THUYẾT MINH đồ án cơ sở THIẾT kế máy đềsốv THIẾT kế hệ dẩn ĐỘNG BĂNG tải

Đề số V THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI 2.. Bộ truyền xích Một năm làm việc 300 ngày, một ngày làm việc 21 giờ Làm việc một chiều... PHẦN I:TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG

KHOA CƠ KHÍ

********

THUYẾT MINH

ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY

ĐỀSỐV THIẾT KẾ HỆ DẨN ĐỘNG BĂNG TẢI

Đà Nẵng, 2022

Đề số V THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

2 Vận tốc băng tải: V= 0,7 m/s 2 Động cơ điện

3 Đường kính tang: D= 290 mm 3 Hộp giảm tốc

4 Đặc tính tải trọng: Tải trọng không đổi, êm 4 Băng tải

5 Thời gian phục vụ: T= 5,5 năm 5 Bộ truyền xích

Một năm làm việc 300 ngày, một ngày làm việc 21 giờ

Làm việc một chiều

PHẦN I:

TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN

PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

1 Chọn công suất động cơ điện.

a Tính toán công suất cần thiết của động cơ điện.

 Công suất trên băng tải:

Nlv = Pv

= 2750∗0,7 = 1,925 kW

 Hiệu suất truyền động chung của hệ thống:

η=η noi truc η br1 η br2 η4cap o η x

= 0,99.0,97.0,96,0,9944.0,95 = 0,855

 Công suất cần thiết của động cơ điện

Nct = N η lv = 1,9250,855 = 2,25 kW

b Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ.

 Tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống dẩn

động ichung = ihop.ingoai = 12.3 = 36

 Số vòng quay của tang

nlv = 60.1000 v π D =60.1000.0,7π 290 = 46 (vòng/phút)

 Số vòng quay sơ bộ

nsb = nlv.ichung = 36.46 = 1656 (vòng/phút)

{N dc ≥ N ct =2,25 kW

Điều kiện chọn động cơ phải thỏa mản: n dc ≅ n sb =1656 v / p

M

m ≥ M mm =1,4

M dn M

Tra bảng P1.3 của Tài liệu [1] ta chọn được động cơ có thông số như sau

Kiểu động cơ

Công suất Vận tốc quay

Cosφ η% Mmax/Mdn Mm/Mdn

kW vg/ph

2 Phân phối tỷ số truyền.

 Tỉ số truyền chung

ichung = n dc = 1420 = 30,8

n lv 46

Với tỷ số truyền của bộ truyền ngoài là: ingoài = ix = 3

 Tỷ số truyền của hộp: ihộp = i chung = 30,8 = 10,27

i ngoài3

 Tỷ số truyền cấp nhanh: inhanh = ibr1 = 3,51

 Tỷ số truyền cấp chậm: ichậm = ibr2 = 2,93

 Số vòng quay của các trục (Trục I : Trục Vào, Trục II : Trục trung gian, Trục III : Trục ra)

nI =

n

động cơ

=1420 = 1420 (vòng/phút)

i khớp nối 1

nII =

n

I

= 1420 = 405 (vòng/phút)

i br1 3,51

nIII =

n

II

= 405 = 139 (vòng/phút)

i br 2 2,93

 Công suất trên đấu vào của các trục

NI = Nđộng cơ.η cặp ổ η khớpnối = 3.0,994.0,99 = 2,95 kW

NII = NI.η cặp ổ η br 1 = 2,95.0,994.0,97 = 2,84 kW

NIII = NII.η cặp ổ η br 2 = 2,844.0,994.0,96 = 2,71 kW

Nlv = NIII.η cặp ổ η x = 2,71.0,994.0,95 = 2,56 kW

 Momen xoắn của các trục

Tlv = 9,55.106 N lv = 9,55.106.2,56 = 531478,26 N.mm

n

TIII = 9,55.10n6 N III =9,55.106 2,71 = 186190,65 N.mm

TII = 9,55.106 N II = 9,55.106.2,844 = 67062,22 N.mm

n

TI = 9,55.106 N I = 9,55.106 2,95 = 19839,79 N.mm

Tđộng cơ = 9,55.106 N động cơ =9,55.106.3 = 20176,06 N.mm

n

Trục Trục Trục I Trục II Trục III Trục

Tỷ số truyền ikhớp nối = 1 ibr1 = 3,51 ibr2 = 2,93 ix = 3

Vận tốc quay (v/p) 1420 1420 405 138 46 Công suất (kW) 3 2,95 2,84 2,71 2,56 Momen xoắn 20176,06 19839,79 67062,22 186190,65 531478,26 (N.mm)

PHẦN II:

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH

Công suất Tỉ số Momen Số vòng quay

(kW) truyền,i xoắn (Nmm) (v/ph),

1.Chọn loại xích.

Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp, dùng xích con lăn

2.Xác định các thông số của xích và bộ truyền.

Chọn số răng của đĩa xích dẫn theo công thức:

Z1 = 29 – 2*i = 29 – 2*2,2 = 25 răng

Tính số răng đĩa xích lớn theo công thức:

Z2 = i*Z1 = 2,2*25 = 55 răng (Z2 ≤ Zmax = 120 )

Công suất tính toán :

Pt = P*K*Kz*Kn

Trong đó: Kz: hệ số số răng : Kz = 25 = 25 = 1

z1 25

Kn: hệ số số vòng quay: Kn = 200n = 200138 = 1,45

K = K0*Ka*Kdc*Kđ*Kc*Kbt = 1*1*1*1,35*1,25*1,3 = 2,19 Trong đó:

K0 = 1 ( không có yêu cầu về đọ nghiêng đường tâm xích) Ka = 1 ( chọn a=40pc )

Kdc = 1 ( trục đĩa xích điều chỉnh được )

Kđ = 1,35 ( tải trọng va đập nhẹ )

Kc = 1,25 ( làm việc 2 ca )

Kbt = 1,3 ( môi trường có bụi, chất lượng bôi trơn

II) Công suất tính toán:

Pt = P*K*Kz*Kn = 2,71.2,19.1.1,45 = 8,61 kW

Tra bảng 5.5 tài liệu [I], tra theo cột n01 = 200

vòng/phút Ta chọn [P] = 11 kW > Pt = 8,61 kW

Bước xích: p = 25,4 mm

Đường kính chốt: dc = 7,95 mm

Chiều dài ống: b = 22,61 mm

Vận tốc trung bình của xích:

v =

z1 np

=

25.138.25,4

= 1,4605 m/s

60000 60000

Khoảng cách trục sơ bộ a = 40*p = 40*25,4 = 1016 mm

Số mắt xích:

x= 2 a +0,5(z1+ z2 )+p ( z2−z1 )2

2∗101

= 25,4 +0,5 (25+55)+ 4 π 2∗1016 = 120,56

Chọn x = 122 mắc xích

Xác định lại khoảng cách trục:

z1 +z2

(x−

z1 +z2

)2 −2(z2−z1

) 2

¿ 0,25∗25,4[122− 25+55 +√ (122−25+55 )2 −2(55−25 )2 ]

22π

= 1034,29 mm

Để tránh xích không chịu lực căng quá lớn, ta cần giảm bớt 1 lượng: ∆a =

(0,002 ÷ 0,004)a = 2,049 ÷4,098 mm Chọn a = 1030 mm

Số lần va đập của bản lề xích trong 1 giây:

i=

Z1 ⋅ n1

=

25∗13 8

= 1,89

15∗12 2

15 x

Theo bảng 5.9 tài liệu [I], ta có số lần va đập i < [i] = 30 (ứng với bước xích 25,4 mm)

3 Kiểm nghiệm độ bền của bộ truyền xích.

Lực vòng có ích: Ft = 1000 P = 1000∗2,71

= 1855,53 N

v1,4605

Hệ số an toàn: s= Q

k đ F t + F0+ F v

Với:

Q: tra theo bảng 5.2 với 1 dãy xích,tải trọng phá hỏng Q=56,7 kN

kđ: hệ số tải trọng động, kđ = 1,2 với chế độ làm việc trung bình ứng với tải trọng

mở máy bằng 150% so với tải trọng danh nghĩa

F0 : lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra

F0 = 9,81*kf*q*a = 9,81*6*2,6*1,022 = 156,403 (N)

Với:

kf : hệ số phụ thuộc độ võng f của xích và vị trí bộ truyền kf = 6, ứng với bộ truyền nằm ngang

q: khối lượng 1m xích Tra bảng 5.2 Tài liệu [I], q = 2,6 kg ứng với bước xích

p=25,4 mm

Fv : lực căng do lực li tâm sinh ra

Fv = q.v2 = 2,6.(1,4605)2 = 5,55 N

Từ đó, ta có:

s=

Q

=

56700

k đ F t + F0+ F v 1,2.1855,53+156,403+5,55

= 23,86 > [s] = 8,2

Hệ số an toàn cho phép [s] tra từ bảng 5.10, tài liệu [I] Vậy bộ truyền xích đủ bền.

4 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc.

Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc theo công thức:

ϬH1 = 0,47∗√k

r

(k

đ F

t + F

vđ

)∗E

≤ [ϬH]

A ∗k d

Với

[ϬH]: Ứng suất tiếp xúc cho phép, tra bảng 5.11 tài liệu [I], [ϬH] = 500 MPa

kr : hệ số ảnh hưởng đến số răng đĩa xích, z1 = 25 ,kr = 0,42

kđ: hệ số tải trọng động, kđ = 1,2

kd : hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy, kd = 1 ứng với xích 1 dãy

Fvđ : lực va đập trên dãy xích

Fvđ = 13.10-7.n.p3.m= 13.10-7.138.25,43.1= 2,94 N

A: diện tích chiếu của bản lề, A = 180 mm2 ứng với 1 dãy xích và p = 25,4

E1+E2

con lăn và răng đĩa đều làm bằng thép

Từ đó, ta có:

Ϭ H1 =0,47* √0,42 ( 1,2.1383,09+2,94 ) .2,1 . 10 5 =424,22 Mpa ≤

[Ϭ H ] 180.1

Điều kiện độ bền tiếp xúc thảo mãn

Vậy ta chọn vật liệu chế tạo là thép 45, tôi cải thiện với độ rắn bề mặt HB 210

5 Thông số bộ truyền xích

Đường kính vòng chia của đĩa xích:

d1 = p = 25,4 =139,9 mm

sin (

π

sin (

π

z1 23

d2 = p = 25,4 =418,5 mm

{ sin (

π

sin (

π

z2 69

Đường kính vòng đỉnh:

{d =[0,5 +cotg π ]p =148,12mm

π

d a2 =[0,5+ cotg z2 ]p c =427,64 mm

Đường kính vòng đáy:

{d f1=d1−2 r=127,84 mm

d f 2 =d2−2 r=406,44 mm

Với bán kính đáy:

r = 0,5025d1 + 0,05 = 0,5025*11,91 + 0,05 = 6,03 mm trong đó, d1 = 11,91 mm, tra bảng 5.2 tài liệu [I]

Lực tác dụng lên trục:

Fr = kx*Ft = 1,05*873,8 = 917,49 N

Với kx = 1,05 ứng với bộ truyền thẳng đứng