THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY

Đồ án chi tiết máy Ngành: Kỹ thuật Cơ khí MỤC LỤC Cơ sở thiết kế máy II Thiết kế hệ thống dẫn động xích tải Đề 11 Động cơ- đai- truyền bánh trụ cấp - khớp nối - xích tải Sv :Lê Đình Hùng trang Đồ án chi tiết máy Ngành: Kỹ thuật Cơ khí Hệ thống băng tải gồm: Sơ đồ tải trọng Động điện pha Bộ truyền đai Hộp giảm tốc bánh trụ cấp Nối trục đàn hồi Xích tải Số liệu thiết kế : 1800 2.8 31 44.45 4.8 5.0 1,2T1 T1=T t1=4 (h) T2=0,9T t2=4 (h) 200 (h) Lực băng tải Vận tốc xích tải Số đĩa xích tải Bước xích tải Tỉ số truyền hộp giảm tốc Tỉ số truyền sơ bộ truyền Mômen mở máy (Tmm) Chế độ tải Thời gian phục vụ (năm) năm làm việc (ngày) Số ca làm việc (ca) Chiều dài 01 ca làm việc Đặc tính tải trọng PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ LẬP BẢNG THÔNG SỐ KỸ THUẬT 1.1 Chọn động 1.1.1 Xác định công suất động Công suất tương đương tính sau: Pct = Pt (k W) η Trong đó: Pct cơng suất cần thiết trục động ( Sv :Lê Đình Hùng trang kW ) Đồ án chi tiết máy Pct η Ngành: Kỹ thuật Cơ khí cơng suất tính tốn trục máy công tác ( kW ) hiệu suất hệ dẫn động Trường hợp tải trọng thay đổi, ta có cơng suất tương đương Pi ∑( P ) ti ∑ ti Ptd = P1 Hay Ptd = P1 P12 t1 + P22 t2 t1 + t2 Với: T1 T = 1; = 0.9 T T Pi = Mà : Tiω 106 => P= Trong đó: P1 = P; P2 = 0,9 P Fv 1800.2,8 = = 5, 04( kW) 1000 1000 Ptd = P12 t1 + P22 t 5, 042.4 + 4,5362.4 = = 4, 794(kW) t1 + t2 4+4 Thay số vào ta có công suất trục tải: Hiệu suất hệ dẫn động theo bảng 2.3 Ta chọn Sv :Lê Đình Hùng trang Đồ án chi tiết máy Ngành: Kỹ thuật Cơ khí Hiệu suất truyền đai ηd = 0,96 ( để hở) Hiệu suất cặp bánh trụ nghiêng: Hiệu suất cặp khớp nối trục Hiệu suất cặp ổ lăn ηbr = 0,97 ηkn = 0,99 ηol = 0,995 Vậy hiệu suất toàn hệ thống: η = ηd ηbr η kn ηol3 = 0,96.0,97.0,99.0,9953 η = 91% Pct = Công suất cần thiết: Ptd 4, 794 = = 5, 268(kW) η 0,91 1.1.2 Xác định số vòng quay đồng Số vòng quay trục máy công tác 6.104.v 6.104.2,8 nlv = = = 121,92(v/ ph) Zt 31.44, 45 Trong đó: v− v = 2,8m / s vân tốc băng tải; Z : Bước xích xích tải Tỉ số truyền sơ hệ dẫn động ut = usb = un ( sb).uh ( sb) Sv :Lê Đình Hùng trang (để kín) Đồ án chi tiết máy Trong đó: uh ( sb) un ( sb) Ngành: Kỹ thuật Cơ khí tỉ số truyền ngoài, truyền đai; un ( sb) = 4,8 tỉ số truyền trong, hộp giảm tốc bánh trụ nghiêng, Vậy ta có: uh ( sb) =5,0 usb ( sb) = 4,8.5 = 24 Số vòng quay sơ động nsb = nlv usb = 121,92.24 = 2926, 08(v / ph) 1.1.3 Chọn động Pdc ≥ Pct Chọn động phải thỏa mãn điều kiện: ndc ≈ nsb Ta chọn số vòng quay đồng động cơ: Theo bảng tra phụ lục với Pct = 5,04(kW) ndc = 3000(v / ph) ndc = 3000(v / ph) 4A100L2Y3 với thông số kỹ thuật sau: P=5,5( n kW ) =2880(v/ph) Tk T T T = 2; MM = 1, 2; => mm < k (TM ) Tdn T T Tdn 1.2 Lập bảng thông số kỹ thuật 1.2.1 Phân phối tỷ số truyền Theo công thức 3.24 ta có Sv :Lê Đình Hùng trang Ta chọn động cơ: Đồ án chi tiết máy ut = Ngành: Kỹ thuật Cơ khí ndc 3000 = = 24, nlv 121, 92 Phân phối tỷ số truyền cho truyền Trong đó: un − ut = un uh tỉ số truyền truyền ngoài: chọn uh = ubr = un = ud = 5, ut 24, = = 4,921 un  uk = : tỉ số truyền qua khớp nối 1.2.2 Xác định cơng suất, số vòng quay trục Công suất trục công tác: PII = Trục II: PI = Trục I: Pct = 4, 794(kW) Pct 4, 794 = = 4,867( kW) ηol ηkn 0,995.0, 99 PII 4,867 = = 5, 04( kW) ηol ηbr 0,995.0,97 Pdc = Trục động cơ: PI 5, 04 = = 5, 28( kW) ηol η d 0, 995.0,96 Số vòng quay trục: Trên trục động cơ: Sv :Lê Đình Hùng ndc = 2880v / ph trang Đồ án chi tiết máy nI = Trên trục I: nII = Trục II: Ngành: Kỹ thuật Cơ khí ndc 2880 = = 576(v / ph ) ud nI 576 = = 117, 05(v / ph) uh 4,921 nct = Trục công tác: nII 117, 05 = = 117, 05(v / ph) uk Xác định mô men trục: Tdc = 9,55.106 Trục động cơ: TI = 9,55.106 Trục I: PI 5, 04 = 9,55.106 = 84225, 69( N mm) nI 576 TII = 9, 55.106 Trục II: PII 4,867 = 9,55.106 = 397093,9( N mm) nII 117, 05 Tct = 9, 55.106 Trục công tác: Pdc 5, 28 = 9,55.10 = 17508,3( N mm) ndc 2880 Pct 4, 794 = 9,55.10 = 391137,9( N mm) nct 117, 05 Ta có bảng thơng số động học sau: Sv :Lê Đình Hùng trang Đồ án chi tiết máy Ngành: Kỹ thuật Cơ khí PHẦN 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG Các thơng số động tỉ số truyền đai ndc = 2880(v / ph) P = 5,5(kW) ud = T = 17508,3( N mm) Dựa vào thông số đầu vào , kết hợp hình 4.1.Ta chọn đai thang loại(kí hiệu ) Với thơng số sau: Loại đai Sv :Lê Đình Hùng Kích thước tiết diện (mm) trang Diện tích Đồ án chi tiết máy Ngành: Kỹ thuật Cơ khí bt Kí hiệu 11 b h y0 13 2,8 Theo bảng 4.13 ta có đường kính bánh đai nhỏ d1 = 100 ÷ 200(mm) l = 560 ÷ 4000( mm) Tra bảng 4.21 ta chọn đường kính bánh đai nhỏ d1 = 140(mm) Vận tốc dài đai v= π d1nd 3,14.140.2880 = = = 21,1(m / s) < vmax = 25(m/ s) 6.10 6.104 Đường kính bánh đai lớn.[1] d = ud d1 (1 − ε ) ε = 0,015 hệ số trượt tương đối d = 5.140.(1 − 0, 015) = 689(mm)  Theo tiêu chuẩn bảng 4.21 Chọn ut = Tỉ số truyền thực tế: d = 600(mm) d2 600 = = 4, 35 d1 (1 − ε ) 140(1 − 0, 015) ∆u = ut − u 4,35 − = = 0,13 < 4%(TM) u Sai lệch tỉ số truyền: Sv :Lê Đình Hùng trang 81 ; chiều dài giới hạn Đồ án chi tiết máy Ngành: Kỹ thuật Cơ khí Chọn khoảng cách trục a sơ Trị số a tính cần thỏa mãn điều kiện sau [4.14] 2(d1 + d ) ≥ a ≥ 0,55(d1 + d ) + h h = 10,5 chiều cao tiết diện 2(140 + 600) ≥ a ≥ 0.55(140 + 600) + 10,5  1480 ≥ a ≥ 417,5  Từ bảng 4.14 tỉ số truyền 4,35 Nội suy tuyến tính ta có a = 0.85 d2 => a=0,85.600= 510(mm) Chọn chiều dài đai d1 + d (d − d1 )2 + 4a 140 + 600 (140 − 600) L = 2.510 + π + 4.510 L = 2201,99( mm) L = 2a + π Theo bảng 4.13 Ta chọn L=2240(mm) Nghiệm số vòng quay đai 1s Theo 4.15[1] i= v 21,1 = = 9, 41(m / s) < 10(m/ s) TM l 2, 24 Tính lại khoảng cách trục Cơng thức 4.6[1] Sv :Lê Đình Hùng trang 10 Đồ án chi tiết máy Ngành: Kỹ thuật Cơ khí Trên đầu trục II lắp trục vòng đàn hồi nên cần chọn chiều trục Ta xác định lại phản lực gối đỡ FrE = F12X + F1Y2 = 373, 62 + 1710,152 = 1750( N ) = Fr FrG = F22X + F22Y = 509,32 + 40662 = 4098( N ) = Fr Xét tỉ số: Fa 1466 = = 0,375 Fr 4098 Dùng ổ bi đỡ - chặn có α = 120 Chọn cấp xác 0, độ đảo hướng tâm 20 µm Chọn kích thước ổ lăn: Đường kính ngõng trục d=45(mm) Sv :Lê Đình Hùng trang 52 Fkn ngược với chiều tính Đồ án chi tiết máy Ngành: Kỹ thuật Cơ khí d = 45( mm) D = 100(mm) Chọn ổ cỡ trung hẹp 46310 có : Xét tỉ số: Fa 1, 466 = = 0, 038 C0 37, C = 48,1( kN ) C0 = 37, 7(kN ) Tra 11.4 ta có e=0,34 Fs = 0,34.Fr = 0,34.1750 = 595(N) Fs = 0,34.Fr = 0,34.4098 = 1393( N ) Fat Gọi ổ Do tổng lực dọc trục từ chi tiết quay tác dụng lên trục từ trục truyền đến Fat hướng từ phải qua trái nên theo quy ước Fat =-1466(N) Tổng lực dọc trục tác dụng lên ổ lăn xác định theo hình vẽ: ∑F ∑F a3 = Fs + Fat = 1393 + 1466 = 2859(N) > Fs a4 = Fs − Fat = 595 − 1466 = 871(N) < Fs Fa = 2859(N) Từ ta có: Fa = 1393( N ) Xét tỉ số sau: Fa 2859 = = 1, 63 > e V Fr 1750 Fa 1393 = = 0, 34 = e V Fr 4098 Sv :Lê Đình Hùng X = 0, 45 nên Y3 = 1, 62 X4 =1 nên Y4 = trang 53 Đồ án chi tiết máy Ngành: Kỹ thuật Cơ khí Tải trọng quy ước ổ lăn: Z= L + B Q3 = ( X V Fr + Y3 Fa ).k t kd = (0, 45.1.1750 + 1, 62.2859).1.1, = 6503(N) 200 ÷ 300 Q = ( X V Fr + Y4 Fa ).kt kd = (1.1.4088 + 0).1, 62 = 6634( N ) Ổ lăn lớn tải trọng nên: 1 QE = 6, 634 13 + 0,93 = 6, 42(kN) 2 Cd = Q.m Lm = 6, 632 362, = 45,8( kN )  Ta thấy Cd < C nên ổ lăn trục II đảm bảo khả tải động Kiểm nghiệm khả tải tĩnh: Qt = X Fr + Y0 Fa Trong đó: X , Y0 (11.19) hệ số tải trọng hướng tâm hệ số tải trọng dọc trục Tra bảng 11.6 ta X = 0,5 có: Y0 = 0, 47 Qt = 0,5.1466 + 0, 47.4098 = 2659(N) > Fr  Có Qt = 2,129( kN ) 6mm Kết 7mm 6mm δ1 = 0,9δ e = (0,8 ÷ 1)δ 6mm 35mm h < 58 Độ dốc Khoảng 20 Đường kính: Bu lơng nền, d1 > 0, 04a + 10 > 12mm d1 Bu lông cạnh ổ, d2 d = (0, ÷ 0,8)d1 d3 = (0,8 ÷ 0,9)d Sv :Lê Đình Hùng trang 55 15mm 11mm 9mm Đồ án chi tiết máy Ngành: Kỹ thuật Cơ khí Bu lơng ghép bích nắp thân, Vít ghép lắp ổ, d3 7mm 5mm d5 = (0,5 ÷ 0, 6)d d4 Vít ghép lắp cửa thăm, d = (0, ÷ 0, 7)d d5 Mặt bích ghép nắp thân: S3 Chiều dày bích thân hộp, Chiều dày bích nắp hộp, S4 Bề rộng bích nắp thân, K3 S3 = (1, ÷ 1,8) d 15mm 15mm S4 = (0,9 ÷ 1)S3 35mm K ≈ K − (3 ÷ 5) mm Kích thước gối trục: Đường kính ngồi tâm lỗ vít: D3 , D2 (D đường kính lỗ lắp ổ lăn) D2 = D + (1, ÷ 2) d D21 = 35 + (1, ÷ 2).7 = 46.2 ÷ 49 45mm 63mm D22 = 50 + (1, ÷ 2).7 = 61, ÷ 64 65mm D3 = D + 4, 4d Bề rộng mặt ghép bu lông cạnh ổ: 80mm D31 = 35 + 4, 4.7 = 65.8 K2 40mm D32 = 50 + 4, 4.7 = 80.8 17mm E2 Tâm lỗ bu lông cạnh ổ : C(k khoảng cách từ tâm bu lông đến mép lỗ) K = E2 + R2 + (3 ÷ 5)mm 38 ÷ 40( mm) E2 = 1, 6d Sv :Lê Đình Hùng trang 56 = 14mm 35mm Đồ án chi tiết máy Ngành: Kỹ thuật Cơ khí R2 = 1,3d 43mm 70 86 C2 = C1 = Chiều cao h C= D3 => Xác định theo kết cấu Mặt đế hộp: Chiều dày: khơng có phần lồi Khi có phần lồi: S1 Dd , S1 ,S2 S1 = (1,3 ÷ 1,5) d1 = 19.5 ÷ 22.5( mm) Dd xác định theo đường kính dao khoét S1 = (1, ÷1, 7)d1 = 21 ÷ 25.5( mm) S = (1 ÷ 1,1)d1 = 16 ÷ 17, 6( mm) Bề rộng mặt đế hộp, K1 22mm 22mm 16mm 48mm 64mm q K1 = 3d1 q ≥ K1 + 2δ Khe hở chi tiết: Giữa bánh với thành hộp Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp ∆ ≥ (1 ÷ 1, 2)δ ∆1 ≥ (3 ÷ 5)δ Phụ thuộc loại hộp giảm tốc lượng dầu bôi trơn hộp Giữa mặt bên bánh với Sv :Lê Đình Hùng ∆ ≥δ trang 57 10mm 35mm Đồ án chi tiết máy Ngành: Kỹ thuật Cơ khí Số lượng bu lơng Z Z= L+B 200 ÷ 300 L, H chiều dài rộng vỏ hộp 6.1.2 Một số chi tiết khác a Cửa thăm Dùng để kiểm tra, quan sát tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào vào hộp Cửa thăm đậy nắp Trên nắp có gắn nút thơng Kích thước cửa thăm sau: Các ký hiệu kích thước bảng 18.5[2] A 100 B 75 A1 150 B1 100 C 125 K 87 R 12 Vít M8 x 22 Số lượng b Nút thông Khi làm việc, nhiệt độ hộp tăng lên Để giảm áp suất điều hồ khơng khí bên bên ngồi hộp, ta dùng nút thơng Nút thông nắp cửa thăm Theo bảng 18.6[2] ta chọn kích thước nút thơng sau: Ký hiệu kích thước hình vẽ bảng 18.6[2] A B C D E G H I K L M N O P Q R S M27 x 15 30 15 45 36 32 10 22 32 18 36 32 c Nút tháo dầu Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn (do bụi bặm hạt mài), bị biến chất, cần phải thay dầu Để tháo dầu cũ, đáy hộp có lỗ tháo dầu Lúc làm việc, lỗ bịt kín nút tháo dầu Theo bảng 18.7[2] ta chọn nút tháo dầu có kích thước sau: d b m M20 x2 15 d Kiểm tra mức dầu Sv :Lê Đình Hùng f L 28 c 2,5 trang 58 q 17,8 D 30 S 22 Do 25,4 Đồ án chi tiết máy Ngành: Kỹ thuật Cơ khí Ta sử dụng que thăm dầu có kết cấu kích thước hình vẽ để kiểm tra mức dầu 30 l 12 Ø Ø 18 Ø 12 Ø5 d d1 e Chốt định vị Mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chứa đường tâm Lỗ trục lắp nắp thân hộp gia cơng đồng thời Để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép, ta dùng chốt định vị Nhờ có chốt định vị, xiết bulơng khơng làm biến dạng vòng ngồi ổ (do sai lệch vị trí tương đối nắp thân), loại trừ nguyên nhân làm ổ chóng mỏi Theo bảng 18.4b[2] ta chọn chốt định vị hình có hình dạng kích thước sau: l d c x 45 c 1,0 l 40 Bôi trơn điều chỉnh ăn khớp a Bôi trơn truyền hộp Để giảm mát cơng suất ma sát, giảm mài mòn răng, đảm bảo nhiệt tốt đề phòng tiết máy bị han gỉ cần phải bôi trơn liên tục truyền hộp giảm tốc Sv :Lê Đình Hùng trang 59 Đồ án chi tiết máy Ngành: Kỹ thuật Cơ khí Do vận tốc vòng bánh