Thiết kế Máy vận chuyển liên tục

Máy vận chuyển liên tục được dùng ở các khu mỏ, bến cảng, trong các nhà máy, xí nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, bến bãi để vận chuyển hàng rời, hàng cục thuần nhất liên tục với những cự ly không lớn lắm , hoặc trong giới hạn của một vài công trường sản xuất có liên quan với nhau với cự ly khoảng 10 km

PHẦN I

GIỚI THIỆU CHUNG SƠ LƯỢC VỀ BĂNG GẦU

1 Giới thiệu chung về máy vận chuyển liên tục:

Máy vận chuyển liên tục được dùng ở các khu mỏ, bến cảng, trong các nhàmáy, xí nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, bến bãi để vận chuyển hàng rời, hàng cụcthuần nhất liên tục với những cự ly không lớn lắm , hoặc trong giới hạn của một vàicông trường sản xuất có liên quan với nhau với cự ly khoảng 10 km

2 Giới thiệu băng gầu:

Băng gầu la loại máy vận chuyển liên tục có bộ phận kéo dùng để vận chuyểnvật liệu ở thể tơi vụn như cát, đá, sỏi… phương vận chuyển theo phương nghiênghoặc phương nghiêng

Băng gầu được sử dụng trong các xí nghiệp hóa chất, vật liệu xây dựng,xínghiệp chế tạo máy, xí nghiệp thực phẩm, các công ty khai thác……

* Ưu điểm:

+ Diện tích chiếm chỗ nhỏ

+ Sử dụng và vận hành đơn giản, chắc chắn

* N hược điểm:

+ Vốn đầu tư cao, năng suất băng gầu hạn chế

+ Băng gầu gồm các bộ phận chính sau: tang dẫn hoặc đĩa xích được lắp phíatrên.tang bị dẫn hay đĩa xích bị dẫn thường lắp ở phía dưới Bộ phận kéo có thể làdây băng hay dây xích trên đó có gắn các gầu

+ Trục của tang được nối với trục ra của hộp giảm tốc và dẫn động cho tanghoặc đĩa xích Chất tải cho gầu ở phần dưới của máy có thể rót trực tiếp vào gầu hayrót vào đáy sau đó gầu chuyển động qua đó và xúc vật liệu nhờ bộ phận kéo nânggầu lên

Tùy theo vận tốc của gầu ứng với từng loại vật liệu ta có cách dỡ tãi khác nhau

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

1: động cơ điện; 2: phanh; 3: hộp giảm tốc; 4: khớp nối; 5: ổ đỡ; 6: xích kéo

7: gầu xúc vật liệu; 8: cửa ra tải; 9: cửa vào tải; 10: thiết bị căng xích

PHẦN II

TÍNH TỐN THIẾT KẾ BĂNG GẦU

1 Các thông số cơ bản.

Năng suất của băng :Q = 70 (T/h)

Chiều cao vận chuyển: H = 40 (m)

Khối lượng riêng của hàng:  1 , 25  1 , 6 (T/m3) [bảng 4.1]

Lấy   1 , 5 (T/m3)

2 Xác định loại băng, loại gầu.

a) Xác định loại băng gầu, loại gầu

Theo bảng [8.2] và bảng [8.5] quy định đối với trường hợp đã cho:

- Sử dụng băng gầu dùng dây xích cao tốc

- Lắp gầu đáy tròn sâu, dỡ tải ly tâm

- Ký hiệu : + Loại băng gầu : Ц 

* 8 , 0

* 5 , 1

* 6 , 3

70

*

* V

* 6 , 3

=0,8 : hệ số đầy gầu trung bình

=1,5 (T/m3) : khối lượng riêng của hàng

-Tra bảng [8.7] lấy ig = 19 (l/m)

i0 = 12 ( l)

tg = 630 (mm) : bước gầu-Tra bảng [8.4] ta có: + Bg = 650 (mm): chiều rộng gầu

+ Số lượng xích : 2 xích

- Tra bảng [8.1] ta tìm được các thông số còn lại của gầu như sau:

Số răng đĩa xích truyền động là 6

Số răng đĩa xích căng băng là 6

Từ bước xích tx = 603 (mm) ta tra bảng [.12] chọn xích kiểu BK loại 1 có:

N = 0,003*70*40*(1+ ) 24 , 5

40

3 70

1 , 1

* 5 , 1

* 6 , 45



Trong đó :

Q = 70 (T/h) : năng suất của gầu

H = 40 (m) : chiều cao vận chuyển

N = 24,5 (kW) : công suất cần thiết trên trục truyền động để xích làm việc

V =1,5 (m/s) : vận tốc của băng gầu

f ) Chọn sơ bộ xích kéo của băng 2 xích được tính theo lực đứt.

Sd = (1,517,5)* P = 16*1666 = 26656 (KG) [CT 8.20]

Pd = 0,6.S = 0,6*26656 = 15993,6 (KG) [CT 8.21]

Tra bảng [III.12] chọn sơ bộ xích BK loại 1 có Pđ = 30000 (KG)

4 Xác định lực căng của bộ phận kéo bằng phương pháp đi vòng chu vi.

a) Lực căng tại điểm 1

Đối với băng gầu dùng xích, ta có:

Smin 5q>50 (KG ) [CT 5.31]

q = 22,2 (KG/m) : khối lượng hàng trên một đơn vị chiều dài

Ta chọn :S1 = Smin = 120 (KG) (vì S mi n  5q = 5*22,2 = 111KG)

b) Lực căng tại điểm 2

S2=Kq*S1+Wm [CT 8.23]

Trong đó: + Wm = 66,6 (KG) : lực cản múc hàng + kq =1,031,05, chọn kq=1,04 : hệ số lực căng củalực kéo bộ phận kéo do lực cản tại chi tiết quay

+ S1 =120 (KG) : lực căng tại điểm 1  S2 = 1,04*120 + 66,6 = 191,4 (KG)

c) Lực căng tại điểm 3

S3 = Sv = S2 + (qb+q)*H [CT 8.24]

Trong đó :

+ S2 = 191,4 (KG) :lực căng tại điểm 2 + q = 22,2 (KG) :tải trọng trên một đơn vị chiều dài củakhối lượng hàng

+ H = 40 (m) : chiều cao vận chuyển + qb=qx+qg=45,6 (KG/m) :tải trọng trên một đơn vịchiều dài do khối lượng phần hành trình của băng gầu

 S3 = 191,4+(45,6+22,2)*40 = 2903,4 (KG)

d) Lực tại điểm 4

40 5 , 1 60 )

* (

2

2

b x

g t z

H V

Trong đó : V =1,5 (m/s) : tốc độ băng

H = 40 (m) : chiều cao băng gầu

Z = 6 : số răng đĩa xích truyền động

Vậy chọn xích kiểu BK, loại 1

N0= 15 , 8

102

5 , 1

* 5 , 1075 102

(kW) [CT 7.10]

+Công suất động cơ để truyền động:

) ( 6 , 20 96

, 0

8 , 15

* 25 , 1 0

kW N

k

 Trong đó : k = 1,25 : hệ số dự trữ

= 0,96 : hiệu suất [bảng 5.1]

Từ đây tra bảng [III19.2] chọn động cơ điện :A02 -72 –6

+ Công suất động cơ : 22 (kW)

* 6

5 , 1

* 60

*

* 60

t z

Tỷ số truyền : i = 41,34

Công suất cho phép của trục : 27,5 (kW)

* Từ tỷ số truyền tìm được chính xác tốc độ dây xích là

t

dc x t

i

n t Z V

* 60

*

*



34 , 41 60

970

* 603 , 0

* 6





(thoả mãn)

7 tính chính xác độ bền dây xích trong thời gian khởi động.

Theo bảng III.12 thì xích kiểu BKΠ loại 1 mới thoả điều kiện tính như trên :

Khối lượng một mét xích là qx= 18,6 (KG/m)Tải trọng phá huỷ là : 30000 (KG)

Khoảng cách giữa các mắt xích là : Bt = 62 (mm) Chiều rộng tấm xích là : B = 60 (mm)

a) Tính chính xác độ bền xích trong bộ phận kéo:

* Tải trọng trên một đơn vị chiều dài của khối lượng hàng:

q = 3.6Q*V = 3,6116*1,41 = 22,8 (KG/m) [CT 5.12]

Lực cản múc hàng là:

Wm = q * km = 22,8 * 3 = 68,4 (KG)

km= 3 : hệ số múc 1kg hàng [bảng 8.10]

q = 22,8 (KG/m) : tải trọng của khối lượng hàng trên một đơn vị chiều dài

* Lực căng tại điểm 1:

Đối với băng gầu dùng xích, ta có:

Smin 5q>50 (KG ) [CT 5.31]

q = 22,8 (KG/m) : khối lượng hàng trên một đơn vị chiều dài

Ta chọn :S1 = Smin = 120 (KG) ( vì S min  5q = 5*22,8 = 114KG)

* Lực căng tại điểm 2:

S2=Kq*S1+Wm [CT 8.23]

Trong đó: + Wm = 68,4 (KG) : lực cản múc hàng+ kq =1,031,05, chọn kq =1,04 : hệ số lực căng của lực kéo bộ phận kéo

do lực cản tại chi tiết quay

+ S1 =120 (KG) : lực căng tại điểm 1

 S2 = 1,04*120 + 68,4 = 193,2 (KG)

* Lực căng tại điểm 3:

S3 = Sv = S2 + (qb+q)*H [CT 8.24]

Trong đó :

+ S2 = 193,2 (KG) :lực căng tại điểm 2

+ q = 22,8 (KG) :tải trọng trên một đơn vị chiều dài của khối lượng hàng + H = 40 (m) : chiều cao vận chuyển

+ qb=qx+qg=45,6 (KG/m) :tải trọng trên một đơn vị chiều dài do khối

lượng phần hành trình của băng gầu  S3 = 193,2+(45,6+22,8)*40 = 2929,2 (KG)

* Lực tại điểm 4:

S4 = SR = S1 + qb*H = 120 + 45,6*40 = 1944 (KG) [CT 8.26]

* Lực căng lớn nhất trong bộ phận kéo : Smax = S3 = 2929,2 (KG)

Khi đó tải trọng động ở bộ phận kéo băng gầu dùng xích là:

2

2

b

q q g t z

H V



Sd = * ( 22 , 2 45 , 6 )

81 , 9

* 603 , 0

* 6

40

* 41 , 1

* 60

2

2

 = 1532,6 (KG) Trong đó : V = 1,41 (m/s) H = 40 (m) t = 0,603 (m)

q = 22,2 (KG/m) qb= 45,6 (KG/m) z = 6 Lực căng tính tốn của bộ phận kéo:

Stt = Smax+ Sd = 2929,25 +1532,6 = 4461,8 (KG)Nếu bộ phận kéo dùng 2 xích thì lực căng tính tốn của một xích lấybằng:

S1

tt = 0,6*Stt =0,6*4461,8 = 2677,1 (KG) Tải trọng phá huỷ của xích không được nhỏ hơn:

Pph  k*S1

tt

k=810 :hệ số dự trữû độ bền xích, chọn k = 10

P ph  10* P ph = 10*2677,1= 26771 (KG) Thoả mản vì P ph= 30000 (KG) Vậy chọn xích kiểu BKП loại 1

b) Tính chính xác độ bền dây xích trong thời gian khởi động

Lực căng bộ phận kéo trong thời gian khởi động( theo 6.23 ):

V = 1,41 (m/s) S r= S4 = 1944 (KG)

Skđ =  1944 

41 , 1

3 , 1

* 96 , 0

* 22

* 102

3930,2 (KG) Nếu bộ phận kéo dùng hai xích thì: Skđ= 0,6* 3930,2 = 2358 (KG) = 2,358 (T)Kiểm tra bộ phận kéo trong thời gian khởi động, ta có:

603 180

sin

m mm

Với: N = 22 (kW) : công suất của động cơ

n = 970 (v/p) : Tốc độ quay của động cơ

+ Momen tính tốn để chọn khớp nối:

Mk = k1*k2*Mđm = 1,2*1,2*22,1 = 31,8 (KG.m) [CT 1.65] Trong đó:

k1 = 1,2 : hệ số tính đến mức độ quan trọng của cơ cấu [bảng 1-21-TTMT]

k2 = 1,2 : hệ số tính đến chế độ làm việc của cơ cấu [bảng 1-21-TTMT]

Theo bảng [III.36] chọn khớp nối trục đàn hồi chốt – ống lót có bánh phanh

10 Tính chọn thiết bị phanh.

+ Lực kéo của băng :

Wo = SR – SV = S3 – S4 = 2929,2 – 1944 = 985,2 (KG) [CT 5.4] + Mômen phanh cần thiết trên trục truyền động băng gầu:

Trong đó :

-Do = 0,4 (m) : đường kính đĩa xích-Wo = 985,2 (KG) :lực kéo của băng-H = 40 (m) :chiều cao nâng hàng-q = 22,8 (KG/m) :khốilượng hàng trên một đơn vị chiều dài-CT = 0,5 : hệ số giảm nhỏ có thể lực cản của băng tải- = 0,96 :hiệu suất của đĩa xích

+ Tra bảng III.39.1 chọn kiểu phanh TK  -500

- Khối lượng phanh không kể nam châm điện : 379 (kg)

- Kiểu thiết bị đẩy:  -80

SV : lực căng dây băng ở điểm đi vào tang trống căng băng

SR : lực căng dây băng ở điểm đi ra khỏi tang căng băng

Tra bảng III.55 chọn thiết bị vít căng băng

+ Lực kéo lớn nhất của tang băng : 0,9 (tấn)

+ Kiểu thiết bị căng băng : 4032-50-50

* 3 3 mm n

N C

Khoảng cách giửa các má trong xích kéo gầu và mặt bên của gầu là 50 (mm)

Khoảng cách giửa các má ngồi xích kéo gầu và mặt trong của ổ đỡ là 80 (mm) Khoảng cách từ mặt ngồi ổ đỡ đến thành trong của vỏ hộp của băng là 20 (mm) Khoảng cách thành ngồi vỏ hộp của băng đến đĩa xích dẫn động từ động cơ là 20(mm)

Bề rộng của các đĩa xích là 60 (mm)a) Mô men xoắn của đợng cơ truyền tới trục là :

25

8 , 15

* 10

* 55 , 9

* 10

* 55 ,

Nmm n

N





N = 15,8 (kW) : công suất trên trục truyền động

n = 25 (v/p) :tốc độ quay của trục truyền động

b) Xác định lực tác dụng lên đĩa xích :

P1= P2 =S 3 2S4

=2929,221944 =2436,5 (KG) = 24366 (N)c) Tính phản lực tại hai gối đỡ Avà B :

) N ( 24366 1000

890

* 24366 110

* 24366 R

0 1000

* R 890

* P 110

* P M

b

b 2

1 A

d) Tính momen uốntại tiêt diện nguy hiểm:n-n và m-m

+ Tại tiết diện n-n :

td

M

 + Đường kính tại tiết diện n-n và m-m :

Ở đây:

Mtđ = M u2  0 , 75 *M x2  2680260 2  0 , 75 * 6035600 2  5874108 (Nmm)   = 48 N/mm2 [bảng 7.2-TKCTM]

48

* 1 , 0

* Ta chỉ cần kiểm tra tại tiết diện nguy hiểm chịu tải trọng lớn

Ta có : d =120mm Vì trục lắp có then nên ta chọn sơ bộ:

Mômen cản uốn: W= 157852 ( )

120

* 2

) 8 120 (

* 8

* 28 32

120

* 14 ,

120

* 2

) 8 120 (

* 8

* 28 16

120

* 14 ,

x m

1 0

6035600 2

*

2 0

mm N W

+ Tỷ số 2 , 46

57 , 0

4 , 1

; 14 , 2 7 , 0

5 , 1

Tập trung ứng suất do lắp căng, với kiểu lắp ta chọn T3, áp suất sinh ratrên bề mặt lắp ghép 30 (N/mm2) Tra bảng 7.10, ta có

k

* Thay các giá trị tìm được vào công thức :n ; n Ta có :

*9,2 0,05*9,2 10,2

5 , 1

32 , 2

150

; 4 , 7 17

* 5 , 1

2 , 3

2 , 10

* 4 , 7

+ Kiểm nghiệm sức bền cắt :

Theo công thức [7.12] ta có : c x  c

t d l

Suy ra : c 131 (N/mm )  c

8

* 120

* 96

Chọn ổ đỡ lòng cầu hai dãy, hạng cỡ trung rộng

Kí hiệu quy ước: kiểu 1260; có C bảng = 145000  C

Bộ phận ổ được bôi trơn bằng mỡ do vận tốc quay chậm ( dưới 1500v/p ) có thể chọn mỡ loại T ứng với nhiệt độ làm việc từ 60 -1000C

+ H = 40 (m) : chiều cao vận chuyển

MỤC LỤC

PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG SƠ LƯỢC VỀ BĂNG GẦU

1 Giới thiệu chung về máy vận chuyển liên tục: 1

2 Giới thiệu băng gầu: 1

PHẦN II TÍNH TỐN THIẾT KẾ BĂNG GẦU 1 Các thông số cơ bản 3

2 Xác định loại băng, loại gầu 3

a) Xác định loại băng gầu, loại gầu 3

b) Dung tích gầu cần thiết trên một đơn vị chiều dài 3

3 Tính chọn sơ bộ xích kéo 4

a) Tải trọng trên một đơn vị chiều dài của khối lượng hàng 4

b) Tải trọng trên một đơn vị chiều dài do khối lượng phần hành trình của băng gầu.4 c) Lực cản múc hàng là 5

d) Công suất cần thiết trên trục truyền động để xích làm việc 5

e ) Lực vòng trên vòng tròn cơ sở của đĩa xích 5

f ) Chọn sơ bộ xích kéo của băng 2 xích được tính theo lực đứt 6

4 Xác định lực căng của bộ phận kéo bằng phương pháp đi vòng chu vi 6

a) Lực căng tại điểm 1 6

b) Lực căng tại điểm 2 6

c) Lực căng tại điểm 3 6

d) Lực tại điểm 4 7

e) Lực căng tính tốn của bộ phận kéo 7

f) Nếu bộ phận kéo dùng 2 xích thì lực căng tính tốn của một xích lấy bằng: 7

g) Tải trọng phá huỷ của xích không được nhỏ hơn: 7

5 Tính chọn động cơ 8

6 Tính chọn hợp giảm tốc 9

7 tính chính xác độ bền dây xích trong thời gian khởi động 10

a) Tính chính xác độ bền xích trong bộ phận kéo: 10

b) Tính chính xác độ bền dây xích trong thời gian khởi động 12

8 Tính chọn đĩa xích 12

9 Tính chọn khới nối 13

10 Tính chọn thiết bị phanh 14

11 Tính chọn thiết bị căng băng 15

PHẦN III TÍNH CHỌN TRỤC, THEN,Ổ 1 Tính đường kính trục 16

a) Mô men xoắn của đợng cơ truyền tới trục là : 16

b) Xác định lực tác dụng lên đĩa xích : 16

c) Tính phản lực tại hai gối đỡ Avà B : 17

d) Tính momen uốn tại tiêt diện nguy hiểm:n-n và m-m 17

2 Kiểm tra trục 18

3 Tính chọn then và kiểm nghiệm độ bền then 19

a ) Tính chọn then : 19

b) Kiểm nghiệm then: 20

4 Tính chọn ổ 20