Đồ án thiết kế trạm dẫn động băng tải vận chuyển than đá

ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải ðẠI HỌC THÁI NGUYÊN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ðẠI HỌC KTCN ðộc lập – Tự – Hạnh phúc    ðỀ TÀI ðỀ ÁN KỸ THUẬT Sinh viên thiết kế: Lâm Ngọc Tiến ; Lớp: Hè 2011 Mã số SV: 11510911239 Giáo viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Ngày giao đề tài: 19/7/2011 Ngày hoàn thành: NỘI DUNG DỀ TÀI Thiết kế trạm dẫn ñộng băng tải vận chuyển than ñá Số liệu ñề tài: Năng suất: Q;120 tấn/h Hệ số làm việc / năm: Kn=0.70 Băng tải làm việc theo phương ngang Hệ số cản ban ñầu: Kbd=1.5 Chiều dài vận chuyển: L= 100 m Thời gian phục vụ: năm Hệ số làm việc / ngày: Kng=0.71 Tải trọng khơng đổi,quay chiều Nội dung cụ thể: - Thiết kế băng tải - Tính chọn hộp giảm tốc theo tiêu chuẩn - Thiết kế truyền hộp khớp nối - Thiết kế trục tang dẫn ñộng - Thiết cụm lăn đỡ nhánh có tải U CẦU THIẾT KẾ - 01 thuyết minh trình bày tính tốn thiết kế khổ giấy A4 - 02 vẽ A0, 02 vẽ chế tạo A1 - 01 file Powpoint trình diễn bảo vệ Cán hướng dẫn Trưởng môn Ngày tháng năm 2011 T/L Hiệu trưởng (Chủ nhiệm khoa) GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Bản vẽ up lên Bạn cần đồ án pm 0974059455 GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn động băng tải MỤC LỤC LỜI NĨI ðẦU PHẦN I GIỚI THIỆU SƠ BỘ HỆ DẪN ðỘNG BĂNG TẢI 1.1 Giới thiệu trạm dẫn ñộng băng tải 1.2 Mục tiêu thiết kế .11 PHẦN II 13 TÍNH TỐN THIẾT KẾ BĂNG TẢI 13 2.1 Xác ñịnh ñộ rộng tối thiểu băng tải .13 2.2 Xác ñịnh vận tốc băng tải .13 2.2.1 Diện tích mặt cắt ngang dịng chảy 14 2.2.2 Góc mái 14 2.2.3 Khối lượng riêng tính tốn .14 2.2.4 Hệ số ảnh hưởng ñộ dốc băng tải .14 2.3 Tính tốn cơng suất truyền dẫn băng tải 15 2.4 Lực căng dây băng tải .16 2.4.1 Lực vòng 16 2.4.2 Lực căng nhánh băng tải .16 2.4.3 Lực căng tối thiểu 17 2.4.4 Lực kéo lớn 18 2.5 Tính tiết diện ngang dịng vật liệu .18 2.6 Tính chọn dây băng 18 2.7 Cấu trúc hệ thống băng tải 19 2.7.1 Tang dẫn ñộng 19 2.7.2 Con lăn ñỡ băng .20 PHẦN III .25 CHỌN VÀ TÍNH HỘP GIẢM TỐC TIÊU CHUẨN 25 3.1 Chọn loại hộp giảm tốc .25 3.2 Chọn ñộng ñiện 27 3.2.1 Chọn kiểu loại ñộng 27 3.2.2 Chọn công suất ñộng 28 3.2.3 Chọn tốc ñộ ñồng ñộng 29 3.2.4 Chọn ñộng thực tế .29 3.2.5 Kiểm tra ñiều kiện mở máy ñiều kiện tải cho ñộng 29 3.3 Chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn 30 3.3.1 Chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn 30 3.3.2 Xác định phối tỷ số truyền ngồi hộp 31 3.4 Công suất trục .32 3.5 Tính số vịng quay trục 32 3.6 Tính mômen xoắn trục 33 3.7 Các thông số hộp giảm tốc tiêu chuẩn .34 PHẦN IV .35 GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn động băng tải TÍNH KIỂM TRA BỀN CHO CÁC CHI TIẾT TRONG HỘP 35 4.1 Kiểm tra bền cho truyền bánh 35 4.1.1 Bộ truyền cấp nhanh .35 4.1.2 Bộ truyền cấp chậm 43 4.2 Tính kiểm nghiệm trục 51 4.2.1 ðịnh kích thước trục .51 4.2.2 ðịnh kết cấu cho trục 52 4.2.3 Tính kiểm nghiệm trục ñộ bền mỏi .54 PHẦN V 71 TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN NGỒI HỘP VÀ KHỚP NỐI 71 5.1 Truyền ñộng ñai .71 5.1.1.Chọn loại ñai 71 5.1.2.Tính tốn thơng số đai 71 5.1.3 Xác ñịnh lực căng ban ñầu lực tác dụng lên trục .74 5.2 Tính chọn khớp nối 75 5.2.1 Tính tốn sơ đường kính trục vị trí lắp khớp nối .76 5.2.2 Chọn khớp nối tiêu chuẩn 77 PHẦN VI .79 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC PHẦN TỬ CỦA THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN 79 6.1 Tính tốn thiết kế trục tang dẫn động .79 6.1.1 Chọn vật liệu 79 6.1.2 Tính sơ trục 79 6.1.3 Tính gần trục 79 6.1.4 Tính kiểm nghiệm trục 83 1.5 Tính chọn then .86 6.1.6 Tính chọn ổ lăn .87 6.2 Tính tốn thiết kế cụm lăn đỡ nhánh có tải 90 6.2.1 Tính lực tác dụng hàng lăn 90 6.2.3 Tính trục lăn .94 PHẦN VII .98 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 98 7.1 Kết luận .98 7.2 ðề nghị 98 GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 2.1 Thơng số tang dẫn động…………………………………… 20 Bảng 2.2 Thơng số tang bị động……………………………………… 20 Bảng 2.3 Thơng số lăn nhánh có tải…………………………… 22 Bảng 2.4 Thơng số lăn nhánh có tải…………………………… 22 Bảng 3.1 Chọn ñộng cơ……………………………………………… 29 Bảng 3.2 Hộp giảm tốc khai triển theo tiêu chuẩn Nga 31 Bảng 3.3 Thông số P,n,T trục……………………………… 33 Bảng 3.4 Kích thước hộp giảm tốc……………………… 34 Bảng 4.1 Thông số truyền cấp nhanh………………… 35 Bảng 4.2 Thông số truyền cấp chậm………………… 43 Bảng 5.1 Thông số ñai thang 71 Bảng 5.2 Các thơng số truyền đai………………………………… 75 Bảng 5.3 Khớp nối ñộng trục III……………………………… 77 Bảng 5.4 Kích thước vịng đàn hổi khớp nối trục III… 77 Bảng 6.1 Kích thước mặt cắt then vát rãnh then (TCVN 4214-86) 87 Bảng 6.2: Kích thước ổ bi lịng cầu dãy…………………………… 88 GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang Hình 1.1 Cấu tạo băng tải 10 Hình 2.1 Góc mái 14 Hình 2.2: Sơ ñồ lực căng dây băng tải 16 Hình 2.6 Tiết diện ngang dòng vật liệu 15 Hình 2.3 Cấu tạo tang dẫn động 19 Hình 2.4: Cấu tạo lăn nhánh có tải 21 Hình 2.5 Cấu tạo lăn nhánh có tải 22 Hình 3.1: Sơ hệ dẫn động băng tải 27 Hình 4.1 Sơ đồ bố trí hộp giảm tốc 51 Hình 4.2: Kết cấu trục I 52 Hình 4.3: Kết cấu trục II 53 Hình 4.4: Kết cấu trục III 54 Hình 4.5 Biểu đồ mơmen trục I 58 Hình 4.6 Biểu ñồ mômen trục II 63 Hình 4.7 Biểu đồ mơmen trục III 69 Hình 5.1 : ðai thang 72 Hình 5.2 Cấu tạo khớp nối vịng đàn hồi 77 Hình 6.1 Kết cấu sơ trục lắp tang dẫn động………………… 80 Hình 6.2 Then 87 GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Dự Hướng dẫn tính tốn băng tải 2011 [2] Vũ Ngọc Pi Hộp giảm tốc tiêu chuẩn [3] Trịnh Chất , Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí ( Tập 1) Nhà xuất Giáo dục 2005 [4] Trịnh Chất , Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí ( Tập 2) Nhà xuất Giáo dục , 1999 [5] Vũ Ngọc Pi Tính toán băng tải 2001 [6] FMC Technologies Belt Conveyor Idlers Catalog - FMC Technologies [7] Beltmaster_berekeningen-transport [8] http://118.69.77.170/ebook/ VeKyThuat [9] Conveyor Belt Design Manual - Bridgestone GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn động băng tải LỜI NĨI ðẦU ðất nước ta đường Cơng Nghiệp Hố - Hiện ðại Hố theo định hướng XHCN ngành cơng nghiệp đóng vai trị quan trọng Các hệ thống máy móc ngày trở nên phổ biến bước thay sức lao ñộng người ðể tạo ñược làm chủ máy móc địi hỏi người phải tìm tịi nghiên cứu nhiều Là sinh viên khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy em ln thấy tầm quan trọng kiến thức mà tiếp thu từ thầy Nhiệm vụ thiết kế đề án cơng việc quan trọng q trình học tập giúp cho người sinh viên nắm hệ dẫn ñộng, hiểu sâu, hiểu kỹ ñúc kết ñược kiến thức của môn học Vì thiết đề án cơng việc quan trọng cần thiết ðề tài thiết kế em ñược giao “Thiết kế trạm dẫn ñộng băng tải vận chuyển than ñá” ðề án gồm phần: PHẦN I GIỚI THIỆU SƠ BỘ HỆ DẪN ðỘNG BĂNG TẢI PHẦN II TÍNH TỐN THIẾT KẾ BĂNG TẢI PHẦN III.CHỌN VÀ TÍNH HỘP GIẢM TỐC TIÊU CHUẨN PHẦN IV TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN NGỒI HỘP VÀ KHỚP NỐI PHẦN V TÍNH KIỂM TRA BỀN CHO CÁC CHI TIẾT TRONG HỘP PHẦN VI TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC PHẦN TỬ CỦA THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN PHẦN VII KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ Với kiến thức ñã học sau thời gian nghiên cứu với giúp đỡ tận tình thầy giáo mơn, ñặc biệt hướng dẫn tận tình Thầy Nguyễn ðình Ngọc với đóng góp trao đổi xây dựng bạn chúng em hồn thành ñược ñề án ñược giao ðề án ñược em thực trường chủ yếu mang tính lý thuyết mà khơng có sản phẩm thực tế Song với hiểu biết hạn chế với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều, tài liệu tham khảo cịn nên đồ án chúng em khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong ñược bảo thầy mơn để đề án em hồn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên , Ngày 30 tháng 09 năm 2011 Sinh viên thực Lâm Ngọc Tiến GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải PHẦN I GIỚI THIỆU SƠ BỘ HỆ DẪN ðỘNG BĂNG TẢI Phần I nhằm mục đích giới thiệu cho nắm cấu tạo, nguyên lý hoạt ñộng, ưu nhược ñiểm… hệ thống dẫn ñộng băng tải than ñá 1.1 Giới thiệu trạm dẫn ñộng băng tải Hệ dẫn ñộng băng tải ñược sử dụng ñể vận chuyển vật liệu rời từ lâu nhờ ưu ñiểm có cấu tạo đơn giản, bền, có khả vận chuyển vật liệu theo phương nằm ngang, nghiêng với khoảng cách lớn, làm việc êm, suất cao tiêu hao lượng không cao, số lượng vận chuyện lớn, kết cấu ñơn giản, sửa chữa thuật tiện, linh kiện tiêu chuẩn hố Hệ dẫn động băng tải sử dụng nhiều lĩnh vực như: dùng ñể vận chuyển, dùng dây chuyền sản xuất, dùng cơng trình xây dựng trạm thủy điện bến cảng, sản xuất khai thác mỏ, luyện kim ,hoá chất, đúc, vật liệu xây dựng, vận chuyển vật liệu rời vật phẩm thành kiện ðể ñáp ứng yêu cầu dây chuyền sản xuất hình thức phân 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 nghiêng ðể vận chuyển vật phẩm có dạng cục, hạt, bột, như: quặng, ñá, than,than ñá, cát, sỏi, dạng vật phẩm có tính chất đặc biệt bao xi măng, bao đường, bao gạo Vì hệ dẫn động băng tải ñược dùng rộng rãi nhà máy, cơng trường Băng tải làm việc nhờ lực ma sát bề mặt ñai tang dẫn Một băng tải thường cấu tạo sau (Hình 1.1) GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải 1500 R100 R100 R100 A B A B 10 11 Hình 1.1 Cấu tạo băng tải Cơ cấu kéo băng ðộng ñiện Tang bị dẫn Tang dẫn ñộng Dây băng Khung ñỡ băng tải Cụm lăn 10 Khớp nối Cụm lăn 11 Bộ truyền ñai Hộp giảm tốc Ưu 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 Nhược điểm hệ dẫn động băng tải: + Có hao hụt vật liệu vận chuyển rơi vãi ñường vận chuyển làm dơ bẩn gây ô nhiễm môi trường + Khi vận chuyển khoảng cách dài không thẳng địi hỏi phải có thêm trạm trung chuyển tốn + Tốc độ vận chuyển khơng cao, độ nghiêng băng tải nhỏ (< 240), khơng vận chuyển theo hướng đường cong GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc 10 Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải σa = M11 1440162,7 ⇒ σa2 = = 51,192(MPa) W11 28132,321 τa = T2 T2 373479,55 ⇒ τa2 = = = 3,022(MPa) 2W02 2.W02 2.61789,196 Tra bảng 10.7 ta có : ψ σ =0,1 ; ψ τ =0,05 Tra bảng 10.8 ;10.9 trang [197] [3] với: σ b =600MPa ta ñược mài 0,32 ÷ 0,16 Ta có: Kx =1; Ky =1,1 với phương pháp tăng bền bề mặt phun bi Kx : hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt KY : hệ số tăng bền bề mặt trục Tra bảng 10.10, ta ñược trị số hệ số kể đến ảnh hưởng kích thước tiết diện trục ñến giới hạn mỏi εσ = 0,76; ετ = 0,73 ðối với trục rãnh then dùng dao phay ngón ñể cắt Tra bảng 10.12 ñối với trục có rãnh then,hệ số tập trung ứng suất ứng với vật liệu có σb = 600Mpa Ta có: Kσ =1,76; Kτ = 1,54 Kσ, ,Kτ: Hệ số tập trung ứng suất thực tế uốn xoắn K σ 1,76 = = 2,32 εσ 0,76 K τ 1,54 = = 2,11 σ τ 0,73 - Trị số Chọn: Kσ Kτ , 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: GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc 85 Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Kσ2 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải Kσ + Kx −1 2,32 + − εσ = = = 2,11 Ky 1,1 Kτ + Kx −1 ετ 2,11 + − = = 1,92 K τ2 = Ky 1,1 Theo công thức (10.20) (10.21) ⇒ Sσ = 261,6 151,73 = 2,422 ; Sτ = = 26,426 2,11.51,192 + 1,92.3,022 + Thay số vào 10.19 ta ñược: S2 = 2, 422 26,426 2,422 + 26,426 2 = 2,411 > [S] =1,5÷2,5 ⇒ Trục thoả mãn điều kiện bền mỏi 1.5 Tính chọn then Mối ghép then dùng để truyền mơmen xoắn từ trục tang đến tang nhờ moay hàn vào tang (hình 6.2) a Chọn then vị trí lắp moay trục tang dẫn Hình 6.2 Then Theo tài liệu [8] (15h00 15/09/2011) Ta chọn ñược kích thước then vát sau: GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc 86 Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải Bảng 6.1 Kích thước mặt cắt then vát rãnh then (TCVN 4214-86) d bxh t1 t2 S r S1 r1 h1 l 70 20x12 7,5 3,9 0,6 0,4 20 70 Kiểm nghiệm then theo ñiều kiện bền dập ñiều kiện bền cắt σd = 2.T 2.373479,55 = =33,876 ( MPa ) ≤ [ σ d ] =150 ( MPa ) d.L.(h-t1 ) 70.70.(12-7,5) τc = 2.T 2.373479,55 = = 7,622 ( MPa ) ≤ [τc ] = ( 60 ÷ 90 ) MPa d.L.b 70.70.20 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 = 50mm Tra bảng 9.1a[3] ta có: b = 16 (mm); h = 10 (mm) + Chiều sâu rãnh then trục: t1 = 6(mm) + Chiều sâu rãnh then lỗ: t2 = 4,3 (mm) Kiểm nghiệm then theo ñiều kiện bền dập ñiều kiện bền cắt σd = 2.T 2.746959,1 = =124,493 ( MPa ) < [ σ d ] =150 ( MPa ) d.L.(h-t1 ) 50.60.(10-6) τc = 2.T 2.746959,1 = = 31,123 ( MPa ) ≤ [τc ] = ( 60 ÷ 90 ) MPa d.L.b 50.60.16 Vậy then ñã chọn thoả mãn ñiều kiện bền dập điều kiện bền cắt 6.1.5 Tính chọn ổ lăn Sơ đồ tính chọn ổ trục tang dẫn A B 778 224 Hình 6.3 Sơ đồ tính chọn ổ trục tang dẫn Vì trục khơng chịu lực dọc trục ñể cho trục tuỳ ñộng làm việc, ta chọn kiểu ổ bi đỡ lịng cầu dãy: GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc 87 Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải Bảng 6.2: Kích thước ổ bi lịng cầu dãy Kí hiệu d(mm) D(mm) B(mm) r(mm) a(0) C(kN) C0(kN) 1312 60 130 31 3,5 8,53 45,8 27,1 *Tính kiểm nghiệm theo khả tải ổ + Khả tải động Theo cơng thức 11.3[4] 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 ñến vòng quay; Vịng quay: V=1 Kt: Hệ số kể đến 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: e=1,5tgα=1,5.tg8,53=0,225 X A =X B =1 YA =YB =0 Thay số vào ta có : QA = 1.1 3192,89 9616,11.1.1 = 10046.19 9616,11 (N) QB = 1.1 6344,56 13143,14.1.1= 6894,52 13143,14 (N) Ta thấy QA > QB Chọn QA để tính khả tải động Ta có: Cđ = Q m L Trong đó: Với ổ bi m = Q = QA = 6344,56 (N) GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc 88 Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải Lh = 23360 (h) n = 80,7 (vg/ph) L = 55.10-6.23360 80,7= 103,683 ( triệu vòng ) Cñ =6344,56 103,683 = 29806,022(N) = 29,806(kN) Ta thấy Cñ = 29,806 (kN) < C = 45,8 (kN) => Vậy ổ ñã chọn thỏa mãn + Khả tải tĩnh Tra bảng 11.6[3], ta có Hệ số tải trọng hướng tâm: X0 = 0,5 Hệ số tải trọng dọc trục: Y0 = 0,22.cotgα => Qt = X0.Fr + Y0.Fa = 0,5 6344,56 + = 2511,547(N) Ta thấy: Qt = 3155,78 (N) < C0 = 103(kN) Vậy ổ ñã chọn ñảm bảo khả làm việc GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc 89 Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải 6.2 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 Tra bảng P2.7 [3]có thơng số ổ lăn : Ký hiệu B r C C0 (mm) (mm) (mm) (mm) (kN) (kN) 15 28 0,5 2,53 1,51 B=500 Ø28 Ø15 Ø89 D Ø12 1000902 d 35 Ø20 20° Ø28 Ø15 Ø12 Ø20 35 190 10 200 720 760 Hình 6.3:Kết cấu cụm lăn Fp Fp F 1500 Hình 6.4: Sơ đồ phân bố lực 1,5m 6.2.1 Tính lực tác dụng hàng lăn F = M.g (56) Trong đó: M: Khối lượng vật liệu hàng lăn g = 10m/s2: Gia tốc trọng trường - Tính khối lượng vật liệu hàng lăn GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc 90 Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn động băng tải (57) M=V.γ 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 = 0,9tấn/m3 Theo mục 2.5 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 cơng thức (56), (57) ta có M = 0,0369.0,9 = 0,03321tấn = 33,21kg F = 33,21.10 = 332,1N - Lực tác dụng lên cụm lăn : Fp= F 332,1 = =166,05 N 2 Fp F1 F2 A K S3 C h2 S1 H h 30° S2 E D I J S4 G h1 Ø89 B 20° 200 Hình 6.5: sơ đồ phân bố lực cụm lăn Dựa vào sơ ñồ phân bố lực cụm lăn (hình 6.5) ta thấy vị trí lăn phải chịu tác dụng lớn Do đó, ta tiến hành tính kiểm nghiệm cho lăn GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc 91 Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn động băng tải Diện tích dịng vật liệu máng B b ϕ® h2 h1 F1 20° F2 l Hình 6.6 Mặt cắt tiết diện ngang băng tải Với loại băng tiết diện ngang F tính sau: (58) F = F1 + F2 + S: Diện tích ngang dịng vật liệu + F1:Diện tích ngang dịng vật liệu phía phân bố theo hình tam giác cân F1 = c.b.h1 (59) + F2: Diện tích ngang dịng vật liệu phía phân bố theo hình thang cân F2 = (l + b).h2 (60) - b: ðáy lớn hình thang b = 0,8.B = 0,8.500 = 400 (mm) B: bề rộng băng tải, B = 500 mm - l: ðáy nhỏ hình thang l = 0,4.B = 0,4.500 = 200 (mm) - h1: Chiều cao hình tam giác cân h1 = 0,5.b.tgϕđ (mm) - ϕđ: Góc đỗ động vật liệu ϕđ = 300 ( bảng 1.2 [1] ) ⇒ h1 = 0,5.400.tg300 = 115,47 (mm) GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc 92 Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn động băng tải - h2: Chiều cao hình thang cân h2 = (b − l ) (400 − 200) tg 20 = 36,397 (mm) tg 20 = 2 - c: Hệ số xét ñến ảnh hưởng ñộ dốc băng tải Theo bảng 1.1 [1]: c = 0,99 ⇒ F1 = 0,99.400.115,47 = 22863,06 (mm2 ) = 0,02286 (m2) ⇒ F2 = (400 + 200).36,397 = 10919,1 (mm2) = 0,01092 (m2) Vậy F = 0,02286 + 0,01092 = 0,03378 (m2 ) * Diện tích ngang dịng vật liệu vị trí lăn giữa: Sn = S1+S2 Trong đó: S1: Diện tích mặt cắt ngang dịng vật liệu phía phân bố theo dạng hình tam giác cân (61) AH.BC S1 = Sd: Diện tích mặt cắt ngang dịng vật liệu phía phân bố theo dạng hình chữ nhật (62) S2 =BC.CJ Chiều cao mặt cắt ngang dòng vật liệu là: h=h1 +h =36,397 +115,47=151,867 mm Ta có AH= BC 200 sin 30= sin 30=50 mm 2 JC=h − AH=151,867 − 50=101,867 mm Vậy: S1: Diện tích mặt cắt ngang dịng vật liệu phía phân bố theo dạng hình tam giác cân S1 = AH.BC 50.200 = =5000 mm = 0,005m 2 GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc 93 Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn động băng tải Sd: Diện tích mặt cắt ngang dịng vật liệu phía phân bố theo dạng hình chữ nhật S2 =BC.CJ=200.101,867 = 20373,4mm = 0,02037m ⇒ S=S1 +S2 = 0,005 + 0,02037 = 0,02537 Xét S 0,02537 = 0,751 = F 0,03378 ⇒ S = 0,751.F ⇒ Fcl = 0,751.Fp = 166,05 0,751= 124,7 N 6.2.3 Tính trục lăn * 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 định 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 Coi lực tác dụng nên trục có giá trị nửa lực tác dung nên lăn phân đơi hai vị trí lắp ổ lăn, hình vẽ (6.7) F’ = Fcl 124,7 = = 62,352 N 2 * Phản lực gối tựa - Lấy momen A: ∑ m A = ⇔ 55.F' + 185.F' -240YB =0 ⇒ YB= 55.F' +185.F' 55.62,352+185.62,352 = = 62,352 N 240 240 - Tổng lực tác dụng lên trục: ∑ F=F' +F' -YA -YB =0 ⇒ YA =F' +F' -YB =62,352 N * Xác ñịnh nội lực My,Mz vẽ biểu đồ mơmen GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc 94 Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải - Xét ñiểm C: M Cx =55.YA =55.117,532=3429,36 (Nmm) T=0 - Xét ñiểm D: M Dx =55.YB =55.117,532=3429,36 (Nmm) T=0 Từ phản lực mơmen tính ta vẽ biểu biểu đồ mơmen uốn MX 55 Ø12 Ø15 Ø20 Ø12 Ø15 (Hình 6.7) 130 240 YA F' A F' C YB D B My N.mm A C D 6464,26 6464,26 B Hình 4.15 Sơ đồ đặt lực, biểu đồ mơmen kết cấu trục lăn * Xác định ñường 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[7]: GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc 95 Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải d≥ M td mm; 0,1[σ] (63) Mtñ- momen tương ñương tiết diện j, Nmm; Trong ñó: M 2j +0,75.Tj2 Nmm; Mtñ1 = [σ ] - ứng suất cho phép vật liệu chế tạo trục, MPa; Thép 45 có [σ] = 50 Mpa - ðường kính tiết diện lắp trục với ổ lăn C D : M td = 3429,362 +0,75.0 =3429,36 N.mm Thay vào (4.54) ta có: d C =d D ≥ 3429,36 =10,05 mm 0,1.50 Chọn tiêu chuẩn đường kính trục d C =d D = 15 mm ðối với cấu băng tải ta chọn ổ bi ñỡ dãy Tra bảng P2.7[3] có thơng số ổ lăn : Ký hiệu 1000902 d D B r C C0 (mm) (mm) (mm) (mm) (kN) (kN) 15 28 0,5 2,53 1,51 - ðể ñảm bảo kết cấu trục thuận tiện cho viêc lắp rắp lăn vào trục ta chọn kích thước đoạn trục cịn lại sau: ðoạn trục lăn: d CD = 20 mm ðoạn truc lắp nên giá ñỡ: d A = d B = 12 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 Theo cơng thức 10.27[3] ta có: σtd= GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc σ +3.τ ≤ [ σ ] 96 (64) Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn động băng tải Trong đó: [ σ ] = 0,8 σch Tra bảng 6.1[3] ta có: σch= 340 ⇒ [ σ ] = 0,8 340 = 272 (MPa)  T  τ=  max3  = =0  0,2.d C  0,2.15 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 Ta có: Mmax= MyC= 3429,36 (Nmm) σ= M max 3429,36 = = 10,161 0,1.d 3C 0,1.153 Thay giá trị tính vào cơng thức (4.55) ta có: σtd= σ +3.τ = 10,1612 + 3.0 = 10,161(MPa) Ta thấy: σtd= 10,161 (MPa) < [ σ] = 272 (MPa) Kết luận: Vậy trục thiết kế thoả mãn ñộ bền tĩnh GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc 97 Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải PHẦN VII KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 7.1 Kết luận Băng tải ñai ứng dụng vận chuyển than ñá ñã làm giảm nhiều sức lao ñộng việc vận chuyển ñịnh lượng than Máy vừa làm chức vận chuyển vừa thiết bị ñịnh lượng liên tục phù hợp với yêu cầu công nghệ khai thác sản xuất than 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 Sự ñiều chỉnh sức căng băng ñơn giản nhờ phận căng băng hai vít ba đai ốc điều chỉnh vít qua trái phải nhờ mà băng làm việc ổn ñịnh, ñộ căng phù hợp 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 than ñã ñạt kết tốt, ñáp ứng ñược nhu cầu thay sức lao ñộng chân tay doanh nghiệp 7.2 ðề nghị Với kết ñạt ñược ban ñầu ñề tài ñưa băng tải ñai vào ứng dụng dây truyền khai thác than ñá ðề nghị tiếp tục theo dõi ñể bổ sung hồn chỉnh từ thiết kế, chế tạo đến vận hành Trong 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 tải - Quá trình bảo dưỡng phải ñược tiến hành ñúng thời gian quy ñịnh thay cần.ðặc biệt với truyền xích, tải trọng làm việc lớn nên thiết kế GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc 98 Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải chọn ñược thời gian phục vụ dây xích năm so với thời gian phục vụ hệ thống nhỏ.Do cần phải lưu ý để thay - Q 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 GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc 99 Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ... cần thiết ðề tài thiết kế em ñược giao ? ?Thiết kế trạm dẫn ñộng băng tải vận chuyển than ñá” ðề án gồm phần: PHẦN I GIỚI THIỆU SƠ BỘ HỆ DẪN ðỘNG BĂNG TẢI PHẦN II TÍNH TỐN THIẾT KẾ BĂNG TẢI PHẦN... 22 Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn động băng tải Theo đề tài, tính tốn thiết kế băng tải có puly dẫn động ñặt ñầu băng tải băng tải vận chuyển vật liệu theo phương ngang... hệ thống dẫn ñộng băng tải, ñi thiết kế băng tải GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc 12 Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến ðề án kỹ thuật Thiết kế trạn dẫn động băng tải PHẦN II TÍNH TỐN THIẾT KẾ BĂNG TẢI Trong