Thiết kế hệ thống cơ khí đề tài thiết kế hệ thống dẫn động băng tải

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ O0O - PBL1:THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI GVHD: TS.Trần Minh Sang SVTH: Trương Quang Hồng Long Ngơ Quốc Đạt NHĨM: LỚP : 20C1A Đà Nẵng 2022 GVHD: TRẦN MINH SANG LỜI NÓI ĐẦU: Phần 1: Thiết kế CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PBL1 CHƯƠNG II: XỬ LÍ DỮ LIỆU THIẾT KẾ CHƯƠNG III: CHỌN ĐỘNG CƠ, TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ KĨ THUẬT 21 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG 26 CHƯƠNG V: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI 43 CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ BỘ TRỤC, LỰA CHỌN Ổ LĂN, KHỚP NỐI 51 CHƯƠNG VII: CHỌN Ổ LĂN 86 CHƯƠNGVIII: CHỌN KHỚP NỐI 93 CHƯƠNG IX: TÍNH VÀ CHỌN CÁC YẾU TỐ VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC 94 CHƯƠNG X: BẢNG KÊ KIỂU LẮP VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO 114 GVHD: TRẦN MINH SANG MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Hộp giảm tốc .5 Hình 1.2 Cấu tạo hộp giảm tốc Hình 2.1 Sơ đồ băng tải Hình 2.2 Cấu trúc hệ thống băng tải 17 Hình 2.3 Kết cấu puly 18 Hình 2.4 Kích thước lăn 19 Hình 3.1 Sơ đồ hộp giảm tốc 22 Hình 4.1 Sơ đồ gia tải 28 Hình 6.1 Sơ đồ phân tích lực .51 Hình 6.2 Các phản lực ổ trục I 59 Hình 6.3 Biểu đồ mơ men trục I 61 Hình 6.4 Các phản lực ổ trục II .65 Hình 6.5 Biểu đồ mô men trục II 66 Hình 6.6 Các phản lực ổ trục III .69 Hình 6.7 Biểu đồ mô men trục III .71 Hình 7.1 Biểu đồ phân tích lực trục I 86 Hình 9.1 Kích thước nắp quan sát 96 Hình 9.2 Nút thơng 96 Hình 9.3 Hình nút tháo dầu 98 Hình 9.4 Hình que thăm dầu .98 Hình 9.5 Hình chốt định vị hình côn 99 Hình 9.6 Kết cấu bulong vịng 100 Hình 9.7 Hai vòng phớt 101 Hình 10.1 Trục I 105 Hình 10.2 Biểu đồ trang thái ứng suất trục III 105 Hình 10.3 Biểu đồ momen Mx trục I 106 Hình 10.4 Biểu đồ momen My trục I 107 Hình 10.5 Trục II 108 Hình 10.6 Trục III 108 Hình 10.7 Trục sau lắp vào thân hộp .109 Hình 10.8 Sau lắp thêm trục .110 Hình 10.9 Sau lắp thêm trục I vào thân hộp 111 Hình 10.10 Lắp hồn chỉnh hộp giảm tốc 111 Hình 10.11 Hình chiếu hộp giảm tốc 112 Hình 10.12 Hình chiếu đứng hộp giảm tốc 113 Hình 10.13 Hình chiếu cạnh hộp giảm tốc 114 Hình 10.14 Phân rã hộp giảm tốc 114 GVHD: TRẦN MINH SANG MỤC LỤC BẢNG Bảng 2.1 Đặc tính tải trọng Bảng 2.2 Độ rộng tối thiểu băng tải loại vật liệu Bảng 2.3 Góc nâng băng tải Bảng 2.4 Vận tốc lớn cho phép 10 Bảng 2.5 Góc mái theo loại vật liệu 10 Bảng 2.6 Góc máng tính theo góc mái 11 Bảng 2.7 Khối lượng riêng loại vật liệu 11 Bảng 2.8 Hệ số độ leo dốc 12 Bảng 2.9.Trị số f l0 theo điều kiện làm việc 13 Bảng 2.10 Cống suất tiêu thụ loại cần gạt theo độ rộng băng tải 13 Bảng 2.11 W tính theo chiều rộng đai 13 Bảng 2.12 Wc Wr (kg/bộ) tính theo chiều rộng đai 14 Bảng 2.13 Bước lăn tính theo chiều rộng đai 14 Bảng 2.14 Wl (kg/bộ) tính theo chiều rộng đai 14 Bảng 2.15 Góc ơm đai 15 Bảng 2.16 Hệ số ma sát băng tải puly 16 Bảng 2.17 Lực kéo lớn puly 16 Bảng 2.18 Hệ số an toàn băng tải 17 Bảng 2.19 Vật liệu băng tải 18 Bảng 2.20 Đường kính tối thiểu puly ứng với khả chịu tải .18 Bảng 2.21 Khoẳng cách trung bình lăn 19 Bảng 2.22 Chiều dài vùng chuyển tiếp băng tải 20 Bảng 3.1 Các phương án phân phối tỉ số truyền 22 Bảng 3.2 Bảng công suất tải trọng thay đổi 23 Bảng 3.3 Loại động tỉ số truyền truyền 24 Bảng 3.4 Bảng thông số kỹ thuật 25 Bảng 4.1 Các thông số truyền bánh .38 Bảng 4.2 Các thơng số truyền trục vít-bánh vít 42 Bảng 5.1 Các thông số truyền xích 50 Bảng 6.1 Bảng gần chiều rộng ổ lăn 54 Bảng 8.1 Kích thước nối trục vịng đàn hồi .94 Bảng 9.1 Kích thước thăm 96 Bảng 9.2 Thông số nút tháo dầu 98 Bảng 9.3 Kích thước nút tháo dầu 98 Bảng 9.4 Kích thước bulong vịng .101 Bảng 9.5 Kích thước rảnh hai vòng phớt .102 Bảng 10.1 Bảng dung sai lắp ghép 103 GVHD: TRẦN MINH SANG LỜI NÓI ĐẦU: Thiết kế phát triển hệ thống truyền động vấn đề cốt lõi khí Mặt khác, công nghiệp phát triển thiếu khí đại Vì vậy, việc thiết kế cải tiến hệ thống truyền động công việc quan trọng cơng đại hố đất nước Hiểu biết, nắm vững vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế hệ thống truyền động yêu cầu cần thiết sinh viên, kỹ sư khí Trong sống ta bắt gặp hệ thống truyền động khắp nơi, nói đóng vai trị quan trọng sống sản xuất Đối với hệ thống truyền động thường gặp hộp giảm tốc phận thiếu Đồ án thiết kế hệ thống truyền động khí giúp ta tìm hiểu thiết kế hộp giảm tốc, qua ta củng cố lại kiến thức học môn học Nguyên lý- Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật khí , giúp sinh viên có nhìn tổng quan việc thiết kế khí.Hộp giảm tốc phận điển hình mà công việc thiết kế giúp làm quen với chi tiết bánh răng, ổ lăn,…Thêm vào đó, q trình thực sinh viên bổ sung hồn thiện kỹ vẽ AutoCad, Solidworks điều cần thiết với sinh viên khí Em chân thành cảm ơn thầy Ts.TRẦN MINH SANG thầy khoa CƠ KHÍ giúp đỡ em nhiều trình thực đồ án Với kiến thức cịn hạn hẹp, thiếu sót điều khơng thể tránh khỏi, em mong nhận ý kiến từ thầy cô bạn! GVHD: TRẦN MINH SANG Phần 1: Thiết kế Chapter : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PBL1 Định nghĩa hộp giảm tốc Hộp giảm tốc cấu gồm phận truyền bánh trục vít, tạo thành tổ hợp biệt lập để giảm số vịng quay truyền cơng suất từ động đến máy công tác Ưu điểm hộp gia tốc hiệu suất cao, có khả truyền công suất khác nhau, tuổi thọ lớn, làm việc chắn sử dụng đơn giản Hình 1.1 Hộp giảm tốc II Phân loại Hộp giảm tốc gồm có nhiều loại: - Hộp giảm tốc bánh trụ cấp - Hộp giảm tốc bánh nón cấp GVHD: TRẦN MINH SANG - Hộp giảm tốc bánh trụ hai cấp ba cấp - Hộp giảm tốc bánh nón trụ - Hộp giảm tốc trục vít - Hộp giảm tốc bánh trụ vít, trục vít bánh trục vít hai cấp III Cấu tạo hộp giảm tốc Hộp giảm tốc cấu tạo đơn giản gọn nhẹ Thiết bị bao gồm bánh thẳng nghiêng, chúng ăn nhập với theo kỳ số truyền định Khi có nguồn điện cung cấp, hộp giảm tốc tạo vòng quay phù hợp với yêu cầu sử dụng Hộp giảm tốc thiết kế theo yêu cầu điều kiện làm việc Hình 1.2 Cấu tạo hộp giảm tốc IV Ứng Dụng Hộp giảm tốc ứng dụng nhiều ngành nghề sản xuất Ví dụ băng chuyền sản xuất thực phẩm, thức ăn gia súc, sản xuất bao bì, … khuấy trộn, cán thép, xi mạ, hệ thơng cấp liệu lị hơi, GVHD: TRẦN MINH SANG …Nói chung ứng dụng đa dạng giữ vai trò quan trọng hoạt động sản xuất Nếu khơng làm nhà máy, xí nghiệp ứng dụng mà bạn dễ thấy hộp giảm tốc động xe máy đồng hồ Chapter : XỬ LÍ DỮ LIỆU THIẾT KẾ Dữ liệu thiết kế Thiết kế băng tải vận chuyển đá mềm Năng suất vận chuyển: tấn/giờ; Chiều cao nâng (H): mét Chiều dài băng tải (L) theo phương ngang: 35 mét; Thời gian phục vụ: năm; (một năm làm việc 235 ngày, ngày 02 ca, ca tiếng) Quay chiều, tải va đập nhẹ Chế độ tải ổn định Bảng 2.1 Đặc tính tải trọng Đặc tính tải trọng: thay đổi có va đập nhẹ P1 =Plv =P t1 = 30 P2 = 0.9P t2 = 42 P3 = 0.7p t3 = Trình tự tiến hành 2.1 Cấu trúc băng tải điển hình GVHD: TRẦN MINH SANG Hình 2.3 Sơ đồ băng tải 2.2 Xác định độ rộng (B) tối thiểu băng tải Bảng 2.2 Độ rộng tối thiểu băng tải loại vật liệu Độ rộng tối thiểu (mm) Kích cỡ hạt (mm) A (Đồng nhất) B ( Lẫn lộn) 400 64 100 450 75 125 500 85 150 600 110 200 Chọn độ rộng tối thiểu băng tải :B=450 (mm) 2.3 Góc nâng băng tải Bảng 2.3 Góc nâng băng tải Trên 100 mm 10-100 mm Dưới 10 mm Ta có : Bmax= 16°÷18°( kích cỡ hạt 10-100 mm) Đá Góc nâng thực tế theo yêu cầu βtt= arctag (tt/L) = 9,72 ˚  Btt < Bmax Vậy góc nâng thực tế đảm bảo yêu cầu 2.4 Xác định vận tốc dài vct băng tải Vận tốc băng tải : V= Trong đó: 15 16-18 20 GVHD: TRẦN MINH SANG  V vận tốc băng tải (m/ph)  Qt lưu lượng vận chuyển (tấn/ giờ)  A diện tích mặt cắt ngang dịng vận chuyển (m2)  khối lượng riêng tính tốn khối vật liệu (tấn/ m3)  s hệ số ảnh hưởng góc nghiêng hay độ dốc băng tải Chú ý : V không lớn vận tốc cho phép Vmax Bảng 2.4 Vận tốc lớn cho phép Độ rộng băng (mm) 400 450 500 600 A (m/phút) 180 210 240 240 B(m/phút) 150 180 180 210 C(m/phút) 150 180 180 200 Nhóm A: Các loại vật liệu hạt Nhóm B: Than mỏ vật liệu có tính bào mịn Nhóm C:là vật phẩm gồm quặng cứng, đá vật liệu có cạnh sắc => Vmax =180 (m/ph) Ta có Qt= 120 (tấn/h) cho, cần tính A tra γ S Tìm góc mái φ Bảng 2.5 Góc mái theo loại vật liệu Góc mái (độ) 10 20 30 Dạng vật liệu Vật liệu mịn khô Các vật liệu hạt(than, sỏi, quặng…) vận chuyển dụng cụ thông thường Các vật liệu hạt lớn cấp lên băng dụng cụ đặc biệt, đảm bảo tính đồng khối Chọn góc mái φ = 30˚ 10 GVHD: TRẦN MINH SANG Sai số chế tạo chi tiết theo kích thước chiều dài sai số lắp ghép làm cho vị trí bánh trục khơng xác Để bù vào sai số ta lấy chiều rộng bánh nhỏ tăng lên 10% so với chiều rộng bánh lớn b.Cặp bánh vít- trục vít Đối với truyền này, sai số chế tạo lắp ghép làm sai lệch vị trí tương đối bánh vít trục vít Sai số vượt trị số cho phép nguyên nhân làm tăng mòn, tăng ma sát tăng ứng suất tập trung dọc theo chiều dài bánh vít Để đảm bảo ăn khớp ren trục vít ren bánh vít cần bảo đảm khoảng cách trục , góc trục bánh vít trục vít, đảm bảo mặt trung bình bánh vít qua trục trục vít Sai số vị trí bánh vít trục vít khắc phục việc điều chỉnh lắp vào vỏ hộp Việc điều chỉnh tiến hành trục vít bánh vít Do bánh bánh vít khơng u cầu tháo lắp thường xuyên, khả định tâm phải đảm bảo , khơng di trượt dọc trục , ta chọn kiểu lắp trung gian Với mối ghép cho then , ta chọn kiểu lắp trung gian N9 theo sai lệch giới hạn chiều rộng kích thước then Trong lắp ghép với ỗ , ta lắp vòng ỗ lên trục theo hệ thống lỗ k6 vịng ngồi ỗ lên vỏ hộp cốt lót theo hệ thống trục H7 Chapter 10 : BẢNG KÊ KIỂU LẮP VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP Bảng 10.37 Bảng dung sai lắp ghép Th ứ tự Tên mối ghép Kiểu lắp Dung sai Trục Lỗ H7 k6 +15 +21 +2 +0 Trục vòng ổ lăn  24k +15 Vịng ngồi ổ lăn vỏ hộp  62 H Trục bánh  24 +2 +30 Trục vòng chắn dầu  17 E8 k6 101 +12 +75 Ghi GVHD: TRẦN MINH SANG +1 Nắp ổ Trục vỏ hộp Bánh trục  62 H7 d11 +32 +30 -100 H7  18 k6 +18 +12 +1 +15 Trục vòng ổ lăn  25k 6 Vịng ngồi ổ lăn vỏ hộp  62 H Trục vòng vung dầu E8  25 k6 +2 +30 8 Vòng chắn dầu trục Cốc lót vỏ hộp  25 E8 k6 H7  78 h6 +15 +2 +92 +40 +15 +92 +2 +40 +30 -19 +0 Cốc lót vịng ngồi ổ lăn  62 H 11 Trục bánh vít H7  45 k6 +18 +25 +2 +0  40k +18 +30 12 Trục vòng ổ lăn +2 13 Vịng ngồi ổ lăn vỏ hộp  90 H +30 102 GVHD: TRẦN MINH SANG Với mối ghép cho then ta chọn mối ghép trung gian theo sai lệch giới hạn chiều rộng kích thước then Trong lắp ghép với ổ, ta lắp vòng ổ lên trục theo hệ thống lỗ k6 vòng ngồi ổ lên vỏ hộp cốc lót theo hệ thống trục H7 Chương XI: LẮP GHÉP VÀ MÔ PHỎNG 10.1 Mô trục 10.1.1 Trục I 103 GVHD: TRẦN MINH SANG Hình 10.24 Trục I Hình 10.25 Biểu đồ trang thái ứng suất trục III 104 GVHD: TRẦN MINH SANG Hình 10.26 Biểu đồ momen Mx trục I 105 GVHD: TRẦN MINH SANG Hình 10.27 Biểu đồ momen My trục I 106 GVHD: TRẦN MINH SANG 10.1.2 TRỤC II Hình 10.28 Trục II 10.1.3 TRỤC III Hình 10.29 Trục III 10.2 Lắp ghép trục chi tiết phụ vào hộp giảm tốc 107 GVHD: TRẦN MINH SANG Hình 10.30 Trục sau lắp vào thân hộp 108 GVHD: TRẦN MINH SANG Hình 10.31 Sau lắp thêm trục 109 GVHD: TRẦN MINH SANG Hình 10.32 Sau lắp thêm trục I vào thân hộp Hình 10.33 Lắp hồn chỉnh hộp giảm tốc 110 GVHD: TRẦN MINH SANG Hình 10.34 Hình chiếu hộp giảm tốc 111 GVHD: TRẦN MINH SANG Hình 10.35 Hình chiếu đứng hộp giảm tốc 112 GVHD: TRẦN MINH SANG Hình 10.36 Hình chiếu cạnh hộp giảm tốc Hình 10.37 Phân rã hộp giảm tốc 113 GVHD: TRẦN MINH SANG TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất , Lê Văn Uyển – Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí , tập Nhà xuất giáo dục Hà Nội , 2001 [2] Trịnh Chất , Lê Văn Uyển – Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí , tập Nhà xuất giáo dục Hà Nội , 2001 114 GVHD: TRẦN MINH SANG 115