ĐỀ ÁN KỸ THUẬT Thiết kế hệ thống dẫn động vít tải

Thiết kế hệ thống dẫn động vít tải để tải muối i ốt, năng suất 8m3h; chiều dài vận chuyển 15m. Thiết kế vít tải Tính chọn hộp giảm tốc theo tiêu chuẩn Thiết kế bộ truyền ngoài hộp và khớp nối Lập quy trình công nghệ gia công trục vít Giáo viên hướng dẫn 1 : Th.S Nguyễn Thị Thanh Nga Giáo viên hướng dẫn 2 : K.S Nguyễn Văn Trang Ngày giao đề tài: 05102012

Đề án kỹ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA CƠ KHÍ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do – Hạnh Phúc oo0oo ĐỀ TÀI ĐỀ ÁN KỸ THUẬT Sinh viên thực hiện : Vi Văn Thủy Lớp : K44CCM2 Giáo viên hướng dẫn 1 : Th.S Nguyễn Thị Thanh Nga Giáo viên hướng dẫn 2 : K.S Nguyễn Văn Trang Ngày giao đề tài: 05/10/2012 Ngày hoàn thành đề tài: TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế hệ thống dẫn động vít tải để tải muối i- ốt, năng suất 8m 3 /h; chiều dài vận chuyển 15m. Nội dung cụ thể: - Thiết kế vít tải - Tính chọn hộp giảm tốc theo tiêu chuẩn - Thiết kế bộ truyền ngoài hộp và khớp nối - Lập quy trình công nghệ gia công trục vít SVTH: Vi Văn Thủy Lớp: K44CCM2 1 Đề án kỹ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải Mục Lục LỜI NÓI ĐẦU 5 CHƯƠNG 1 6 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU RỜI 6 1.1. Giới thiệu về đặc điểm các hệ thống vận chuyển vật liệu rời 6 1.1.1.Băng tải 6 1.1.2.Gầu tải 7 1.1.3.Vít Tải 8 1.2. Mục tiêu thiết kế 10 2.1. Tính toán thiết kế vít tải 12 2.1.1. Cánh xoắn 12 2.1.2. Kết cấu Máng 15 2.1.3. Xác định đường kính vít tải 15 2.1.4. Xác định số vòng quay của vít tải 16 2.1.5. Xác bước góc nâng vít xoắn của vít tải 16 2.1.6. Xác định công suất trên vít tải 16 2.1.7. Xác định mô men xoắn trên vít tải 17 2.1.8. Xác định lực dọc trục trên vít tải 17 CHƯƠNG 3 18 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG 18 3.1.Chọn loại hộp giảm tốc 18 3.2. Tính chọn động cơ điện 21 3.2.1 Chọn kiểu loại động cơ 21 3.2.2. Chọn công suất động cơ 22 3.2.3. Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ 23 3.2.4. Chọn động cơ thực tế 24 3.3. Kiểm tra điều kiện quá tải, điều kiện mở máy cho động cơ 24 3.3.1. Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ 24 3.3.2. Kiểm nghiệm điều kiện quá tải cho động cơ 24 3.4. Phân phối tỉ số truyền 25 SVTH: Vi Văn Thủy Lớp: K44CCM2 2 Đề án kỹ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải 3.5. Tỷ số truyền của hộp giảm tốc 25 3.6. Tỷ số truyền của bộ truyền ngoài hộp 26 3.7. Tính toán các thông số trên các trục 26 3.7.1. Tốc độ quay của các trục 26 3.7.2. Tính công suất trên các trục 26 3.7.3. Tính mômen xoắn 27 3.7.4. Lập bảng kết quả 27 3.7.5. Kiểm nghiệm hộp giảm tốc tiêu chuẩn theo momen xoắn trên trục đầu ra 28 CHƯƠNG 4 29 TÍNH TOÁN CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG VÍT TẢI. .29 4.1. Tính chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn 29 4.2. Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài hộp 33 4.2.1. Chọn loại đai thang 33 4.2.2. Xác định các thông số 33 4.2.3. Xác định số đai 35 4.2.4. Tính chọn khớp nối 37 4.3. Tính toán trục vít 40 4.3.1 Tải trọng ngang tác dụng lên trục vít đặt giữa 2 gối đỡ 40 4.3.2. Sơ đồ tải trọng tác dụng lên trục vít 40 4.3.4 Tính toán và chọn đường kính vít theo điều kiện bền 45 4.8.5 Kiểm tra trục vít theo hệ số an toàn cho phép 48 4.8.6. Tính thiết kế cánh xoắn vít tải 50 5. Lập quy trình công nghệ gia công trục vít 56 5.1. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết gia công 56 5.2. Phân tích yêu cầu kỹ thuật và định ra phương pháp gia công 57 5.3. Phân tích yêu cầu kỹ thuật và đưa ra biện pháp công nghệ để đảm bảo được các yêu cầu kỹ thuật quan trọng 57 5.4. Xác định dạng sản xuất 57 5.5 chọn phôi 57 SVTH: Vi Văn Thủy Lớp: K44CCM2 3 Đề án kỹ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 SVTH: Vi Văn Thủy Lớp: K44CCM2 4 Đề án kỹ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay khoa học kỹ thuật trên thế gới và trong nước đang không ngừng phát triển, sự phát triển đó nhằm phục vụ chính những lợi ích ngày càng cao của con người. Để bắt kịp với thế gới, Đảng và nhà nước ta đã đề ra mục tiêu đến năm 2020 “ Đất nước ta chính thức trở thành nước công nghiệp”. Muốn thực hiện được tốt điều đó thì cần quan tâm phát triển mạnh ngành công nghiệp nói chung và cơ khí chế tạo nói riêng vì cơ khí chế tạo đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị, công cụ cho mọi ngành kinh tế quốc dân, tạo điều kiện cần thiết để các ngành này phát triển mạnh hơn. Đêd án môn học là 1 học phần đóng vai trò quan trọng trong quá trình đào tạo trở thành người kỹ sư. Quá trình làm đồ án tốt nghiệp giúp cho sinh viên tổng hợp được các kiến thức, hiểu rõ hơn, thực tế hơn với những kiến thức lý thuyết của môn học trong quá trình học tập, đồng thời nâng cao khả năng vận dụng sáng tạo những kiến thức này trong quá trình làm đề án cũng như công tác sau này. Sau 5 năm học tập tại trường, nay em được giao đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Thiết kế hệ thống dẫn động vít tải để tải muối i- ốt, năng suất 8m 3 /h; chiều dài vận chuyển 15m.”. Với sự cố gắng của bản thân, cùng với sự hướng dẫn tận tình của cô giáo Th.S Nguyễn Thị Thanh Nga và thầy Nguyễn Văn Trang cùng nhiều thầy cô giáo khac, các bạn trong khoa đến nay em đã hoàn thành đề tài. Qua đây em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô, các bạn đã giúp đỡ chỉ bảo em trong suốt thời gian qua để em có thể hoàn thành tốt đề tài được giao.Tuy nhiên, do trình độ cũng như kiến thức thực tế còn nhiều hạn chế do vậy đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Bởi vậy, em rất mong sự góp ý chỉ bảo tận tình của các thầy cô và ý kiến của các bạn sinh viên. Em xin chân thành cảm ơn! Thái nguyên ngày 01 tháng 02 năm 2013 Sinh viên Vi Văn Thủy SVTH: Vi Văn Thủy Lớp: K44CCM2 5 Đề án kỹ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU RỜI 1.1. Giới thiệu về đặc điểm các hệ thống vận chuyển vật liệu rời 1.1.1.Băng tải Băng tải là một máy vận chuyển vật liệu rời theo phương ngang bằng cách cho vật liệu nằm trên một mặt băng chuyển động. Vật liệu sẽ được mang từ đầu này tới đầu kia của băng và được tháo ra ở cuối băng. Băng tải gồm một băng bằng cao su hoặc vải hoặc bằng kim loại được mắc vào hai puli ở hai đầu. Bên dưới băng là các con lăn đỡ giúp cho băng không bị chùng khi mang tải. Một trong hai puli được nối với động cơ điện con puli kia là puli căng băng. Tất cả được đặt trên một khung bằng thép vững chắc. Khi puli dẫn động quay kéo băng di chuyển theo. Hình 1.1. Băng tải Ưu điểm - An toàn cao, cấu tạo đơn giản, bền, làm việc không ồn. - Có khả năng vận chuyển vật liệu rời và đơn chiếc theo các hướng nằm ngang, nằm nghiêng và kết hợp cả hai. - Không làm hư hỏng vật liệu do vật liệu không có chuyển động tương đối với mặt băng. - Vốn đầu tư và chế tạo không lớn; có thể tự động hóa. - Vận hành đơn giản, bảo dưỡng dễ dàng. SVTH: Vi Văn Thủy Lớp: K44CCM2 6 ỏn k thut Thit k trm dn ng vớt ti - Nng sut cao, tiờu hao nng lng ớt. Nhc im - Bng ti cú dc cho phộp khụng cao, thng t 16-24 tựy theo vt liu; - Khụng th vn chuyn theo ng cong; - Khụng vn chuyn c vt liu do, dớnh kt. 1.1.2.Gu ti vn chuyn nhng vt liu ri (dng bt, ht, cc nh) i theo phng thng ng hoc nghiờng trờn 50 ngi ta dựng gu ti. 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 6 6 6 6 6 8 4 7 5 a) 5 7 4 8 b) 5 c) 7 4 8 5 8 4 7 4 5 8 d) e) Hỡnh 1.2. Cu to gu ti Cấu tạo guồng tải: a Guồng tải dùng băng vải, b- Guồng tải dùng xích, c- Guồng tải dùng cáp, d- Guồng tải đặt nghiêng kín, e Guồng tải đặt nghiêng hở. Nguyờn tc lm vic Khi lm vic thỡ gu xỳc vt liu khu vc chõn mỏy v vn chuyn lờn phớa u mỏy. õy, di tỏc dng ca trng lc v lc quỏn tớnh, vt liu c t gu vo b phn thỏo liu ri t ú chuyn ti ni s dng. Vt liu ri c vn chuyn bng gu ti gm nhiu dng: dng bt (hoc bi), dng ht, dng cc. u im - Chiu cao nõng cú th t c H = 50ữ55 m. - Nng sut vn chuyn ln cú th t 500 tn/h. - Hot ng n nh, tin cy cao, d bo dng, tui th cao. - Cu to n gin. - Cú th np liu v trớ tựy thớch. Nhc im SVTH: Vi Vn Thy Lp: K44CCM2 7 Đề án kỹ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải - Kích thước và khối lượng lớn nên khó vận chuyển lắp đặt, chiếm nhiều diện tích. - Nếu vật liệu vận chuyển lớn gây va đập, dễ sinh tiếng ồn. - Dễ bị quá tải nếu tiếp liệu không đều, nên cần nạp liệu một cách đều đặn. - Chiều cao bị hạn chế do cấu tạo động học. Phạm vi sử dụng - Gầu tải sử dụng để vận chuyển vật liệu dạng than cám hay vật liệu dạng khối như than, xi măng, quặng, sắt, thép, đất sét…dùng trong công nghiệp. Ngoài ra gầu tải còn được sử dụng để vận chuyển các vật phẩm trong nông nghiệp như thóc, ngô… - Cơ cấu gầu tải dùng để vận chuyển một khối lượng nguyên vật liệu lớn ở các độ cao khác nhau theo chiều thẳng đứng hay chiều nghiêng, đổ thành đống không gây bụi. 1.1.3.Vít Tải Là một loại máy vận chuyển liên tục không có bộ phận kéo. Cấu tạo của vít tải thể hiện trên hình 1.1. Động cơ 1 truyền chuyển động qua hộp giảm tốc 2 đến khớp nối 3 và trục vít xoắn 4. Bộ phận công tác chính của vít tải là cánh vít xoắn 8 chuyển động quay Trong một vỏ hộp kín 9 có tiết diện tròn ở phía đáy. Trục vít xoắn được đỡ chặn hai đầu nhờ SVTH: Vi Văn Thủy Lớp: K44CCM2 8 Đề án kỹ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải A-A 1 2 3 4 5 11 10 7 8 9 6 A A a) b) Hình 1.3. a) Vít tải đặt ngang.1- Động cơ, 2 - Hộp giảm tốc, 3 - Khớp nối, 4 - Trục vít xoắn, 5- Gối treo trung gian, 6 - Gối đỡ hai đầu, 7 - Cơ cấu dỡ tải, 8 - Cánh vít, 9 - Vỏ hộp, 10- Cơ cấu cấp tải, 11 - Nắp hộp. b) Vít tải đặt đứng. các gối 6. Đối với trục dài quá 3m có thêm các gối đỡ treo trung gian 5. Khi vít chuyển động, cánh xoắn đẩy vật liệu di chuyển tịnh tiến dọc trong lòng vỏ máng. Vật liệu vận chuyển không bám vào cánh là nhờ trọng lượng bản thân vật liệu và ma sát giữa vật liệu và vỏ máng, do đó vật liệu chuyển động trong máng theo nguyên lý vít đai ốc; vai trò đai ốc ở đây là vật liệu vận chuyển. Vít tải có thể có một hoặc nhiều cánh xoắn. Cánh xoắn càng nhiều vật liệu chuyển động càng êm. Vật liệu được cấp vào đầu máng từ cơ cấu 10 và lấy tải ra khỏi máng bằng cơ cấu 7. Để bảo đảm an toàn, vít tải có thêm nắp 11. Vít tải dùng để vận chuyển vật liệu có chiều dài đến 40 m, chủ yếu dùng để vận chuyển vật liệu hạt rời và mịn như xi măng, sỏi, cát, đá dăm và các loại hỗn hợp ẩm nước như bê tông, vữa Dùng làm cơ cấu cấp liệu cưỡng bức , trong các trạm trộn bê tông, máy san hỗn hợp làm đường nhựa SVTH: Vi Văn Thủy Lớp: K44CCM2 9 Đề án kỹ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải Năng suất vận chuyển có thể đạt 20 ÷ 30 m 3 /h, đối với loại vít có kích thước lớn có thể đạt 100m 3 /h. Kích thước đường kính ngoài của vít tải thường được tiêu chuẩn hoá và được quy định theo dãy kích thước: 150, 200, 250, 30, 400; 500; 600mm. thường đặt đứng, nghiêng hoặc ngang. Vận chuyển vật liệu bằng vít tải có nhiều ưu điểm - Vật liệu chuyển động trong hộp kín, nhận và dỡ tải bất cứ vị trí nào nên không bị tổn thất, rơi vãi, an toàn. - Kết cấu đơn giản, rẻ tiền, có thể vừa vận chuyển vừa trộn. - Diện tích chiếm chỗ lắp đặt nhỏ, khả năng thao tác dễ dàng thuận tiện. Tuy nhiên vít tải cũng có một số nhược điểm như - Do có khe hở giữa lòng máng và cánh vít nên dễ nghiền nát một phần vật liệu. - Vì có ma sát lớn và chủ yếu là ma sát trượt nên chóng mòn cánh xoắn và lòng máng. Cũng chính nguyên nhân này mà tổn thất năng lượng lớn. - Chỉ vận chuyển được vật liệu rời, không vận chuyển được các vật liệu có tính dính bám lớn hoặc dạng sợi do bị bám vào trục Phạm vi sử dụng Do có những ưu điểm nhất định và thích hợp với một số loại vật liệu và công nghệ vận chuyển nên vít tải được sử dụng trong ngành xây dựng và các ngành công nghiệp hoá chất, thực phẩm. 1.2. Mục tiêu thiết kế Với yêu cầu thiết kế hệ thống dẫn động để tải muối i-ốt, năng suất 8m 3 /h; chiều dài vận chuyển 15m. So sánh giữa các hệ thống dẫn động vận chuyển băng tải, vít tải, gầu tải, ta thấy phù hợp hơn cả để vận chuyển muối i-ốt là vít tải ngang. Vì: - Muối i-ốt là vật phẩm dạng rời vụn,hạt nhỏ, ẩm không phù hợp với hệ thống vẫn chuyển gầu tải, gầu tải chỉ phù hợp với vận chuyển vật phẩm theo phương thẳng đứng và nghiêng. - Kết cấu hệ dẫn động vít tải nhỏ gọn hơn băng tải. Do vậy vít tải cần đạt được các chỉ tiêu sau + Bảo vệ môi trường khỏi ảnh hưởng của vật liệu. SVTH: Vi Văn Thủy Lớp: K44CCM2 10 [...]... kế hệ thống dẫn động để tải muối i-ốt với yêu cầu Năng suất: Q=8m3/h Hệ số làm việc/năm: Kn=0,75 Chiều dài vận chuyển: L=15(m) Hệ số cản ban đầu: Kbd=1,4 Thời gian phục vụ: 8 (năm) Hệ số làm việc/ngày: Kng=0,70 Tải trọng không đổi, quay 1 chiều CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN VÍT TẢI SVTH: Vi Văn Thủy Lớp: K44CCM2 11 Đề án kỹ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải 2.1 Tính toán thiết kế vít. .. động băng tải 1 Động cơ 5.Bánh răng bị động bộ truyền cấp 2 Bộ truyền đai chậm 3 Bánh răng chủ động bộ truyền cấp 6 .Vít tải nhanh 7 Bánh răng chủ dộng bộ truyền cấp 4 Bánh răng bị động bộ truyền cấp chậm nhanh SVTH: Vi Văn Thủy Lớp: K44CCM2 20  Đề án kỹ thuật Thiết kế trạm dẫn động vít tải P PKbd P t Hình 3.2 Sơ đồ tải trọng làm việc 3.2 Tính chọn động cơ điện 3.2.1 Chọn kiểu loại động cơ a Động cơ... dạng vít tải: a- vít có cánh xoắn liền trục, b- vít có cánh xoắn liên tục không liền trục, c- Vít dạng lá liên tục, c- Vít có cánh xoắn dạng lá không liên tục Sơ đồ vận chuyển: e- Sang trái, f- Sang phải, g- Đẩy sang hai phía, h- Dồn vào giữa k- Hệ số điền đầy vít tải SVTH: Vi Văn Thủy Lớp: K44CCM2 13 d D Đề án kỹ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải Kích thước của trục vít xoắn và bước xoắn vít. .. răng Z2 Z2 = U1 Z1 77 x1 + 0,24 Hệ số dịch chỉnh x2 - 0,24 Góc nghiêng 16o15’37’’ Độ β Hệ số trùng khớp dọc 1,12 εβ εβ = bW.sin β /(m.π) εα = [1,88 – 3,2.(1/ Z3 + Hệ số trùng khớp ngang εα 1,60 1/ Z4)] cosβ Đề án kỹ thuật SVTH: Vi Văn Thủy Lớp: K44CCM2 32 Đề án kỹ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải 4.2 Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài hộp Để truyền chuyển động từ động cơ đến trục đầu vào của... bảo được các yêu cầu đề ra với vật liệu cần chuyển là muối i-ốt, chọn loại cánh vít liền trục co s π d α = t πd' - πd ' 2 φ α a' SVTH: Vi Văn Thủy Lớp: K44CCM2 14 Đề án kỹ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải 2.1.2 Kết cấu Máng Máng của vít tải được chế tạo bằng phương pháp dập từ thép tấm có chiều dày δ = 4 ÷ 8 mm, mỗi đoạn có chiều dài đến 4m Dung sai khe hở giữa máng và cánh xoắn không quá 60%... quá tải cho động cơ P P.Kb® Plv t - Với sơ đồ tải không đổi, quay một chiều thì không cần kiểm tra quá tải cho động cơ vì trong quá trình làm việc tải không lớn hơn được công suất cho phép ⇒ Như vậy động cơ 4A80B4Y3 thỏa mãn điều kiện làm việc yều cầu SVTH: Vi Văn Thủy Lớp: K44CCM2 24 Đề án kỹ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải 3.4 Phân phối tỉ số truyền Tỷ số truyền chung của toàn hệ thống. .. của hệ thống (bao gồm cả bộ truyền đai) TCT = 108351,42 (Nmm) = 108,35(Nm) + Th : là momen xoắn trên trục đầu ra trên hộp giảm tốc tiêu chuẩn Ta có: Th = 250 (Nm) Như vậy, Hộp giảm tốc tiêu chuẩn Ц2Y-100 đã chọn đã thỏa mãn điều kiện làm việc trong trạm dẫn động vít tải SVTH: Vi Văn Thủy Lớp: K44CCM2 28  Thiết kế trạm dẫn động vít tải CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG VÍT TẢI... Với vít tải nằm ngang QL P = C0 360 Trong đó: Q- Năng suất của vít tải (tấn/giờ) L- Chiều dài vận chuyển của vật liệu theo phương nằm ngang (m) C0- Hệ số lực cản.Với Vật liệu là muối i-ốt C0=2,5 SVTH: Vi Văn Thủy (2.4) Lớp: K44CCM2 16 Đề án kỹ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải QL 8.1,2.15 = 2,5 = 1(KW) => P = C0 360 360 2.1.7 Xác định mô men xoắn trên vít tải Mô men xoắn tác dụng lên vít tải. ..  Thiết kế trạm dẫn động vít tải CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG 3.1.Chọn loại hộp giảm tốc Trong các hệ dẫn động cơ khí thường sử dụng các bộ truyền bánh răng hoặc trục vít dưới dạng một tổ hợp biệt lập được gọi là hộp giảm tốc Hộp giảm tốc là cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có tỉ số truyền không đổi và được dùng để giảm vận tốc góc và tăng mômen xoắn Tùy theo loại truyền động trong... III 101,36 + Mômen xoắn trên trục IV: TIV =TIII =108351,42(Nmm) 3.7.4 Lập bảng kết quả Các kết quả tính ở trên là số liệu đầu vào cho các phần tính toán sau này, ta lập bảng thống kê các kết quả đã tính toán như sau : SVTH: Vi Văn Thủy Lớp: K44CCM2 27  Đề án kỹ thuật Động cơ U Trục I 1,68 Thiết kế trạm dẫn động vít tải Trục II 2,03 Trục III 4,05 Trục IV 1 P (kW) 1,29 1,23 1,19 1,15 1,15 n(v/ph) . giúp cho sinh viên tổng hợp được các kiến thức, hiểu rõ hơn, thực tế hơn với những kiến thức lý thuy t của môn học trong quá trình học tập, đồng thời nâng cao khả năng vận dụng sáng tạo những