Đồ án Chi tiết máy: Thiết kế băng tải nâng hạ di động

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ BĂNG TẢI NÂNG HẠ DI ĐỘNG GVHD: PGS.TS Nguyễn Tấn Tiến SVTH : TP Hồ Chí Minh, Ngày tháng năm 2016 LỜI CẢM ƠN Đề hoàn thành đồ án này, chúng em trải qua khoảng thời gian 14 tuần liên tục học tập cố gắng Đồ án hoàn thành đƣợc nhờ hƣớng dẫn tận tình thầy Nguyễn Tấn Tiến Chúng em chân thành cảm ơn thầy, thầy trực tiếp hƣớng dẫn, giảng dạy nhiệt tình chúng em suốt trình thực đồ án Lần làm đồ án nên tránh khỏi thiếu sót, chúng em mong nhận đƣợc đóng góp, lời nhận xét bổ sung quý thầy cô để đề tài ngày hoàn thiện thân chúng em rút kinh nghiệm kiến thức quý báu cho riêng Tp.HCM, ngày 03 tháng năm 2016 Nhóm trƣởng Huỳnh Văn Ngọc Sơn MỤC LỤC CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ BĂNG TẢI DI ĐỘNG 1.1 Tổng quan băng tải 1.2 Kết cấu băng tải 1.3 Nguyên lý hoạt động băng tải 1.4 Mục tiêu thiết kế CHƢƠNG 2: LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 Yêu cầu kỹ thuật băng tải 2.2 Phương án thiết kế i Phương án ii Phương án iii Chọn phương án CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN BỘ PHẬN CÔNG TÁC – BĂNG TẢI 3.1 Các thông số đầu vào 3.2 Tính chọn dây băng 3.3 Tính toán tang trống 16 3.4 Tính lăn đỡ 16 3.5 Tính thiết b căng băng 17 3.6 Kiểm tra chi tiết chọn 18 CHƢƠNG 4: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐỘNG 20 4.1 Tính toán công suất động dẫn động 20 4.2 Thiết kế truyền xích 21 4.3 Tính toán thiết kế trục tang 25 i Trục tang chủ động 25 ii Tính trục b động 27 4.4 Chọn then cho trục tang chủ động 30 4.5 Kiểm nghiệm độ bền trục 30 4.6 Kiểm nghiệm độ bền trục tang chủ động 30 4.7 Chọn ổ lăn 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO 34 DA NH SÁC H HÌN H VẼ STT Hình 1.1 1.2 1.3 2.1 2.2 3.1 3.2 3.3 3.4 10 4.1 11 4.2 12 4.3 13 4.4 DA NH SÁC H BẢ NG BIỂ U STT Bảng 3.1 3.2 4.1 4.2 4.3 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ BĂNG TẢI DI ĐỘNG 1.1 Tổng quan băng tải Băng tải đƣợc sử dụng từ kỷ thứ 19 Năm 1892, Thomas Robins bắt đầu loạt phát minh băng tải, việc dẫn đến phát triển việc dùng băng tải để vận chuyển than, quặng sản phẩm khác Năm 1905, Richard Sutcliffe phát minh băng tải để sử dụng mỏ than, việc dẫn đến cách mạng hoá ngành công nghiệp khai thác mỏ Đến năm 1913, Henry Ford giới thiệu dây chuyền băng tải xƣởng Michigan công ty Ford Hiện Việt Nam, sản xuất băng tải ngành phát triển Vấn đề đƣợc đặt việc vận chuyển sản phẩm nhƣ hàng hóa từ độ cao đến độ cao khác nhƣ: việc vận chuyển hàng hóa xƣởng sản xuất, bến cảng v.v… Điều làm cho việc phát triển băng tải có khả di chuyển nâng hạ trở nên cần thiết Năm 2014, tỷ lệ mua hệ thống băng tải từ thị trƣờng Bắc Mỹ, châu Âu châu Á tăng trƣởng Băng tải chủ yếu đƣợc mua vào dòng lăn trục băng tải, băng tải dây chuyền, băng tải nhà máy đóng gói nhà máy công nghiệp Ở lĩnh vực thƣơng mại dân (tại sân bay, trung tâm mua sắm v.v…) ngày sử dụng nhiều băng tải để đáp ứng phục vụ công việc Với tình hình nhƣ cho thấy phạm vi phát triển tích cực ngày tăng trƣởng cho ngành công nghiệp sản xuất băng tải 1.2 Kết cấu băng tải Kết cấu băng tải bao gồm phận sau: dây băng, lăn, tang trống chủ động, tang trống bị động, thiết bị căng băng, khung sƣờn, khung đặt động cơ, khung di động Trong tang chủ động đảm nhiệm vai trò dẫn động cho trình tải băng Quá trình truyền động tải đƣợc nhờ hệ thống dẫn động gắn với động Các lăn đảm bảo cho dây băng trình tải không bị chùng Bên cạnh đó, việc nâng hạ băng tải thực nhờ vào tang quấn cáp đƣợc dẫn động động ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Hình 1.1 Sơ đồ kết cấu hệ thống băng tải nâng hạ di động Trong đó: Động Bánh đai nhỏ Khung sƣờn Bánh đai lớn Tang chủ động Xích truyền động 1.3 Nguyên lý hoạt động băng tải Nguyên lý hoat động băng tải đơn giản Băng tải đƣợc dẫn động từ động Ở đầu động ta gắn hộp giảm tốc để giảm tốc độ động cho phù hợp với tốc độ yêu cầu băng tải Hình Sơ đồ nguyên lý hệ thống băng Khe hở tang ổ lăn Chiều dài tang trống Chiều dài trục lắp ổ Chiều dài trục lắp moay bánh xích 29 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 4.4 Chọn then cho trục tang chủ động - Then vị trí bánh xích Với đƣờng kính , ta chọn then có chiều rộng ; chiều cao ; chiều sâu rãnh then trục ; chiều sâu rãnh then mayơ Vật liệu then ta chọn thép C45 - Kiểm nghiệm then Với tiết diện trục dùng mối ghép then cần tiến hành kiểm nghiệm với mối ghép độ bền dập (9.1) độ bền cắt theo (9.2) d Theo bảng 9.5, với tải trọng tĩnh [ ] ,[] Vậy tất c ả mối ghé p the n đả m bảo độ bền dập độ bền cắt 4.5 Kiể m ngh iệm độ bền trục Với thép 45 chu kỳ ứng suất đối xứng ta có: 4.6 Kiểm nghiệm độ bền trục tang chủ động Ta thấy, trục có mặt cắt nguy hiểm B nên ta kiểm nghiệm cho mặt cắt này: - Tính giá trị W Wo : + Tính W: + Tính Wo 30 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Do trục truyền, nên hệ số an toàn tính theo công thức [] √ Trong đó: + [s] - hệ số an toàn nằm khoảng 1,5 2,5  xác định công thức: theo + Tra bảng 10.3[4], ta suy ra: , + Tra bảng 10.8[4], ta suy + Tra bảng 10.4[4], Thấm carbon, ta suy ra: + So trục quay, nên ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng: √ √ Thay vào công thức, tính đƣợc:  xác định theo công thức: + Tra bảng 10.3[4], ta suy ra: + Tra bảng 10.8[4], ta suy Tra bảng 10.4[4], Thấm carbon, ta suy ra: + So trục quay, nên ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳđối xứng: + Thay vào công thức, tính đƣợc:  Thay vào công thức, tính đƣợc: [] [ ] √ √ Vậy hệ số an toàn s = 4,5 31 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY √ Tính toán tương t √ 4.7 Chọn ổ lăn Thiết kế ổ trục tang chủ động: Lực hƣớng tâm tác động lên ổ B: √ Lực hƣớng tâm tác động lên ổ D: √ Ta có: nên Vậy lựa chọn ổ bi đỡ dãy theo ổ B: Tải trọng tƣơn g đƣơn g ổB H a i l ự c d ọ c t r ụ c F a , F a c ó c h i ề u n g ƣ ợ c n h a u b ị t r i ệ t t i ê u n ê n X = , Y = H ệ s ố D o v ò n g t r o n g q u a y n ê n V = C h ọ n = ( t h i ế t b ị v ậ n h n h k h ô n g l i ê n t ụ c , n h i ệ t đ ộ l m v i ệ c < 0 o C Tuổi thọ ổ: Hệ số khả tải độn g: √ √ 32 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Chọn ổ có C > Ctt Tra bảng 6.11 sách “ Vẽ kỹ thuật khí – Lê Khánh Điền “ trang 182 Ta chọn ổ lăn tự lựa loại bích mặt đầu kí hiệu ổ UCF 210D1 với d =50 mm Đƣờng kính ổ d = 50 mm Tính toán tƣơng tự ta có: Thiết kế ổ trục tang bị động: Ta chọn ổ lăn tự lựa loại bích mặt đầu kí hiệu ổ UCF 218D1 với d = 40 mm 33 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Máy vận chuyển liên tục – Phạm Đức’ [2] Kỹ thuật nâng chuyển – Nguyễn Hồng Ngân, Nguyễn Danh Sơn’ Hướng dẫn thiết kế Hệ thống dẫn động hí – Trinh Chất, Lê Văn Uyển’ [4] ISO 1131999_Rolling bearingsPlummer block housingBoundary dimensions [5] Sức bền vật liệu – Đỗ Kiến Quốc’ 34 [...]... năng tải: tải bao đƣờng 50 (kg)  Chi u dài băng tải: 10 (m)  Góc nghiêng băng 0 tải: 010 - 22  Năng suất: 130 tấn/giờ  Tốc độ dây băng: 1,6 (m/s) 4 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY CHƢƠNG 2: LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 Yêu cầu kỹ thuật về băng tải Từ các mục tiêu thiết kế đã đặt ra trong chƣơng 1, ta có đƣợc các yêu cầu sau:  Khả năng tải: tải bao đƣờng 50 (kg)  Chi u dài băng tải: 10 (m)  Góc nghiêng băng. .. băng tải: 100 0 22  Năng suất: 130 tấn/giờ  Tốc độ dây băng: 1,6 (m/s) 2.2 Phƣơng án thiết kế Từ các yêu cầu trên, ta tìm đƣợc 2 phƣơng án để thiết kế phù hợp i Phƣơng án 1 - Mô hình: Hì nh 2.1 Ph ƣơ ng án thi ết kế 1 - Mô tả: + Động cơ dẫn động và động cơ nâng hạ đƣợc đặt trên khung động cơ + Khung đặt động cơ đặt gần tang chủ động + Sử dụng vít căng băng + Sử dụng con lăn chịu tải thẳng 5 ĐỒ ÁN CHI. ..ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Trong đó: 1 Động cơ 2 Hộp giảm tốc 3 Băng tải Từ nguyên lý hoạt động của hệ thống băng tải Ta có sơ đồ dẫn động sau: H ì n h 1 3 S ơ đ ồ d ẫ n đ ộ n g c ủ a h ệ t h ố n g Trong đó: 1 Động cơ 2 Nối trục đàn hồi 3 Hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng 2 cấp dạng khai triển 4 Bộ truyền bánh xích 5 Nối trục cứng an toàn 6 Băng tải 3 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 1.4 Mục tiêu thiết kế Từ... hiểu về băng tải, nguyên lý hoạt động cũng nhƣ kết cấu cơ bản của một băng tải Ta đặt ra mục tiêu thiết kế cho đồ án nhƣ sau:  Băng tải đi động  Hàng hóa tải: bao đƣờng (50kg) trong các nhà máy  Có bánh xe gắn bên dƣới để giúp cả hệ thống có thể di động 1 cách linh hoạt  Việc nâng hạ đƣợc thực hiện bằng pully thông qua động cơ để đáp ứng các nhu cầu làm việc khác nhau  Các yêu cầu chi tiết: ... cách con lăn nhánh chịu tải [] Độ v ng cho phép của dây băng trên nhánh không tải: [] Với: là khoảng cách con lăn nhánh không tải 12 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY [ Vậy dây băng thỏa mãn yêu cầu về độ v ng cho phép -Biểu đồ lực căng băng theo chu vi: 76,33 S2 S5 S6 S4 Hình 3.2 Biểu đồ lực căng trên băng với góc α 13 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Tương t ta tính toán với , ta được - Kiểm tra độ v ng của dây băng: Độ v ng... tiêu thiết kế đặt ra 7 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN BỘ PHẬN CÔNG TÁC – BĂNG TẢI 3.1 Các thông số đầu vào - Góc nghiêng của băng là: - Tốc độ dây băng: - Năng suất băng tải: 130 T/h - Vật liệu tải: bao đƣờng 50kg với chi u rộng bao là 400 mm 3.2 Tính chọn dây băng 1 Chi u rộng dây băng Từ tiêu chuẩn ta chọn chi u rộng băng là 500mm, ta tra bảng 3.4 [1] và chọn số lớp màng cốt là 4 2 Tải trọng... CHI TIẾT MÁY - Ƣu điểm: + Tiết kiệm vật liệu để làm khung đặt động cơ + Dễ sửa chữa và thay đổi động cơ + Kết cấu đơn giản + Thay đổi đƣợc góc nghiêng băng + Khả năng di động đảm bảo - Nhƣợc điểm: + Mòn do ma sát với nhiều con lăn ii Phƣơng án 2 - Mô hình: Hình 2.2 Phƣơng án thiết kế 2 - Mô tả: + Động cơ dẫn động đặt gần tang bị động + Động cơ nâng hạ đặt gần tang chủ động + Sử dụng con lăn chịu tải. .. băng: Độ v ng cho phép của dây băng nhánh có tải: [] Với: là khoảng cách con lăn nhánh chịu tải [] Độ v ng cho phép của dây băng nhánh không tải: [] Với: là khoảng cách con lăn nhánh không tải [] Vậy dây băng thỏa mãn yêu cầu về độ v ng cho phép 14 - Biều đồ lực căng dây băng theo chu vi: S6 S5 S3 S4 Hình 3.3 Sơ đồ tính lực căng băng với góc 15 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 3.3 Tính toán tang trống Đ ố i v ớ i t... trên nhánh có tải : Tải trọng trên 1 đơn vị chi u dài do khối lƣợng phần quay của các con lăn ở trên nhánh không có tải 4 Chi u dày của dây băng : 8 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Trong đó: là chi u dày 1 lớp màng cốt phụ thuộc vào loại vải chế tạo màng cốt Ta chọn Theo tiêu chuẩn với chi u rộng dây băng là nên đƣờng kính con lăn đỡ băng là Với loại tải là bao đƣờng trên nhánh chịu tải là không tải là Với đƣờng... trên nhánh chịu tải Suy ra (1) 11 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Mặt khác ta có quan hệ giữa lực căng tại điểm đầu và điểm cuối trên dây băng: Trong đó: + + : hệ số bám giữ dây băng cao su và tang thép, : góc ôm của dây băng trên tang, Từ (1) và (2) suy ra Từ đó ta thay vào các phƣơng trình trên và tính đƣợc các kết quả nhƣ sau: - Kiểm tra độ v ng của dây băng: Độ v ng cho phép của dây băng trên nhánh có tải: []