Máy trộn dùng để đạt các mục đích như sau đây:Tạo thành 1 hổn hợp đồng nhất của một chất rắn và 1 chất lỏng.Tạo thành 1 hổn hợp đồng nhất của hai hay nhiều chất rắn.Tăng cường quá trình phản ứng và trao đổi nhiệt giữa 1 chất rắn và chất khí như quá trình đốt, nung.Một trong các loại máy trộn được sử dụng phổ biến trong công nghiệp là dạng máy trộn thùng quay đặt nằm ngang.Tính toán hệ thống dẫn động thùng trộn với điều kiện cụ thể như sau:Thùng trộn quay liên tục, có nghiêng của thùng so vớ phương ngang là = 3o vật liệu trộn có khối lượng riêng =1300 kgm3 bán kính R0 =D3.Đồ ÁN TK MáyThùng trộnBộ truyền đaiBR trụ răng nghiêng1 cấp
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT TPHCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY THUYẾT MINH TÍNH TỐN ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GV hướng dẫn: TS Phan Thanh Nhàn SV thực hiện: Trần Văn Nhựt Linh Đề: Phương án: TP HCM – 9/2021 LỜI MỞ ĐẦU Thiết kế đồ án Chi tiết máy môn học ngành khí, mơn học khơng giúp cho sinh viên có nhìn cụ thể, thực tế với kiến thức học, mà cịn sở quan trọng cho môn học chuyên ngành học sau Đề tài sinh viên giao thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc cấp bánh trụ nghiêng truyền đai thang Hệ thống đẫn động động điện thông qua truyền đai thang, hộp giảm tốc khớp nối truyền chuyển động tới băng tải Trong q trình tính tốn thiết kế chi tiết máy sinh viên sử dụng tra cứu tài liệu sau: Tập Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí PGS.TS.TRỊNH CHẤT - TS LÊ VĂN UYỂN Dung sai lắp ghép GS.TS NINH ĐỨC TỐN Cataloge ABB MOTOR M2QA-CAST IRON MOTOR Do lần làm quen với cơng việc tính tốn, thiết kế chi tiết máy với hiểu biết hạn chế dù cố gắng tham khảo tài liệu giảng mơn học có liên quan song làm sinh viên tránh thiếu sót Sinh viên kính mong hướng dẫn bảo nhiệt tình Thầy cô môn giúp cho sinh viên ngày tiến Cuối sinh viên xin chân thành cảm ơn Thầy cô môn, đặc biệt Thầy Phan Thanh Nhàn trực tiếp hướng dẫn,chỉ bảo cách tận tình giúp sinh viên hồn thành tốt nhiệm vụ giao MỤC LỤC PHẦN 1: TÍNH TỐN CÔNG SUẤT VÀ TỐC ĐỘ TRỤC CÔNG TÁC 1 Giới thiệu Cho trước thông số đầu vào Tính tốn Bảng số liệu PHẦN 02: CHỌN ĐỘNG CƠ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN Chọn động điện Phân phối tỉ số truyền Bảng thông số PHẦN 03: TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN NGOÀI .7 Thông số đầu vào Trình tự thực PHẦN 04: BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG .11 Thông số đầu vào 11 Trình tự tính tốn 11 PHẦN 05: KHỚP NỐI TRỤC 19 Thông số đầu vào 19 Moment xoắn tính tốn 19 Kiểm nghiệm điều kiện bền vòng đàn hồi chốt 19 Phân tích lực tác dụng khớp nối 20 PHẦN 06: TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC 21 Chọn vật liệu chế tạo trục 21 Xác định tải trọng tác dụng lên trục 21 Tính tốn sơ đường kính trục 22 Tính khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực .22 Xác định đường kính chiều dài đoạn trục 24 PHẦN 07: TÍNH TỐN THIẾT KẾ THEN 36 Tính mối ghép then cho trục I 36 Tính mối ghép then cho trục II 37 PHẦN 08: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN Ổ LĂN .39 Chọn ổ lăn .39 Kiểm nghiệm khả tải ổ lăn .39 PHẦN 09: TÍNH TỐN VỎ HỘP, CHỌN CÁC CHI TIẾT PHỤ 43 Kết cấu vỏ hộp giảm tốc .43 Tính tốn vỏ hộp giảm tốc 43 Chọn chi tiết phụ 45 Bôi trơn hộp giảm tốc .47 PHẦN 10: DUNG SAI LẮP GHÉP 49 Dung sai lắp ghép ổ lăn .49 Lắp ghép bánh lên trục 49 Lắp ghép nắp ổ vỏ hộp .49 Lắp ghép vòng chắn dầu trục 49 Lắp bạc lót với trục 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 Đồ án thiết kế máy GVHD: TS Phan Thanh Nhàn PHẦN 1: TÍNH TỐN CƠNG SUẤT VÀ TỐC ĐỘ TRỤC CƠNG TÁC Giới thiệu Máy trộn dùng để đạt mục đích sau đây: - Tạo thành hổn hợp đồng chất rắn chất lỏng Tạo thành hổn hợp đồng hai hay nhiều chất rắn Tăng cường trình phản ứng trao đổi nhiệt chất rắn chất khí q trình đốt, nung Một loại máy trộn sử dụng phổ biến công nghiệp dạng máy trộn thùng quay đặt nằm ngang Tính toán hệ thống dẫn động thùng trộn với điều kiện cụ thể sau: - Thùng trộn quay liên tục, có nghiêng thùng so vớ phương ngang = 3o vật liệu trộn có khối lượng riêng =1300 kg/m3 bán kính R0 =D/3 Cho trước thơng số đầu vào a) Năng suất trộn Q = 13500(kg/h) b) Đường kính (trong) thùng trộn D = 0,55 c) Trọng lượng vật liệu thùng Gv = 2500(N) d) Góc nâng vật liệu: = (rad) e) Các hệ số: = 1/3; m = 1/3; K = 200 Tính tốn a) Chiều dài thùng trộn L (m): � = � � � � ��� (tài liệu [3], 17.4) 1|Page Đồ án thiết kế máy GVHD: TS Phan Thanh Nhàn = 1/3.200.0,55.tg= 1,92(m) b) Tốc độ quay thùng n (v/ph): Năng suất trộn � = 60 �t � � � �� (tài liệu [3], 17.6) Trong đó: �t = � �2/4 tiết diện ngang thùng c) Công suất cần cung cấp cho thùng: Trong đó: - �1(kW): cơng suất nâng vật liệu lên độ cao thích hợp Với - P2(kW): Cơng suất trộn vật liệu (tài liệu [3], 17.13) - �3(kW): công suất mát ma sát ổ trục thùng trộn d) Thông số đầu Công suất P trục thùng trộn P = 5,5 (kW) Số vòng quay n trục thùng trộn n = 65,16(vòng/phút) 2|Page Đồ án thiết kế máy GVHD: TS Phan Thanh Nhàn Bảng số liệu PHẦN 02: CHỌN ĐỘNG CƠ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN Chọn động điện Với công suất tốc độ trục công tác xác định phần , cụ thể là: Pt = 5,5 (kW) 3|Page Đồ án thiết kế máy GVHD: TS Phan Thanh Nhàn n = 65,16(vòng/phút), phần tính tốn để chọn động phù hợp - Hiệu suất dẫn động hệ thống: Bảng 2.3 trang 19 [1] Tra bảng 2.3 ta ηđ = 0,96 (bộ truyền đai thang-để hở);ηbrt = 0,98 (bộ truyền bánh trụ); ηnt = 1;ηôl = 0,99 (hiệu suất cặp ổ lăn) - Công suất cần thiết trục động theo công thức (2.8) trang 19 [1] - Hệ truyền động khí có truyền đai thang hộp giảm tốc khai triền cấp, theo bảng 3.2[9] (trang 54), tỉ số truyền chung sơ bộ: Ta chọn - Số vòng quay sơ động theo công thức (2.18) trang 21[1] Từ công suất cần thiết tốc độ đồng xác định, chọn động điện phù hợp - Chọn số vòng quay đồng bộ: nđb = 1500 (v/ph) Dựa vào catalog motor ABB - chọn động phải thỏa điều kiện: - Ta kết sau: theo cataloge motor ABB Phân phối tỉ số truyền - Tính TST chung hệ thống � t theo công thức (3.23) trang 48[1] - Chọn trước tỉ số truyền Hộp GT: - Tính tỉ số truyền ngồi Hộp GT: - Chọn Kiểm tra sai lệch tỉ số truyền: 4|Page Đồ án thiết kế máy GVHD: TS Phan Thanh Nhàn Trục II đạt yêu cầu độ bền tĩnh PHẦN 07: TÍNH TỐN THIẾT KẾ THEN Tính mối ghép then Điều kiện bền dập điều kiện bền cắt có dạng sau 30 | P a g e Đồ án thiết kế máy GVHD: TS Phan Thanh Nhàn Tính mối ghép then cho trục I Tính mối ghép then vị trí lắp bánh đai Dựa vào đường kính ta chọn thơng số then bảng 9.1a[1] trang 173 Dựa vào bảng 9.5[1] trang 178 ta chọn ứng suất dập cho phép sau: Do tải trọng tỉnh nên ứng suất cắt cho phép Chiều dài then chọn theo tiêu chuẩn bảng 9.1a[1] trang 173 Dựa vào thông số ta kiểm tra điều kiện bền sau: Tính mối ghép then vị trí lắp bánh Dựa vào đường kính ta chọn thơng số then bảng 9.1a[1] trang 173 Dựa vào bảng 9.5[1] trang 178 ta chọn ứng suất dập cho phép sau: Do tải trọng tỉnh nên ứng suất cắt cho phép Chiều dài then chọn theo tiêu chuẩn bảng 9.1a[1] trang 173 31 | P a g e Đồ án thiết kế máy GVHD: TS Phan Thanh Nhàn Dựa vào thông số ta kiểm tra điều kiện bền sau: Tính mối ghép then cho trục II Tính mối ghép then vị trí lắp bánh Dựa vào đường kính ta chọn thông số then bảng 9.1a[1] trang 173 Dựa vào bảng 9.5[1] trang 178 ta chọn ứng suất dập cho phép sau: Do tải trọng tỉnh nên ứng suất cắt cho phép Chiều dài then chọn theo tiêu chuẩn bảng 9.1a[1] trang 173 Dựa vào thông số ta kiểm tra điều kiện bền sau: Tính mối ghép then vị trí lắp khớp nối Dựa vào đường kính ta chọn thông số then bảng 9.1a[1] trang 173 Dựa vào bảng 9.5[1] trang 178 ta chọn ứng suất dập cho phép sau: 32 | P a g e Đồ án thiết kế máy GVHD: TS Phan Thanh Nhàn Do tải trọng tỉnh nên ứng suất cắt cho phép Chiều dài then chọn theo tiêu chuẩn bảng 9.1a[1] trang 173 Dựa vào thông số ta kiểm tra điều kiện bền sau: PHẦN 08: TÍNH TỐN LỰA CHỌN Ổ LĂN Thông số đầu vào: 33 | P a g e Đồ án thiết kế máy GVHD: TS Phan Thanh Nhàn Chọn ổ lăn Với tải trọng làm việc tĩnh có lực hướng tâm nên ta dùng ổ bi đỡ dãy cho bốn gối đỡ A, B, C, D trục I II Dựa vào kết cấu trục biểu đồ nội lực cho trục I với ta tiến hành tra Bảng P2.12[1] trang 263�Chọn ổ bi đỡ - chặn cỡ trung hẹp 46307 Dựa vào kết cấu trục biểu đồ nội lực cho trục II với ta tiến hành tra Bảng P2.12[1] trang 263�Chọn ổ bi đỡ - chặn cỡ trung hẹp 46312 Kiểm nghiệm khả tải ổ lăn Thời gian làm việc ổ: ( Công thức(11.2)[1] trang 213) Lực hướng tâm gối đỡ trục I II: Xác định tải trọng động quy ước: Tính cho trục I Tải trọng động quy ước Q tính theo công thức (11.3)[1] trang 214 Đối với ổ bi đỡ - chặn: Trong đó: • - Tải trọng hướng tâm tải trọng dọc trục(kN) • V - Hệ số kể đến vịng quay, vịng quay nên V = 34 | P a g e Đồ án thiết kế máy • • • • GVHD: TS Phan Thanh Nhàn - Hệ số kể đến ảnh ưởng nhiệt độ, nhiệt độ làm việc < 100oC � - Hệ số kể đến đặc tính tải trọng tra bảng 11.3[1] trang 215, với tải trọng tĩnh, không va đập � X - Hệ số tải trọng hướng tâm Y - Hệ số tải trọng dọc trục Xác định hệ số X Y: Để tra X Y bảng 11.4[1] trang 215216 trước hết cần xác định e Đối với phần lớn ổ, hệ số phụ thuộc loại ổ, riêng với ổ bi đỡ dãy với góc tiếp xúc Ta có: (với i = số dãy lăn) Dựa vào số ta tra bảng 11.4[1] trang 215-216 giá trị e = 0,37 Vì nên ta chọn Sau ta tính tỉ số Tra bảng tương ứng ta có được: X = 1, Y = � Tính cho trục II Tải trọng động quy ước Q tính theo cơng thức (11.3)[1] trang 214 Đối với ổ bi đỡ - chặn: Trong đó: • - Tải trọng hướng tâm tải trọng dọc trục(kN) • V - Hệ số kể đến vịng quay, vịng quay nên V = • - Hệ số kể đến ảnh ưởng nhiệt độ, nhiệt độ làm việc < 100oC � • - Hệ số kể đến đặc tính tải trọng tra bảng 11.3[1] trang 215, với tải trọng tĩnh, không va đập � • X - Hệ số tải trọng hướng tâm • Y - Hệ số tải trọng dọc trục Xác định hệ số X Y: Để tra X Y bảng 11.4[1] trang 215216 trước hết cần xác định e Đối với phần lớn ổ, hệ số phụ thuộc loại ổ, riêng với ổ bi đỡ dãy với góc tiếp xúc Ta có: (với i = số dãy lăn) Dựa vào số ta tra bảng 11.4[1] trang 215-216 giá trị e = 0,34 Tham khảo thí dụ 1[1] trang 223-224 ta có Vì đầu trục có lắp nối trục vịng đàn hồi nên cần chọn chiều Frkn ngược với chiều dùng tính trục tức chiều với lực Ft2 35 | P a g e Đồ án thiết kế máy GVHD: TS Phan Thanh Nhàn � � � � Với: ta tính lại FrC FrD theo số liệu vừa tính Và với phản lực gối đỡ trục II tính từ đầu là: Nên ta kiểm nghiệm cho ổ chịu tải lớn ta có được: Sau ta tính tỉ số Tra bảng tương ứng ta có được: X = 1, Y = � Khả tải động ổ tính theo cơng thức (11.1)[1] trang 213 Trong đó: Q - tải trọng quy ước(kN) L - tuổi thọ tính triệu vịng quay m - bậc đường cong mỏi thử ổ lăn, đối ổ bi m = � � Vậy khả tải động ổ đảm bảo Khả tải tĩnh ổ Đối với ổ lăn khơng quay làm việc với số vịng quay n < 1(v/ph), tiến hành chọn ổ theo khả tải tĩnh nằm đề phòng biến dạng dư , theo điều kiện: 36 | P a g e Đồ án thiết kế máy GVHD: TS Phan Thanh Nhàn (11.18)[1] trang 221 Trong đó: Co - khả tải tĩnh, cho bảng tiêu chuẩn ổ lăn, phụ thuộc vào cỡ ổ loại ổ(kN) ; Qt - tải trọng tĩnh quy ước(kN) Theo công thức (11.19)[1] trang 221 Ta có: � Vậy khả tải tỉnh ổ trục I II đảm bảo PHẦN 09: TÍNH TỐN VỎ HỘP, CHỌN CÁC CHI TIẾT PHỤ Kết cấu vỏ hộp giảm tốc Vỏ hộp giảm tốc có nhiều dạng khác nhau, song chúng có chung nhiệm vụ: đảm bảo vị trí tương đối chi tiết phận máy, tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền đến, đựng dầu bôi trơn, bảo vệ chi tiết máy tránh bụi bặm • Chỉ tiêu vỏ hộp giảm tốc độ cứng cao khối lượng nhỏ • Hộp giảm tốc bao gồm: thành hộp, nẹp gân, mặt bích, gối đỡ,… • Vật liệu phổ biến gang xám GX15-32 • Bề mặt lắp ghép vỏ hộp (phần vỏ nắp phần thân) thường qua đường tâm trục Nhờ việc lắp ghép chi tiết thuận tiện dễ dàng • Bề mặt ghép thường chọn song song với mặt đế Tính tốn vỏ hộp giảm tốc 37 | P a g e Đồ án thiết kế máy GVHD: TS Phan Thanh Nhàn 38 | P a g e Đồ án thiết kế máy GVHD: TS Phan Thanh Nhàn 39 | P a g e Đồ án thiết kế máy GVHD: TS Phan Thanh Nhàn Sơ bộ: L; B Chọn chi tiết phụ Bu lơng vịng Chức năng: Để nâng vận chuyển hộp giảm tốc(khi gia công, lắp ghép, ) Tra bảng 18-3b[1] trang 89 với khoảng cách trục � Tra bảng 18-3a[1] trang 89 với ta chọn kích thước bulơng vịng loại M10 Chốt định vị Chức năng: nhờ có chốt định vị, xiết bulơng khơng làm biến dạng vịng ngồi ổ(do sai lệch vị trí tương đối nắp thân), loại trừ nguyên nhân làm ổ chóng bị hỏng Chọn chốt định vị chốt côn 4x40 Tra bảng 18-4b[1] trang 91 Cửa thăm Chức năng: Để kiểm tra, quan sát chi tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp có làm cửa thăm Cửa thăm đậy nắp Trên nắp có lắp them nút thơng Tra bảng 18-5[1] trang 92 ta chọn A = 150 40 | P a g e Đồ án thiết kế máy GVHD: TS Phan Thanh Nhàn Nút thông Chức năng: Để giảm áp xuất điều hịa khơng khí bên bên ngồi hộp Nút thơng thường lắp cửa thăm vị trí cao nắp hộp Tra bảng 18-6[1] trang 93 ta chọn Nút tháo dầu Chức năng: Sau thời gian làm việc dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn( bụi bặm hạt mài), bị biến chất, cần phải thay dầu Để tháo dầu cũ, đáy hộp có lỗ tháo dầu Tra bảng 18-7[1] trang 93 ta chọn 41 | P a g e Đồ án thiết kế máy GVHD: TS Phan Thanh Nhàn Mặt đáy hộp nên làm dốc phía lỗ tháo dầu với độ dốc chỗ tháo dầu nên lắp lõm xuống Kiểm tra mức dầu Khi vận tốc bánh bánh ngâm dầu Chiều cao mức dầu hộp kiểm tra qua thiết bị dầu que thăm dầu Để tránh sóng dầu gây khó khăn cho việc kiểm tra, que thăm dầu thường có vỏ bọc bên ngồi Bôi trơn hộp giảm tốc Để giảm mát cơng suất ma sát, giảm mài mịn răng, đảm bảo nhiệt tốt đề phịng chi tiết máy bị han gỉ cần pgair bôi trơn liên tục truyền hộp giảm tốc 42 | P a g e Đồ án thiết kế máy GVHD: TS Phan Thanh Nhàn Phương pháp bôi trơn hộp giảm tốc: Ta chọn bơi trơn ngâm dầu Với vận tốc nhỏ ta lấy chiều sâu ngâm khoảng bán kính(bánh cấp chậm) � Chiều sâu ngâm Dầu bơi trơn hộp giảm tốc: ° Chọn độ nhớt để bôi trơn phụ thuộc vào vận tốc, vật liệu chế tạo bánh Với vật liệu Thép ta tra bảng 18-11[1] trang 100 chọn độ nhớt dầu ° Tra bảng 18-13[1] trang 100 tìm loại dầu thích hợp Dầu công nghiệp 45 PHẦN 10: DUNG SAI LẮP GHÉP Dung sai lắp ghép ổ lăn Theo điều kiện chịu tải ổ ta có: Lắp vịng ổ lăn(chịu tải tuần hồn) lên trục theo hệ thống lỗ � Chọn mối lắp k6 (Theo bảng 20-9[1] trang 130) Lắp vịng ngồi ổ lăn(chịu tải cục bộ)vào vỏ theo hệ thống trục � Chọn mối lắp H7 (Theo bảng 20-9[1] trang 130) 43 | P a g e Đồ án thiết kế máy GVHD: TS Phan Thanh Nhàn Lắp ghép bánh lên trục Chọn mối ghép trung gian-theo hệ thống lỗ chi tiết cố định thêm then � Chọn kiểu lắp Lắp ghép nắp ổ vỏ hộp Chọn mối ghép có độ hở-theo hệ thống lỗ phần cần phải dễ dàng tháo lắp điều chỉnh � Chọn kiểu lắp Lắp ghép vòng chắn dầu trục Chọn kiểu lắp ghép trung gian-theo hệ thống lỗ � Chọn kiểu lắp Lắp bạc lót với trục Chọn mối ghép trung gian-theo hệ thống lỗ chi tiết cần cố định thêm then � Chọn kiểu lắp Lập bảng dung sai lắp ghép TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất - Lê Văn Uyển, Tính Tốn Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí, Tập - 2, NXB Giáo Dục [2] Cataloge ABB MOTOR M2QA-CAST IRON MOTOR 44 | P a g e ... loại máy trộn sử dụng phổ biến công nghiệp dạng máy trộn thùng quay đặt nằm ngang Tính tốn hệ thống dẫn động thùng trộn với điều kiện cụ thể sau: - Thùng trộn quay liên tục, có nghiêng thùng so... giao thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc cấp bánh trụ nghiêng truyền đai thang Hệ thống đẫn động động điện thông qua truyền đai thang, hộp giảm tốc khớp nối truyền chuyển động tới băng... P2(kW): Cơng suất trộn vật liệu (tài liệu [3], 17.13) - �3(kW): công suất mát ma sát ổ trục thùng trộn d) Thông số đầu Công suất P trục thùng trộn P = 5,5 (kW) Số vòng quay n trục thùng trộn n = 65,16(vòng/phút)