Đồ án kỹ thuật: Thiết kế trạm dẫn động vít tải nằm ngang vận tải cát khô

Đề tài thiết kế của chúng em được giao là “Thiết kế trạm dẫn động vít tải nằm ngang vận chuyển cát khô“.Đề án gồm 6 chương mỗi chương em đi sâu vào thiết kế tính toán các mô đun nhỏ.. G

BÁO CÁO TỐT NGHIỆP

Đề án kĩ thuật

" Thiết kế trạm dẫn động vít tải nằm

ngang vận chuyển cát khô "

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC HÌNH ẢNH

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI NÓI ĐẦU

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU

1.1 Giới thiệu về hệ dẫn động vít tải cát khô

1.2 Mục tiêu thiết kế

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÍT TẢI

2.1 Kết cấu của vít tải

2.1 Tính toán vít tải

2.1.1 Xác định đường kính vít tải

2.1.2 Tính số vòng quay của vít tải

2.1.3 Xác định công suất trên vít tải

2.1.4 Xác định momen xoắn trên vít tải

2.1.5 Xác định lực dọc trục trên vít tải

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG

3.1 Chọn loại hộp giảm tốc

3.2 Chọn động cơ điện

3.2.1 Chọn kiểu loại động cơ

3.2.2 Chọn công suất động cơ

3.3 Chọn tốc độ đồng bộ của động cơ

3.4 Chọn động cơ thực tế

3.5 Kiểm tra điều kiện mở máy và điều kiện quá tải cho động cơ

CHƯƠNG IV:TÍNH TOÁN CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG TRÊN MÁY

4.1 Tính chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn

4.1.1 Tính chọn hộp giảm tốc theo tiêu chuẩn có sẵn

4.2 Phân phối tỷ số truyền

4.2.1 Xác định tỉ số truyền u của hệ dẫn động

4.2.2 Phân tỉ số truyền cho các bộ truyền trong hộp và ngoài hộp

4.3 Tính các thông số trên trục

4.3.1 Tính công suất trên các trục

4.3.2 Tính số vòng quay trên các trục

4.3.3 Tính mômen xoắn trên các trục

4.4 Thiết kế bộ truyền ngoài hộp

4.4.1 Chọn loại đai phù hợp với khả năng làm việc

4.4.2 Xác định đường kính đai nhỏ

4.4.3 Xác định đường kính đai lớn

4.4.4 Xác định khoảng cách giữa hai trục bánh đai và chiều dài của đai

4.4.5 Tính góc ôm đai  1

4.4.6 Xác định số đai z

4.4.7 Tính chiều rộng của bánh đai (B)

4.4.8 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục

4.5 Tính chọn khớp nối

4.5.1 Tính toán sơ bộ đường kính trục tại các vị trí lắp khớp nối

4.5.2 Chọn khớp nối tiêu chuẩn

4.5.3 Kiểm nghiệm điều kiện bền

CHƯƠNG V: TÍNH VÀ KIỂM NGHIỆM CÁC CHI TIẾT TRONG HỘP

5.1 Kiểm nghiệm cho các bộ truyền bánh răng

5.1.1 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng cấp nhanh

5.1.2 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng cấp chậm

5.2 Đề xuất vật liệu bộ truyền bánh răng cấp nhanh

5.2.1 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc

5.1.2 Kiểm nghiệm về độ bền uốn

5.1.3 Kiểm nghiệm răng về quá tải

5.3 TÍNH VÀ KIỂM NGHIỆM TRỤC

5.3.1 Xác định các kích thước cơ bản của trục

* Vật liệu chế tạo trục

5.3.2 Định kết cấu cho các trục và tính toán kiểm nghiệm trục

5.4 Tính toán thiết kế các phần tử của thiết bị vận chuyển /máy công tác

5.4.1 Tính toán thiết kế bu lông nền động cơ

5.5 Tính toán trục vít

5.5.1 Công suất cần thiết của vít xoắn

5.5.2 Momen xoắn trên trục vít

5.5.3 Lực dọc trục vít

5.5.4 Tải trọng ngang tác dụng lên trục vít đặt giữa 2 gối đỡ

5.5.5 Sơ đồ tải trọng tác dụng lên trục vít

5.5.6 Tính toán và chọn đường kính vít theo điều kiện bền

5.5.7 Kiểm tra trục vít có xét đến sự ảnh hưởng của N z

5.5.8 Kiểm tra trục vít theo hệ số an toàn cho phép

5.5.9 Khai triển hình gò của cánh xoắn vít tải

PHẦN VI: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

6.1 Kết luận

6.2 Đề nghị

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KTCN



ĐỀ TÀI ĐỀ ÁN KỸ THUẬT

Sinh viên thiết kế: Dương Văn Tú ; Lớp: Hè 2011

Mã số SV: 11510911241

Giáo viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Đình Ngọc

Ngày giao đề tài: 19/7/2011

Ngày hoàn thành: 29/9/2011

NỘI DUNG DỀ TÀI

Thiết kế trạm dẫn động vít tải vận chuyển than cát khô

Số liệu đề tài:

Nội dung cụ thể:

- Thiết kế vít tải

- Tính chọn hộp giảm tốc theo tiêu chuẩn

- Thiết kế bộ truyền ngoài hộp và khớp nối

- Thiết kế bu lông nền động cơ

- Thiết kế trục vít tải

YÊU CẦU THIẾT KẾ

1 - 01 thuyết minh trình bày tính toán thiết kế trên khổ giấy A4

2 - 02 bản vẽ A 0 , 02 bản vẽ chế tạo A 1

3 - 01 file Powpoint trình diễn khi bảo vệ

T/L Hiệu trưởng

(Chủ nhiệm khoa)

NHẬN XÉT CẢU GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Trang

Bảng 3.1 Kiểu đông cơ……… 27

Bảng 4.1 Các thông số cơ bản của bộ truyền cấp nhanh và cấp chậm…… 29

Bảng 4.2 Các kích thước cơ bản của hộp giảm tốc Ц2У-100 30

Bảng 4.3 Các thông số của bộ truyền 32

Bảng 4.4 Các thông số của bộ truyền đai 38

Bảng 4.5 Các kích thước của khớp nối 40

Bảng 4.6 Các kích thước của vòng đàn hồi 41

Bảng 5.1 Các thông số cơ bản của bộ truyền bánh răng cấp nhanh 44

Bảng 5.2 Các thông số cơ bản của bộ truyền bánh răng cấp chậm 51

DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang

Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống vít tải cát khô nằm ngang 9

Hình 1.2 Cấu tạo vít tải nằm ngang 11

Hình 1.3 Cấu tạo trục vít tải 12

Hình 2.1 Các dạng vít tải 16

Hình 2.2 Xác định kích thước vít xoắn 17

Hình 2.3 Máng vít tải 18

Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống dẫn động 24

Hình 3.2 Sơ đồ tải trọng 28

Hình 4.1 Cấu tạo khớp nối đàn hồi 40

Hình 5.1 Sơ đồ bố trí hộp giảm tốc 66

Hình 5.2 Kết cấu trục I 68

Hình 5.3 Biểu đồ mô men trục I 70

Hình 5.4 Kết cấu trục II 73

Hình 5.5 Biểu đồ mô men trục II 76

Hình 5.6 Kết cấu trục III 79

Hình 5.7 Biểu đồ mo men trục III 81

Hình 5.8 Sơ đồ tính toán bu lông 85

Hình 5.9 Biểu đồ mô men xoắn 88

Hình 5.10 Sơ đồ tải trọng dọc 89

Hình 5.11 Sơ đồ tải trọng ngang 89

Hình 5.12 Sơ đồ hệ dầm cơ bản 90

Hình 5.13 Sơ đồ tính mô men 91

Hình 5.14 Biểu đồ mô men hệ cơ bản 92

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Vũ Ngọc pi

Tính toán thiết kế vít tải

[2] Vũ Ngọc Pi

Hộp giảm tốc tiêu chuẩn

[3] Trịnh Chất , Lê Văn Uyển

Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí ( Tập 1)

Nhà xuất bản Giáo dục 2005

[4] Trịnh Chất , Lê Văn Uyển

Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí ( Tập 2)

Nhà xuất bản Giáo dục 1999

[5] Trần Văn Phong

Thiết kế bánh vít

[6] Văn Tiến_04cc - ĐH Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh

Máy trộn PSV

LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước ta đang trên con đường Công Nghiệp Hoá - Hiện Đại Hoá theo định hướng XHCN trong đó ngành công nghiệp đang đóng một vai trò rất quan trọng Các hệ thống máy móc ngày càng trở nên phổ biến và từng bước thay thế sức lao động của con người Để tạo ra được và làm chủ những máy móc như thế đòi hỏi mỗi con người chúng ta phải tìm tòi nghiên cứu rất nhiều Là một sinh viên khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy em luôn thấy được tầm quan trọng của những kiến thức mà mình được tiếp thu từ thấy cô

Nhiệm vụ thiết kế đề án là một công việc rất quan trọng trong quá trình học tập bởi nó giúp cho người sinh viên nắm được các hệ dẫn đông, hiểu sâu, hiểu

kỹ và đúc kết được những kiến thức cơ bản của của môn học Từ đó ta áp thể áp dụng vào thực tế sau khi ra trường Vì vậy thiết đề án là công việc quan trọng và rất cần thiết

Đề tài thiết kế của chúng em được giao là “Thiết kế trạm dẫn động vít tải nằm ngang vận chuyển cát khô“.Đề án gồm 6 chương mỗi chương em đi sâu

vào thiết kế tính toán các mô đun nhỏ Với những kiến thức đã học và sau một thời gian nghiên cứu cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo trong bộ môn, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của Thầy Nguyễn Đình Ngọc cùng với sự đóng góp trao đổi xây dựng của các bạn chúng em đã hoàn thành được đề án được giao Đề án được em thực hiện tại trường chủ yếu mang tính lý thuyết mà không có sản phẩm thực tế

Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều, tài liệu tham khảo còn ít nên đồ án của chúng em không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn để đề án của

em được hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên , Ngày 30 tháng 09 năm 2011

Sinh viên thực hiên :

Dương Văn Tú

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU

 Mục đích: Chương I nhằm mục đích giới thiệu cho chúng ta nắm được

cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm… của hệ thống dẫn động vít tải cát khô

1.1 Giới thiệu về hệ dẫn động vít tải cát khô

Vít tải là máy vận chuyển vật liệu rời chủ yếu theo phương nằm ngang Ngoài ra vít tải có thể dùng để vận chuyển lên cao với góc nghiêng có thể lên tới 900

, tuy nhiên góc nghiêng càng lớn hiệu suất vận chuyển càng thấp

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 dưới 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 lượng 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 nắp máng 18, còn dỡ tải qua cửa ra liệu ở phía dưới của ống.Vít tải thường dùng để vận chuyển vật liệu nóng và độc hại

Sơ đồ nguyên lý vít tải nằm ngang:

Hình 1.1 Hệ thống vít tải nằm ngang

2500

D

D

1119

2

164

3 4 5

13 14

15

6 7

8

9

11

10

335

250

380

544

E

2500 250

C

C

240 1500

85 205 60

B

B

1500 1500

205

A

A

70

105

45

G

2500

750

3000 2500

10000 1500

12

1 - Động cơ

2 – Bộ truyền đai dẹt

3 - Hộp giảm tốc

4 – Khớp nối

5 - Gối đỡ đầu

6 - Gối đỡ trung gian

7 - Cánh vít

8 - Trục vít

9 - Cửa vào liệu

10 - Gối đỡ đuôi vít

11 - Gia đỡ gối đuôi vít

12 - Giá đỡ gối đầu vít

13 - Cửa ra liệu

14 - Máng vít

15 - Trục đỡ máng

16 - Gia đỡ bộ truyền động

17 - Nắp quan sát

18 - Nắp máng vít

19 - Bộ cảm biến từ

* Các ưu 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

- Chúng chiếm chỗ rất ít, với cùng năng suất thì diện tích tiết diện ngang

của vít tải nhỏ hơn rất nhiều so với tiết diện ngang của các máy vận

chuyển khác

- Bộ phận công tác của vít nằm trong máng kín, nên có thể hạn chế được bụi khi làm việc với nguyên liệu sinh nhiều bụi

- Giá thành thấp hơn so với nhiều loại máy vận chuyển khác

* Các nhược điểm của vít tải

- Chiều dài cũng như năng suất bị giới hạn, thông thường không dài quá

30 m với năng suất tối đa khoảng 100 tấn/giờ

- Chỉ vận chuyển được vật liệu rời, không vận chuyển được các vật liệu

có tính dính bám lớn hoặc dạng sợi do bị bám vào trục

- Trong quá trình vận chuyển vật liệu bị đảo trộn mạnh và một phần bị

nghiền nát ở khe hở giữa cánh vít và máng, chóng mòn cánh xoắn và

máng khi vận chuyển vật liệu cứng và sắc cạnh Ngoài ra nếu quãng

đường vận chuyển dài, vật liệu có thể bị phân lớp theo khối lượng riêng

- Năng lượng tiêu tốn trên đơn vị nguyên liệu vận chuyển lớn hơn so với các máy khác

Mặc dù có những nhược điểm như vậy, vít tải vẫn được dùng rộng rãi trong các nhà máy xi măng, các nhà máy tuyển khoáng hoặc trong các xí nghiệp hoá chất

Hình 1.2- Cấu tạo vít tải nằm ngang

- Vít tải thường được chia làm 2 loại theo phương vận chuyển vật liệu:

+ Vít tải nằm ngang

+ Vít tải thẳng đứng

- Theo hình dạng cánh xoắn ta phân loại vít tải ra thành:

+ 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 thước nhỏ hay trung bình Loại cánh xoắn này không cho vật liệu chuyển động ngựơc lại, do đó khi cùng vận tốc quay và đường 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 thước 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

Qua phân tích trên ta thấy loại vít tải nằm ngang có cánh xoắn liên tục liền trục là phù hợp với đề tài thiết kế nên chọn loại này

Hình 1.3-Cấu tạo của trục vít tải

Cấu tạo gồm một máng cố định, phần dưới của nó có dạng nửa hình trụ, phía trên được đậy bằng nắp Trục quay trên đó có gắn vít tải được đỡ bằng hai ổ

đỡ hai đầu và ổ đỡ trung gian Trục quay được truyền động bằng động cơ Vật liệu được nhập qua máng nhập liệu và được tháo ra qua bộ phận tháo liệu

1.2 Mục tiêu thiết kế

Ngày nay với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, đòi hỏi sinh viên phải nắm vững kiến thức lý thuyết để từ đó áp dụng vào thực tế sản xuất Nhằm nâng cao kiến thức cho sinh viên, nhà trường đã tạo cơ hội cho sinh viên thiết kế các hệ thống dẫn động giúp sinh viên hiểu nắm được cấu tạo,nguyên lý hoạt động, dặc tính… của các hệ dẫn động để từ đó áp dụng vào thực tế tạo ra các sản phẩm phục vụ hữu ích cho sản xuất Sau khi thiết kế

xong giúp sinh viên sau hki ra trường có thể nắm bắt nhanh với các vấn đề thực tế…

- Tính lắp lẫn: Khi thay thế các chi tiết có thể lắp với nhau một cách dễ dàng, thuận tiện, nhanh chóng đảm bảo tính chất của mối ghép, chính xác Các chi tiết của vít tải có thể lắp với các chi tiết của vít tải cùng cỡ

- Môi trường: Do vật liệu được vận chuyển trong máng vít tải nên đảm bảo quá trình vận chuyển không có bụi, môi trường làm việc ít độc hại, ít gây ô nhiễm môi trường

- Dễ vận hành: Tương đối dễ vận hành, thao tác an toàn cho công nhân

- Bảo dưỡng: Nhất thiết phải lập kế hoạch kiểm tra toàn bộ vít tải để đảm bảo vít tải hoạt động liên tục, tránh sự cố bất ngờ xảy ra Đảm bảo không gian xung quanh vít tải luôn gọn gàng không gây cản trở cho quá trình vận hành

+ Dừng vít tải và ngắt nguồn điện, khóa hệ thống điều khiển trước khi tiến hành bảo trì và sửa chữa vít tải

+ Làm sạch vít tải: Trong quá trình làm việc, vít tải chuyên trở các loại hạt nhỏ, mịn vì thế liệu thường bám dính trên thân vít, trục vít và các bánh vít

Do đó để đảm bảo năng suất ta phải thường xuyên làm sạch vít tải

+ Kiểm tra các bulong lắp ghép:

+ Kiểm tra thân vít tải, trục vít và bánh vít: Thân vít, trục vít và cánh vít

là những bộ phận luôn tiếp xúc với liệu, khi hoạt động thì liệu trượt dọc theo chiều dài vít gây mòn vì vậy cần kiểm tra và phát hiện sớm để thay thế thân vít tải khi cần thiết, cần thay thế thân vít tải khi thấy vít tải mòn quá 2/3 chiều dầy

+ Bôi trơn: Ổ bi cần được bôi trơn theo định kỳ để tăng tuổi thọ làm việc cho vít tải

- Tiết kiệm: So với băng tải thì vít tải nhỏ gọn hơn do đó chi phí ban đầu ít

- An toàn: Vít tải hay những bộ phận đi kèm nó luôn phải có những thiết bị an toàn để bảo vệ cho người sử dụng Tất cả các bộ phận của vít tải cần được che

chắn để đảm bảo an toàn cho người sử dụng và thiết bị xung quanh

 Kết luận: Ta thấy hệ thống dẫn động vít tải có rất nhiều ưu điểm, do đó nó

được sử dụng rất nhiều trong thực tế để vận chuyển các loại vật liệu Sau khi nắm được cấu tạo, ưu nhược điểm của hệ thống dẫn động vít tải, chúng ta sẽ đi thiết kế vít tải Vấn đề này sẽ được giải quyết trong chương II