Đồ án tốt nghiệp thiết kế hệ thống cấp liệu băng tải

Đồ án bao gồm: Bản thuyết minh Bản vẽ lắp 2D Bản vẽ chi tiết Bản vẽ phân rã 3D Máy cấp liệu băng tải là thiết bị không thể thiếu trong hoạt động sản xuất khép kín và tự động. Máy được thiết kế dùng để cấp liệu đầu vào phù hợp cho các dây truyền sản xuất: phân vi sinh, khai thác khoáng sản, than đá, vật liệu xây dựng...Sự ra đời của máy sẽ giúp khâu cấp liệu đầu vào của dây truyền sản xuất phân vi sinh được tự động hóa, thuận tiện, nhanh chóng. Công năng của máy phù hợp với dây truyền của các cơ sản xuất phân bón vi sinh hiện nay.

1 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ LỜI NĨI ĐẦU Đất nước ta đường Cơng Nghiệp Hóa-Hiện Đại Hóa theo định hướng XHCN nghành cơng nghiệp đóng vai trị quan trọng Các hệ thống máy móc ngày trở nên phổ biến đại bước thay sức lao động người Để tạo làm chủ máy móc địi hỏi phải tìm tịi, nghiên cứu nhiều Là sinh viên ngành thiết kế khí chúng em ln thấy tầm quan trọng kiến thức mà tiếp thu từ thầy cô Thực Đồ án tốt nghiệp công việc quan trọng hữu ích giúp cho sinh viên chúng em tự hệ thống lại kiến thức học năm qua, nâng cao khả tự học, tìm kiếm, tổng hợp tài liệu, cải thiện kĩ làm việc theo nhóm, đem lý thuyết học vận dụng vào thực tế giúp cho sinh viên đúc kết nhiều kinh nghiệm hữu ích, quý giá làm hành trang cho công việc sau trường Đồng thời, thơng qua q trình thực đồ án tạo mối quan hệ gần gũi hơn, thân thiết thầy sinh viên Vì kiến thức cịn hạn chế, kinh nghiệm thực tế không nhiều nên không tránh thiết sót Chúng em mong nhận ý kiến đánh giá, bảo quý thầy cô bạn Chúng em xin chân thành cám ơn q thầy cơ, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ chúng em hoàn thành Đồ án tốt nghiệp Đặc biệt chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Hồng Xn Khoa tận tình bảo, hướng dẫn chúng em hoàn thành đồ án CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung 1.1.1 Cơ sở lý luận thực tiễn a Tình hình nghiên cứu nước ngồi Phân vi sinh hay phân bón vi sinh loại phân bón dùng phổ biến lĩnh vực nông nghiệp công nghệ cao nhiều nước giới, có Việt Nam Bản chất phân vi sinh chế phẩm có chứa lồi vi sinh vật có ích Có nhiều nhóm vi sinh vật có ích bao gồm vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn sử dụng để làm phân bón Hệ thống cấp liệu băng tải sử dụng nhiều hệ thống làm phân vi sinh nhiều nước giới, đặc biệt Nhật Bản, Israel giá thành đắt kích thước lớn, chưa phù hợp với điều kiện sản xuất Việt Nam b Tình hình nghiên cứu nước Hầu hết sở sản xuất phân vi sinh phải có cơng nhân đứng phụ trách phần cấp liệu đầu vào cho dây truyền Điều làm ảnh hưởng đến kinh tế suất dây truyền Hệ thống cấp liệu băng tải thực tế sử dụng chủ yếu dây truyền làm gạch, dây truyền làm phân vi sinh thực tế chưa áp dụng 1.1.2 Giới thiệu hệ thống cấp liệu băng tải Máy cấp liệu băng tải thiết bị khơng thể thiếu hoạt động sản xuất khép kín tự động Máy thiết kế dùng để cấp liệu đầu vào phù hợp cho dây truyền sản xuất: phân vi sinh, khai thác khoáng sản, than đá, vật liệu xây dựng Sự đời máy giúp khâu cấp liệu đầu vào dây truyền sản xuất phân vi sinh tự động hóa, thuận tiện, nhanh chóng Cơng máy phù hợp với dây truyền sản xuất phân bón vi sinh Máy cấp liệu có nhiệm vụ chuyển, cung cấp liệu cách định lượng liên tục xuống hệ thống khác Vật liệu đưa vào thùng chứa liệu, hệ thống băng tải lăn chuyển vật liệu ngoài thùng chứa Vật liệu qua cửa thùng cấu gạt điều phối bới tơi Từ đó, lượng vật liệu với lượng ổn định liên tục Máy cấp liệu phù hợp cho nhiều dạng vật liệu, kể loại vật liệu có độ ẩm lớn mà máy cấp liệu rung không chuyển xuống được: đất, cao lanh, quặng đất Máy có kết cấu vững chắc, hoạt động ổn định, dễ vận hành, suất cao, chế tạo đơn giản, theo quy cách - Các phận hệ thống cấp liệu bao gồm: + Phễu chứa cấp liệu + Cơ cấu tay gạt vật phẩm + Hệ thống lăn băng tải + Băng tải vận chuyển vật phẩm + Bộ phận dẫn truyền động: động cơ, hộp giảm tốc, truyền đai, xích + Một số phận, chi tiết phụ khác Hình 1 Hệ thống máy cấp liệu băng tải 1.1.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế hệ thống cấp liệu băng tải dây truyền làm phân vi sinh với suất từ đến Mục tiêu kinh tế - xã hội: Đảm bảo yếu tố giá thành rẻ, hợp lý điều kiện Việt Nam Mục tiêu khoa học công nghệ: Đảm bảo chất lượng cấu chế tạo Hệ thống dễ vận hành sử dụng, đạt suất theo yêu cầu 1.1.4 Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu, khảo sát hệ thống cấp liệu băng tải có nước, lựa chọn hệ cấu phù hợp với đề tài Tính tốn, lựa chọn mơ hình ngun lý phù hợp với đề tài Thiết kế hệ cấu đảm bảo chất lượng giá thành Thiết kế để đạt suất yêu cầu 1.1.5 Mục tiêu thiết kế Tính lắp lẫn: Khi thay chi tiết lắp với cách dễ dàng, thuận tiện, nhanh chóng đảm bảo tính chất mối ghép, xác Mơi trường: Do vật liệu vận chuyển nên đảm bảo q trình vận chuyển có bụi, mơi trường làm việc độc hại, gây ô nhiễm môi trường Vận hành: Dễ dàng, thao tác an tồn cho cơng nhân Bảo dưỡng: thiết phải lập kế hoạch kiểm tra toàn hệ thống để đảm bảo hệ thống hoạt động liên tục, tránh cố bất ngờ xảy An toàn: Các phận hệ thống ln phải có thiết bị an toàn để bảo vệ cho người sử dụng Tất phận hệ thống cần che chắn để đảm bảo an toàn cho người sử dụng thiết bị xung quanh Kết luận: Hệ thống cấp liệu băng tải sử dụng dây truyền sản xuất phân vi sinh loại bỏ việc cấp liệu thủ công dây truyền sản xuất, cho suất cao, máy vận hành liên tục, làm việc thời gian dài,vận chuyển theo hướng định phương ngang Bên cạnh hệ thống cịn có cấu tạo đơn giản, bền, làm việc gây ồn, suất cao tiêu hao lượng không cao Từ cấu tạo, ưu điểm hệ thống cấp liệu, tính tốn thiết kế hệ thống cấp liệu băng tải cho dây chuyền làm phân vi sinh với xuất từ đến CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG BĂNG TẢI Bảng Số liệu đầu vào băng tải Năng suất (tấn/h) Chiều dài vận chuyển Tốc độ băng tải Khối lượng riêng vật liệu Băng tải làm việc theo phương ngang 2,5 (m) 0,25 (m/s) 0,4 (tấn/m3) Trong tính tốn thiết kế băng tải cần phải tính tốn xác định bề rộng băng tải, diện tích mặt cắt ngang, cơng suất, dây băng cấu trúc hệ thống băng tải 2.1 Xác định độ rộng tối thiểu băng tải Độ rộng băng tải phụ thuộc lưu lượng cần vận chuyển kích cỡ vật phẩm cần vận chuyển băng Kích cỡ vật phẩm lớn độ rộng băng tải phải rộng Bề rộng băng tải xác định theo cơng thức: Trong đó: kG= hệ số giảm suất độ dốc đặt máy kb = 325 hệ số phụ thuộc hình dạng băng V = 0,25 tốc độ vận chuyển băng (m/s) γ = 0,4 trọng lượng riêng vật liệu vận chuyển (tấn/) Chiều rộng băng cịn kiểm tra theo kích thước hạt vật liệu lớn amax : B = 2amax + 200 = 2.100 + 200 = 400 (mm) Với amax = 100 (mm) Vậy với loại vật liệu cần vận chuyển phân vi sinh, ta chọn loại băng có bề rộng: B = 750 (mm) (Tra bảng 1[1]) 2.2 Xác định vận tốc băng tải 10 Vận tốc băng tải cần giới hạn tùy thuộc dung lượng băng, độ rộng băng đặc tính vật liệu cần vận chuyển Theo bảng 3[1] ta có vận tốc lớn băng tải: V max = 180 (m/ph) = (m/s) Đảm bảo không vượt trị số vận tốc bảng [1], đạt lưu lượng vận chuyển theo yêu cầu cho trước Vậy ta chọn vận tốc băng tải V=0,25 (m/s) 2.3 Diện tích mặt cắt ngang dịng chảy (m2) Trong đó: A: Diện tích mặt cắt ngang dịng vận chuyển (m2) B: Độ rộng băng tải (m) K: Hệ số tính tốn mặt cắt dịng chảy Theo bảng 4[1] ta có: K=0,0591 => A= 0,0591.(0,9.0,75-0,05) = 0,023 (m ) 2.4 Góc mái Góc mái đống vật phẩm góc hình thành đường nằm ngang mái dốc đống vật phẩm (hình 2.1) Theo bảng 5[1] ta có góc mái ϕ = 200 Hình Góc mái 2.5 Khối lượng riêng tính tốn Khối lượng riêng tính tốn khối vật phẩm có tính đến khoảng cách hạt hay đối tượng vận chuyển 76 Bảng Thông số học vật liệu Mô dun đàn hồi E = 2.1011 (MPa) Giới hạn bền cho phép Trọng lượng riêng = 380 (MPa) = 7,85 (g/cm3) Bảng Thông số hình học kết cấu Kích thước Dài Rộng Cao mm 2240 1890 2260 Bảng 5 Thông số điều khiển lưới Kiểu lưới Kích thước phần tử Số lượng phần tử Lưới 1D 1069 phần tử * Điều kiện biên Điều kiện biên điều kiện cần thiết để giải toán giá trị biên Điều kiện biên bao gồm ràng buộc tải trọng Các ràng buộc chủ yếu hệ khung liên kết ngàm đặt chân thép hình U khung Tại điểm này, hạn chế bậc tự chuyển vị, biến dạng Tải trọng chủ yếu mà hệ khung phải chịu tải trọng phân bố đều, tác dụng lên bề mặt tiếp xúc khung lợp Ta coi thùng chứa liệu khung thép liên kết với nhau, bỏ qua chắn coi lực tác dụng lên thép hai bên Theo lực hút trái đất, hướng lực thân nguyên liệu gây hướng theo chiều từ xuống đất: Diện tích miệng thùng là: S = 1,67.2 = 3,34 (m2) Lực nguyên liệu gây ra: P = 1,53 = 15300 (N) Lực phân bố thép: q = P/S = 4664,634 (N/m) 77 Hình Phân tích lực tác dụng hệ thống Dựa vào hình vẽ ta có: Các thơng số vật liệu thùng là: = 0,4 tấn/m3 = 400 kg/m3 - Lực tác dụng lên thành bên BC (q1), OP (q2) là: q1 = q2 = q =ρ.V1 / BC = 400.(1/1,2) = 333 (kg/m) = 3330 (N/m) -Lực tác dụng xuống đáy là: q3 =ρ.V3 / CP = 400.(1,5/0,5) = 480 (kg/m) = 4800 (N/m) 78 c Kết mơ Hình Biểu đồ đặt lực Hình Moment uốn theo phương x 79 Hình 5 Moment uốn theo phương y d Kiểm nghiệm bền cho làm khung Ta lựa chọn kích thước đỡ diện tích mặt cắt ngang, ta cần chọn chịu lực lớn áp dụng cho tất thanh: - Lựa chọn tiết diện hình hộp rỗng, 80 Vật liệu làm thép CT3 có [σc] = 146 (Mpa) Hình Moment theo phương vị trí cần kiểm tra Hình Moment theo phương vị trí cần kiểm tra Bảng Kết kiểm nghiệm Vị trí Vị trí Vị trí 81 Mx (Nm) My (Nm) -691 -861 -560 -141 -560 -712 Vị trí nguy hiểm vị trí 1: Trong đó: σ1 ứng suất lớn Mx mô men uốn theo phương x: Mx = -691(Nm) = -691000 (Nmm) My mô men uốn theo phương y: My = -861(Nm) = -861000 (Nmm) W: Mô men chống uốn thep hộp rỗng nên W = Wx = Wy Ta có: Trên sở ta chọn thép hộp có kích thước 50x50x2 (mm) thỏa mãn điều kiện e Kiểm nghiệm bền cho chống Lựa chọn tiết diện mặt cắt ngang thép chữ C, lựa chọn vật liệu làm thép CT3 có [σ] = 380 (Mpa), Khi kiểm nghiệm bền ta lựa chọn chịu lực lớn để kiểm nghiệm áp dụng cho lại Ta lựa chọn thép chữ U: Bảng Thông số thép U Ký hiệu U120x65 Wx(mm3) 67840 Wy(mm3) 12000 82 Hình Moment uốn theo phương x chống Hình Moment uốn theo phương y chống * Kiểm nghiệm bền cho chống chịu lực lớn nhất: 83 Hình 10 Moment chống uốn theo phương x Hình 11 Moment chống uốn theo phương z Mặt cắt nguy hiểm mặt cắt 2: Tại mặt cắt có: Mx = 2902 (Nm) = 2902000 (Nmm) My = 567 (Nm) = 567000 (Nmm) Như vậy, chống đủ điều kiện bền 84 Hình 12 Mơ ứng suất khung chịu lực Hình 13 Biểu đồ chuyển vị khung 85 Dựa vào kết mô ta thấy, ứng suất lớn σ = 257 (MPa) < [σb] = 380 (MPa) Như vậy, khung đủ điều kiện bền 5.2 Hệ khung băng tải 5.2.1 Chức Hệ khung có chức đỡ hệ thống băng tải làm việc, nơi đặt hệ thống dẫn động gồm động cơ, hộp giảm tốc, truyền 5.2.2 Yêu cầu thiết kế Hệ khung thiết kế phải đảm bảo chống lại dạng hỏng hệ khung suốt trình hoạt động Phải ổn định làm việc chịu tải trọng từ kết cấu bên tải trọng bên Hệ cần đảm bảo cứng vững, thời hạn sử dụng 50000 Thiết kế cần tiết kiệm vật liệu, chế tạo dễ dàng Tải trọng phải chịu: khoảng 5.2.3 Thiết kế Sau tính tốn kích thước sơ bộ, tương đương phận, nhóm đưa kích thước sau: Bảng Vật liệu chế tạo khung băng tải Tên Thép hình U80 Thép hình U120 Vật liệu CT3 CT3 Giới hạn bền 380 Mpa 380 MPa 86 Hình 14 Khung đỡ băng tải hệ dẫn động Bảng Thông số thiết kế khung băng tải Dài Rộng Cao 3240 (mm) 995 (mm) 1302 (mm) 5.2.4 Mơ kiểm nghiệm Hình 15 Mức chuyển vị thành phần khung 87 Hình 16 Mơ ứng suất sinh q trình làm việc khung Dựa vào hình ảnh, ta thấy ứng suất lớn σ = 220 (MPa) < [σb] = 380 (MPa) Điều cho thấy, theo kiểm nghiệm, hệ khung đảm bảo bền 88 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ * Kết luận Hệ thống máy cấp liệu có cấu tạo đơn giản, lắp đặt dễ dàng, phận hợp thành có khối lượng khơng q lớn nên vận chuyển nhẹ nhàng thuận tiện Sự điều chỉnh sức căng băng đơn giản nhờ phận căng băng vít-đai ốc điều chỉnh dễ dàng nhờ mà băng làm việc ổn định, độ căng phù hợp Việc định lượng cấp liệu hệ thống thực nhờ vào cửa xả liệu Sự lên hay xuống cửa xả làm tăng giảm lượng nguyên liệu Hệ thống cấp liệu băng tải ứng dụng dây truyền làm phân vi sinh làm giảm nhiều sức lao động, chi phí việc vận chuyển cấp liệu cho dây chuyền định lượng vật phẩm Máy vừa làm chức vận chuyển cấp liệu vừa thiết bị định lượng liên tục nên phù hợp với dây truyền sản xuất phân vi sinh Với kết thực tế hoạt động cho thấy phù hợp thông số tính tốn thơng số làm việc thực tế Vậy hệ thống máy thiết kế ứng dụng dây truyền đạt kết tốt, đáp ứng nhu cầu, thay sức lao động chân tay sở, doanh nghiệp sản xuất phân vi sinh * Kiến nghị Với kết đạt ban đầu đề tài đưa hệ thống máy băng tải vào ứng dụng dây truyền làm phân vi sinh Đề nghị tiếp tục theo dõi để bổ sung hoàn chỉnh từ thiết kế, chế tạo đến vận hành Các đề tài nghiên cứu cần nghiên cứu, tìm hiểu kĩ, chi tiết quy trình tính tốn ngồi thực tế loại máy tối ưu 89 Trong trình vận hành khai thác sử dụng hệ thống cần lưu ý số điểm quan trọng sau: -Vận hành hệ thống quy định, tránh để hệ thống bị tải -Quá trình bảo dưỡng phải tiến hành thời gian quy định thay cần thiết -Quá trình sửa chữa hộp giảm tốc cần phải thay bánh mà khơng có vật liệu thiết kế nhà sản xuất thay vật liệu khác thỏa mãn,do hệ số an toàn kiểm tra lớn 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Dự (năm 2011), Hướng dẫn tính tốn băng tải [2] Vũ Ngọc Pi (năm 2011), Tính tốn băng tải [3] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển (năm 2005), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1, nhà xuất giáo dục [4] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lâm, Thiết kế chi tiết máy, nhà xuất giáo dục [5] https://www.youtube.com/watch?v=UCPGJB3llVU [6] http://thietbimayda.com/may-cap-lieu-bang-tai [7] http://conlan.vn/Kich-thuoc-con-lan.html ... tế chưa áp dụng 1.1.2 Giới thiệu hệ thống cấp liệu băng tải Máy cấp liệu băng tải thiết bị thiếu hoạt động sản xuất khép kín tự động Máy thiết kế dùng để cấp liệu đầu vào phù hợp cho dây truyền... tốn thiết kế băng tải cần phải tính tốn xác định bề rộng băng tải, diện tích mặt cắt ngang, công suất, dây băng cấu trúc hệ thống băng tải 2.1 Xác định độ rộng tối thiểu băng tải Độ rộng băng tải. .. Một số phận, chi tiết phụ khác Hình 1 Hệ thống máy cấp liệu băng tải 1.1.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế hệ thống cấp liệu băng tải dây truyền làm phân vi sinh với suất