Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu thiết kế hệ thống vận chuyển bổ ích. Giúp sinh viên có thể hiểu hơn về hệ thống vận chuyển vật liệu, các cơ cấu chấp hành, các thiết bị và bài toán nâng chuyển vật liệu. Từ đó có thể áp dụng và đồ án nghiên cứu, bài báo nghiên cứu khoa học.
KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG HỌC PHẦN HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU GIẢNG VIÊN PGS TS NGUYỄN VĂN YẾN 28/08/2022 GIỚI THIỆU HỌC PHẦN HỆ THÔNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU Thời lượng: Lý thuyết 30 tiết; Tự học nhà 60 tiết Mơ tả tóm tắt học phần: - Trang bị cho sinh viên kiến thức thiết bị vận chuyển vật liệu băng tải, xích tải, cần trục, cầu trục, để tính tốn thiết kế hệ thống vận chuyển Chuẩn đầu học phần: - Nhận biết thiết bị vận chuyển hệ thống vận chuyển vật liệu - Mô tả kết cấu, nguyên tắc hoạt động, thông số chủ yếu băng tải, xích tải, máy trục - Tính tốn thiết kế số phận thiết bị vận chuyển Thiết kế hệ thống vận chuyển vật liệu - Tính tốn đảm bảo đồng thiết bị hệ thống vận chuyển vật liệu Biết thiết kế vận hành hệ thống vận chuyển vật liệu cách an toàn - Làm việc theo nhóm, giải vấn đề, tập giao cho nhóm GIỚI THIỆU HỌC PHẦN HỆ THÔNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU Đánh giá học phần: Kết đánh giá học phần dựa đánh giá hoạt động sinh viên suốt trình học, kiểm tra kz thi kết thúc học phần: Điểm chuyên cần tập: 20 % ; tinh thần, thái độ học tập, kết thực tập lớp nhà Điểm kiểm tra kỳ: 20 % ; hình thức tự luận Điểm thi cuối kỳ: 60 %; hình thức tự luận Sách, giảng, giáo trình chính: - Bài giảng Hệ thống vận chuyển vật liệu - PGS.TS Nguyễn Văn Yến, TS Bùi Minh Hiển; Giáo trình thiết bị nâng chuyển; Nhà xuất Đà Nẵng, 2017 Sách, tài liệu tham khảo: - Trương Quốc Thành, Phạm Quang Dũng, Máy thiết bị nâng, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 1999 GIỚI THIỆU HỌC PHẦN HỆ THÔNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU Đề cương chi tiết học phần: - Chương 1: Những vấn đề chung vận chuyển vật liệu - Chương 2: Băng tải - Chương 3: Xích tải - Chương 4: Máng chuyển, vít chuyển - Chương 5:Máy nâng thông dụng - Chương 6: Robot công nghiệp - Chương 7: Thiết kế hệ thống vận chuyển vật liệu NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU Vấn đề 1: Vận chuyển vật liệu hệ thông vận chuyển vật liệu - Vận chuyển vật liệu: gồm có vận chuyển nguyên vật liệu, sản phẩm, bán thành phẩm vận chuyển hàng hóa - Vận chuyển vật liệu có hai dạng: + Vận chuyển vật liệu trên quãng đường dài cắc phương tiện vận chuyển tơ tàu hỏa, máy bay (Cịn gọi vận tải); + Vận chuyển không gian nhỏ: phạm vi nhà máy, xí nghiệp, phân xưởng sản xuất, day chuyền xản xuất thiết bị vận chuyển băng tải, xích tải, máy nâng, vít chuyển - Vận chuyển vật liệu có lĩnh vực nghiên cứu: + Thiết bị vận chuyển vật liệu: Tìm hiểu kết cấu, nguyên l{ làm việc, cách tính tốn thiết kế + Tổ chức vận chuyển vật liệu: Chọn phương thức vận chuyển, thiết lập hệ thống vận chuyển, lựa chọn thiết bị (Ví dụ logistics tổ chức vận chuyển vật liệu: bao gồm hoạt động bao bì, đóng gói, lưu trữ hàng hóa, vận chuyển hàng hóa, nhăm mục đích vận chuyển hàng hóa từ nhà sản xuất đến người tiêu dùng cách tối ưu nhất) NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU - Vai trò vận chuyển vật liệu hệ thống sản xuất công nghiệp: + Chi phí cho việc vận chuyển vật liệu chiếm phần lớn chi phí sản xuất Vận chuyển vật liệu chiếm từ 30 – 75 phần trăm tổng chi phí, hệ thống hoạt động hiệu giúp giảm chi phí vận hành nhà máy từ 15 – 30 phần trăm Lập kế hoạch xử l{, lưu kho, vận chuyển vật liệu có liên kết với q trình sản xuất làm giảm chi phí vận chuyển vật liệu đáng kể + Việc vận chuyển vật liệu ảnh hưởng đến trình sản xuất đến thiết kế trang thiết bị liên quan Cách thức vận chuyển vật liệu định đến yêu cầu xây dựng nhà máy, yêu cầu xếp bố trí phân xưởng, thời gian cần thiết để sản xuất sản phẩm Ví dụ, dây chuyền lắp ráp, thiết kế hợp l{ tạo khoảng trống sản xuất dọc theo dây chuyền lắp ráp, đưa vật liệu với tốc độ ổn định đến công nhân gửi chi tiết cụm chi tiết lắp ráp đến trạm sản xuất cơng nhân hồn thành cơng việc NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU Hệ thống vận chuyển vật liệu - Khái niệm: Hệ thống vận chuyển vật liệu (MHS) bao gồm tất nguyên công liên quan đến vận chuyển sản phẩm rời rạc, kiện sản phẩm, khối lớn sản phẩm phương tiện khí, nằm giới hạn nơi sản xuất kinh doanh + Vận chuyển vật liệu liên quan đến di chuyển vật liệu theo chiều ngang (di dời) chiều thẳng đứng (nâng), chất dỡ hàng hóa + Vận chuyển giới hạn nơi sản xuất kinh doanh vận chuyển vật liệu thô đến trạm sản xuất, vận chuyển bán thành phẩm trạm sản xuất vận chuyển sản phẩm hoàn chỉnh khỏi kho chứa + Vận chuyển khối lớn vận chuyển khơng đóng kiện cát, mùn cưa, hay than đá + Thiết kế hệ thống vận chuyển vật liệu lựa chọn trang thiết bị khí để thực vận chuyển vật liệu NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU - Thiết kế hệ thống vận chuyển vật liệu hợp l{ góp phần làm giảm chi phí sản xuất, cụ thể là: + Làm tăng suất cách đảm bảo vật liệu sẵn sàng vào thời điểm nơi cần thiết + Làm giảm chi phí vận chuyển vật liệu + Cải thiện việc sử dụng trang thiết bị + Cải thiện độ an toàn điều kiện làm việc + Làm đơn giản trình sản xuất + Làm tăng suất NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU THIẾT BỊ PHANH HÃM SỬ DỤNG TRONG MÁY NÂNG h e a - Hướng dẫn tính chọn khóa dừng bánh cóc: + Khóa dừng bánh cóc tiêu chuẩn hóa Ký hiệu giá trị thơng số chủ yếu ghi bảng tra; A + Tính mơ men phanh Tph trục đặt khóa dừng bánh cóc Dùng bảng tra để tìm kích thước khóa dừng bánh cóc; + Tính qn, Ϭu, ϬF thời điểm nguy hiểm nhất, Con cóc tiếp xúc với đỉnh bánh cóc Tph qn = D B Ft h = F B SF2 Ft e u = b a2 SF THIẾT BỊ PHANH HÃM SỬ DỤNG TRONG MÁY NÂNG 3: Phanh má - Phanh má, dùng má phanh tiếp xúc với bánh phanh để tạo nên lực ma sát cản trở chuyển động quay trục - Phanh má có hai loại: Phanh má phanh hai má Trong phanh hai má dùng nhiều - Kết cấu phanh má: - Các phận: Hình 3-5: Phanh má + Bánh phanh (1), lắp trục hộp giảm tốc, quay với trục; dùng vỏ khớp nối làm bánh phanh; + Má phanh (2) Má phanh tiếp xúc với bánh phanh để tạo lực ma sát; má phanh gắn tay phanh; + Tay phanh (3), dùng để tác dụng lực phanh, thực đóng mở phanh; + Lị xo hỗ trợ (4), dùng để nâng tay phanh, giữ cho má phanh không tiếp xúc với bánh phanh phanh mở THIẾT BỊ PHANH HÃM SỬ DỤNG TRONG MÁY NÂNG - Nguyên tắc làm việc phanh má sau (xét phanh thường mở): + Ở trạng thái bình thường, phanh mở, bánh phanh trục tự quay; + Muốn đóng phanh, tác dụng lực FP lên tay phanh, mặt tiếp xúc má phanh với bánh phanh có áp lực Fn, tạo nên lực ma sát cản trở chuyển động quay bánh phanh; lực ma sát đủ lớn giữ cho bánh phanh không trượt tương má phanh, bánh phanh dừng lại, trục dừng quay Phanh thường mở có độ an tồn khơng Có thể dùng lị xo nam châm điện để đổi thành kết cấu phanh thường đóng - Kích thước chủ yếu phanh má: + Đường kính bánh phanh D, mm; + Chiều rộng bánh phanh B, mm; + Chiều rộng má phanh b, mm; thường dùng b = 0,3 ÷ 0,4).D; + Góc ơm má phanh bánh phanh α, độ; + Số lượng má phanh z; + Chiều dài tay phanh L, mm THIẾT BỊ PHANH HÃM SỬ DỤNG TRONG MÁY NÂNG - Tính lực FP cần thiết để giữ cho bánh phanh khơng trượt tương má phanh, có mơ men xoắn Tph trục: + Từ phương trình cân mô men khớp lề tay phanh, ta có: Fn b Fp = L + Áp lực Fn phải tạo nên lực ma sát cân với lực vòng bánh phanh: Tph Fn f = Ft = D Ta có: Tph Fn = D f Vậy: Tph b Fp = L D f Với f hệ số ma sát má phanh với bánh phanh Giá trị hệ số ma sát f phụ thuộc vào vật liệu chế tạo má phanh, bánh phanh trạng thái bề mặt tiếp xúc; lấy f theo Bảng 3-2 THIẾT BỊ PHANH HÃM SỬ DỤNG TRONG MÁY NÂNG - Kiểm tra khả làm việc phanh má: + Dạng hỏng chủ yếu phanh má mòn má phanh bánh phanh; + Để hạn chế hỏng, kiểm tra phanh theo tiêu tính tốn p ≤ *p+ Trong p áp suất bề mặt tiếp xúc má phanh với bánh phanh, MPa; *p+ áp suất cho phép, MPa; + Tính áp suất p theo công thức: Fn p= α b D sin 2 Tph Fn = D f + Áp suất cho phép *p+ lấy theo vật liệu chế tạo má phanh, bánh phanh loại phanh, chọn *p+ theo Bảng 3-3 + So sánh p *p+, p ≤ *p+, phanh má đủ khả làm việc - Phanh má có nhược điểm gây uốn trục lớn, làm hỏng trục Phanh hai má có hai má phanh lắp đối diện nhau, triệt tiêu lực uốn trục THIẾT BỊ PHANH HÃM SỬ DỤNG TRONG MÁY NÂNG 4: Phanh đai - Bộ phận phanh đai dây đai bánh đai Dây đai tiếp xúc với bánh phanh cung lớn, nên khả tạo lực ma sát lớn phanh má Bánh phanh thép gang, dây đai thường thép có lót gỗ, da amiăng để tăng ma sát - Phanh đai có loại: phanh thường đóng, phanh thường mở, phanh dừng phanh thả; phanh đai đơn giản phanh đai hai chiều - Kết cấu phanh đai đơn giản: n - Các phận: D + Bánh phanh (1) lắp trục hộp giảm tốc, quay với trục; Fp + Dây đai (2) Dây đai ôm bánh phanh, hai đầu lắp với tay phanh; l1 + Tay phanh (3), để tạo lực căng dây đai; F1 l2 + Lò xo phụ (4) Lò xo để đỡ tay phanh, giữ cho dây đai F2 không tiếp xúc với bánh phanh, phanh mở; Lược đồ phanh đai đơn giản THIẾT BỊ PHANH HÃM SỬ DỤNG TRONG MÁY NÂNG - Kích thước chủ yếu phanh đai: + Đường kính bánh phanh D, mm; + Chiều rộng bánh phanh B, mm; + Chiều rộng dây đai b, mm; + Chiều dày đai h, mm; + Chiều dài đoại tay phanh l1, l2, mm; + Góc ơm dây đai bánh đai α, độ; thường sử dụng góc α = 1800 ÷ 2700; Ngun tắc làm việc phanh đai (xét phanh đai Hình 3-9): + Đây phanh thường mở Bình thường, bề mặt đai không tiếp xúc với mặt bánh phanh; bánh phanh tự quay, trục tự quay, phanh mở; + Muốn đóng phanh, tác dụng lực FP lên tay phanh, dây đai bị kéo căng, mặt tiếp xúc đai với bánh phanh có áp lực Fn, tạo nên lực ma sát cản trở chuyển động quay bánh phanh; lực ma sát đủ lớn giữ cho bánh phanh không trượt tương dây đai, bánh phanh dừng lại, trục dừng quay Phanh thường mở có độ an tồn khơng cao Có thể dùng lò xo nam châm điện để kết cấu thành phanh thường đóng THIẾT BỊ PHANH HÃM SỬ DỤNG TRONG MÁY NÂNG - Tính lực FP cần thiết đặt tay phanh để giữ cho bánh phanh không trượt tương dây đai, có mơ men xoắn Tph trục: + Từ phương trình cân mô men khớp lề tay phanh, ta có: F1′ l1 Fp = l2 ′ F1 = F1 Với F1 lực căng nhánh đai gắn với tay phanh; + Tính lực F1 sau: * Theo công thức Euler quan hệ F2 F1 (theo chiều quay bánh phanh hình vẽ): F2 = F1 ef.α THIẾT BỊ PHANH HÃM SỬ DỤNG TRONG MÁY NÂNG * Trong truyền đai có quan hệ: F2 – F1 = Ft Ft F1 = f.α e −1 Ft lực chênh lệch nhánh đai căng nhánh đai không căng; * Để bánh đai khơng trượt so với dây đai, lực Ft phải tạo mô men cân với mô men phanh: Ft D = Tph Hay Tph Ft = D + Vậy, tính lực Fp theo Tph: Tph l1 Fp = D ef.α − l2 Với f hệ số ma sát dây đai với bánh phanh Giá trị hệ số ma sát f phụ thuộc vào vật liệu chế tạo đai, bánh phanh trạng thái bề mặt tiếp xúc THIẾT BỊ PHANH HÃM SỬ DỤNG TRONG MÁY NÂNG l- Kiểm tra khả làm việc phanh đai: + Các dạng hỏng xuất phanh đai đứt dây đai, mòn dây đai; + Để hạn chế dạng hỏng mòn đai, cần kiểm phanh đai theo tiêu tính tốn: p ≤ *p+ Trong đó, p áp suất bề mặt tiếp xúc dây đai bánh đai, p xác đình theo công thức: F0 p= D b Với F0 lực căng cần thiết dây đai, để tạo lực ma sát Thơng thường lấy F0 = (1,15÷1,25).Ft; *p+ áp suất cho phép dây đai, MPa; *p+ chọn theo Bảng 3-5 THIẾT BỊ PHANH HÃM SỬ DỤNG TRONG MÁY NÂNG D2 Dtb D1 5- Phanh đĩa ma sát - Kết cấu: Phanh đĩa ma sát kết cấu từ đĩa ma sát tĩnh đĩa ma sát động tiếp xúc với nhau, tạo nên lực ma sát cản trở chuyển động trục - Phân loại: Các đĩa ma sát đĩa phẳng đĩa côn Nếu dùng đĩa Fp phẳng, gọi phanh đĩa ma sát (phẳng); dùng đĩa cơn, gọi phanh nón ma sát Phanh thường đóng, phanh thường mở, phanh dừng phanh thả - Các phận chủ yếu: Fp + Đĩa ma sát tĩnh (2) lắp lồng không trục (1) liên kết với phần cố định cấu máy; + Đĩa ma sát động (3) lắp then với trục, đĩa quay trục di chuyển dọc trục; + Càng gạt để di chuyển đĩa ma sát động; + Có thể dùng nhiều đĩa ma sát động nhiều đĩa ma sát tĩnh lắp xen kẽ để tăng số lượng bề mặt tiếp xúc, tăng lực ma sát, để cản trở chuyển động trục THIẾT BỊ PHANH HÃM SỬ DỤNG TRONG MÁY NÂNG - Nguyên tắc làm việc phanh đĩa ma sát thường mở sau: + Bình thường phanh mở, bề mặt tiếp xúc đĩa ma sát khơng có áp lực, khơng có lực ma sát Đĩa ma sát tĩnh đứng yên, đĩa ma sát động quay, trục quay, phanh mở; + Muốn đóng phanh, đặt lực phanh Fp lên gạt Càng gạt đẩy đĩa ma sát động tiếp xúc với đĩa ma sát tĩnh Trên bề mặt tiếp xúc hai đĩa ma sát có áp lực Fn, có lực ma sát Lực ma sát đủ lớn giữ không cho hai đĩa trượt tương Đĩa tĩnh không quay, đĩa động không quay, trục không quay, phanh đóng - Tính lực phanh cần thiết để đĩa ma sát khơng trượt tương (đóng phanh): Fp = Fn Dtb Fn f i = Tph 2 Tph Fn = f i Dtb Tph Fp = f i Dtb Trong đó: Dtb đường kính trung bình bề mặt tiếp xúc đĩa ma sát; f hệ số ma sát bề mặt tiếp xúc đĩa ma sát; i số lượng cặp bề mặt tiếp xúc đĩa tĩnh đĩa động; THIẾT BỊ PHANH HÃM SỬ DỤNG TRONG MÁY NÂNG Hệ số ma sát f chọn tùy thuộc vào vật liệu bề mặt tiếp xúc bánh ma sát cách bôi trơn mặt tiếp xúc Giá trị hệ số ma sát f lấy theo vật liệu mặt tiếp xúc - Kiểm tra khả làm việc phanh đĩa ma sát: + Dạng hỏng chủ yếu phanh đĩa ma sát mòn bề mặt đĩa; + Để hạn chế hỏng, kiểm tra phanh theo tiêu tính tốn p ≤ *p+ Trong p áp suất bề mặt tiếp xúc đĩa, MPa; *p+ áp suất cho phép, MPa; + Tính áp suất p theo công thức: 𝐹𝑛 𝑝= (3 − 8) (𝐷12 − 𝐷22 ) Với: Tph Fn = Dtb f i + Áp suất cho phép *p+ lấy theo vật liệu bề mặt tiếp xúc đĩa kiểu bơi trơn, chọn *p+ theo vật liệu hai bề mặt tiếp xúc + So sánh p *p+, p ≤ *p+, phanh má đủ khả làm việc THIẾT BỊ PHANH HÃM SỬ DỤNG TRONG MÁY NÂNG - Đối với phanh nón ma sát (Hình 3-12), lực phanh Fp tính theo công thức: 𝐹𝑝 = 𝐹𝑛 𝑠𝑖𝑛 2.Tph Dtb đường kính trung bình mặt nón; Như vậy: Fp = - 2.Tph f.Dtb f.Dtb sin Đối với phanh nón ma sát, áp suất p bề mặt tiếp xúc hai nón ma sát tính theo công thức: Fp p= (D12 − D22 ) Fp D1 Dtb Trong Fn áp lực bề mặt tiếp xúc hai mặt nón; Fn = Fn Phanh nón ma sát Hẹn gặp lại See you again! 11/11/2022 24 ... toán thiết kế số phận thiết bị vận chuyển Thiết kế hệ thống vận chuyển vật liệu - Tính tốn đảm bảo đồng thiết bị hệ thống vận chuyển vật liệu Biết thiết kế vận hành hệ thống vận chuyển vật liệu. .. VỀ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU Vấn đề 2: Các thiết bị dùng hệ thống vận chuyển vật liệu Hệ. .. VỀ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU Vấn đề 3: Các thông số chủ yếu hệ thống vận chuyển vật liệu