thiết kế hệ thống dẫn động băng tải

LỜI NÓI ĐẦUĐồ án môn học chi tiết máy là một môn học rất cần thiết cho sinh viên ngành cơ khí nói chung để giải quyết một vấn đề tổng hợp về công nghệ cơ khí, chế tạo máy.. Mục đích là g

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án môn học chi tiết máy là một môn học rất cần thiết cho sinh viên ngành cơ khí nói chung để giải quyết một vấn đề tổng hợp về công nghệ cơ khí, chế tạo máy Mục đích là giúp sinh viên hệ thống lại những kiến thức

đã học, nghiên cứu và làm quen với công việc thiết kế chế tạo trong thực tế sản xuất cơ khí hiện nay

Trong chương trình đào tạo cho sinh viên, nhà trường đã tạo điều kiện cho chúng em được tiếp xúc và làm quen với việc nghiên cứu: “Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải” Do lần đầu tiên làm quen thiết kế với khối lượng kiến thức tổng hợp, còn có những mảng chưa nắm vững cho nên dù đã rất

cố gắng, song bài làm của em không thể tránh khỏi những lỗi sai sót Em rất mong nhận được sự góp ý kiến của thầy cô, giúp em có được những kiến thức thật cần thiết để sau này ra trường có thể ứng dụng trong công việc cụ thể của sản xuất

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy, các cô trong bộ môn

và đặc biệt là thầy Hoàng Xuân Khoa đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành

nhiệm vụ của mình

Em xin chân thành cảm ơn !

v 1

2

3

4 5

THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

Lược đồ dẫn động

1 Động cơ điện

2 Bộ truyền đai dẹt

3 Hộp giảm tốc

4 Nối trục

5 Băng tải

Tmm

T1

T2

t1 t2

tck

tmm

t T

Sơ đồ tải trọng

TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG

Chọn động cơ

Động cơ điện là động cơ điện không đồng bộ ba pha vì những ưu điểm sau;

- Rẻ, dễ kiếm, dễ sử dụng và phù hợp với lưới điện sản xuất

- Dễ đạt hiệu quả kinh tế cao cần chọn động cơ có kích thước và công suất phù hợp

Xác định công suất cần thiết của động cơ

- Công suất cần thiết Pct

Plv

η

P lv = 1000F v =

12500 0 , 44

1000 =5,5 (kw)

- Hiệu suất hệ dẫn động  :

Theo sơ đồ đề bài thì :  = ổ lăn bánh răng khớp nối.đai

m : Số cặp ổ lăn (m = 3);

k : Số cặp bánh răng (k = 1),

Hiệu suất làm việc của cặp ổ lăn : ol= 0,99 ( vì ổ lăn được che kín), Hiệu suất làm việc của cặp bánh răng: br= 0,96 (bánh răng được che kín),

Hiệu suất làm việc của khớp nối : k= 0.99 (chọn khớp nối mềm), Hiệu suất làm việc của bộ truyền đai : đ = 0,95

 Hiệu suất làm việcchung của bộ truyền :

= 0,99.0,99.0,99.0,96.0,99.0,95= 0,876

 Công suất cần thiết của động cơ:

Plv

η = 0,8765,5 = 6,28 KW Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ

Số vòng quay yêu cầu của động cơ xác định theo công thức:

nyc = nlv usb

Với

- nyc: Số vòng quay của trục công tác

- Usb: Tỷ số truyền sơ bộ của hệ dẫn động

nlv = 60000V π D =60000.0,44π 160 = 52,52 ( v/p)

usb = 4.3 = 12

[ ( uh ; ung ) = (4;3): tỷ số truyền của hộp giảm tốc và của bộ truyền ngoài, chọn theo bẳng 2.2 ]

Bảng 2.2: Tỷ số truyền nên dùng cho các bộ truyền

Số vòng quay đồng bộ của động cơ xác định theo công thức:

nđb= 60 f p

Với f = 50 Hz: tần số dòng điện xoay chiều ở Việt Nam

P = 1,2, 3,4,5,6, : số đối cực

Thay số: nđb lần lượt có các giá trị sau: 3000; 1500;1000;750;600;500

Chọn nđb gần với nyc=750 v/p (p=4)

Tiêu chí chọn động cơ:

Pđc ≥ Pyc

Nđb  nsb

Theo phụ lục P1.3 (Trang 235 – tài liệu: Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ

khí tập 1 – NXBGD) ta chọn được động cơ không đồng bộ 3 pha

4A160S8Y3 có thông số như sau:

Ký hiệu Công suất(Kw) quay(v/p)Vận tốc Cos Tk/Tdn Tmax/Tdn

Hiệu suất động cơ (%)

1.2 phân phối tỷ số truyền

Tỷ số truyền chung thực tế của hệ thống dẫn động được tính theo công thức:

Ut =ndc/nlv = 730/52.52=13.9  14

Phân phối tỷ số truyền của hệ cho các bộ truyền:

Ut = Ung Uh

Ung: tỷ số truyền của bô truyền ngoài (đai) = Uđ

Uh: tỷ số truyền của hộp giảm tốc = Ubr

Theo bảng 2.4 chọn Uh = 4

=> Ung = Ut/Uh = 14/4 = 3.5

Tính toán thông số trên các trục

 Công suất

P ctac=P ct=6,28 (đã tính)

P2=P ctac

η 2 ctac=

P ctac

η k η ổ=

6,28

1 .0,99=6,34 kW

P1=P2

η12=

P2

η ổ .η br=

6,34 0,99.0,96=6,67 kW

P dc= P1

η dc1=

P1

η ổ .η đ=

6,67 0,99.0,95=7,1 kW

 Số vòng quay

η dc=730 ( vòng/ p)

η1=η đc

u đ =

730

4 =182.5 (v/p)

η2=η1

u br=

182.5

4 =45,625(v/p)

η ct=η2=45.625 (v/p)

 Momen xoắn

T đc=9,55.106. P đc

η đc=9,55 10

6

. 7,1

730=92883 ( N mm)

T1=9,55 106. P1

η1=9,55.10

6

. 6,67

182.5=3 49032( N mm)

T2=9,55 10 6. P2

η2

=9,55.10 6. 6,34

45,625=1327057 ( N mm )

T ct=9,55 106. P ct

η ct=9,55.10

6

. 6,28

45,625=1314498 (N mm)

Bảng kết quả tính toán

Trục

Thông số

P2 Thiết kế bộ truyền ngoài

2.1 Chọn đai

Chọn đai vải cao su

2.2 Xác định thông số bộ truyền đai

(η1=730(v p), P1=7,1 (kW ), T1= 92883 (N.mm)

- Đường kính bánh đai nhỏ theo(4.1) d1=(5,2 … 6,4) 3

√T1

¿ (5,2… 6,4)3

√349032=235… 290 (mm)

Theo tiêu chuẩn chọn d1=250(mm)

- Vận tốc v= π d1n1

60.1000=

π 250 730

60.1000 =9.55(

m

s)

- Đường kính bánh đai lớn theo (4.2)

d2=d1 u (1−ξ )=250.4 (1−0,01)=990(mm)

Chọn theo tiêu chuẩn d2=1000(mm)

- Tỷ số truyền thực tế: u t= d2

d1.(1−ξ)=

1000 250.(1−0,01)=4.04

- Sai lệch tỉ số truyền: Δu=u=u t−u

u =

4.04−4

4 =0,1 %< 4 %( thỏa mãn) Khoảng cách trục a = (1,5… 2.0)(d1+d2¿ (4.3)

= (1,5… 2.0) (250+1000) =1875 ÷2500

 Lấy a=2000 mm

Chiều dài đai L= 2a + π ¿)

=2.2000+π ¿) = 6184(mm)

Cộng thêm 100 – 400 mm tùy từng cách nối đai

Tính lại a=(λ+√λ2−8 D¿ / 4

λ= L− π(d1+d2)

2 =6184−

π (250+1000)

D=(d2−d1¿ / 2=(1000-250)/2= 375

 a=2110mm

Số vòng chạy của đai i =v l = 6.1849.55 = 1.54

Theo (4.7) α1=180 ˚−57.(d2−d1)

a =180 ˚−

57.(1000−250)

2000 = 158.620¿α min=1500

Xác định tiết diện đai

- Lực vòng F t=1000 P1

v =

1000 6,22 9.55 =651,31(N ) Theo bảng 4.8 tỉ số( δ/d1¿ max trên đai dẹt vải cao su nên dựa là 1/40 nên

δ= d1

40=

250

40 =6.25

Theo bảng 4.1 dùng loại đai E−820 không lớp lót, chiều dài đaiδ=6.25 mm

- Ứng suất cho phép [σ F]=[σ F]0 C α .C v .C0 (4.10)

Ta có [σ F]0 =k1−k2δ/d1, với k1và k2 là hệ số phụ thuộc vào ứng suất căng ban đầu

σ0và loại đai

Theo bảng 4.9: σ0=2.0, k1=2,7 k2=11do đó:

[σ F]0=2.7−11.6.25

250 =2,425 (MPa )

Tính C α với α=1640

C α=1−0,003 (180 ˚−158.62 ˚)=1−0,003(180 ˚−158.62 ˚)=0,936

Tính C v với v = 9.55 (m/s)

C v=1−kv(0,01 v2−1)=1−0,04.(0,01 9.552−1)=1

(k v=0,04 đối với vải cao su)

C0=1theo bảng 4,12

Có [σ F]=[σ F]0 C α .C v .C0=2,425.0,936.1 1=2.27 ( MPa )

- Diện tích tiết diện đai dẹt

A=b.δ=F t K đ

[σ F] => b= F t K đ

[σ F] δ=496.33 1,22.27 6.25 =41.98

Với k đ- hệ số tải trọng ( dao động nhẹ làm việc 2 ca) => k đ=1+0,1=1,2

[σ F]- ứng suất có ích cho phép

b, δ chiều rộng vòng đai, dày đai

Theo bảng 4.1 chọn trị số tiêu chuẩn b=45mm, chiều rộng bánh đai B=1,1b+ (10 ÷15)=1,1.45 + (10 ÷ 15)=59,5 ÷ 64,5(mm)

Chọn lại B=63

Xác định lực căng ban đầu

Theo 4.12 F0=σ0 δ b b=2.6,25 63 =787.5 (N)

Theo 4,13 F r=2 F0 sin(α1

2 )=2.787,5 sin(158.622 )=1547.67 (N)

2.5 Bảng thông số của bộ truyền đai