Đồ án tính toán thiết kế hệ thống cơ khí cho băng tải để vận chuyển đá răm

ðề án kỹ thuật ðẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ðẠI HỌC KTCN  Bộ mơn Kỹ thuật khí CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ðộc lập – Tự – Hạnh phúc  ðỀ TÀI ðỀ ÁN KỸ THUẬT ðề số 07-2011 Sinh viên thiết kế: Lớp: Ngành: Giáo viên hướng dẫn: Ngày giao ñề tài: Ngày hồn thành: Tên đề tài: Tính tốn thiết kế hệ thống khí cho băng tải để vận chuyển đá răm Số liệu ñầu vào: - Năng suất vận chuyển: 200 tấn/ giờ; - Chiều cao nâng: 10 mét; - Chiều dài băng tải: 150 mét; Các yêu cầu nội dung: - Xác định thơng số băng tải: - Tính chọn hộp giảm tốc theo tiêu chuẩn; - Tính thiết kế truyền ngồi hộp khớp nối; - Tính thiết kế vài chi tiết hệ thống (do giáo viên ñịnh); Các vẽ thiết kế: - Bản vẽ chung hệ thống, bao gồm Hộp giảm tốc; - Bản vẽ hộp giảm tốc, có thơng số kích thước đủ để xác định khơng gian, kích thước chế độ lắp với chi tiết ngồi hộp bố trí bu lơng nền; - Bản vẽ chế tạo chi tiết ñã tính tốn Giáo viên hướng dẫn Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Lớp LT09CCM04 Trang:1 ðề án kỹ thuật Bộ mơn Kỹ thuật khí LỜI NĨI ðẦU Trong cơng xây dựng đất nước ngành khí nói chung ngành khí chế tạo máy nói riêng ngành then chốt kinh tế quốc dân Phạm vi sử dụng ngành chế tạo máy rộng rói Ngành chế tạo mỏy tảng của công nghiệp chế tạo máy Trong nghiệp Cơng nghiệp hố - Hiện đại hố đất nước, muốn có tiến vượt bậc không coi trọng ngành Với kiến thức trang bị, em giao đề tài ñề án kỹ thuật " Thiết kế trạm dẫn ñộng băng tải vận chuyển ñá răm " Băng tải thiết bị vận chuyển cú nhiều tính ứng dụng vào dây chuyền sản xuất, vận chuyển nguyên liệu, bán thành phẩm thành phẩm ðây loại thiết bị vận chuyển tĩnh có khả vận chuyển sản phẩm xa tới hàng trăm mét lên cao tới hàng chục mét Chi phí cho vận chuyển so với tất loại thiết bị vận chuyển tĩnh (kể lưu ñộng) loại có chi phí vận chuyển thấp Với đề tài ñề án kỹ thuật " Thiết kế trạm dẫn ñộng băng tải vận chuyển ñá răm " mà em ñược giao ñó mang lại cho em nhiều ñiều bổ ích, giúp em phần củng cố thêm ñược kiến thức tích luỹ năm học vừa qua Trong thời gian làm ñề án, ñược bảo tận tình thầy giáo:Ts Nguyễn Văn Dự thầy cô giáo môn, với nỗ lực cố gắng thân ñến ñề án em hồn thành Tuy nhiên với kiến thức hạn chế, tài liệu tham khảo thiếu khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong đóng góp ý kiến thầy cụ giáo bạn ñể ñề án em ñược hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2011 Sinh viên: Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Lớp LT09CCM04 Trang:2 ðề án kỹ thuật Bộ mơn Kỹ thuật khí PHẦN GIỚI THIỆU SƠ BỘ HỆ DẪN ðỘNG BĂNG TẢI 1.1 Giới thiệu hệ dẫn ñộng băng tải * ðặc ñiểm hệ dẫn ñộng băng tải Hệ dẫn ñộng băng tải loại máy ñược dùng rộng rãi nhà máy, cơng trường có đặc điểm số lượng vận chuyện lớn, kết cấu ñơn giản, sửa chữa thuật tiện, linh kiện tiêu chuẩn hố, sử dựng nhiều lĩnh vực, dụng để vận chuyển, dây chuyền sản xuất, cơng trình xây dựng trạm thủy điện bến vv, phịng sản xuất khai thác mỏ, luyện kim ,hố chất, đúc, vật liệu xây dựng, vv, vận chuyển vật liệu rời vật phẩm thành kiện, ñể ñáp ứng yêu cầu dây chuyền sản xuất hình thức phừn bố yêu cầu công nghệ vận chuyển, dụng máy vận chuyển, tổ hợp nhiều băng tải cao su cấu hành với thiết bị băng chuyền khác hệ thống băng tải ngang băng tải nghiờng, ñể thực tính liên tục tự động hố khâu sản xuất, nâng cao xuất giảm bớt cường ñộ lao động ðể vận chuyển vật phẩm có dạng cục, hạt, bột, như: Quặng, ñá, than, cát, sỏi, dạng vật phẩmcó tính chất đặc biệt bao xi măng, bao ñường, bao gạo Băng tải làm việc ñược nhờ lực ma sát bề mặt ñai tang dẫn, Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Lớp LT09CCM04 Trang:3 ðề án kỹ thuật Bộ mơn Kỹ thuật khí băng tải thường cấu tạo ba phận chính: ðộng truyền lực mô men xoắn, hộp giảm tốc băng tải Hộp giảm tốc thường dùng cho băng tải hộp giảm tốc bánh trụ một, hai cấp, bánh vít – trục vít, bánh – trục vít Ưu nhược ñiểm hệ dẫn ñộng băng tải: Băng tải cấu tạo đơn giản, bền, có khả vận chuyển vật liệu theo hướng nằm ngang, nằm nghiêng (hay kết hợp hai) với khoảng cách lớn, làm việc êm, suất tiêu hao khơng lớn Nhưng băng tải cịn có số hạn chế như: Tốc độ vận chuyển khơng cao, độ nghiêng băng tải nhỏ (< 240), khơng vận chuyển theo hướng đường cong Bản vẽ khơng up lên đc Bạn cần pm 0974059455 Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Lớp LT09CCM04 Trang:4 ðề án kỹ thuật * Cấu tạo chung hệ dẫn động băng tải Bộ mơn Kỹ thuật khí Hình 1.4 Cấu trúc hệ băng tải - Tail pulley: pu-ly bị ñộng - Feed chute: máng cấp vật phẩm - Loading skirt: vùng cấp vật phẩm lên băng tải - Tripper: Cơ cấu gạt vật phẩm - Head pulley and drive: Pu ly dẫn ñộng - Discharge chute: máng nhả vật phẩm - Snub and bend pulley: puly căng dẫn hướng băng tải - Return idler: lăn nhánh quay (nhánh không làm việc) - Carrying idler: lăn ñỡ nhánh mang tải - Troughing carrying idler: lăn tạo máng Góc máng (Trough angle) Có thể bố trí dây băng tải nằm ngang (Flat belt), tương tự truyền ñai dẹt Tuy nhiên, người ta thường sử dụng thêm lăn ñặt nghiêng (con lăn máng – Troughing idlers) ñể uốn dây băng tải thành dạng máng lõm, nhằm vận chuyển vật phẩm ñược ổn ñịnh Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Lớp LT09CCM04 Trang:5 ðề án kỹ thuật Bộ mơn Kỹ thuật khí Hình 1.5 Tạo dạng máng cho băng tải nhờ lăn máng Hình 1.6 Con lăn phẳng lăn máng Góc đỗ Khi vật phẩm đổ thành đống, góc đỉnh đống vật liệu gọi góc mái (Surcharge angle) Góc mái vận chuyển nhỏ so với đứng n Hình 1.7 Góc mái ñống vật phẩm 1.2 Mục tiêu thiết kế Hiện nhiều nước giới có cơng nghiệp phát triển ñã tự thiết kế chế tạo băng tải có suất cao để sử dụng xuất Chúng ta ñã phải nhập nhiều loại băng tải nhiều nước giới để dùng cơng nghiệp mỏ Liên Xơ, Ba lan, Trung Quốc Vì việc thiết kế chế tạo băng tải nước nhu cầu cần thiết Băng tải chế tạo phải đảm bảo thơng số đầu vào, tiêu kinh tế kĩ thuật khả làm việc thời gian ñịnh Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Lớp LT09CCM04 Trang:6 ðề án kỹ thuật Bộ mơn Kỹ thuật khí Mục tiêu thiết kế băng tải đề án: Tính tốn thiết kế hệ thống khí cho băng tải ñể vận chuyển ñá răm Các số liệu ban ñầu sau: + Năng suất vận chuyển: 200 tấn/ + Chiều dài băng tải: 150m + Chiều cao nâng: 10m Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Lớp LT09CCM04 Trang:7 ðề án kỹ thuật Bộ môn Kỹ thuật khí PHẦN II TÍNH TỐN THIẾT KẾ BĂNG TẢI 2.1 Xác ñịnh ñộ rộng (B) tối thiểu băng tải ðộ rộng băng tải phụ thuộc lưu lượng cần vận chuyển kích cỡ vật phẩm (hay kích thước “hạt” vật liệu) cần vận chuyển băng Nếu kích cỡ vật phẩm lớn độ rộng băng tải phải rộng Với loại vật liệu cần vận chuyển ñá răm, ta chọn loại băng có bề rộng tối thiểu B = 500mm ( Tra bảng 1[1]) 2.2 Xác định góc nâng hạ (β β) băng tải Góc nâng hay hạ băng tải (góc dốc) định đặc tính hình dạng hạt vật liệu ñược vận chuyển Các vật liệu dạng hạt, ổn định sử dụng băng tải có độ dốc lớn; vật liệu khơng ổn ñịnh than, cát cần xác lập góc dốc nhỏ Theo bảng 2[1] ta xác định góc dốc lớn băng tải βmax=150 βt L H Hình 2.1: Góc dốc thực tế băng tải Theo đề bài, chiều dài băng tải L = 150m, chiều cao nâng H = 10m nên ta có góc dốc thực tế băng tải ñược xác ñịnh sau: tgβ t = H H 10 ⇒ β t = arctg = arctg =3,820 L L 150 2.3 Xác ñịnh vận tốc (V) băng tải Vận tốc băng tải cần giới hạn tùy thuộc dung lượng băng, ñộ rộng băng ñặc tính vật liệu cần vận chuyển Sử dụng băng hẹp chuyển ñộng với vận tốc cao kinh tế nhất; vận hành băng tải có độ rộng lớn lại dễ dàng so với băng tải hẹp Vận tốc băng tải thường tính tốn nhằm đạt lưu lượng vận chuyển theo yêu cầu cho trước Lưu lượng vận chuyển băng tải Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Trang:8 Lớp LT09CCM04 ðề án kỹ thuật xác định qua cơng thức: Bộ mơn Kỹ thuật khí (tấn/giờ) Q t =60.A.V.γ.s (2.1) Vận tốc băng tải tính theo cơng thức: V= Trong ñó: Qt 60.A.γ s (m/ph) (2.2) Qt: Lưu lượng vận chuyển tấn/ giờ; A: Diện tích mặt cắt ngang dịng vận chuyển (m2) V: Vận tốc băng tải (m/ph) γ: Khối lượng riêng tính tốn khối vật liệu (tấn/ m3) s: Hệ số ảnh hưởng góc nghiêng (độ dốc) băng tải Các ñại lượng ñược xác định sau: - Diện tích mặt cắt ngang dịng chảy B b ϕ® h2 h1 F1 20° F2 l Hình 2.2: Mặt cắt tiết diện ngang bang tải Diện tích mặt cắt ngang dịng chảy xác định sau: A=K ( 0,9B-0,05) Trong đó: (m2) (2.3) A: Diện tích mặt cắt ngang dịng vận chuyển (m2) B: ðộ rộng băng tải (m) K: Hệ số tính tốn Theo bảng 4[1] ta có: K=0,1538 Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Lớp LT09CCM04 Trang:9 ðề án kỹ thuật Bộ môn Kỹ thuật khí ( ) A=0,1538 ( 0,9.0,5-0,05 ) =0,0246 m 2 - Góc mái Góc mái đống vật phẩm góc hình thành đường nằm ngang mái dốc ñống vật phẩm Theo bảng 5[1] ta có góc mái ϕ = 300 - Khối lượng riêng tính tốn Khối lượng riêng tính tốn khối vật phẩm có tính đến khoảng cách hạt hay ñối tượng vận chuyển Theo bảng 6[1] ta có khối lượng riêng tính tốn γ = 1,68 – 1,76 (tấn/m3) Chọn γ = 1,7 (tấn/m3) - Hệ số ảnh hưởng ñộ dốc băng tải Băng tải dốc lưu lượng vận chuyển vật liệu thấp Theo bảng 7[1] ta có hệ số ảnh hưởng ñộ dốc băng tải s = 0,99 Thay vào (2) ta có, vận tốc băng tải là: V= 200 =80,512 ( m/ph ) = 1,34(m/s) 60.0,0246.1,7.0,99 Theo bảng 3[1] ta có vận tốc lớn băng tải Vmax=180m/ph Ta thấy V < Vmax, loại băng có bề rộng B = 500mm thoả mãn điều kiện làm việc 2.4 Tính tốn cơng suất truyền dẫn băng tải Công suất làm quay trục lăn kéo băng tải tính theo cơng thức sau: P=P1 +P2 +P3 +Pt (kW) (2.4) Trong đó: P1: Cơng suất cần thiết kéo băng tải không tải theo phương ngang P2: Cơng suất cần thiết kéo băng tải có tải theo phương ngang P3: Công suất cần thiết kéo băng tải có tải theo phương đứng Pt: Cơng suất cần thiết dẫn ñộng cấu gạt vật phẩm Các thành phần cơng suất tính tốn sau: Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Lớp LT09CCM04 Trang:10 ðề án kỹ thuật Ta có: Bộ mơn Kỹ thuật khí Kσ =1,76; Kτ = 1,54 Kσ, ,Kτ: Hệ số tập trung ứng suất thực tế uốn xoắn K σ 1,76 = = 2,41 εσ 0,73 K τ 1,54 = = 2,17 σ τ 0,71 - Trị số Chọn: Kσ Kτ , ñối với bề mặt trục lắp có độ dơi tra bảng (10.11) [3] εσ ε τ Kσ K = 2,75 ; τ = 2,05 εσ ετ Vậy: Kσ2 Kσ + Kx −1 εσ 2,41 + − = = = 2,19 Ky 1,1 Kτ + Kx −1 ετ 2,17 + − K τ2 = = = 1,97 Ky 1,1 Thay vào cơng thức (4.44), (4.45) ta có: ⇒ Sσ = 261,6 151,73 = 2,52 ; Sτ = = 24,77 2,19.47,43 + 1,97.3,11 + Thay số vào (4.43) ta ñược: S2 = 2,52.24,77 2,52 + 24,77 = 2,54 > [S] =1,5÷2,5 ⇒ Trục thoả mãn ñiều kiện bền mỏi 4.4.1.5 Tính chọn then Mối ghép then dùng để truyền mơmen xoắn từ trục tang ñến tang nhờ moay hàn vào tang a Chọn then vị trí lắp moay trục tang dẫn Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Lớp LT09CCM04 Trang:77 ðề án kỹ thuật Bộ môn Kỹ thuật khí Hình 4.11: Mối ghép then vát Theo tài liệu http://118.69.77.170/ebook/SachKyThuat/VeKyThuat/Chuong4/bang4.54.htm Ta chọn kích thước then vát bảng 4.7 Bảng 4.7: Kích thước then vát d bxh t1 t2 S r S1 r1 h l 80 22x14 4,4 0,6 0,4 22 70 Kiểm nghiệm then theo ñiều kiện bền dập ñiều kiện bền cắt σd = 2.T 2.586256,11 = =41,88 ( MPa ) ≤ [σ d ] =150 ( MPa ) d.L.(h-t1 ) 80.70.(14-9) τc = 2.T 2.586256,11 = = 9,52 ( MPa ) ≤ [τc ] = ( 60 ÷ 90 ) MPa d.L.b 80.70.22 Vậy then ñã chọn thoả mãn ñiều kiện bền dập ñiều kiện bền cắt b Chọn then vị trí lắp khớp nối Theo mục 4.4.1.3 ta có đường kính trục chỗ lắp khớp nối dT = 63mm Tra bảng 9.1a[3] ta có: b = 18 (mm); h = 11 (mm) + Chiều sâu rãnh then trục: t1 = 7(mm) + Chiều sâu rãnh then lỗ: t2 = 4,4 (mm) Kiểm nghiệm then theo ñiều kiện bền dập ñiều kiện bền cắt Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Lớp LT09CCM04 Trang:78 ðề án kỹ thuật Bộ mơn Kỹ thuật khí σd = 2.T 2.1172512,22 = =132,94 ( MPa ) < [ σ d ] =150 ( MPa ) d.L.(h-t1 ) 63.70.(11-7) τc = 2.T 2.1172512,22 = = 29,54 ( MPa ) ≤ [ τc ] = ( 60 ÷ 90 ) MPa d.L.b 63.70.18 Như then ñã chọn thoả mãn ñiều kiện bền dập điều kiện bền cắt 4.4.1.5 Tính chọn ổ lăn YA YB 778 224 Hình 4.12: Sơ đồ tính chọn ổ lăn trục tang dẫn Vì trục khơng chịu lực dọc trục trục tuỳ động làm việc, ta chọn kiểu ổ bi đỡ lịng cầu dãy (Bảng 4.8) Bảng 4.8: Kích thước ổ bi đỡ lịng cầu dãy Kí hiệu d(mm) D(mm) B(mm) r(mm) a(0) C(kN) C0(kN) 1613 65 140 48 3,5 14,32 75,3 39,3 *Tính kiểm nghiệm theo khả tải ổ + Khả tải ñộng Theo cơng thức 11.3[3] ta có QA = ( XA.V.FRA + YA.FaA).Kđ.Kt Trong đó: FR: Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ Fa: Tổng lực dọc trục chi tiết máy quay truyền ñến ổ (Fa=0) V: Hệ số kể đến vịng quay; Vịng quay: V=1 Kt: Hệ số kể ñến ảnh hưởng nhiệt ñộ; Kt =1 Kd: Hệ số kể đến đặc tính tải trọng; Kd =1 X: Hệ số tải trọng hướng tâm Y: Hệ số tải trọng dọc trục Tra bảng 11.4[3], với ổ bi đỡ lịng cầu ta có: Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Lớp LT09CCM04 Trang:79 ðề án kỹ thuật e=1,5tgα=1,5.tg14,32=0,38 Bộ môn Kỹ thuật khí X A =X B =1 YA =YB =0,42.cotgα =0,42.cotg14,32=1,65 Thay số vào ta có : QA = 1.1.9616,11.1.1 = 13743,38 (N) ` QB = 1.1.13143,14.1.1= 9015,87 (N) Ta thấy QA < QB Chọn QB để tính khả tải động Ta có: Cđ = Q m L Trong ñó: Với ổ bi m = Q = QA = 13743,38 (N) Gọi Lh: Là tuổi thọ ổ bi tính thì: L = 60.10-6.Lh.n + Trong đó: n: Số vịng quay ổ ( V ph) Lh: Tuổi thọ ổ bi tính ðối với hộp giảm tốc Lh = 5.365.0,8.24.2/3 = 23360(h) n = 102,3 (vg/ph) L = 60.10-6.23360.102,3 = 143,38 ( triệu vịng ) Cđ = 13743,38 143,38 = 71932,16(N) = 71,932(kN) Ta thấy Cñ = 71,932 (kN) < C = 75,3(kN) + Khả tải tĩnh Tra bảng 11.6[1], ta có Hệ số tải trọng hướng tâm: X0 = Hệ số tải trọng dọc trục: Y0 = 0,44cotga => Qt = X0.Fr + Y0.Fa = 1.13743,38 = 13743,38(N)=13,743 Ta thấy: Qt = 13,143 (kN) < C0 = 39,3(kN) Vậy ổ ñã chọn ñảm bảo khả làm việc Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Lớp LT09CCM04 Trang:80 ðề án kỹ thuật 4.4.2 Tính tốn thiết kế cấu cụm lăn Bộ môn Kỹ thuật khí 4.4.2.1 Tính tốn thiết kế cụm lăn đỡ nhánh có tải Sơ chọn đường kính trục ổ lăn d = 15 mm ðối với cấu băng tải ta chọn ổ bi ñỡ dãy Bảng 4.9: Kích thước ổ bi đỡ dãy ( Tra bảng 2.7[3]) d Ký hiệu D r 0,5 (kN) 2,53 1,51 Ø12 28 C0 C (mm) (mm) (mm) (mm) (kN) 1000902 15 B=500 Ø28 Ø15 Ø89 B 35 Ø20 20° Ø28 Ø15 Ø12 Ø20 35 190 10 200 720 760 Hình 4.13: Kết cấu cụm lăn Fp Fp F 1500 Hình 4.14: Sơ ñồ phân bố lực 1,5m khoảng cách hàng lăn a) Tính lực tác dụng hàng lăn F = M.g (4.46) Trong đó: M: Khối lượng vật liệu hàng lăn g = 10m/s2: Gia tốc trọng trường Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Lớp LT09CCM04 Trang:81 ðề án kỹ thuật - Tính khối lượng vật liệu hàng lăn M=V.γ Bộ mơn Kỹ thuật khí (4.47) Trong đó: M: Khối lượng vật liệu hàng lăn V: Thể tích vật liệu hàng lăn γ: Khối lượng riêng tính tốn vật liệu; γ = 1,7tấn/m3 Theo mục 2.3 ta có diện tích mặt cắt ngang dịng vật liệu là: A=0,0246m2 ⇒ Thể tích vật liệu hàng lăn là: V = A.1,5 = 0,0246.1,5 = 0,0369 m3 Lần lượt thay số vào công thức (4.47), (4.46) ta có M = 0,0369.1,7 = 0,0627tấn = 62,7kg F = 62,7.10 = 627N - Lực tác dụng lên cụm lăn : Fp= F 627 = =313,5 N 2 Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Lớp LT09CCM04 Trang:82 ðề án kỹ thuật Bộ môn Kỹ thuật khí Fp F1 F2 A K S3 C h S1 H h2 30° S2 E D I J S4 G h1 Ø89 B 20° 200 Hình 4.15: Sơ ñồ phân bố lực cụm lăn b) Tính lực tác dụng vào lăn Dựa vào sơ ñồ phân bố lực cụm lăn ta thấy vị trí lăn phải chịu tác dụng lớn Do đó, ta tiến hành tính kiểm nghiệm cho lăn * Diện tích ngang dịng vật liệu vị trí lăn giữa: Sn = S1+S2 Theo mục 2.3 ta có diện tích mặt cắt ngang dịng vật liệu vị trí lăn là: A = 0,0246 m2 Dựa vào hình vẽ ta thấy diện tích mặt cắt ngang dịng vật liệu tính theo cơng thức: S=St+Sd Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Lớp LT09CCM04 Trang:83 ðề án kỹ thuật Trong đó: Bộ mơn Kỹ thuật khí St: Diện tích mặt cắt ngang dịng vật liệu phía phân bố theo dạng hình tam giác cân St = c.b.h 2 (4.48) Sd: Diện tích mặt cắt ngang dịng vật liệu phía phân bố theo dạng hình thang cân Sd = (l +b).h1 (4.49) +) l, b ñáy nhỏ ñáy lớn hình thang cân; l = 0,4B = 0,4.500 = 200 mm b = 0,8B = 0,8.500 = 400 mm +) Chiều cao hình thang cân: h1 = (b-l) (400-200) tg200 = tg200 =36,397 mm 2 +) Chiều cao tam giác cân: h =0,5.b.tgφ=0,5.400.tg300 =115,47 mm +) Chiều cao mặt cắt ngang dòng vật liệu là: h=h1 +h =36,397 +115,47=151,867 mm Lần lượt thay số vào cơng thức (4.48) (4.49) ta có: St = 0,99.400.115,47 =22863,06mm2 =0,023m2 Sd = (200+400).36,397 =10919,1mm =0,0109m 2 Như vậy, diện tích mặt cắt ngang dịng vật liệu là: S=St +Sd =0,023+0,0109=0,0339 Xét A 0,024 = S 0,0339 ⇒ A = 0,73S ⇒ Fcl = 0,73Fp = 228,86N Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Lớp LT09CCM04 Trang:84 ðề án kỹ thuật c)Tính trục lăn : Bộ mơn Kỹ thuật khí * Chọn vật liệu làm trục Chọn vật liệu làm trục thép 45 HB=200-210, σb=600MPa, σch=340MPa ứng suất xoắn cho phép [ τ ] =15÷30MPa * Xác ñịnh sơ khoảng cách trục Từ kết cấu sơ trục lắp cụm lăn, ta có khoảng cách hai ñầu trục là: L = 240 mm * Xác ñịnh tải trọng tác dụng lên trục F’= Fcl = 228,86N * Phản lực gối tựa - Lấy momen A: ∑ m A = ⇔ 120.F' -240.YB =0 ⇒ Y B= 120.228,86 =114,43 N 240 - Tổng lực tác dụng lên trục: ∑ F=F' -YA -YB =0 ' ⇒ YA =F -YB =228,86-114,43=114,43 N * Xác định nội lực My,Mz vẽ biểu đồ mơmen - Xét ñoạn trục bên phải ñiểm C: M Cy =120.YA =120.114,43=13731,6 (Nmm) Mz = Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Lớp LT09CCM04 Trang:85 ðề án kỹ thuật Bộ mơn Kỹ thuật khí F' yB C B yA A 120 240 My N.mm Ø20 Ø15 Ø12 6300 Hình 4.16: Biểu đồ mơmen trục lăn * Xác định đường kính trục Ta xét hai tiết diện, tiết diện tiết diện trục lắp với ổ lăn - ðường kính trục d tiết diện xác định theo cơng thức 10.17[8]: d≥ Trong đó: M td mm; 0,1[σ] Mtñ- momen tương ñương tiết diện j, Nmm; Mtñ1 = M 2j +0,75.Tj2 Nmm; [σ ] - ứng suất cho phép vật liệu chế tạo trục, MPa; Thép 45 có [σ] = 50 Mpa - ðường kính tiết diện trục : Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Lớp LT09CCM04 Trang:86 ðề án kỹ thuật Bộ mơn Kỹ thuật khí M td = 13731,6 +0,75.0 =13731,6 Nmm ⇒ d1 ≥ 13731,6 =14,5 mm 0,1.45 Chọn tiêu chuẩn đường kính trục d1 = 20 mm * Kiểm nghiệm trục ñộ bền tĩnh Dùng đề phịng khả biến dạng dẻo q lớn tải ñột ngột (chẳng hạn mở máy) cần kiểm nghiệm trục ñộ bền tĩnh σtd= σ +3.τ ≤ [ σ ] [σ ] = 0,8 σch Tra bảng 6.1[8] ⇒ σch= 340 ⇒ [ σ ] = 0,8 340 = 272 (MPa)  T max  = =0 τ=    0,2.d C  0,2.20 Tmax: mômen xoắn lớn tiết diện nguy hiểm lúc tải: σ= M max 0,1.d 3C Mmax: mômen uốn lớn tiết diện nguy hiểm lúc tải ⇒ Mmax= MyC= 13731,6(Nmm) σ= M max 13731,6 = =17,16 0,1.d 3C 0,1.203 ⇒ σtd= σ +3.τ = 17,16 +3.02 =17,16 (MPa) Ta thấy: σtd= 7,88(MPa) < [ σ ] = 272 (MPa) Vậy trục thoả mãn ñộ bền tĩnh Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Lớp LT09CCM04 Trang:87 ðề án kỹ thuật Bộ môn Kỹ thuật khí PHẦN V KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 5.1 Kết luận Băng tải ñai ứng dụng vận chuyển ñá rămñã làm giảm nhiều sức lao ñộng việc vận chuyển Máy vừa làm chức vận chuyển vừa thiết bị ñịnh lượng liên tục phù hợp với u cầu cơng nghệ khai đá Băng tải có cấu tạo đơn giản, lắp đặt dễ dàng, phận hợp thành có khối lượng khơng lớn nên vận chuyển nhẹ nhàng thuận tiện Việc ñịnh lượng cấp liệu băng tải ñai ñược thực nhờ vào xả liệu máng cấp liệu Sự lên hay xuống của xả làm tăng giảm lượng nguyên liệu mà băng vận chuyển ñược Với kết thực tế hoạt ñộng cho thấy phù hợp thơng số tính tốn thơng số làm việc thực tế Vậy băng tải ñai ñược thiết kế ứng dụng vận chuyển ñá răm ñã ñạt kết tốt, ñáp ứng ñược nhu cầu thay sức lao ñộng chân tay doanh nghiệp 5.2 ðề nghị Với kết ñạt ñược ban ñầu ñề tài ñưa băng tải ñai vào ứng dụng dây truyền khai thác ñá răm ðề nghị tiếp tục theo dõi để bổ sung hồn chỉnh từ thiết kế, chế tạo đến vận hành Trong q trình vận hành khai thác sử dụng hệ thống cần lưu ý số ñiểm quan trọng sau: - Vận hành hệ thống ñúng quy ñịnh, tránh ñể hệ thống bị q tải - Q trình bảo dưỡng phải tiến hành ñúng thời gian quy ñịnh thay cần - Quá trình sửa chữa hộp giảm tốc cần phải thay bánh mà khơng có vật liệu ñúng thiết kế nhà sản xuất thay vật liệu khác thỏa mãn, hệ số an toàn kiểm tra lớn Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Lớp LT09CCM04 Trang:88 ðề án kỹ thuật Bộ môn Kỹ thuật khí TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Dự Tính tốn thiết kế băng tải ðại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên, 2011 [2] Vũ Ngọc Pi Tính tốn thiết kế băng tải ðại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên, 2001 [3] Trịnh Chất - Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí ( Tập I) Nhà xuất giáo dục [4] Trịnh Chất - Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí ( Tập II) Nhà xuất giáo dục [5] Vũ Ngọc Pi Hộp giảm tốc tiêu chuẩn ðại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên [6] Vũ Ngọc Pi - Nguyễn Văn Dự Hướng dẫn thiết kế ñồ án chi tiết máy ðại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên [7] Vũ Ngọc Pi - Trần Thọ - Nguyễn Thị Quốc Dung - Nguyễn Thị Hồng Cẩm Cơ sở thiết kế máy chi tiết máy Trường đại học kỹ thuật cơng nghiệp Thái Nguyên, 2001 [8] Beltmaster_berekeningen-transport [9] Conveyor Belt Design Manual - Bridgestone [10] Conveyor_Handbook Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Lớp LT09CCM04 Trang:89 ðề án kỹ thuật Bộ mơn Kỹ thuật khí MỤC LỤC ðỀ TÀI ðỀ ÁN KỸ THUẬT .1 LỜI NÓI ðẦU PHẦN GIỚI THIỆU SƠ BỘ HỆ DẪN ðỘNG BĂNG TẢI 1.1 Giới thiệu hệ dẫn ñộng băng tải * ðặc ñiểm hệ dẫn ñộng băng tải * Cấu tạo chung hệ dẫn ñộng băng tải 1.2 Mục tiêu thiết kế .6 PHẦN II .8 TÍNH TỐN THIẾT KẾ BĂNG TẢI 2.1 Xác ñịnh ñộ rộng (B) tối thiểu băng tải .8 2.2 Xác định góc nâng hạ (β) băng tải 2.3 Xác ñịnh vận tốc (V) băng tải 2.4 Tính tốn cơng suất truyền dẫn băng tải 10 2.5 Lực căng dây băng tải .12 2.6 Tính chọn dây băng 14 2.7 Cấu trúc hệ thống băng tải 14 2.8 Tính tốn cấu kéo căng băng 16 PHẦN III 19 TÍNH TỐN ðỘNG HỌC HỆ DẪN ðỘNG 19 3.1 Chọn loại hộp giảm tốc 19 3.2 Tính chọn động ñiện 22 3.2.1 Chọn kiểu loại ñộng 22 3.2.2 Chọn công suất ñộng 22 3.2.3 Chọn số vịng quay đồng động 23 3.2.4 Chọn ñộng thực tế 24 3.2.5 Kiểm tra ñiều kiện tải, ñiều kiện mở máy cho động .24 3.3 Tính tỉ số truyền 25 3.3.1 Tỷ số truyền hộp giảm tốc 26 3.3.2 Tỷ số truyền truyền hộp 26 3.4 Tính tốn thơng số trục .27 3.4.1 Tốc ñộ quay trục 27 3.4.2.Tính cơng suất trục .27 3.4.3 Tính mơmen xoắn : 28 3.4.4 Lập bảng kết 29 3.5 Kiểm nghiệm hộp giảm tốc tiêu chuẩn theo momen xoắn trục ñầu .29 Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Lớp LT09CCM04 Trang:90 ðề án kỹ thuật Bộ môn Kỹ thuật khí PHẦN IV 30 TÍNH TOÁN CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG/MÁY 30 4.1 Tính chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn 30 4.2.Tính kiểm tra bền cho chi tiết hộp 32 4.2.1 Bộ truyền bánh cấp nhanh 32 4.2.2 Bộ truyền bánh cấp chậm 38 4.2.3 Tính kiểm nghiệm trục 45 4.3.Tính tốn thiết kế truyền hộp 63 4.3.1 Thiết kế truyền ñai 63 4.3.2 Tính chọn khớp nối 67 4.4.Tính tốn thiết kế phần tử thiết bị vận chuyển 70 4.4.1 Tính tốn thiết kế trục tang dẫn động 70 4.4.2 Tính tốn thiết kế cấu cụm lăn .81 PHẦN V 88 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 88 5.1 Kết luận 88 5.2 ðề nghị 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 MỤC LỤC 90 Trường ðại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Lớp LT09CCM04 Trang:91 ... Trang:6 ðề án kỹ thuật Bộ môn Kỹ thuật khí Mục tiêu thiết kế băng tải đề án: Tính tốn thiết kế hệ thống khí cho băng tải ñể vận chuyển ñá răm Các số liệu ban ñầu sau: + Năng suất vận chuyển: 200... bố yêu cầu công nghệ vận chuyển, dụng máy vận chuyển, tổ hợp nhiều băng tải cao su cấu hành với thiết bị băng chuyền khác hệ thống băng tải ngang băng tải nghiờng, ñể thực tính liên tục tự động... (V) băng tải Vận tốc băng tải cần giới hạn tùy thuộc dung lượng băng, độ rộng băng đặc tính vật liệu cần vận chuyển Sử dụng băng hẹp chuyển ñộng với vận tốc cao kinh tế nhất; vận hành băng tải