ĐỒ án CHI TIẾT máy THIẾT kế hệ THỐNG dẫn ĐỘNG BĂNG tải

SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu Mục lục Trang Lời nói đầu Phần 1: Chọn động phân phối tỉ số truyền I Chọn động điên II Phân phối tỉ số truyền III Lập bảng đặc tính Phần 2: Thiết kế truyền a Thiết kế Xích ống lăn b Thiết kế Bánh – Trục vít 13 I Thiết kế Bánh trụ thẳng 13 II Thiết kế Trục vít – bánh vít 19 Phần 3: Thiết kế trục 25 I Thông số kĩ thuât 25 II Chọn vật liệu 25 III Tính sơ đường kính trục 26 IV Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 26 V Biểu đồ mômen 28 VI Kiểm nghiêm 34 Phần 4: Tính toán chọn ổ lăn 45 I Tính tốn ổ lăn cho trục I 45 II Tính tốn ổ lăn cho trục II 46 III Tính tốn ổ lăn cho trục III 50 Phần 5: Thiết kế kết cấu dung sai lắp ghép 52 I Kết cấu vỏ hộp 52 II Kết cấu số chi tiết 53 III Bảng dung sai lắp ghép 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN THIẾT KẾ MÁY ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Sinh viên thực MSSV Lớp : Lê Cơng Đồn : 21104474 : CK11CTM3 ĐỀ TÀI Đề số 19: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Phương án số: 21 Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải SVTH: Lê Công Đoàn GVHD: Bùi Trọng Hiếu Hệ thống dẫn động băng tải gồm: Động điện pha không đồng Nối trục đàn hồi Hộp giảm tốc bánh trụ hai cấp khai triển Bộ truyền xích ống lăn Băng tải Số liệu thiết kế: Lực vòng băng tải : F = 24000 (N) Vận tốc băng tải : v = 0,35 (m/s) Đƣờng kính tang dẫn : D = 550 (mm) Thời gian phục vụ : L = (năm) Quay chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ (1 năm làm việc 220 ngày, ca làm việc giờ) Chế độ tải: T1 = T T2 = 0,6T t1 = 27s t2 = 20s Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu Lời nói đầu Mơn học Chi tiết máy môn sở giúp cho sinh viên khoa khí nói riêng sinh viên khoa khác nói chung có cách nhìn tổng quan nên công nghiệp phát triển nhƣ vũ bão Và sở để học nhƣng môn nhƣ dao cắt, công nghệ… Thiết kế đồ án chi tiết việc quan trọng, từ sinh viên có hội tổng kết lại kiến thức lý thuyết làm quen với việc thiết kế Trong nhà máy xí nghiệp sản xuất, cần vận chuyển vật liệu rời (khối hạt, bao gói) chủ yếu sử dụng máy vận chuyển gián đoạn, máy vận chuyển liên tục Khác với máy vận chuyển gián đoạn, thiết bị máy vận chuyển liên tục làm việc thời gian dài, chuyển vật liệu theo hƣớng định sẵn cách liên tục có suất cao đƣợc ứng dụng rộng rãi cần vận chuyển vật liệu rời Băng tải loại máy thƣờng đƣợc sử dụng vận chuyển loại vật liệu nhƣ : than đá, cát, sỏi, thóc… Băng tải thƣờng đƣợc cấu tạo ba phận chính: Động truyền lực mô men xoắn đến hộp giảm tốc tiếp đến băng tải Hộp giảm tốc thƣờng dùng cho băng tải hộp giảm tốc bánh trụ một, hai cấp, bánh vít – trục vít, bánh – trục vít Ƣu nhƣợc điểm băng tải: Băng tải cấu tạo đơn giản, bền, có khả vận chuyển vật liệu theo hƣớng nằm ngang, nằm nghiêng (hay kết hợp hai) với khoảng cách lớn, làm việc êm, suất tiêu hao không lớn Nhƣng băng tải cịn có số hạn chế nhƣ: tốc độ vận chuyển không cao, độ nghiêng băng tải nhỏ(< 240), không vận chuyển đƣợc theo hƣớng đƣờng cong Để làm quen với việc em đƣợc giao Thiết kế dẫn động băng tải(xích tải), với kiến thức học sau thời gian nghiên cứu với giúp đỡ tận tình thầy giáo, đóng góp trao đổi xây dựng bạn bè Em hoàn thành đƣợc đồ án đƣợc giao Song với hiểu biết hạn chế với kinh nghiệm thực tế chƣa nhiều nên đồ án em không tránh khỏi thiếu sót Em mong đƣợc bảo thầy cô môn Thiết kế máy để đồ án em đƣợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo mơn tận tình giúp đỡ em đặc biệt thầy giáo hƣớng dẫn Bùi Trọng Hiếu Hồ Chí Minh, Ngày tháng năm 2014 Sinh viên Lê Cơng Đồn Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu PHẦN 1: Chọn công suất động phân phối tỉ số truyền cho hệ thống I CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN: Chọn hiệu suất hệ thống:  Hiệu suất chung hệ thống:  Trong đó: = 0,93 : Hiệu suất truyền xích ống lăn (để hở) = 0,97 : Hiệu suất bánh trụ thẳng = 0,82 : Hiệu suất truyền trục vít bánh vít = : Hiệu suất nối trục đàn hồi = 0,99 : Hiệu suất ổ lăn  Ta đƣợc: = 0,93.0,97.0,82.1.0,993 = 0,71 Tính cơng suất đẳng trị (cơng suất tính tốn):  Cơng suất cực đại băng tải: = 8,4 (kW)  Công suất tính tốn: √( ) √( ) √( ) ( ) ( ) ( )  Công suất cần thiết trục động cơ: Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu Xác định số vòng quay sơ động cơ:  Số vịng quay trục cơng tác:  Tỉ số truyền :  Chọn sơ tỉ số truyền hộp giảm tốc bánh trục vít:  Chọn sơ tỉ số truyền truyền xích ống lăn:  Tỉ số truyền chung sơ bộ:  Số vòng quay sơ động cơ: Chọn động điện: Dựa vào Bảng thông số kỹ thuật động 4A việc tính tốn sơ Ta chọn động 4A160M8Y3 có thơng số: Kiểu động Đƣờng kính trục Cơng suất (kW) Vận tốc quay (vp/ph) cos 4A132M4Y3 42 11 1458 0,87 87,5 2,2 II PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN  Chọn tỉ số truyền hệ thống dẫn động:  Chọn tỉ số truyền hộp giảm tốc   Chọn tỉ số truyền cặp bánh cấp nhanh:  Tỉ số truyền trục vít – bánh vít: III LẬP BẢNG ĐẶC TÍNH: Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu Tính tốn cơng suất trục: Tính tốn số vịng quay trục: ⁄ ⁄ Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu Tính tốn momen xoắn trục: BẢNG ĐẶC TÍNH: Động Công suất P (kW) Trục Trục Trục Trục công tác 10,3 10,3 9,91 9,03 8,4 Tỉ số truyền u Số vòng quay n (vòng/phút) Moment xoắn T (Nmm) 20 1458 1458 486 24,4 12,2 67465,7 67465,7 194733,5 3548827,2 6575409,8 Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu PHẦN 2a: Tính tốn truyền hở Bộ truyền xích ống lăn I Thơng số kĩ thuật thiết kế truyền xích ống lăn:  Công suất truyền :  Tỉ số truyền :  Số vòng quay bánh dẫn :  Moment xoắn :  Quay chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ II Thiết kế truyền: Xích chọn xích ống lăn Chọn số đĩa xích dẫn: Chọn Chọn số đĩa bị dẫn: Chọn Tính lại tỉ số truyền: Hệ số điều kiện sử dụng xích   : : Hệ số tải trọng động (tải trọng va đập nhẹ) : Hệ số xét đến ảnh hƣởng khoảng cách trục (Chọn )  : Hệ số xét đến ảnh hƣởng cách trí truyền (bố trí nằm ngang)  : Hệ số xét đén ảnh hƣởng khả điều chỉnh lực căng xích (trục đĩa xích điều chỉnh đƣợc)  : Hệ số xét đến điều kiện bôi trơn (bôi trơn nhỏ giọt)  : Hệ số xét đến chế độ làm việc (làm việc hai ca) Cơng suất tính tốn: Chọn  ⁄ Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải ⁄ SVTH: Lê Cơng Đồn   GVHD: Bùi Trọng Hiếu ⁄ ⁄ (Chọn xích hai dãy) Theo bảng 5.4 (Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc) theo cột ta chọn bƣớc xích: Kiểm tra số vịng quay tới hạn: Tƣơng ứng với bƣớc xích nên ta thoả mãn , số vòng quay tới hạn Kiểm ta bước xích : Theo bảng 5.3 (Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc) ta chọn [ ] Ta có: √ √ [ ] nên điều kiện đƣợc thoả Do Tính tốn cơng thức:  Vận tốc trung bình  Lực vịng có ích:  Chọn khoảng cách trục sơ bộ:  Số mắt xích: ( ) ( ) Chọn mắt xích  Chiều dài xích:  Tính xác khoảng cách trục: Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải 10 SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu PHẦN 4: Tính tốn chọn ổ lăn I Tính tốn chọn ổ lăn cho trục I : Thông số kĩ thuật Lực hƣớng tâm gối: √ √ √ √ Vì nên ta tính toán để chọn ổ A Chọn ổ lăn Chọn ổ bi đỡ khơng có lực dọc trục Chọn hệ số làm việc: : hệ số kể đến ảnh hƣởng nhiệt độ, nhiệt độ làm việc ổ ta chọn đƣợc = (nhiệt độ t 100oC ) : Hệ số xét đến ảnh hƣởng đặc tính tải trọng đến tuổi thọ ổ, chọn theo bảng 11.2 Ta chọn Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải 44 SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu V = : vòng quay Chọn X,Y: Bởi khơng có lục dọc trục hệ số X = Y = Tải trọng động quy ước: Tuổi thọ ổ lăn: Khả tải động tính tốn: m=3 = √ = 23,68 √ =  Chọn xác ổ lăn: Với , đƣờng kính ngõng trục d = 40 mm Ta chọn ổ cỡ nhẹ 208, với thông số: - Đƣờng kính : d = 40 mm Đƣờng kính ngồi : D = 80 mm Chiều rộng ổ : B = 18 mm Đƣờng kính bi 12,7 mm Khả tải động : C = 25,6 KN Khả tải tĩnh : C0 = 18,1 KN Tuổi thọ ổ xác định theo công thức: ( ) ( ) Tuổi thọ tính giờ: II Tính tốn chọn ổ lăn cho trục II : Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải 45 SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu Thông số kĩ thuật √ √ √ √ Chọn ổ lăn Dựa vào d=40(mm), trục để lắp bánh vít ,chịu lực dọc trục lớn nên ổ trục II ta lắp ổ tuỳ động (ổ bi đỡ dãy) Còn gối đỡ số ta lắp ổ đĩa côn đối để hạn chế trục di chuyển dọc trục hai phía Sơ đồ tính ổ nhƣ dƣới hình vẽ sau Fr0 Fr1 Fs1 Fat Fr1 Fs1 Chọn kích thước cấp xác ổ: -Chọn ổ lăn cho gối Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải 46 SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu Ta chọn tuỳ động bi đỡ dãy, dựa vào bảng P2.87/251 chọn loại ổ cỡ nhẹ 208 d=40(mm) D=80(mm) B=18(mm) C=25,6(KN) Co=18,1(KN) -Chọn ổ lăn cho gối Ta chọn ổ đũa côn kép dãy.Dựa vào bảng thông số kỹ thuật hãng KOYO ta chọn loại ổ đũa côn 535 d=40(mm) T=36,521(mm ) D=107,95(mm) C=138(KN) B=36,957(mm) =14,330 Co=172(KN) Kiểm nghiệm ổ lăn theo điều kiện tải động:  Kiểm nghiệm gối 1: a Chọn hệ số làm việc: : hệ số kể đến ảnh hƣởng nhiệt độ, nhiệt độ làm việc ổ ta chọn đƣợc = (nhiệt độ t 100oC ) : Hệ số xét đến ảnh hƣởng đặc tính tải trọng đến tuổi thọ ổ, chọn theo bảng 11.2 Ta chọn Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải 47 SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu V = : vòng quay b Chọn X,Y: Bởi ổ đỡ khơng chịu lục dọc trục hệ số X = Y = c Tải trọng động quy ước: d Tuổi thọ ổ lăn: e Khả tải động tính tốn: m=3 = √ = 18,53 √ = f Tuổi thọ ổ xác định theo cơng thức: ( ) ( ) Tuổi thọ tính giờ:  Kiểm nghiệm gối 2: Nhƣng ổ chịu lực hƣớng tâm Tải trọng dọc trục Trong mà e = 1,5 tgα = 1,5.tg23,9o = 0,66 Và  đƣợc Chọn hệ số: : hệ số kể đến ảnh hƣởng nhiệt độ, nhiệt độ làm việc ổ ta chọn = (nhiệt độ t 100oC ) Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải 48 SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu : Hệ số xét đến ảnh hƣởng đặc tính tải trọng đến tuổi thọ ổ, chọn theo bảng 11.2 Ta chọn V = : vòng quay Ta có Ta chọn ổ đũa Tra bảng 11.4/214 →X hệ số tải trọng hƣớng tâm X = 0,4 →Y hệ số tải trọng dọc trục Y = 0,4cotgα = 0,9 Vậy tải trọng động tính tốn: = √ = √ = 122 Chọn loại ổ nhƣ đảm bảo điều kiện khả tải động.Đồng thời thoả mãn điều kiện khả tải tĩnh Tuổi thọ ổ xác định theo cơng thức: ( ) ( ) Tuổi thọ tính giờ: Kết luận lại :Chọn ổ lăn nhƣ hợp lý III Tính tốn chọn ổ lăn cho trục III: Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải 49 SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu Thơng số kĩ thuật √ √ √ √ Chọn ổ lăn Chọn ổ đũa có góc: α = 14o Chọn hệ số làm việc: : hệ số kể đến ảnh hƣởng nhiệt độ, nhiệt độ làm việc ổ ta chọn đƣợc = (nhiệt độ t 100oC ) : Hệ số xét đến ảnh hƣởng đặc tính tải trọng đến tuổi thọ ổ, chọn theo bảng 11.2 Ta chọn V = : vòng quay Chọn X,Y: Hệ số tải trọng dọc trục: e = 1,5 tgα = 1,5.tg14o = 0,37 Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải 50 SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu Thành phần lực dọc trục sinh lực hƣớng tâm gây nên: Vì S2 > S1 Fa > ta có tải trọng dọc trục tính tốn : Ổ bên trái : Fa1 = S1 = N Ổ bên phải : Fa2 = S2 + Fa = + 3269,4 = 12191,9 N Ta chọn ổ bên phải tải trọng tác dụng lớn Tỉ số: Do tra bảng ta có: X = 0,4 Y = 0,4cotgα = 1,6 Tải trọng động quy ước: Tuổi thọ ổ lăn: Khả tải động tính tốn: m = 10/3 = √ = 103,8 √ =  Chọn xác ổ lăn: Với , đƣờng kính ngõng trục d = 95 mm Ta chọn ổ đũa côn cỡ nhẹ 2007119, với thơng số: - Đƣờng kính : d = 95 mm Đƣờng kính ngồi : D = 145 mm Chiều rộng ổ : B = 30 mm Khả tải động : C = 114 KN Khả tải tĩnh : C0 = 115 KN Tuổi thọ ổ xác định theo công thức: ( ) ( ) Tuổi thọ tính giờ: Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải 51 SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu PHẦN 5: Thiết kế kết cấu I Kết cấu vỏ hộp: Chọn vật liệu Hộp giảm tốc để đảm bảo vị tri tƣơng đối giữ chi tiết phận máy,tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền đến,đựng dầu bôi trơn,bảo vệ chi tiết máy tránh bụi bặm Chỉ tiêu hộp giảm tốc độ cứng cao khối lƣợng nhỏ Ta chọn vật liệu làm hộp giảm tốc gang xám GX15-32 Chọn bề mặt ghép nắp thân Vì hộp giảm tốc trục vít nên ta chọn bề mặt nắp thân bề mặt qua trục bánh vít để nắp bánh vít chi tiết khác dễ dàng Đƣờng kính ngồi ổ lăn(ổ số 0)có D=107,95 mm,mà đƣờng kính đỉnh trục vít da1= 150 mm.Do ta phải dùng miếng đệm có độ dày ọ Sao cho: D'=D+2.  da1 Vậy ta chọn Xác định kích thước vỏ hộp Khoảng cách tâm :Để đảm bảo đồng độ dày thành hộp lấy a=aMAX=200 mm Chiều dày thân hộp ọ =9 mm Chiều dày nắp hộp ọ1=8 mm Đƣờng kính bu lơng d1=20 mm Gân tăng cứng có +chiều dày e=8mm +Chiều cao h=60 mm +Độ dốc ỏ=20 Bu lông cạnh ổ d2=16 mm Bu lông ghép nắp bích thân d3=12 mm Vít ghép nắp ổ d4=10 mm Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải 52 SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu Vít ghép nắp cửa thăm d5=8 mm Mặt bích ghép với thân +chiều dày S3=20 mm +Chiều dày bích nắp hộp S4=18 mm +Bề rộng bích nắp thân K3=42mm Kích thƣớc gối trục, +Đƣờng kính ngồi tâm lỗ vít (Tra bảng 18-2/88) ta có đƣợc D2=135 mm,D3=165 mm +Chiều cao h=12 mm +Tâm lỗ bu lông cạnh ổ E2=24 mm +R2=19,5 mm +Khoảng cách từ mép bu lông đến mép lỗ K=18mm +Bề rộng mặt gép bu lông cạnh ổ K2=48 mm Mặt đế hộp +Chiều rộng có phần lồi S1=30 mm, S2=22 mm +Bề rộng mặt đế hộp K1=60 mm,q=62 mm Khe hở chi tiết +Giữa bánh thành hộp ∆=9 mm +Giữa đỉnh lớn đáy hộp ∆1=20mm +Giƣa mặt bên bánh với ∆=10 mm Số lƣợng bu lông ta chọn bu lông II Kết cấu số chi tiết Nút thông A B C D E G H I K L M48x3 35 45 25 70 62 52 10 15 M N O P Q R S 13 52 10 56 36 62 55 Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải 53 SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu Nút tháo dầu d b m f L c q D S Do M22x2 15 10 29 2,5 19,8 32 22 25,4 Chốt định vị Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải 54 SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu Thăm dầu Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải 55 SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu III Bảng dung sai lắp ghép: Trục 1: Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải 56 SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu Chi tiết Kiểu lắp Sai lệch giới hạn es  0, 015 ei  0, 002  40k Ổ lăn trục  45 Bánh với trục H7 k6 Smax  0, 018 Smin  0, 028 Ổ lăn với vỏ hộp Trục 2: Chi tiết Kiểu lắp Sai lệch giới hạn  40k Smax  0, 015 Smin  0, 019 es  0, 018 ei  0, 002 Bánh trục Ổ lăn trục Ổ lăn thành hộp Ổ lăn cốc lót Smax  0, 025 Smin  0, 032 Cốc lót thành hộp Trục 3: Chi tiết Kiểu lắp Sai lệch giới hạn Ổ lăn trục Bánh vít trục Ổ lăn thành hộp es  0, 021 ei  0, 002 Smax  0, 021 Smin  0, 028 ES  0.04 EI  TÀI LIỆU THAM KHẢO Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải 57 SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu [1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển- TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ, tập [2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển- TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ, tập [3] Nguyễn Hữu Lộc- CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY [4] Nguyễn Hữu Lộc- BÀI TẬP CHI TIẾT MÁY [5] Trần Hữu Quế – VẼ KỸ THUẬT CƠ KHÍ - tập 1, tập [6] Ninh Đức Tốn – DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải 58 ... 19: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Phương án số: 21 Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu Hệ thống dẫn động băng tải gồm: Động điện pha không đồng Nối... kính đĩa xích:  Bánh xích dẫn: Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải 11 SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu  Bánh bị dẫn: Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải 12 SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng... Ngày tháng năm 2014 Sinh viên Lê Cơng Đồn Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải SVTH: Lê Cơng Đồn GVHD: Bùi Trọng Hiếu PHẦN 1: Chọn công suất động phân phối tỉ số truyền cho hệ thống I CHỌN ĐỘNG