LVDA chi tiết máy nguyễn văn chiến

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY -o0o - ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Giáo viên hướng dẫn: ??? Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN CHIẾN (0605266) NGUYỄN VĂN CHIẾN KJ LI ? Tháng 10 năm 2008 GVHD: Trang ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN Trang ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN CHƯƠNG TÌM HIỂU HỆ THỐNG DẨN ĐỘNG BĂNG TẢI Khi ta thiết kế hệ thống dẫn động băng tải phải đảm bảo yêu cầu công suất trục kw số vòng quay trục thùng trộn 63 vòng/phút, thời gian phục vụ năm, quay chiều, làm việc hai ca, tải trọng va đập nhẹ (một năm làm việc 300 ngày, ca giờ) Công suất trục động P =9 kW Số vòng quay trục thùng trộn 63 vòng/phút Thời gian phục vụ năm Quay chiều, làm việc hai ca, tải trọng va đập nhẹ (một năm làm việc 300 ngày , ca giờ) Chế độ tải trọng cho hình sau: GVHD: Trang ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN Các số liệu ban đầu: ¾ T 1= T ¾ T2= 0,9T ¾ t1= ¾ t2= 45 Động điện Khớp nối Hộp giảm tốc Bộ truyền xích Băng tải Nhiệm vụ đề tài: Lập sơ đồ động để tính tốn thiết kế Lập bảng thuyết minh tính tốn Một vẽ lắp hộp giảm tốc GVHD: Trang ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN Để thỏa mãn yêu cầu ta sử dụng hộp giảm tốc đồng trục làm giảm vận tốc từ động vào trục thùng trộn Hộp giảm tốc có đặc điểm đường tâm trục và trục trùng Do giảm bớt chiều dài hộp giảm tốc, giúp cho việc bố trí cấu gọn gàng Tuy nhiên sử dụng hộp giảm tốc đồng trục ta nên ý đến số khuyết điểm nó: Khả tải cấp nhanh khơng dùng hết tải trọng tác dụng vào cấp chậm lớn cấp nhanh khoảng cách hai trục Phải bố trí ổ trục đồng tâm bên hộp giảm tốc, làm phức tạp kết cấu gối đỡ gây khó khăn cho việc bơi trơn ổ Khoảng cách gối đỡ trục trung gian lớn nên muốn đảm bảo trục đủ bền đủ cứng phải tăng đường kính trục CHƯƠNG XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 2.1 Chọn động điện 2.1.1 Ý nghĩa việc chọn động Chọn động điện để dẫn động máy móc thiết bị cơng nghệ giai đoạn q trình tính tốn thiết kế máy Trong trường hợp dùng hộp giảm tốc động biệt lập, việc chọn loại động ảnh hưởng nhiều đến việc lựa chọn thiết kế hộp giảm tốc truyền ngồi hộp Do việc chọn động có ý nghĩa kinh tế kỹ thuật lớn Nếu chọn GVHD: Trang ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN động động có tính làm việc phù hợp với u cầu truyền động máy, phù hợp với môi trường bên ngoài, vận hành an toàn ổn định Nếu chọn công suất động nhỏ công suất phụ tải u cầu động ln làm việc q tải, nhiệt độ tăng nhiệt độ phát nóng cho phép Động chóng hỏng Nhưng chọn cơng suất động lớn làm tăng vốn đầu tư, khuôn khổ cồng kềnh, động làm việc non tải, hiệu suất động thấp chọn động điện cho lợi dụng tồn cơng suất động Khi làm việc phải thỏa mãn ba điều kiện: + Động không phát nóng nhiệt độ cho phép + Có khả q tải thời gian ngắn + Có mơmen mở máy đủ lớn để thắng mômen cản ban đầu phụ tải khởi động 2.1.2 Chọn loại kiểu động Hiện công nghiệp thường sử dụng hai loại động là: + Động chiều + Động xoay chiều Thông thường động xoay chiều thường sử dụng rộng rãi cơng nghiệp có sức bền làm việc cao, moment khởi động lớn Bên cạnh động chiều điều chỉnh êm tốc độ phạm vi rộng, động bảo đảm khởi động êm, hãm đổi chiều dễ dàng Nhưng giá thành đắt, khối lượng sữa chữa lớn mau hỏng động xoay chiều phải tăng thêm vốn đầu tư để đặt thiết bị chỉnh lưu Từ ưu điểm ta chọn động điện xoay chiều 2.2 Tính toán phân phối tỷ số truyền 2.2.1 Chọn động điện Để chọn động điện ta cần tính công suất cần thiết GVHD: Trang ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN Nếu gọi Ptd công suất trục ( tải trọng tương đương mà máy phải làm việc quay), Là trường hợp tải trọng thay đổi theo bậc nên ta có: ⎡T ⎤ ∑1 ⎢⎣ T2 ⎥⎦ t 12.11 + 0.9 2.45 =9 = 0.847 11 + 45 ∑ t2 = 8.28(kw) η công suất chung(Hiệu suất chung η hệ thống), Nct cơng suất cần thiế, Ta có: Pc t = Ptd η [2.1] Hiệu suất chung η hệ thống: η = η η 2η 4η η1 = 0.97- hiệu suất truyền xích η = 0.98- hiệu suất truyền bánh η3 = 0.99- hiệu suất cặp ổ lăn η = 0.98- hiệu suất khớp nối đàn hồi thay vào ta có η = 0,97.(0,98)2 (0,99)4 0,98 = 0,877 GVHD: Trang ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN Suy hiệu suất chung η hệ thống: η = 0,8777 Pct = Ptd η = 8,28 = 9,44(kw) 0,877 Phân phối tỉ số truyền cho hệ thống: • Chọn tỉ số truyền sơ bộ: Tra vào BảNG2.4 trang 21( Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1, tác giả TRịNH CHấT –LÊ VĂN UYểN).Theo bảng ta nên chọn tỉ số truyền sau: o Đai thẳng: U xich = o Hộp giảm tốc hai cấp: U hop = 10 Nên tỉ số truỵền sơ hệ thống là: U sb = U xixh U hop = 10.2 = 20 Vận tốc sơ động là: Vsb = U sb n = 30.63 = 1260(vong / phut ) Ỵ Với số liệu ta tính Pct = 9,44(kw) V sb = 1260 ( vong / phut ) Ta tiến hành chọn động GVHD: Trang ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN Cần phải chọn động điện có cơng suất lớn Pct = 9,44(kw) Trong tiêu chuẩn có nhiều loại động điện thõa mãn điều kiện Tra vào BảNG P1.3 trang 236 ( Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1, tác giả TRịNH CHấT –LÊ VĂN UYểN) nên ta chọn động khơng đồng pha mang số hiệu 4A132M2Y3 có thông số kỹ thuật sau: o Công suất: Pct = 11,0(kw) o Vận tốc: Vsb = 2907(vong / phut ) Chọn sơ loại động công suất định mức Pct = 11, ( kw ) , có số vòng quay Vsb = 2907 ( v ò ng / ph ú t ) Nếu chọn động điện có số vịng quay lớn Ví dụ: ta chọn 4A160S2Y3 o Công suất: Pct = 15, 0(kw) o Vận tốc: Vsb = 2930(vong / phut ) tỷ số truyền động chung tăng, dẫn đến việc tăng khuôn khổ, kích thước máy giá thành thiết bị tăng theo (trừ động điện) Nhưng động có số vịng quay lớn giá thành hạ ngược lại Nếu chọn số vòng quay thấp tỷ số truyền động chung nhỏ khn khổ máy giảm giá thành hạ Vì cần tiến hành tính tốn cụ thể để chọn động điện có số vịng quay cho giá thành hệ thống dẫn động băng tải nhỏ Đây việc làm cần thiết đời sống kinh tế GVHD: Trang ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN Vậy ta chọn được: động không đồng pha mang số hiệu 4A132M2Y3 Pct = 11,0 ( kw ) Vsb = 2907 ( v ò ng / ph ú t ) Đang làm tới đây: Ở ta chọn động A02-42-4 công suất động Pdc= 5,5kw, có số vịng quay ndc= 1450vg/ph 2.2.2 Phân phối tỷ số truyền Tỷ số truyền động chung n 1450 i = i i ix = dc = = 27,88 nh ch n 52 t Trong [2.2] n số vòng quay động dc n =52 số vòng quay thùng trộn t i tỷ số truyền truyền bánh trụ nghiêng cấp nhanh nh GVHD: Trang 10 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN t1=5 t2=3,3 r=0,25 l=56 σ = d τc = 2T 2.191050 = = 56,86MPa < ⎡⎢σ ⎤⎥ ⎣ d⎦ − 40.56.(8 5) d lt h − t ) ( 2T = 2.191050 = 14,22MPa d lt b 40.56.12 6.5.2 Tính tốn kiểm nghiệm trục σ = 600MPa b σ τ −1 −1 = ( 0,4 ÷ 0,5)σ = 240MPa b = ( 0,22 ÷ 0,25)σ = 132MPa b Theo cơng thức 10.26 [1]: W= π d bt1 ( d − t1 ) 32 − d ( π d bt1 d − t1 W = − 16 d ) 3,14.503 14.5,5.( 50 − 5,5) = − = 9216,04mm3 32 50 2 3,14.503 14.5,5 ( 50 − 5,5 ) = − = 21481,67mm3 16 50 Mômen uốn : M C = 220454,032 + 67490,752 = 230553,64 Nmm τ 191050 τ a = τ m = max = = 4,45MPa 2w σa = 2.21481,67 M C = 230553,64 =25,02MPa W 9216,04 Theo bảng 10.8[1] ta chọn Kσ = 1,75 Kτ = 1,5 Theo bảng 10.3 [1] ta chọn εσ = 0,88 ετ = 0,81 GVHD: Trang 54 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN Theo H2.9[1] ta chọn ψ σ = 0,05 ψτ = 0,025 Theo H2.7[1] hệ số tăng bền bề mặt mài tinh β =1 Xác định hệ số an tồn C theo cơng thức 10.19 [1]: sσ = σ kσ σ a εσ β −1 +ψ σ σ m = 240 = 4,82 1,75.25,02 + 0,05.0 0,88 Theo công thức 10.20 [1]: sτ = τ kτ τ a ετ β −1 +ψτ τ m = 132 1,5.4, 45 0,81 + 0,025.4, 45 = 15,80 Hệ số an tồn theo cơng thức 10.18[1]: s= sσ sτ 4,42.15,80 = = 4, 26 > [ s ] = 1,5 2 2 sσ + sτ 4,42 + 15,80 Vậy điều kiện bền mỏi trục C thỏa GVHD: Trang 55 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN CHƯƠNG CHỌN Ổ LĂN Tổng quát ta chọn thời gian ổ làm việc trục thời gian làm việc năm Do thời gian làm việc tính là: Lh=7.300.8=16800 7.1 Chọn ổ lăn cho trục vào - Lực dọc trục Fa1=391N - Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ A F = R + R = 143,922 + 371,742 =398,63N rA Ax Ay - Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ B F = R + R2 = 41, 262 + 725,682 =726,85N rB Bx By Ta nhận thấy ổ lăn chịu tác dụng lực dọc trục lực hướng tâm nên ta chọn ổ bi đỡ chặn với đường kính vịng 20mm Theo phụ lục P2.12[3] ta chọn ổ bi cỡ trung hẹp có ký hiệu 46304 d=20mm, D=52mm, b=15, r=2, r1=1, C=14000N, Co=9170N 7.1.1 Kiểm nghiệm khả tải động ổ - Lực dọc trục lực hướng tâm sinh theo công thức 11.27a [1]: Si= eFri Fa 391 − = 0,36 nên ta chọn α = 120 Fr 1074 Fa 391 = = 0,043 theo phụ lục 11.4[3] ta chọn e=0,355 C 9170 O - Lực dọc trục tác dụng vào ổ thứ i: GVHD: Trang 56 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN S = e.F = 0,355.398,63 = 141,51N A rA S = e.F = 0,355.726,85 = 258,03N B rB FaB=258,03N FaA=SB+Fa=258,03+391=649,03N Ta có: Fa 391 = = 0,98 > e 398,63 VF rA Fa 391 = = 0,54 > e VF 726,85 rB ⇒X=0,45 ;Y=1,54 ⇒ X = 0,45 ; Y = 1,54 Tải trọng quy ước tác dụng lên ổ theo công thức 11.22 [1]: Q = ( X V F + Y F ) Kσ Kt = (0,45.1.398,63 + 1, 45.649,03).1.1 = 1120,48 N A rA aA Q = ( X V F + Y F ) Kσ Kt = (0,45.1.726,85 + 1,54.258,03).1.1 = 724,45 N B rB aB Trong Kσ =1 hệ số xét đến ảnh hưởng đặc tính tải trọng đến tuổi thọ chọn theo bảng 11.2 Kt =1 hệ số xét đến ảnh hưởng nhiệt độ V=1 hệ số tính đến số vịng quay - Nhận thấy ổ A chịu lực lớn ổ B nên ta tính ổ theo Q =1120,48N A - Tải trọng tương đương tác dụng theo công thức 11.24 [1]: m ∑ Qi m Li (1/3) T Li ⎛ ⎞ 15 ⎞ ⎛ 48 i i = m Q =m =Q = 1120,48 ⎜1 + 0,9 ⎟ = 1076 N ⎜ ⎟ E A ⎜ Tmax ⎟ ∑ L 63 63 ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ i ∑ Li i=1 - Khả tải động tính tốn theo cơng thức 11.20 [1] ⇒ Ctt = Q m L E Theo công thức 11.19b [1] L= GVHD: 60.L n 60.16800.1450 h 1= = 1461,6 triệu vòng 106 106 Trang 57 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN ⇒ Ctt = 1076.3 1461,6 = 12211,11N < C = 14000 Vậy ổ chọn đảm bảo tải trọng động 7.1.2 Kiểm nghiệm theo khả tải tĩnh - Điều kiện Q0