tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật NGHIÊN cứu NÂNG CAO độ bền mòn và sức bền kéo của cơ cấu gầu tải XÍCH vận tốc CAO để vận CHUYỂN hạt KHÔ NHỎ có TÍNH

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP --- TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ BỀN MÒN VÀ SỨC BỀN KÉO CỦA CƠ CẤU GẦU TẢI XÍCH VẬN TỐC CAO ĐỂ VẬN CH

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

-

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ BỀN MÒN VÀ SỨC BỀN KÉO CỦA CƠ CẤU GẦU TẢI XÍCH VẬN TỐC CAO ĐỂ VẬN CHUYỂN HẠT KHÔ NHỎ CÓ TÍNH

MÀI MÒN

Ngành: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Mã số : 60-52-01-03

Học viên: TRƯƠNG HOÀNG ANH

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS VŨ QUÝ ĐẠC

Thái Nguyên 2012

1 Tính cấp thiết của đề tài

Việc sử dụng thiết bị máy móc trong sản xuất đóng vai trò rất quan trọng trong việc nâng cao năng suất, chất lượng, đẩy nhanh tiến độ công việc, nâng cao hiệu quả kinh tế và cải thiện điều kiện làm việc của con người

Xuất phát từ quan điểm này trong nhiều năm qua Việt Nam đã nhập và chế tạo thêm khá nhiều các máy vận chuyển liên tục khác nhau dùng để vận chuyển vật liệu rời trong đó phải kể đến hệ thống dẫn động guồng tải

Guồng tải là máy vận chuyển liên tục dùng để vận chuyển vật liệu rời, vụn theo phương thẳng đứng hoặc góc nghiêng đặt máy lớn (trên 500), được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp và công nghiệp Năng suất của guồng tải có thể đạt tới 500 t/h chiều cao nâng có thể đạt tới 50 – 55m

Xích kéo của guồng tải làm việc trong điều kiện rất nặng (lực kéo lớn, va đập do vật liệu rơi vào mắt xích) do đó răng đĩa xích và chốt xích bị mòn do ma sát, một số thì bị biến dạng vì bị va đập, bước xích bị

giãn quá mức cho phép Ngoài ra có khi do sử dụng và thao tác không chính xác, việc chăm sóc và bảo dưỡng không chu đáo cũng làm ảnh hưởng đến quá trình truyền động, làm giảm năng suất và tuổi thọ của công trình Một số trường hợp do chất lượng thiết kế và chế tạo không đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật, dẫn đến những hiện tượng trên gây nên độ mất ổn định, độ bền của hệ thống giảm Máy móc bị mòn và hư hỏng là điều thường xuyên xảy ra trong suốt quá trình vận hành

sử dụng máy Số lượng guồng tải hiện nay đang được

sử dụng ở nước ta là rất lớn đặc biệt là loại guồng tải xích vận tốc cao Việc nhập khẩu những phụ tùng thay thế nguyên chiếc là không hiệu quả về kinh tế

Vì vậy việc chọn đề tài: ” Nghiên cứu nâng cao

độ bền mòn và sức bền kéo của cơ cấu gầu tải xích vận tốc cao để vận chuyển hạt khô nhỏ, có tính mài mòn” là rất cần thiết

2 Mục đích, đối tượng và phương pháp nghiên cứu 2.1 Mục đích của đề tài

Phân loại, đánh giá các dạng hỏng của cơ cấu xích kéo trong hệ thống dẫn động guồng tải từ đó đề

xuất giải pháp phù hợp nâng cao khả năng kéo và tuổi thọ của bộ truyền

2.2 Đối tượng nghiên cứu

Cơ cấu xích kéo trong hệ thống dẫn động guồng

tải để vận chuyển hạt khô nhỏ, có tính mài mòn: Đá vôi, đolomit, xỉ, than đá, đất sét đáp ứng nhu cầu của các dây chuyền sản xuất vật liệu

2.3 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm

3 Ý nghĩa của đề tài

- Đề xuất quy trình vận hành và giải pháp phù hợp để khai thác hệ thống có hiệu quả

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Với các ứng dụng của nghiên cứu áp dụng cho

hệ thống dẫn động guồng tải sẽ làm quá trình sử dụng công suất máy được triệt để mang lại hiệu quả kinh tế rất lớn Ngoài lợi ích về kinh tế, việc tìm ra phương án nâng cao độ bền, độ ổn định còn làm tăng tuổi thọ của

Chương 3: Nghiên cứu cách tính sức bền và tính thiết

kế cơ cấu xích kéo

Chương 4: Khảo sát đánh giá các dạng hỏng và nguyên nhân

Chương 5: Đề xuất giải pháp khắc phục

Chương 6: Kết luận và kiến nghị

Chương 1:

TỔNG QUAN VỀ GẦU TẢI XÍCH VẬN

TỐC CAO 1.1 Vận chuyển vật liệu rời

Trong quá trình sản xuất thực phẩm, khai khoáng, vận chuyển vật liệu xây dựng, thông thường nguyên vật liệu phải qua các công đoạn gia công chế biến bằng nhiều máy móc thiết bị khác nhau, do đó nguyên vật liệu cần phải được chuyển từ công đoạn này sang công đoạn khác Quá trình này được thực hiện nhờ các máy vận chuyển phù hợp với tính chất của nguyên vật liệu Thông thường, máy vận chuyển làm việc liên tục, chuyên chở vật liệu theo hướng đã định, có thể làm việc trong một thời gian không giới hạn, không dừng lại khi nạp và tháo liệu

Các máy và thiết bị vận chuyển liên tục bao gồm các loại chính như: gàu tải, băng tải, xích tải, cào tải thuộc nhóm máy có bộ phận kéo và vít tải, vận chuyển bằng không khí và thủy lực thuộc nhóm máy không có

bộ phận kéo

1.2 Gàu tải xích

Gàu tải là thiết bị vận chuyển vật liệu rời theo phương thẳng đứng Cấu tạo của gàu tải gồm có hai puli đặt trong một thân làm bằng thép mỏng Một đai dẹt trên đó có bắt các gàu múc được mắc vào giữa hai puli Puli trên cao được truyền động quay nhờ động cơ điện thông qua hộp giảm tốc, còn puli dưới được nối với bộ phận căng đai có nhiệm vụ giữ cho đai có đủ độ căng cần thiết bảo đảm đủ lực ma sát giữa đai và puli Vật liệu được mang lên cao nhờ các gàu múc di chuyển

từ dưới lên

1.3 Cấu tạo và phân loại gầu tải

1.3.1 Cấu tạo gầu tải

1.3.2 Phân loại gầu tải

1.4 Kết luận chương 1

- Hệ thống xích gầu tải được ứng dụng trong rất nhiều ngành công nghiệp để vận chuyển các vật liệu rời Hệ thống này được phát triển rộng rãi trên khắp thế giới và trong đó có Việt Nam Năng suất vận chuyển cũng như vận tốc vận chuyển của hệ thống rất cao Nhưng do làm việc trong các môi trường bụi bẩn, hóa

chất nhiều, khả năng che chắn còn hạn chế và đặc biệt

là vật liệu để chế tạo gàu tại Việt Nam đang là một trong những vẫn đề cần được quan tâm để tìm ra biện pháp nâng cao tuổi thọ, tăng khả năng làm việc của hệ thống

Xích con lăn: Khi làm việc con lăn có thể xoay tương đối so với ống do đó nó sẽ lăn trên răng của đĩa xích và nhờ đó có thể giảm mòn cho răng

Xích ống: Về kết cấu tương tự như xích con lăn, chỉ khác là không có con lăn do đó khối lượng giảm và giá thành rẻ hơn, tuy nhiên bản lề và răng đĩa mòn nhanh hơn Vì vậy chỉ dùng xích ống đối với các trường hợp không quan trọng, yêu cầu khối lượng nhỏ và vận tốc thấp ( v ≤ 1m/s) Tùy theo công suất cần truyền, xích

ống cũng như xích con lăn có thể là một dãy hoặc nhiều dãy

Xích răng: Gồm nhiều mà xích hình răng xếp xen kẽ và nối với nhau bằngbản lề Số lượng má xích xác định nên chiều rộng xích B và phụ thuộc vào công suất cần truyền Các mặt răng làm việc tạo thành một góc 600 và sẽ tiếp xúc với hai răng của đĩa xích So với xích con lăn, xích răng có kết cấu chắc chắn, khả năng tải cao hơn như`ng nặng nề, chế tạo phức tạp nên chỉ dùng khi công suất và vận tốc lớn Với tải trọng và vận tốc trung bình dùng xích con lăn thích hợp hơn

2.4 Kết luận chương 2

Bộ truyền xích được sử dụng rộng rãi trong việc truyền chuyển động với những ưu điểm mà các bộ truyền khác không có Kết cấu và vật liệu chế tạo đa dạng, độ tin cậy cao Bộ truyền xích trong hệ thống gầu tải vật liệu thì dùng chuyển vật liệu rời, vận tốc cao Tỷ

số truyền tức thời của bộ truyền trong hệ thống thay đổi theo thời gian Các thành phần vận tốc khi bộ truyền hoạt động gây nên va đập giữa con lăn và đĩa xích là một trong những nguyên nhân gây phá hủy con lăn

3.3.3 Kiểm tra xích theo hệ số an toàn

3.3.4 Kiểm tra độ bền kéo của xích

3.3.5 Vật liệu chế tạo

3.4 Trình tự thiết kế bộ truyền xích

3.5 Kết luận chương 3

Lực tác dụng lên bộ truyền và động năng va đập

là một trong những nguyên nhân gây nên các dạng hỏng của bộ truyền xích Các chỉ tiêu tính toán của bộ truyền xích kể đến chỉ tiêu tính theo độ mòn cho phép,

số lần va đập trong một giây và hệ số an toàn của bộ truyền Việc kiểm nghiệm bộ truyền xích theo các chỉ tiêu trên quan trọng nhất là độ mòn cho phép vì dạng hỏng do mòn là nguy hiểm nhất và phổ biến nhất trong

bộ truyền xích

Chương 4

KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ CÁC DẠNG HỎNG VÀ

NGUYÊN NHÂN 4.1 Kháo sát hệ thống gầu tải xích tại nhà máy nhiệt điện Phả Lại

4.1.1 Các thông số của hệ thống

4.1.2 Cấu tạo của hệ thống

4.2 Tính kiểm nghiệm lại tải trên hệ thống xích gầu tải

4.2.1 Tải trọng trên một đơn vị chiều dài của khối lượng hàng

4.2.2 Tải trọng trên một đơn vị chiều dài do khối lượng phần hành trình của băng gầu

phương pháp đi vòng chu vi

4.3.1 Lực căng tại điểm 1

4.3.2 Lực căng tại điểm 2

4.3.3 Lực căng tại điểm 3

4.3.4 Lực tại điểm 4

4.3.5 Lực căng tính tổng của bộ phận kéo

4.3.6 Bộ phận kéo dùng 2 xích thì lực căng tính tốn của một xích

4.3.7 Tải trọng phá huỷ của xích không được nhỏ hơn

4.4 Tính chính xác độ bền dây xích trong thời gian khởi động

4.4.1 Tính chính xác độ bền xích trong bộ phận kéo 4.4.2 Tính chính xác độ bền dây xích trong thời gian khởi động

4.5 Tính kiểm nghiệm đĩa xích

4.6 Tính thiết bị phanh

4.7 Các dạng hỏng và nguyên nhân

4.7.1 Mòn xích, gầu tải, chốt xích, đĩa xích

4.7.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới mòn

a Ảnh hưởng của nhiệt độ đến mòn ôxy hoá

b Ảnh hưởng của điều kiện vận hành

c Ảnh hưởng của các lớp màng bề mặt

d Mòn trong chân không

e Lớp màng ôxy hóa

f Tác dụng của nhiệt độ

4.7.3 Rỗ hoặc vỡ gãy con lăn

do khi vào múc than thì lưỡi gàu thường xuyên ngập vào trong than Đánh giá các dạng hỏng tại hệ thống chính là các nguyên nhân cần được khắc phục để nâng cao tuổi thọ cũng như khả năng làm việc của hệ thống tăng hiệu quả làm việc

Qua nghiên cứu khảo sát trực tiếp tại gầu tải than

để khắc phục hiện tượng mòn thì cần bôi trơn đầy đủ cho hệ thống xích.Vật liệu chế tạo xích cần thay đổi để phù hợp với điều kiện làm việc của xích gàu tải than Chọn vật liệu có khả năng chống mòn và ăn mòn Sau khi gia công cần nhiệt luyện để tăng khả năng làm việc của hệ thống xích

5.1.2 Mòn con lăn và mòn chốt

Con lăn và chốt xích là bị mòn nhiều nhất do bị than rơi vãi vào và khi chuyển động chúng cọ sát lên nhau như vậy sẽ làm cho chốt xích bị mòn và phải thay

thế định kỳ rất nhiều Để hạn chế dạng hỏng này theo khảo sát hiện tại của hệ thống chốt xích là thép 45 có tôi cải thiện nên khả năng chống mòn không cao Khắc phục dạng hỏng này thì giữa chốt xích và con lăn nên chọn vặp vật liệu chống mòn cao Chốt xích sau khi nhiệt luyện mang đi mạ Cr

5.1.3 Mòn đĩa xích

Đĩa xích cũng bị mòn theo xích và chốt xích, nhưng độ mòn của đĩa xích hiện tại vẫn thấp hơn độ mòn của chốt xích và xích

5.1.4 Mòn lưỡi gàu

5.2 Khắc phục hiện tượng quá tải đối với hệ thống 5.3 Kết luận chương 5

Việc đánh giá các dạng hỏng đã nêu trong chương

4, qua các dạng hỏng đó thì việc đề cập các biện pháp khắc phục về mòn xích, lưỡi gầu, chốt xích, con lăn Biện pháp chủ yếu vẫn là:

- Nghiên cứu, lựa chọn các biện pháp công nghệ vật liệu một cách hợp lý khi chế tạo sẽ hạn chế được hiện tượng xích kéo bị đứt, hoặc bị vỡ cụ

thể khi nhiệt luyện xích (xem trong bảng tra nhiệt luyện bộ truyền xích cao tốc)

- Che chắn tốt hệ thống khi làm việc, bên cạnh đó việc bôi trơn phải được đều đặn đầy đủ và đúng cách

- Điều chỉnh độ căng hợp lý (dựa theo kinh nghiệm) để hạn chế tải trọng động gây tải trọng

va đập, qua đây hạn chế được hiện tượng tróc rỗ

vì mỏi

Chương 6

KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU

TIẾP THEO 6.1 Kết luận chung

Qua nghiên cứu khỏa sát thực tế dây truyền xích gàu tải tại nhà máy nhiệt điện Phả Lại dùng để chuyển than

đá Nhận thấy các nguyên nhân dẫn đến quá trình mòn của xích, chốt, đĩa xích, gàu tải là do quá trình bụi, than, nước gây nên quá trình ăn mòn do hóa chất, mòn

do cào xước là chủ yếu Hiện tượng quá tải mà làm cho việc xích bị đứt hay hệ thống bị quá tải khi khởi động

là không có Do các chốt xích và xích được thay thế định kỳ nên hệ thống làm việc đạt được độ tin cậy cao

Để nâng cao khả năng làm việc và giảm thời gian dừng hệ thống để bảo dưỡng và sửa chữa thì cần

có các biện pháp khắc phục các dạng hỏng để nâng cao thời gian làm việc thì các biện pháp đó đã được đề cập đến trong chương V

6.2 Hướng nghiên cứu tiếp theo của đề tài

Qua nghiên cứu khảo sát của hệ thống mới chỉ dừng lại

ở việc tìm hiểu xác định các dạng hỏng của hệ thống và

đề nghị các giải pháp khắc phục Vì vậy cần được nghiên cứu khảo sát rung động trong quá trình hệ

thống làm việc và đưa các biện pháp giảm rung giật khi

hệ thống bắt đầu làm việc

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Atsushi Okoshi, Roller Chain, Korona-sha,

Japan(1960)

[2] Masataka Nakakomi, Safety Design of Roller

Chain, Yoken-do, Japan (1989)

[3] R C Binder, Mechanics of the Roller Chain

Drive, Prentice-Hall, Inc., NJ (1956)

[4] L Jones (Ed.), Mechanical Handling with

Precision Conveyor Chain, Hutchinson & Co.,

London (1971)

[5] L L Faulkner, S B Menkes (Ed.), Chains for

Power Transmission and Material Handling,

Marcel Dekker (1982)

[6] Hans-Guenter Rachner, Stahlgelenkketten und

Kettentriebe, Springer-Verlag, Berlin (1962)

[7] Trịnh Chất (2005), “ Cơ sở thiết kế máy và chi

tiết máy” NXB khoa học và kỹ thuật

[8] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển (2005), “Tính toán

thiết kế hệ dẫn động cơ khí” tập 1,2, NXB giáo

dục

[9] Phan Quang Thế, Nguyễn Đăng Bình,( 2006)

Một số vấn đề về ma sát mòn và bôi trơn trong

kỹ thuật, NXB Khoa học Kỹ thuật

[10] Lê Công Dưỡng , Vật liệu học, NXB Khoa học

Kỹ thuật năm 2000

[11] Nguyễn Anh Tuấn, Phạm Văn Hùng , (2006)

Ma sát học NXB Khoa học Kỹ thuật

[12] Nguyễn Anh Tuấn, Nguyễn Văn Thêm, (1990)

kỹ thuật ma sát và biện pháp năng cao tuổi thọ thiết bị, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật Hà Nội

[13] Nguyễn Anh Tuấn, Nguyễn Văn Thêm, (1990)

kỹ thuật ma sát và biện pháp năng cao tuổi thọ thiết bị, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật Hà Nội

[14] Nguyễn Doãn Ý, (2008) Ma sát, mài mòn và bôi

trơn, NXB Khoa học Kỹ thuật