Thiết kế đồ án môn học máy vận chuyển liên tục

TTTK Băng con lăn vận cuyển hàng hòm có Q = 80hòm-h, m=25kg, kích thước hòm 550x550, chiều dài băng l= 25m, khoảng cách giửa hai hòm hàng ( bước hàng ) 8m.

THIẾT KẾ BĂNG CON LĂN TRUYỀN ĐỘNG BẰNG XÍCH

Lời mở đầu

Trong quá trình sản xuất ở các xí nghiệp công nghiệp, máy chuyển đóng vai trò quan trọng trong quy trình công nghệ sản xuất liên tục hoặc sản xuất độc lập Máy

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP _ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ

THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Môn học: MÁY VẬN CHUYỂN LIÊN TỤC

Đề tài:

TTTK Băng con lăn vận cuyển hàng hòm có Q = 80hòm/h, m=25kg, kích thước hòm 550x550, chiều dài băng l= 25m, khoảng cách giửa hai hòm hàng ( bước hàng ) 8m.

Nhiệm vụ:

A.Phần thuyết minh:

Giới thiệu chung về loại máy vận chuyển trong đè tài

Tính tốn thiết kế bộ truỵền độëng băng

B.phần bản vẻ:

Một bản vẻ lắp bộ truyền động : khổ A0

Tp Hồ Chí Minh, Ngày Tháng năm 2006

chuyển thực hiện các công đoạn trung gian nhằm chuyển tải các sản phẩm theo quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp Các máy chuyển có thể lắp đặt và vận hành trong các nhà máy cơ khí, trên các bến cảng, các công trường và trong các xí nghiệp

mỏ Căn cứ vào nhu cầu sản xuất mà chúng có thể khác nhau

Theo công dụng, có thể chia máy chuyển thành hai loại: máy chuyển liên tục và máy chuyển theo chu kỳ.Tùy theo tính chất vật liệu chuyển và điều kiện làm việc của máy mà có những yêu cầu riêng biệt đối với từng loại máy chuyển

Từ những yêu cầu đặc biệt của điều kiện làm việc đối với máy chuyển dẫn tới thay đổi kết cấu, kích thước hình học của máy, lựa chọn vật liệu nâng cao vật liệu chế tạo, nâng cao độ cứng vững của máy,độ tin cậy của máy và tính an tồn cao trong quá trình vận hành Vật liệu được chuyên chở trên các máy chuyển có thể ở thể rời hoặc vật liệu định hình dưới những hình dạng kích thước khác nhau: vật liệu rời như đất, đá than, quặng, cát, các loại vật liệu xây dựng khác nhau; vật liệu đã được định hình như: các phôi liệu dùng trong nhà máy chế tạo, các chi tiết máy thành phẩm, các vật liệu được đóng thành bao gói như xi măng bao, bột, gạch, ngói Trong phần thiết kế này, em chỉ trình bày quá trình làm việc, cũng như kết cấu của băng con lăn truyền động bằng bánh răng vận chuyển hàng hòm Hiện nay, loại băng này được sử dụng rất phổ biến trong các nhà máy sản xuất nước giải khát, các bến cảng,… nói riêng và các xí nghiệp, công xưởng trong quá trình vận chuyển khâu cuối cùng của giai đoạn thành phẩm đóng vào thùng để xuất

Trong quá trình thiết kế, còn nhiều sai xót em kính mong quý Thầy Cô hướng dẫn chỉ bảo thêm Em xin chân thành cảm ơn

PHẦN I : GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC

VỀ BĂNG CON LĂN

I Khái niệm:

Băng con lăn là loại máy vận chuyển có bộ phận mang hàng là con lăn được truyền chuyển động nhờ bộ truyền xích

Băng con lăn được sử dụng để vận chuyển hàng kiện, hàng hòm, hàng có hình dáng dài Khung đỡ của băng con lăn được bố trí thành hàng dài, thẳng hàng nhau hoặc theo tuyến cong

Khoảng cách giữa các con lăn được bố trí sao cho nó phải ở dưới vật liệu ít nhất

ba con lăn

 Ưu điểm:

+ Băng con lăn có độ bền và độ cứng lớn Nó cho phép vận chuyển hàng hòm lớn, nặng

+ Băng con lăn truyền động bằng xích có kích thước nhỏ gọn, làm việc tin cậy + Có thể vận chuyển hàng theo tuyến thẳng hoặc tuyến cong

+ Có kết cấu đơn giản, thuận tiện cho việc chất tải và dỡ tải

 Nhược điểm:

+ Trong băng con lăn có nhiều con lăn nên đòi hỏi phải chăm sóc và bảo dưỡng thường xuyên, do đó chi phí vân hành lớn

+ Băng con lăn truyền động bằng xích rất nhạy cảm với sự không cân bằng giữa các trục

II.Cấu tạo và phân loại:

1 Cấu tạo:

Băng con lăn bao gồm các con lăn xếp cạnh nhau trên một cung băng Các con lăn được truyền động từ độâng cơ qua hộp giảm tốc tới trục truyền và truyền chuyển động qua các cặp xích và đĩa xích

2 Phân loại:

a Theo truyền động:

+ Băng con lăn truyền động

+ Băng con lăn không truyền động

b Theo mức độ cơ động của băng:

+ Băng con lăn cố định

+ Băng con lăn di động

c Theo hướng vận chuyển:

+ Băng con lăn thẳng

+ Băng con lăn cong

+ Băng con lăn nghiêng

+ Băng con lăn hình xoắn ốc

d Theo cấu tạo của khung băng:

+ Băng con lăn khung liền

+ Băng con lăn khung gián đoạn.

PHẦN II: TÍNH TỐN BĂNG CON LĂN

I Tính tốn, lựa chọn các thông số cơ bản:

1 Các số liệu ban đầu:

_ Hàng vận chuyển: Hàng hòm

_ Khối lượng: G = 25 Kg/1 hòm

_ Năng suất khối lượng của băng:Q = 80hòm/h

_Chiều dài vận chuyển của băng: L = 25m

_ Kích thước của khối hàng: 550x550 mm

2 Cấu tạo và sơ đồ động cơ cấu truyền động:

1- Động cơ

2- Khớp nối

3- Hộp giảm tốc

4- Đĩa xích chủ động 5- Đĩa xích bị động

6- Con lăn

7- Ổ đỡ

H1: Sơ đồ cơ cấu truyền động

3 Tính tốn lựa chọn các thông số cơ bản:

a)Kích thước hình học của con lăn:

 Chiều dài con lăn: l = 650â(lấy rộng hơn chiều rộng hàng 100mm)

 Đường kính con lăn: D = 60mm (chọn theo bảng 10.2 “TTMNC” )

 Khối lượng một con lăn: P = 4.8kg (chọn theo bảng 10.4 “TTMNC” )

 Đường kính ngõng trục con lăn :d = (0.20.25)D , lấy d = 0.25D = 13 mm

b)Năng suất khối lượng của băng:

Q = z.G

Với: _ z = 80 chiếc/giờ: năng suất tính theo chiếc

_ G = 25Kg: khối lượng 1 chiếc hàng

=> Q = 80x25 = 2000( Kg/h )

Q = 2000 ( T/h )

c) Bước hàng(th)

Theo công thức 10-1 “ TTMT ”:

Trong đó : _ v : tốc độ chuyển động của hàng (m/s )

_ th : khoảng cách giữa các khối hàng ( bước hàng ) ( m )

 Vậy bước hàng:

 

25 6 , 3

2 8

d) Tính bước con lăn:

Với: _ lh: chiều dài của khối hàng, lh = 0,64 (m)

_ Z’= 3: số con lăn đỡ một khối hàng

=>

e)Tính số con lăn trên băng truyền động

Từ công thức 10.5 “ TTMNC “, ta có:

L = 25 m: chiều dài băng

183

.

0

25





f) Số hàng đồng thời nằm trên băng: [ công thức 10.3 “TTMNC “ ]:

177 0 3600

25 80 3600

.

0

x

x v

L

z

vậy z0 = 3.13 (chiếc )

II Tính tốn bộ truyền động:

1 Lực cản chuyển động của tất cả các khối hàng nằn trên băng

G

Q t

v h

6 , 3

.



h

t

G v.

6 , 3

 Q

'

Z

l

c 

) ( 183 , 0 3

55

,

0

m

t c  

c

t L

n 

[Công thức 10.8 “ TTMNC “]:

Trong đó: _ f: Hệ số ma sát của hàng trên con lăn f phụ thuộc vào vật liệu của hàng, ta chọn f = 0,1

_ D: Đường kính con lăn, D = 6 (cm) _ p: khối lượng một con lăn p = 4.8 (Kg)

_  số ma sát ở ngõng trục con lăn Theo bảng 10.5 “TTMNC”, với chế độ làm việc trung bình ta chọn  = 0.04

_ d: đường kính ngõng trục con lăn

d = 1.9 cm

W = 17.8(Kg)

2 Tính chọn kiểm tra động cơ điện :

a Xác định công suất động cơ truyền động của băng:

Công suất tĩnh yêu cầu đối với động cơ điện [ Công thức 10.9 “TTMNC"]:

Nt = 0,08 (Kw) Công suất cần thiết của động cơ [ công thức 6.15 “TTMNC” ]:

Trong đó : _ k: hệ số dự trữ độ bền, k = 1,2

_ : hiệu suất bộ truyền từ động cơ đến con lăn

 = 1 2

+ 1 = 0,96 : hiệu suất của hộp giảm tốc

+ 2 = 0,75 : hiệu suất của bộ truyền xich

=>  = 0,96 0,75 = 0,72

Vậy:

N0 00..7203 =0.0416(Kw)

b Chọn động cơ:

Chọn chế độ làm việc trung bình CĐ = 25%

Tương ứng với chế độ này, tra bảng 2P “TKCTM” ta chọn đông cơ điện A02(A02)11-6, có các đặc tính sau:

_ Công suất định mức :Nđc = 0,4 Kw

_ Số vòng quay định mức : nđc = 910 vg/ph

_ Hiệu suất động cơ : 68%

_ Đường kính trục động cơ: 18 mm

_ Khối lượng động cơ: 15Kg





6

0.04x1.3 4.8x137

1.3

2x0.1 25x3,13















6

3 1 04

03 0







102

0.177 17.8x 102

W.v

Nt



t

N k

N0  .

Các kích thước chính cuả động cơ điện A02(A02)11-6:

Kích thước ( mm )

Hình vẽ [ Bảng 8P “TKCTM”]:

Kiểm tra động cơ khi quá tải đột ngột:

+ Thời gian mở máy của động cơ:

Theo công thức 1-57 [TTMNC] :

Trong đó:

(GD)qd2 = 0,65 Kg.m2 : Momen đà tương đương của hệ thống cơ cấu, quy đổi tới trục động cơ [bảng 1.10 TTMNC]

n= 910 vg/ph : số vòng quay của trục động cơ

Momen dư của động cơ( công thức 1-58 TTMNC ):

Md= MkdTB – MT

Momen khởi động trung bình của động cơ:

MT = 0:momen tĩnh của cơ cấu trên trục động cơ (công thức 1.18 [TTMNC] ), do động cơ làm việc ở trạng thái tĩnh,lực cản ổn định:

 Md = 0.6235 KG.m

Vậy :

d

qd kd

M

n GD t

375

)



m KG M

2

1 , 1 8 , 1

2

min max









52 2 6235 0 375

910 65 , 0





kd

t

3 Chọn khớp nối:

Momen định mức của động cơ [ công thức 1.62 “TTMNC” ]:

Mđm = 0.43(Kg.m )

Nđmcông suất định mức của động cơ

n-tốc độ quay dịnh mức của động cơ

Momen tính tốn để chọn khớp nối [công thức 16-5 “TTMNC” ]:

Mk = Mđm k1 k2

Trong đó: _ k1 :hệ số tính đến mức độ quan trọng của cơ Tra bảng 1-21

“TTMT”, ta chọn k1 = 1,2

_ k2: hệ số tính đến chế độ làm việc của cơ cấu Tra bảng 1-21

“TTMT”, chọn k2 = 1,2

Vậy: Mk = 0.43x1,2.1,2 = 0.6192(Kg.m)

Theo bảng III-36 “TTMNC”, chọn khớp trục đàn hồi chốt – ống lout có mô men đà lớn nhất là 2.5KGm2, có các kích thước cơ bản [bảng III-36(I)]:

D 3mm

D1

mm

l mm

lk

mm

d mm

dk

mm

L mm

Momen đà

Kg.m

Hình vẽ:

m Kg n

M



910

0.4 975.

n

N 975.

M

ñc ñc ñm

4 Tính chọn hộp giảm tốc:

Tốc độ quay của con lăn để đảm bảo tốc độ vận chuyển hàng [ công thức 6-16

“TKMNC” ]:

ncl = 56.4 (vg/ph)

Tỉ số truyền chung của bộ truyền động:

Với nđc = 910 vg/ph , ta chọn loại hộp giảm tốc có tốc độ quay của trục quay nhanh n = 1000 vg/ph

Căn cứ vào yêu cầu của tỉ số truyền của bộ truyền động, theo bảng III-23

“TTMNC”, đối với chế độ làm việc trung bình và tốc độ quay của trục quay nhanh

n = 1000 vg/ph, ta chọn loại hộp giảm tốc :P  250 ( hình vẽ ) có tỉ số truyền ib =

16 và công suất truyền cho phép là 5.4 Kw

 Các thông số cơ bản của hộp giảm tốc P   250: [Bảng III23-5 “TTMNC”]:

Khoảng cách

trục A1 A4 A5 A6 A8 B B3 d

AT1 AT2

(không có dầu) kg

4 56







0.06 3.14x

60x0.177 D

60.v

ncl



16.1 56.4

910 n

n i

cl

ñc  



6 30 160 310 520 230 170 220 150 85

Công suất của hộp giảm tốc:

Nhgt = N0 k 2

br 3 ol

Trong đó : _ k = 1 :hiệu suất khớp nối

_ br = 0,97 : hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng _ol = 0,995 :hiệu suất một cặp ổ lăn

Vậy : Nhgt = 0,4.1 0,972 0,9953

Nhgt = 0.37 (Kw)

5) Tính chọn bộ truyền xích:

- Chọn loại xích ống con lăn một dãy, vì bài không yêu cầu bộ truyền làm việc

êm nên ta chọn loại xích này, rẻ hơn xích răng

- Ta có tỷ số bộ truyền xích ix = 1 , theo bảng 6-3 “Thiết kế chi tiết máy” , chọn số răng của đĩa dẫn và đĩa bị dẫn là z1 = z2 = 30 răng

- Chọn sơ bộ khoảng cách trục ra hộp giảm tốc và trục con lăn đầu tiên

(khoảng cách trục bộ truyền động xích) là A = 500mm

- Đề bộ truyền làm việc được tốt ta chọn buớc xích tx :   

50 : 30

500 50

: 30

A

t x

12.715.875

- Theo bảng 6-5 “Thiết kế chi tiết máy” cho thấy số vòng quay giới hạn của xích có các bước xích trên đều lớn hơn số vòng quay làm việc thực tế

(26002200 vg/ph) Nên để giảm va đập và tải trọng động, ta chọn bước xích

tx =12.7mm

- Theo bản 6-1 ‘KT chi tiết máy ‘ chọn xích ống con lăn 1dãy có các kích thứơc sau

+chiều rộng :b =11,81mm

+Diện tích bản lề :F =50,3mm²

+Tải trọng phá hỏng : Q =18000N

*) Định chính xác khoảng cách trục A và số mằc xích :

với cách chọn sơ bộ A =500mm

X =

A

t Z Z t

A Z Z

2

2 2

2 1 2 2

1



















7 12

500 2 2

30

108.7 mắc xích

Ta lấy x = 108 mắc xích

- kiểm nghiệm số lần va đập trong một giây(u):

x

Zn L

v



 15

4

( công thức 6-16 “ Thiết kế chi tiết máy”) -Z =30 số răng của đĩa xích

- Số vòng quay của đĩa xích : n = 56 8

16

910





HGT

dc

i

n

(vg/ph)

108 15

8 56 30





x x

(bảng 6-7 “ Thiết kế chi tiết máy”)

Vậy xích được bảo đảm

*) Tính chính xác trục A:























 

















2 1 2 2 2 1 2

1

2 8 2 2

Z Z Z

Z X Z

Z X t

( công thức 6-3 “ Thiết kế chi tiết máy” )































2 30 30 108 2

30 30 108 4 7

= 495.3

- Để đảm bảo cho độ võng bình thường của xích, tránh cho xích khỏi bị căng quá, ta giảm khoảng cách trục A một khoảng A = 0.003A = 1.5mm vậy cuối cùng ta chọn A = 194mm

- Đường kính vòng chia cùa đĩa xích:

dc

mm

t x

122 30

180 sin

7 12 30

180 sin

0

( công thức trang 109 “ Thiết kế chi tiết máy”)

dc1=dc2 = dc = 122mm

- T ính lực tác dụng lên trục:

R = kt.P =

n Zt

N k

x

t 10

( Công thức 6-17 ‘Thiết kế chi máy”) -kt : hệ sồ xét đến ảnh hưởng của trọng lượng xích lên trục, do bộ truyền nằm ngang , chọn kt = 1.15

-N = 0.4x0.96x0.75 = 0.288 kW

-n: số vòng quay của đĩa xích n = 56.8 vg/ph

x x

x x x

3 918 8

56 7 12 30

288 0 15 1 10



III Tính chọn và kiểm tra trục con lăn:

1 Tính chọn đường kính trục:

Sơ đồ trục con lăn lắp với các bộ phận khác và sơ đồ phân tích lực được biểu diễn trên hình vẽ:

Con lăn và đĩa xích được lắp cứng trên trục bằng then, trục đặt trên ổ lăn, một đầu trục lắp với hai đĩa xích,môt đĩa bị động nhận momen quay từ trục ra hộp giảm tốc truyền cho con lăn, một đĩa chủ động đối với đĩa xích con lăn tiếp theo Do đó, trong quá trình làm việc, trục quay chịu uốn, chịu xoắn Ứng suấát uốn sẽ thay đổi theo chu kỳ đối xứng, ứng suất xoắn sẽ thay đổi theo chu kỳ mạch động (do tính chất làm việc một chiều của cơ cấu)

Momen xoắn lớn nhất truyền cho một con lăn của băng truyền động [công thức 10-10 “TKMNC” ]:

Với k1 : hệ số hàng đặt không đều lên các con lăn k2 1 = 1,15 1,2 Chọn k1 = 1,2

)

'

d p Z

G

M x





( k1

Mx = 12,3 0,3848 (Kg.cm) = 38.48(N.mm)

Khối hàng di chuyển được đặt trên 3 con lăn, nhưng để đảm bảo cho trục sau khi tính tốn, ta coi như khối hàng chỉ được tựa trên hai con lăn Do đĩ, mổi con lăn phải chụi một lực tác dụng là: P = G P cl

2

25

 = 17.3(kg)

Vì hàng trên con lăn phân bố đều nên lực tác dụng lên con lăn cung vậy Con lăn được lắp cố định vào trục tại hai vị trí lắp then nên lực tác dụng lên trục chỉ tác dụng tại hai vị trí lắp then do

R

R

Ay

A

y

x

B B

A E

Sơ đồ lực tác dụng lên con lăn

G/650

P/650

a Tính sơ bộ trục

Từ cơng thức 7.1 (TKCTM)

D ≥

 

3

2

x

x

M



Với Mx : mơ men xoắn Nmm

  x: ứng suất xoắn cho phép N/mm2

Đối với các trục truyền ta cĩ thể lấy   x=20÷25 N/cm2

x20 2.18 2

0

48 38

Do vậy đường kính trục cho phép phải lớn hơn 2.18mm

b.Tính gần đúng trục

Để cĩ thể đảm bảo độ bean của trục tại những tiết diện nghuy hiểm ta tính gần đúng trục theo cơng thức :

cm Kg

x

2

3 1 04 0 ).

8 4 3

1





( .2 x 25

D ≥

 

3

1

0 x

M td

Trong đĩ Mtd= M  u2 0 75M x2

Mtd :mơ men tương đương

Mu ,Mx tương ứng là mơ men uốn và mơ men xoấn tại tiết diện nghuy hiểm

  ứng suất cho phép N/mm2 tra bảng 7.2   = 50N/ mm2

Lực vịng :

P =

cl

x

d

xM

2

60

48 38 2



x

N

Phản lực ở các gối trục:

Sơ đồ lực tác dụng lên trục

R

R

R

=>

0 710 710 2 / 60





M Ay R d P R by

) ( 9

R By  

=> RBy +RAy - 2x11.75-Rd =0

=> RAy = 1082.4 N

Ax =0  RBx710 + P/2 = 0

=>

RBx = 28.65 (N)

 X = 0  RAx = RBx=-0.64 (N)

b Tính momen xoắn ở những tiết diện nguy hiểm:

Ở tiết diện n-n:

Mun n =-Rd.60 = -918.60 =-55098 (Nm)

Ở tiết diện m-m:

 Ở tiết diện m-m

Trong đó:

Muy =-RAy.80 =-712 (Nm)

Mux = RBx .80 =-0.64.84 =51.2 (Nm)

 Ở tiết diện k-k:

Muy = -R.140 + RAy.80 = -41970 (Nm)

Mux = -RAx 80 =-51.2 (Nm)

c Tính đường kính trục ở tiết diện m-m và n-n [ công thức 7-3 “TKCTM” ]:

Ở tiết diện n-n :

:momen tương đương

Do ứng suất xoắn theo chu kỳ mạch động nên:  = 0,75

=> (Nm)

Mặt khác , ta chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 Tra bảng 7-2 “TKCTM” ta được trị số ứng suất cho phép [] = 50 N/mm2

Vậy :

Y  0 

) ( 64 0 2

28 1 2

P

R Bx     

2 2

ux uy m

3

] [

1 ,

td

M

d 

2 2

x u

td M M

M   

55098 48

38 75 , 0







td

M

) (

22 50

1 , 0

55098

) ( 8 713 2

51

) ( 12 41970 2

51