Thiết kế hệ dẫn động băng tải

Thiết kế hệ dẫn động băng tải

Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Cơ khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy Lời nói đầu Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí u cầu khơng thể thiếu kỹ sư ngành khí, nhằm cung cấp kiến thức sở máy kết cấu máy Thông qua đồ án môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy, sinh viên hệ thống lại kiến thức học nhằm tính tốn thiết kế chi tiết máy theo tiêu chủ yếu khả làm việc; thiết kế kết cấu chi tiết máy, vỏ khung bệ máy; chọn cấp xác, lắp ghép phương pháp trình bày vẽ, cung cấp nhiều số liệu phương pháp tính, dung sai lắp ghép số liệu tra cứu khác Trong học phần sở thiết kế máy, nhằm củng cố kiến thức cho sinh viên, em giao đề tài:THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Với hướng dẫn tận tình giảng viên Nguyễn Văn Huyến Nhiệm vụ em thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có truyền đai, hộp giảm tốc bánh trụ nghiêng truyền xích Hệ dẫn động động điện thông qua khớp nối, qua truyền đai, hộp giảm tốc truyền xích để truyền động đến băng tải Với khối lượng kiến thức tổng hợp lớn, có nhiều phần em chưa nắm vững, dù tham khảo tài liệu song thực đồ án, tính tốn khơng thể tránh thiếu sót.Em mong góp ý giúp đỡ thầy cô giáo bạn bè Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Khoa Cơ Khí, đặc biệt thầy Nguyễn Văn Huyến hướng dẫn tận tình cho em nhiều ý kiến q báu cho việc hồn thành đồ án mơn học Hưng Yên, tháng 04 năm 2018 Sinh viên GVHD : Nguyễn Văn Huyến Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Cơ khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy Mục lục Bản thuyết minh đồ án gồm phần sau: - Phần I : Chọn động phân phối tỷ số truyền - Phần II : Tính tốn truyền ngồi : Tính tốn truyền đai : Tính tốn truyền bánh : Tính tốn truyền xích - Phần III : Tính tốn chọn ổ chục : Tính tốn chọn then : Tính chọn ổ trục : Chọn khớp nối : Bôi trơn ăn khớp bôi trơn ổ trục - Phần IV: Thiết kế vỏ hộp chi tiết máy khác - Phần V : Xây dựng vẽ lắp chọn kiểu lắp ghép Chú thích: Tài liệu [1] : Tính tốn thiết kế dẫn động khí tập Tài liệu [2] : Tính tốn thiết kế dẫn động khí tập Tài liệu [3] : Hướng dẫn đồ án sở thiết kế máy GVHD : Nguyễn Văn Huyến Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Cơ khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động - Công suất làm việc trục tang quay (trục máy công tác) Theo công thức 2.11 tài liệu [I] - Trong đó: F=2000N Lực kéo băng tải V=1,2m/s Vận tốc băng tải Công suất tương đương β: hệ số xét đến thay đổi tải trọng không _Do động hoạt động trường hợp làm việc dài hạn để đảm bảo động hoạt động tốt thì: Với β= hệ số tương tương Theo biểu đồ ta có : = 1,4T = 2s =T = 0,8T = 14400s = 14400s= 28800s Do tm nhỏ nên bỏ qua Thay số liệu vào biểu thức ta tính hệ số tương đương: = = 0,905 Suy ; - Công suất cần thiết trục động Theo công thức 2.8 tài liệu [I] η: hiệu suất truyền động Theo công thức 2.9 tài liệu [I] hiệu suất truyền Theo đề thì: Trang bảng 2.3 tài liệu [I] GVHD : Nguyễn Văn Huyến Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Cơ khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy hiệu suất cặp ổ lăn hiệu suất cặp bánh hiệu suất truyền xích hiệu suất truyền đai hiệu suất khớp Vậy Công suất cần thiết trục động - - Số vòng quay trục tang quay ( trục máy công tác ) Theo cơng thức 2.16 tài liệu [I] Trong đó: V=1,2 m/s Vận tốc băng tải D=300 mm Đường kính trục tang quay tỉ số truyền toàn hệ dẫn động Theo công thức 2.15 tài liệu [I] tỉ số truyền phận Theo đề thì: Tra bảng 2.4 tài liệu [I] tỉ số truyền động đai số truyền động bánh số truyền động xích - Số vòng quay sơ động Theo công thức 2.18 tài liệu [I] - Chọn động Bảng thông số động GVHD : Nguyễn Văn Huyến Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Cơ khí 1.2 Đồ án Cơ sở thiết kế máy Kiểu động Công Vận tốc suất p quay n (kw) (v/ph) Cos 4A90L2Y3 3,0 0,88 2838 Trong đó: số vòng quay động chọn v/ph vòng quay trục tang quay (trục máy công tác ) v/ph Phân tỉ số truyền hệ dẫn động cho truyền Tra bảng 2.4 tài liệu [I] Chọn , Tính số vòng quay trục Trục động Trục I Trục II Trục tang công tác 1.4 2,2 Phân phối tỷ số truyền - Tỉ số truyền hệ dẫn động Theo cơng thức 3.23 tài liệu [I] - 1.3 84,5 Tính công suất trục -Pđc=Pct= 2,57 kW - PI = Pđc ηd.ηol =2,57.0,96.0,992 = 2,45kW - PII = PI ηbr.ηol =2,45.0,98.0,992=2,38kW GVHD : Nguyễn Văn Huyến 2,0 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Cơ khí 1.5 = 2,38.(0,992)2 0,92 =2,15 kW = - Đồ án Cơ sở thiết kế máy Tính momen xoắn trục Theo cơng thức sau trang 49 tài liệu [I] Trục động : Tđc = Pd n0 = 9,55.106 = 8648,17(Nmm) Trục 1: PI nI TI = 9,55.106 Trục 2: =9,55.106 = 26923,8(Nmm) PII nII TII = 9,55.106 = 9,55.106 = 100910,14(Nmm) Trục làm việc: Tlv = 9,55.106.= 9,55.106 =269844,92(Nmm) Bảng kết tính tốn: Trục Động I II III Thơng số U P (KW) Uđ=3,15 2,57 GVHD : Nguyễn Văn Huyến Ubr=4 2,54 Ux=2,96 2,38 2,15 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Cơ khí n (v/p) T (Nmm) Đồ án Cơ sở thiết kế máy 2838 900,95 225,24 8648,17 26923,8 100910,14 76,09 269844,9 Phần II: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN A–TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGỒI I THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 1.1 Chọn loại đai tiết diện đai - Các thơng số động tính tốn: ndc = 2922 (vòng/phút) ; Pdc =2,57 kW ; Căn vào hình 4.1 trang 59[1]- Chọn loại tiết diện đai thang thường loại A bảng 4.13 trang 59[1] Theo đó, thơng số kích thước đai cho bảng sau: Kích thước tiết diện Loại đai Ký hiệu bt B GVHD : Nguyễn Văn Huyến h y0 Diện tích tiết diện A (mm2) Đường kính bánh đai nhỏ d1 (mm) Chiều dài giới hạn l (mm) Trường ĐHSPKT Hưng n Khoa Cơ khí Hình thang thường A 11 13 Đồ án Cơ sở thiết kế máy 2,8 81 100 – 200 560 - 4000 Hình vẽ thể kích thước mặt cắt ngang dây đai: 13 2,8 11 400 Kích thước mặt cắt ngang dây đai thang 1.2 Xác định thông số truyền đai a Chọn đường kính bánh đai * Theo bảng 4.13 đường kính khuyên dùng chọn d1=140mm - Tính vận tốc đai: v = π d1 n1 60000 (c.t trang 60 [1]) Thay số ta được: v = = 20,79 (m/s) Như vận tốc đai tính tốn nhỏ vận tốc đai cho phép vmax = 25 m/s (đối với loại đai thang) Tính đường kính bánh đai lớn: Theo cơng thức: GVHD : Nguyễn Văn Huyến Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Cơ khí d2 = d1 uđ/ (1 Ta chọn ε ε ) = 0,01 ( ε Đồ án Cơ sở thiết kế máy (c.t 4.2 trang 53 [1]) - hệ số trượt đai), thay số ta có: d2 = 140 3,15 / (1 - 0,01) = 445,45 (mm) Tra bảng (4-21) trang 63 chọn d2 theo tiêu chuẩn: d2= 450 mm Tỷ số truyền thực tế: utt = = = 3,25 b Chọn khoảng cách trục sơ Theo bảng 4.14 [I] chọn khoảng cách trục dựa theo tỷ số truyền uđ đường kính bánh đai d2: uđ = 3,15 =1 Kiểm nghiệm sai lệch tỷ số truyền: Δu = 100% = 100% = 3,17% Trong đó: =>(thỏa mãn Theo CT 4.7[I] 2= 180o + (d − d1 ).57o a = 1800 + = →α1>αmin = 120o→ thoả mãn điều kiện 1.3 Xác định số đai z Số đai z xác định theo công thức: P K z= d [ P0 ].Cα Cl Cu C z (c.t 4.16 - trang 60[1]) Trong đó: + P1 - Công suất trục bánh đai chủ động PI = Pđc = 2,57kW GVHD : Nguyễn Văn Huyến Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Cơ khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy =>Kτd= (1,54/0,85 + 1,06 – 1)/1,65 = 1,19 Thay kết vào công thức (10.20) (10.21), ta tính được: Sσ = = 3,48 S = = 3,38> Và Sτ = =13,93 [S] = 2,5 => Đoạn trục đảm bảo bền Kiểm nghiệm cho mặt cắt điểm có lắp bánh trục II - vị trí điểm B: Tại tiết diện B: d= 35 mm ( b=10,t1 = 5) (9.1a) Ta có: σm = MCu = = 153185,12 Nmm W= = 3910,76 Nmm3 => σa = 153185,12/3910,76 = 39,17 Wo = = 8488,88 Nmm3 τm = , τa = = 13,05 Nmm Theo bảng 10.12 Chọn Kσ=1,76 , Kτ = 1,54 Theo bảng 10.10 Chọn εσ = 0,85 , ετ = 0,78 => Kσd = (1,76/0,85 + 1,06 – 1)/1,65= 1,29 =>Kτd= (1,97/0,78 + 1,06 – 1)/1,65 = 1,56 Sσ = = 5,20 Và Sτ = = 7,45 S = = 4,26 > [S] = 2,5 => Đoạn trục đảm bảo bền g.Kiểm nghiệm truc độ bền tĩnh Theo công thức (10.27) σ tđ = σ + 3τ ≤ [σ ] GVHD : Nguyễn Văn Huyến Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Cơ khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy Trong đó: σ: Ứng suất uốn M max 0,1d σ= (10.28) τ : Ứng suất xoắn τ= Tmax 0,2d (10.29) [σ] : Ứng suất cho phép [σ] = 0,8σch =0,8.552=441,6 Mpa Mmax , Tmax : Mômen uốn lớn mômen xoắn lớn tiết diện nguy hiểm lúc tải 1.Trục 1: Trên trục I có tiết diện nguy hiểm vị trí lắp bánh : d=25 mm σ = = = 55,78 Mpa Và τ = = = 16,4 Mpa σtđ = = = 62,6 Mpa < [σ = 464 Mpa Vậy đoạn truc đảm bảo độ bền tĩnh PHẦN VI : THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC Vỏ hộp Công dụng : Để gá đặt hầu hết chi tiết hộp giảm tốc, định vị trí tương đối chi tiết phận máy.Trực tiếp nhận tải trọng chi tiết truyền đến Chứa dầu bôi trơn truyền hộp giảm tốc,bảo vệ chi tiết máy 1) - GVHD : Nguyễn Văn Huyến Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Cơ khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy Chỉ tiêu đặt chế tạo hộp giảm tốc khối lượng nhỏ,kích thước gọn,dễ gia cơng đúc,độ cứng cao,giá thành hạ - Vật liệu chế tạo vỏ hộp giảm tốc gang xám : GX15 – 32 - Phương pháp chế tạo : Chọn phương pháp đúc - Thành phần hộp giảm tốc : Thành hộp, gân chịu lực, mặt bích gối đỡ, loại vít bu lơng lắp ghép - Hộp gồm hai nửa ghép lại với Chọn bề mặt lắp ghép qua đường tâm trục 2) Xác định kích thước cấu tạo lên hộp giảm tốc - Tên gọi Chiều dày : thân hộp , δ Nắp hộp, δ Gân tăng cứng: - Chiều dày :e - Chiều cao : h - Độ dốc Đường kính -Bu lông , d1 -Bu lông cạnh ổ , d2 -Bu lơng ghép mặt bích thân,d3 -Vít ghép nắp ổ ,d4 -Vít nắp cửa thăm ,d5 GVHD : Nguyễn Văn Huyến Biểu thức tính tốn δ =0,03.a + =0,03.125 + = 6,75 =>δ= mm δ 1=0,9.δ = 0,9.7 = 6,3 mm e = 0,9.δ =0,9.7 = 6,3 mm h = 55 mm < 58 mm khoảng 20 d1>0,04.a+10 >12mm=>d1= 16 mm d2=(0,7 0,8).d1=>d2 =0,75.16=12 mm d3=(0,8 0,9).d2=>d3 =10 mm Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Cơ khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy d4=(0,6 0,7).d2=>d4 = mm d5=(0,5 0,6).d2 =>d5 =6 mm Mặt bích ghép lắp thân -Chiều dày bích thân hộp S3 -Chiều dày bích lắp hộp S4 -Bề rộng lắp thân K3 S3=(1,4 1,8).d3 =>S3=1,5.10 = 15 mm S4=(0,9 1).d4=1.8=8 mm K3=K2-(3 5)=38,8 - 4=34,8 mm Kích thước gối trục -Đường kính ngồi tâm lỗ vít D2,D3 -Bề rộng mặt ghép bu lông cạnh ổ ,K2 -Tâm lỗ bu lông cạnh ổ E2 C -Chiều cao ,h Mặt để hộp - Chiều dày khơng có phần lồi - Bề rộng mặt để hộp ,K1 , q GVHD : Nguyễn Văn Huyến Tra bảng 18.2 K2=E2+R2+(3 5)mm E2=1,6d2=1,6.12=19,2 R2=1,3.d2=1,3.12=15,6 =>K2=19,2+15,6+4=38,8 mm C= Chọn h = 40 mm S1=(1,3 1,5)d1 =>S1=1,5.16 = 24 mm K1=3.d1=3.16 = 48 mm q K1+2δ =48 + 2.7  Chọn q = 62 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Cơ khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy Khe hở chi tiết - Giữa bánh thành hộp - Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp - Giữa mặt bên bánh với (1 1,2)δ=(1 1,2).7 =7 8,4 => chọn =8 (3 5)δ=(3 5).7 =(21 35) => chọn δ=> chọn Số lượng bu lông nền,Z = 30 = mm Z=(L+B) / (200 300) =(380+230) / 200=3.05=> Chọn Z=4 -Chọn bu lông nền, bu lông cạnh ổ ,bu lơng ghép mặt bích thân vỏ hộp nắp vỏ hộp , vít lắp ổ -Từ đường kính bu lông Tra bảng theo TCVN 1889 – 76 ta có kích thước bu lơng sau: GVHD : Nguyễn Văn Huyến Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Cơ khí GVHD : Nguyễn Văn Huyến Đồ án Cơ sở thiết kế máy Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Cơ khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy Bảng kích thước bu long: di S H D r L Lo 20 30 13 33,6 1,2 25 – 100 25 – 32 16 24 10 26,8 1,1 20 -100 18 - 28 12 19 21,1 1,1 14 -100 14 – 22 10 17 18,9 0,6 12 -100 12 -20 13 5,5 14,2 0,6 12 -90 12 - 18 3.Nắp ổ -Công dụng: Che kín ổ, chống bụi bẩn cố định vòng ngồi ổ vỏ hộp - Sử dụng loại: + Loại I: Nắp kín dùng cho đầu trục khơng thò ngồi + Loại II: Nắp ổ thủng có lỗ cho đầu trục xun ngồi GVHD : Nguyễn Văn Huyến Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Cơ khí - Nắp Đồ án Cơ sở thiết kế máy ổ đúc gang xám GX15 -32 Kích thước nắp ổ tra bảng 18.2 Kích thước nắp ổ hộp giảm tốc: Trục D D2 D3 H Z d4 I 50 65 80 M6 II 70 90 115 10 M8 Chân đế: - Để cố định hộp giảm tốc bệ máy ta làm chân đế đáy hộp Mặt chân đế làm dãy lồi song song Nhằm giảm thời gian gia cơng tạo khả nhiệt lưu thơng khí + Kích thước chiều dài: L = 380 mm + Chiều rộng B mặt chân đế :B=230 mm + Số bu long nền: Z=4 5.Cửa thăm dầu, nút thông que thăm dầu GVHD : Nguyễn Văn Huyến Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Cơ khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy - Để tiện quan sát hộp giảm tốc đổ dầu vào hộp ta làm cửa thăm dầu đỉnh hộp - Cửa thăm đậy nắp nắp có nút thơng - kích thước cửa thăm chọn bảng 18.5 A B A1 B1 C C1 K R Vít SL 100 75 150 100 125 100 87 12 M8x22 Nút thông hơi: Khi làm việc nhiệt độ tăng lên để giảm áp suất điều hòa khơng khí bên ngồi hộp ta dùng nút thông Nút thông nắp cửa thăm vị trí cao nắp hộp • - A B C D E G H I K L M27x2 15 30 35 45 36 32 • Nút tháo dầu GVHD : Nguyễn Văn Huyến M N 10 O P 22 Q R S 32 18 36 32 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Cơ khí - Đồ án Cơ sở thiết kế máy Dầu bôi trơn sau thời gian làm việc thường bị bẩn ảnh hưởng đến hiệu việc bơi trơn phải thay dầu , thải dầu cũ Để làm việc cần có nút tháo dầu - Chọn nút tháo dầu trụ Bảng thông số: d b m f L D S DO M16x1,5 12 23 26 17 19,6 6) Chốt định vị , vòng phớt ,vòng chặn mỡ a) Chốt định vị -Để đảm bảo vị trí nắp thân trước sau gia công cũng lắp ghép tránh tượng biến dạng ổ xiết chặt bu lông Ta chọn chốt định vị côn Số lượng l d C 40 0,5 GVHD : Nguyễn Văn Huyến Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Cơ khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy *) Vòng phớt Để bảo vệ ổ khỏi bụi bẩn ngăn tạp chất xâm nhập vào ổ ta chọn hình dáng kích thước phớt sau *) Vòng chắn mỡ Để ngăn mỡ phận ổ với dầu hộp Trong a = mm => a= 8mm t = 3mm => t = mm b lấy gờ trục GVHD : Nguyễn Văn Huyến Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Cơ khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy 7) Que thăm dầu - Dùng để đo kiểm tra mức dầu Bôi trơn hộp giảm tốc - Bôi trơn đêr giảm bớt mát cơng ma sát, giảm mài mòn răng, đảm bảo nhiệt tốt đề phòng chi tiết máy bị han gỉ Cần phải bôi trơn liên tục truyền hộp giảm tốc GVHD : Nguyễn Văn Huyến Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Cơ khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy * Phương pháp bôi trơn: -Do vận tốc truyền nhỏ ta bơi trơn truyền ngồi phương pháp ngâm dầu -Dầu bôi trơn: Bánh làm vật liệu thép có σb1 = 850 Mpa, σb2 = 750Mpa Theo bảng 18.11 ta chọn độ nhớt dầu bôi trơn 18(11)/ 16(2) Dựa vào bảng 18.13 ta chọn loại dầu bơi trơn cơng nghiệp có đặc tính kỹ thuật sau Tên gọi Dầu ô tô máy kéo AK-15 Độ nhớt 500(