Do an thiet ke may tron be tong kieu lat do

LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây nhằm đáp ứng nhu cầu về quy mô, chất lượng và tiến độ thi công xây dựng dân dụng và công nghiệp, xây dựng cầu đường , thủy lợi, sân bay, bến cảng,….Nước ta đã và dang áp dụng nhiều công nghệ mới và sử dụng các thiết bị thi công tiên tiến của nhiều nước trên thế giới. Bên cạnh việc sử dụng các thiết bị thi công của các nước trên thế giới thì trong nước đã có nhiều cơ sở, nhà máy chế tạo một số thiết bị thi công trong lĩnh vực xây dựng dần thay thế việc sử dụng các thiết bị nhập từ nước ngoài, trong đó việc sản xuất chế tạo các thết bị các máy trộn bê tông ngày càng phát triển nhanh chóng với nhiều cải tiến kỹ thuật. Đến nay trong nước đã có nhiều chủng loại máy trộn bê tông nhằm phục vụ cho các yêu cầu khác nhau ở các công trình. Thiết kế máy trộn bê tông tự do kiểu lật đổ là một đề tài mang tính thực tiến cao, giúp cho sinh viên nghành cơ điện tử có thể áp dụng kiến thức đã học của mình vào các yêu cầu kỹ thuật trong thực tế sản xuất. Cùng với sự phát triển của thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa thì nhu cầu sử dụng máy móc độ chính xác ngày càng cao, làm tăng năng suất lao động và mang lại hiệu quả kinh tế cao. Đồ án thiết kế máy là mục đích giúp tác giả hệ thống lại những kiến thức cơ bản đã học trước lúc ra trường Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy Võ Như Thành đã giúp đỡ để hoàn thành đồ án thiết kế máy này. Tuy nhiên đề hoàn thành đồ án này không tránh phải những sai sót, tác giả kính mong sự chỉ bảo của thầy cô để kiến thức được hoàn thiện hơn. Đà Nẵng, ngày 15 tháng 5 năm 2019 Sinh viên thực hiện Nguyễn Yên Chung MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY TRỘN BÊ TÔNG VÀ MÁY TRỘN BÊ TÔNG TỰ DO KIỂU LẬT ĐỔ 6 1.1 Công dụng và phân loại: 6 1.2 Giới thiệu máy trộn bê tông hình quả táo di động 6 CHƯƠNG II :CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐỘNG HỌC VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY 9 2. 1 Phương án 1 9 2.1.1. Sơ đồ động: 9 2.1.2. Ngyên lý hoạt động: 9 2.1.3. Phân tích phương án: 10 2. 2 Phương án 2: 10 2.2.1. Sơ đồ động học: 10 2.2.2. Nguyên lý hoạt động. 10 2.2.3. Phân tích phương án. 11 2.3. Phương án 3. 11 2.3.1. Sơ đồ động học: 11 2.3.2. Nguyên lý hoạt động: 11 CHƯƠNG III :CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 13 3.1 Tính kích thước thùng trộn 13 3.2 Tính toán động lực học và năng suất cho thiết bị 14 3.2.1 Tính toán năng suất 14 3.2.2 Tính toán cơ bản cho máy trộn bê tông tự do 16 3.3 Chọn động cơ 21 3.4 Chọn phương án thiết kế bộ truyền : 21 3.4.1 Tỷ số truyền 21 3.4.2 Số vòng quay của các trục 22 3.4.3 Công suất trên các trục 22 3.2.4 Moment xoắn trên các trục. 23 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 24 4.1 Thiết kế bộ truyền bánh răng nón răng thẳng 24 4.2 Tính toán bộ truyền cấp nhanh (bộ truyền bánh răng trụ nghiêng) 29 4.2.1 Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện 29 4.2.2 Xác định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép 30 4.2.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục 31 4.2.4 Tính vận tốc vòng của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng 32 4.2.5 Định chính xác hệ số tải trọng K 32 4.2.6 Xác định mô đun, số răng, góc nghiêng của răng và chiều rộng bánh răng 33 4.2.7. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng 33 4.2.8. Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột 34 4.2.9. Các thông số hinh học chủ yếu của bộ truyền 35 4.3 Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm. 36 4.3.1. Chọn vật liệu chế tạo bánh răng và phương pháp nhiệt luyện. 36 4.3.2. Xác định ứng suất cho phép. 37 4.3.3. Xác định chính xác khoảng cách trục A. 40 4.3.4. Xác định môđun, số răng, chiều rộng bánh răng. 40 4.3.5. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng. 41 4.3.6. Định các thông số hình học bộ truyền. 41 CHƯƠNG V: THIẾT KẾ TRỤC 43 5.1. Chọn vật liệu chế tạo 43 5.2. Xác định đường kính sơ bộ: 43 5.3 Xác định lực tác dụng lên các cặp bánh răng 44 5.4. Xác đinh khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 45 5.5 Trục 1 46 5.6 Trục 2 53 5.7 Trục 3 59 5.8 Chọn then 65 CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ TÍNH Ổ LĂN 67 6.1 Trục I 67 6.2 Trục II 69 6.3 Trục II 72 CHƯƠNG VII: THIẾT KẾ KHỚP NỐI 75 7.1 Tính toán khớp nối 75 CHƯƠNG VIII: THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC, BÔI TRƠN VÀ 76 ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP. 76 8.1 Chọn thân máy 76 8.1.1 Yêu cầu 76 8.1.2 Xác định kích thước vỏ hộp 76 8.2 Các chi tiết liên quan đến kết cấu vỏ hộp: 78 8.2.1 Chốt định vị: 78 8.2.2 Nắp ổ: 79 8.2.3 Cửa thăm: 79 8.2.4 Nút thông hơi: 79 8.2.5 Nút tháo dầu: 79 8.2.6 Que thăm dầu: 80 8.2.7 Vít tách nắp và thân hộp giảm tốc: 80 8.3 Các chi tiết phụ khác: 80 8.3.1 Vòng phớt: 80 8.3.2 Vòng chắn dầu: 81 8.4 Bôi trơn hộp giảm tốc: 81 8.4.1. Bôi trơn trong hộp giảm tốc 81 8.4.2. Bôi trơn ngoài hộp giảm tốc. 81 8.5. Xác định và chọn kiểu lắp. 82

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây nhằm đáp ứng nhu cầu về quy mô, chất lượng vàtiến độ thi công xây dựng dân dụng và công nghiệp, xây dựng cầu đường , thủy lợi,sân bay, bến cảng,….Nước ta đã và dang áp dụng nhiều công nghệ mới và sử dụngcác thiết bị thi công tiên tiến của nhiều nước trên thế giới

Bên cạnh việc sử dụng các thiết bị thi công của các nước trên thế giới thì trongnước đã có nhiều cơ sở, nhà máy chế tạo một số thiết bị thi công trong lĩnh vực xâydựng dần thay thế việc sử dụng các thiết bị nhập từ nước ngoài, trong đó việc sảnxuất chế tạo các thết bị các máy trộn bê tông ngày càng phát triển nhanh chóng vớinhiều cải tiến kỹ thuật Đến nay trong nước đã có nhiều chủng loại máy trộn bê tôngnhằm phục vụ cho các yêu cầu khác nhau ở các công trình

Thiết kế máy trộn bê tông tự do kiểu lật đổ là một đề tài mang tính thực

tiến cao, giúp cho sinh viên nghành cơ điện tử có thể áp dụng kiến thức đã họccủa mình vào các yêu cầu kỹ thuật trong thực tế sản xuất

Cùng với sự phát triển của thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa thì nhucầu sử dụng máy móc độ chính xác ngày càng cao, làm tăng năng suất lao động

và mang lại hiệu quả kinh tế cao

Đồ án thiết kế máy là mục đích giúp tác giả hệ thống lại những kiến thức

cơ bản đã học trước lúc ra trường

Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy Võ Như Thành đã giúp đỡ để hoàn

thành đồ án thiết kế máy này

Tuy nhiên đề hoàn thành đồ án này không tránh phải những sai sót, tác giảkính mong sự chỉ bảo của thầy cô để kiến thức được hoàn thiện hơn

Đà Nẵng, ngày 15 tháng 5 năm 2019

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Yên Chung

M C L C ỤC LỤC ỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY TRỘN BÊ TÔNG VÀ MÁY TRỘN BÊ TÔNG TỰ DO KIỂU LẬT ĐỔ 6

1.1 Công dụng và phân loại: 6

1.2 Giới thiệu máy trộn bê tông hình quả táo di động 6

CHƯƠNG II :CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐỘNG HỌC VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY 9

2 1 Phương án 1 9

2.1.1 Sơ đồ động: 9

2.1.2 Ngyên lý hoạt động: 9

2.1.3 Phân tích phương án: 10

2 2 Phương án 2: 10

2.2.1 Sơ đồ động học: 10

2.2.2 Nguyên lý hoạt động 10

2.2.3 Phân tích phương án 11

2.3 Phương án 3 11

2.3.1 Sơ đồ động học: 11

2.3.2 Nguyên lý hoạt động: 11

CHƯƠNG III :CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 13

3.1 Tính kích thước thùng trộn 13

3.2 Tính toán động lực học và năng suất cho thiết bị 14

3.2.1 Tính toán năng suất 14

3.2.2 Tính toán cơ bản cho máy trộn bê tông tự do 16

3.3 Chọn động cơ 21

3.4 Chọn phương án thiết kế bộ truyền : 21

3.4.1 Tỷ số truyền 21

3.4.2 Số vòng quay của các trục 22

3.4.3 Công suất trên các trục 22

3.2.4 Moment xoắn trên các trục 23

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 24

4.1 Thiết kế bộ truyền bánh răng nón răng thẳng 24

4.2 Tính toán bộ truyền cấp nhanh (bộ truyền bánh răng trụ nghiêng) 29

4.2.1 Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện 29

4.2.2 Xác định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép 30

4.2.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục 31

4.2.4 Tính vận tốc vòng của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng 32

4.2.5 Định chính xác hệ số tải trọng K 32

4.2.6 Xác định mô đun, số răng, góc nghiêng của răng và chiều rộng bánh răng 33

4.2.7 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng 33

4.2.8 Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột 34

4.2.9 Các thông số hinh học chủ yếu của bộ truyền 35

4.3 Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm 36

4.3.1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng và phương pháp nhiệt luyện 36

4.3.2 Xác định ứng suất cho phép 37

4.3.3 Xác định chính xác khoảng cách trục A 40

4.3.4 Xác định môđun, số răng, chiều rộng bánh răng 40

4.3.5 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng 41

4.3.6 Định các thông số hình học bộ truyền 41

CHƯƠNG V: THIẾT KẾ TRỤC 43

5.1 Chọn vật liệu chế tạo 43

5.2 Xác định đường kính sơ bộ: 43

5.3 Xác định lực tác dụng lên các cặp bánh răng 44

5.4 Xác đinh khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 45

5.5 Trục 1 46

5.6 Trục 2 53

5.7 Trục 3 59

5.8 Chọn then 65

CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ TÍNH Ổ LĂN 67

6.1 Trục I 67

6.2 Trục II 69

6.3 Trục II 72

CHƯƠNG VII: THIẾT KẾ KHỚP NỐI 75

7.1 Tính toán khớp nối 75

CHƯƠNG VIII: THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC, BÔI TRƠN VÀ 76

ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP 76

8.1 Chọn thân máy 76

8.1.1 Yêu cầu 76

8.1.2 Xác định kích thước vỏ hộp 76

8.2 Các chi tiết liên quan đến kết cấu vỏ hộp: 78

8.2.1 Chốt định vị: 78

8.2.2 Nắp ổ: 79

8.2.3 Cửa thăm: 79

8.2.4 Nút thông hơi: 79

8.2.5 Nút tháo dầu: 79

8.2.6 Que thăm dầu: 80

8.2.7 Vít tách nắp và thân hộp giảm tốc: 80

8.3 Các chi tiết phụ khác: 80

8.3.1 Vòng phớt: 80

8.3.2 Vòng chắn dầu: 81

8.4 Bôi trơn hộp giảm tốc: 81

8.4.1 Bôi trơn trong hộp giảm tốc 81

8.4.2 Bôi trơn ngoài hộp giảm tốc 81

8.5 Xác định và chọn kiểu lắp 82

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY TRỘN BÊ TÔNG VÀ MÁY TRỘN

BÊ TÔNG TỰ DO KIỂU LẬT ĐỔ

1.1 Công dụng và phân loại:

- Máy trộn dỡ liệu bằng cách nghiêng thùng

- Máy trộn dỡ liệu bằng cách quay ngược thùng so với chiếu quay khi trộn

- Máy trộn dỡ liệu bằng cách mở đáy thùng Phương pháp này chỉ được thiết kế cho máy trộn cưỡng bức

Dựa vào tính liên tục, chia 2 loại: máy trộn chu kỳ và máy trộn liên tục Dựa vào tính

cơ động, chia 2 loại: máy trộn cố định và máy trộn độc lập Máy trộn cố định được lắp trong các dây chuyền sản xuất bêtông và tại các xưởng đúc các cấu kiện bêtông Máy trộnđộc lập thường được sử dụng tại các công trường xây dựng

1.2 Giới thiệu máy trộn bê tông hình quả táo di động

Trong phạm vi đồ án này, em xin chọn máy trộn bê tông, với thùng trộn dạng quảtáo, không có gầu tiếp liệu, kết cấu thùng trộn đơn giản, cơ cấu truyền động đơn giản, gọn nhẹ, dễ sử dụng trong công việc nhào trộn bê tông và thao tác lật đổ bê tông phục vụtrong xây dựng nhà dân dụng, dễ chế tạo …

Hình 1.1 Máy trộn bê tông hình nón cụt dạng quả táo không có gầu tiếp liệu.

1- Khung máy; 2- Thùng trộn; 3- Vô lăng quay giá lật thùng; 4- Hộp giảm tốc; 5- Bộ truyền đai; 6- Động cơ điện; 7- Đĩa địng vị thùng trộn; 8- Bàn đạp kéo thanh dài đĩa định

vị thùng trộn; 9- Bánh răng nón; 10- Vành răng quanh thùng trộn; 11- Giá lật thùng trộn;

12 – Trục và ổ quay

+ Nguyên lý hoạt động :

Để trộn vật liệu thì thùng trộn để nghiêng một góc 45o so với phương nằm ngang.Động cơ điện (6) quay, truyền chuyển động qua bộ truyền đai và hộp giảm tốc làm bánh răng nón (9) quay, kéo theo vành răng gắn vào thùng trộn (10) quay, làm cho vật liệu ở trong thùng trộn được nhào trộn

Khi xả hỗn hợp bê tông ra khỏi thùng trộn thì trước hết đạp bàn đạp (8) để kéo thanh gài ra khỏi đĩa định vị, rồi quay vô lăng (3), nhờ chuyển động của cặp bánh răng ăn khớp trong, giá lật (11) quay, làm thùng trộn úp xuống để đổ vật liệu đã trộn ra ngoài Khi đổ thì thùng trộn quay một góc 135o so với phương thẳng đứng

+ Ưu điểm :

Loại này có cấu tạo đơn giản, tiêu hao năng lượng ít, được dùng nhiều nhưng chất lượng bê tông chưa thật tốt thường dùng để trộn bê tông nặng, bê tông cốt liệu lớn, di chuyển dễ dàng, không đòi hỏi người sử dụng có trình độ cao, chế tạo gọn nhẹ, vật liệu chế tạo không cao, sử dụng rộng rãi

+ Nhược điểm :

Đòi hỏi người công nhân phải đổ vật liệu trực tiếp vào thùng trộn, với kết cấu miệng thùng trộn cao nên người công nhân phải mất nhiều công sức và thời gian để đổ hết vật liệu vào thùng trộn, cung cấp vật liệu bê tông xây dựng nhà cao tầng năng suất thấp, đòi

hỏi phải liên tục, tuổi bền sử dụng không cao, nên chỉ dùng cho các loại máy trộn dung tích nhỏ

CHƯƠNG II :CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐỘNG HỌC VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC

CỦA MÁY

Trên cơ sơ những máy trộn đã được chế tạo và đưa vào sử dụng trong thực tế, đồng thời theo nhiệm vụ đồ án thiết kế máy trộn bê tông di động cở nhỏ với dung tích hữu ích

là 350 lít em thiết lập ba phương án thiết kế máy như sau:

2 1 Phương án 1

2.1.1 Sơ đồ động:

Hình 2.1 Máy trộn kiểu lật đổ.

1 Động cơ điện, 2 Hộp giảm tốc., 3 Thùng trộn, 4 Giá lật., 5 Gầu tiếp liệu,

6 Vô lăng., 7 Cặp bánh răng quay giá., 8 Phanh, 9 cáp, 10 Ly hợp, 11 Tăng xích ,

12 Xích

2.1.2 Ngyên lý hoạt động:

Trên hình vẽ thể hiện cấu tạo chung và hệ thống truyền động của loại máy trộn tự

do kiểu lật đổ Động cơ 1 qua hộp giảm tốc 2 làm bánh răng nón và xích 12 quay Bánh răng làm quay vành răng gắn trên thùng trộn làm nó quay quanh trục y-y ( nghiêng 450

so với mặt phẳng đứng ) để trộn vật liệu xích 11 qua làm bộ phận chủ động b của ly hợp

10 quay trơn trên trục

Muốn đổ vật liệu vào thùng trộn, kéo tay đòn A nó sẽ nới phanh hãm 8 và đóng ly hợp 10 lại và cuốn dây cáp 9 để kéo gầu 5 trượt theo giá dẫn lên dần tới miệng thùng trộn Khi gầu tới đỉnh giá dẫn thì bị chặn lại, gầu bị lật ngược và đổ vật liệu chưa trộn vàothùng trộn Muốn lấy bê tông ra thì quay vô lăng 6, nhờ truyền động của cặp bánh răng trụ

7, giá lật 4 quay, làm thùng trộn úp xuống, đổ vật liệu đã trộn ra ngoài

2.1.3 Phân tích phương án:

Loại đổ bê tông này rất nhanh và tương đối sạch, nhưng động tác lật thùng tốn nhiều lực, nhất là khi quay thùng ngược lại vị trí cũ, nên chỉ dùng cho các loại máy trộn

có dung tích nhỏ

Hiện nay thường dùng các loại máy tương tự như hình trên nhưng có hai động cơ riêng biệt trong đó một động cơ gắn với hộp giảm tốc đặt ở giá lập dẫn gắn với động cơ quay thùng trộn, một động cơ khác qua khớp nối và hộp giảm tốc trục vít bánh vít để dẫn động gầu nạp liệu Do đó phương án này chỉ thích hợp với dung tích mẻ trộn nhỏ, năng suất thấp

2 2 Phương án 2:

2.2.1 Sơ đồ động học:

Hình 2.2 Phương án máy trộn kiểu nghiêng đổ.

1 Bộ phận đóng mở, 2 Khóa, 3 Lọc khí, 4 Van phân phối, 5 Xi lanh khí nén, 6 Ổ lăn,

7 Thùng trộn, 8 Vành răng, 9 Ổ lăn, 10 Động cơ điện, 11 Khớp nối, 12 Hộp giảm tốc.

2.2.2 Nguyên lý hoạt động.

Máy gồm giá đỡ 5, thùng trộn 7 bên trong có lắp các cánh trộn, động cơ điện 10,

xi lanh ép nghiêng thùng 5 và vành răng 8

Từ động cơ điện qua khớp nối trục 11, truyền qua hộp giảm tốc 12, các bánh răng truyền mô men xoắn tới vành răng 11 của thùng trộn Để nghiêng thùng đổ vật liệu và đưa thùng về vị trí ban đầu, người ta dùng hệ thông khí nén gồm xilanh 9, van phhan phối

8, lọc khí bằng dầu 7, khóa 6 và bộ phận đóng mở 1 Thùng trộn khi quay tỳ vào các con lăn đỡ Các con lăn này quay trong ổ 10 và 12

2.2.3 Phân tích phương án.

Nguyên lý này có hiệu quả cao cho hỗn hợp bê tông cóa cấp liệu to ( > 70 mm ), thời gian trộn lâu ( thời gian của một chu kỳ xấp xỉ 120  240 giây ) chu trình trộn phải được nâng lên đổ xuống 30  40 lần.

Máy trộn tự do này có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo vận hành, nhưng để hỗn hợp được nhào trộn tự do trong thùng thì dung tích hình học của thùng phải lớn hơn 2,5  3 lần dung tích của hỗn hợp trộn, do đó làm cho dung tích của thùng trộn to, nặng, cồng kềnh, nên tốc độ quay của thùng là không lớn Nếu quá lớn thì lục ly tâm của thùng sẽ cản trở quá trình trộn tự do Thể tích sản xuất của thùng nhỏ : 56 lít, 165 lít 330 lít Vì vậy năng suất thấp, chất lượng bê tông không cao

2.3 Phương án 3.

2.3.1 Sơ đồ động học:

Hình 2.3 Phương án máy thiết kế.

1 Động cơ điện, 2.Khớp nối, 3 Hộp giảm tốc, 4 bánh răng nón, 5 Thùng trộn, 6 Vành răng nón, 7 Giá đỡ, 8 Volăng.

2.3.2 Nguyên lý hoạt động:

Động cơ 1 truyền qua bộ truyền đai 2 rồi qua hộp giảm tốc 3 hoạt động thông qua

bộ truyền bánh răng - vành răng làm cho thùng trộn 5 quay

Khi đổ liệu ra khỏi thùng trộn thì quay volang 8,nhờ truyềnđộng của cặp bánh răng giá lật 7 quay làm cho thùng trộn 5 úp xuống, đổ vật liệu ra ngoài

* Chọn phương án thiết kế:

Qua phân tích các kiểu máy trộn bê tông, thông qua các yêu cầu cơ bản về nhu cầuthực tế: Nguyên lý trộn của máy phải đảm bảo về yêu cầu chất lượng cao Kết cấu máy đơn giản, gọn nhẹ, dễ tháo lắp

Như vậy để phù hợp với yêu cầu thiết kế tác giả chọn Phương án 3 để thiết kế máytrộn bê tông với dung tích mẻ trộn theo nhiệm vụ được giao.

CHƯƠNG III :CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

3.1 Tính kích thước thùng trộn

Hình 3.1 Kích thước máy trộn bê tông

Với thùng trộn hình nón ta có:

L: Chiều dài thùng trộnD: Đường kính thùng trộn

Để quá trình tính toán được dễ dàng ta chia thùng làm 2 phần:

- Phần hình trụ có thể tích V1

- Phần hình nón cụt có thể tích V2Thiết kế:

+ V2 = 0,8 V1

+ Chiều cao của hình trụ bằng đường sinh của nón cụt

Gọi: + Chiều cao của hình nón cụt là h2

3.2 Tính toán động lực học và năng suất cho thiết bị

3.2.1 Tính toán năng suất

Năng suất sử dụng của máy trộn bê tông

Năng suất mỗi ca của máy trộn: Nca = Nsd.tca

Với tca = 8 giờ

 Năng suất mỗi ca của máy trộn

Nca = 2.85 x 8 = 22.8 m3/ca

3.2.2 Tính toán cơ bản cho máy trộn bê tông tự do

Công suất động cơ dẫn động quay cho thùng trộn

Phần lớn năng lượng truyền động cho máy trộn tự do bị tổn hao cho việc nâng hỗn hợp trong thùng trộn khi quay thùng.

Hình 3.2 Sơ đồ tính toán cho máy trộn bê tông tự do

Ở dạng tổng quát tiêu hao cho một chu kỳ di chuyển khép kín của hỗn hợp.

V: dung tích của hỗn hợp bê tông trong thùng trộn [m3]

V = 0.15 [m3] f: khối lượng riêng của hỗn hợp bê tông

f = 1800 [kg/m3] g: gia tốc rơi tự do [m/s2]

g = 9.8 [m/s2]

 GCM = 0.15x1800x9.8 = 2646 [N]

Quỹ đạo chuyển động của hỗn hợp ở trong thùng trộn rất phức tạp Một phần hỗn hợp được nâng lên bằng các cánh trộn, phần còn lại được nâng lên do tác dụng của lực ma sát.

Công suất cần tiêu hao để nâng hỗn hợp:

h1np: chiều cao nâng hỗn hợp do tác dụng của lực ma sát [m]

h2: chiều cao nâng hỗn hợp bằng cánh trộn

Z1, Z2: số lượng chu kỳ khép kín của hỗn hợp sau một vòng quay của thùng trộn được thực hiện tương ứng do lực ma sát và bằng các cánh trộn

do đó góc nâng thực ƒ2 sẽ lớn hơn(khoảng 90° ) sau đó phần tử này sẽ bị trượt xuống theo bề mặt của hỗn hợp.

Tiếp nhận góc chuyển dịch từ điểm A tới điểm B1 (f2 = 90°) thì chiều cao nâng của hỗn hợp do tác dụng của lực ma sát là:

h1np = R = 0.38 [m]

Số chu kỳ chuyển động khép kín của hỗn hợp dưới tác dụng của lực ma sát sau một vòng quay của tang cuộn(coi thời gian mà hỗn hợp trượt xuống về vị trí ban đầu bằng thời gian nâng lên tới độ cao h1np).

Z1 = = 2

- Thời gian nâng cánh trộn bằng hỗn hợp

tv = : thời gian thực hiện vòng quay của thùng trộn [s]

Z1 = Z2 = Z = 2.

Do vậy, công suất tiêu hao để nâng hỗn hợp: N1 =

Thay các giá trị vào công thức trên ta có:

Đối với máy trộn có cụm dẫn động thùng trộn trung tâm:

N2 = Trong đó:

GT : trọng lượng thùng trộn GT = 9800 N ω: vận tốc góc thùng trộn:

Trong đó:

η: là hiệu suất bộ truyền: η = ηn ηb ηbr η1

η1: là hiệu suất ổ lăn: η1 = 0,97.

ηb: là hiệu suất hai cặp ổ bi: ηb = 0.992

ηn: là hiệu suất cặp bánh răng nón hở: ηn = 0,93

ηbr: là hiệu suất một cặp bánh răng trụ kín: ηbr = 0,98

 η = 0,992 0,98 0,93 0,97 ≈ 0,87

 Nđc = = 1,343 [Kw]

3.3 Chọn động cơ

Ta có công suất của động cơ điện máy trộn ở phần trước là 1,343 [Kw]

Tác giả chọn loại động cơ điện loại có các thông số sau đây :

Công suất : 2,2 (KW)

Số vòng quay : 1430 (vòng/ phút)Hiệu suất : 82,5 %

Nơi sản xuất : Việt Nam

3.4 Chọn phương án thiết kế bộ truyền :

Trong đó: ndc Là số vòng quay của động cơ

nlv Là số vòng quay của trục băng tải

Thay số => i = 1430 : 25 = 57,2

- Phân phối tỷ số truyền hệ dẫn động it cho các bộ truyền

i = ibrc.ihibrc: tỉ số truyền bộ truyền bánh răng côn

ih: tỉ số truyền hộp giảm tốc

Chọn ibrc = 4 theo tiêu chuẩn => ih= i : ibrc = 57,2 : 4 =14,3

- chọn hộp giảm tốc báng răng trụ 2 cấp khai triển với ih = 14,3

Mà ih = i1.i2 trong đó : i1 - tỉ số truyền tỉ số truyền cấp nhanh

- Xác định công suất, mômen và số vòng quay trên các trục

Dựa vào Pct và sơ đồ hệ thống dẫn động, có thể tính được công suất, mômen và số vòngquay trên các trục, phục vụ các bước tính toán thiết kế các bộ truyền, trục và ổ

55 ,

55 ,

1

1 6

55 ,

3

3 6

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

4.1 Thiết kế bộ truyền bánh răng nón răng thẳng

Hình 4.1Bộ truyền bánh răng nón răng thẳng

- Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép:

+ Ứng xuất tiếp xúc cho phép:

Tỉ số truyền : i = 4

Thời gian làm việc: 6 năm, một năm làm việc 280 ngày, mỗi ngày làm việc 8 giờ

Số chu kỳ tương đương của bánh lớn:

Ntđ2= 60 u (Mi/Mmax)3ni.TiMi,ni,Ti là moment xoắn, số vòng quay trong 1 phút và tổng số giờ bánh răng làmviệc ở chế độ i.

Mmax là moment xoắn lớn nhất tác dụng lên bánh răng

u là số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay 1 vòng

Ntđ2=60.1.6.280.8 (806/2).[13.0,5 + (0,6)3.0,5]= 1,75.107> No

Vì N1 và N2 đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và đường cong mỏi uốn nên khi tính ứng suất cho phép của bánh nhỏ và bánh lớn lấy:K’N = K”N = 1

[]tx = []Notx k’N

+ Ứng suất uốn cho phép:

Số chu kỳ tương đương của bánh lớn:

k 5 ,

N 1

do răng chịu ứng suất thay đổi mạch động.,

’-hệ số phản ánh sự tăng khả năng tải tính theo sức bền tiếp xúc của bánh răng nghiêng so với bánh răng thẳng Chọn ’= 1,25.

- Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:

Góc mặt nón lăn bánh nhỏ tính theo công thức trong bảng 3-5[3]

Số răng tương đương của bánh lớn:

Theo bảng (3-18) [3] và số răng tương đương tìm được hệ số dạng răng:

Bánh nhỏ y1=0,392Bánh lớn y2=0,517Chọn: ''

 =1,5

Ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ: công thức (3-35) [3]

= = 40,6 < [ ]u1 = 191,1 N/mm2

Ứng suất uốn tại chân răng bánh lớn:

- Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải trong thời gian ngắn

Ứng suất tiếp xúc cho phép [công thức 3-40 [3]]

σ]uqt2 = σ]u2.2 = 30,8.2 = 61,6 N/mm2 < [σ]]uqt2

- Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền:

d2 = m.Z2 = 6.76 = 456 mm

M d

M P

tb

x tb

19 11 , 5

195775

2

2

2

1

1 1

Môđun pháp mn = 6 mm

4.2 Tính toán bộ truyền cấp nhanh (bộ truyền bánh răng trụ nghiêng)

4.2.1 Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện

- Do hộp giảm tốc 2 cấp chịu tải trọng trung bình nên chọn vật liệu làm bánh răng có độ rắn bề mặt răng HB < 350 Đồng thời khả năng chạy mòn của răng chọn độ rắn bánh răngnhỏ lớn hơn độ rắn của bánh răng lớn khoảng 25  50 HB

(giả thiết đường kính phôi dưới 100 mm)

+ Bánh răng trụ răng ngiêng lớn thép 35 thường hóa, (bảng 3-8) trang 40 [3] ta có các thông số của thép như sau:

- Giới hạn bền kéo:  bk 500 /N mm2

- Giới hạn chảy:  ch 260 /N mm2

(giả thiết đường kính phôi 100300 mm)

Với cả hai bánh răng lớn và bánh răng nhỏ ta chọn phôi là phôi rèn

4.2.2 Xác định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép

+ Ứng suất tiếp xúc cho phép

Số chu kỳ tương đương của bánh lớn:

Vậy số chu kỳ làm việc tương đương của bánh nhỏ

+ Giới hạn mỏi uốn của thép 45: 1 0, 43.bk 0, 43.600 258 / N mm2

+ Giới hạn mỏi uốn của thép 35: 1 0, 43.bk 0, 43.500 215 / N mm2

Vì phôi rèn, thép thường hóa nên lấy hệ số an toàn n = 1,5 và hệ số tập trung ứng suất ở chân răng K= 1,8

Vì ứng suất thay đổi theo chu kỳ mạch động nên ta có ứng suất uốn cho phép

n2 = 345 (v/p) số vòng quay trong 1 phút của bánh bị dẫn

N = 2,178 (Kw) công suất trên trục I

'

 = 1,25 hệ số ảnh hưởng khả năng tải

A ≥ (1+4,143)3

2 6

345 25 , 1 3 , 0

178 , 2 3 , 1 442 143 , 4

10 05 , 1

4.2.4 Tính vận tốc vòng của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng

- Vận tốc của bánh răng trụ ăn khớp ngoài được tính theo công thức ( 3-17)

Với: n1 số vòng quay trong 1 phút của bánh dẫn

) 1 143 , 4 (

60000

1430 100 2

100 2

1 03 , 1 2

1 '

Theo bảng 3-14 trang 48 [3] tìm được hệ số tải trọng động

Kđ = 1,2 ( giả sử )

- Hệ số tải trọng: K=Ktt.Kđ=1,015.1,2=1,218

Vì trị số K không chênh lếch nhiều với dự đoán nên không cần tính lại khoảng cách trục

A và ta có thể lấy A = 100 mm

4.2.6 Xác định mô đun, số răng, góc nghiêng của răng và chiều rộng bánh răng

+ Mô đun pháp: mn = (0,01  0,02).100= 1,0÷2,0mm ( lấy mn = 1,5 mm )

+ Sơ bộ chọn góc nghiêng  10 ;cos0   0,985

+ Tổng số răng của hai bánh:

3 , 131 5

, 1

985 , 0 100 2 cos 2

Z

1 143 , 4

3 , 131 1

2

5 , 1 ).

105 25 ( 2

3 sin

5 , 1 5 , 2

o

( thỏa mạn điều kiện (4) )

4.2.7 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng

Tính số răng tương đương:

+ số răng tương đương của bánh nhỏ :

26 ) 975 , 0 (

975 , 0 (

6 1

.10.1,19

u n

u

b n Z m y

N K



b – chiều rộng răng : b = 25 mmZ1 – số răng: Z1 = 25 [răng].

n1 =1430 [vg/ph].

32 , 63 25 1430 25 5 , 1 429 , 0

2 , 2 3 , 1 10 1 , 19

429 , 0 32 , 63

u

4.2.8 Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột

- Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải

- Ứng suất quá tải cho phép

+ Ứng suất tiếp xúc quá tải cho phép

25 5 , 1

105 5 , 1

 mm

+ Đường kính vòng đỉnh:

De1 = d1 + 2.mn =38,46 + 2.1,5 = 41,46 mmDe2 = d2 + 2.mn = 161,54 + 2.1,5 = 164,54 mm+ Đường kính vòng chân răng:

Di1 = d1 – 2,5.mn = 38,46 - 2,5.1,5 = 34,71 mmDi2 = d2 – 2,5.mn = 161,54 - 2,5.1,5 = 157,79 mm

Bảng 4.2 Các thông số bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

Khoảng cách trục A = 100 mm

4.3 Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm.

4.3.1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng và phương pháp nhiệt luyện.

Đối với bộ truyền chịu tải trọng nhỏ và trung bình có thể dùng thép tôi cải thiện ( tôi rồi ram ở nhiệt độ cao )

Thép thường hóa hoặc thép đúc để chế tạo bánh răng, độ rắn bề mặt HB ≤ 350

- Bánh nhỏ: thép 50 thường hóa [đường kính phôi < 100 mm]

σ]b = 620 [N/mm2]σ]ch = 320 [N/mm2]

HB = 180

- Bánh lớn : thép 55 thường hóa ( đường kính phôi = 300 ÷ 500 mm )

σ]b = 640 [N/mm2]σ]ch = 320 [N/mm2]

- Ứng suất uốn cho phép.

+ Khi bánh răng quay một chiều, ứng suất trong răng sẽ thay đổi mạch động

N K

u

.

'' 5 ,

m td

N

N N

K ''  0N0 – số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi uốn N0 ≈ 5.106

Vì Ntđ1 và Ntđ2 > N0 nên chọn K’’N =1

Kσ] – hệ số tập chung ứng suất : Kσ] = 1,8

8 , 1 5 , 1

279 5 , 1

288 5 , 1

u

- Ứng suất quá tải cho phép

+ Ứng suất tiếp xúc quá tải cho phép

.

10

05 , 1 1

n

N K i

i A

A sb

  134 , 8

100 45 , 0

113 , 2 4 , 1 468 452 , 3

10 05 , 1 1 452 ,

2 6

21000.60

4 22

d

) 1 452 , 3 (

10 6

345 135 14 , 3 2

 tt

tt

K K

Theo bảng 3-12 trang 47 [3] ta có : K’tt = 1

Kđ – hệ số tải trọng động

Theo bảng 3-12 trang 47 [3] ta được :Kđ = 1,1

Ktt = 1Vậy : K = 1.1,1 = 1,1

Vị trí số K khác nhiều so với trị số chọn sơ bộ nên ta tính lại khoảng cách trục

66 , 119 4 , 1

1 , 1 135



Ksb

K Asb

=> Chọn A = 120 mm

4.3.4 Xác định môđun, số răng, chiều rộng bánh răng.

- Trị số môđun: