Bài giảng máy nâng chuyển

LỜI NĨI ĐẦU Máy nâng chuyển loại máy có cơng dụng nâng vật di chuyển vật khoảng cách ngắn Nó đóng vai trị quan trọng việc nâng cao suất lao động giảm nhẹ sức lao động cho ngƣời, nâng cao chất lƣợng sản phẩm hạ giá thành Máy nâng chuyển thiết bị đƣợc sử dụng phổ biến sở sản xuất nói chung Ðây thiết bị quan trọng hàng đầu vấn đề giới hóa, tự động hóa thao tác nâng chuyển xếp dỡ loại phôi, nguyên vật liệu, thiết bị, hàng hóa…Trên Tàu thủy, Ơ tơ Trong phân xƣởng chế tạo máy, đóng tàu cơng trình xây dựng, Cảng biển Ðộ tin cậy thiết bị ảnh hƣởng trực tiếp đến an toàn ngƣời vận hành Vì việc tìm hiểu, nghiên cứu máy nâng thiếu tất kỹ sƣ Và điều giải thích Máy nâng học phần sở bắt buộc khung chƣơng trình đào tạo bậc Đại học ngành Cơ khí nói chung chun ngành Cơ khí: Động lực Tàu thuyền, Động lực Ơ tơ, Chế tạo Máy, Đóng tàu thủy… Bài giảng “Máy nâng chuyển” cung cấp số kiến thức đặc điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phạm vi sử dụng phƣơng pháp tính tốn thiết kế cụm chi tiết máy thƣờng gặp máy nâng nhƣ máy nâng thông dụng Đồng thời giảng “Máy nâng chuyển” tài liệu giảng dạy, học tập, nghiên cứu cho chuyên ngành khí đƣợc đào tạo trƣờng Đại học Sƣ phạm kỹ thuật Nam Định bao gồm: Cơng nghệ Ơ tơ, Cơng nghệ Chế tạo Máy, Công nghệ Hàn Tuy nhiên vấn đề trình bày tập giảng cịn có nhiều hạn chế sai sót Chúng tơi mong nhận đƣợc góp ý chân thành thầy cô trƣờng bạn để giúp chúng tơi hồn thiện tập giảng NHÓM TÁC GIẢ CHƢƠNG 1: CÁC CHI TIẾT VÀ THIẾT BỊ MÁY NÂNG 1.1 Các đặc tính máy nâng .4 1.1.1 Trọng tải Q 1.1.2 Vùng phục vụ 1.1.3 Các vận tốc chuyển động 1.1.4 Chế độ làm việc…… ……………………………………………………5 1.2 Cấu tạo phận cấu nâng 1.2.1 Sơ đồ cấu nâng 1.2.2 Những quan hệ tĩnh học động học 10 1.3 Bộ phận mang tải .12 1.3.1 Móc .13 1.3.2 Cặp giữ 20 1.4 Dây cấu nâng .25 1.4.1 Cáp thép bện .26 1.4.2 Xích hàn 31 1.4.3 Xích 33 * So sánh cáp xích 34 1.5 Bộ phận hƣớng dẫn dây 35 1.5.1 Tang 35 1.5.2 Rịng rọc đĩa xích 39 1.5.3 Palăng 43 1.6 Thiết bị hãm .45 1.6.1 Cơ cấu bánh cóc 46 1.6.2 Mô men phanh cấu nâng .50 1.6.3 Phanh má .54 1.6.4 Phanh đai .64 1.6.5 Phanh áp trục 71 1.6.6 Phanh tự động .74 1.6.7 Tay quay an toàn 77 1.7 Cơ cấu nâng 78 1.7.1 Cơ cấu dẫn động tay 79 1.7.2 Cơ cấu dẫn động điện 81 1.7.3 Quá trình mở máy cấu nâng 82 1.7.4 Quá trình phanh cấu nâng 86 1.7.5 Đặc điểm cấu tạo cấu nâng 87 CHƢƠNG 2: CÁC MÁY TRỤC THÔNG DỤNG 90 2.1 Thiết bị nâng đơn giản .90 2.1.1 Kích .90 2.1.2 Tời .94 2.2 Palăng 98 2.3 Cầu trục cần trục quay 103 2.3.1 Cầu trục .103 2.3.2 Cần trục quay 116 2.3.3 Tính tốn kết cấu kim loại cần trục thông dụng 126 CHƢƠNG 3: MÁY CHUYỂN LIÊN TỤC 127 3.1 Máy chuyển có phận kéo 128 3.1.1 Khái niệm chung .128 3.1.2 Phép tính lực kéo 131 3.1.3 Bộ phận dẫn động phận kéo căng 134 3.1.4 Băng tải .136 3.1.5 Xích tải 137 3.1.6 Guồng tải đứng 140 3.2 Máy chuyển khơng có phận kéo 141 3.2.1 Băng chuyền lăn 141 3.2.2 Máy chuyển quán tính .142 3.2.3 Máy chuyển kiểu vít 143 CHƢƠNG 1: CÁC CHI TIẾT VÀ THIẾT BỊ MÁY NÂNG 1.1 Các đặc tính máy nâng 1.1.1 Trọng tải Q Trọng tải máy trục trọng lƣợng danh nghĩa lớn tải (vật nâng) mà máy nâng đƣợc theo tính tốn thiết kế Dãy tải trọng (tính Tấn) đƣợc tiêu chuẩn hóa dãy tải trọng sau: - 0,1 - - 0,2 0,25 0,32 0,4 0,5 0,05 0,63 0,8 - 10 100 1,6 16 160 20 200 2,5 25 250 3,2 32 320 40 400 50 500 6,3 63 630 80 800 1,25 12,5 125 140 180 225 280 360 450 550 710 900 1000 1.1.2 Vùng phục vụ a Chiều cao nâng H Chiều cao nâng H khoảng cách từ mặt máy đứng đến tâm thiết bị mang vật vị trí cao Với cần trục có tay cần chiều cao nâng thay đổi phụ thuộc vào tầm với b Khẩu độ L Khẩu độ L khoảng cách theo phƣơng nang đƣờng trục hai đƣờng ray mà máy di chuyển c Hành trình S Hành trình quãng đƣờng cần di chuyển theo phƣơng dọc ray (với cần trục góc xoay) H L S Hình 1.2: Sơ đồ cần trục Hình 1.1: Sơ đồ cầu trục 1.1.3 Các vận tốc chuyển động Vận tốc làm việc cấu máy trục tùy thuộc tính chất công việc, công dụng máy chế độ làm việc máy Ở cầu trục công dụng chung có vận tốc nhƣ: + Vận tốc nâng khơng vƣợt q 25 ÷ 30 m/ph + Vận tốc di chuyển xe cầu 35 ÷ 50 m/ph + Vận tốc di chuyển cầu 100 ÷ 120 m/ph + Vận tốc quay(đối với cần trục): nq = 0,5 ÷ 3,0 v/ph 1.1.4 Chế độ làm việc Đặc điểm máy trục làm việc theo chế độ ngắt đoạn, lặp lặp lại, có tính chất chu kỳ Ngồi máy sử dụng với nhiều tải trọng khác nhau, tỷ lệ thời gian sử dụng cƣờng độ làm việc khác nhau… Do chúng đƣợc phân loại theo nhóm chế độ làm việc khác Chế độ làm việc đặc tính quan trọng máy trục Nó phản ánh bƣớc tính tốn thiết kế cấu nhƣ kết cấu kim loại Máy trục đƣợc thiết kế chế tạo sử dụng chế độ làm việc đảm bảo an toàn hiệu kinh tế Từng cấu máy trục đƣợc sử dụng với chế độ khác Chế độ chung cho máy trục lấy theo chế độ sử dụng cấu nâng a Phân loại chế độ làm việc theo tiêu Các cấu máy trục đƣợc phân thành hai nhóm: Nhóm 1: dẫn động tay quay có chế độ sử dụng quay tay Nhóm 2: dẫn động động có chế độ: nhẹ, trung bình, nặng nặng Để phân loại chế độ làm việc dùng tiêu sau: Hệ số sử dụng theo trọng tải KQ  Qtb Q Trong đó: Qtb _ trọng lƣợng trung bình vật nâng ca làm việc Q _ trọng tải danh nghĩa máy Hệ số sử dụng năm kn = = Số ngày làm việc năm 365 Hệ số sử dụng ngày kng= = Số làm việc ngày 24 Ngồi có tiêu để đánh giá chế độ sử dụng động điện Thời gian đóng động TD%  T0 100% T T0 _ thời gian đóng động chu kỳ hoạt động máy T0 = Σtm + Σtv T _ thời gian hoạt động chu kỳ T = Σtm + Σtv + Σtp + Σtd Trong đó: Σtm _ tổng thời gian mở máy Σtv _ tổng thời gian chuyển động với vận tốc ổn định Σtp _ tổng thời gian phanh Σtd _ tổng thời gian dừng máy Số lần mở máy (m) Số chu kỳ (ack) Nhiệt độ môi trƣờng xung quanh (t0) Số liệu tiêu đặc trƣng chế độ làm việc cho bảng Cách phân loại phức tạp, dựa nhiều tiêu khó phản ánh hết tính đa dạng sử dụng máy trục Bảng 2: Các tiêu đặc trưng chế độ sử dụng Các tiêu Chế độ sử dụng Nhẹ Trung bình Nặng Rất nặng KQ 0,25-1,0 0,75 0,75-1,0 1,0 Kn ~ 0,25 0,5 0,75 1,0 Kng ~ 0,33 0,67 0,67 1,0 TĐ % 15 25 40 40-60 m lần/h 60 120 240 360 ack/h 10-15 20-25 30-35 40 t0C 25 25 25 45 b Phân loại cấu theo tiêu chuẩn quốc tế (ISO) Căn tiêu sau đây: Cấp sử dụng: đặc trƣng tổng số sử dụng cấu Trong đời máy Có 10 cấp sử dụng (bảng 3) từ T0 đến T9 Bảng Cấp sử dụng cấu Cấp sử dụng Tổng thời gian sử dụng (h) Ghi T0 200 T1 400 T2 800 T3 1600 T4 3200 Sử dụng nhẹ, đặn T5 6300 Sử dụng gián đoạn, đặn T6 12500 Sử dụng căng, bất thƣờng T7 25000 T8 50000 T9 100000 Sử dụng ít, bất thƣờng Sử dụng căng Trạng thái tải cấu: đặc trƣng hệ số gia tải Km   ti  Pi     ti  Pmax  Trong đó: Pi _ mức tải trọng, ti _ thời gian chịu tải (bảng 3) ký hiệu từ L1 đến L4 Bảng 4: Hệ số gia tải danh nghĩa cấu Trạng thái tải Km Ghi L1 – nhẹ 0,125 Cơ cấu chịu tải tối đa, thong thƣờng chịu tải nhẹ L2 – vừa 0,25 Cơ cấu chịu tải tối đa tƣơng đối nhiều, thông thƣờng chịu tải vừa L3 – nặng 0,5 Cơ cấu nhiều chịu tải tối đa, thông thƣờng chịu tải nặng L4 – nặng 1,0 Cơ cấu thƣờng xuyên chịu tải tối đa Nhóm chế độ sử dụng đƣợc phân loại sở phối hợp tiêu – có chế độ làm việc cấu (bảng 4) ký hiệu từ M1 đến M8 Bảng 5: Nhóm chế độ làm việc cấu Cấp sử dụng Trạng thái tải T0 T1 T2 L1 L2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M8 L3 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 L4 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 T9 M8 Sự tƣơng ứng gần cách phân loại nhóm chế độ làm việc: M1 – quay tay; M2, M3 – nhẹ; M4, M5 – trung bình; M6, M7 – nặng M8 – nặng 1.2 Cấu tạo phận cấu nâng 1.2.1 Sơ đồ cấu nâng Cơ cấu nâng tất loại máy trục có cấu tạo theo sơ đồ nguyên tắc (hình 1.3a) Theo sơ đồ này, cấu nâng gồm có tang quay hình trụ có dây (cáp xích), vật treo đầu dây, trục có tay quay đầu Lực căng dây T0 dây trọng lƣợng Q vật, gây trục tang mô men R Do Do MP P Mv To Mo io MP R To Q Q b) a) Mv Do Do Mv MP io R T"o MP R io T'o P P Q Q d) c) Hình 1.3: Sơ đồ cấu nâng P M v  T0 D0 D Q 2 Mv vật gây phải đƣợc cân mô men tay quay Mp Mv = Mp (chƣa tính đến lực cản cấu) Q D0  P.R Do đó: QP R D0 Trong đó: P_ Lực ngƣời đặt tay quay, trị số có hạn, điều kiện làm việc thời gian ngắn tối đa Pmax = 300N R_ Bán kính tay quay, giới hạn chiều dài cánh tay ngƣời D0_ Đƣờng kính tang, khơng thể làm nhỏ q dây cuống có độ cứng định Xem thế, ta thấy trọng lƣợng Q vật hệ thống nâng đƣợc trị số có hạn, khơng lớn Trên thực tế cần nâng vật nặng, nối trực tiếp tay quay với trục tang Mp « Mv, cần đƣa vào phận truyền trung gian để tăng Mp đến Mv Tỷ số truyền cần thiết (hình 1.3b) i0  Mv Mp Nếu tính mát truyền, trục tang, mát độ cứng dây thì: i0  Mv M p  Với η _ hiệu suất chung cấu Bộ phận trung gian phần phức tạp đắt tiền Cần tìm cách giảm bớt i0 Để đạt mục đích ta đƣa vào hệ thống ròng rọc, gọi Pa lăng Nếu đƣa vào ròng rọc di động hình 1.3c lực căng nhánh dây lên tang bằng: T '0  Q Mô men vật nâng: M '  T0  D0 Q D0  2 Tức giảm khoảng hai lần, Mp tỉ số truyền i’0 giảm khoảng hai lần Nếu treo vật nhán dây (hình 1.3d), lực căng dây T" Q Do M”v i"0 giảm khoảng lần Khơng thể dùng q nhiều rịng rọc, làm phức tạp cồng kềnh cho cấu, tăng lực cản phụ, dây chóng hỏng Trong trình thiết kế cần kết hợp dùng truyền trung gian Pa lăng cho hợp lý Ngồi cấu nâng cần có phận bảo đảm giữ vật trạng thái treo, điều chỉnh vận tốc hạ cần, thiết bị phanh hãm Nhƣ cấu nâng có phận sau đây: Bộ phận mang tải Bộ truyền trung gian Dây Phần dẫn động Pa lăng Tang Thiết bị phanh hãm 1.2.2 Những quan hệ tĩnh học động học Muốn tính phận tiết máy cấu nâng, cần biết trị số lực mô men tác dụng lên chúng nhƣ thông số động học (vận tốc, số vòng quay) Hãy xét cấu nâng (hình 1.4) có Pa lăng với bội suất a, hiệu suất ηp truyền trung gian có tỷ số truyền i0 hiệu suất η0 Mv Do III II To Q i1,n1 MP n3 i2,n2 I Hình 1.4: Sơ đồ cấu nâng Khi động quay theo chiều tƣơng ứng, vật đƣợc nâng lên với vận tốc Lực căng nhánh dây bỏ qua ma sát: T '0  T '1  T '2   Q a Thực tế, có lực cản phụ, lực căng nhánh dây lên tang lúc nâng vật lớn hơn: 10 b Tính xác Phƣơng pháp tính xác dựa phân tích lực căng điểm đặc trƣng sơ đồ máy phụ thuộc vào lực cản chuyển động máy Theo nguyên tắc thì: lực căng điểm i lực căng điểm (i - 1) trƣớc cộng với lực cản chuyển động máy đoạn (i - 1) đến i Si = Si-1 + Wi-1/i Ta áp dụng cho sơ đồ băng tải nhƣ hình 3.5 S5 v S6 S2 S7 = S S1 H So q o sin  S4 S3 Ký hiệu: qo q o cos L1 L2 Hình 3.5: Sơ đồ băng tải để tính lực kéo qo – trọng lƣợng 1m băng q – trọng lƣợng 1m vật liệu đƣợc chuyển băng c - hệ số cản chuyển động băng θ – góc nghiêng So – lực căng nhánh nhả trạng thái dẫn S1, S2, …, S7 – lực căng băng điểm đặc trƣng Vật liệu đƣợc di chuyển từ trạm căng lên dốc (góc nghiêng β), qua đoạn ngang đến tang dẫn; nhánh có tải, nhánh dƣới khơng tải Các đoạn băng đặc trƣng kích thƣớc H – độ cao nâng; L1, L2 – độ dài chuyển theo phƣơng ngang Áp dụng cơng thức tính lực căng điểm trên, ta có: S1 = S0 + W0/1 S2 = S1 + W1/2 S3 = S2 + W2/3 S4 = S3 + W3/4 S5 = S4 + W4/5 S6 = S5 + W5/6 S7 = S6 + W6/7 = S Sau ta phân tích dạng lực cản chuyển động băng W0/1 – Lực cản đoạn từ điểm O đến điểm lực cản chuyển động băng đoạn ngang Với W – hệ số cản riêng hệ thống đỡ, tính đƣợc: W0/1 = qoL1W Giá trị W xác định từ thực nghiệm: 132 - băng tải: - xích tải W = 0,02 ÷ 0,04 dùng lăn W = 0,06 ÷ 0,1 dùng ổ trƣợt W = 0,1 ÷ 0,3 W1/2 – Lực cản đoạn uốn cong qua tang đổi hƣớng: W1/2 = θS1 Trong θ – hệ số cản tang đổi hƣớng, phụ thuộc góc đổi hƣớng θ = 0,03 – tang lắp ổ lăn θ = 0,06 – tang lắp ổ trƣợt W2/3 – Lực cản nhánh băng không tải đoạn xuống dốc, gồm thành phần: 1) qocosα vng góc với phƣơng chuyển động, tính với hệ số W; 2) q ocosα song song với phƣơng chuyển động, hƣớng chiều chuyển động, có tác dụng làm giảm lực căng băng W2/3 = q ocosβ L2 L W - q osinβ = q o L2 W - q o H cosβ cosβ W3/4 tƣơng tự W1/2: W3/4 = θS3 W4/5 – Lực cản nhánh có tải đoạn lên dốc, gồm thành phần nhƣ phân tích trên, thành phần (qo + q)cosβ hƣớng ngƣợc chiều chuyển động làm tăng lực căng băng Tƣơng tự W2/3 ta viết: W4/5 = (qo + q)L2 W - (q o + q)H W5/6 – Lực cản đoạn uốn cong qua dãy lăn, với γ – góc đổi hƣớng (ở γ = β) ta có: γ W5/6 = 2S3sin  W6/7 – Lực cản đoạn ngang nhánh có tải W6/7 = (qo + q)L1W Lực kéo băng lực đƣợc truyền từ tang dẫn sang băng: P = S - So =  Wi-1/i tức tổng lực cản chuyển động tất đoạn băng Công suất yêu cầu trục tang: N y/c = Pv (KW) 1000 Để thực đƣợc phép tính lực kéo ta cần có số liệu ban đầu lực So nhánh tang dẫn Lực So xác định xuất phát từ điều kiện sau: 133 * S3 > – đảm bảo băng điểm căng, không bị chùng Vì (hình 3.5) có đoạn dốc * Đủ ma sát để truyền lực tang dẫn: S ≤ So.efα P = (S - So) ≤ So(efα - 1) So  Ở đây: P efα - c α – góc ơm băng tang f – hệ số ma sát băng với tang, theo bảng 3.2 Bảng 3.2 Hệ số ma sát băng với tang Vật liệu mặt tang Trạng thái môi trƣờng làm việc Khô Ẩm Ƣớt Gang 0,30 0,2 0,1 Gỗ 0,35 - 0,15 Bọc lớp vải cao su 0,40 0,15 0,15 * Đối với xích tải truyền lực kéo ăn khớp Smax = 1,25P Smin = 0,25P Thông thƣơng ta lấy giá trị So theo kinh nghiệm, tính qua vòng kiểm tra lại, điều kiện nêu chƣa đạt điều chỉnh lại giá trị So tính lại vịng 2… 3.1.3 Bộ phận dẫn động phận kéo căng Thƣờng máy chuyển trục đƣợc trang bị động điện Phần truyền động khí dùng đai truyền, biến tốc, bánh răng, trục vít… Trạm dẫn động thƣờng đặt cuối (theo hƣớng truyền động) Sơ đồ trạm dẫn động thông dụng cho hình 3.6 Các phận : - Động điện - Hộp giảm tốc (bánh hay trục vít) - Tang dẫn (hay đĩa xích dẫn) - Nối trục Ở băng tải dùng vật liệu ma sát (gỗ, cao su …) bọc tang để tăng ma sát Công suất yêu cầu động điện: N dc = W.v 1000η 134 Trong đó: W = P – lực cản chuyển động phận kéo, N v – vận tốc di chuyển vật liêu, m/s η – hiệu suất trạm dẫn, kể mát băng vịng qua tang (hay xích vịng qua đĩa xích) η = 0,6 ÷ 0,8 Ở máy chuyển có đoạn nghiêng, tắt động cơ, phận kéo với yếu tố làm việc bị trƣợt ngƣợc lại dƣới sức nặng vật liệu nó, trạm dẫn phải đặt cấu bánh xe cóc chặn lại, dùng phanh Ở xích tải cịn đặt ly hợp an tồn có mơ men truyền giới hạn để tránh gây hỏng trƣờng hợp xích bị kẹt q tải Hình 3.7: Sơ đồ trạm kéo căng kiểu vít Hình 3.6: Trạm dẫn S G So So S2 a) G b) Hình 3.8 : Sơ đồ trạm kéo căng kiểu đối trọng a) Đặt đầu tang; b) Đặt gần tang dẫn 135 Bộ phận kéo căng máy vận chuyển dùng để tạo giữ lực căng cần thiết cho nhánh căng xích Ngƣời ta dùng phận kéo căng kiểu vít (hình 3.7) kiểu đối trọng (hình 3.8), đặt đầu máy, chỗ cho vật liệu lên tang hay đĩa xích đầu cuối, lắp ổ di chuyển đƣợc sống trƣợt nhờ vít hay đối trọng Tính tốn vít hay trọng lƣợng đối trọng theo lực 2S2 (hình 3.6 hình 3.7, a) tính theo lực 2So (hình 3.7, b) Đoạn dịch chuyển phận kéo căng chọn tùy theo chiều dài vận chuyển máy, thƣờng lấy khoảng 0,4 ÷ 0,8m 3.1.4 Băng tải Băng tải dùng để chuyển vật liệu vụn vật liệu cục nhỏ Bộ phận kéo đồng thời phận làm việc vịng vịng qua tang hai đầu, tang dẫn tang kéo căng (hình 3.8) Băng đƣợc đỡ lăn đặt trục tâm qua ổ bi, kẹp chặt hệ thống giá đỡ băng tải Nhánh làm việc băng phẳng có hình dáng nhƣ hình 3.8 (mặt cắt A -A) Hình 3.8: Sơ đồ băng tải Vật liệu băng thƣờng dùng vải sợi bơng tẩm cao su Nếu vật liệu vận chuyển có dạng cục, có cạnh sắc nhiệt độ 1200 dùng thép Bề dày băng đƣợc xác định từ phép tính theo kéo uốn, theo lực căng lớn nhât S – chiều rộng băng chọn tùy theo suất (B = 300 ÷ 600 mm) Đƣờng kính tang: D = (125 ÷ 150)Z mm Z – số lớp vải băng vải cao su δ – bề dày băng thép, mm Để định tâm băng tang, làm độ hai đầu tang (hình 3.9) Các tang dùng cho băng thép làm hẹp băng 136 c  B L Hình 3.9: Tang băng tải cao su Đƣờng kính lăn đỡ: d = 50 ÷ 200 mm Lấy vật liệu băng tải xuống đơn giản cách cho rơi đầu cuối (hình 3.10, a) Khi cần lấy đoạn máy dùng gạt (hình 3.10, b) đặt dƣới góc α = 35 ÷ 400 Khi có đặt gạt lực cản chuyển động tăng thêm lƣợng Wt Với hệ số ma sát trung bình vật liệu vận chuyển băng lấy theo cơng thức kinh nghiệm Wt = 2,7qB (N) q – trọng lƣợng 1m vật liệu, N/m B – Chiều rộng băng, m Băng tải đƣợc chế tạo lắp cố định chỗ di động đƣợc bánh xe,  chế tạo thành phần riêng lắp lại chỗ làm việc  a) b) Hình 3.10: Lấy vật liêu khỏ băng a) Qua tang dẫn; b) Bằng tâm gạt bên bên 3.1.5 Xích tải Trong xích tải có xích phận kéo, thƣờng dùng xích ống lăn (hình 3.11) Chọn kích thƣớc theo tiêu chuẩn dựa vào tải trọng hệ số an tồn Smax.Kx ≤ Sd.SCT Trong đó: 137 Smax – lực căng lớn Kx – Hệ số an toàn Kx = ÷ – xích đặt ngang Kx = ÷ 10 – xích đặt nghiêng đứng SCT – tải trọng kéo đứt theo tiêu chuẩn quy định Hình 3.11: Xích ống lăn 1, – má xích; 3- chốt; – ống lót; - lăn Đĩa xích làm gang thép; bƣớc xích t, đƣờng kính vịng lăn đĩa xích D= t 180o sin Z Z = ÷ 12 – số đĩa xích So với băng, xích cho phép kẹp chặt yếu tố mang vật liệu vận chuyển phần khác đảm bảo chắn tiện lợi; đảm bảo truyền đƣợc lực kéo chắn dãn chịu tải Nhƣợc điểm xích có nhiều lề, phải chăm sóc bơi trơn thƣờng xun Vận tốc xích tải khơng q 0,6 ÷ 1,0 m/s a Xích tải cào (hình 3.12) Máng cào gồm có xích, kẹp chặt cào máng cố định bệ, giá đỡ, trạm dn v kộo cng Đổvt vậtliu liệuvo vào v Lấyra Lấy Hình 3.12: Sơ đồ máng cào 138 Vì xích chế tạo kim loại, làm việc với vậ liệu cục sắc cạnh, khơng sợ mịn nhƣ băng vải cao su, đƣợc dùng nhiều ngành công nghiệp khai thác mỏ để vận chuyển quặng, đá, than, … chiều dài vận chuyển đến 300m, suất đạt đến 100 ÷ 150 t/h Khi nắng suất lớn dùng hai xích hai bên Cũng cho xích ngập sâu vào vật liệu với cào, cho chạy lăn Có thể đặt nghiêng 20 ÷ 250 Chiều cao cào khoảng 150 ÷ 320 mm, chiều rộng thƣờng lấy gấm ÷ lần chiều cao: b = (2 ÷ 4)h Về hình dạng hình thang hay chữ nhật Khoảng cách tấm, phụ thuộc vào suất, nhƣng không nhỏ chiều rộng Tốc độ xích tải cào giới hạn từ 0,2 đến 0,75 m/s với vật liệu cụ nhỏ lấy tốc độ cao Trong phép tính lực kéo, hệ số cản chuyển động xích lấy khơng dƣới 0,3 (c ≥ 0,3), cịn có thêm lực cản ma sát vật liệu cào lên thành máng Công suất máng cào: V = 3600Svk (m3/h) Q = 3600Svkγ (t/h) Với k = 0,5 ÷ 1,0 – hệ số đầy máng Hệ số an toàn tính xích lấy 10 ÷ 50 b Xích tải đỡ Bộ phận mang vật đay nối hai xích nhờ kết cấu có nhiều dạng khác nên vận chuyển đƣợc vật liệu vụn rời nhƣ vật liệu khối Khi vận chuyển vật liệu vụn dùng thêm thành bên đặt cố định di động với Chiều rộng B = 400 ÷ 1600 mm; vận tốc v = 0,2 ÷ 1,0 m/s, chiều dài vận chuyển L đến 300m, nhƣợc điểm nặng c Xích tải treo Xích tải treo dùng để vận chuyển vật liệu thể khối hay vật liệu vụn rời dựng thùng ngăn … Đƣợc dùng rộng rãi sản xuất dây chuyền để vận chuyển vật phẩm nguyên công phân xƣởng phân xƣởng Vật liệu đƣợc vận chuyển nhờ có phận kéo xích, xe chạy ray chữ I để đỡ xích, đồng thời để kẹp giá đặt vật (hình 3.13) Ƣu điểm xích tải treo thực đƣợc đƣờng vận chuyển phức tạp khơng gian, tồn máy lại đƣợc treo cao, khơng chiếm diện tích phân xƣởng, trình xếp dỡ vật lên máy dễ đƣợc tự động hóa Tốc độ vận chuyển phụ thuộc vào nhịp độ q trình cơng nghệ Nếu dùng để vận chuyển tốc độ phụ thuộc vào suất, phƣơng pháp đặt vật lên lấy xuống Thƣờng tốc độ khoảng 0,05 ÷ 0,5 m/s 139 Hình 3.13: Bộ phận kéo mang vật xích tải treo a) Giá để vận chuyển vật tròn dai b) c) Giá với mặt 3.1.6 Guồng tải đứng Guồng tải loại dùng để vận chuyển vật liệu theo hƣớng thẳng đứng hay nghiêng (góc nghiêng > 600) Phân biệt tùy theo phận mang vật: gầu, giá đỡ, nơi treo (hình 3.14) Hình 3.14: Sơ đồ loại guồng tải đứng a) Kiểu gầu; b) Kiểu giá đỡ; c) Kiểu nối treo Guồng tải gầu phổ biến nhất, có hai loại: loại dùng băng loại dùng xích làm phận kéo Ổ guồng tải giá đỡ giá treo dùng xích làm phận kéo 140 Guồng băng làm việc với chiều cao khơng lớn (dƣới 40 ÷ 50 m) dùng để vận chuyển chủ yếu vật liệu vật thể khối nhỏ Chạy êm, điều hòa, vận tốc lên đến m/s Guồng xích làm với chiều cao nâng đến 100m nhờ xích chịu đƣợc tải trọng lớn, dễ kẹp chật phận mang vật vào xích, chủ yếu dùng cho vật thể khối; vận tốc v < m/s Hình dạng kích thƣớc gầu đƣợc quy định tiêu chuẩn Gầu kẹp vào đai bulông đặc biệt Đổ vật liệu vào gầu hai cách: - Đổ trực tiếp vào gầu (nếu vật liệu có cục to, sơ nghiền vụn) - Do gầu tự xúc trình chuyển động, đồng thời kết hợp để đƣợc đầy gầu (vật liệu vụn, không sợ nghiền nát) Vật liệu đƣợc đổ tang hay đĩa xích dẫn phía trên, dƣới tác dụng trọng lƣợng thân nó, dƣới tác dụng lực ly tâm (thƣờng với v > m/s) 3.2 Máy chuyển khơng có phận kéo Trong nhóm máy có loại băng truyền lăn, vít vận chuyển, máng lắc,… Một số thiết bị lớn sử dụng trọng lƣợng thân vật để chuyển, khơng cần dẫn động từ ngồi 3.2.1 Băng chuyền lăn Băng chuyền lăn loại thiết bị, sử dụng trọng lƣợng thân vật để vận chuyển Trong thiết bị dùng dãy lăn, qua ổ bi đặt khung tạo thành mặt phẳng nghiêng (hình 3.15) Thƣờng góc nghiêng cần làm khoảng ÷ 70, vật vận chuyển có đáy khơng cứng khơng phẳng phải làm góc nghiêng đến 12 ÷ 140 Hình 3.15: Băng chuyền lăn Có thể vận chuyển băng chuyền lăn vật thể khối, vật liệu vụn rời dựng thùng ngăn … có đáy Để vật chuyển động đƣợc ổn định, chọn bƣớc đặt lăn nhỏ nửa chiều dài đáy vật vận chuyển, để ln nằm hai lăn Để vận chuyển khoảng cách xa ngƣời ta dùng hệ thống nhiều băng chuyền lăn băng tải ngắn Vật di chuyển mặt ngang 141 3.2.2 Máy chuyển quán tính Đƣợc dùng rộng rãi công nghiệp để vận chuyển loại vật liệu, kể vật liệu có nhiệt độ cao Theo nguyên tắc làm việc chia hai loại Máy với áp suất vật lên máng không đổi máy áp suất thay đổi a Máy quán tính áp suất khơng đổi (hình 3.16) v B C A O Hình 3.16: Máy chuyển áp suất khơng đổi Gồm có máng đặt lăn bi, chuyển động qua lại nhờ cấu tay quay Đó cấu OABC tay quay OA quay đều, tay quay BC quay không truyền chuyển động cho máng qua truyền Máng chuyển động với gia tốc thay đổi Điều kiện di chuyển vật liệu: - Khi máng dịch chuyển lên phía trƣớc: mgfo > mj1 - Khi máng dịch chuyển phía sau: mgf < mj2 Trong đó: fo f – hệ số ma sát tĩnh động vật liệu lên máng j1 j2 – gia tốc máng chuyển động lên trƣớc sau Máng chuyển quán tính với áp suất khơng đổi có biên độ giao động 150 ÷ 300mm số chu kỳ phút 50 ÷ 100 b Máy qn tính áp suất thay đổi (hình 3.17) Máy gồm có máng thép chuyển động qua lại tựa nhờ cấu tay quay Vì tựa đặt nghiêng, nên chuyển động lên phía trƣớc máng vật liệu đƣợc nâng lên ít, lùi sau hạ xuống ít, mà áp suất tăng giảm Khi chuyển động lên trƣớc áp suất tăng, lực ma sát tăng, hạt vật liệu di chuyển với máng Khi chuyển động lùi sau, áp suất giảm, lực ma sát giảm, máng chuyển dộng tách rời khỏi vật liệu V Hình 3.17: Sơ đồ máy qn tính áp suất thay đổi 142 Ở máy có hai trƣờng hợp chuyển động vật liệu: hạt vật liệu chuyển động khơng bay khỏi máng có bay khỏi máng Thƣờng biên độ giao động máy 30 ÷ 40 mm số chu kỳ phút 300 ÷ 400 Năng suất máy qn tính theo cơng thức chung Q = 3600Svγ (t/h) Trong đó: S = B.h – diện tích tiết diện dòng vật liệu máng, m2, chiều cao lớp vật liệu máng h lấy 20 ÷ 30 mm vật liệu bột h = 40 ÷ 60 mm với vật liệu cục v – vận tốc trung bình vật liệu m/s tùy chọn theo f – hệ số ma sát vật liệu máng: f 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 v 0,13÷0,14 0,2÷0,25 0,27÷0,32 0,33÷0,38 0,35÷0,4 0,38÷0,42 0,42÷0,45 (m/s) Cơng suất trạm dẫn máy qn tính tính gần theo hệ số kinh nghiệm lực cản chuyển động C N=C Q.L kW 360 C = 1,5 Ngoài xác định gần cơng suất theo công thức kinh nghiệm N = 0,000133Go kW với Go – trọng lƣợng vật liệu máng, N Các máy quán tính thƣờng dùng để vận chuyển ngang khơng đặt nghiêng 3.2.3 Máy chuyển kiểu vít a Vít chuyển Ở vật liệu vụn rời đƣợc chuyển ống vít đặt trung tâm Các vịng ren vít chế tạo thép dày ÷ 8mm, hàn vào trục Dùng cho vật liệu bụi nóng, bốc có hại, … đƣợc che kín ống Trong trình vận chuyển, vật liệu bị nghiền nát t v Hình 3.18 143 Bƣớc vít t = (0,5 ÷ 1,0)D πD2 S=φ đó: S – diện tích tiết diện dịng vật liệu ống φ= 1 ÷ Năng suất vít chuyển Q = 3600Svγ v= với: tn 60 (t/h) (m/s) n – số vịng quay vít, v/ph t – bƣơc vít, m Q = 3600φ D2 tn γ = 47φD2 tnγ 60 (t/h) Cơng suất u cầu vít tính theo công thức chung: N= Q.H Q.L + Co kW 360 360 đó: Co – hệ số cản chuyển động xác định thí nghiệm, Co = 2,5 ăngtra-xit, than đá,…; Co = thạch cao, đất sét khô cục vụn, đất làm khuôn đúc, xi măng, vôi, cát Hệ số cản lớn nhƣn có ma sát vật liệu vào ống, vào mặt ren vít, làm nát vụn chà xát vật liệu b Ống chuyển (hình 3.19) Dùng để chuyển vật liệu nóng vật liệu bốc có hại Cấu tạo gồm ống lớn có mặt ren vít Khi quay ống (ống đặt lăn) đƣợc vòng, vật liệu đƣợc di chuyển phía trƣớc đoạn bƣớc ren vít Trong trình vận chuyển, vật liệu bị trộn lẫn vỡ vụn, tƣơng tự nhƣ vít chuyển Hình 3.19: Sơ đồ ống chuyển Máy chuyển kiểu vít đƣợc dùng rộng rãi ngành cơng nghiệp hóa chất cơng nghiệp vật liệu xây dựng: máy vừa làm việc vận chuyển vừa làm nhiệm vụ công nghệ (trộn lẫn, nghiền vụn …) 144 CÂU HỎI ƠN TẬP CHƢƠNG Câu 1: T rình bày khái niệm chung máy chuyển có phận kéo Câu 2: Trình bày phận thơng số chủ yếu máy chuyển có phận kéo Cho ví dụ số loại máy Câu 3: Hãy vẽ sơ đồ loại máy chuyển phận kéo 145 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đào Trọng Thƣờng: Máy nâng chuyển, ĐH Bách Khoa Hà Nội, 1993 [2] Huỳnh Văn Hồng, Đào Trọng Thƣờng: Tính toán máy trục, NXB KHKT, 1975 [3] Trƣơng Quốc Thành, Phạm Quang Dũng: Máy thiết bị nâng NXB KHKT, 2002 [4] Đỗ Xanh: Cơ học tập NXB Giáo dục, 2007 [5] Lê Ngọc Hồng: Sức bền vật liệu NXB KHKT, 2002 [6] Trần Đình Quý, Trƣơng Nguyễn Trung: Kỹ thuật chế tạo máy NXB GTVT, 2005 [7] Nguyễn Trọng Hiệp: Chi tiết máy, tập 1, NXB Giáo dục, 2003 [8] Hoàng Tùng, Nguyễn Tiến Đào, Nguyễn Thúc Hà: Cơ khí đại cƣơng NXB KHKT, 2001 146 ... 3.2 Máy chuyển phận kéo 141 3.2.1 Băng chuyền lăn 141 3.2.2 Máy chuyển quán tính .142 3.2.3 Máy chuyển kiểu vít 143 CHƢƠNG 1: CÁC CHI TIẾT VÀ THIẾT BỊ MÁY... rộng rãi máy nâng Đó kết cấu sở để tạo nên cấu máy nâng 1.5.1 Tang a Khái niệm Trong máy tời nói chung máy nâng nói riêng Tang phận chấp hành dùng để biến chuyển động quay trục tải thành chuyển. .. mà máy di chuyển c Hành trình S Hành trình quãng đƣờng cần di chuyển theo phƣơng dọc ray (với cần trục góc xoay) H L S Hình 1.2: Sơ đồ cần trục Hình 1.1: Sơ đồ cầu trục 1.1.3 Các vận tốc chuyển