Đồ án bao gồm: Bản thuyết minh Bản vẽ lắp 2D Bản vẽ chi tiết Bản vẽ phân rã 3D Máy cấp liệu băng tải là thiết bị không thể thiếu trong hoạt động sản xuất khép kín và tự động. Máy được thiết kế dùng để cấp liệu đầu vào phù hợp cho các dây truyền sản xuất: phân vi sinh, khai thác khoáng sản, than đá, vật liệu xây dựng...Sự ra đời của máy sẽ giúp khâu cấp liệu đầu vào của dây truyền sản xuất phân vi sinh được tự động hóa, thuận tiện, nhanh chóng. Công năng của máy phù hợp với dây truyền của các cơ sản xuất phân bón vi sinh hiện nay.
Trang 1MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG BIỂU 5
DANH MỤC HÌNH VẼ 7
LỜI NÓI ĐẦU 9
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 10
1.1 Giới thiệu chung 10
1.1.1 Cơ sở lý luận và thực tiễn 10
1.1.2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 10
1.1.3 Nội dung nghiên cứu 10
1.1.4 Mục tiêu thiết kế 11
1.2 Giới thiệu hệ thống băng tải 11
1.2.1 Khái niệm 11
1.2.2 Cấu tạo 11
1.2.3 Đặc điểm 12
1.2.4 Phân loại băng tải 12
1.2.5 Lựa chọn loại băng tải 13
1.3 Hệ thống cấp liệu băng tải 13
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG BĂNG TẢI 16
2.1 Xác định độ rộng tối thiểu của băng tải 16
2.2 Xác định vận tốc của băng tải 17
2.3 Diện tích mặt cắt ngang dòng chảy 17
2.4 Góc mái 17
2.5 Khối lượng riêng tính toán 18
2.6 Hệ số ảnh hưởng của độ dốc băng tải 18
2.7 Con lăn đỡ băng 18
2.8 Tính toán thiết kế cơ cấu kéo căng băng 18
2.9 Tính toán công suất truyền dẫn băng tải 19
2.10 Lực căng dây băng tải 21
2.10.1 Lực vòng 21
2.10.2 Lực căng trên 2 nhánh băng tải 21
2.10.3 Lực căng tối thiểu 22
2.10.4 Lực kéo lớn nhất 22
Trang 22.11 Tính chọn dây băng 22
2.12 Cấu trúc hệ thống băng tải 23
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ PHẬN TRUYỀN ĐỘNG VÀ CÁC CHI TIẾT CỦA HỆ THỐNG BĂNG TẢI 25
3.1 Chọn động cơ điện và phân phối tỷ số truyền 25
3.1.1 Chọn động cơ 25
3.1.2 Phân phối tỉ số truyền 26
3.2 Thiết kế bộ truyền ngoài – Bộ truyền đai thang 28
3.2.1 Chỉ tiêu tính toán 28
3.2.2 Chọn đai 28
3.2.3 Định đường kính bánh đai nhỏ D1 28
3.2.4 Tính đường kính D2 của bánh lớn 29
3.2.5 Chọn sơ bộ khoảng cách trục A 29
3.2.6 Tính chiều dài L theo khoảng trục A sơ bộ 29
3.2.7 Xác định chính xác khoảng cách trục A 29
3.2.8 Tính góc ôm 1 30
3.2.9 Xác định số đai Z cần thiết 30
3.2.10 Định các kích thước chủ yếu của bánh đai 31
3.2.11 Tính lực căng ban đầu So và lực tác dụng lên trục R 31
3.3 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng 32
3.3.1 Chỉ tiêu tính toán 32
3.3.2 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng 32
3.3.3 Định ứng suất cho phép 32
3.3.4 Định chính xác hệ số tải trọng K 34
3.3.5 Xác định môđun, số răng và chiều rộng bánh răng 34
3.3.6 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng 34
3.3.7 Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải trong thời gian ngắn 35
3.3.8 Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền 35
3.3.9 Tính lực tác dụng nên trục 36
3.4 Tính toán thiết kế trục và then 37
3.4.1 Tính toán và thiết kế trục 37
3.4.2 Tính chọn then 44
3.5 Thiết kế gối đỡ trục 47
Trang 33.5.1 Chọn ổ lăn 47
3.5.2 Chọn cấp chính xác ổ lăn 48
3.5.3 Các biện pháp công nghệ của ổ lăn 48
3.7 Thiết kế vỏ hộp 51
3.7.1 Chọn bề mặt ghép nắp và thân 51
3.7.2 Xác định các kích thước cơ bản của vỏ hộp 51
3.7.3 Một số kết cấu khác liên quan đến cấu tạo vỏ hộp 52
3.8 Bôi trơi hộp giảm tốc 55
3.9 Tính toán thiết kế bộ truyền xích 56
3.9.1 Chọn loại xích 56
3.9.2 Xác định các thông số của xích và bộ truyền 56
3.9.3 Tính kiểm nghiệm độ bền xích 57
3.9.4 Xác định các thông số đĩa xích 58
3.10 Tính toán thiết kế các chi tiết của hệ thống băng tải 59
3.10.1 Tính toán thiết kế trục tang dẫn động 59
3.10.2 Tính toán thiết kế cụm con lăn đỡ nhánh có tải 68
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG GẠT, PHÂN PHỐI LIỆU 75
4.1 Bộ phận truyền động 75
4.1.1 Thông số đầu vào 75
4.1.2 Tính toán bộ truyền xích 76
4.2 Cơ cấu gạt vật liệu 79
4.2.1 Yêu cầu 79
4.2.2 Thiết kế tổng quan 79
4.2.3 Cánh gạt 80
4.2.4 Trục của cơ cấu gạt vật liệu 80
4.2.5 Gối đỡ cho cơ cấu 83
4.2.6 Thông số gối đỡ 83
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ THÙNG CHỨA NGUYÊN LIỆU ĐẦU VÀO VÀ KHUNG ĐẶT HỆ THỐNG BĂNG TẢI 85
5.1 Thùng chứa nguyên liệu đầu vào 85
5.1.1 Chức năng và nhiệm vụ 85
5.1.2 Yêu cầu thiết kế 85
5.1.3 Phương pháp thiết kế 86
Trang 45.1.4 Lựa chọn vật liệu 86
5.1.5 Phương án chế tạo 86
5.1.6 Mô phỏng kiểm nghiệm 87
5.2 Hệ khung băng tải 91
5.2.1 Chức năng 91
5.2.2 Yêu cầu thiết kế 91
5.2.3 Thiết kế 91
5.2.4 Mô phỏng kiểm nghiệm 92
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94
TÀI LIỆU THAM KHẢO 96
Trang 5DANH MỤC BẢNG BI
Bảng 2 1 Số liệu đầu vào băng tải 17
Bảng 2 2 Thông số hệ thống băng tải 25
Y Bảng 3 1 Hệ số hiệu suất các bộ truyền 26
Bảng 3 2 Thông số động cơ 27
Bảng 3 3 Thông số kỹ thuật các trục 29
Bảng 3 4 Thông số thiết kế của bộ truyền đai thang 32
Bảng 3 5 Thông số bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng 38
Bảng 3 6 Thông số trục 44
Bảng 3 7 Thông số thiết kế then 47
Bảng 3 8 Các thông số cơ bản của cửa thăm 54
Bảng 3 9 Thông số nút thoát dầu 56
Bảng 3 10 Thông số bộ truyền xích 60
Bảng 3 11 Kích thước mặt cắt then vát và rãnh then (TCVN 4214-86) 67
Bảng 3 12 Kích thước ổ bi đỡ một dãy 68
Bảng 3 13 Thông số ổ lăn của con lăn đỡ băng 72
Bảng 3 14 Thông số trục tang 75
Bảng 3 15 Thông số trục con lăn 75
Bảng 4 1 Thông số đầu vào 76
Bảng 4 2 Thông số vật liệu làm xích 76
Bảng 4 3 Thông số bộ truyền xích 79
Bảng 4 4 Thông số gối đỡ trục 84
Bảng 4 5 Bảng thống kê 85
Bảng 5 1 Chức năng của các bộ phận chứa liệu 87
Bảng 5 2 Thông số vật liệu 87
Bảng 5 3 Thông số cơ học của vật liệu 89
Trang 6Bảng 5 4 Thông số hình học của kết cấu 89
Bảng 5 5 Thông số điều khiển lưới 89
Bảng 5 6 Vật liệu chế tạo khung băng tải 92
Bảng 5 7 Thông số thiết kế khung băng tải 93
Trang 7DANH MỤC HÌNH
Hình 1 1 Cấu tạo băng tải 12
Hình 1 2 Băng tải cao su phẳng 14
Hình 1 3 Hệ thống máy cấp liệu băng tải 15
Y Hình 2 1 Góc mái 18
Hình 2 2 Thiết bị căng băng 20
Hình 2 3 Sơ đồ lực căng dây băng tải 22
Hình 2 4 Cấu tạo tang dẫn động 25
Hình 3 1 Biểu đồ mômen trên trục I 42
Hình 3 2 Biểu đồ mômen trên trục II 44
Hình 3 3 Sơ đồ chọn ổ cho trục I 48
Hình 3 4 Sơ đồ chọn ổ trục II 49
Hình 3 5 Vít cố định mặt đầu vòng trong ổ lăn 50
Hình 3 6 Chốt định vị 54
Hình 3 7 Cửa thăm 55
Hình 3 8 Hình dạng và kích thước lỗ thông hơi 55
Hình 3 9 Nút thoát dầu 56
Hình 3 10 Kết cấu sơ bộ trục lắp trên tang dẫn động 61
Hình 3 11 Biểu đồ mômen và kết cấu trục tang dẫn 63
Hình 3 12 Then 67
Hình 3 13 Biểu đồ mômen và kết cấu trục con lăn 71
Hình 3 14 Biểu đồ nội lực trên con lăn 74
Hình 3 15 Kết cấu trục tang 75
Hình 3 16 Kết cấu trục con lăn 75
Hình 4 1 Bộ truyền xích con lăn 77
Hình 4 2 Cơ cấu gạt vật liệu 80
Trang 8Hình 4 3 Cánh gạt 81
Hình 4 4 Trục của cơ cấu gạt vật liệu 81
Hình 4 5 Biểu đồ momen trục gạt 82
Hình 4 6 Hình ảnh gối đỡ loại UCP 84
Hình 4 7 Kích thước ổ trục 84
Hình 4 8 Hình ảnh mô phỏng cơ cấu gạt 85
Hình 5 1 Thùng chứa nguyên liệu đầu vào 88
Hình 5 2 Phân tích lực tác dụng trên hệ thống 90
Hình 5 3 Biểu đồ đặt lực 90
Hình 5 4 Mô phỏng ứng suất của khung khi chịu lực 91
Hình 5 5 Biểu đồ chuyển vị của khung 91
Hình 5 6 Khung đỡ băng tải và hệ dẫn động 93
Hình 5 7 Mức chuyển vị các thành phần trong khung 93
Hình 5 8 Mô phỏng ứng suất sinh ra trong quá trình làm việc của khung 94
Trang 9LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang trên con đường Công Nghiệp Hóa-Hiện Đại Hóa theođịnh hướng XHCN trong đó nghành công nghiệp đóng vai trò rất quan trọng.Các hệ thống máy móc ngày càng trở nên phổ biến và hiện đại và từng bướcthay thế sức lao động của con người Để tạo ra được và làm chủ những máymóc như thế đòi hỏi mỗi chúng ta phải tìm tòi, nghiên cứu rất nhiều Lànhững sinh viên ngành thiết kế cơ khí chúng em luôn thấy được tầm quantrọng của những kiến thức mà mình được tiếp thu từ thầy cô
Thực hiện Đồ án tốt nghiệp là công việc quan trọng và hữu ích giúp chosinh viên chúng em tự hệ thống lại kiến thức đã học trong những năm qua,nâng cao khả năng tự học, tìm kiếm, tổng hợp tài liệu, cải thiện kĩ năng làmviệc theo nhóm, đem những lý thuyết được học vận dụng vào thực tế giúp chosinh viên đúc kết được nhiều kinh nghiệm hữu ích, quý giá làm hành trangcho công việc sau khi ra trường Đồng thời, thông qua quá trình thực hiện đồ
án sẽ tạo mối quan hệ gần gũi hơn, thân thiết hơn giữa thầy cô và sinh viên
Vì kiến thức còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế không nhiều nên khôngtránh được những thiết sót Chúng em rất mong nhận được những ý kiến đánhgiá, chỉ bảo của quý thầy cô và các bạn
Chúng em xin chân thành cám ơn quý thầy cô, đã tận tình hướng dẫn,giúp đỡ chúng em hoàn thành Đồ án tốt nghiệp này Đặc biệt chúng em xinchân thành cảm ơn thầy Hoàng Xuân Khoa đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫnchúng em hoàn thành đồ án
Trang 10CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung
1.1.1 Cơ sở lý luận và thực tiễn
a Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài
Phân vi sinh hay phân bón vi sinh là loại phân bón được dùng phổ biếnhiện nay trong lĩnh vực nông nghiệp công nghệ cao của nhiều nước trên thếgiới, trong đó có Việt Nam Bản chất phân vi sinh là những chế phẩm trong
đó có chứa các loài vi sinh vật có ích Có nhiều nhóm vi sinh vật có ích baogồm vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn được sử dụng để làm phân bón
Hệ thống cấp liệu băng tải đã được sử dụng nhiều trong hệ thống làmphân vi sinh ở nhiều nước trên thế giới, đặc biệt là Nhật Bản, Israel nhưnggiá thành đắt và kích thước lớn, chưa phù hợp với điều kiện sản xuất ở ViệtNam
b Tình hình nghiên cứu trong nước
Hầu hết các cơ sở sản xuất phân vi sinh đều phải có 1 công nhân đứngphụ trách phần cấp liệu đầu vào cho dây truyền Điều này làm ảnh hưởng đếnkinh tế cũng như năng suất của dây truyền Hệ thống cấp liệu băng tải thực tếmới được sử dụng chủ yếu trong các dây truyền làm gạch, còn dây truyền làmphân vi sinh thực tế chưa được áp dụng
1.1.2 Giới thiệu hệ thống cấp liệu băng tải
Máy cấp liệu băng tải là thiết bị không thể thiếu trong hoạt động sản xuấtkhép kín và tự động Máy được thiết kế dùng để cấp liệu đầu vào phù hợpcho các dây truyền sản xuất: phân vi sinh, khai thác khoáng sản, than đá, vậtliệu xây dựng Sự ra đời của máy sẽ giúp khâu cấp liệu đầu vào của dâytruyền sản xuất phân vi sinh được tự động hóa, thuận tiện, nhanh chóng Côngnăng của máy phù hợp với dây truyền của các cơ sản xuất phân bón vi sinhhiện nay
Máy cấp liệu có nhiệm vụ chuyển, cung cấp liệu một cách định lượng vàliên tục xuống các hệ thống khác Vật liệu được đưa vào thùng chứa liệu, hệ
Trang 11thống băng tải và con lăn sẽ chuyển vật liệu đi ra ngoài ngoài thùng chứa Vậtliệu khi qua cửa thùng và được cơ cấu gạt sẽ được điều phối và bới tơi Từ đó,lượng vật liệu ra ngoài với một lượng ổn định và liên tục.
Máy cấp liệu phù hợp cho nhiều dạng vật liệu, kể cả những loại vật liệu
có độ ẩm lớn mà máy cấp liệu rung không chuyển xuống được: đất, cao lanh,quặng đất Máy có kết cấu vững chắc, hoạt động ổn định, dễ vận hành, năngsuất cao, chế tạo đơn giản, theo đúng quy cách
- Các bộ phận chính của một hệ thống cấp liệu bao gồm:
+ Phễu chứa và cấp liệu
+ Cơ cấu tay gạt vật phẩm
+ Hệ thống con lăn băng tải
+ Băng tải vận chuyển vật phẩm
+ Bộ phận dẫn và truyền động: động cơ, hộp giảm tốc, bộ truyền đai,xích
+ Một số bộ phận, chi tiết phụ khác
Hình 1 1 Hệ thống máy cấp liệu băng tải
Trang 121.1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Nghiên cứu, tính toán, thiết kế hệ thống cấp liệu băng tải của dây truyềnlàm phân vi sinh với năng suất từ 3 tấn đến 5 tấn trong 1 giờ
Mục tiêu kinh tế - xã hội: Đảm bảo yếu tố giá thành rẻ, hợp lý đối vớiđiều kiện ở Việt Nam
Mục tiêu khoa học công nghệ: Đảm bảo chất lượng cơ cấu được chế tạo
ra Hệ thống dễ vận hành sử dụng, đạt được năng suất theo yêu cầu
1.1.4 Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu, khảo sát các hệ thống cấp liệu băng tải đã có ở trong vàngoài nước, lựa chọn hệ cơ cấu phù hợp với đề tài
Tính toán, lựa chọn mô hình nguyên lý phù hợp với đề tài
Thiết kế hệ cơ cấu đảm bảo chất lượng và giá thành
Thiết kế để đạt năng suất yêu cầu
1.1.5 Mục tiêu thiết kế
Tính lắp lẫn: Khi thay thế các chi tiết có thể lắp với nhau một cách dễdàng, thuận tiện, nhanh chóng đảm bảo tính chất của mối ghép, chính xácMôi trường: Do vật liệu được vận chuyển trên nên đảm bảo quá trìnhvận chuyển có ít bụi, môi trường làm việc ít độc hại, ít gây ô nhiễm môitrường
Vận hành: Dễ dàng, thao tác an toàn cho công nhân
Bảo dưỡng: nhất thiết phải lập kế hoạch kiểm tra toàn bộ hệ thống đểđảm bảo hệ thống hoạt động liên tục, tránh sự cố bất ngờ xảy ra
An toàn: Các bộ phận của hệ thống luôn phải có những thiết bị an toàn
để bảo vệ cho người sử dụng Tất cả các bộ phận của hệ thống cần được chechắn để đảm bảo an toàn cho người sử dụng và thiết bị xung quanh
Trang 13Kết luận: Hệ thống cấp liệu băng tải được sử dụng trong dây truyền sản
xuất phân vi sinh sẽ loại bỏ việc cấp liệu thủ công trong dây truyền sản xuất,cho năng suất cao, máy có thể vận hành liên tục, làm việc trong thời giandài,vận chuyển theo một hướng đã định là phương ngang Bên cạnh đó hệthống còn có cấu tạo đơn giản, bền, làm việc ít gây ồn, năng suất cao và tiêuhao năng lượng không cao
Từ cấu tạo, ưu điểm của hệ thống cấp liệu, chúng ta sẽ đi tính toán thiết
kế hệ thống cấp liệu băng tải cho dây chuyền làm phân vi sinh với năng xuất
từ 3 tấn đến 5 tấn trong 1 giờ
Trang 14CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG BĂNG TẢI
Bảng 2 1 Số liệu đầu vào băng tải
Băng tải làm việc theo phương ngang
Trong tính toán thiết kế băng tải chúng ta cần phải tính toán xác định bềrộng băng tải, diện tích mặt cắt ngang, công suất, dây băng và cấu trúc hệthống băng tải
2.1 Xác định độ rộng tối thiểu của băng tải
Độ rộng băng tải phụ thuộc lưu lượng cần vận chuyển và kích cỡ vậtphẩm cần vận chuyển trên băng Kích cỡ vật phẩm càng lớn thì độ rộng băngtải càng phải rộng
Bề rộng của băng tải được xác định theo công thức:
B=1,1( √k b k Q G V γ+0,05)=1,1( √325.1.0,25 0,43 +0,05)=0,389(m)
Trong đó:
kG= 1 là hệ số giảm năng suất do độ dốc đặt máy
kb = 325 là hệ số phụ thuộc hình dạng băng
V = 0,25 là tốc độ vận chuyển của băng (m/s)
γ = 0,4 là trọng lượng riêng của vật liệu vận chuyển (tấn/m3)
Chiều rộng băng còn được kiểm tra theo kích thước hạt vật liệu lớn nhất amax :
B = 2amax + 200 = 2.100 + 200 = 400 (mm)Với amax = 100 (mm)
Vậy với loại vật liệu cần vận chuyển là phân vi sinh, ta chọn loại băng có
bề rộng: B = 750 (mm) (Tra bảng 1[1])
2.2 Xác định vận tốc của băng tải
Trang 15Vận tốc băng tải cần giới hạn tùy thuộc dung lượng của băng, độ rộngcủa băng và đặc tính của vật liệu cần vận chuyển.
Theo bảng 3[1] ta có vận tốc lớn nhất của băng tải: Vmax = 180 (m/ph) =
3 (m/s)
Đảm bảo không vượt quá trị số vận tốc ở bảng 3 [1], và đạt được lưulượng vận chuyển theo yêu cầu cho trước Vậy ta chọn vận tốc của băng tải làV=0,25 (m/s)
2.3 Diện tích mặt cắt ngang dòng chảy
A=K (0,9 B−0,05)2(m2)Trong đó:
A: Diện tích mặt cắt ngang dòng vận chuyển (m2)
2.5 Khối lượng riêng tính toán
Khối lượng riêng tính toán của các khối vật phẩm có tính đến khoảngcách giữa các hạt hay các đối tượng khi vận chuyển
Trang 16Dựa theo bảng 6[1] ta có khối lượng riêng tính toán: = 0,38 – 0,45(tấn/m3)
Chọn = 0,4 (tấn/m3)
2.6 Hệ số ảnh hưởng của độ dốc băng tải
Băng tải càng dốc thì lưu lượng vận chuyển vật liệu được càng thấp.Theo bảng 7[1], vì băng tải làm việc theo phương ngang nên ta có hệ số ảnhhưởng của độ dốc băng tải s = 1
2.7 Con lăn đỡ băng
Con lăn đỡ đảm bảo vị trí của tấm băng theo chiều dài vận chuyển vàhình dạng của tấm băng trên nhánh có tải Với băng vận chuyển vật liệu rời,
có tấm chắn bên sườn và chiều rộng băng là B = 750 (mm) nên ta chọn trênnhánh có tải và nhánh không có tải lắp đặt một con lăn Đường kính con lăn
dcl được chọn theo dãy tiêu chuẩn, theo [6] khi B = 750 (mm) thì dcl = 76(mm)
- Dựa vào bảng 12[1], 24[1] và 25[1] thì khoảng cách giữa hai hàng conlăn trên nhánh có tải ta lấy bằng 1200 (mm)
Vì ở đây, phần lớn chiều dài băng tải đều đóng vai trò là trạm chất tảinên để giữ cho băng tải không bị trùng, chống va đập do động năng của vậtliệu gây ra thì khoảng cách đặt con lăn phải dày hơn
Khoảng cách giữa 2 hàng con lăn là: L’cl = 14 1200 = 300 (mm)
- Ở nhánh không tải khoảng cách giữa hai trục con lăn được lấy:
L”cl = 1250 (mm)
2.8 Tính toán thiết kế cơ cấu kéo căng băng
Cơ cấu kéo căng băng có nhiệm vụ tạo ra sức căng cần thiết cho băng,đảm bảo cho băng bám chặt vào tang dẫn và giảm độ võng của băng theochiều dài Có 2 loại cơ cấu căng băng thường dùng là cơ cấu căng băng dùngvít và cơ cấu căng băng dùng đối trọng
Vì băng tải có chiều dài không lớn Chọn cơ cấu dùng vít - đai ốc dạngcưỡng bức làm kéo căng băng Khi đai ốc định vị trên khung, vặn cho vít
Trang 17quay và đẩy trục tang di chuyển một quãng L làm căng băng Kết cấu kiểunày cấu tạo đơn giản, chắc chắn, có độ tin cậy cao Hành trình làm việc củavít phụ thuộc vào chiều dài băng tải (thường lấy khoảng 1-1,5% chiều dàibăng tải nhưng không lấy được > 400 mm)
Hình 2 2 Thiết bị căng băng
2.9 Tính toán công suất truyền dẫn băng tải
Công suất làm quay trục con lăn kéo băng tải được tính theo công thức sau:
P = P1+P2+P3+Pt (kW)Trong đó:
P1: Công suất cần thiết kéo băng tải không tải theo phương ngang
P2: Công suất cần thiết kéo băng tải có tải theo phương ngang
P3: Công suất cần thiết kéo băng tải có tải theo phương đứng
P3=0 (kW)
Pt: Công suất cần thiết dẫn động cơ cấu gạt vật phẩm
P4=0 (kW)Các thành phần công suất được tính toán như sau:
f: Hệ số ma sát của các ổ lăn đỡ con lăn
W: Khối lượng các bộ phận chuyển động của băng tải, không tính khối lượng vật phẩm được vận chuyển (kg/m)
Trang 18Wm: Khối lượng vật phẩm phân bố trên một đơn vị dài của băng tải (kg/m)
Theo CT10[1] ta có: Wm = Q t
0,025.V = 0,025.0,253 = 480 (kg/m)V: Vận tốc băng tải (m/ph)
H: Chiều cao nâng (m)
l: Chiều dài băng tải theo phương ngang (m)
l0: Chiều dài băng tải theo phương ngang được điều chỉnh (m)
W1: Khối lượng phân bố của băng tải
l c: Bước con lăn đỡ tải (m)
l r: Bước con lăn đỡ nhánh chạy không (m)
Trang 19Trong quá trình làm việc băng tải chịu tác dụng một số lực như lực vòng,lực kéo, lực căng trên 2 nhánh băng tải…những lực này được biểu diễn sơ đồ (hình 2.2).
Hình 2 3 Sơ đồ lực căng dây băng tải 2.10.1 Lực vòng
F1,F2: Lần lượt là lực căng trên nhánh có tải và nhánh không tải (N) Mối quan hệ giữa F1,F2 tương tự như mối quan hệ trong bộ truyền đai:
F1=F2 e μθ và F1−F2=F p
Trong đó:
e: Cơ số logarit tự nhiên (e = 2,718)
µ: Hệ số ma sát giữa puly và dây đai
: Góc ôm giữa dây đai và puly
Theo bảng 16[1] ta có: µ = 0,3
Theo bảng 15[1] ta có: = 1800 = 3,14 ( rad)
Vậy ta có:
Trang 20F1 = 10702 2,7180,3.3,14
2,718 0,3.3,14 −1
F2 = 10702 1
2,7180,3.3,14−1
2.10.3 Lực căng tối thiểu
Lực căng tối thiểu được xác định nhằm giữ cho dây băng tải không bịtrượt quá 2% khoảng cách giữa các con lăn
F 4 C=6,25 lc(W m+W1) (kg)
F 4 r=6,25.lr W1(kg)Trong đó:
F4C: Lực căng tối thiểu trên nhánh căng
F4r: Lực căng tối thiểu trên nhánh trùng
Wm: Khối lượng vật phẩm phân bố trên một đơn vị dài của băng tải
W1: Khối lượng phân bố của băng tải
lc: Bước các con lăn nhánh có tải
lr: Bước các con lăn đỡ nhánh chạy không
Trang 21Theo bảng 18[1] ta chọn loại đai Nylon Fabric có kí hiệu: NF 315/2-3
2.12 Cấu trúc hệ thống băng tải
Ta chọn đường kính của tang theo tiêu chuẩn: Dtd = 320 (mm)
* Đường kính tang bị dẫn lấy bằng đường kính tang dẫn: Dbd = 320 mmChiều dài tang được xác định theo công thức:
Lt=B+2C = 750 + 2.50 = 850 (mm)Trong đó:
B: Là chiều rộng băng (B = 750 (mm))
C=4060 (mm) Chọn C=50 (mm)
Hình 2 4 Cấu tạo tang dẫn động
* Tốc độ quay của tang:
Trang 22Đường kính tang băng tải (mm) Dtd = Dbd = 320
Số vòng quay tang dẫn (vg/ph) ntd = 15
Trang 23CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ PHẬN TRUYỀN ĐỘNG VÀ
CÁC CHI TIẾT CỦA HỆ THỐNG BĂNG TẢI 3.1 Chọn động cơ điện và phân phối tỷ số truyền
3.1.1 Chọn động cơ
a) Xác định công suất cần thiết đặt lên trục động cơ
Công suất yêu cầu đặt lên trục động cơ:
P yc=P ct
η
Trong đó:
Pct = 2,623 (kW): Công suất trên trục công tác
η: Hiệu suất truyền động của máy
η=∏
i=1
n
η i=η đ η br .(η ol)2 η x
Bảng 3 1 Hệ số hiệu suất các bộ truyền
=> ƞ = 0,95.0,97,0,992.0,96 = 0,867
=> Công suất yêu cầu đặt lên trục động cơ: P yc=P ct
η =
2,623 0,867=3,025(kW )
b) Xác định tốc độ quay đồng bộ của động cơ
Trang 24Bộ truyền ngoài là bộ truyền đai và bộ truyền xích nên
ta chọn: uđ = 3,5 ; ux = 3Chọn sơ bộ tỷ số truyền hộp: usbh = 4,5
Trang 25Trục II:
P2= p ct
η ol η x=
2,623 0,99.0,96=2,67(kW )
Trục I:
P1= p2
η ol η br=
2,67 0,99.0,97=2,874(kW )
Trục động cơ: P yc=p1
η d=
2,874 0,95 =3,025(kW )
Trang 26- Khả năng kéo của đai
- Tuổi thọ của đai
3.2.2 Chọn đai
Từ công suất truyền: P = 3,025 (kW)
Tra bảng 5-13 [4], ta chọn đai thang loại Б
Thông số của loại đai Б là:
Trang 28 0,55(140 + 500) + 10,5 ¿ A ¿ 2(140 + 500)
352 < A = 725 < 1280Vậy khoảng cách trục A thoả mãn điều kiện
Khoảng cách nhỏ nhất, cần thiết để mắc đai:
Amin = A - 0,015L = 725 - 0,015.2500 = 678,5 (mm)Khoảng cách lớn nhất, cần thiết để tạo lực căng:
2.[σ p] v C t C α C v F=
3,025.1000 2.1,69 5,278 0,9.0,92 1,04 1,38=1,427
D n = D2 + 2ho = 500 + 2.5 = 510 (mm)
Trang 293.2.11 Tính lực căng ban đầu S o và lực tác dụng lên trục R
Lực căng ban đầu với mỗi đai:
So = o F = 1,5.138 = 207 (N)Lực tác dụng lên trục:
Rđ = 3.So.Z.sinα1
2 = 3.207.2.sin153°
2 = 1208 (N)
Bảng 3 4 Thông số thiết kế của bộ truyền đai thang
Bộ truyền đai thang
Trang 303.3 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
3.3.1 Chỉ tiêu tính toán
Khi thiết kế cần tiến hành theo các chỉ tiêu sau :
+ Độ bền tiếp xúc
+ Độ bền uốn
+ Kiểm nghiệm răng về độ quá tải
3.3.2 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng
Bánh nhỏ: Ta chọn thép 45 thường hoá và đường kính phôi (100 300) (mm) tra bảng 3-8 [4], ta biết được cơ tính của loại thép này:
bk = 580 (N/mm2) ; ch = 290 (N/mm2) ; HB = 200Bánh lớn: ta chọn thép 40 thường hoá và đường kính phôi (300 500) (mm) tra bảng 3-8 [4], ta biết được cơ tính của loại thép này:
bk = 520 (N/mm2) ; ch = 260 (N/mm2) ; HB = 170
3.3.3 Định ứng suất cho phép
Số chu kỳ làm việc của bánh lớn:
N2 = 60.u.n2.TTrong đó:
u =1 : số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay một vòng
n2 = 60 (vg/ph) số vòng quay trong một phút của bánh răng
T = 15000 (h) tổng số thời gian làm việc
Trang 31Để định ứng suất uốn cho phép, lấy hệ số an toàn n = 1,5 và hệ số tập trung ứng suất ở chân răng K=1,8 (vì là thép thường hoá, phôi rèn), giới hạn mỏi của:
Trang 32Vì trị số K khác nhiều so với trị số chọn sơ bộ cho lên cần tính lại
+ Số bánh răng nhỏ : Z1 = m(i+1) 2 A = 3(4,57 +1)2.201 = 24,057(răng)
3.3.6 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng
Tra bảng 3-18 [4], ta có Hệ số dạng răng của bánh nhỏ y1 0,357; hệ số dạng răng của bánh lớn y2 = 0,517
+ Ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ:
σ u1= 19,1 10 6 K P1
y1 m2 b z1.n1=
19,1.106.11.2,874 0,357 3 3 80.24 206=48(N /mm
2 ) σ u1< σu1
+ Ứng suất uốn tại chân răng bánh lớn:
σ u2=σ u 1 y1
y2=48
0,357 0,517=33 (N /mm
2 ) σ u2< σu2
Như vậy, răng đủ bền
3.3.7 Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải trong thời gian ngắn
* Ứng suất tiếp xúc cho phép công thức (3-43) [4]:
+ Bánh lớn: σtxqt2 = 2,5.442 = 1105 (N/mm2)
+ Bánh nhỏ: σtxqt1 = 2,5.520 = 1300 (N/mm2)
Trang 33* Ứng suất uốn cho phép công thức (3-46) [4]:
2 )
Vậy răng đủ bền khi chịu quá tải trong thời gian ngắn
3.3.8 Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền
+ Chiều rộng bánh răng b = 80 (mm)
+ Đường kính vòng đỉnh răng
De1 = dc1 + 2m = 72 + 2.3 = 78 (mm)
De2 = dc2 + 2m = 330 + 2.2 = 334 (mm)+) Đường kính vòng chân răng
Di1 = dc1 – 2,5m = 72 – 2,5.3 = 64,5 (mm)
Di2 = dc2– 2,5m = 330 – 2,5.3 = 322,5 (mm)
Trang 34dc1 = 72
dc2 = 330Đường kính vòng chân răng (mm) Di
Di1 = 64,5
Di2 = 322,5Đường kính đỉnh răng (mm) De
De1 = 78
De2 = 334
Trang 35P – công suất truyền (kW)
n - số vòng quay trong một phút của trục (vg/ph)
C - hệ số tính toán phụ thuộc vào ứng suất xoắn
Đối với trục I: P1 = 2,874 (kW); n1 = 206 (vg/ph); C- hệ số phụ thuộc vàoứng suất xoắn cho phép, đối với đầu trục vào và trục truyền chung có thể lấy
Trang 36Chọn loại ổ bi đỡ cỡ trung bình tra bảng 14P [4], ta có được chiều rộngcủa ổ B = 27 (mm).
b Tính gần đúng trục
Để tính các kính thước chiều dài của trục ta dựa vào bảng 7-1 [4]
+ Chiều rộng của bánh răng trụ răng thẳng: b = 80 (mm)
+ Chiều rộng của ổ lăn: B = 27 (mm)
+ Chiều rộng bánh đai lấy 45 (mm)
+ Khe hở giữa bánh răng và thành trong của hộp: = 1,2 ( chiều dày của thân hộp có thể lấy = 812mm) = 1,2.8 = 10 (mm)
+ Khe hở giữa mặt bên bánh đai và đầu bulông lấy 10 (mm)
+ Khe hở giữa các bánh răng: = 10 (mm)
+ Khoảng cách từ cạnh ổ đến thành trong của hộp: l2 = 10 (mm)
+ Khoảng cách giữa các chi tiết quay: C = 10 (mm)
+ Chiều cao bulông ghép nắp ổ và chiều dày nắp lấy 16 (mm)
+ Đường kính bulông cạnh ổ đếp ghép nắp và thân hộp d1 = 16 (mm),
Trang 37Mômen theo phương x:∑m A x=P1 g−X B .2 g=0
- Đường kính trục ở tiết diện 2-2 :
Mtd =√M u2+0,75 M2x=√2477302+ 0,75.1465602=278352 (Nmm)
d2-2
3 278352
34, 634 0,1.67
(mm)
Trang 39Mômen theo phương X
∑m C x=P2 g− X D .2 g=0X D=P2 g
2 g =
3701.130 2.130 =1850,5(N )
Trang 40Hình 3 2 Biểu đồ mômen trên trục II
d2 = 55Đường kính ngỗng trục (mm) d d1 = 35
d2 = 55
3.4.2 Tính chọn then
a Trục I