Thiết kế băng gạt nghiêng

Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Thiết kế băng gạt nghiêng

PHẦN I: GIỚI THIỆU BĂNG GẠT

==o0o==

1.Phạm vi sử dụng:

Băng gạt thường được cấu tạo từ máng hở cố định Dọc theo máng là chuyển động của bộ phận kéo (các tấm gạt được gắn chặt trên bộ phận kéo), vật liệu vận chuyển được đẩy và kéo theo máng

Các loại băng gạt được sử dụng để vận chuyển vật liệu rời, vật liệu đơn chiếc khối lớn (củi gỗ, gỗ tròn, thùng, bao kiện) và không sử dụng băng gạt để vận chuyển các vật liệu dòn, ẩm, dính, các vật liệu đông cứng và liên kết

2.Ưu điểm của băng gạt:

Kết cấu đơn giản

Có thể nạp liẹu và dỡ liệu ở mọi vị trí

Có thể phân phối vật liệu vận chuyển theo các phễu khác nhau Có khả năng vận chuyển vật liệu theo các nhánh trên và nhánh dưới theo các hướng ngược nhau

3.Nhược điểm:

Các tấm gạt, bộ phận kéo, máng bị mài mòn lớn

Làm biến dạng và nát vụn vật liệu vận chuyển

Năng lượng tiêu tốn lớn do ma sát giữa vật liệu theo máng và tấn gạt

PHẦN II: TÍNH TOÁN BĂNG GẠT NGHIÊNG

==o0o==

I Các thông số cơ bản:

Năng suất làm việc:

Q=100 T/h

Chiều dài làm việc theo phương ngang của băng gạt:

Lng=60 m

Chiều cao làm việc của băng gạt:

H=2 m

Băng gạt vận chuyển vật liệu xây dựng vụn

Hình 1: Kết cấu băng gạt

II Tính toán sơ bộ:

1 Chọn tấm gạt:

Chiều cao làm việc của máng:[công thức 6.3 “KTNC-Tập 2” ]

ψ

γ

3600k v c

Q

h=

Trong đó:

Q=100 T/h Năng suất băng gạt

k=4 Hệ số giữa chiều rộng và chiều cao v=0,6 m/s Vận tốc băng gạt

γ=1,4 T/m3 Khối lượng riêng VLXD vụn

c=0,85 Hệ số tính đến góc nghiêng

ψ=0,7 Hệ số điền đầy

⇒h= 3600.4.0,6100.1,4.0,85.0,7 =0,118 m = 118 mm

Chọn chiều cao tấm gạt h1 = 140 mm.

Chiều rộng máng:[ công thức 6.4 “KTNC-Tập 2” ]

B = k.h = 4.118 = 472 mm

Chọn chiều rộng tấm gạt B1 = 600 mm

Chọn tấm gạt bằng thép, tra bảng ta có trọng lượng 1 tấm gạt = 8,4 KG

2 Chọn xích:

Chọn sơ bộ loại xích kiểu BKΓ loại II tháo lắp được, bước xích t =

320 mm, tải trọng phá hũy Sp = 50000KG, khối lượng 1m xích qx = 34,6 KG/m

Bước giữa các tấm gạt:

atg = (3÷6).h1 = 4,5.140 = 630 mm

Chọn atg = 2.t = 2.320 = 640 mm

Hình 2: Kết cấu xích truyền động

3 Tính chính xác lực căng băng:

Trọng lượng vật liệu trên 1m chiều dài:[công thức 5.12 “TTMVC”]

6 , 0 6 , 3

100

6 ,

=

v

Q

Trọng lượng tấm gạt trên 1m chiều dài:

64 , 0

4 , 8

=

vl

Trọng lượng băng trên 1m của nhánh không tải:

qb = qvl + qx + qtg = 46,3 + 34,6 + 13,1 = 94 KG

Bố trí trạm dẫn động ở phía trên phần cuối nhánh có tải

Lực cản trên đoạn của nhánh không tải khi chuyển động đi xuống:

Wkt = qb.( Lng.ωb – H) [công thức 2.27 “KTNC – Tập 2” ]

Trong đó:

ωb = 0,25 : Hệ số cản của bộ phận kéo

⇒ Wkt = 94.(60.0,25 – 2) = 1222 mm.

Chọn lực kéo nhỏ nhất là S0 = 200 KG

Lực kéo ở cuối nhánh không tải:

S1 = S0 + Wkt = 200 + 1222 = 1422 KG

Lực cản trên đĩa xích đổi hướng:

Wđh = 0,08.Sv = 0,08 S1 = 0,08.1422 = 113,76 KG

Lực kéo S2 ở diểm ra khỏi đĩa xích kéo căng:

S2 = S1 + Wđh = 1422 + 113,76 = 1535,76 KG

Lực cản trên nhánh có tải:[công thức 2.26 “KTNC – Tập 2” ]

Wct = (qvl + qb).H + (qvl ωvl + qb ωb).Lng

Trong đó:

ωvl = 0,84 : Lực cản của vật liệu đối với máng thép

Wct = (46,3 + 94).2 + (46,3.0,84 + 94.0,25).60 = 4024,12 KG Lực kéo căng ở điểm cuối của nhánh không tải:

Smax = S2 + Wct = 1535,76 + 4024,12 = 5559,88 KG

Trạm dẫn động

Hình 3: Biểu đồ biểu diễn lực căng băng

S1

0

Smax

Tính tải trọng động:

Tải trọng động ở xích:

81 , 9

) (

3 q vl +q b L a

[công thức 2.80 “KTNC – Tập 2” ]

Trong đó:

L = Lng = 60 m

t z

v

2 2 max = 2 π : Gia tốc lớn nhất

Với:

⇒ amax = 0.625 m/s2

⇒Sd = 0 , 625

81 , 9

) 94 3 , 46 (

= 1608,9 KG

5 Lực kéo tính toán:

Stt = St + Sd = Smax + Sd = 5559,88 + 1608,9 = 7168,78 KG

⇒Stt < Sp (thỏa mãn)

6 Lực cản trên tang dẫn động: [công thức 2.41 “KTNC – Tập 2” ]

Wdd = 0,05(Sv + Sr) = 0,05(S0 +Smax)

⇒Wdd = 0,05(200 + 5559,88) = 288 KG

7 Lực cản kéo tổng cộng:

Wtc = Sv – Sr +Wdd [công thức 2.53 “KTNC – Tập 2” ]

⇒Wct = 559,88 – 200 + 288 = 5647,88 KG

8 Chọn động cơ điện:

Công suất trên trục truyền động của băng gạt:

22 , 33 102

6 , 0 88 , 5647 102

.

Công suất cần thiết để truyền động băng gạt:

49 85

, 0

25 , 1 22 , 33

=

η

k N

Trong đó:

η = 0,85 Hiệu suất phần dẫn động

Chọn động cơ điện không đồng bộ A02-92-8 có các thông số sau:

Công suất định mức trên trục: Nt = 55 KW

Tốc độ quay của trục: ndc = 750 v/ph

850

Hình 4: Động cơ điện A02-92-8

9 Chọn đĩa xích:

Chọn số răng đĩa xích là z = 6

Đường kính cơ sở của đĩa xích theo v: [công thức 8.12 “TTMVC”]

Dt = 0,6.v2 = 0,6.0,62 = 0,216 m

Chọn Dt = 250 mm

Đường kính vòng chia của đĩa xích:

6

180 sin

32 , 0 180 sin

=

=

z

t

m [công thức 3.7 “KTNC – Tập 2” ] Số vòng quay của đĩa xích dẫn động:

t z

v n

.

60

= [công thức 3.11 “KTNC – Tập 2” ]

⇒ 18 75

32 , 0 6

6 , 0

60 =

=

10 Chọn hộp giảm tốc:

Tỷ số truyền của bộ phận dẫn động:

n

n

i= dc [công thức 3.12 “KTNC – Tập 2” ]

75 , 18

750 =

=

i

Chọn HGT bánh răng nón trụ 3 cấp đặt ngang KII2-1300 có các thông số sau:

Tốc độ quay của trục quay: ngt = 1000 v/ph

Công suất trên trục quay nhanh: Nn = 65 KW

650

Hình 5: Hộp giảm tốc KII2-1300

11 Chọn khớp nối:

Moment định mức của động cơ: [công thức 1.26 “TTMVC”]

Ndm = M975dm .n⇒Mdm =

dc

dm

n

N

975 = 71 , 5

750

55

Moment tính toán chọn khớp nối:

Mk = Mdc.k1.k2

Trong đó:

k1 = 1,2 Hệ số tính đến mức độ quan trọng của cơ

k2 = 1,2 Hệ số tính đến chế độ làm việc của cơ cấu

⇒Mk = 71,5.1,2.1,2 = 102,96 KGm

Chọn khớp nối đàn hồi chốt ống lót có bánh phanh có các thông số sau:

Hình 6: Khớp trục đàn hồi chốt ống lót có bánh phanh

12 Chọn Phanh:

Moment định mức của phanh:

Ndm =

975

.n

M ph

⇒Mph =

dc

dm

n

N

975 = 71 , 5

750

55

Chọn phanh TKTΓ 300M có các thông số sau:

R150

717

13 Chọn thiết bị căng băng:

Lực ở thiết bị căng băng: [công thức 6.20 “TTMVC”]

Sc = c

r

c

S + =1422 + 1535,76 = 2957,76 KG

Chọn thiết bị căng băng bằng vít kí hiệu 8063-80-50 có các thông số sau:

Lực kéo lớn nhất Scmax = 3150 KG

Hình 7: Thiết bị căng băng 8063-80-50

III Tính chính xác các thông số:

Tốc độ thực của băng gạt: [công thức 6.17 “TTMVC”]

55 , 0 4 , 43 60

750 32 , 0 6 60

.

=

=

=

i

n t z

Năng suất thực của băng gạt: [công thức 6.2 “KTNC-Tập 2” ]

Q = 3600.k.v.γ.c.ψ.h2

= 3600.4.0,55.1,4.0,85.0,7.0,1182 = 91,9 T/m3

Vậy sai lệch trong giới hạn cho phép ≤ 10%

Lực căng bộ phận kéo trong thời gian khởi động:

Skd = dc w S r

v

k N

+

.

102 η [công thức 6.23 “TTMVC”]

Trong đó:

Kw = 1,3 Hệ số giữa moment khởi động và moment định mức

⇒ Skd = 1422 14019

55 , 0

3 , 1 95 , 0 55

Bộ phận kéo dùng 2 xích nên lực căng cho 1 xích là:

kd

S' = 0 , 6 = 0,6.14019 = 8411,41 KG

Tải trọng với hệ số an toàn: k = 8

[Sp]= 6250

8

50000 =

=

k

S p

KG

Kiểm tra độ bền xích:

'

kd

S ≤1,5.[Sp] = 1,5.6250 = 9375 KG

 8411,41 ≤ 9375 Thỏa mãn

IV Tính trục và chọn ổ bi:

1 Tính trục:

Hình 8: Biểu đồ momen trên trục chủ động

Lực tác dụng lên đĩa xích:

2

88 , 5559 200

2

max

S

KG

Chọn trục truyền động được làm bằng thép 45 có các thông số sau:

σch = 430 N/mm2

σb = 610 N/mm2

σ-1 = 250 N/mm2

Ưùng suất uốn cho phép:

[σ] = '

1 ].

[ k n

−

σ

Trong đó:

n = n1 n2 n3 : Hệ số an toàn

Với:

n1 = 1,3 Hệ số an toàn

n = 1,1 Hệ số tải trọng

⇒[σ] = 84

6 , 1 86 , 1

250 = N/mm2 Xét tại A:

Moment uốn trên trục:

MA = RA.80 = 2880.80 = 230400 KG = 2304000 Nmm

Moment xoắn trên trục:

75 , 18

22 , 33 10 55 , 9 10 55 ,

=

=

n

N

Nmm

Mtd= M x2 0 , 75 +M A2 =14833225 Nmm

Đường kính trục truyền động:

39 , 114 84

1 , 0

14833225 ]

.[

1 ,

≥

σ

td

M

Chọn d = 120 mm

2 Tính chính xác trục:

Hệ số an toàn cho phép:

[n] = 1,6

Ứng suất lớn nhất:

37 , 43 342000

14833225 =

=

=

W

M

u

Giới hạn mỏi uốn:

σ-1 = 0,45.σb = 0,45.610 = 274,5 N/mm2

Hệ số an toàn:

nσ =

u

k σ β ε

σ

σ

.

1

−

Trong đó:

ε = 0,78 Hệ số kích thước

β = 1 Hệ số bền

kσ = 1,63 Hệ số tập trung ứng suất trên rãnh then

⇒ nσ = 43,37 3,02

1 78 , 0

63 , 1

5 , 274

=

Vậy nσ > [n] Thỏa mãn

3 Chọn then:

Để cố định đĩa xích theo phương tiếp tuyến nói cách khác là để truyền mô men ,chuyển động từ trục đến đĩa xích và ngược lại ta dùng then

Chọn then bằng theo bảng 7-23

Vì đường kính d=120 mm nên ta chọn được then có

b=24,h=14

Kiểm nghiệm then :

Kiểm nghiệm theo sức bền dập (công thức 7.11 CTM)

σd= x [ ]d

dkl

M

σ

≤

2

Nmm2

Mx=16920053Nmm

l=0,8lm=64mm(lmchiều dài mayjơ)

σd= 57 , 98

64

.

76

.

120

16920053

.

N/mm2

mà [τc]=87N/mm2nênτc≤[τc]

Vậy then trên thỏa mãn điều làm việc

4 Chọn ổ đỡ trục truyền động:

Chọn ổ bi đỡ lòng cầu 2 dãy vì loại này chủ yếu chịu tải trọng hướng tâm và chịu tải trọng dọc trục không lớn lắm

Ta có phản lực gối:

RA = 28800 N

Tải trọng tương đương:

Qtd = (Kv.R + m.At).Kn.Kt

Trong đó:

Kt = 1,2 Tải trọng tỉnh

Kn = 1 Nhiệt độ làm việc dưới 10000 C

Kv = 1 Khi vòng trong của ổ quay

At = 0 Lực dọc trục

⇒Qtd = 1.28800.1.1,2 = 34560 N

Tổng thời gian làm việc ở chế độ trung bình:

T = 24.365.A.Kn.Kng

Trong đó:

A=4 năm

K = 0,5

Chế độ làm việc trung bình = 0,25.

⇒h = 0,25.11738 = 2934.5 h

Hệ số khả năng làm việc:

C = Q(nh)0,3

Trong đó:

n = 25 v/ph Số vòng quay của ổ

h = 2934.5 h Thời gian phục vụ

⇒C = 34560.(2934,5.25)0,3 = 99567,36 daN

Chọn ổ có ký hiệu N0320 có d =115 mm có [C] = 210000 daN