TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA TP HCM Khoa Cô Khí Boä moân THIEÁT KEÁ MAÙY BAØI TAÄP LÔÙN NGUYÊN LÝ VÀ CHI TIẾT MÁY ĐỀ TÀI Đề số 5 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Phương án số 1 Trục 2 Trục 1 Heä th[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY BÀI TẬP LỚN NGUN LÝ VÀ CHI TIẾT MÁY ĐỀ TÀI Đề số 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Phương án số: Trục Trục Hệ thống dẫn động băng tải bao gồm 1-Động điện pha không đồng bộ; 2- Bộ truyền đai thang; 3- Hộp giảm tốc bánh nón cấp; 4- Nối trục đàn hồi; tải Số liệu thiết kế: Công suất trục băng 5- Băng tải, P(KW) Số vòng quay trục tang 152 dẫn, n(v/ph) Thời gian phục vụ, L(năm) Chế độ tải t1, giây 37 t2, giây 48 T1 T T2 0.9T Tính chọn động điện 1.1 Chọn hiệu suất hệ thống Hiệu suất truyền động: ¿❑kn ×❑đ ×❑brnon ×❑2ol Trong đó: kn = : hiệu suất khớp nối đ = 0.96 : hiệu suất truyền đai thang brnon = 0.97 : hiệu suất truyền bánh nón thẳng ol = 0.99 : hiệu suất ổ lăn = ×0.96 × 0.97× 0.992=0.91 1.2 Tính cơng suất tương đương (cơng suất tính tốn) Ptđ =P× √ n ∑ i=1 ( ) Ti t i T n ∑ ti i=1 =6 × √ 12 ×37 +0.92 × 48 =5.67 kW 37+48 1.3 Chọn động điện, bảng thông số động điện Công suất cần thiết: Pct = Ptđ 5.67 = =6.23 kW (1) η 0.91 Chọn động điện thỏa { Pđc ≥ P ct nđc ≈ n sb 1.4 Xác định số vòng quay sơ Tỷ số truyền chung hệ: uch =uhgt ×uđ ×unt Trong đó: uhgt = 3.2 : tỷ số truyền hộp giảm tốc, chọn theo tiêu chuẩn uđ = unt = uch = 3.2 ×3=9.6 : tỷ số truyền truyền đai ngồi Số vịng quay sơ động cơ: n sb =uch ×n lv = 9.6 × 152=1459 (vòng/phút) (2) Chọn động điện : từ (1) (2) Kiểu động Công suất (kW) Vận tốc quay (Vòng/phút) Cosφ η% T max T dn Tk T dn 4A132S4Y3 7.5 1455 0.86 87.5 2.2 2.0 2.Phân phối tỷ số truyền Tỷ số truyền thực sự: uch = nđc 145 = =9.57 nlv 152 Chọn tỷ số truyền hộp giảm tốc theo tiêu chuẩn: chọn uhgt = 3.2 Tỷ số truyền đai thang tính lại: uđ = uch 9.57 = =2.99 uhgt 3.2 Lập bảng đặc tính 3.1 Tính tốn cơng suất trục P II = P = =6.06 kW ηkn × ηo l ×0.99 P I= PII 6.06 =6.3 kW = ηbrnon ×ηol 0.97 ×0.99 Trục động cơ: Pđc = PI 6.3 = =6.6 k W < 7.5 kW ( hợp lý) ηđ ×❑ol 0.96× 0.99 3.2 Tính số vịng quay trục nI= nđc 145 = =486 vịng/ phút uđ 2.99 3.3 Tính momen xoắn trục n II = n I 486 = =152.06 vịng/ phút uhgt 3.2 T I =9.55 ×10 × T II =9.55 ×106 × T đc =9.55 ×10 × PI 6.3 =9.55 × 10 × =123,639 ( N mm ) nI 486.62 PII 6.06 =9.55 ×106 × =380,593 ( N mm ) n II 152.06 Pđc 6 =9.55 × 10 × =43,319.6 ( N mm ) n đc 145 P 6 T tải=9.55× 10 × =9.55× 10 × =376,973.68 ( N mm ) n 152 3.4 Bảng đặc tính động Động I II Tải 6.6 6.3 6.06 486.62 152.06 P (kW) n (vòng/ phút) u T (N.mm) 1455 uđ = 2.99 43,319.6 uhgt = 3.2 123,639 380,593 Thiết kế truyền đai thang Thông số kỹ thuật để thiết kế truyền đai thang Công suất truyền: P1 = 6.6 kW Tỷ số truyền u = 2.99 Số vòng quay trục dẫn n1 = 1455 (vòng/phút) Chọn loại đai Chọn loại đai dựa vào công suất số vòng quay theo đồ thị sau: 152 ukn = 376,973.68 Theo hình ta chọn loại đai B Theo bảng 4.13 chọn đường kính đai nhỏ theo tiêu chuẩn d1 = 160 mm Vận tốc đai: v= π d n1 10 = π ×160 ×145 =12.2 (m/s) 6.10 Đường kính bánh đai lớn Chọn ξ = 0.02 d 2=u × d ( 1−ξ )=2.99 ×160 ( 1−0.02 )=468.832 mmTheo bảng 4.26 chọn đường kính tiêu chuẩn, chọn d2 = 500 mm Tỷ số truyền thực tế utt = d2 500 = =3.19 d1 (1−ξ) 160(1−0.02) Sai lệch so với giá trị ban đầu ∆ u= |utt−u| u ×100= |3.19−2.99| 2.99 ×100=6.68 % Chọn sơ khoảng cách trục a d2 = 500 mm Chiều dài đai theo khoảng cách trục a π ( d 2+ d ) ( d 2−d 1) π ( 500+160 ) ( 500−160 ) = 500+ + =2094 L=2 a+ + 500 4a - Theo bảng 4.13 chọn chiều dài đai tiêu chuẩn L = 2120 mm Kiểm nghiệm số vòng chạy giây v 12.2 −1 i= = =5.75 s < 10, thỏa L 2.12 Tính lại khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn L = 2120 √ 2 L−π (d 1+ d 2)+ [2 L−π ( d 2+ d 1) ] −8(d 2−d 1)2 a= = 2× 2120−π ( 160+500 ) + √ [2× 2120−π ( 500+160 ) ] −8(500−160)2 = 513 mm Góc ơm đai bánh đai nhỏ α 1=180 −57 d 2−d 0 500−160 =180 −57 =142 =2.48 rad a 513 Các hệ số sử dụng Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ơm đai C α =1.24(1−e −α 1/ 110 )=1.24( 1−e Hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc −142/ 110 )=0.9 C v =1−0.05(0.01 v −1)=1−0.05(0.01 ×12.2−1)=1.04 Theo bảng 4.17 hệ số xét tới ảnh hưởng tỷ số truyền C u=1.14 u = 2.99 > 2.5 Hệ số xét đến ảnh hưởng số dây đai C z ta chọn sơ Hệ số xét đến ảnh hưởng tải trọng Cr = 0.85 Hệ số xét đến ảnh hưởng chiều dài đai √ √ C L= L 2120 = =0.99 L0 2240 Theo đồ thị ta chọn [Po] = 3.8 kW d1 = 160 mm đai loại B Số đai xác định theo công thức: z≥ P1 [ P0 ] C α C u C L C z C r C v = 6.6 =2.05 3.8 × 0.9× 1.14 ×0.99 ×1 ×0.85 × 0.98 Chọn số đai z = Cz = 0.95 Ta kiểm nghiệm lại z 1.5 Do ta chọn z = 3, thỏa Định kích thước chủ yếu đai Chiều rộng bánh đai B=( z−1 ) e +2 f =( 2−1 ) ×19+2 ×12.5=44 mm Đường kính ngồi d n 1=d1 +2 h0 =160+2× 4.1=168.2 mm d n 2=d2 +2 h0 =500+2× 4.1=508.2mm Lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục Lực căng đai F 0=σ A=1.5× 138=207 N Lực tác dụng lên trục F=3 F0 z sin α1 142° =3× 207 ×2 ×sin =¿ 1174 N ¿ 2 Ứng suất lớn dây đai σ max=σ +σ v + σ u 1=σ 0+ 0.5 σ t + σ v +σ u1 = σt× e fα e fα−1 + σ v +σ u = 1000 P1 e fα −6 y × fα + ρ v × 10 + E vA d1 e −1 = 1000× 6.6 e −6 ×4 × 12.5 ×2.48 ×1200 ×12.2 ×10 + ×100 12.2× 138 e 160 −1 = 5.7 Mpa 12.5 ×2.48 Tuổi thọ đai ( ) σr σ max m ( ) 10 Lh= = =9,580.9( ) 2× 3600× i 2× 3600× 5.6 10 (với m số đường cong mỏi; σ r giới hạn mỏi đai) Bảng thông số truyền đai Thơng số Kí hiệu Giá trị Loại đai B Đường kính bánh đai nhỏ d1 160 mm Đường kính bánh đai lớn d2 500 mm Chiều rộng bánh đai B 44 mm Chiều dài đai L 2120 mm Khoảng cách trục a 513 mm Góc ơm bánh đai nhỏ 1 2.48 rad Lực căng ban đầu F0 207 N Lực tác dụng lên trục F 1174 N Tuổi thọ đai Lh 9,580.9