6. Điểm: Bằ ng chữ : )
3.4.2 Các tính toán cho bàn rung
Lực quán tính ly tâm do khối lệch tâm quay tròn = . .
Trong đó : khối lượng lệch tâm
e độlệc tâm của khối lệch tâm w tốc độquay
Lực quán tính ly tâm tác dụng vào bàn rung theo trục x: = . cos( )Theo CT (5.9) [4]
t là thời gian quay
Nếu coi lực cản chuyển động của bàn rung tỷlệbậc nhất với tốc độthì nóđược biểu thị: B= - bx Theo CT (5.10) [4]
Phương trình vi phân chuyển động của bàn rung;
( + ) + + = Theo CT (5.11) [4] Sau khi biến đổi ta có : + 2ℎ + = Theo CT (5.12) [4] Ở đây: 2ℎ = + ; = + h: hệsốtắt dần dao động
: tần sốgóc của dao động riêng
Ngiệm của phương trình daođộng của bàn rung dưới dạng : = cos( − ) Theo CT (5.13) [4] ( là biên độ dao động) = ( ). ( ) Theo CT (5.14) [4 =( . .) Theo CT (5.15) [4]
- góc lệch pha giữa lực kích thích và dich chuyển:
= Theo CT (5.16) [4]
Công cần thiết để duy trì daođộng trong một chu kì: A=F.xdt
Công suất trung bình cần thiết để duy trì daođộng: = . . . Theo CT (5.18) [4] = .( )( )Theo CT (5.19) [4] Công suất đểkhắc phục ma sát tại ổbi = . . . . . Theo CT (5.20) [4] Trong đó: :hệsốma sát giữaổbi quy dẫn vềtrục quay
d :đường kính chỗlắpổbi m :khối lượng dao động Khối lượng dao động :
= + + . + Theo CT (5.21) [4]
- khối lượng dao động của bàn rung
- khối lượng của khuôn- khối lượng hỗn hợp bê tông trong khuôn - Khối lượng gia tải đặt trên đặt trên hỗn hợp bê tông
Độcứng tổng hợp của các lò xo;
= ( + ) Theo CT (5.22) [4] Khối lượng lệch tâm :
Tổng momen tỉnh của khối lệch tâm:
= = . (. )Theo CT (5.24) [4]
Thông thường = 10và =30 ÷ 35 đối với bàn rung vô hướng.
=14 ÷ 16 đối với bàn rung có hướng. Lực kẹp khuôn
= −
P - Lực quán tính li tâm có xu hướng tách khuôn ra khỏi bàn. Q–Trọng lượng của khuôn và bê tông.
Ta có: = ( + . )
= ( + ).
Với dao động điều hòa,đểgia tốc âm không vượt quá giá trị 7g nghĩa là
= . = 7
Khi đó :
= 6 ( + . )
– Hệ số dự trữ ; = 1,25 khi kẹp khuôn bằng cơ học và = 1,4 khi kẹp khuôn bằng điện từ.
Bộgây rung trong hệthống sản xuất này được dùng là bộgây rung ly tâm với cấu tạo và nguyên lý hoạt động được nêu như trên
- Xác định chế độ rung: Đối với kỹ thuật đúc đứng khuôn rung,người ta sữ
dụng hỗn hợp bê tông cứng đểcó thểlấy sản phẩm ngay sau khi đúc xong nên việc
xác định chế độrung sẽdựa vào tính chất hỗn hợp bê tông
+ Từ bảng 1 ta chọn vận tốc dao động là 20 cm/s.ứng với tần số dao động 3000v/p(tần số50HZ).Theo tài liệu đối với hỗn hợp bê tông cứng, biên độ dao động thích hợp từ0,4- 0,6 mm
Tổng khối lượng rung khi đúc M= 200 (Kg)
Vì vậy đểtạo ra chế độ rung như trên thì công suất động cơ dẫn động khối lệch tâm sẽlà
Trong hệthống máy ép gạch đã thiết kế, máy sửdụng 2 động cơ rung đặt hai bên khuôn gạch, công suất mỗi động cơ là 3 (Kw)
Hình 3.8: Động cơ máy gây rung li tâm
CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ BUỒNG TRỘN NẠP LIỆU 4.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP LỰA CHỌN BUỒNG TRỘN
Có hai loại thiết bị trộn vật liệu: Thiết bịtrộn tựdo (tang trộn quay) và thiết bị
trộn cưỡng bức (cánh trộn quay).
4.1.1. Buồng trộn tự do.
Buồng trộn tựdo gồm có hai loại là buồng trộn tựdo liên tục và tựdo chu kỳ. Nhìn chung so với loại buồng trộn cưỡng bức thì loại này có đặc điểm sau.
Sơ độ động của phương án:
1. Vỏthùng trộn. 2. Cánh tay trộn. 3. Vật liệu trộn.
Hình 4.1: Buồng trộn tự do.
ưu điểm:
Kết cấu đơn giản.
Tiêu hao năng lượng ít.
Tính cơ động cao, dễ dàng vận chuyển nên có thể phục vụ các công trìnhở vùng sâu, vùng xa mà giao thông không thuận tiện.
Nhược điểm:
Chất lượng sản phẩm thấp do sựnhào trộn đều bê tông là do sự rơi tự
do của bê tông trong thùng trộn.
Thời gian trộn lâu nên năng suất thấp do đó chỉ áp dụng với những công trình có khối lựợng thi công nhỏvà yêu cầu chất lượng không cao.
4.1.2 Buồng trộn cưỡng bức.
Buồng trộn cưỡng bức gồm hai loại là buồng trộn cưỡng bức chu kỳ và cưỡng bức liên tục.
a) Buồng trộn cưỡng bức liên tục.
Tức là sản phẩm sau khi trộn được đưa ra liên tục qua cửa buồng trộn. Một cửa vật liệu được cấp vào liên tục, một cửa đầu kia của thùng trộn được mở thường xuyên
đểsản phẩm liên tục đổ ra phương tiện vận chuyển.
Sơ đồ động của phương án: 1. Động cơ hộp giảm tốc liền. 2. Bộtuyền bánh răng. 3. Bàn tay trộn. 4. Vỏthùng trộn. 5. ổ đỡtrục trộn. 6. Cửa cấp liệu. 2 3 1 n
7. Cửa xảliệu.
Hình 4.2: Buồng trộn cưỡng bực liên tục.
Ưu điểm:
Năng suất cao.
Năng lượng chi phí cho một khối thảm nhỏ.
Nhược điểm:
Kết cấu phức tạp hơn loại buồng trộn tựdo.
Hỗn hợp trộn không thể đồng đều và khả năng định lượng cốt liệu không chính xác bằng trộn chu kỳ do đó chất lượng sản phẩm không cao.
b) Buồng trộn cưỡng bức chu kỳ.
Tức là vật liệu đưa vào trộn và lấy sản phẩm ra khỏi thùng trộn theo từng mẻ
một.
Sơ độ động của phương án: 1. Động cơ hộp giảm tốc liền. 2. Bộtruyền bánh răng.
3. Cánh tay trộn. 4. Vỏthùng trộn. 5. ổ đỡtrục trộn.
Hình 4.3: Buồng trộn cưỡng bức chu kỳ.
Ưu điểm:
Khả năng khuấy trộn đều và khả năng định lượng chính xác hơn loại buồng trộn chu kỳnên chất lượng sản phẩm tốt hơn
Dễ dàng thay đổi được thành phần % của các loại vật liệu đem trộn.
Nhược điểm:
Kết cấu phức tạp hơn so với loại buồng trộn tựdo.
Năng lượng chi phí cho việc trộn tổn hao khá lớn.
7 6 5 4 3 1 2 2 1 5 4 3
Năng suất thấp hơn so với loại buồng trộn cưỡng bức liên tục cùng loại.
4.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP MỞ CỮA ĐÁY BUỒNG TRỘN
Hệthống mở cửa có nhiệm vụ đóng mở đáy buồng trộn theo chu kỳmẻ trộn
đểxã vật liệu bê tông nhựa nóng từbuồng trộn xuống xe vân chuyển. Có hai kiểu mở
là kéo dọc và mởxoay ngang.
4.2.1. Mở cửa dạng kéo dọc.
Hệthống mở cửa kiểu này có thểcó cấu tạo dạng xe con mở cửa ( dạng cửa
trượt trên ray ) tức là được bốtrí mởcửa dọc theo chiều dài của buồng trộn.Việc dẫn
động cửa trượt có thểdùng xy lanh khí nén hoặc dùng bộtruyền trục vít bánh vít: a) Dẫn động dùng bộtruyền trục vít bánh vít.
Ưu điểm:
Kết cấu đơn giản,giá thành thấp.
Kết cấu gọn gàng nên giảm được chiều cao dỡliệu.
Nhược điểm:
Khả năng tự động hoá kém.
Cần bảo dưỡng bôi trơn bộtruyền thường xuyên.
Hành trình mởcửa dài nên yêu cầu trục vít khá dài nên dễmấtổn định khi làm việc đồng thời do tốc độmởcửa rất chậm mà làm cho năng suất trộn giảm đi
nhiều.
b) Dẫn động dùng xy lanh khí nén.
Sơ đồ động của phương án:
1. Buồng trộn. 2. Mở đáy.
3. Bánh xe. 4. Dầm đỡ.
5. Dầm đỡ.
Hình 4.4: Kết cấu của cửa mở dạng kéo dọc
Ưu điểm:
Kết cấu gọn gàng nên giảm được chiều cao dỡliệu. 4
2 3
5 1
Có thể điều chỉnh được khe hởgiữa thân buồng trộn và cửa mởbuồng trộn nhờ thay đổi độdầy tấm đỡ điều chỉnh bánh xe.
Tải trọng do vật liệu trong thùng tác dụng lên cửa buồng trộn và thông qua bánh xe di chuyển sẽtác dụng lên khung ray, không tác dụng trực tiếp lên xy lanh dẫn động nên xy lanh dẫn động không cần phải là loại lớn, đồng thời tăng được tuổi thọcủa xy lanh.
Nhược điểm:
Kết cấu phức tạp.
Hành trình mở cửa lớn nên thời gian đóng mở cửa xã cũng lớn, làm
tăng thời gian của một chu kỳtrộn nên làm giảm năngsuất của trạm.
Do hành trình lớn nên xy lanh dẫn động cũng phải có hành trình lớn, rất dễmấtổn định khi có sựchuyển động không đều của các bánh xe khi bịkẹt.
Do cách bố trí các bánh xe phía dưới cửa buồng trộn nên khi hoạt động các bánh xe rất hay bị kẹt do tải trọng tác dụng lên cửa buồng trộn không đều nhau và do vật liệu dính vào ray hay bánh xe.
Do vậy mà hiện nay kết cấu cửa mở này chỉ được sửdụng cho các loại trạm có
năng suất nhỏ( Từ60 T/h trởxuống).
4.2.2. Mở cửa dạng xoay lật nghiêng dùng xy lanh khí nén.
Loại này xã vật liệu theo toàn bộchiều rộng cửa xã.
Sơ đồ động của phương án:
1. Buồng trộn. 2. Mở đáy.
3. Tai bắt xy lanh mở đáy.
Hình 4.5 Kết cấu cửa mở dạng xoay lật dùng xy lanh khí nén
Ưu điểm: Khắc phục được những nhược điểm của loại hệ thống cửa mở dạng
xe con trượt
Kết cấu cửa mở rất đơn giản.
Hành trình mở cửa rất ngắn nên năng suất buồng trộn được cải thiện
đáng kể.
Nhược điểm:
Tải trọng trong thùng thông qua cửa buồng trộn sẽtác dụng trực tiếp lên đầu cần xy lanh cho nên xy lanhđiều khiển phải là loại lớn
3 2
4.3. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA BUỒNG TRỘN4.3.1. Xác định dung lượng của mẻ trộn . 4.3.1. Xác định dung lượng của mẻ trộn .
Dung lượng một mẻtrộn Q của buồng trộn nói lên khả năng trộn của buồng trộn trong một chu kỳtrộn.
Theo bảng (2.3)
- Thểtích buồng theo thiết kế = 0,07( )
- Thểtích vật liệu có thểchứa trong = 0,268.0,07 = 0,019( ) - Khối lượng vật liệu cần cho 1 mẻgạch M = 2,65.28 = 74,2 kg
4.3.2. Tính toán thiết kế vít tải.4.3.2.1. Cánh xoắn. 4.3.2.1. Cánh xoắn.
Hình dạng và kết cấu của cánh xoắn phụthuộc vào mục đích sửdụng để vận chuyển các loại vật liệu khác nhau. Dựa vào tính chất vật liệu vận chuyển người ta sử
dụng các loại vít xoắn:
Khi vận chuyển các loại vật liệu có dạng bột, hạt nhỏ và trung bình rời khô
min như: xi măng, tro, bột, cát khô thì dùng vít có cánh xoắn liền trục. Loại này cho
năng suất vận chuyển cao. Hệsố điền đầyε = 0,125÷ 0,45 và tốc độquay của vít từ
n = 50 ÷ 120 vg/ph.
Vít liên tục không liền trục dùng vận chuyển hạt cỡ lớn như: sỏi thô,đá
vụn…Hệsố điền đầy của loại này đạt ε= 0,25 ÷ 0,40, và tốc độquay của vít từn = 40 ÷ 100 vg/ph.
Vít tải dạng lá liền trục dùng cho vật liệu dính, dùng vừa trộn, tẩm vừa vận chuyển như:đất sétẩm, bê tông, xi măng. Hệsố điền đầy của loại này đạtε = 0,15÷0,3 và tốc độquay của vít n = 30 ÷ 60 vg/ph.
Vít tải dạng lá không liên tục dùng đểvận chuyển loại hạt thô, có độ ẩm như:
sỏi thô, đá dăm, đất sétẩm, bê tông, xi măng. Hệsố điền đầy của loại này đạt ε = 0,15
÷ 0,4 và tốc độquay của vít từn = 30 ÷ 60 vg/ph.
Kích thước của trục vít xoắn và bước xoắn vít thường được tiêu chuẩn hoá: đường
kính d = 100 đến 320 mm, bước xoắn từ 80 đến 320 mm. Theo tiêu chuẩn trên bước xoắn thường bằng 0,8 đến 1 lần đường kính cánh xoắn. Tốc độ quay thường từ 10 ÷300 vòng/ phút.
Trên hình 15- 2 e ÷ h là sơ đồ hướng vận chuyển vật liêu: Vận chuyển sang trái, sang phải, phân sang hai phía, hai đầu dồn vào giữa.
Trong trường hợp vận chuyển vật liệu dính, ẩm người ta sử dụng vít có hai cánh xoắn hay còn gọi là vít kép. Loại này thích hợp trong vận chuyển vữa bê tông hoặc bột than.
Đối với vít tải đặt đứng thường vận chuyển vật liệu tơi vụn. ở đây sử dụng cánh xoắn liên tục liền trục, trong quá trình vận chuyển có xuất hiện ma sát giữa vật liệu và cánh xoắn. Dưới tác dụng của lực ly tâm, vật liệu áp sát vào thành máng và bị
vỏmáy hãm chuyển động quay lại và nhờcánh xoắn đẩy nâng vật liệu đè lên trong máng. Muốn vật liệu không có chuyển động quay khi ra đến thành máng thì lực ly
tâm phải lớn. Vì vậy vít tải đặt đứng có tốc độquay lớn hơn nhiều so với tốc độcủa vít tải đặt nằm ngang. Vít tải đặt đứng tiết kiệm được diện tích, kín và dỡtải bất cứ
vịtrí nào cần thiết. Tuy vậy loại này tốn năng lượng, chóng mòn cánh. Chiều cao máy bịhạn chếbởi không lắp được gối đỡtrung gian.
=>Như vậy để đảm bảo được các yêu cầu đềra với vật liệu cần chuyển là vữa bê tông ta chọn loại vít liền trục.
4.3.2.2 Tính toán công suất yêu cầu của động cơ
Hình 4.7:Kết cấu khuôn trộn a) Xác định đường kính vít tải
Ta có năng suất Q (tấn/giờ) của vít tải được xác định theo công thức sau:
n c k k n p D Q 4 60 2 (1) Trong đó: + D– đường kính vít tải (m). p– bước vít tải (m). Ta có p = (0,8 ÷ 1)D → Chọn p = 0,8D (2)
ρ –khối lượng riêng của vật liệu vận chuyển (tấn/m3).
đối với hỗn hợp vữa bê tông 2,35 (tấn/m3) ⇒Chọn ρ = 2 (tấn/m3).
n–sốvòng quay của vít tải (vòng/phút) và xácđịnh theo công thức:
D k
n v với kvlà hệsốphụthuộc vật liệu. Chọn kv= 30.
kc–hệsốchứa đầy tiết diện máng , phụthuộc vật liệu.
Với vật liệu nhẹ, không sắc cạnh kc= 0,5. Lấy kctăng lên 1,5 ÷ 2 lần đối với vít tải ngắn, không có gối đỡtrung gian→ kc= 0,6 ÷ 0,8. Chọn kc= 0,6.
kn–hệsốphụthuộc góc nghiêngβ (độ) của vít tải. Với vít tải nằm ngang kn= 1. Từ(1) suy ra: 5 2 8 , 0 60 4 n c v k k k Q D (m) → 0,055 1 6 , 0 5 , 0 30 8 , 0 14 , 3 60 2 4 25 D (m) = 55,85(mm)
→ Chọn theo tiêu chuẩn D = 120 (mm). Theo (2) chọn p = D = 120 (mm).
b) Xác định số vòng quay của vít tải
Theo (3) ta xác định sốvòng quay của vít tải. 6 , 86 12 , 0 30 D k nv (vòng/phút)
→ Chọn theo tiêu chuẩn nv= 60 (vòng/phút). Vì tăng đường kính vít tải tiêu chuẩn nên cần giảm tốc độ quay. Đểnhằm đảm bảo năng suất máy.
c)Xác định công suất trên trục vít
Theo công thức (9.4), trang 152, tài liệu 8
b n b n H kq L v L Q N ( . ) 0,02. . . . . 367 0 Trong đó:
Q: Năng suất tính toán của máy Q= 5T/h Ln hành trình vận chuyển của máy vào cấp liệu Ln=0,74 mét
: Hệsốcản chuyển động lăn của hàng.
Tra bảng 9.3 ,trang 151, tài liệu (8) =4,0 H: Chiều cao vận chuyển bằng H=0 K: Hệsố đặc tính chuyển động của vít k=0,2
: Khối lượng trên 1 đơn vị chiều dài của máy = 80.
Với đường kínhbăng vít:D=120 mm
⇨ = 9,6 kG/m
Tốc độvận chuyển dọc trục vít:
Theo công thức (9.5), trang 153, tài liệu (8)
= 60. =0,1.3560 = 0,06 ⤇ N (0,74.4) 0,02.0,2.9,6.0,74.0,06.0.01 0,04Kw 367 5 0 Tính chọn động cơ điện.
Công suất động cơ đểtruyền động
Trong đó
:Công suất trên trục vít để băng tải làm việc :Hệsốdựtrữcông suất K=1,25
∶Hiệu suất của bộtruyền.
Theo bảng 5.1, trang 104 ,tài liệu (8) chọn n=0,96 ⤇ Đ = ,, . 1,25 = 0,05
Dựa vào công suất động cơtra bảng (P1.1)trang 234, tài liệu 5 chọn động cơ điện DK32- 6 có các thông sốkỹthuật như sau:
Công suất định mức; Nđc = 0,6kW
Tốc độtrục quay: n=930 v/ph Hiệu suất 69%
Khối lượng động cơ 27kg