Nghiên cứu nâng cao độ bền mòn và sức bền của cơ cấu gầu tải xích vận tốc cao để vận chuyển hạt khô nhỏ có tính mài mòn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ BỀN MÒN VÀ SỨC BỀN KÉO CỦA CƠ CẤU GẦU TẢI XÍCH VẬN TỐC CAO ĐỂ VẬN CHUYỂN HẠT KHÔ NHỎ CÓ TÍNH MÀI MÒN TRƯƠNG HOÀNG ANH Thái Nguyên 2012 Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 1 Ngành công nghệ chế tạo máy Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM LỜI CAM ĐOAN Tên tôi là: Trương Hoàng Anh Sinh ngày: 26 tháng 11 năm 1979 Học viên lớp cao học khóa 13 – Công nghệ chế tạo máy – Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp. Hiện đang công tác tại: Xưởng Cơ khí - Trung tâm thực nghiệm - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp. Xin cam đoan Đề tài: “Nghiên cứu nâng cao độ bền mòn và sức bền kéo của cơ cấu gầu tải xích vận tốc cao để vận chuyển hạt khô nhỏ, có tính mài mòn” do thầy giáo PGS.TS. Vũ Quý Đạc hướng dẫn là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Tất cả các tài liệu tham khảo đều có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng. Các số liệu kết quả trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Nếu sai tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. Thái nguyên, ngày tháng 12 năm 2012 Tác giả luận văn Trương Hoàng Anh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 2 Ngành công nghệ chế tạo máy Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian nghiên cứu làm việc khẩn trương được sự động viên, giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn PGS.TS. Vũ Quý Đạc luận văn với đề tài “Nghiên cứu nâng cao độ bền mòn và sức bền kéo của cơ cấu gầu tải xích vận tốc cao để vận chuyển hạt khô nhỏ, có tính mài mòn” đã hoàn thành. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: Thầy giáo hướng dẫn trực tiếp PGS.TS. Vũ Quý Đạc – Người Thầy đã tận tình chỉ dẫn, chỉ dẫn và động viên tác giả hoàn thành luận văn này. Phòng quản lý đào tạo Sau đại học, các thầy cô giáo Khoa Cơ khí, Trung tâm thực nghiệm trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập cũng như quá trình thực hiện luận văn. Toàn thể các đồng nghiệp, bạn bè, gia đình và người thân đã quan tâm động viên giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập và hoàn thành bản luận văn. Tác giả luận văn Trương Hoàng Anh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 3 Ngành công nghệ chế tạo máy Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM MỤC LỤC  Trang LỜI CAM ĐOAN 1 MỤC LỤC 3 DANH MỤC HÌNH VẼ 8 CÁC KÝ HIỆU DÙNG TRONG LUẬN VĂN 11 DANH MỤC BẢNG BIỂU 12 MỞ ĐẦU 13 1. Tính cấp thiết của đề tài 13 2. Mục đích, đối tượng và phương pháp nghiên cứu 14 2.1. Mục đích của đề tài 14 2.2. Đối tượng nghiên cứu 14 2.3. Phương pháp nghiên cứu 14 3. Ý nghĩa của đề tài 14 3.1. Ý nghĩa khoa học 14 3.2. Ý nghĩa thực tiễn 15 4. Nội dung 15 Chương 1. 16 1.1. Vận chuyển vật liệu rời 16 1.2. Gàu tải xích 16 a - Gầu tải dùng băng vải; b - Gầu tải dùng xích; c - Gầu tải dùng cáp 18 1.3. Cấu tạo và phân loại gầu tải 24 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 4 Ngành công nghệ chế tạo máy Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM 1.3.1. Cấu tạo gầu tải 24 1.3.2. Phân loại gầu tải 26 1.4. Kết luận chương 1 28 Chương 2. 29 NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĂN KHỚP CỦA CƠ CẤU XÍCH KÉO TRONG HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG 29 2.1. Các bộ phận chuyển động trong cơ cấu gầu xích tải 29 2.1.1. Xích tải 29 2.1.2. Đĩa xích 35 2.1.3. Gầu tải 38 2.2. Một vài nét về động học bộ truyền xích 38 2.2.1. Vận tốc và tỉ số truyền 38 2.2.2. Đánh giá bộ truyền xích 41 a. Ưu điểm 41 b. Nhược điểm 42 c. Phạm vi sử dụng 42 2.3. Đặc điểm ăn khớp của cơ cấu xích kéo trong hệ thống dẫn động 43 2.4. Kết luận chương 2 45 Chương 3. 47 NGHIÊN CỨU CÁCH TÍNH SỨC BỀN VÀ TÍNH THIẾT KẾ 47 CƠ CẤU XÍCH KÉO 47 3.1. Động lực học bộ truyền xích 47 3.1.1. Lực tác dụng trong bộ truyền xích 47 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 5 Ngành công nghệ chế tạo máy Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM a. Lực căng trên các nhánh xích 47 3.1.2. Tải trọng động 49 3.1.3. Động năng va đập 50 3.2. Các dạng hỏng 50 3.3. Các chỉ tiêu tính thiết kế bộ truyền xích 51 3.3.1. Tính toán xích theo độ bền mòn 51 3.3.2. Kiểm nghiệm xích theo số lần va đập trong một giây 52 3.3.3. Kiểm tra xích theo hệ số an toàn 52 3.3.4. Kiểm tra độ bền kéo của xích 53 3.3.5. Vật liệu chế tạo 55 3.4. Trình tự thiết kế bộ truyền xích 56 3.5. Kết luận chương 3 57 Chương 4. 58 KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ CÁC DẠNG HỎNG VÀ NGUYÊN NHÂN 58 4.1. Kháo sát hệ thống gầu tải xích tại nhà máy nhiệt điện Phả Lại 58 4.1.1. Các thông số của hệ thống 58 4.1.2. Cấu tạo của hệ thống 59 4.2. Tính kiểm nghiệm lại tải trên hệ thống xích gầu tải 61 4.2.1. Tải trọng trên một đơn vị chiều dài của khối lượng hàng 61 4.2.2. Tải trọng trên một đơn vị chiều dài do khối lượng phần hành trình của băng gầu 61 4.2.3. Lực cản múc hàng 61 4.2.4. Công suất cần thiết trên trục truyền động để xích làm việc 61 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 6 Ngành công nghệ chế tạo máy Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM 4.2.5. Lực vòng trên vòng tròn cơ sở của đĩa xích 62 4.3. Xác định lực căng của bộ phận kéo bằng phương pháp đi vòng chu vi 62 4.3.1. Lực căng tại điểm 1 62 4.3.2. Lực căng tại điểm 2 62 4.3.3. Lực căng tại điểm 3 63 4.3.4. Lực tại điểm 4 63 4.3.5. Lực căng tính tổng của bộ phận kéo 63 4.3.6. Bộ phận kéo dùng 2 xích thì lực căng tính tốn của một xích 64 4.3.7. Tải trọng phá huỷ của xích không được nhỏ hơn 64 4.4. Tính chính xác độ bền dây xích trong thời gian khởi động 64 4.4.1. Tính chính xác độ bền xích trong bộ phận kéo 65 4.4.2. Tính chính xác độ bền dây xích trong thời gian khởi động 67 4.5. Tính kiểm nghiệm đĩa xích 67 4.6. Tính thiết bị phanh 68 4.7. Các dạng hỏng và nguyên nhân 70 4.7.1. Mòn xích, gầu tải, chốt xích, đĩa xích 70 4.7.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới mòn 76 a. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến mòn ôxy hoá 76 b. Ảnh hưởng của điều kiện vận hành 77 c. Ảnh hưởng của các lớp màng bề mặt 79 d. Mòn trong chân không 79 e. Lớp màng ôxy hóa 79 f. Tác dụng của nhiệt độ 80 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 7 Ngành công nghệ chế tạo máy Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM 4.7.3. Rỗ hoặc vỡ gãy con lăn 81 4.8. Kết luận chương 4 82 Chương 5. 83 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC 83 5.1. Khắc phục hiện tượng mòn 83 5.1.1. Mòn xích 83 5.1.2. Mòn con lăn và mòn chốt 84 5.1.3. Mòn đĩa xích 84 5.1.4. Mòn lưỡi gàu 85 5.2. Khắc phục hiện tượng quá tải đối với hệ thống 86 5.3. Kết luận chương 5 86 Chương 6. 87 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 87 6.1. Kết luận chung 87 6.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo của đề tài 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 8 Ngành công nghệ chế tạo máy Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1. Hệ thống gàu tải xích cao tốc…………………………………… Hình 1.2. Sơ đồ cấu tạo của các loại gầu tải Hình 1.3. Các dạng khác của cơ cấu gầu tải Hình 1.4. Một số kiểu gầu cơ bản Hình 1.5. Ứng dụng gàu tải trong tải thóc Hình 1.6. Gàu tải dùng truyền động xích Hình 1.7. Gàu tải dùng khai thác vật liệu xây dựng Hình 1.8. Hệ thống gầu tải dùng trong các nhà máy xi măng Hình 1.9. Hệ thống gầu tải xích dùng trên tàu thủy Hình 1.10. Hệ thống gầu tải xích dùng trong khai thác khoáng sản Hình 1.11. Cấu tạo gầu Hình 1.12. Puli căng dạng cánh chống nghiền nát vât liệu Hình 1.13. Cấu tạo gàu tải đổ theo phương pháp ly tâm và phương pháp trọng lực – Cách bắt gầu lên đai Hình 1.14. Xả tải cuả gầu liên tục hoặc li tâm Hình 2.1. Các loại xích Hình 2.2. Các thành phần của xích ống con lăn Hình 2.3. Xích bắt gầu tải Hình 2.4. Một số loại xích đặc biệt Hình 2.5. Cấu tạo xích răng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 9 Ngành công nghệ chế tạo máy Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM Hình 2.6. Bộ truyền xích răng Hình 2.7. Một số loại xích răng Hình 2.8. Ứng dụng bộ truyền xích trong các ngành công nghiệp Hình 2.9. Biên dạng và kết cấu đĩa xích Hình 2.10. Một số dạng đĩa xích Hình 2.11. Đĩa xích trong hệ thống gầu tải Hình 2.12. Gầu tải trong hệ thống Hình 2.13. Bộ truyền xích Hình 2.14. Sơ đồ ăn khớp của xích với răng đĩa chủ động Hình 2.15. Vận tốc bộ truyền xích Hình 2.16. Bộ truyền xích dùng trong hệ thống gara để xe Hình 2.17. Bộ truyền xích dùng trong hệ thống đóng mở tấm lọc xử lý nước thải Hình 2.18. Bộ phận đĩa xích trong hệ thống Hình 2.19. Xích mang gầu Hình 3.1. Sơ đồ tính lực căng ban đầu của xích Hình 3.2. Sơ đồ phân bố lực khi xích làm việc Hình 3.3. Xích bị hỏng do mòn Hình 3.4. Sơ đồ kéo đứt xích Hình 3.5. Đồ thị ứng suất kéo của xích Hình 3.6 Độ bền kéo Hình 3.7. Sơ đồ độ trùng của dây xích Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn [...]... tài: Nghiên cứu nâng cao độ bền mòn và sức bền kéo của cơ cấu gầu tải xích vận tốc cao để vận chuyển hạt khô nhỏ, có tính mài mòn là rất cần thiết 2 Mục đích, đối tượng và phương pháp nghiên cứu 2.1 Mục đích của đề tài Phân loại, đánh giá các dạng hỏng của cơ cấu xích kéo trong hệ thống dẫn động guồng tải từ đó đề xuất giải pháp phù hợp nâng cao khả năng kéo và tuổi thọ của bộ truyền 2.2 Đối tượng nghiên. .. loại gầu tải a.Theo chiều vận chuyển vật, gầu tải được chia thành gầu tải đứng và gầu tải nghiêng Loại gầu tải nghiêng thì phức tạp hơn về kết cấu và được sử dụng ít hơn b.Theo kiểu bộ phận kéo, gầu tải được chia thành gầu tải băng, gầu tải một xích, gầu tải hai xích và ít hơn là gầu tải cáp Trong hai kiểu gầu tải thì các gầu được bắt cứng vào bộ phận kéo chỉ ở các thành sau, gầu tải hai xích thì các gầu. .. dạng cục nhỏ không mài mòn và ít mài mòn tốc độ được lấy đế 1,6 (m/s) Gầu tải một xích làm việc với các gầu có chiều rộng 160  250 (mm), còn gầu tải hai xích làm việc với các gầu có rộng hơn Tùy thuộc vào sự bố trí các gầu ở trên băng hoặc trên xích mà có thể có gầu đặt cách nhau và có gầu tiếp hợp Sự bố trí gầu phụ thuộc vào đặc tính vật liệu và phương pháp chất tải và dỡ tải Khi bố trí gầu tiếp... đồ cấu tạo của các loại gầu tải a - Gầu tải dùng băng vải; b - Gầu tải dùng xích; c - Gầu tải dùng cáp Gầu tải là thiết bị vận chuyển liên tục dùng để vận chuyển vật liệu rời theo hướng thẳng đứng hoặc góc nghiêng mặt đáy lớn (hình 1.6) Gầu tải có các bộ phận chính: tang (hoặc đĩa xích, ròng rọc) dẫn động 1, băng vải (hoặc xích, cáp) 2; gầu chứa tải 3, tang (đĩa xích hoặc ròng rọc) bị động 4, cơ cấu. .. việc êm và cho phép tốc độ chuyển động của băng trong giới hạn 0,8  3,5 (m/s) Nhưng độ bền băng hạn chế; năng suất đến 80 (m3/h) và chiều cao nâng đến 50 m Gầu tải xích cho năng suất cao hơn, đến 300 (m3/h), và được sử dụng để vận chuyển các vật thể dạng cục to, ẩm, khó xúc và làm việc ở chế độ nặng Tốc độ chuyển động của gầu tải xích trong giới hạn 0,4  1,2 (m/s); đối với vật thể dạng cục, dạng hạt, ... động quay làm cho xích có gắn gầu tải chuyển động theo Trong chu kỳ làm việc gầu tải sẽ đến vị trí cấp tải 5, tải sẽ điền đầy gầu và được chuyển động cùng xích lên trên Sau khi quay vòng qua đĩa xích chủ động vật liệu được đổ ra ngoài hướng theo cơ cấu dỡ tải Hình 1.4 Một số kiểu gầu cơ bản Do tính chất của vật liệu vận chuyển ngày càng phức tạp và khác nhau nên kết cấu gầu cũng có nhiều thay đổi tương... Chương 2 NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĂN KHỚP CỦA CƠ CẤU XÍCH KÉO TRONG HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG 2.1 Các bộ phận chuyển động trong cơ cấu gầu xích tải 2.1.1 Xích tải Bộ truyền xích dùng trong truyền động rất đa dạng về chủng loại và kết cấu Tùy từng điều kiện cụ thể và yêu cầu của từng trường hợp mà có cách lựa chọn bộ truyền xích sao cho hợp lí Hình 2.1 Các loại xích a) Xích tải tròn; b) Xích tải bản; c) Xích kéo... Hình 1.14 Xả tải cuả gầu liên tục hoặc li tâm Gầu có sự dỡ tải tự chảy có dẫn hướng, phương pháp này dùng cho gầu tải có gầu tiếp hợp và tốc độ chyển động 0,4  0,8 (m/s) Gầu có sự dỡ tải tự do, tự chảy, phương pháp này dùng khi các gầu đặt cách nhau và tốc độ chuyển động 0,6  0,8 (m/s) 1.4 Kết luận chương 1 Hệ thống xích gầu tải được ứng dụng trong rất nhiều ngành công nghiệp để vận chuyển các vật... 1.10 Hệ thống gầu tải xích dùng trong khai thác khoáng sản 1.3 Cấu tạo và phân loại gầu tải 1.3.1 Cấu tạo gầu tải - Bộ phận kéo (có thể là băng hoặc xích) , trên đó có gắn các gầu, được uốn vòng qua tang hay đĩa xích ở trên và dưới máy Chân máy gồm có tang hay đĩa xích, cơ cấu căng băng, hộp nạp liệu Đầu máy gồm có tang dẫn động hay đĩa xích, động cơ và hộp giảm tốc, bộ phận tháo liệu - Gầu được chế... vận chuyển làm việc liên tục, chuyên chở vật liệu theo hướng đã định, có thể làm việc trong một thời gian không giới hạn, không dừng lại khi nạp và tháo liệu Các máy và thiết bị vận chuyển liên tục bao gồm các loại chính như: gàu tải, băng tải, xích tải, cào tải thuộc nhóm máy có bộ phận kéo và vít tải, vận chuyển bằng không khí và thủy lực thuộc nhóm máy không có bộ phận kéo 1.2 Gàu tải xích Gàu tải . ” Nghiên cứu nâng cao độ bền mòn và sức bền kéo của cơ cấu gầu tải xích vận tốc cao để vận chuyển hạt khô nhỏ, có tính mài mòn ” là rất cần thiết. 2. Mục đích, đối tượng và phương pháp nghiên. tài: Nghiên cứu nâng cao độ bền mòn và sức bền kéo của cơ cấu gầu tải xích vận tốc cao để vận chuyển hạt khô nhỏ, có tính mài mòn do thầy giáo PGS.TS. Vũ Quý Đạc hướng dẫn là công trình nghiên. NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ BỀN MÒN VÀ SỨC BỀN KÉO CỦA CƠ CẤU GẦU TẢI XÍCH VẬN TỐC CAO ĐỂ VẬN CHUYỂN HẠT KHÔ NHỎ CÓ TÍNH MÀI MÒN TRƯƠNG HOÀNG ANH