đề án bọ tải cát

Băng tải, tải cát

NhËn xÐt cña gi¸o viªn híng dÉn

1

1

Lời nói đầu Trong thời đại công nghiệp hoá hiện đại hoá hiện nay, quá trình sản xuất luôn phải đặt ra mục tiêu công nghệ cho việc sản xuất là phải đảm bảo cho quá trình sản xuất diễn ra tin cậy, ổn định theo quy mô và điều kiện sản xuất, , để đạt đợc hiệu quả tốt nhất Do vậy các trang thiết bị dùng để phục vụ cho quá trình cũng có những đòi hỏi rất 2

2

cao nhằm đảm bảo cho quá trình sản xuất đợc diễn ra liên tục Công việc thiết kế hệ thống dây truyền còn tuỳ thuộc vào điều kiện làm việc cụ thể của hệ thống và điều kiên hiện có

Là một sinh viên khoa cơ khí việc đợc làm một đề án kỹ thuật không chỉ giúp củng

cố kiến thức, tổng hợp lợng kiến thức đã tích luỹ đợc mà còn giúp cho ngời học bớc

đầu tiếp cận với thực tế, thông qua đó hình thành nên những t duy lôgíc hơn về các hệ thống, dây truyền sản xuất Đề tài kỹ thuật là một đề tài chuyên nghành Nhiệm vụ đề tài là từ điều kiện làm việc cụ thể của hệ thống thiết kế nên hệ thống dây truyền đảm bảo làm việc trong điều kiện cụ thể

Đề tài của em đợc thầy giáo Th.s Nguyễn Thị Thanh Nga giao cho Với những

kiến thức đã học trên lớp và sau thời gian nghiên cứu tìm tòi, với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hớng dẫn, sự đóng góp trao đổi xây dựng của các bạn em đã hoàn thành

đợc đề án này.

Song với những kiến thức còn hạn chế cùng kinh nghiệm thực tế cha nhiều, nên đề

án của em không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận đợc sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn Công Nghệ Chế Tạo Máy để đề án của em đợc hoàn thiện hơn Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn mà đặc biệt là thày

giáo Th.s Nguyễn Thị Thanh Nga đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đê án này

Mục Lục:

PHẦN I : GIỚI THIỆU SƠ BỘ HỆ DẪN ĐỘNG BĂMG TẢI:

PHẦN II : TÍNH TOAN THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN MÁY CÔNG TÁC

4

4

2.1: Tính toán thiết bị vận chuyển ( Trang 7 15)

PHẦN III : TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪM ĐỘNG

3.1 : Chọn sơ bộ hộp giảm tốc ( Trang 16 )

3.2 : Chọn động cơ điện ( Trang 16 20 )

PHẦN IV : TÍNH TOÁN CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG:

4.1 : Tính chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn ( Trang 21 26 )

4.2 : Kiểm tra bền cho các chi tiết trong hộp

4.2.1: Kiểm tra bền cho các bộ truyền bánh răng ( Trang 27 44 )

4.2.2: Tính và kiểm nghiệm bền cho trục ( Trang 44 63 )

4.2.3: Tính và kiểm nghiệm bền cho ổ đỡ trục ( Trang 64 73 )

PHẦN V : TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN NGOÀI CỦA HỆ THỐNG:

5.1 : Tính toán thiết kế bộ truyền đai ( Trang 74 78 )

5.1: Tính toán khớp nốp trục: ( Trang 79 82 )

PHẦN VI : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC PHẦN TỬ THIẾ BỊ VẬN CHUYỂN 6.1 : Tính toán thiết kế bulông nền cho cụm đỡ tang bị dẫn ( Trang

83 85 )

6.2: Tính toán thiết kế cơ cấu căng băng ( Trang 85 86 )

CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO: ( Trang 103 )

PHẦN I CHỌN HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÍCH HỢP

Xuất phát từ yêu cầu thực tế tính toán hệ thống để tải cát, với chiều cao tải là 10m và chiều dài vận chuyển là 150m

5

5

Năng suất ; Q= 100 tấn/h

Thời gian phục vụ là 6 năm

Tỷ lệ số giờ làm việc trên ngày là : 2/3

Tỷ lệ số ngày làm việc trên năm : 2/3

Để chọn hệ thống dẫn động thích hợp, trước tiên ta đi tìm hiểu về đặc điểm của các hệt thống dẫn động trong thực tế:

1-Phân tích các hệ thống dẫn động

1.1-Hệ dẫn động băng tải

Hệ dẫn động băng tải là một loại máy được dùng khá rộng rãi trong nhà máy, công trường vì đặc điểm số lượng vận chuyện lớn, kết cấu đơn giản, sửa chữa thuật tiện, linh kiện tiêu chuẩn hoá, được sử dựng trong nhiều lĩnh vực, có thể dụng để vận chuyển, dây chuyền sản xuất, công trình xây dựng trạm thủy điện và bến cảng… vv, phòng sản xuất, trong khai thác mỏ, luyện kim ,hoá chất, đúc, vật liệu xây dựng… vv, có thể vận chuyển vật liệu rời hoặc vật phẩm thành kiện, để đáp ứng từng yêu cầu dây chuyền sản xuất về hình thức vừa phân bố và căn cứ yêu cầu công nghệ vận chuyển, có thể chỉ dùng một máy vận chuyển, cũng có thể tổ hợp nhiều băng tải cao su hoặc cấu thành với thiết bị băng chuyền khác hoặc hệ thống băng tải ngang hoặc băng tải nghiêng, để thực hiện tính liên tục và tự động hoá trong khâu sản xuất, nâng cao năng xuất và giảm bớt cường

độ lao động

Để vận chuyển những vật phẩm có dạng cục, hạt, bột, như: Quặng, đá, than, cát, sỏi, hoặc dạng vật phẩm có tính chất đặc biệt như bao xi măng, bao đường, bao gạo

Băng tải làm việc được nhờ lực ma sát giữa bề mặt đai và tang dẫn, một băng tải thường được cấu tạo bởi ba bộ phận chính: Động cơ truyền lực và mô men xoắn, hộp giảm tốc và

6

6

băng tải Hộp giảm tốc thường dùng cho băng tải là hộp giảm tốc bánh răng trụ một, hai cấp, bánh vít – trục vít, bánh răng – trục vít.

Hình 1.1 Hình băng tải vận chuyển cát

Ưu nhược điểm của hệ dẫn động băng tải: Băng tải cấu tạo đơn giản, bền, có khả năng vận chuyển vật liệu theo hướng nằm ngang, nằm nghiêng (hay kết hợp cả hai) với khoảng cách lớn, làm việc êm, năng suất tiêu hao không lớn Nhưng băng tải còn có một số hạn chế như: Tốc độ vận chuyển không cao,

7

7

độ nghiờng băng tải nhỏ (< 240), khụng vận chuyển được theo hướng đường cong.

Tiền đầu tư chế tạo thiết bị băng tải khụng lớn lắm, trờn cơ

sở kết cấu đơn giản và khụng dựng quỏ nhiềuvật liệu chuyờn dựng đặc biệt đắt tiền So với cỏc

thiết bị vận chuyển khỏc dựng trong cụng nghiệp, thỡ băng tải rẻ hơn rất nhiều lần.

Băng tải cú cỏc loại như: băng tải cố định, băng tải nửa cố định và băng tải di động.

1.2- Hệ thống dẫn động vớt tải

Vít tải thuộc nhóm máy chuyển liên tục không có bộ phận kéo Bộ phận công tác của vít tải là vít cánh xoắn chuyển động quay trong một vỏ kín tiết diện tròn ở dới Khi vít chuyển động, cánh vít đẩy vật liệu di chuyển trong vỏ Vật liệu chuyển động không bám vào cánh xoắn là nhờ trọng lợng của nó và lực ma sát giữa vật liệu và vỏ máng, do đó vật liệu chuyển động trong máng theo nguyên lý truyền động vít - đai ốc Vít tải có thể có một cánh xoắn hoặc nhiều cánh xoắn, với nhiều cánh xoắn thì vật liệu chuyển động êm hơn Chất tải cho vít tải qua lỗ trên lắp máng, còn dỡ tải qua lỗ ở phía dới của ống.Vít tải thờng dùng để vận chuyển vật liệu nóng và độc hại

8

8

Hình 1.2: a) Vít tải đặt ngang: 1- Động cơ, 2 - Hộp giảm tốc, 3 - Khớp nối, 4 - Trục vít xoắn, 5- Gối

treo trung gian, 6 - Gối đỡ hai đầu, 7 - Cơ cấu dỡ tải, 8 - Cánh vít, 9 - Vỏ hộp, 10- Cơ cấu cấp tải,

11 - Nắp hộp

b) Vít tải đặt đứng.

Các u điểm của vít tải :

Vật liệu chuyển động trong máng kín, có thể nhận và dỡ tải ở trạm trung gian không tổn thất rơi vãi vật liệu, an toàn khi làm việc và sử dụng, rất thuận lợi cho việc vận chuyển vật liệu nóng và độc hại

Các nhợc điểm của vít tải :

Nghiền nát một số phần vật liệu vận chuyển, chóng mòn cánh xoắn và máng khi vận chuyển vật liệu cứng và sắc cạnh, tổn thất năng lợng lớn và không dùng đợc để vận chuyển vật liệu dính và ẩm Mặc dù có những nhợc điểm nh vậy, vít tải vẫn đợc dùng rộng rãi trong các nhà máy xi măng, các nhà máy tuyển khoáng hoặc trong các xí nghiệp hoá chất

- Vít tải thờng đợc chia làm 2 loại theo phơng vận chuyển vật liệu:

+ Loại cánh xoắn liên tục liền trục.

+ Loại cánh xoắn liên tục không liền trục

+ Loại cánh xoắn dạng lá

Vít tải cánh xoắn liên tục liền trục dùng để vận chuyển vật liệu dạng bột khô, có kích thớc nhỏ hay trung bình Loại cánh xoắn này không cho vật liệu chuyển động ngựơc lại, do đó khi cùng vận tốc quay và đờng kính vít xoắn, năng suất của nó đạt cao hơn các loại khác

Vít tải liên tục không liền trục dùng để vận chuyển vật liệu dạng hạt có kích thớc lớn, hoặc vật liệu dính

Vít tải loại cánh xoắn dạng lá dùng cho vật liệu kết dính, hoặc khi cần kết hợp quá trình trộn khi vận chuyển vật liệu

 Như vậy ta thấy để vận tải cỏt thỡ hệ thống vớt tải khụng thớch hớp bởi những lý do sau:

+ Với chiều dài tải 150m thỡ khụng phự hợp vớt tải chỉ thớch hợp với vận chuyển ngắn

+ Vật liệu tải là cỏt trong quỏ trỡnh tải ma sỏt giữa cỏt và cỏnh sẽ gõy mũn

Gầu tải được sử dụng rỗng rói trong cỏc xớ nghiệp bởi nú cú cỏc đặc điểm sau:0000

-Ưu điểm

10

10

+ Kết cấu của Gầu tải gọn gàng, chắc chắn, choán ít diện tích công nghiệp, vận hành đơn giản.

+ Có khả năng vận chuyển vật liệu lên cao lớn (50 ÷70m) và năng suất cao (700m³/h)

-Nhược điểm:

Tuy nhiên gầu tải cũng có nhược điểm là hay bị quá tải và cần phải nạp liệu đều

- Cấu tạo của gầu tải

Cấu tạo của gầu tải gồm những bộ phận sau:

Hình 1.3 –Sơ đồ nguyên lý hoạt động của gầu tải

+ Bộ phận kéo(có thể là băng hoặc xích), trên đó có gắn các gầu tải,được uốn vòng qua tang (hay đĩa xích) ở trên và dưới máy.

11

11

+ Chân máy gồm có tang (hay đĩa xích) ,cơ cấu căng băng, hộp nạp nhiên liệu

+ Đầu máy có tang dẫn động(hay đĩa xích), động cơ và hộp giảm tốc, bộ phận tháo liệu

+ Phần bao che xung quanh gồm các tấm che, các cửa vệ sinh chân đỡ

Qua nhưng yêu cầu vận tải thì gầu tải không thích hợp bởi chiều dài tải và năng suất.

2.Lựa chọn hệ thống dẫn động

Từ những phân tích các hệ thống dẫn động trên,cùng với yêu cầu tải cát lên độ cao 10m và chiều dài tải là 150m,đảm bảo năng suất là 100 tấn/h thì hệ thống dẫn động băng tải là phù hợp nhất Bởi hệ thống này đảm bảo được những yêu cầu và khắc phục được những nhược điểm của hệ thống vít tải và gầu tải như:

- Đảm bảo được chiều dài tải, trong khi ở hệ thống vít tải và gầu tải bị hạn chế

- Đảm bảo năng suất cao

- Không gian vận chuyển rộng

- Thiết bị không bị mòn do vật liệu tải tiếp xúc với thiết bị.

12

12

PHẦN II TÍNH TOÁN THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN MÁY CÔNG TÁC

2.1 : Tính toán thiết bị vận chuyển:

2.1.1: Chọn loại dây băng tải:

Độ rộng băng tải phụ thuộc lưu lượng cần vận chuyển và kích cỡ vật phẩm (hay kích thước của các “hạt” vật liệu) cần vận chuyển trên băng Nếu

13

13

kích cỡ vật phẩm càng lớn thì độ rộng băng tải càng phải rộng.

Với loại vật liệu cần vận chuyển là xi măng, Tra bảng 1[1]) ta chọn loại băng có các thông số sau:

+Chiều rộng băng: B = 650 (mm)

+Số lớp băng: 3 lớp

+Chiều dài lớp võ trên: δ 1= 4 (mm)

+Chiều dài lớp võ dưới: δ 2 = 2 (mm)

+Chiều dài tổng cộng: δ ∑ = 8,4 (mm)

+Vật liệu lớp sợi: Nylon

+Vật liệu lớp bọc ngang: Nylon

+Lực kéo cho phép: 180 (kg/cm2)

+Trọng lượng 1 m chiều dài: (kg)

2.1.2: Xác định góc nâng hạ (β) của băng tải

Góc nâng hay hạ của băng tải (góc dốc) được quyết định bởi đặc tính và hình dạng các hạt vật liệu được vận chuyển Các vật liệu dạng hạt, ổn định có thể sử dụng băng tải có độ dốc lớn; các vật liệu không ổn định như than, cát cần xác lập góc dốc nhỏ.

Theo bảng 2[1] ta xác định được góc dốc lớn nhất của băng tải là β max =20 0

Theo đề bài, chiều dài băng tải là 150m, chiều cao tải là 10m

 góc dốc thực tế của băng tải được tính như sau:

Tgβ = 150 0.067

10 =

 β = 3˚

2.1.3: Xác định vận tốc (V) của băng tải

Vận tốc băng tải cần giới hạn tùy thuộc dung lượng của băng, độ rộng của băng và đặc tính của vật liệu cần vận chuyển Sử dụng băng hẹp chuyển động với vận tốc cao là kinh tế nhất; nhưng vận hành băng tải có độ rộng lớn lại dễ dàng hơn so với băng tải hẹp.

Theo bảng 3[1] ta có vận tốc lớn nhất của băng tải là V max =240 (m/ph)

Vận tốc băng tải thường được tính toán nhằm đạt được lưu lượng vận chuyển theo yêu cầu cho trước Lưu lượng vận chuyển của một băng tải có thể được xác định qua công thức:

+A: Diện tích mặt cắt ngang dòng vận chuyển (m 2 )

a: Diện tích mặt cắt ngang dòng chảy

Diện tích mặt cắt ngang dòng chảy có thể được xác định như sau:

Trong đó: +A: Diện tích mặt cắt ngang dòng vận chuyển (m 2 )

+B: Độ rộng băng tải (m) B = 0,65 (m)+K: Hệ số tính toán: Theo bảng 4[1] ta có: K=0,0649

Hình 2.1 -Mặt cắt tiết diện ngang của băng tải

c : Khối lượng riêng tính toán

15

15

Khối lượng riêng tính toán của các khối vật phẩm có tính đến khoảng cách giữa các hạt hay các đối tượng khi vận chuyển.

Theo bảng 6[1] với cát ướt ta có khối lượng riêng tính toán:

γ = 1.82 ÷ 2 (tấn/m 3 )

⇒ Chọn γ = 1,9 (tấn/m3 )

d: Hệ số ảnh hưởng của độ dốc băng tải

Băng tải càng dốc thì lưu lượng vận chuyển vật liệu được càng thấp Hệ số lưu lượng

do độ dốc s được tra theo bảng:

Theo bảng 7[1] ta có hệ số ảnh hưởng của độ dốc băng tải s = 0,99

⇒ Thay các giá trị vào (2) ta có, vận tốc của băng tải là:

89 47 99 , 0 9 , 1 0185 , 0 60

100

.

=

s A

Q

2.1.4 Tính toán công suất truyền dẫn băng tải

Công suất làm quay trục con lăn kéo băng tải được tính theo công thức sau:

.( 0

1

l l f

(5)_P 2 : Công suất cần thiết kéo băng tải có tải theo phương ngang

6120

W ).

l f Q l l f

(6)_P 3 : Công suất cần thiết kéo băng tải có tải theo phương đứng

6120

W 367

3

V H Q H

+W m : Khối lượng vật phẩm phân bố trên một đơn vị dài của băng tải (kg/m);

16

16

+V : Vận tốc băng tải (m/ph)

+H : Chiều cao nâng 10 (m)

+l : Chiều dài băng tải theo phương ngang 150 (m)

+l 0 : Chiều dài băng tải theo phương ngang được điều chỉnh tra bảng 8[1] ta có l 0 = 66 (m)

Thay các giá trị vào (4),(5),(6),(7) ta có:

89 , 47 41 ).

66 150 (

022 , 0 6120

W.V ).

66 150 (

022 , 0 367

+ với Z là số lớp cốt của băng Z = 3

⇒ Chọn theo tiêu chuẩn Dt = 400 (mm)

_ Chiều dài của tang được tính theo công thức:

Hình 2.2 - Các thành phần lực trên dây băng tải

Với điều kiện làm việc của băng tải thì ta bố trí hộp giảm tốc ở phía trên ( đầu ra của vật ) khi

đó lực tác dụng lên băng thể hiện như hình vẽ.

26 6 6120

(8)

1

1

+F 1 ,F 2 : lần lượt là lực căng trên nhánh có tải và nhánh không tải.

Mối quan hệ giữa F 1 ,F 2 tương tự như mối quan hệ trong bộ truyền đai

+µ: Hệ số ma sát giữa puly và dây đai tra bảng 16[1] ta có µ = 0,2

+ θ : Góc ôm giữa dây đai và puly (radian) tra bảng 15 [1 ] ta có:

θ = 180 0 = 3,14 (radian)

Thay vào (8),(9) ta có:

⇒ 2 , 7183 1 1715.5

7183 , 2 98 799 1

14 , 3 2 , 0

(N)

⇒ 2 , 7183 426.9

1

98 799 1

(N)

c : Lực căng tối thiểu:

Lực căng tối thiểu được xác định nhằm giữ cho dây băng tải không bị trượt quá 2% khoảng cách giữa các con lăn.

+F 4C : lực căng tối thiểu trên nhánh căng

+F 4r : lực căng tối thiểu trên nhánh trùng

+W m : khối lượng vật phẩm phân bố trên một đơn vị dài của băng tải

8 34 89 47 06 , 0

100

06 , 0

2.1.7 : Tính chọn dây băng:

Trước hêt cần lưu ý về vật liệu dây căng băng tải Dây băng tải cần được chọn phù hợp với môi trường làm việc, sao cho có thể tránh các ăn mòn hoá học Các loại dây băng tải thong dụng bao gồm : dây sợi thép; các loại dây được dệt nhiều lớp.

Với loại vật liệu cần vận chuyển li măng, đây là loại vật liệu không có phản ứng hóa học với dây băng nên ta chọn loại dây băng tải dệt.

Thông số đánh giá sức bền của dây băng tải được tính theo giá trị lực kéo lớn nhất tác dụng lên dây F max theo công thức sau:

Be

SF F TS

= max

(12) Trong đó:

+F max : lực kéo lớn nhất (kg) theo trên ta có F max = 1110.04 (kg)

+SFz: hệ số an toàn, tra bangr 19[1] ta cos SFz = 8

+Be: là chiều rộng hữu ích dây băng tải (cm) Với chiều rộng hữu ích tính bằng chiều rộng thực của dây băng trừ đi phần mép bọc cao su Với phần mép bọc cao su thường có chiều rộng là 3 cm.

⇒ Thay vào (12) ta có: ( 65 3 ) 143.23

04 1110 8

Theo bảng 18[1] ta chọn loại đai có kí hiệu: NF-160/2

2.1.8 : Cấu trúc hệ thống băng tải:

a : Xác định đường kính puly:

Các puly được chia thành 3 nhóm A, B, C và được minh họa như hình vẽ:

Theo bảng 23[1] ta chọn đường kính tối thiểu cho các nhóm puly như sau:

c : Khoảng cách giữa các con lăn:

Các con lăn đỡ nhánh chùng của dây băng tải thường được đặt cách nhau 3 mét Các con lăn đỡ nhánh căng thường đặt cách đều nhau Tra bảng 24[1] ta có khoảng cách trung bình giữa các con lăn đỡ nhánh căng là 1,5 m

Con lăn nạp liệu động lấy băng 1/4 hoặc 1/2 khoảng cách giữa các con lăn mang tải ta

=0,8.650=520

21

21

PHẦN III TÍNH CHỌN HỘP GIẢM TỐC TIÊU CHUẨN 3.1 : Chọn sơ bộ hộp giảm tốc:

- Hộp giảm tốc bánh răng côn – trụ.

Hộp giảm tốc bánh răng côn – trụ dùng để truyền mô men xoắn và chuyển động quay giữa các trục giao nhau nhưng với tỷ số truyền lớn Trong hộp giảm tốc bánh răng côn – trụ thường bố trí cặp bánh răng côn làm cấp nhanh Tuy nhiên nhược điểm của bánh răng côn trụ là giá thành chế tạo đắt, lắp ghép khó khăn vì bộ truyền bánh răng côn rất nhạy với sự không trùng đỉnh của các côn lăn do sai số chế tạo và lắp ghép Khối lượng và kích thước lớn hơn so với hộp giảm tốc bánh răng trụ

Tuy nhiên có nhược điểm là bôi trơn ổ trục thẳng đứng khó khăn và phải dùng kết cấu lót kín phức tạp để đảm bảo cho dầu khỏi chảy ra ngoài

-Hộp giảm tốc bánh răng trụ

22

22

Loại bánh răng trong hộp giảm tốc bánh răng trụ có thể là: răng thẳng, răng nghiêng, hoặc răng chữ V Tuy nhiên, phần lớn các hộp giảm tốc có công dụng chung dùng răng nghiêng So với răng thẳng, truyền động bánh răng nghiêng làm việc êm hơn, khả năng tải và vận tốc cao hơn, va đập và tiếng ồn giảm Còn so với răng chữ V, răng nghiêng dễ chế tạo và giá thành rẻ hơn Vì vậy, ở đây ta sử dụng bánh răng nghiêng để năng cao khả năng ăn khớp, truyền động êm, vừa đảm bảo chỉ tiêu về kỹ thuật vừa đảm bảo chỉ tiêu về kinh tế.

Tùy theo tỉ số truyền chung của hộp giảm tốc, người ta phân ra hộp giảm tốc một cấp và hộp giảm tốc nhiều cấp

+ Hộp giảm tốc bánh răng trụ một cấp:

Được sử dụng khi tỉ số truyền u ≤7÷8 [3](nếu dùng bánh răng trụ răng

thẳng thì u ≤5) Nếu dùng tỉ số truyền lớn hơn , kích thước và khối lượng hộp giảm tốc 1 cấp sẽ lớn hơn so với hộp giảm tốc 2 cấp

• Sơ đồ phân đôi : Công suất được phân đôi ở cấp nhanh hoặc cấp chậm, trong đó hộp giảm tốc phân đôi ở cấp nhanh được dùng nhiều hơn so với sơ đồ cấp khai triển sơ đồ này có những ưu điểm sau: Tải trọng phân

bố đều cho các ổ vì vậy giảm được sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng Tại tiết diện nguy hiểm của trục trung gian mômen xoắn chỉ tương ứng với nửa công suất được truyền tới trục Tuy nhiên hộp giảm tốc phân đôi lại có nhược điểm là chiều rộng của hộp tăng, cấu tạo bộ phận ổ phức tạp hơn, số lượng chi tiết và khối lượng gia công tăng

• Sơ đồ đồng trục: Loại này có đặc điểm là đường tâm của trục và trục ra trùng nhau, nhờ đó có thể giảm bớt chiều dài của hộp giảm tốc và nhiều khi giúp cho việc bố trí gọn cơ cấu, tuy nhiên sơ đồ đồng trục có những nhược điểm như: Khả năng tải của cấp nhanh không dùng hết vì tải trọng tác dụng vào cấp chậm lớn hơn khá nhiều so với cấp nhanh vì vậy phải bố trí các ổ của các trục đồng tâm bên trong hộp giảm tốc , làm phức tạp kết cấu gối đỡ và khó khăn trong việc bôi trơn các ổ này, hơn nữa khoảng cách giữa các gối đỡ của trục trung gian lớn, do đó muốn 23

23

đảm bảo trục đủ bền và đủ cứng cần thiết phải tăng đường kính trục Những nhược điểm trên hạn chế phạm vi sử dụng của hộp giảm tốc đồng trục, chúng được sử dụng khi không cần thiết phải có hai đầu ra cảu trục quay nhanh và trục quay chậm.

+ Hộp giảm tốc bánh răng trụ 3 cấp:

Được sử dụng khi tỉ số truyền u = 37 250, được bố trí khai triển hoặc phân

đôi ở cấp trung gian, do đó hộp giảm tốc bánh răng trụ 3 cấp chỉ dùng với những

bộ truyền có tỉ số truyền cao

⇒Từ những phân tích như trên, Chọn hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp dạng khai triển:

6 5 3

3

4 2

1

65

3

42

4 1

Ft 6 5

3

Hình 3.1: Một số loại sơ đồ hộp giảm tốc

3.2 : Chọn động cơ điện

3.2.1 : Chọn kiểu loại động cơ:

- Động cơ điện: Hiện nay trong công nghiệp dùng hai loại động cơ điện là: Động cơ điện một chiều và động cơ điện xoay chiều

Động cơ điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, với sức bền làm việc cao, mômen khởi động lớn bên cạnh đó ta còn có động cơ điện một chiều: Là loại động cơ điện có khả năng điều chỉnh tốc độ trong phạm vi rộng, khi làm việc bảo đảm khởi động êm, hãm và đảo dể dàng, giá thành cao khi lắp đặt cần thêm bộ chỉnh lưu

Trên ưu khuyết điểm của hai loại động cơ điện xoay chiều và động cơ điện một chiều ta thấy được động cơ điện xoay chiều tuy tính chất thay đổi tốc độ không bằng động cơ điện một chiều nhưng với tính thông dụng, bền và kinh tế hơn thì những khuyết điểm của loại động cơ nầy vẫn chấp nhận được

Vậy ta chọn động cơ điện xoay chiều

3.2.2 : Chọn công suất động cơ:

+ Đường kớnh tang dẫn động D= 400 mm

_ Tớnh cụng suất cần thiết:

Cụng suất trờn trục động cơ điện được xỏc định theo cụng thức (2.8)-[3]

t CT

PPη

=

(1)Trong đú: +PCT: Cụng suất cần thiết trờn trục động cơ ( kW)

+Pt: Cụng suất tớnh toỏn trờn trục mỏy cụng tỏc (kW)+η : Hiệu suất truyền động

Với: η = ηk2.ηd.ηol3.ηbrt2 Tra bảng 2.3[3] ta cú:

ηk: Hiệu suất của khớp nối (ηk=1)

ηd: Hiệu suất của bộ truyến đai (ηd = 0,96)

ηol: Hiệu suất của 1 cặp ổ lăn (ηol = 0,995)

ηbrt: Hiệu suất của bộ truyền bỏnh răng trụ (ηbrt = 0,97)Vậy hiệu suất truyền động là:

η = ηk2.ηd.ηol3.ηbrt2 =1.0,96.0,9953.0,972 =0,889

Theo đầu bài: tải trọng làm việc là khụng đổi nờn ta cú:

Cụng suất tớnh toỏn là cụng suất làm việc trờn trục mỏy cụng tỏc:

P t =P LV =6.26(kw)

⇒ Thay vào (1) ta cú cụng suất cần thiết trờn trục động cơ là:

0,889 7.04

26 6

10

+ D: Đường kớnh tang quay (mm)

+) Xác định số vòng quay đồng bộ nên dùng cho động cơ:

26

26

Chọn sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ nđb = 1500 v/ph (kể đến sự trợt nđb

= 1450 v/ph); Khi này tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống usb đợc xác định:

57 38 585 37 1450

1450 = =

=

=

ct ct

db

sb

n n

n

u

Sau khi có giá trị usb ta so sánh nó với các giá trị nên dùng và giá trị giới hạn của

Theo tài liệu bảng P.13 [3] ta chọn động cơ kiểu 4A160S8Y3 với cỏc số liệu sau:

Kiểu động cơ Cụng

suất(kW)

Vận tốc quay(v/ph)

Hệ số cụng suất Cos ϕ

Hiệu suất η

%

Tmax/Tdn

Tk/Tdn

3.2.5 : Kiểm tra điều kiện mở mỏy và điều kiện quỏ tải cho động cơ:

a : Kiểm tra điều kiện mở mỏy cho động cơ:

Khi khởi động, động cơ sinh ra cần 1 cụng suất đủ lớn để thắng sức ỳ của

hệ thống Vỡ vậy cần kiểm tra điều kiện mở mỏy cho động cơ

Điều kiện mở mỏy của động cơ thỏa món nếu cụng thức sau đảm bảo:

Pmmdc ≥Pbddc

Trong đú: + Pmmdc: cụng suất mở mỏy của động cơ (kw)

= . =2.7,5=15

dc dm dn

K dc

T

T P

(kw) 27

27

+Pbddc: Công suất ban đầu trên trục động cơ (kW) = . dc =1,5.6,26=9.39

lv bd

3.2.6 : Tính chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn:

b - Chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn:

Theo phần tính toán trên ta có các thông số sau:

+nct: Số vòng quay của trục công tác ( nct = 37.585 (v/ph)

_ Mômen xoắn trên trục công tác:

72 1788798 585

37

10 55 , 9 04 , 7 10 55 , 9

Theo bảng 12[5] ta có các thông số ăn khớp của hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp kiểu ц2y-200

28

28

29

PHẦN IV:

TINH TOÁN CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG MÁY

4.1 - Phân phối tỷ số truyền:

Tỷ số truyền chung của toàn bộ hệ thống được xác định theo trên:

Ta có : U = 38,712

Để tạo ra tốc độ quay theo yêu cầu của băng tải hệ thống gồm có hộp giảm tốc

và bộ truyền ngoài cụ thể là bộ truyền đai Như vậy tỉ số truyền của hệ dẫn động

u là:

u = un.uh

Trong đó: +uh- Tỉ số truyền của bộ truyền trong hộp

+un- Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài hộp

Mặt khác: uh= u1.u2

Trong đó: + u1- Tỉ số truyền của bộ truyền cấp nhanh

+ u2- Tỉ số truyền của bộ truyền cấp chậm

Theo hộp giảm tốc tiêu chuẩn ta có :

Như vậy tỉ số truyền của bộ truyền đai:

10 3.87

712 38

u

u u u

4.2 - Công suất trên các trục:

_Công suất danh nghĩa trên trục động cơ:

0,889 7,04

26 ,

P P P

(kw)_Công suất danh nghĩa trên trục I:

30

30

n n

(v/ph)

- Số vòng quay trên trục II: 2 187.984

968 , 375

(v/ph)

- Số vòng quay trên trục III: 5 37.596

984 , 187

- Số vòng quay trên trục IV: n IV =n III =37.596 (v/ph)

4.4: Tính mômen xoắn trên các trục:

- Mômen xoắn trên trục động cơ:

10 55 , 9 26 , 6 10 55 , 9

n

P T

(N.mm)

- Mômen xoắn trên trục I:

375,968 170695,37

10 55 , 9 72 , 6 10 55 , 9

n

P T

(N.mm)

- Mômen xoắn trên trục II:

187.984 329452.24

10 55 , 9 485 , 6 10 55 , 9

n

P T

37.596 1589634.53

10 55 , 9 258 , 6 10 55 , 9

(N.mm)

- Mômen xoắn trên trục IV:

37,596 1581506.011

10 55 , 9 226 , 6 10 55 , 9

n

P T

(N.mm)Như vậy ta thấy điều kiện T IV ≤T CT thỏa mãn ta lấy các thông số trên tính

toán cho phần tiếp theo

4.1.7 : Các thông số cơ bản của hộp giảm tốc tiêu chuẩn.

Theo bảng 12[5] ta có các thông số ăn khớp của hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp kiểu ц2y-200 sau:

32

Các kích thước cơ bản của hộp giảm tốc:

30

Hình 3.2- Các kích thước của hộp giảm tốc kiểu ц2y

4.2 : Tính kiểm tra bền cho các chi tiết trong hộp:

4.2.1: Kiểm tra bền cho các bộ truyền bánh răng:

1: Bộ truyền cấp nhanh.

Theo hộp giảm tốc tiêu chuẩn ta có các thông số về bộ truyền cấp nhanh như sau:

B¶ng th«ng sè c¬ b¶n cña bé truyÒn cÊp nhanh.

* : Ứng suất tiếp xúc cho phép [σH ], ứng suất uốn cho phép [σF ]

Được xác định theo công thức:

[σH] = σo

Hlim.KHL ZR ZV .KXH / SH ( 5.1) [σF] = σo

Flim KFC KFL.YR/ SF (5.2)Với: σo

FO

N N

HO HO

N N

Ta thấy: NHE1 > NHO1 và NHE2 > NHO2

NFE1 > NFO1 và NFE2 > NFO2

Nên ta lấy : NHE1 = NHO1 và NHE2 = NHO2

NFE1 = NFO1 và NFE2 = NFO2

KXH = 1 hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước răng

YR = 1 hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng

Thay các tham số vào (5.1) và (5.2) ta có:

* : Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải:

b : Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc:

Ứng suất xuất hiện trên mặt răng của bộ truyền phải thoả mãn điều kiện sau:

ZM: Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp

Tra bảng 6.12[3]: Với góc nghiêng β = 16,260

32 5 , 2 cos

. 1

β

Z m

d w

(mm)

cos16,26 166.66

64 5 , 2 cos

. 2

β

Z m

d w

(mm)

968 , 375 33 , 83 14 , 3 60000

. 1

H w w1 HV

125 67 1 73 004 ,

=

⇒V H

24 , 1 13 , 1 12 , 1 37 , 17069 2

33 , 83 32 855 , 3

⇒

56 1 13 , 1 12 , 1 24 ,

, 83 2 32

) 1 2 (

56 , 1 37 , 170695

2 78 , 0 63

Do đó: ZR = 0,97

[σH]CX = 646,56.1.0,97.1 = 627,16 (MPa)

Xét tỷ số

09 , 3 100 16 , 627

56 , 646 16 , 627 100

−

cx H

H cx H

σ

σ σ

℅ < 4℅

Vậy bộ truyền được thiết kế thoả mãn điều kiện bền tiếp xúc

c Kiểm nghiệm về độ bền uốn:

Để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất sinh ra tại chân răng không được vượt quá một giá trị cho phép

39

39

T1: Mô men xoắn trên trục chủ động T1 = 170695,37 Nmm