Bản vẽ autocad thiết kế cấu tạo chi tiết băng tải

Bản vẽ autocad thiết kế cấu tạo chi tiết băng tải Chương 1 : TỔNG QUAN VỀ MÁY VÀ THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN Chương 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TỔNG THỂ BĂNG TẢI Chương 3 : THIẾT KẾ TÍNH TOÁN MỘT SỐ BỘ PHẬN CỦA BĂNG TẢI Chương 4 : TÍNH TOÁN MỘT SỐ BỘ PHẬN TRUYỀN ĐỘNG CỦABĂNG TẢI Chương 5 : TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP CỦA BĂNG TẢI ĐAI Chương 6 : BẢO DƯỠNG – SỬA CHỮA

MỤC LỤC

Chương 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TỔNG THỂ BĂNG TẢI

BĂNG TẢI

CỦABĂNG TẢI

Chương 6 : BẢO DƯỠNG – SỬA CHỮA

1

10

11

12

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BĂNG TẢI

2.1 Chọn vật liệu chế tạo băng tải

2.1.1 Tấm băng

Căn cứ vào điều kiện làm việc thực tế của băng là vận chuyển vật liệu đất ẩm( = 1,5 tấn /m3) ,chiều dài vận chuyển dài ,vật liệu không có độ nhámnhiều Kết cấu băng cần đơn giản Mặt khác theo yêu cầu là thiết kế băng tảicao su do đó ta lựa chọn băng tải cao su cốt vải để sử dụng

2.1.2 Kết cấu thép

Chọn loại thép thông thường để chế tạo kết cấu thép (thép CT3) Sau đó sơnbảo vệ bên ngoài bởi vì nó đáp ứng được khả năng làm việc trong điều kiệnchịu được tác dụng trực tiếp của môi trường bên ngoài ,dễ gia công chế tạo

và giá thành hợp lí

2.1.3 Hệ thống tang dẫn và các con lăn đỡ ,con lăn đứng.

Các tang trống được chế tạo bằng thép hàn CT3 Bề mặt tang trống được giacông cẩn thận Đối với loại băng tải cao su Để tăng hệ số ma sát giữa băng

và tang trống người ta thường bọc cao su Loại tang trống làm bằng thép hànCT3 có ưu điểm là dễ gia công chế tạo và giá thành hợp lí Các con lănthường được chế tạo bằng thép ống CT3 Con lăn được đặt trên ổ lăn huặc ổtrượt và quay quanh trục gắn chặt trên giá đỡ băng (khung đỡ băng )

2.2 Xác định các thông số cơ bản của băng tải

2.2.1 Năng suất yêu cầu: N (T/h)

Căn cứ vào năng suất yêu cầu thiết kế ,ta thiết kế băng tải có năng suất N=30

m3/h ( = 1,5 tấn/h)  N=45 tấn/h

2.2.2 Chiều dài băng tải : L(m)

Qua việc nghiên cứu vị trí làm việc ta xác định được chiều dài băng tải L

=25 (m)

2.2.3 Góc ngiêng đặt băng :  (độ)

22

Do góc chảy tự nhiên của vật liệu được vận chuyển t = 45 nên góc ngiêngđặt băng lớn nhất của băng tải phải đảm bảo sao cho vật liệu trong suốt quátrình vận chuyển sẽ không bị tụt xuống dưới Với góc chảy vật liệu như trên

ta chọn được  max=18 Tuy nhiên theo vị trí làm việc của băng ta xác địnhđược  = 11,5

2.2.4 Vận tốc băng tải

Để đảm bảo năng suất làm việc ,việc lựa chọn vận tốc hợp lí có ý nghĩa kinh

tế rõ rệt Vận tốc càng lớn thì tiết diện dòng vật liệu huặc tải trọng phân bốtrên 1 mét chiều dài băng càng nhỏ , giảm được lực căng băng , do đó có thểchọn được chiều rộng băng nhỏ hơn ,độ bền băng thấp tức là đã chọn đượcloại băng có giá thành rẻ hơn Tuy nhiên vận tốc băng cao quá cũng không

có lợi ,vì với vận tốc cao ,chiều rộng băng nhỏ ,chuyển động của băng cũngkém ổn định dẫn đến vật liệu trong băng văng ra ngoài ,băng dễ bị lệch vềmột phía Hiện tượng này dẫn đến làm cong vênh con lăn ,tăng độ mòn củabăng ở nơi chất tải dẫn đến làm giảm khả năng làm việc và tuổi thọ của băng.Trong thực tế vận tốc của băng nơi vận chuyển vật liệu có hạt nhỏ và vừathường có giá trị từ 0,8  1.25 m/s Ta chọn vận tốc băng tải thiết kế là v =0,85 m/s

2.2.5 Xác định chiều rộng băng tải :B (mm).

Để đảm bảo năng suất và tốc độ băng tải ta chọn loại băng lòng máng 2 conlăn đỡ để thiết kế

23

Hình 2.1 :Băng lòng máng 2 con lăn đỡ

Chiều rộng băng tải B được xác định thông qua diện tích tiết diện của dòngvật liệu được vận chuyển trên băng Fb Diện tích tiết diện Fb được xác địnhtheo công thức :

-N = 30 ( m3/h) = 45 (T/h) :-năng suất băng tải

Tra bảng tiêu chuẩn bề rộng băng tải tương ứng với loại vật liệu được vậnchuyển là loại có hạt nhỏ và vừa ta chọn chiều rộng băng B = 500 (mm)

Ta sử dụng loại băng  - 150 của Nga có :

-  = 150 (daN/cm) : ứng suất cho phép

- q = 114 (N/m) : trọng lượng trên 1 m chiều dài

- B = 500 (mm) : bề rộng băng

2.3 Xác định công suất dẫn động băng tải

Công suất dẫn động băng tải có thể xác định theo công thức sau :

N = (k1.Ln.v + 15.10-4.Q.L + 24.10-4.Q.H).k2 (KW) (2.5)

( Trang 55 –sách Máy và thiết bị vận chuyển -Đại học Bách Khoa Hà Nội –2000)

Trong đó :

Ln: Hình chiếu độ dài vận chuyển (Ln =Lcos)

H : Chiều cao vận chuyển vật liệu (m) (Nếu băng tải đặt nằm ngang thìH=0)

Q : năng suất của băng tải (T/h) Q = 45 (T/h)

25

v : vận tốc của băng (m/s) v = 0,85 (m/s).

k1 : hệ số phụ thuộc vào chiều rộng băng Với B = 500 (mm) thì k1 =0,015

k2 : hệ số phụ thuộc vào chiều dài vận chuyển Với L =25 m thì k2 = 1,12

ở đây ta có : H = 5,15 m

Ln = 25.cos11,5o = 24,5 (m)

 N = (0,015.24,5.0,85 + 15.10-4 .45.25 + 24.10-4.45.5,15 ).1,12 = 2,86(Kw)

2.4 Xác định lực kéo của băng : W (tổng lực cản ).

= 3342 (N)

2.5 Xác định lực căng băng nhánh vào và nhánh ra của tang trống chủ động :

Hình 2.2:Sơ đồ xác định lực căng băng

Lực căng băng trên nhánh vào và nhánh ra được xác định theo công thứcsau:

Trong đó W = 3342 (N) (Lực kéo băng tải )

 : Hệ số ma sát Đối với tang làm việc trong môi trường bụi thì :  = 0,25

 : = 180o ( Góc ôm )

 e =2,19 (Bảng 10.3 sách Máy trục- Vận chuyển - Đại học GTVT- 2000)  Sv = 219 1

19 2 3342

 ,

,

= 6150,4 (N)

26

Sr = 219 1

3342

 , = 2808,4 (N)

2.6 Kiểm tra lực căng băng

Điều kiện để không có hiện tượng trượt băng trên tang trống chủ động là :

Sv  Sr .e

6151 (N)  2809.2,19 = 6151,7 = 6152 (N)

 Băng có thể làm việc bình thường

27

Chương 3

THIẾT KẾ TÍNH TOÁN MỘT SỐ BỘ PHẬN

CỦA BĂNG TẢI

3.1 Tính toán thiết kế tang trống chủ động

3.1.1 Công dụng của tang trống chủ động

Tang trống chủ động có nhiệm vụ truyền chuyển động cho băng Nhờ có masát giữa băng và tang trống chủ động làm cho băng chuyển động theo

3.1.2 Xác định chiều dài ,đường kính tang trống chủ động

Chiều dài L và đường kính Dc

t của tang trống chủ động phụ thuộc vào loạibăng Đối với loại băng đã chọn ở trên là băng cao su cốt vải thì chiều dài vàđường kính chọn tang trống chủ động được xác định như sau :

Dc

t = B + 100 (mm) (3.1)

Dc

t = (120  150 ).i (mm) (3.2)Trong đó :

3.1.3 Tính toán thiết kế các chi tiết của tang trống chủ động

Cấu tạo tang trống chủ động được mô tả trên hình vẽ 3.1

a) Tính chọn vỏ tang trống

Chọn vật liệu là thép CT3 có cơ tính như sau :

- ứng suất cho phép về uốn : u = 1500 (KG/cm2)

- giới hạn chảy : ch = 2400 (KG/cm2)

28

+) Sử dụng phương pháp hàn để liên kết vỏ tang với thành bên của tang Khi băng tải làm việc dưới tác dụng của lực kéo băng (Wc) làm phát sinh lựccăng trong băng Tại mỗi vị trí ( điểm ) trên băng có một lực căng xácđịnh Lực căng có giá trị lớn nhất ở điểm cuối nhánh dẫn ( nhánh có tải ) vàotang trống chủ động và có giá trị nhỏ nhất ở điểm cuối nhánh bị dẫn ( nhánhkhông có tải ) khi vừa ra khỏi tang trống chủ động

- Lực tác dụng lên vỏ tang được xác định theo công thức :

R = 2Sv.sin 2





(N) (3.3)Trong đó :

R - Lực tác dụng lên vỏ tang (N)

Sv - Lực căng lớn nhất của băng trên

nhánh vào ( nhánh dẫn ) (N)

Sv = 6151 (N)

o : Góc ôm của băng o = 180o

Thay số vào công thức (3.3) ta có :

Lực phân bố Q được xác định theo công thức :

L = 600 (mm) -Chiều dài vỏ tang

max : - Mô men uốn sinh ra trên vỏ tang (N.mm)

Wu : - Mô men chống uốn của vỏ tang

Wu = 0,1 D

d

D4  4

D,d : Đường kính ngoài và trong của vỏ tang

u : ứng suất uốn cho phép của vật liệu làm vỏ tang (Thép CT3 )

.

(3.8)

ở đây D = 360 (mm) ; u = 150 (N/mm2)

30

-Đường kính trong 2 lấy bằng đường kính trục

Hình 3.4 :Cấu tạo thành tang

c) Tính toán thiết kế trục tang trống chủ động và chọn ổ

Phần này được trình bày ở chưong tính toán và thiết kế bộ truyền động

3.2 Tính toán thiết kế tang trống bị động

3.2.1 Công dụng của tang trống bị động

Tang trống bị động dùng để kéo căng băng và điều chỉnh sức căng của băng

3.2.2 Xác định chiều dài và đường kính tang trống bị động

Đường kính của tang trống bị động dược xác định từ quan hệ sau :

Như vậy các kích thước của tang bị động sẽ là :

L = 600 (mm) ; v = 8 (mm)

Dc

t = 360 (mm) ; t = 10 (mm)

3.3 Tính mối hàn giữa vỏ tang và thành tang

Sử dụng phưong pháp hàn hồ quang cho mối hàn góc

Hình 3.5 : Mối hàn liên kết vỏ

tang với thành tang.

Dưới tác dụng của lực kéo băng tải (Wc) làm cho trong mối hàn xuất hiện

mô men xuắn Mx Đồng thời gây ra ứng suất cắt trong mối hàn Do vậy taxem mối hàn chịu tác dụng của mô men xuắn Mx để làm cơ sở tính toán

Mô men xuắn Mx được xác định theo công thức :

Mx = 2

D

W

(N.mm) (3.10)Trong đó :

32

W = 3342 (N) - Lực kéo căng băng tải

c = W

M x

 c (N/mm2) (3.11)Trong đó :

Wo = 0,2.d3.(1-4) - Mô men chống xuắn của mối hàn (Mối hàn cómặt cắt là hình vành khuyên )

 = d

d1

, d =344 (mm) - Đường kính của vỏ tang

c - ứng suất cho phép của mối hàn Tra bảng ta tìm được :

.2,0

 chiều dày mối hàn là :  = k.sin45o = 5 2

2 = 3,53 (mm)

3.4 Thiết kế và tính chọn cụm con lăn đỡ băng ,con lăn đứng (chặn)

3.4.1 Phân loại cụm con lăn đỡ băng.

Các con lăn đỡ băng được đặt theo suốt chiều dài băng có tác dụng làm giảmbớt độ võng của băng Cụm con lăn đỡ nhánh làm việc có các loại sau :+ loại 1 con lăn đỡ

+ loại 2, 3 con lăn đỡ huặc có thể đến 4 huặc 5 con lăn đỡ

Như ở chương 2 ta đã dùng 2 con lăn đỡ để thiết kế

Các con lăn đỡ ở nhánh không làm việc chỉ có loại thẳng

Con lăn đứng ( chặn ) có nhiệm vụ chống lệch băng ra khỏi quỹ đạo chuyểnđộng của nó

Các loại cụm đỡ con lăn được thể hiện trên hình 3.6

a) Cụm đỡ con lăn chỉ có 1 con lăn thẳng

b) Cụm con lăn đỡ hình lòng máng bao gồm 2 huặc 3 con lăn đỡ

c) Cụm con lăn đứng (chặn )

3.4.2 Tính toán cụm con lăn đỡ nhánh làm việc

Các con lăn đỡ nhánh làm việc chỉ chịu tác dụng do trọng lượng của băng vàvật liệu trên băng tác dụng lên Lực này được xác định như sau :

-Rcl : Lực tác dụng lên hệ thống con lăn đỡ nhánh có tải (N)

-q,qb : Trọng lượng vật liệu và trọng lượng tấm băng phân bố trên 1 mét chiều dài :

34

q =

14785

,0.6,3

10.45

6,3

(N) (3.13)

- qb = 114 (N/m)

-R1

cl : Lực tác dụng lên 1 cụm con lăn đỡ nhánh làm việc

- n : Số cụm con lăn đỡ nhánh làm việc n = 20 theo thiết kế

-  : Góc ngiêng đặt băng  = 11,5o

- L : Chiều dài băng tải L = 25 (m)

Thay các giá trị này vào công thức (3.11),(3.12) ta được :

R1

cl = 20

5 , 8 cos 25 ).

147 114



= 322,6  323 (N)Theo thiết kế cụm con lăn đỡ nhánh làm việc gồm 2 con lăn đặt theo hìnhchữ V nên khi tính toán ta coi tải trọng phân bố đều cho 2 con lăn Do đó để

tính toán đơn giản ta coi như mỗi con lăn chịu tác dụng 1 lực : R1

cl = 2

323

=161,5 (N)

1) Tính chọn vỏ con lăn đỡ nhánh làm việc

- Kiểm tra bền vỏ con lăn

Tương tự như tính vỏ tang trống chủ động ta cũng xem như vỏ con lăn làmviệc như 1 dầm giản đơn Khẩu độ bằng chiều dài con lăn chịu lực phân bốđều :

q = L

R cl1

= 306 0,52

5 , 161



(N/mm)

35

Biểu đồ mô men uốn của vỏ con lăn dưới tác dụng của lực q được thể hiệntrên hình vẽ sau :

Hình 3.7 : Sơ đồ tính vỏ con lăn đỡ nhánh làm việc

- ứng suất uốn lớn nhất sinh ra trên vỏ con lăn dưới tác dụng của lực phân bố

q được xác định theo công thức sau :





L q



(N/mm2)Vậy vỏ con lăn đảm bảo yêu cầu làm việc

2) Tính trục con lăn đỡ nhánh làm việc

Vật liệu chế tạo trục : Thép 45 có  = 63 (N/mm2)

36

Chiều dài trục : L = 360 (mm)

Vì 2 đầu trục của con lăn đỡ gối trên 2 gối do vậy ta xem trục như là 1 dầmgiản đơn và các gối đỡ chịu các lực sau :

- Trọng lượng của vật liệu trên băng và băng : q = 0,52 (N/mm)

- Trọng lượng của vỏ con lăn : qv = 0,1 (N/mm)

- Trọng lượng của nắp ổ ,cối ổ ,ổ : G = 10 (N)

Sơ đồ tính trục được thể hiện trên hình vẽ :

Các kích thước trên sơ đồ có giá trị như sau : - l1 = 32 (mm)

- l2 = 306 (mm)

Hình 3.8 : Sơ đồ tính trục con lăn

Đường kính trục được xác định theo công thức:

Mmax = 12771 (N.mm) - Mô men uốn lớn nhất xuất hiện trên trục

 = 63 (N/mm2) - ứng suất cho phép của thép làm trục (Thép

12711

= 12,65 (mm)Lấy d = 20 (mm) - (tiết diện giữa trục ) Tại vị trí lắp ổ bi đỡ ta chọn đượcđường kính trục d = 17 (mm)

Kết cấu trục được thể hiện trên hình 3.9

Hình 3.9 : Kết cấu trục

3) Tính chọn ổ bi đỡ trục

Ta tính chọn ổ bi đỡ trục theo hệ số khả năng làm việc C

Sơ đồ tính chọn ổ bi đỡ cho trục con lăn đỡ ( hình 3.10 )

37

Q = (kvR + m.A).kn.kt - Tải trọng tương đương (daN)

R- Tải trọng hướng tâm ( R =RA=RB ) (daN)

A- Tải trọng dọc trục

m- Hệ số chuyển tải trọng dọc trục về tải trọng hướng tâm m = 0

kt- Hệ số tải trọng động : kt = 1,2 (tra bảng 8-3 sách TKCTM-Nxb GD-1999)

 (v/p ) (3.17)

ở đây : v = 0,85 (m/s) - vận tốc di chuyển của băng

D = 75 (mm) - Đường kính con lăn đỡ

Thay các giá trị trên vào công thức (3.16) ta tìm được giá trị của n :

n = 3,14.75

85,0.1000.60

= 217 (v/p)Thay các giá trị trên vào công thức (3.17) ta có :

C = Q.(nh)0,3 = R.kv.kt.kn.(nh)0,3

C = 115.1,35.1,2.(217.12500)0,3 = 15857

38

Căn cứ vào giá trị của C tra bảng 14P (cỡ trung ) (Sách thiết kế chi tiết máy-NXB Giáo Dục-1999) ta chọn được loại ổ bi đỡ 1 dãy có kích thước nhưsau :

- Đường kính ngoài : D = 47 (mm)

- Đường kính trong : d = 17 (mm)

- Bề rộng ổ : B = 14 (mm)

- Đường kính bi : d = 9,52(mm)

3.4.2 Con lăn đỡ nhánh không làm việc

Con lăn đỡ nhánh không làm việc có dạng như hình (3.6.a)

Trong thực tế khi băng tải làm việc con lăn chỉ chịu lực tác dụng thẳng đứng

do trọng lượng bản thân tấm băng Giá trị lực này rất nhỏ Do vậy để thuậntiện trong gia công chế tạo ,lắp ráp nhưng vẫn bảo đảm được yêu cầu làmviệc của băng tải Ta định kích thước con lăn đỡ nhánh không làm việc nhưsau :

Khi làm việc mép của băng tải luôn tì sát vào vỏ con lăn đứng Do ma sátgiữa vỏ con lăn đứng và băng tải làm cho vỏ con lăn quay theo có tác dụnglàm cho tấm băng chuyển động đúng tâm tránh hiện tượng lệch băng Cũngnhư con lăn đỡ nhánh không làm việc Giá trị lực tác dụng vào con lăn đứngrất nhỏ cho nên ta chọn các kích thước con lăn đứng như sau :

 (v/p) (4.1)Với D = 360 (mm) ; v = 0,85 (m/s) ta được :

n = 3,14.360

85,0.1000.60

Ở chương 2 ta đã tính được công suất trên băng tải là N = 2,8 (Kw)

Gọi : - là hiệu suất truyền động chung

Nct - là công suất cần thiết thì :

Nct =  

84,2



N

(Kw) (4.2)Trong đó :  = 123

34 (4.3)

41

1 : Hiệu suất của bộ truyền xích 1 = 0,95

2 : Hiệu suất bộ truyền bánh răng 2 = 0,97

3 : Hiệu suất một cặp ổ lăn 3 = 0,995

4 : Hiệu suất khớp nối 4 = 1

 = 0,95.0,97.0,9953.1 = 0,908

 Nct = 0,908

84 , 2

= 3,13 (Kw)Căn cứ vào công suất tính toán và vị trí lắp đặt bộ truyền động ta chọn loạiđộng cơ liền hộp giảm tốc của công ty Cơ khí Duyên Hải Hải Phòng chế tạovới động cơ điện do công ty Chế Tạo Máy Điện Việt Nam - Hungary(VIHEM) chế tạo có các thông số sau :

n

n /

= 45

1435 = 31,9 (4.4)Trong đó :

- ih: tỉ số truyền của hộp giảm tốc : ih = 20

42

 Tỉ số truyền của bộ truyền của bộ truyền động xích:

ix = i h

i

= 20

9,31 = 1,6

4.4 Thiết kế bộ truyền động xích

4.4.1 Chọn loại xích

Vì vận tốc bộ truyền nhỏ cho nên ta chọn loại xích ống con lăn để thiết kế

4.2 4 Chọn số răng đĩa nhỏ và tính số răng đĩa lớn

Theo bảng 12.5 (sách CTM F2 -Đại Học Giao Thông Đường Sắt Đường Bộ-1979) Ta chọn số răng đĩa nhỏ Z1 = 27 Khi đó số răng đĩa xích lớn đượctính theo công thức sau :

Z2 = i.Z1 = 1,6.27 = 43 (răng ) (4.5)

4.4.3 Tính bước xích t

Theo công thức (12- 35) Xác định công suất tính toán

Công suất truyền qua đĩa xích dẫn

N = x

N

 = 950,

84,2 = 2,99 (Kw)  3 (Kw) (4.6)Lấy:

- kđ = 1 : vì tải trọng êm

- kA = 1 : vì lấy A  30t

- k0 = 1 : vì bộ truyền ngiêng 1 góc  60o so với phương nằm

ngang

- kđ/c =1 : hệ số xét đến khả năng điều chỉnh lực căng xích ,ở

đây xích có thể điều chỉnh sức căng được

- kc = 1,25 : do băng tải làm việc 2 ca

- kb = 1 : hệ số xét đến điều kiện bôi trơn

Hệ số điều kiện sử dụng được xác định theo công thức :

k = kđ.kA.ko.kđ/c.kb.kc (4.7)

43