN ; C0 =35,3 kN.    5.2.3.Chọn sơ đồ bố trí ổ lăn Bố trí dạng chữ O       Trang 36 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ Án Chi Tiết Máy                                                                 Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải        Tính và kiểm nghiệm khả năng tải trọng của ổ  Theo bảng 11.4 với ổ đũa đỡ chặn  e  1,5.tan  1, 5.tan12  0,32   Theo 11.7 lực dọc trục do lực hướng tâm sinh ra trên ổ   Fs  0,83.e.Fr  0,83.0,32.1324, 79  352,66 N Fs1  0,83.e.Fr1  0,83.0,32.649,25  172, 44 N   F   FS  Fat =-172,44 +158,96 = -13,48 (N)  Fs1 nên  Fa1  = 511,62 N  ao a1 5.2.5 Tính tỷ số +Xét  Fa0 / V. Fr0  = 352,66 /1.1324,79= 0,27 e  Nội Suy ra ta được : X1  = 0,4  Y1  =0,4.cotan 12=1,88  5.2.6 Tính tải trọng quy ước, tải trọng tương đương ổ bi đỡ chặn Q0 = ( X0.V.Fr0 + Y0.F0a ) kt .kd  =(1.1.1324,79+0.352,66).1.1=1324,79 ( N)  Q1 = ( X1.V.Fr1 + Y1.F1a ) kt .kd  =(0,4.1.763,82 1,88.511,62).1.1=1267,37 (N)  Tải quy ước Q = max(Q0 , Q1 )= 1267,37 N  5.2.7 Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả tải động   Trang 37 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ Án Chi Tiết Máy                                                                 Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải    m Ta có:  Cd Q L  Với :  m: bậc của đường cong mỏi, m=10/3 do tiếp xuc điểm ;  L: Tuổi thọ của ổ bi đỡ. Với  Lh= 18500  giờ   Tuổi thọ của ổ lăn:               L = Lh.n1.60.10-6 = 18500. 266. 60. 10-6 = 295,26 (triệu vòng)           Q = 1551,42 N  10 Cd =  1551, 42 295, 26  8546,55N