Đồ án thiết kế máy

Phần 01: Tính toán công suất và tốc độ trục công tácI.. Tính toán thùng trộn: 1.. Máy trộn dùng để đạt các mục đích sau: - Tạo thành 1 hổn hợp đồng nhất của một chất rắn và 1 chất lỏng..

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

- -

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH SVTH: NGUYỄN ĐỨC TRÍ MSSV: 18143337

HỌC KỲ: I

Tp Hồ Chí Minh, tháng 9, năm 2021

Phần 01: Tính toán công suất và tốc độ trục công tác

I Tính toán thùng trộn:

1 Giới thiệu

Máy trộn dùng để đạt các mục đích sau:

- 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

Sinh viên được yêu cầu 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 = 3 ,   vật liệu trộn có khối lượng riêng =1300 kg/m , bán kính R =1/3D=1/3.0,55  3

o

2 Cho trước thông số đầu vào

a) Năng suất trộn Q: 13500 (kg/h)

b) Đường kính (trong) thùng trộn D: 0,55(m)

c) Trọng lượng vật liệu trong thùng G : 2500 (N) v

d) Góc nâng vật liệu: : 83 (độ) 

e) Các hệ số: = 1/3; m = 1/3; K = 200.

3 Tính.

a) Chiều dài thùng trộn L (m):

𝐿 = 𝑚 𝐾  = 𝐷 𝑡𝑔 1

3 200 0,55 3 = 1,922 (m)𝑡𝑔 

b) Tốc độ quay của thùng n (v/ph):

BÀI SỬA:

Năng suất trộn

𝑄 = 60 𝐹t   𝐿 𝑚 𝑛 𝑡𝑔

n = 60.F Q

t φ ρ L m tgβ=

13500

60.121π

1600.1

3.1300 1,922.1

Trong đó F = t .D2 /4 = π 0,552

4 = 121π

1600 (m2) (Tiết diện ngang của thùng) c) Công suất cần cung cấp cho thùng:

Ptải = P + P + P1 2 3

Trong đó:

- P (kW) : Công suất nâng vật liệu lên độ cao thích hợp1

P1 =G v R o (1−cos α) ω

2500.1

3..0,55.(1−cos 83).217π

100

83π

180

.10-3 = 1,89

 =π n30 = π 65,130 = 217100π

- P (kW) : Công suất trộn vật liệu:2

P2 = G Rv o .sin 10  -3 = 2500.1

3.0,55.217100π.sin83.10-3 = 3,1 -P3(kW): công suất mất mát do ma sát ở ổ trục thùng trộn

P3 = 0,1( P1+P2 ) = 0,1( 1,89 + 3,10) = 0,499

 P = 1,89+3,1+0,499 = 5,49 (kW)tải

d) Thông số đầu ra

Công suất trên trục thùng trộn: P = 5,49 (kW)

Tốc độ quay n trên trục thùng trộn: n = 65,09 (vòng/phút)

Phần 02: CHỌN ĐỘNG CƠ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

1 Chọn động cơ điện

-Ta có công suất trên trục làm việc: P = 5,49lv

-Tính hiệu suất của hệ thống:

 = kn br đ ❑ol

3

br = 0,98 :Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ

đ =0,96 :Hiệu suất bộ truyền đai

ol = 0,99 :một cặp ổ lăn

 = 1.0,98.0,96.0,99 = 0,913

-Công suất cần thiết trên trục động cơ

Pct = P lv

❑ = 5,490,91 = 6,03 (kW)

-Ta có tốc độ quay trên trục làm việc: n = 65,09(vg/phút)lv

-Chọn sơ bộ tỷ số truyền:

+Truyền động bánh răng trụ hợp giảm tốc 1 cấp: u = 3…51

+Truyền động đai thang: u = 3…52

u = usb 1.u2 = 9…25 Chọn u = 12 sb

-Số vòng quay sơ bộ: n = usb sb.nlv = 12.65,09 = 781,08(vg/phút) -Chọn số vòng quay đồng bộ n = 750(vg/phút)đb

-Chọn động cơ: động cơ phải thỏa thỏa điều kiện:

Pct  Pđc

n = 750(vg/phút)

Động cơ M2QA160L8A

2.Phân phối tỉ số truyền

-Tính tỉ số truyền u = t

n đc

n lv

= 65,09720 = 11,06 -Chọn tỉ số truyền của HGT theo tiêu chuẩn : u h√u t = √11,06 = 3,32

 Chọn u = 4h

-Tính tỉ số truyền ngoài HGT: u = đ

u t

u h

= 11,064 = 2,8 -Tính số vòng quay trên các trục:

+Trục 1: n = 1

n đc

u đ = 7202,8 = 257,14(vg/phút)

+Trục 2: n = 2

n1

u h = 257,144 = 64,29(vg/phút)

+Trục làm việc: n = n = 64,29 (vg/phút)lv 2

-Tính công suất trên các trục:

+Trục 2: P = 2

P lv

❑ = P lv

❑ = 5,490,99 = 5,55(kW)

+Trục 1: P = 1 ❑ 122

= 2

❑ ❑br ol = 0,98.0,99 = 5,72(kW) +Trục động cơ: P = đc

P1

❑ 01

= P1

❑ ❑đ ol = 0,96.0,995,72 = 6,01(kW) -Tính moment trên các trục:

+Trục động cơ: T = đc

9,55×106

P đc

720 =79715,9 (N.mm) +Trục 1: T = 1

9,55×106

P1

n1

+Trục 2: T = 2

9,55×106

P2

n2

+Trục làm việc: T = lv

9,55×106

P lv

Trục

Thông số

Moment xoắn

(N.mm)

PHẦN 03: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG

1 Thông số đầu vào:

- Công suất trên trục bánh dẫn đai: P = 6,01 (kW)

- Tốc độ quay trên trục dẫn: n = 720 (vg/ph)1

- Tỉ số truyền của bộ truyền đai: u = 2,8đ

2 Trình tự thực hiện

a Chọn loại đai và tiết diện đai:

- Dựa vào công suất P =6,01 kW và tốc độ quay n = 720 vg/ph1 1

 Chọn tiết diện đai Ƃ

b Chọn đường kính 2 bánh đai d và d1 2

Theo bảng 4.13/tr.59

d1 1,2d = 1,2.140 = 168 min

Theo tiêu chuẩn ta chọn d = 180mm1

-Vận tốc đai: v = 1

π d1n1

60000 = π 180 720

60000 = 6,78 (m/s) 25m/s Theo ct 4.2/tr.53, chọn hệ số trượt = 0,02, đường kính bánh đai bị dẫn:

d2 = d u.(1- ) = 180.2,8.(1-0,02) = 493,92 (mm)1 

-Chọn đường kính d = 500(mm)2

-Tỉ số truyền thực tế:

ut = d2

d1(1−ε) = 180 1 0,02( −500 )= 2,83

-Sai số tỉ số truyền hệ thống:

u = |u t −u|

u 100= |2,83−2,8|

2,8 100 = 1,07 5 (thỏa mãn)  

c Chọn khoảng cách truc:

-Chọn tỉ số a/d = 1 Chọn a = 500mm 2  sb

-Kiểm tra a theo điều kiện (4.14):

0,55.(d1+ d )+h = 0,55.(180+500)+10,5 = 384,52

Với h=10,5 (mm) tra bảng 4.13/tr 59

2.(d1+ d ) = 2.(180+500) = 13602

-Như vậy a = 500mm, thỏa điều kiện theo công thức (4.14): 384,5 ≤ a≤1360 (thỏa mãn)

-Chiều dài đai theo 4.4/tr.54:

L = 2a +d1+d2

2 + (d2−d1) 2

4a = 2.500+π(180 500+ )

2 +(500 180− )2

4.500

= 2119,34 (mm)

-Chọn L theo tiêu chuẩn: 2240mm

Tính và kiểm nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây:

i=v

2,24 = 3,03  [i] = 10

d Tính lại khoảng cách trục a theo công thức 4.6/tr.54:

a = (λ+√λ2

−8 ∆2

)

4 = (1172+√1172 2

−8.160 2)

4

= 563,48 (mm)

Trong đó:

λ = L -π(d1+d2)

2 = 2240 - π(180 500+ )

∆= (d2−d1)

2 =500 180−2 = 160

e Tính góc ôm trên bánh đai dẫn theo công thức 4.7:1

1 = 180 - 57  (d2−d1)

a = 180 - 57  (500−180)563,48 = 147,6 120 (thỏa mãn    điều kiện góc ôm đối với đai sợi tổng hợp)

f Xác định số đai :z

Số đai tính theo công thức 4.16/tr.60

z≥P1.kđ /([P0].Cα Cu.C Cl z )

Trong đó:

P1=3,77 (kW) - công suất trên trục bánh dẫn

kđ =1,1+0,1=1,2 - hệ số tải trọng động (tra bảng 4.7 /tr.55), làm việc 2 ca [P0] = 2,575 (kW) - công suất cho phép (tra bảng 4.19/ tr.62]), với v=6,78 (m/s)

Cα=0,92 - hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ômα1 (tra bảng 4.15/trang 61)

C1=1 - hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai (tra bảng 4.16/ tr.61) với l/l0=1 trong đó l tra bảng 4.19/tr.620

Cu=1,139 với u=2,83 và bảng 4.17 /tr.61)

Cz= 0,95 - theo bảng 4.18 / trang 61, hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân

bố không đều tải trọng cho các dây với :

P1/[P0] = 6,01/2,575 = 2,33

Số đai z = 2,575.0,92.1,139 1.0,956,01 1,2 = 2,81

 Chọn z = 3 (z là số nguyên và lớn hơn 2,01)

g Chiều rộng bánh đai tính theo công thức 4.17:

Theo bảng 4.2/ tr 63 ta được : t =19 (mm), e =12,5 (mm)

B=(z-1).t + 2.e = (3-1).19+2.12,5 = 63 (mm)

h Đượng kính ngoài của bánh đai theo công thức 4.18 :

Theo bảng 4.21/tr.63, h = 4,2 (mm)0

d =d +2.ha1 1 0=180+2.4,2 = 188,4 (mm)

d =d +2.h=500+2.4,2 = 508,4 (mm)

i Đường kính đáy bánh đai

Theo bảng 4.21/ trang 63, H = 16 (mm)

d =df1 1-2.H=180-2.16 = 148 (mm)

d =df2 2-2.H=500-2.16 = 468 (mm)

j Tính lực tác dụng lên trục:

Theo 4.19/ tr.63 và bảng 4.22/ tr.64

F0 = 780P1K đ

v C z α

+ F = v

780.6,01.1,2 6,78.0,92.3 +8,18 = 308,8 (N) Trong đó F = qv m.v2 = 0,178.6,78 = 8.18 (N) với q = 0,178 (Kg/m)2

m

Theo 4.21/tr 64, lực tác dụng lên trục:

Fr = 2.F0.z.sin(α1/2) = 2.308,8.3.sin(147,6°/2) = 1779,23(N)

Bảng 2.1: Bảng thông số bộ truyền đai thang

Loại đai và tiết diện đai Ƃ

Đường kính bánh đai nhỏ d1 180 (mm)