Đề án kỹ thuật Thiết kế trạm dẫn động băng tải vận chuyển than đá

Băng tải được dẫn động nhờ động cơ 10, qua bộ truyền ngoài( bộ truyền đai 9: dây đai được mắc qua bánh đai nhỏ sang bánh đai lớn), thông qua hộp giảm tốc 8 và khớp nối 7 đến trục tang dấn. Tại đây, băng tải được mắc qua hai tang dẫn: tang chủ động 6 và tang bị động 2, vì khoảng cách giữa hai tang khá xa nhau lên đai được tì lên con lăn đỡ 4 và 5 trên giá máy. Bộ phận căng băng( vít căng băng 1) phải đảm bảo đủ ma sát giữa đai và tang để tránh cho đai bị trùng khi tải vật liệu.

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

MỤC LỤC

PHẦN 1 : GIỚI THIỆU 5

1.1 Giới thiệu hệ dẫn động băng tải 5

1.2 Mục tiêu thiết kế 7

PHẦN 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BĂNG TẢI 8

2.1 Chọn loại đai băng tải 8

2.2 Tính tiết diện ngang dòng vật liệu 9

2.3 Tính vận tốc băng tải 10

2.4 Tính toán các thông số của băng tải 11

2.4.1 Thông số của tang dẫn động 11

2.4.2 Tính toán các thông số con lăn 12

2.5 Xác định lực căng băng 12

2.5.1 Tính toán lực căng băng 13

2.5.2 Kiểm tra độ võng 16

2.5.3 Kiểm tra băng tải về độ bền: 16

2.5.4 Xác định lực căng băng 17

2.5.5 Xác định công suất trên tang dẫn động 17

PHẦN 3 : TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG 19

3.1 Chọn loại hộp giảm tốc 19

3.2 Tính chọn động cơ điện 22

3.2.1 Chọn kiểu loại động cơ: 22

3.2.2 Chọn công suất động cơ 23

3.2.3 Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ 24

3.2.5 Kiểm tra điều kiện mở máy và quá tải cho đông cơ 25

3.3 Phân phối tỉ số truyền 26

3.3.1 Tỷ số truyền của hộp giảm tốc 26

3.3.2 Tỷ số truyền của bộ truyền ngoài hộp 27

3.4.Tính toán các thông số trên các trục 27

3.4.1 Tốc độ quay của các trục 27

3.4.2 Tính công suất trên các trục 28

3.4.3 Tính mômen xoắn 28

3.4.4 Lập bảng kết quả 29

PHẦN 4: TÍNH TOÁN CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG 30

4.1 Tính chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn 30

4.2 Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài hộp 32

4.2.1 Tính toán bộ truyền đai 33

4.2.2.Tính chọn khớp nối 39

4.2.3 Thiết kế cơ cấu căng băng 41

PHẦN 5: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG PULY 47

5.1 Phân tích chi tiế gia công 47

5.1.1.Phân tích chức năng điều kiện làm việc chi tiết gia công 47

5.2 Xác định dạng sản xuất 48

5.3 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu 49

5.3.1 Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi 49

5.5 Tra lượng dư gia công 67

5.1 Mục đích và ý nghĩa 67

5.5.2 Các phương pháp tính lượng dư gia công 67

5.5.3 Tra lượng dư gia công 68

5.5.4 Tra dung sai kích thước các nguyên công và phôi: 69

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công cuộc xây dựng đất nước ngành cơ khí nói chung và ngành cơkhí chế tạo máy nói riêng là một ngành then chốt trong nên kinh tế quốc dân.Trong chương trình đào tạo kỹ sư thì Đề án kỹ thuật có vai trò rất quan trọng

Để tổng kết toàn bộ kiến thức đã học và giúp cho sinh viên ý thức dượccông việc của người cán bộ kỹ thuật thì Đề án kỹ thuật là một công việc quantrọng nhất trong quá tình đào tạo mà mỗi sinh viên phải thực hiện

Với đề tài thiết kế tốt nghiệp “Thiết kế trạm dẫn động băng tải vận

nhiều điều bổ ích, giúp em phần nào củng cố thêm được kiến thức đã tích luỹtrong mấy năm học vừa qua

Trong thời gian làm đồ án, được sự chỉ bảo tận tình của hai thầy giáo

hướng dẫn: Vũ ngọc Pi và Nguyễn Minh Quang cùng các thầy cô giáo trong

bộ môn, cùng với sự nỗ lực cố gắng của bản thân đến nay Đề án kỹ thuật của em

đã được hoàn thành Tuy nhiên vì kiến thức còn hạn chế, tài liệu tham khảo cònthiếu cho nên không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong dưới sự đóng góp

ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp, để Đề án kỹ thuật đượchoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn, các thầy giáo cô giáo đã tận tìnhgiúp đỡ chỉ bảo hướng dẫn em hoàn thành tốt Đề án kỹ thuật này

Thái Nguyên 06 Tháng 01 Năm 2013 Sinh Viên

Nguyễn Văn Dũng

Lê Thanh Duy

PHẦN 1 : GIỚI THIỆU1.1 Giới thiệu hệ dẫn động băng tải

Như chúng ta đã biết, hiện nay hệ thống dẫn động băng tải đang được sửdụng khá rộng rãi trong các nhà máy, xí nghiệp, công trường trong các khu sảnxuất vật liệu và chế biến lương thực thực phẩm ngoài ra, ta cũng có thể bắtgặp hệ thống này trên các bờ sông, bến bãi

Một trạm dẫn động băng tải thường có cấu tạo như hình 2.1 và được dẫnđộng như sau: Băng tải được dẫn động nhờ động cơ 10, qua bộ truyền ngoài( bộtruyền đai 9: dây đai được mắc qua bánh đai nhỏ sang bánh đai lớn), thông quahộp giảm tốc 8 và khớp nối 7 đến trục tang dấn Tại đây, băng tải được mắc quahai tang dẫn: tang chủ động 6 và tang bị động 2, vì khoảng cách giữa hai tangkhá xa nhau lên đai được tì lên con lăn đỡ 4 và 5 trên giá máy Bộ phận căngbăng( vít căng băng 1) phải đảm bảo đủ ma sát giữa đai và tang để tránh cho đai

bị trùng khi tải vật liệu

3 2

8

10 9

7 6 5

11

Hình 1.1: Cấu tạo trạm dẫn động băng tải

1 – cơ cấu căng băng; 2 – tang bị dẫn; 3 – băng tải; 4 – cụm con lăn trên; 5 –cụm con lăn dưới; 6 – tang dẫn động; 7 – khớp nối; 8 – hộp giảm tốc; 9 – bộtruyền đai; 10 – động cơ; 11 – khung đỡ băng tải

Hệ dẫn động băng tải có đặc điểm là năng suất vận chuyển cao, vận chuyểnliên tục, có khoảng cách vận chuyển lớn và chủng loại vận chuyển phong phú.

Có thể vận chuyển vật liệu rời hoặc vật phẩm thành kiện như: băng tải than đá (

hình 1.2 ), băng tải xi măng (hình 1.3), băng tải tải đất đá (hình 1.4), băng tải

hay các sản phẩm trong các ngành công nghiệp nước giải khát (hình 1.5), chè, càphê, hóa chất, dầy da, thực phẩm …, và hàng đơn chiếc như hàng bao, hàng hộp,hòm, bưu kiện….để đáp ứng từng yêu cầu dây chuyền sản xuất Tùy thuộc vàotừng điều kiện sản xuất để quyết định việc sử dụng một băng tải hay tổ hợpnhiều băng tải cùng với thiết bị băng chuyền khác để thực hiện tính liên tục và

tự động hoá trong khâu sản xuất, nâng cao năng xuất và giảm bớt cường độ laođộng Mặt khác, chi phí đầu tư chế tạo thiết bị, băng tải không lớn lắm, trên cơ

sở kết cấu đơn giản và không sử dụng quá nhiều vật liệu chuyên dùng đặc biệtđắt tiền So với các thiết bị vận tải khác dùng trong công nghiệp mỏ, giá thànhtính theo T/km rẻ hơn rất nhiều lần với ôtô, các phương tiện khác trừ đường sắt

Hình 1.2 Băng tải tải xi măng Hình 1.3 Băng tải tải than

Ưu điểm của hệ dẫn động băng tải là : Băng tải cấu tạo đơn giản, bền, có khảnăng vận chuyển vật liệu theo hướng nằm ngang, nằm nghiêng (hay kết hợp cảhai) với khoảng cách lớn, làm việc êm, năng suất tiêu hao không lớn Bên cạnh

đó, băng tải còn có một số hạn chế như: Tốc độ vận chuyển không cao, độnghiêng băng tải nhỏ (< 240), không vận chuyển được theo hướng đường cong.Đặc điểm làm việc của băng tải đó là : thiết bị vận tải liên tục, làm việc đượcnhờ lực ma sát giữa bề mặt đai và tang dẫn vận chuyển hàng rời như cát, đá răm,than, than đá từ bến bãi lên tầu, xà lan

- Ưu điểm: Khả năng ổn định cao, năng suất lớn, tính ổn định cao

- Nhược điểm: Cơ cấu phức tạp, chiều dài vận chuyển nhỏ

Các nhà sản xuất lựa chọn băng tải trên cơ sở là vật liêu vận chuyển là gì?điều kiện làm việc ra sao? cũng như yêu cầu về quy mô sản suất như thế nào đểđưa ra lựa chọn hợp lý nhất

1.2 Mục tiêu thiết kế

Hiện nay nhiều nước trên thế giới có nền công nghiệp phát triển đã tự thiết

kế và chế tạo băng tải có năng suất cao để sử dụng hoặc xuất khẩu Chúng ta đãphải nhập nhiều loại băng tải của nhiều nước trên thế giới để dùng trong côngnghiệp mỏ như Liên Xô, Ba lan, Trung Quốc Vì vậy việc thiết kế và chế tạobăng tải trong nước là một nhu cầu cần thiết

Băng tải chế tạo ra phải đảm bảo các thông số đầu vào, các chỉ tiêu kinh tế

và kĩ thuật cũng như khả năng làm việc trong thời gian nhất định

Mục tiêu thiết kế băng tải trong đề án :Thiết kế hệ dẫn động dùng để tải than

đá, năng suất 100 tấn/ h Các số liệu ban đầu như sau:

+ Băng tải chạy ngiêng với góc nghiêng α=5.440, chiều dài 50m

PHẦN 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BĂNG TẢI

2.1 Chọn loại đai băng tải.

Đai băng là chi tiết chủ yếu của băng tải, vừa đóng vai trò là bộ phận kéo,vừa là bộ phận vận chuyển vật liệu Do vậy băng cần phải chắc, dẻo, có độ cogiãn nhỏ và độ bền với môi trường tốt Băng làm bằng vải ép cao su là loại băngthông dụng nhất Loại băng này cấu tạo gồm lõi vải một lớp hay nhiều lớp đượcđặt phía trong, bên ngoài được phủ một lớp cao su có chiều dày nhất định Nhiệt

độ môi trường làm việc của đai t= 600 đến (-150 ÷ -200) Dựa vào điều kiện làmviệc và những yêu cầu cụ thể là vận chuyển than đá với năng suất 100 tấn/h, mặtkhác dựa vào những yêu cầu kỹ thuật – kinh tế chung của băng tải, theo [3] ta

chọn loại băng của hãng DONGLLRUBER.CO.LTD có kí hiệu: NN120: 500 x

3p x 4 x 2 Loại băng này có các thông số kỹ thuật của băng sau:

- Chiều rộng băng: B = 500 (mm)

- Chiều dày lớp vỏ trên: t = 4 (mm)

- Chiều dày lớp vỏ dưới: d = 2 (mm)

- Chiều dày tổng cộng của băng:  = 8,4 (mm)

- Vật liệu lớp sợi bọc: Nylon

- Vật liệu lớp sợi bọc ngang: Nylon

- Số lớp của băng: 3 lớp

- Lực kéo cho phép: 180 (kg/cm3)

- Trọng lượng 1 mét chiều dài: 5,3 (kg/m)

Kết cấu của băng tải hình 2.1:

2.2 Tính tiết diện ngang dòng vật liệu

Do vật liệu được vận chuyển là than đá có tính các tính chất: tính dịchchuyển của vật liệu là nhẹ, bám dính kém, tính dòn cao, góc đỗ động nhỏ( gócnghiêng đặt băng cho phép lớn nhất với loại băng cao su là 180) Do đó, vớinhánh có tải ta sử dụng con lăn đỡ lòng máng gồm 3 con lăn đặt nằm nghiêngcách nhau một góc bằng 1600 Còn nhánh không có tải sử dụng loại con lăn đỡthẳng (h 2.2)

bB

Hình 2.2 Mặt cắt tiết diện ngang của băng tải

Như vậy, tiết diện ngang F được tính theo công thức 1.1[1] như sau:

Trong đó:

F – diện tích ngang dòng vật liệu

F1 – diện tích ngang dòng vật liệu phía trên phân bố theo hình tam giáccân Theo công thức 1.2[1] thì:

1 1

c.b.h F

2 2

(l b).h F

2





(2.3)Với : C – hệ số xét đến ảnh hưởng độ dốc băng tải, tra bảng 1.1[1], C = 1;

B – bề rộng băng tải, B = 500 mm; b– đáy lớn hình thang, b = 0,8.B; l - đáy nhỏ hình thang, l = 0,4.B ; vậy ta có:

l = 0,4.B = 0,4.500 = 200 (mm). (2.5)

h 1 – chiều cao hình tam giác cân, được tính theo công thức 1.4[1];với đ – góc đỗ động của vật liệu, tra bảng 1.2[1], đ = 270; h2 – chiều cao hìnhthang cân Từ hình 2.2, ta xây dựng được công thức tính như sau:

2.3 Tính vận tốc băng tải

Từ yêu cầu vận chuyển với năng suất 100 tấn/giờ, theo công thức 1.4[1] có:

Q 3600.F .v.k  ( tấn/ h) (2.8)Vậy, vận tốc của băng tải là:

Q v

3600.F .k



 , (m/s) (2.9)Trong đó:

v – vận tốc băng tải, m/s

F – diện tích ngang dòng vật liệu, F = 0,03130 (m2).

 - khối lượng riêng của vật liệu, tra bảng 1.2[1],  = 0.9 (tấn/m3)

k – hệ số xét tới ảnh hưởng độ nghiêng băng tải, với băng tải nằmnghiêng k = 0,95

Thay các giá trị vào công thức (2.9) ta được:

2.4 Tính toán các thông số của băng tải

2.4.1 Thông số của tang dẫn động.

Trong quá trình vận chuyển, băng thường bị dịch chuyển ngang gây lệch tâmnên sẽ gây ra hiện tượng vật liệu dễ bị bắn tóe và rơi vãi Do vậy, để định tâmgiữa băng và tang dẫn động được tốt thì mặt tang cần chế tạo mặt trụ hơi lồi.Tang được chế tạo bằng thép ống, gang đúc, hoặc thép hàn

+ Đường kính tang dẫn động được tính theo công thức 1.6[1]:

D = (120  150 ).Z (2.10)

D – đường kính tang dẫn động

Z – số lớp đệm của băng Z = 3

Chọn D = 130.Z = 130.3 = 390 (mm)

Theo tiêu chuẩn chọn D = 400 (mm)

+ Chiều dài tang dẫn động xác định theo công thức 1.7[1] như sau:

2.4.2 Tính toán các thông số con lăn

+ Đường kính con lăn:

Theo tiêu chuẩn DIN22101 chọn đường kính con lăn theo chiều rộng băngtải B, với B = 500 mm thì:

l’

cl = 1750 – 0,625.500 = 1437,5 (mm)Chọn l’

lt = 500 (mm) = 0,5 (m)

2.5 Xác định lực căng băng

Để tính toán lực căng băng, vẽ biểu đồ lực căng băng tại các điểm trên chiềudài băng như sau:

Hình 2.3: Lực căng trên băng tải

Lực căng băng cần phải thoả mãn các điều kiện sau:

+ Khi khởi động băng không bị trượt trên tang dẫn động ở thời điểm trênbăng có chất đầy tải

+ Độ võng của băng khi có tải ở giá trị cho phép

2.5.1 Tính toán lực căng băng

Ta chọn điểm xuất phát để tính lực căng băng là tại điểm ra khỏi tang dẫnđộng

Để xác định ST ta dựa vào phương trình Ơle theo công thức 1.10[1]:

ST.Kc = Sr.ef. (2.14) Mặt khác, dựa vào công thức tính lực căng của băng theo chu trình khép kín

 - góc ôm tang, theo cách bố trí  = 1800.

Kcl – hệ số cản trên tang bị động, phụ thuộc vào góc ôm  Tra bảng 1.3[1]

ta có: Kcl = 1,04

S1 – lực căng tại điểm đi tới tang dẫn động

S4 – lực căng tại điểm đi ra khỏi tang dẫn động

WCT – sức cản chuyển động trên nhánh có tải Theo công thức 1.15[1] thì:

L – chiều dài vận chuyển, theo đề tài L = 50 m

W’ – hệ số sức cản chuyển động của băng Tra bảng 1.4[1] ta có: W’ = 0,03

 - góc nghiêng của băng tải , theo đề tài  = 5044’’;

q – khối lượng phân bố trên 1m chiều dài của vật liệu vận chuyển, được tínhtheo công thức 1.16[1]:

Q q 3,6.V



Với: Q – năng suất trên băng, Q= 100 (tấn/giờ); v – vận tốc băng tải, v =1,04m/s Thay số vào công thức (2.22) ta có:

 (kg/m) (2.23)Với : m’

cl – khối lượng phần quay của một hàng con lăn trên nhánh có tải, trabảng 1.5[1], ta có: m’

cl = 5,6 kg ; l’cl – khoảng cách giữa hai hàng con lăn, l’cl =1,5 m Thay số vào công thức (2.23) ta có:

' cl

 (kg/m) (2.24)Với : m’’

cl – khối lượng phần quay của một hàng con lăn trên nhánh khôngtải, tra bảng 1.5[1], ta có: m’’

cl = 3,6 kg ; l’cl – khoảng cách giữa hai hàng conlăn, l’cl = 3 m Thay số vào công thức (2.24) ta có:

' cl

WKT = 9,81.50.[(5,3 +1,2).0,03.cos 50 44’' – 5,3.sin5044’’] = -164.53 (N) Giải hệ phương trình (2.16) ta có:

Thay các giá trị vào công thức (2.23) ta có:

SCTtmin = [SCTmin] = 2826,16 (N)

Thay số vào công thức (2.17) ta được;

ST = 2826,16 + 2091,83 = 4917,99 (N)

2.5.3 Kiểm tra băng tải về độ bền:

Độ bền của băng được kiểm nghiệm theo công thức 1.20[1] như sau:

Trong đó:

Z tt – số lớp cốt tính toán

Z tc – số lớp cốt trong băng đã chọn, Z tc = 3

[m] – hệ số dự trữ độ bền cho phép Tra bảng 1.6[1] ta có: [m] = 9

B – chiều rộng băng tải , B = 50 (cm)

S b] – lực kéo cho phép ứng với 1cm chiều rộng 1 lớp băng (kg/cm.lớp), tra

bảng 1.7[1] ta được [S b] = 180 (kg/cm.lớp)

S Max – lực căng băng lớn nhất,

T max

F = S3 + S2 =855,46 + 889,68 = 1745,14 (N)

2.5.5 Xác định công suất trên tang dẫn động

+ Công suất trên tang dẫn động được tính theo công thức 2.21[1]:

t t

F V N

1000



Trong đó:

Nt – công suất trên tang dẫn động, kw ;

Ft – lực vòng trên tang dẫn, được xác định theo công thức 2.22[1]:

Thay giá trị của ST, Sr, Kc vào công thức (2.30) ta có:

Ft = (4917,99 – 1021,99).1,2 = 3897 (N)Thay các giá trị Ft và v vào công thức (2.29) ta có:

t CT

PHẦN 3 : TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG

3.1 Chọn loại hộp giảm tốc.

Hiện nay, trên thị trường đã chế tạo và sản xuất rất nhiều loại hộp giảm tốctiêu chuẩn Điều kiện đặt ra khi ta chọn một hộp giảm tốc tiêu chuẩn là vừa đảmbảo chỉ tiêu về kinh tế, vừa đảm bảo chỉ tiêu về kỹ thuật Mặt khác, hộp giảmtốc được chọn phải thỏa mãn các thông số đầu ra trên trục công tác đó là:

+ Số vòng quay trên trục công tác : nCT = 50vòng/ phút),

+ Công suất trên trục công tác: NCT = 4,05 (kW),

Sau khi có tỷ số truyền sơ bộ chung của toàn hệ thống, ta tính được tỷ sốtruyền sơ bộ của hộp giảm tốc tính theo công thức 1.17[4] như sau:

sb h ng

u u u





(3.2)Trong đó: uh – tỷ số truyền sơ bộ của hộp giảm tốc; usbΣ – tỷ số truyền sơ bộcủa toàn hệ thống, ung – tỷ số truyền của bộ truyền ngoài hộp Ở đây, để đảm bảo

tỷ số truyền chung của toàn hệ thống ta chọn bộ truyền ngoài là bộ truyền đaiđược lắp ở trục đầu vào của hộp giảm tốc và có tỉ số truyền nên dùng trongkhoảng (1,5 ÷ 4) Vậy, ta có:

có thể là: răng thẳng, răng nghiêng, hoặc răng chữ V.

Tùy theo tỉ số truyền chung của hộp giảm tốc, người ta phân ra hộp giảm tốcmột cấp và hộp giảm tốc nhiều cấp Trong đó, hộp giảm tốc bánh răng trụ haicấp được sử dụng nhiều nhất.Chúng được bố trí theo ba sơ đồ: sơ đồ khai triển(h 3.1a) , sơ đồ đồng trục (h 3.1b), sơ đồ phân đôi (h 3.1c), sơ đồ côn trụ(h 3.1b)

6 5

3

4 2

1

Ft

65

3

421Ft

a) b)

Ft 6 5

3

4 2

4 1

Ft 6 5

3 2

c) d)

Hình 3.1: Một số loại sơ đồ hộp giảm tốc

Ta chọn hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ răng nghiêng dạng khai triển vìcác lý do sau:

+ So với các loại hộp giảm tốc khác thì hộp giảm tốc bánh răng trụ răngnghiêng có các ưu điểm: tuổi thọ và hiệu suất cao; kết cấu đơn giản; có thể sửdụng trong một phạm vi rộng của vận tốc Mặt khác, phần lớn các hộp giảm tốc

có công dụng chung dùng răng nghiêng vì so với răng thẳng, truyền động bánhrăng nghiêng làm việc êm hơn, khả năng tải và vận tốc cao hơn, va đập và tiếng

ồn giảm Còn so với răng chữ V, răng nghiêng dễ chế tạo và giá thành rẻ hơn+ Sơ đồ khai triển (h 3.1a): Hộp giảm tốc bố trí theo sơ đồ này có ưu điểmlớn nhất là đơn giản nhất và dễ chế tạo và được sử dụng rất nhiều trong thực tế.+ So với sơ đồ phân đôi (h 3.1b): sơ đồ hộp giảm tốc khai triển có kết cấu vàchế tạo đơn giản hơn nhất là việc chế tạo ổ, gối đỡ ổ cũng như việc bố trí ổ Mặtkhác, chiều rộng của hộp giảm tốc khai triển nhỏ hơn nên việc bố trí lắp đặt dễdàng hơn Ngoài ra, số lượng chi tiết và khối lượng gia công của hộp giảm tốcphân đôi tăng dẫn đến giá thành cao hơn và chưa được sử dụng phổ biến

+ So với hộp giảm tốc khai triển thì kết cấu của hộp giảm tốc đồng trục phứctạp hơn ( sơ đồ hộp giảm tốc đồng trục h 3.1c), khả năng tải ở hai cấp khôngđều, kết cấu gối đỡ phức tạp, đòi hỏi trục phải lớn để đảm bảo độ cứng và độbền…

+ So với hộp giảm tốc bánh răng trụ thì hộp giảm tốc bánh răng côn trụ ( h 3.1d) có giá thành chế tạo đắt hơn, lắp ghép khó khăn Hơn nữa, khốilượng và kích thước lại lớn hơn so với hộp giảm tốc bánh răng trụ

+ Từ điều kiện (3.3), từ momen xoắn trên trục công tác TCT = 773550 Nmm

và kết hợp với việc phân tích ở trên Tra bảng 2[1], ta chọn hộp giảm tốc bánh

răng trụ răng nghiêng dạng khai triển theo tiêu chuẩn Liên Xô kí hiệu 2ЦY

-160, với [Tt] = 1000 Nm

* Ta xây dựng được sơ đồ hệ thống trạm dẫn động băng tải với các thông số

đầu vào tính toán được như sau:

3.2.1 Chọn kiểu loại động cơ:

Với hệ dẫn động băng tải dùng với các hộp giảm tốc ta chọn loại động cơđiện ba pha không đồng bộ rô to ngắn mạch vì những lý do sau:

+ Kết cấu đơn giản, dễ bảo quản, làm việc tin cậy

+ Có thể mắc trực tiếp vào lưới điện công nghiêp

+ Giá thành tương đối thấp và dễ kiếm

+ Không cần điều chỉnh vận tốc

+ Hiệu suất và hệ số công suất không cần cao

3.2.2 Chọn công suất động cơ

Động cơ được chọn phải có công suất Pđc và số vòng quay đồng bộ thoả mãnđiều kiện :

Pđc  Pct (3.4)

nđb  nsb

Công suất trên trục động cơ điện được xác định theo công thức(2.8)[1]:

t CT

P P





 ; (3.5)

Trong đó:

Pct – công suất cần thiết trên trục động cơ

Pt – công suất tính toán trên trục máy công tác, theo (2.31): Pt = 4,05 kW;

 – hiệu suất truyền động chung của toàn hệ thống, được tính theo côngthức 1.5[4] như sau:

 = 1.2.3 (3.7)Tra bảng 2.3 [2], ta có:

1 – hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ n

Kết luận: động cơ cần chọn phải có công suất lớn hơn hoặc bằng 4,58 KW.

3.2.3 Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ.

Số vòng quay sơ bộ của trục động cơ phải thỏa mãn điều kiện sau :

Trong đó:

umin, umax – tỷ số truyền nhỏ nhất và lớn nhất của hộp giảm tốc bánh răng trụ

2 cấp Tra bảng 2.4[2] ta có: u max = 40, umin = 8

nCT – số vòng quay của trục công tác, theo (2.32): nCT = 50 ( vòng/phút).Thay số vào công thức (3.8) ta có :

50.8 n  sb  50.40

 400 n  sb  2000

Theo bảng 2.1[1] thì số vòng quay đồng bộ của động cơ theo tiêu chuẩn là:

3000 ; 1500 ; 1000 ; 750 ; 600 ; 500 (v/ph )

Vậy ta chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ : ndb = 1500 (v/ph)

Tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống được tính theo công thức 1.11[4] :

db sb CT

Bảng 3.1 : Thông số động cơ 4A112M4Y3.

Kiểu động cơ Công

suất

Vận tốcquay

Tầnsố

 cos

T max Tdn

Kw (vg/ph) Hz4A112M4Y3 5,5 1425 50 85,5 0,85 2,2 2,0

3.2.5 Kiểm tra điều kiện mở máy và điều kiện quá tải cho đông cơ.

*Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ:

Khi khởi động , động cơ cần sinh ra một công suất mở máy đủ lớn thắng sức

ỳ của hệ thống Vì vậy phải đi kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ Điềukiện mở máy cho động cơ phải thỏa mãn công thức 1.12[4]

Pdc mm Pdc bd

(3.10)Trong đó :

P – công suất mở máy của động cơ; theo công thức trang 6[4]: ta có:

Pdc mm= dn

K T

T

.Pđc= 2 5,5 = 11(Kw)

Pdc bd – công suất cản ban đầu trên trục động cơ (Kw)

Pdcbđ = Pct.kbd = 4.58 1,5 = 6.87 (Kw)

Vậy P dc mm Pdc bd thỏa mãn điều kiện mở máy

*Kiểm nghiệm điều kiện quá tải cho động cơ:

- Với sơ đồ tải trọng có tính chất không đổi và quay một chiều, nên khôngcần kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ  Như vậy động cơ 4A112M4Y3thỏa mãn điều kiện làm việc đã đặt ra.

3.3 Phân phối tỉ số truyền

Tỷ số truyền chung của toàn hệ thống được xác định theo công thức (2.18)

[1]:

dc ct

n u n

Trong đó:

nđc – sốvòng quay của động cơ đã chọn; nđc =1425 (vg/ph),

nCT – số vòng quay của trục công tác, nct = 50(vg/ph)

Thay số vào công thức (3.11), ta có:

(3.12)

Với : uh – tỷ số truyền của hộp giảm tốc

ung – tỷ số truyền của bộ truyền ngoài hộp

Sau đây ta đi phân phối tỷ số truyền cho hộp giảm tốc và cho bộ truyền đai

3.3.1 Tỷ số truyền của hộp giảm tốc.

Theo công thức (3.3), và theo loại hộp giảm tốc Ц2Y-160, ta có:

2 1 1

3.4.Tính toán các thông số trên các trục.

Dựa vào công suất cần thiết của động cơ và sơ đồ hệ dẫn động ta tính các trị

số của công suất, mômen và số vòng quay trên các trục

3.4.1 Tốc độ quay của các trục.

+ Số vòng quay trên trục động cơ là:

 đc

n  1425 v / ph

+ Số vòng quay trên trục số I :

 

đc I

 

I II I

 

II III

 

n  n  50 v / ph

3.4.2 Tính công suất trên các trục.

+ Công suất danh nghĩa trên trục động cơ là:

P  P    4,38.0,97.0,995 4, 23(Kw)  (3.25)+ Công suất danh nghĩa trên trục số III :

P  P    4,23.0,97.0,995 4,1(Kw)  (3.26)+ Công suất danh nghĩa trên trục công tác:

PHẦN 4:

TÍNH TOÁN CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG

4.1 Tính chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn

Để xây dựng bản vẽ kết cấu hộp giảm tốc tiêu chuẩn thì ngoài các thông số

cơ bản của hộp và các thông số của các bộ truyền trong hộp như đã biết, ta cầnxác định kích thước của các trục dựa trên kết cấu đã có của loại HGT Ц2Y-160.Theo phần 3.1, ta đã được chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn Ц2Y-160 Có cácthông số và kích thước cơ bản của hộp giảm tốc

Bảng 4.1 Tỉ số truyền và thông số bộ truyền bánh răng trong HGTЦ2Y-160

25

5

5 M16x1,5

M36x3,0

24

M24x1,5

40

75

(Bảng tiếp theo)

ĐơnvịKhoảng cách trục aw a = 0,5.m.(Z1 + Z2)/cos  100 mm

ĐơnvịKhoảng cách trục aw a = 0,5.m.(Z1 + Z2)/cos  160 mm

Chiều rộng vành răng bw bW1 = ba aW 40 mm

4.2 Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài hộp.

Lựa chọn bộ truyền ngoài hộp là bộ truyền bánh đai, vì bộ truyền bánh đaimang nhiều ưu điểm thích hợp cho hệ dẫn động đang thiết kế Bộ truyền đai có

cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo nên giá thành rẻ Truyền động êm, không gây ồn.

Do có sự trượt giữa dây đai và bánh đai nên khi quá tải đột ngột cũng không gây

hư hỏng cho các chi tiết trong hệ thống Nhờ tính chất đàn hồi của dây đai , biên

độ dao động của cơ cấu do tải trọng sinh ra không lớn Có thể truyền động giữacác trục xa nhau và giữa các trục bố trí trong không gian

4.2.1 Tính toán bộ truyền đai.

Thiết kế bộ truyền đai từ động cơ tới hộp giảm tốc theo các số liệu sau:Công suất trục dẫn động cơ :P1 = 5,5 (kW)

Số vòng quay trong 1 phút ( tần số quay trục dẫn ) n1 = 1425(v/ph)

Số vòng quay trục bị dẫn n2 = 810 (v/ph)

Tỉ số truyền của bộ truyền đai u = 1,76

Hình 4.1 Thông số bộ truyền đai 4.2.1.1 Chọn loại đai.

Đai có nhiều loại như đai dẹt, đai thang, đai nhiều chêm, đai răng Trongphần thiết kế này ta chọn đai thang Đai thang có mặt làm việc là hai mặt bêntiếp xúc với các rãnh hình thang trên bánh đai, nhờ đó có hệ số ma sát giữa dâyđai và bánh đai lớn do đó khả năng kéo cũng lớn hơn

Chọn tiết diện đai: Chọn tiết diện đai Ь theo hình 4.1[2]

Chọn vật liệu chế tạo đai: vải cao su do nó có tính bền, dẻo,ít bị ảnh hưởngcủa độ ẩm và sự thay đổi của nhiệt độ.

Bảng 4.5 Kích thước cơ bản của đai hình thang.

Loại đai

Đai thang thường

b

Ký hiệ u

Kích thước tiếtdiện(mm)

diện tích đường

kính bánhđainhỏd(mm)

Chiều dài giới hạn l(mm)

Theo bảng 4.13[3] chọn đường kính bánh đai nhỏ d1 = 160(mm)

Từ đường kính bánh đai ta xác định được vận tốc đai

 

1 đc 1

Với ε =0,02 – hệ số trượt; uđ – tỷ số truyền của bộ truyền đai, uđ = 1,76;

Thay số vào công thức (4.2) ta có:

d =1,78.160.(1- 0,02)=279,1(mm)

Chọn theo dẫy tiêu chuẩn bảng 4.21 [2], ta có : d = 280(mm) 2

Như vậy tỉ số truyền thực tế:

2 t

 Vậy a = 336 thỏa mãn điều kiện

* Chiều dài đai l

Chiều dài đai được xác định theo công thức 4.4[2] như sau:

Do yêu cầu về tuổi thọ nên ta kiểm nghiệm chiều dài đai tiêu chuần theo

*Góc ôm trên bánh đai nhỏ α 1

Ta xác định được góc ôm trên bánh đai nhỏ theo công thức 4.7[2]: