Đề tài thiết kế hệ dẫn động băng tải

- Kích từ mắc song song, nói tiếp hoặc hỗn hợp và hệ thống động cơ — máy phát cho phép thay đổi trị số của mô men và vận tốc góc trong một phạm vi rộng đảm bảo khởi động êm, hãm và đảo c

KHOA CO KHI

w TRANSPORT TECHNOLOGY

wl"

wa

Dé tai: Thiét ké hé ‡ dong bang tai

Họ và tén sinh|pién >: Bui Xuan Tung

Giảng viên hưởng dân : Ths: Nguyén Thi Nam

Hanoi, nam 2018

KHOACO KHL ——sos C — -s -

DO AN MON HOC CHI TIET MAY

Thiết kế hệ thông dân động băng tải như hình sau:

et h

3

ty | te | ty

Sơ đổ tải trọng

1— Động cơ điện; 2-Khóp nồi; 3 — Hộp giảm tốc; 4— Bộ truyễn dai; 5 — Bang tai

SỐ liệu thiết kế :

+ Lực vòng trên dai tai : P = 3400 N;

+ Vận tốc đai tải : v = 1,8 m/s;

+ Thời gian phục vụ : L = § nam;

+ Cho Ï năm làm việc 300 ngày và 1 ca làm việc 8h;

+ Băng tải : D = 320 mm;

+ Chế độ tải : T,=T; T;=0.9T; T:=0,7T; t=15s; t;=45s; t;=20s;

CHUONG 1

TINH TOAN DONG HOC HE DAN DONG CO KHI

1.1 Chon dong co dién

1.1.1 Chọn kiểu loại động cơ

a Dong cơ điện một chiêu

- Kích từ mắc song song, nói tiếp hoặc hỗn hợp và hệ thống động cơ — máy phát cho phép thay đổi trị số của mô men và vận tốc góc trong một phạm vi rộng đảm bảo khởi động

êm, hãm và đảo chiều dễ dàng, do đó được dùng rộng rãi trong các thiết bị vận chuyển

bằng điện, thang máy, máy trục, các thiết bị thì nghiệm v v

b Động cơ điện xoay chiêu

- Động cơ ba pha gồm hai loại: Động cơ ba pha đồng bộ và động cơ ba pha không đồng bộ (Động cơ ba pha không đồng bộ lại gồm có kiểu rôto dây cuốn và kiểu rôto lồng sóc)

- Với hệ dẫn động cơ khí (hệ dẫn động băng tải, xích tải, dùng với các hộp giảm

tốc) nên sử dụng loại động cơ điện xoay chiều ba pha réto léng soc

1.1.2 Xác định công suất động cơ

Công suất trên trục động cơ điện là P¿ và được tính theo công thức:

P,

P„=—

h

Trong đó : P„ - công suất cần thiết trên trục động cơ (KW)

P, - là công suất tính toán trên trục máy công tác ( kW)

n - là hiệu suất truyền động của toàn bộ hệ thống

a Tinh toán P,

- Trường hợp tải trọng không đổi :

Page 3

P=p = P.v _ 3400.1.8

"1000 1000

- Trường hợp tải trọng thay đổi :

=6,12(kW)

p=p = Pit +Po.t+P3.ty —

{ td t,+t,+t,

Trong đó: P¡ — Công suất lớn nhất trong các công suất tác dụng lâu dải trên trục máy cong tac (kW) ;

P¡— Công suất tác dụng trong thời gian f,

Theo chế độ tải có : P=T.œ

Ma vận tốc góc œ@ không đối — P ty 18 voi T (Momen quay)

Thay số ta có :

_ P.v

1000

_ 3400.1,8 | 15+(0,9) 45+(0,7).20 _ 5 325 qayy,

~ 1000 15+45+20

b Tinh hiệu suất truyền động"

Dựa vào bảng 2.3 trang 19 Trị số hiệu suất các loại bộ truyền va 6 ta chon:

+ Hiệu suất của bộ truyền đai (để hở) : nạ= ¿ 0,95;

+ Hiệu suất của cặp bánh răng trụ (được che kín) : n„y=éẻ 0,97;

+ Hiệu suất của cặp Ô lăn : ñn„=¿ 0,99;

+ Hiệu suất của khớp nỗi trục : 1,=¿l;

Vậy ta tính được hiệu suất của toàn bộ hệ thống n theo cong thức :

N= Ne-Nor- MoM = 0,95 0,97°.0,99°.1 = 0,86

P 5,355

=> P,= 7 086 6,22 |kWl

1.1.3 Xdéc dinh so bé sé vong quay dong bộ của động cơ

Tỉ số truyền toàn bộ ư, của toàn bộ hệ thống được tính theo công thức:

U, ~Hạ nọ

Trong đó:

+ tạ— ¿ tỉ số truyền của truyền động đai và ta chọn uạ=3;

+ uUr„r—¿ tỉ số truyền bánh răng trụ hộp giảm tốc 2 cấp và ta chọn u„¿r= 8;

=> U, = Uy User = 3.8 = 24

Gọi n„ là số vòng quay của trục máy công tác được tính theo công thức :

60000 v

Ne n5 (vòng/phút)

Page 4

Trong do: v — van tốc băng tải hoặc xích tai (m/s);

D— đường kính tang quay (mm);

60000 v _ 60000.1,8

Vậy số vòng quay sơ bộ của động cơ (n,„,¿là :

n„=n,.u,

= n,,=107,4.24 = 2577(vong/phut):

Chon s6 vong quay déng b6 cua dong co N4,=3000(vong/phit)

1.1.4 Chọn động cơ thực tỄ

Động cơ được chọn phải có công suất và số vòng quay thỏa mãn đồng thời các điều

kiện:

Pac 2 Pa

Ng 2 Np

Tim Tk

—— < —

Dựa vào bảng PI.3 các thông số kỹ thuật của động cơ 4A với P„=6,22(kW) va

nạ„„=3000 (vòng/phút) ta dùng động cơ 4A112M2Y3 có các thông số:

Ta thay: P=7,5>P=6,22 > Thoa mãn

1.1.5 Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ

a Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ

Khi khởi động, động cơ cân sinh ra một công suất đủ lớn đề thăng lực ỳ của hệ thống Điều kiện mở máy của động cơ thỏa mãn nếu công thức sau đảm bảo:

Phim 2 Pha

Trong đó : +P,—¿ Công suất mở máy của động cơ (KW);

p% =|—* | p® =2,0.7,5=15(kW) Imm Ton m

+T,,T4,—¢ momen khoi d6ng va momen danh nghia cua déng co;

+ Pye cong suất cản ban đầu trên trục động cơ;

P= PY = 0,86.6,22= 5,394 (kW)

Từ đó, ta thấy động cơ trên thỏa mãn điều kiện mở máy

b Kiểm tra điều kiện quá tải của động cơ

Page 5

1.2 Phân phối tý số truyền

Tỷ số truyền chung của hệ thống truyền động được tính theo công thức :

n

u,= Na = 222 = 97,99 107.4 Trong dd: Ny — s6 vong quay cua déng co da chon (vong/phut):

n, — số vòng quay cua truc may céng tac (vong/phut);

1.2.1.Tỷ số truyền các bộ truyền trong hộp giảm toc

- Tính tý số truyền cấp nhanh (u; ¿ và tỷ số truyền cấp chậm (u¿¿ 2) ¿

Tỷ số truyền của hộp giảm tốc được tính theo công thức:

tư " — oe = 9,06

- Với hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ :

trxzr—Mị.U›

- Đối với hộp giảm tốc đồng trục ta có:

uy, é uy = V Uhet

Suy ra : Uị 63;u,=3

L2.2.Tỷ số truyền cdc bé truyén ngoài hộp giảm tốc

Tinh lại uạ theo u¡ và U2:

u, _ 27,20

U,.U> 33°

1.3 Tính toán các thông số trên trục

1.3.1.Tỉnh công suất trên các trục

Pa= Pia = 6,22 (kW)

Py _ 6,22

P.=— =-““=- "7n “gas 6.54 (#W)

P,=-——= ? nạ.nạ 0,99.0,97 =6,81 (KW)

P 6,81

Pp = 2 =_—~`›>— _

T.Ti„ 0,99.0,97 7.09 (kW)

P

® n rny 0,99.1

Page 6

1.3.2.SỐ vòng quay các trục,

Nae= 2922 (vong/phut)

N= Nae = 2922 (vong/phit)

n

n, =1L-222- 974 (vong/phut)

u, 3

n

n,=2=24- 324,67 (vong/phut)

uy 3

Us _ 324,67 _ `

Ma 302 107,5 (vong/phiit)

1.3.3 Tính momen xoăn T ở các trục

P,

Ta có : Tị = 9,55.10°,-— (vớii=1;2;3)

Do đó ta tính được:

T, =9,55.10°— = 1 a, = 9,55 10" 55 = 23172,31 (Nmm) 10°

P,

T, =9,65.10',-2 = 9,55.10 a =66771,56 (Nmm)

2

P 6,54

T, =9,55.10°— =9,55.10° 2°" 3 a 9,55.10 394,67 192370,71 (Nmm) — =

6 6,22

= 9,55.10° = = 9,55, 10 nụ 1075 = 552567,44(Nmm)

Page 7

1.3.4.Lập bang két qua

Bảng thơng số

_ ‘True | ĐỘNG CƠ 1 2 3 Céng tac

Thong so

Mỡmen xoăn T (Nmm) 24512,32 23172,31 66771,56 | 192370,71 552567,44

CHUONG 2 THIET KE CAC CHI TIET TRUYEN DONG

Sơ đồ bộ truyền đai:

a — Khoảng cách giữa hai trục;

¡đa — gĩc ơm của hai đai trên bánh

nhỏ và bánh lớn;

y— gĩc giữa hai nhánh dây:

dị, dạ — Đường kính bánh đai lớn và đường kính bánh đai nhỏ

2.1 Thiết kế bộ truyền đai

Do chế độ làm việc yêu cầu với bộ truyền đai là làm việc ỗn định trong § h Cho nên

đai phải cĩ độ bền phù hợp thêm vào đĩ vẫn phải bảo đảm yêu cầu về kinh tế là giá thành

phải tối thiểu nhất Cho nên ta lựa chọn được dai thang

2.1.1 Chọn loại đai và tiết diện đai 7™

Chon dai thang thuong

40° | ? 35 5 8 15 20 35 5Ú ap 125 200 400

Cơng sud cẩn truyẾn P, KW

Đai hình thang thường Đồ thị chọn loại tiết diện đai hình thang

Page §

Dựa vào đồ thị,với các thông số: P; = 6 (kW), ns = 324,67 (vong/phit), ta chon dai hình thang thường loại B có các thông số :

Kích thước tiết diện (mm) A (mm) đi (mm) 1 (mm)

19 22 13,5 4,8 230 200 — 400 1800 — 10600

2.1.2 Xác định các thông số bộ truyền

q Tính dường kính bánh đai ( d: và d›;)

Chọn d, theo bang 4.13 — Tr 59 [1], theo tiết diện đai:

Ta chon d; =260 (mm)

Từ đường kính đai, xác định vận tốc bánh đai:

_m.dịn _n.260.324,67 _ = 4.41(m/s)

~ 60000 60000

Ta thay : v= 4,41 (m/s) <Vimax = 25 (m/s)

u.d

Từ dị, tính d; theo công thức: d, = 1 ˆ

-€

Trong đó : u— tỷ SỐ truyền; e =0,01 + 0,02 — Hệ số trượt (lay e = 0,01);

u.d; 3,02.260_

1-£ 1- 0,01

Tra bảng 4.21(tr63 tập) ta chọn d; theo tiêu chuẩn: d; = 800 (mm)

Tỷ số truyền thực: u,= C2 800 _ 3,07 d, 260

u,-U _ 3,07 - 3,02

Sai léch ty s6 truyén: Au = u 3,02 100% = 1,65 % < 4%

Vậy d; = 800 (mm) thỏa mãn

b Xác định khoảng cách trục a

Trị số ø tính được cần thỏa mãn điều kiện sau:

0,55 (di +d.) +h < z < 2(d¡+td;)

= 0,55 (260+800) +13,5< a < 2(260+800)

= 596,5< a < 2120 (mm) Theo bang 4.14(tr60 tapl1) Chon a =1000 mm

c Chiéu dai dai I

- Chiéu dai dai 1 được xác định dựa vào khoảng cách trục ø theo công thức:

l=2.atn + (dy, -d,é Aa

©/=2.1000+„ 260 + 800 „ (800 - 260)

Theo tiéu chuan Bang 4.13 — Tr59 [1], =chon /= 4000 (mm)

- S6 vong chay cua dai trong 1(s) la:

= 3737,1(mm)

Page 9

4,41 ae i= = = 1,10 (vg/s) < imax = 10 (vg/s) > thoa man

“42 oA2

- Xac dinh lai khoang cach truc a: a = ABA"

d,+d

Trong đó:A =1 - m2 = 4000- 3,145 =2335,8

A =fz- Gi _800 - 260

2335.8" - 8.2707

@g= 2335,8 + y2335,8° - 8.270 =1135,8 (mm)

4

Vay chon a= 1135,8 (mm)

d Xac dinh géc 6m a, trén banh dai nhỏ

Vì góc ôm bánh đai nhỏ trong trường hợp này luôn nhỏ hơn góc ôm bánh đai lớn vì vậy nếu góc ôm bánh đai nhỏ thỏa mãn thì góc ôm bánh đai lớn cũng thỏa mãn điều kiện không trượt trơn

„ (d;- dị).57” „ (800 -260).57°

=1809- (C271 *927 -—1gg (ĐUÔ -“0U)2/ poo 5y:

= Thỏa mãn điều kiện không trượt trơn giữa đai và bánh đai

2.1.3 Tính số đai Z

- Số đai Z được tính theo công thức:

_ P.k, [P,| C„.C„.C,.C,

Trong đó:

+) P— Công suất trên trục bánh đai chủ động (kW); P =5,355 (kW);

+) [Po] — Cong suat cho phép (kW);

Tra bang 4.19-Tr62_[1] theo tiét dién dai B:

[Po] = 3,54 (kW); lo = 3750 (mm);

+) Kz— Hệ số tải trọng động: Tra bảng 4.7-Tr55 [1] ta được:

Ka= 1.1

+) C„— Hệ số kế đến ảnh hưởng của góc ôm ơi;

Theo bang 4.15-Tr61_ [1]:

Cu = 1 - 0,0025.(180 - a1) = 1 — 0,0025.(180 — 152,54) = 0,93

C A KR 9 2 2 on xe °

+) 7:Hệ sô ảnh hưởng của chiêu dài đai 7;

Page 10

Tra bang 4.16-Tr61_ [1] voi = so =1,06 =ta duoc: C;= 1,04;

+) C, :Hé sé xét dén anh huéng cua ty sé truyén w; C, = 1,14 (bang 4.17 tr61)

+) C, :Hệ số kế đến sự phân bố không đều tải trọng giữa các dây đai;

Tra bang 4.18-Tr61_[1] ta dugc : Z’ = [P1] T354 > 151> ~7=0,95

P.Kạ _ 5,355.11 .C„.C¡ C,.C,_ 3,54.0,93.1,04.1,14.0,95

P,

Lay Z =2

2.1.4 Các thông số cơ bản của bánh đai

a Chiêu rộng bánh đai B

Chiều rộng bánh đai B được tính theo công thức:

B=(Z-I).t+2e

` họ=5,76mm) t=25,5é4mm) e=17¿mm) H=21émm) =40°® ¿mm)

Tra bang 4.21-Tr63_ [1] ta duoc :

b Góc chém cua moi ranh dai: 0 =40°

c Duong kính ngoài của bánh đai:

đại = dị + 2.họ = 260 + 2,5,7 = 271,4 (mm);

daz = do + 2.ho = 800 + 2.5,7 = 811.4 (mm);

d Dwong kính đáy bánh dai:

dạ = dai - H= 271,4 — 21 = 250,4(mm);

dp = da - H = $11,4— 21= 790,4 (mm)

2.1.4 Xác định lực căng ban đâu và lực tác dụng lên trục

- Lực căng trên l đai được xác định theo công thức sau:

_780.P ky

Trong đó: Fy — Lực căng do lực li tam sinh ra;

Page 11

— 2

F,~dm‹V (fm: khối lượng 1(m) đai)

Tra bang 4.22 Tr64 [64] ta duoc: In — 0,3 (kg/m)

= 0,3.4.41° = 5,83 (kg.m/s’)

— 780.5,355.1,1

~441.0,93.2 7 28° 965.96 (N)

- Luc tác dụng lên trục bánh đai:

F,=2 F,.Z sin|^ |=2.565,96.2.sin 254 2199,15 (N)

2.1.6 Tổng kết các thông số của bộ truyền dai

P=5,355 (kW)

n = 389,18(vong/phut)

Ua = 3,2

Page 12

Chiéu rong dai B | mm) 59,5

Page 13