Máy nghiền trục nghiền đá

Trờng đại học Xây Dựng Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Bộ môn Máy Xây Dựng Độc lập tự do hạnh phúc Nhiệm vụ thiết kế đồ án môn học máy sản xuất vật liệu xây dựng Họ tên sinh viên Lớp

Trờng đại học Xây Dựng Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam

Bộ môn Máy Xây Dựng Độc lập tự do hạnh phúc

Nhiệm vụ thiết kế đồ án môn học máy sản xuất vật liệu xây dựng

Họ tên sinh viên

Lớp

Mã số

Chuyên ngành Máy Xây Dựng

I.Đầu đề thiết kế

Máy nghiền trục nghiền đá

II.Các số liệu ban đầu

Năng suất

Đá nghiền

Sản phẩm

III.Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

1.Mô tả thiết kế, các bộ phận chính,nguyên lý làm việc của máy

2.Tính toán các thông số làm việc cơ bản của máy

-Thông số hình học, năng suất,công suất động cơ ,số vòng quay của trục nghiền

3.Tính lực tác dụng và tính bền các chi tiết

-Trục nghiền thứ nhất

4.Những đặc điểm khi vận hành và sử dụng máy

Mở đầu

Vật liệu xây dựng là thành phần không thể thiếu đợc trong các công trình xây dựng Trớc đây , phần lớn các loại vật liệu xây dựng đợc sx theo phơng pháp thủ công Nhng ngày nay,với các công trình có khối lợng lớn và phức tạp,với dòi hỏi ngày càng cao về chất lợng,số lợng , kỹ thuật và mỹ thuật thì không thể thiếu đợc máy móc

Đồ môn học án máy sản xuất vật liệu xây dựng là một đồ án chuyên ngành của sinh viên Máy xây dựng Trên cơ sở nắm vững và vận dụng những kiến thức đã học trong môn học Máy sản xuất vật liệu xây dựng và các kiến thức về cơ khí của các môn học khác nhằm phục vụ cho công tác học tập, nghiên cứu tìm, hiểu sâu về máy và thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng

Thuyết minh đồ án môn học máy sản xuất vật liệu xây dựng bao gồm các phần sau :

Em xin chân thành cảm ơn đã tận tình hớng dẫn em thực hiện đồ án này.

Chơng I Tính toán chung

I.Giới thiệu chung

1.Công dụng , nguyên lý làm việc

Máy nghiền trục dùng để nghiền vừa và nghiền nhỏ các vật liệu có độ nghiền trung bình

Bộ phận công tác của máy nghiền trục là trục nghiền hình trụ đặt nằm ngang và quay tròn.Các trục này quay ngợc chiều nhau Hạt vật liệu đợc nạp vào giữa các trục nghiền và bị ép vỡ bởi các trục đó

2.Máy nghiền hai trục

II.Các thông số cơ bản máy nghiền hai trục

1.Kích thớc trục nghiền

♦ Đờng kính trục nghiền

Xét hạt vật liệu nghiền có đờng kính d và khối lợng m Hạt nghiền chịu lực

nghiền P và lực ma sát f.P

Bỏ qua trọng lợng , điều kiện để hạt nghiền bị tý xiết bởi các trục là

2 tg f 2 sin P 2 2 cos Pf

Do f = tgϕ ⇒α ≤2ϕ

Từ hình vẽ ta có:

2 cos 1

d

e 2 2

cos D

D e 2 D

e 2 D e R

e R 2

cos

d

t t

t

α

α α

−

−

=

⇒

−

+

=

−

+

=

Nghiền đá f=0,45 ⇒ (10 12)

D

D

d

Dt : Đờng kính trục nghiền

Dd : Đờng kính vật nghiền

2e : KHoảng cách hai trục

Chọn D t =620(mm)

♦ Chiều dài trục nghiền

( )mm

385 25

, 0 2

620 02 , 0 5 , 12 3600

25 k

2

D e 2 3600

Q L

k 2

D e 2 L 3600 Q

t

t

=

=

=

⇒

=

ω ω

Q : Năng suất máy nghiền Q=25(T/m3)

L : Chiều dài trục nghiền

ω : vận tốc góc trục nghiền ω =2πn=2π2=12,5( )rad

k : hệ số kể đến độ rỗng k =0,25

Chọn L=400 (mm)

2.Số vòng quay của trục nghiền

Để vật liệu nghiền không bị tách khỏi trục nghiền số vòng quay lớn nhất của trục nghiền đợc xác định theo công thức sau

(v/s)

2 , 7 1800 08 , 0 62 , 0

45 , 0 5

, 102 D

D

f 5 , 102 n

d t

γ

γ Khối lợng riêng vật liệu nghiền

Chọn số vòng quay trục nghiền

(0,4 0,7)n 2(v/s)

3.Lực nghiền

Lực nghiền đợc xác định nh sau

k F

P=σn

σn Độ bền vật liệu

F Diện tích vùng vật liệu ép

( )2

10 18 4 , 0 62 , 0 29 , 0 25 , 0 L D 25 , 0

k hệ số kể đến sự nạp liệu không đều k=0,2

( )N 10 540 10

18 2 , 0 10 150

4.Công suất máy

Công suất máy nghiền đợc tính nh sau

Fcosα

Psinα

P

F

η 2

N

N1 Công suất nghiền

N2 Công suất tổn hao do masat

η Hiệu suất truyền động η=η1.η2.η3=0,95.0,94.0,94=0,85

η1 hiệu suất bộ truyền đai η1=0,95

η2 hiệu suất bộ truyền bánh răng η2=0,94

η3 hiệu suất bộ truyền bánh răng đồng tốc η3=0,94

♦ Công suất nghiền

Công suất nghiền đợc tính theo định luật nghiền thể tích, trong đó công nghiền bằng:

E 2

V

A = σn2

A Công nghiền

V Thể tích nghiền

σn Giới hạn bền vật liệu

E Mô đun đàn hồi vật liệu

Để nghiền vật liệu từ Dđmax đến Dđmin cần z lần nghiền

Độ nghiền theo thể tích

r lg

i lg 3 z r D

D

3 min d

3 max d

i Độ nghiền

20

80 D

D i

min d

max

=

r Độ nghiền một lần nghiền r=2

z Số lần nghiền

Thể tích vật liệu nghiền

t

Q

V = v

Công nghiền z lần nghiền

r lg

i lg 3 Et 2

V

A = σ2n

Công suất nghiền z lần

( )kW 5 , 11 2 lg

4 lg 3 3600 10 65 , 5 2

25 10 150 r

lg

i lg 3 Et 2

Q

12 2 v

2 n

♦ Công suất tổn hao do ma sát

( )kN 15 , 5 5 , 11 45 , 0 N f

♦ Công suất máy

( )kW 8 , 19 84

, 0

15 , 5 5 , 11

♦ Chọn động cơ AO2-72-6

n®m=970(v/p)

8 , 1 M

M

d max =

2 , 1 M

M

d

III.TÝnh chän bé truyÒn

TØ sè truyÒn chung

2 , 8 120

970 n

n i

lv

=

br

di

i

i=

id TØ sè truyÒn bé truyÒn ®ai

ibr TØ sè truyÒn bé truyÒn b¸nh r¨ng

Chän tØ sè truyÒn i ® =1,7

i br =4,78

1.TÝnh chän bé truyÒn ®ai

i®=1,7 N=19,8(kW) Chän lo¹i ®ai Γ

§êng kÝnh b¸nh ®ai nhá

D1=380(mm)

§êng kÝnh b¸nh ®ai lín

D2=646(mm)

VËn tèc ®ai

(m/s)

6 , 19 1000

60

970 380 1000 60

n D

Kho¶ng c¸ch hai trôc

A=1,5D1=1,5.380=570(mm)

ChiÒu dµi ®ai

( ) (D 4AD ) D

D 2 A 2 L

2 2 1 2 1

+ + +

π +

=

( )mm 3733 570

4

1100 1100

2 570 2 L

2

= +

π +

= Chän L=3750(mm)

Gãc «m ®ai

1

A

1 i D

= α

Sè ®ai cÇn thiÕt

[ ] C C C F

v

N 1000 Z

v t 0

σ

≥

7 , 4 476 04 , 1 98 , 0 5 , 0 92 , 1 6 , 19

8 , 19 1000

[σp]o ứng suất có ích của đai thang [σp]o=1,92(N/mm2

Ct Hệ số chế độ tải trọng Ct=0,5(làm việc hai ca)

Cα Hệ số xét đến ảnh hởng góc ôm Cα=0,98

Cv Hệ số xét đến ảnh hởng vận tốc Cv=1,04

F Tiết diện đai F=476(mm2)

Chọn Z=5

Chiều rộng bánh đai

(Z 1)t 2s (5 1)37,5 2.24 198( )mm

Chọn B=220

2.Tính bộ truyền bánh răng :

Tính bộ truyền bánh răng theo sức bền uốn

[ ]

14 , 1 729

8 , 19 25 , 1 800 15 16 338 , 0

10 91 , 1 m

n

N k yZ

10 91 , 1 m

3

6

3

2 u m 6

=

≥

σ ψ

≥

y Hệ số dạng răng y=0,338

Z Số răng bánh nhỏ Z=16

ψ Hệ số chiều rộng bánh răng

15 m

b

ψ [σ]u ứng suất bền uốn [σ]u =800(N/mm2)

n2 Số vòng quay trục dẫn động n2=729(v/ph)

k Hệ số tải trọng k=1,25

N2 Công suất truyền động

( )kW 8 , 18 95 , 0 8 , 19

N

Chọn m=1,25

Đờng kính bánh nhỏ

D1=Z1.m=16.1,25=200(mm)

Đờng kính bánh lớn

D2=D1.ibr=200.4,78=960(mm)

Chiều rộng bánh răng

B= 0,6.200= 120(mm)

Khoảng cách trục

A=(D1+D2)/2=578(mm)

3.Tính bộ truyền bánh răng đặc biệt

Do khoảng cách trục nghiền có thể thay đổi đợc nên truyền động giữa hai trục nghiền sử dụng bộ truyền bánh răng đặc biệt có cấu tạo nh hình vẽ

Chơng iI Tính trục nghiền thứ nhất

I.Tính sơ bộ trục

1.Lực tác dụng lên trục

♦ Lực từ bộ truyền bánh răng

N=18,8(kW)

n=120(v/p)

D

M

2

1 =

( )Nm 1500 120

8 , 18 9550 M

n

N 9550 M

x

x

=

=

=

( )N 3100 96

,

0

1550

2

( )20 1000( )N tg

3100 tg

F

1

1

♦ Lực từ bộ truyền bánh răng đặc biệt

( )N 4600 646

, 0

1500 2 D

M

2

( )20 1500( )N tg

4600

1

♦ Trọng lợng các bộ phận làm việc

Trọng lợng trục nghiền

( )N 5600 10

7800 12 , 0 6 , 0 g V 6 , 0

( )3

2 2

m 12 , 0 4 , 0 4

62 , 0 L 4

D

γ=7800(kg/m3)

Trọng lợng bánh răng

( )N 4000 10

7800 087 , 0 6 , 0

( )3

2 2

m 087 , 0 12 , 0 4

96 , 0 L 4

D

Trọng lợng bánh răng đặc biệt

( )N 1200 10

7800 026 , 0 6 , 0

( )3

2 2

m 026 , 0 08 , 0 4

646 , 0 L 4

D

♦ Lực nghiền Px=535 000(N) P’ y=75 000(N)’

2.Xác định kích thớc trục

Chọn sơ đồ tính nh hình vẽ

F1

F

Fr1

ω1

F2

Fr2

ω1

( )

( ) ( )

( )N 500 ' 270 X

N 000 ' 267 X

0 620 240 267500 210

1500 1070

1000 860

X M

N 537500 X

X

0 535000 1500

1000 X

X X

B A

A

B Y

B A

B A

=

⇒

=

⇒

= +

− +

+

=

= +

⇒

=

−

−

− +

=

∑

∑

X

Z

Y

F1

Fr1

G

P/2 Pcosα/2

Psinα/2

P/2 Pcosα/2

Psinα/2

G

G F2

Fr2

G

(G+P)/2 (G+P)/2

MX

MY

MZ

( )

( ) ( )

( )N 500 ' 45 Y

N 000 ' 48 Y

0 620 240 40300 210

5800 1070

7100 860

Y M

N 93500 Y

Y

0 ) 75000 5600

5800 7100

( Y Y Y

B

A

A

B X

B A

B A

=

⇒

=

⇒

= +

− +

−

=

= +

⇒

= +

+ +

− +

=

∑

∑

( ) ( ) ( ) (Nmm)

8310000 M

Nmm 8325000 M

Nmm 1218000 M

Nmm 1491000 M

D X

C X

B X

A X

−

=

−

=

=

=

( ) ( ) ( ) (Nmm)

10 64 M

Nmm 10

63 M

Nmm 315000 M

Nmm 210000 M

6 D

Y

6 C

Y

B Y

A Y

−

=

−

=

=

=

(Nmm)

1500000

MZ =

Momem tơng đơng tại các tiết diện

( ) ( )2

Z

2 Y

2 X

( ) ( ) ( ) (Nmm)

10 5 , 64 M

Nmm 10

5 , 63 M

Nmm 10

8 , 1 M

Nmm 10

2 M

6 C

td

6 C

td

6 B

td

6 A

td

=

=

=

=

Đòng kính trục tại các tiết diện

[ ]

1 , 0

M d

σ

≥ Chọn d A =d B =120(mm)

d C =d D =130(mm)

d E =d F =100(mm)

3 Kiểm tra trục

Vị trí nguy hiểm nhất tại D

a.Kiểm tra độ bền mỏi

[ ]σ

≤ +

=

τ σ

τ σ 2

n

n n n

nσ Hệ số an toàn chỉ tính ứng suất pháp

m a

1

K

n

σ ψ + σ

σ

=

σ σ

− σ

nτ Hệ số an toàn chỉ tính ứng suất pháp

m a

1

K

n

τ ψ + τ

τ

=

τ τ

− τ

σ-1 giới hạn mỏi uốn σ-1=370,6(N/mm2)

τ-1 Giới hạn mỏi xoắn τ-1=215 (N/mm2)

σa Trị số trung bình us p

( )130 99(N/mm )

1 , 0

10 5 , 64 W

3

6

σ

σm =0

τa Trị số trung bình us tiếp

τm = 0,2.( )130 3,4(N/mm )

1500000 W

2 3

o

τ

ψ Hệ số ảnh hởng đến độ bền mỏi

ψσ=0,05

ψτ=0

Kσ=3,25

Kτ=2,25

nσ=1,5

nτ=142

5 , 1 142 5

, 1

142 5 , 1 n

2

+

= Vậy trục đảm bảo độ bền mỏi

b.Kiểm tra độ bền tĩnh

[ ]σ

≤ τ + σ

=

( ) 99(N/mm ) d

1 , 0

3

= σ

( ) 3,4(N/mm ) d

2 , 0

2 3

Τ

= τ

( 2) [ ] ( 2)

2 2

σ

4 Chọn ổ

Chọn ổ đũa côn 7524

B=58(mm)

C=351(kN)

Co=378(kN)

Mỗi gối gồm hai ổ đũa côn lắp đối xứng nhau

Tải trọng đợc phân đều lên hai ổ

Kiểm tra khả năng tải của ổ(kiểm tra tại B)

Phản lực tác dụng lên 1 ổ

( ) 135.10 ( )N

4

45500 )

270000 (

2

Y 2

X

2 2

2 B

2







 +









=

♦ Kiểm tra khả năng tải động

Tải trọng động quy ớc

( )N 10 200 5

, 1 1 10 135 k

k F

d

=

kt Hệ số kể đến nhiệt độ kt=1

kđ Hệ số kể đến nhiệt đặc tính tải trọng kđ=1,5

( )N 260( )kN [ ]C 10

260 4

, 2 10

200 L

Q

4 , 2 10

120 10 20 10

n 60 L

3 6

= Khả năng tải động đảm bảo

♦ Kiểm tra khả năng tải tĩnh

Khả năng tải động đảm bảo