Băng tải vận chuyển cát

Hệ dẫn động băng tải là một loại máy được dùng khá rộng rãi trong nhà máy, công trường.. có đặc điểm là số lượng vận chuyện lớn, kết cấu đơn giản, sửa chữa thuật tiện, linh kiện tiêu chuẩn hoá, được sử dựng trong nhiều lĩnh vực, có thể dụng để vận chuyển, dây chuyền sản xuất, công trình xây dựng trạm thủy điện và bến càng vv, phòng sản xuất trong khai thác mỏ, luyện kim ,hoá chất, đúc, vật liệu xây dựng, vv, có thể vận chuyển vật liệu rời hoặc vật phẩm thành kiện, để đáp ứng từng yêu cầu dây chuyền sản xuất về hình thức phừn bố và căn cứ yêu cầu công nghệ vận chuyển, có thể chỉ dụng một máy vận chuyển, cũng có thể tổ hợp nhiều băng tải cao su hoặc cấu hành với thiết bị băng chuyền khác hoặc hệ thống băng tải ngang hoặc băng tải nghiờng, để thực hiện tính liên tục và tự động hoá trong khâu sản xuất, nâng cao năng xuất và giảm bớt cường độ lao động

LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước ta đang trong thời kì hội nhập, phát triển và đang từng bước chuyển mình để trở thành một nước công nghiệp Để đạt được mục tiêu đó cần có

sự thay đổi, cải tiến của tất cả các ngành kinh tế kể cả ngành giáo dục

Theo đó, Trường Đại Học Kĩ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên đã có những sửa đổi tích cực nhằm nâng cao chất lượng giáo dục Đặc biệt, đã bổ sung thêm một số môn học mới rất hữu ích trong đó có môn đề án kĩ thuật Môn học giúp chúng em hiểu rõ hơn những kiến thức đã học, đồng thời nâng cao khả năng vận dụng sáng tạo những kiến thức đó vào thực tế sản xuất, giúp ích rất nhiều cho công việc của một kĩ sư sau này Là sinh viên chuyên ngành Kĩ Thuật Cơ Khí, chúng em rất may mắn khi được nhận Đề Án Kĩ Thuật làm môn học cuối cùng, kết thúc 5 năm học tập, rèn luyện trong nhà trường để trở thành một kĩ sư góp sức mình cho

sự phát triển chung của đất nước

Trong quá trình làm đề án chúng em gặp rất nhiều khó khăn nhưng nhờ có

sự chỉ bảo tận tình của thầy Th.s Lý Việt Anh và các thầy cô giáo trong bộ môn nên chúng em đã hoàn thành được đề án đúng thời gian quy định

Tuy nhiên do thời gian làm đề án là không nhiều, hiểu biết của em còn hạn chế nên khó tránh khỏi những sai sót Em rất mong thầy, cô thông cảm và bỏ qua những sai sót nhỏ trong bài

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên

PHẦN I

GIỚI THIỆU SƠ BỘ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

1.1 Giới thiệu hệ dẫn động băng tải

Trong tất cả các máy móc cơ khí đề có sự chuyển động cơ học của các bộ phận máy Muốn tạo ra sự chuyển động đó thì cần phải có năng lượng Một trong những dạng năng lượng phổ biến hiện nay là điện năng Trong lịch sử phát minh con người đã thấy động cơ điện là tối ưu nhất, nó có hiệu suất lớn hơn hẳn so với các dạng động cơ khác

Trong sản xuất công nghiệp để nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế cũng như tính khả thi người ta chế tạo ra các động cơ điện có công suất và vận tốc quay là một giá trị cụ thể được lập trong các bảng tiêu chuẩn Trong khi đó các máy móc

cơ học lại cần những công suất bất kì không theo một tiêu chuẩn nào Vì vậy các động cơ điện không thể truyền được các công suất trực tiếp sang cho các hệ thống chuyển động mà phải thông qua thiết bị chuyển đổi đó là hộp giảm tốc Hộp giảm tốc là cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có tỷ số truyền không đổi được dùng đề giảm vận tốc góc và tăng mô men xoắn

Như vậy, người ta thấy rằng, một hệ thống máy móc chuyển động cần phải có các thành phần như: Động cơ, bộ truyền, hộp giảm tốc và hệ thống tải Hệ thống như vậy gọi là hệ thống dẫn động cơ khí

Hệ dẫn động băng tải là một hệ thống được dùng khá rộng rãi trong các nhà máy, xí nghiệp, công trường… có đặc điểm là năng suất vận chuyển cao, chủng loại vận chuyển đa dạng phong phú Có thể vận chuyển vật liệu rời hoặc vật phẩm thành kiện, để đáp ứng từng yêu cầu của dây chuyền sản xuất về hình thức phân bố

và căn cứ yêu cầu công nghệ vận chuyển Tùy thuộc vào từng điều kiện sản xuất để quyết định sử dụng một băng tải hay tổ hợp nhiều băng tải đồng hành với thiết bị

băng chuyền khác để thực hiện tính liên tục và tự động hóa trong khâu sản xuất, nâng cao năng suất và giảm bớt cường độ lao động.

Chi phí đầu tư chế tạo băng tải không lớn lắm trên cơ sở kết cấu đơn giản và không sử dụng quá nhiều vật liệu chuyên dùng đắt tiền So với các thiết bị vận tải khác dùng trong công nghiệp mỏ, giá thành tính theo tấn/km rẻ hơn rất nhiều lần với ôtô, các phương tiện khác trừ đường sắt

Băng tải là thiết bị vận tải liên tục, làm việc được nhờ lực ma sát giữa bề mặt đai

và tang dẫn, một trạm dẫn động băng tải thường được cấu tạo bởi ba bộ phận chính: Động cơ truyền lực và mô men xoắn, hộp giảm tốc và băng tải

Hình 1.1 Băng tải vận chuyển cát

Hình 1.2 Cấu tạo chung hệ thống băng tải Tail pulley: pu-ly bị động; Feed chute: máng cấp vật phẩm;

Loading skirt: vùng cấp vật phẩm lên băng tải; Tripper: Cơ cấu gạt vật phẩm Head pulley and drive: Pu ly dẫn động; Discharge chute: máng nhả vật phẩm Snub and bend pulley: puly căng và dẫn hướng băng tải; Return idler: con lăn nhánh quay về (nhánh không làm việc; Carrying idler: con lăn đỡ nhánh mang tải

Troughing carrying idler: con lăn tạo máng

Hộp giảm tốc dùng để giảm vận tốc và tăng mômen xoắn, gồm nhiều loại như: Hộp giảm tốc bánh răng trụ một cấp, hai cấp, bánh vít – trục vít vv…

Ưu điểm của hệ dẫn động băng tải là: Cấu tạo đơn giản, độ bền cao, khả năng vận chuyển vật liệu theo hướng nằm ngang, nằm nghiêng(hay kết hợp cả hai), có thể vận chuyển vật liệu với khoảng cách lớn, làm việc êm, công suất tiêu hao nhỏ.Bên cạnh các ưu điểm băng tải cũng có một số hạn chế như: Tốc độ vận chuyển không cao; độ nghiêng băng tải nhỏ(<240) không vận chuyển được theo hướng đường cong vv…

1.2 Mục tiêu thiết kế

Thiết kế hệ dẫn động băng tải vận chuyển cát năng suất 150 tấn/h chiều dài 30m

Số liệu ban đầu:

- Băng tải có góc nghiêng vận chuyển β =120;

- Thời gian phục vụ 7 năm;

* Nội dung cụ thể:

- Thiết kế băng tải;

- Tính chọn hộp giảm tốc theo tiêu chuẩn;

2.1 Xác định độ rộng tối thiểu (B) của băng tải

Độ rộng của băng tải phụ thuộc vào lưu lượng vận chuyển và kích cỡ vật phẩm (hay kích cỡ của hạt vật liệu ) vận chuyển trên băng Nếu kích cỡ vật phẩm càng lớn thì độ rộng băng cũng càng phải lớn

Với loại vật liệu cần vận chuyển là cát, tra bảng 1.1[1], ta chọn băng tải có bề rộng tối thiểu là B=500(mm)

2.2 Xác định chiều cao nâng của băng tải

Hình 2.1: Góc dốc thực tế của băng tải

Theo đầu bài, chiều dài băng là L=30m, góc nghiêng vận chuyển là β=12° nên ta

có chiều cao nâng của băng tải là:

0 12 30 6,38

t

H tg= β L tg= = m

2.3 Xác định vận tốc v của băng tải

Vận tốc băng tải cần giới han tùy thuộc vào dung lượng của băng, độ rộng của băng và đặc tính vật liệu cần vận chuyển

Vận tốc băng tải thường được tính toán dựa vào lưu lượng vận chuyển theo yêu cầu cho trước Lưu lượng vận chuyển của một băng tải thường được tính theo công thức:

Qt = 60.A.v.γ.s (tấn/h)

Vậy vận tốc băng tải:

v = Qt/60A.γ.s (2.1)Trong đó :

Qt : Lưu lượng vận chuyển (tấn/h)

A : Diện tích mặt cắt ngang dòng vận chuyển (m3)

γ : Khối lượng riêng tính toán của khối vật liệu (tấn/m3)

S : Hệ số ảnh hưởng của góc nghiêngXác định các đại lượng

- Diện tích mặt cắt ngang dòng chảy

Góc mái của đống vật phẩm là góc hình thành giữa đường nằm ngang và mái dốc của đống vật phẩm.

Theo bảng 5[1] ta có góc mái khi đang vận chuyển là: ϕ =200

Hình 2.2 Tiết diện mặt cắt ngang của băng tải

- Khối lượng riêng tính toán

Khối lượng riêng tính toán của các khối vật phẩm có tính đến khoảng cách giữa các hạt khi vận chuyển

Theo bảng 6 [1] ta có khối lượng riêng tính= 1,4 – 1,68

Chọn γ = 1,5

- Hệ số ảnh hưởng của độ dốc băng tải

Băng tải càng dốc thì lưu lượng vận chuyển vật liệu được càng thấp

Theo bảng 7[1] ta có hệ số ảnh hưởng của độ dốc băng tải s = 0,93

Thay vào (2.1) ta có vận tốc băng tải là:

150 60.0,02.1,5.0,93

v=

= 89,61(m/ph) ⇔ v = 1,493 (m/s)Theo bảng 3[1] vận tốc lớn nhất của băng tải là : vmax= 240 (m/ph)

2.4 Tính toán công suất truyền dẫn băng tải

Công suất làm quay trục con lăn kéo băng tải được tính theo công thức sau:

P = P1+P2+P3+Pt (Kw) (2.2)

Trong đó:

P1: Công suất cần thiết kéo băng tải ở chế độ không tải theo phương ngang

P2: Công suất cần thiết kéo băng tải có tải theo phương ngang

P3: Công suất cần thiết kéo băng tải có tải theo phương đứng

Pt: Công suất cần thiết dẫn động cơ cấu gạt vật phẩm

Các thành phần được tính như sau:

0 1

.( )w.

(2.3) 6120

H: Chiều cao nâng

l : Chiều dài băng tải theo phương ngang

l0: Chiều dài băng tải theo phương ngang được điều chỉnh

0,022.(30 66)150

0,863 367

3

6,38.150

2,608 367

150 120

D t

(mm) Với Z là số lớp cốt của băng Z = 3

⇒

Chọn theo tiêu chuẩn Dt = 400 (mm)

- Chiều dài của tang được tính theo công thức:

630 65 2 500

C= 60÷

70 (mm) chọn C = 65 (mm)

2.6 Lực căng dây băng tải

Hình 2.3: Các thành phần lực trên băng tải

- Lực vòng

6120 6120.5,649

385,80( ) 3858( ) 89,61

F1, F2 lần lượt là các lực căng trên nhánh có tải và nhánh không tải mối quan

hệ giữa F1, F2 tương tự như mối quan hệ trong bộ truyền đai 1 2

e =2,718: Cơ số logarit tự nhiên

μ : Hệ số ma sát giữa puly và dây đai

θ : Góc ôm giữa puly và dây đai

- Lực căng tối thiểu

Lực căng tối thiểu được xác định nhằm giữ cho dây băng tải không bị trượt quá 2% khoảng cách giữa các con lăn

Trong đó:

F4c: Lực căng tối thiểu trên nhánh căng

F4r: Lực căng tối thiểu trên nhánh trùng

Wm: Khối lượng vật phẩm phân bố trên một đơn vị chiều dài của băng tải

150

0,06 0, 06.89, 61

t m

Q

Kg m v

W1: Khối lượng phân bố của băng tải

lC: Bước các con lăn đỡ nhánh có tải

lr: Bước các con lăn đỡ nhánh chạy không

Theo bảng 13[1] ta có: W1 = 7,5(kg/m)

Theo bảng 12[1] ta có: lc = 1,2(m), lr = 3(m)

Thay vào (2.8), (2.9) ta có:

Theo bảng 18[1] ta chọn loại băng tải có ký hiệu: NF250/2.

2.8 Cấu trúc hệ thống băng tải

- xác định đường kính puly

Các puly được chia thành 3 nhóm A, B, C và được minh họa như hình 2.4

Theo bảng 23[1] ta chọn đường kính tối thiểu cho các nhóm puly như sau:

Nhóm A: dAmin = 320mm

Nhóm B: dBmin = 250mm

Nhóm C: dCmin = 200mm

Hình 2.4: Minh họa các loại puly

- Kết cấu puly

Thông thường ta sử dụng puly hình trụ như hình 2.5:

Hình 2.5: Kết cấu puly hình trụ

- Khoảng cách giữa các con lăn:

Các con lăn đỡ nhánh chùng của dây băng tải thường được đặt cách nhau 3 mét Các con lăn đỡ nhánh căng thường đặt cách đều nhau Tra bảng 24[1] ta có khoảng cách trung bình giữa các con lăn đỡ nhánh căng là 1,5m

+ Chiều dài con lăn

Lcl=0,4.B = 0,4.500 = 200(mm)

+ Khoảng cách chuyển tiếp giữa con lăn cuối cùng với puly:

Hình 2.6: Khoảng cách chuyển tiếp b giữa con lăn cuối cùng với puly

Với các băng tải có các con lăn tạo thành máng, cần có khoảng cách nhất định giữa các con lăn cuối cùng với puly đủ để dây băng tải chuyển thành dạng phẳng

và được cuốn vào puly

Hình 2.5 thể hiện mặt puly nằm cùng độ cao với đáy máng

Theo bảng 28[1] ta có b = 0,55m

2.9 Tính toán cơ cấu kéo căng băng

Cơ cấu kéo căng băng có nhiệm vụ tạo ra sức căng cần thiết cho băng, đảm bảo cho băng bám chặt vào tang dẫn và giảm độ võng của băng theo chiều dài

Có hai loại cơ cấu căng băng thường dùng là cơ cấu căng băng dùng vít và cơ cấu căng băng dùng đối trọng

a, Cơ cấu căng băng dùng vít

Cấu tạo đơn giản, giá thành hạ, kích thước khuôn khổ và trọng lượng nhỏ Loại này thường được dùng cho băng tải có chiều dài không lớn lắm và trong quá trình làm việc băng bị giãn nhiều lần đòi hỏi phải căng băng nhiều lần Hành trình làm việc của vít phụ thuộc vào chiều dài băng tải (thường lấy khoảng 1-1,5% chiều dài băng tải nhưng không được lấy >400mm)

b, Cơ cấu căng băng dùng đối trọng

Cơ cấu căng băng dùng đối trọng có khả năng tạo ra lực căng cố định nhưng phải bố trí không gian phức tạp Loại cơ cấu này thường sử dụng cho những băng tải có chiều dài lớn

Kết luận: Với hệ thống băng tải cần thiết kế có kết cấu tương đối lớn nên để

đảm bảo việc căng băng được tối ưu nhất ta chọn cơ cấu căng băng dùng đối trọng

- Xác định lực trên trạm kéo căng

Lực căng trên trạm kéo băng tải được xác định chính xác dựa vào sơ đồ phân

bố lực một cách chi tiết trên cơ cấu căng băng, nhưng thông thường nó được xác định từ các công thức thực nghiệm

Theo đề tài, tính toán thiết kế băng tải có một puly dẫn động đặt ở đầu băng tải

và băng tải vận chuyển vật liệu lên dốc Do đó, dựa vào table 51[2] ta xác định được lực trên trạm kéo căng như sau:

Trong đó: F2: Lực căng trên nhánh không tải, F2 = 2465,4

Fr: Lực cản do ma sát giữa băng tải và con lăn đỡ nhánh băng tải đi về

f: Hệ số ma sát giữa dây băng tải và các con lăn đỡ;

l: Chiều dài băng tải theo phương ngang, l = 30m;

l0: Chiều dài băng tải theo phương ngang được điều chỉnh;

W1: Khối lượng phân bố của băng tải;

Wr: Khối lượng các chi tiết quay của một cụm các con lăn đỡ nhánh băng tải đi về;

lr: Bước các con lăn đỡ nhánh không tải;

H: Chiều cao nâng, H=6,38m

Các giá trị của f, l0, W1, Wr, lr, lần lượt tra trong table 11[2], table 16[2], table

14[2], table 15[2] được các giá trị:

f = 0,022, l0 = 66m, W1 = 7,5Kg/m, Wr = 5,9Kg/ bộ, lr = 3m

Thay vào công thức (2.12) ta được:

3.1 Chọn hộp giảm tốc

Trong các hệ dẫn động cơ khi 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 tỷ số truyền không đổi và có nhiệm vụ giảm vận tốc góc, tăng mômen xoắn

Tùy theo loại truyền động trong hộp giảm tốc, người ta phân ra: Hộp giảm tốc bánh răng trụ; Hộp giảm tốc bánh răng côn hoặc côn-trụ; Hộp giảm tốc trục vít, trục vít - bánh răng hoặc bánh răng – trục vít; Hộp giảm tốc bánh răng hành tinh…

So với các loại hộp giảm tốc khác thì hộp giảm tốc bánh răng trụ có các ưu điểm: Tuổi thọ và hiệu suất cao; kết cấu đơn giản; có thể sử dụng trong một phạm vi rộng của vận tốc Vì vậy sử dụng hộp giảm tốc bánh răng trụ được coi là phương án tối

ưu nhất

Loại bánh răng trong hộp giảm tốc bánh răng trụ có thể là: Răng thẳng, răng nghiêng hoặc răng chữ V Tuy nhiên, phần lớn các hộp giảm tốc có công dụng chung dùng răng nghiêng So với răng thẳng, truyền động bánh răng 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 Vì vậy, ở đây ta sử dụng bánh răng nghiêng để nâng cao khả năng ăn khớp, truyền động êm vừa đảm bảo chỉ tiêu về yêu cầu kĩ thuật vừa đảm bảo tính kinh tế.

Tùy theo tỷ số truyền chung của hộp giảm tốc, người ta phân ra hộp giảm tốc một cấp và hộp giảm tốc nhiều cấp Trong đó, hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp được sử dụng nhiều nhất vì tỷ số truyền chung của hộp giảm tốc thường từ 8-40 Chúng được bố trí theo hai sơ đồ sau đây:

- Sơ đồ khai triển: Hộp giảm tốc kiểu này đơn giản nhất và dễ chế tạo Do đó, được sử dụng rất nhiều trong thực tế Tuy nhiên, các bánh răng bố trí không đối xứng với các ổ nên làm tăng sự phân bố không đều trên chiều rộng vành răng Do

đó, khi thiết kế đòi hỏi trục phải đủ cứng mới đảm bảo khả năng làm việc

- Sơ đồ phân đôi: Khi sử dụng sơ đồ này phải chú trọng đến việc bố trí ổ Phải đảm bảo sao cho tải trọng dọc trục không được cân bằng ở cặp răng kề bên, không được tác dụng vào trục tùy động của cấp phân đôi nếu không thì sự cân bằng của tải trọng dọc trục ở cấp phân đôi sẽ bị phá vỡ và công suất sẽ phân bố không đều cho các cặp bánh răng phân đôi này

- Sơ đồ đồng trục: Loại này có đặc điểm là đường tâm của trục vào và trục ra trùng nhau, nhờ đó có thể giảm bớt kích thước của hộp giảm tốc giúp cho việc bố trí cơ cấu gọn hơn Tuy nhiên, sơ đồ đồng trục có một số nhược điểm như: Khả năng tải của cấp nhanh không dùng hết vì tải trọng tác dụng vào cấp chậm lớn hơn khá nhiều so với cấp nhanh; kết cấu gối đỡ phức tạp, gây khó khăn cho việc bôi trơn các ổ; do khoảng cách giữa các trục trung gian lớn nên khó khăn trong việc đảm bảo độ bền và độ cứng của trục Từ những nhược điểm này phạm vi sử dụng của hộp giảm tốc đồng trục bị hạn chế

Việc lựa chọn sơ đồ của hộp giảm tốc có ảnh hưởng trực tiếp đến kết cấu của hệ dẫn động, cũng như khả năng làm việc và chi phí thiết kế Qua việc phân tích các

sơ đồ hộp giảm tốc ta thấy:

+ So với sơ đồ phân đôi, thì sơ đồ hộp giảm tốc khai triển có kết cấu và chế tạo đơn giản hơn Nhất là việc chế tạo ổ, gối đỡ cũng như việc bố trí ổ Mặt khác, chiều rộng của hộp giảm tốc khai triển nhỏ hơn nên việc bố trí lắp đặt dễ dàng hơn Ngoài ra, số lượng chi tiết của hộp giảm tốc phân đôi tăng dẫn đến giá thành cao hơn và chưa được sử dụng phổ biến như hộp giảm tốc khai triển

+ So với hộp giảm tốc đồng trục, thì hộp giảm tốc khai triển cồng kềnh hơn Tuy nhiên, kết cấu hộp đơn giản và vẫn đảm bảo khả năng làm việc Mặt khác, kết cấu của hộp giảm tốc đồng trục phức tạp, khả năng tải hai cấp không đều, đòi hỏi trục phải lớn để đảm bảo độ cứng và độ bền…

Với những ưu nhược điểm trên ta chọn sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp dạng khai triển

Theo mục 2.4 ta tính được công suất truyền dẫn băng tải PCT = 5,649kW

Tra bảng 3[3] ta chọn kiểu hộp giảm tốc Ц2Y-160

Các thông số của hộp giảm tốc được xác định trong bảng 2,3[3]

Bảng 3.1: Kích thước cơ bản của hộp giảm tốc Ц2Y-160

Hình 3.1: Sơ đồ khai triển trạm dẫn động băng tải

1-Động cơ, 2-Bộ truyền đai, 3-Bộ truyền cấp nhanh, 4-Bộ truyền cấp chậm,

5- Khớp nối, 6- Tang quay,7- Băng tải.

Hình 3.2: Sơ đồ tải trọng làm việc

3.2 Tính chọn động cơ điện

3.2.1 Chọn kiểu loại động cơ

Với hệ dẫn động băng tải dùng hộp giảm tốc ta chọn loại động cơ điện ba pha

không đồng bộ lồng sóc 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 nghiệp

+ Giá thành rẻ, sẵn có trên thị trường

+ 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 thỏa mãn

điều kiện: + Pđc ≥ PCT

+ nđb ≈ nsb

- Công suất trên trục động cơ được xác định theo công thức (2.8) [4]:

t CT

P P

η∑

=

(3.1)Trong đó:

PCT: Công suất cần thiết trên trục động cơ

Pt: Công suất tính toán trên trục máy công tác

μ1 : Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ μ1= 0,97

μ2: Hiệu suất một cặp ổ lăn μ2 = 0,995

μ3: Hiệu suất khớp nối μ3=1

μ4: Hiệu suất bộ truyền đai μ4= 0,96

Thay vào công thức (3.2) ta được:

PLV: Công suất trên tang (kW)

Ft: Lực kéo trên băng tải, Ft= 3858(N)v: Vận tốc băng tải, v= 1.493(m/s)Thay vào công thức (3.1) ta có công suất trên trục động cơ là:

5, 76

6,51 0,885

t CT

P

η∑

Như vậy động cơ cần chọn phải có công suất lớn hơn hoặc bằng 6,51kW

3.2.3 Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ

- Theo bảng 2.1[4] thì số vòng quay đồng bộ của động cơ theo tiêu chuẩn là :

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

- Số vòng quay của trục công tác nCT=89,15 (v/ph)

Số vòng quay của động cơ phải thỏa mãn:

max min

n U ≤n ≤n U

(3.2)Trong đó Umax, Umin lần lượt là tỷ số truyền lớn nhất và nhỏ nhất của hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp

Tra bảng 2.4[4] ta có Umax= 40, Umin= 8

Thay vào công thức (3.2) ta được:

max min

=> Tỷ số truyền sơ bộ của hệ thống là:

3000

33,6589,15

db sb

CT

n U

dc CT db

Tra bảng phụ lục 1.3[4] ta chọn động cơ 4A112M2Y3 với thông số như bảng 3.2:

Bảng 3.2: Thông số kĩ thuật động cơ 4A112M2Y3

Kiểu động

cơ

Công suất (kW)

Tốc độ quay(v/ph)

cosφ η% Tmax/Tdn Tk/Tdn

3.2.5 Kiểm tra điều kiện quá tải, điều kiện mở máy cho động cơ

a 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 ì

của hệ thống Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ theo công thức:

thỏa mãn điều kiện mở máy

b Kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ

Với sơ đồ tải trọng có tính chất không đổi và quay một chiều, nên không cần kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ.

Như vậy động cơ 4A112M2Y3 đã chọn thỏa mãn điều kiện làm việc

3.3 Tính tỷ số truyền

Tỷ số truyền chung của cả hệ thống được xác định theo công thức 2.18[4]:

dc CT

n U

n

∑ =

(3.3)Trong đó:

ndc: Số vòng quay của động cơ đã chọn, ndc=2922 (v/ph)

nCT: Số vòng quay của trục công tác, nCT=89,15 (v/ph)

Thay vào công thức (3.3) ta có:

2922

32,7889,15

dc CT

n U

Uh: Tỷ số truyền của hộp giảm tốc

Ud: Tỷ số truyền của bộ truyền đai

Ukn: Tỷ số truyền của khớp nối

3.3.1 Tỷ số truyền của hộp giảm tốc

- Chọn hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng sơ đồ khai triển Ц2Y-160

Theo tiêu chuẩn liên xô cũ Hộp có các thông số trong bảng 3.3:

Bảng 3.3: Thông số của hộp giảm tốc Ц2Y-160

Z U

Z

4 2 3

80420

Z U

Z

3.3.2 Tỷ số truyền của bộ truyền ngoài hộp

Tỷ số truyền của bộ truyền ngoài hộp là:

32,78

2,0516

n h

U U U

∑

Với hệ dẫn động gồm hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng nối với bộ truyền ngoài hộp thì Un=(0,1÷0,15)Uh= (1,6÷2,4)

Vậy, tỷ số truyền của bộ truyền đai là 2,05

3.4 Tính toán 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

dc I

I II

II III

3.4.2 Tính công suất trên các trục

- Công suất danh nghĩa trên trục động cơ là:

5,76

6,51( )0,885

LV dc dc

- Mômen xoắn trên trục số IV:

9,55.10 9,55.10 600130,68( )

88

IV IV

PHẦN IV

TÍNH TOÁN CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG

Chọn hộp giảm tốc theo tiêu chuẩn liên xô cũ: Ц2Y-160 Các thông số của hộp

được xác định trong bảng 4.1 và 4.2

4.1 Tính toán thông số các bộ truyền

Bảng 4.1: Thông số cơ bản bộ truyền cấp nhanh

Flim/SF)YR.Ys.KxF.KFC.KFL (4.2)Trong đó:

ZR –hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc

Zv – hệ số tính đến ảnh hưởng của vận tốc vòng

KxH – hệ số tính đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng

YR –hệ số ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng

Ys –hệ số xét đến độ nhậy của vật liệu đối với tập trung ứng suất

KxF –hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn

Trong bước tính thiết kế, sơ bộ lấy ZR.Zv.KxH=1 và YR.Ys.KxF=1,do đó các công thức (4.1) và (4.2) trở thành:

[σH]=σo

Hlim KHL /SH (4.3) [σF]=σo

HE

NK

FE

NK

N

=

(4.6)

mH ,mF bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn;mH=9;mF=9

NHO – số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi khử về tiếp xúc,được xác định theo công thức:

2,430

NFO –số chu kỳ ứng suất cơ sở khi thử về uốn,NFO=4.106đối với tất cả các loại thép

NHE,NFE – số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương

Theo đề tài tính chất của tải trọng là ổn định nên ta có

7 HE1 FE1

N =N =60.1.1425,4.28759 246.10=

7 HE2 FE2

NN

1 1

min H H

4.2.3 Bộ truyền cấp nhanh

4.2.3.1 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.

- ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng làm việc

Theo công thức xác định hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc:

(4.10)

- Hệ số trùng khớp dọc εβ :

sin 25.sin16,25

1,12

w

b m

- Theo bảng 6.14 [1] với cấp chính xác 9 và v < 5 m/s

→ KH α = 1,16 ; KF α = 1,40

- Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp KHV

w1 w1 HV

δH – hệ số ảnh hưởng của các sai số ăn khớp, theo bảng 6.15 [1] →δH =0,002

go hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch các bước răng bánh 1 và bánh 2, Theo bảng 6.16 [4] ta có go = 73

Với v = 2,95 m/s < 5 m/s ; Zv = 1; cấp chính xác động học là 9 , chọn cấp chính xác tiếp xúc động học là 8, khi đó cần gia công đạt độ nhám

H H H

T1 – momen xoắn trên bánh chủ động

- Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn KFv

w w1 FV

4.2.4.1 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.

- ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng làm việc

][σud

b

1)(uK2T.ZZZ

w3 w3

H 2 ε H M

(4.31)Theo bảng 6.5 [4] → ZM = 274 ( MPa1/3 )

Theo công thức xác định hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc:

w

b m