Đề án Thiết kế trạm dẫn động vít tải nằm ngang vận chuyển cát khô
BÁO CÁO TỐT NGHIỆP
Đề án kĩ thuật
" Thiết kế trạm dẫn động vít tải nằm
ngang vận chuyển cát khô "
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU...........................................................................................
2.1. Tính toán vít tải ..............................................................................
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:
Năng suất: Q= 10 tấn/h
Hệ số làm việc / năm: Kn=0.8
Vít tải vận chuyên theo phương ngang
Chiều dài vận chuyển: L= 10 m
Hệ số làm việc / ngày: Kng=2/3
Nội dung cụ thể:
Hệ số cản ban đầu: Kbd=1.7
Thời gian phục vụ: 11 năm
Tải trọng không đổi,quay 1 chiều
- 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 A0, 02 bản vẽ chế tạo A1
3 - 01 file Powpoint trình diễn khi bảo vệ
Cán bộ hướng dẫn
Trưởng bộ môn
Ngày...tháng...năm 2011
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
0
tải có thể dùng để vận chuyển lên cao với góc nghiêng có thể lên tới 90 , 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:
9
5
4
3
2
8
7
6
10000
750
1500
1500
205
1500
1500
10
240
A
B
164
380
C
335
D
G
A
45
70
105
250
B
85
C
30
60
D
11
E
205
250
2545
2500
3000
544
2500
2500
2500
1119
14
13
12
15
Hình 1.1. Hệ thống vít tải nằm ngang
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.
CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÍT TẢI
. Mục đích: Chương II giúp chúng ta hiểu được kết cấu, xác định được
đường kính vít tải, năng suất , công suất, momen xoắn và lực vòng trên vít
tải…
2.1. Kết cấu của vít tải
Kết cấu của vít tải cố định công dụng chung phải thoả mãn các yêu cầu
sau:
Thuận tiện cho việc kiểm tra xem xét, bôi trơn các bộ phận quay dễ dàng,
tháo lắp bộ phận dẫn động và vit xoắn độc lập với nhau. các chi tiết và các bộ
phận của vít tải phải đảm bảo tính đổi lẫn.
- Vật liệu dùng để chế tạo vít xoắn và máng của vít tải là:
+ Nếu vít tải dùng để vận chuyển các vật liệu gây gỉ thì phải chế tạo bằng
cácloại thép chống gỉ.
+ Nếu vít tải dùng để vận chuyển vật liệu cứng sắc cạnh phải chế tạo bằng
các loại thép bền mòn.
+ Nếu dùng để vận tải các vật liệu nóng trên 2000 phải chế tạo bằng gang
hoặc thép lá.
- Vít tải: Là vít xoắn dùng để đẩy vật liệu chuyển động dọc theo máng.
Hình dạng và kết cấu của cánh xoắn phụ thuộc vào mục đích sử dụng để vận
chuyển các loại vật liệu khác nhau.
Vít xoắn gồm nhiều đoạn vít nối với nhau, chiều dài mỗi đoạn không quá
3m. Mỗi đoạn vít xoắn gồm có trục và cánh xoắn hàn với trục. Cánh xoắn
gồm nhiều đoạn hàn với nhau chiều dài mỗi đoạn bằng một bước xoắn. Người
ta chế tạo cánh xoắn bằng cách dập. Trục vít xoắn được chế tạo từ thép ống,
đầu mỗi đoạn ống có hàn một mặt bích bằng thép có các lỗ để bắt với các mặt
bích của ổ treo trung gian. Hình dạng và kết cấu của cánh xoắn phụ thuộc vào
mục đích sử dụng để vận chuyển các loại vật liệu khác nhau. Dựa vào tính
chất vật liệu vận chuyển người ta sử dụng các loại vít xoắn:
Khi vận chuyển các loại vật liệu có dạng bột, hạt nhỏ và trung bình rời khô
min như: xi măng, tro, bột, cát khô thì dùng vít có cánh xoắn liền trục (hình
1.4-a). Loại này cho năng suất vận chuyển cao. Hệ số điền đầy = 0,125
0,45 và tốc độ quay của vít từ n = 50 120 vg/ph.
Vít liên tục không liền trục (hình 1.4-b) dùng vận chuyển hạt cỡ lớn như:
sỏi thô, đá vụn. . .Hệ số điền đầy của loại này đạt = 0,25 0,40, và tốc độ
quay của vít từ n = 40 100 vg/ph.
Vít tải dạng lá liền trục (hình 1.4-c) dùng cho vật liệu dính, dùng vừa trộn,
tẩm vừa vận chuyển như: đất sét ẩm, bê tông, xi măng. Hệ số điền đầy của
loại này đạt = 0,150,3
và tốc độ quay của vít n = 30 60 vg/ph.
Vít tải dạng lá không liên tục (hình 1.4-d) dùng để vận chuyển loại hạt
thô, có độ ẩm như: sỏi thô, đá dăm, đất sét ẩm, bê tông, xi măng. Hệ số điền
đầy của loại này đạt = 0,15 0,4 và tốc độ quay của vít từ n = 30 60 vg/ph
a)
b)
c)
d)
f)
e)
g)
h)
k)
Hình 2.1. Các dạng vít tải: a- vít có cánh xoắn liền trục, b- vít có cánh xoắn
liên tục không liền trục, c- Vít dạng lá liên tục, c- Vít có cánh xoắn dạng lá
không liên tục. Sơ đồ vận chuyển: e- Sang trái, f- Sang phải, g- Đẩy sang hai
phía, h- Dồn vào giữa. k- Hệ số điền đầy vít tải
Kích thước của trục vít xoắn và bước xoắn vít thường được tiêu chuẩn hoá:
Đường kính d = 100 đến 320 mm, bước xoắn từ 80 đến 320 mm. Theo
t
tiêu chuẩn trên bước xoắn
thường bằng 0,8 đến 1 lần
đường kính cánh xoắn. Tốc độ
N
quay thường từ 10
300 vòng/
P
phút.
Trên hình 1.4 e h là sơ đồ
hướng vận chuyển vật liêu: Vận
chuyển sang trái, sang phải,
phân sang hai phía, hai đầu dồn
vào giữa.
a)
Trong trường hợp vận
chuyển vật liệu dính, ẩm người
ta sử dụng vít có hai cánh xoắn
hay còn gọi là vít kép. Loại này
thích hợp trong vận chuyển vữa
bê tông hoặc bột than.
D
b)
Đối với vít tải đặt đứng
thường vận chuyển vật liệu tơi
vụn. ở đây sử dụng cánh xoắn
liên tục liền trục, trong quá trình
vận chuyển có xuất hiện ma sát
giữa vật liệu và cánh xoắn. Dưới
tác dụng của lực ly tâm, vật liệu
áp sát vào thành máng và bị vỏ
máy hãm chuyển động quay lại
d
c)
Hình 2.2. Xác định kích thước vít
xoắn: a- Tạo cánh xoắn và trục, b- Triển
khai góc nâng theo đường kính ngoài, c-
Triển khai góc nâng theo đường kính
trong
và nhờ cánh xoắn đẩy nâng vật liệu đè lên trong máng. Muốn vật liệu không
có chuyển động quay khi ra đến thành máng thì lực ly tâm phải lớn. Vì vậy vít
tải đặt đứng có tốc độ quay lớn hơn nhiều so với tốc độ của vít tải đặt nằm
ngang. Vít tải đặt đứng tiết kiệm được diện tích, kín và dỡ tải bất cứ vị trí nào
cần thiết. Tuy vậy loại này tốn năng lượng, chóng mòn cánh. Chiều cao máy
bị hạn chế bởi không lắp được gối đỡ trung gian.
=>Như vậy để đảm bảo được các yêu cầu đề ra với vật liệu cần chuyển là
muối cát khô ta chọn loại vít liền trục.
- Máng vít: Máng của vít tải được chế tạo bằng phương pháp dập từ thép tấm
có chiều dày = 4 8 mm, mỗi đoạn có
chiều dài đến 4m (Hình 1.6). Dung sai
khe hở giữa máng và cánh xoắn không
quá 60% khe hở bình thường giữa cánh
xoắn và máng. Nửa dưới của mặt cắt
ngang máng có dạng nửa hình tròn đồng
dạng với kích thước đường kính của cánh
xoắn; nửa trên có dạng hình chữ nhật có
Hình 2.3. Máng vít tải
chiều rộng bằng đường kính đáy để lắp
đặt trục cánh xoắn và dễ dàng trong việc chế tạo nắp đậy. Trên nắp ở đầu
máng tải có cửa cấp tải tiết diện vuông; còn ở đáy máng cũng có các cửa dỡ
tải đặt ở những vị trí cần thiết theo yêu cầu.
Kết cấu của máng và nắp phải đảm bảo không cho bụi hoặc khí độc thoát ra
ngoài khi vận chuyển vật liệu có bụi hoặc chất độc
- Máng của vít tải có các ống cấp tải và dỡ tải các ống này có tiết diện
vuông. Chúng được hàn với nắp (cấp tải) và với đáy máng (dỡ tải). Để quan
sát sự làm việc của các ổ treo, các ổ chặn hai đầu vít xoắn cũng như quan sát
sự phân bố vật liệu vận chuyển ở đoạn máng có ổ treo, người ta hàn các lố
quan sát có nắp ở trên nắp máng gần các ổ treo vít xoắn .
2.1. Tính toán vít tải
2.1.1. Xác định đường kính vít tải
Năng suất của vít tải Qt (tấn/h) được xác định theo công thức sau:
Qt = (60..D2. P . n . . KC . Kn)/4 (tấn/h).
(2.1)
Trong đó:
D: đường kính vít tải (m)
P: Bước vít tải (m)
P = 0.8D
: khối lượng riêng của vật liệu vận chuyển(tấn/m3). Với vật liệu là xi
măng, có :
= 1.4 1.65 (tấn/m3 ). Chọn = 1.5 (tấn/m3 ).
n: Số vòng quay vít tải (vòng/ph).
n = Kv/
D
với:
KV: hệ số phụ thuộc vật liệu.Với vật liệu cát là vật liệu nặng, sắc cạnh,
có :
Kv 30
KC: Hệ số chất đồng tiết diện máng, phụ thuộc vật liệu.
Vật liệu nặng sắc cạnh có:
KC= 0.125
Kn: hệ số phụ thuộc góc nghiêng (độ) của vít tải Kn = 1 khi = 00
( vít tải nằm ngang).
Thay vào (2.1) ta có:
2/5
2/5
2/5
Q
Q
10
t
D=
0,294m
(37,7..Kv.Kc.Kn)
(37,7.Kv.Kc.Kn )
37,7.1,5.30.0,125.1
với (Q=10 tấn/h).
Theo dãy số quy chuẩn của đường kính số vít tải ta chọn: 100;125; 150;
160; 200; 250; 300; 320 [1] Chọn D = 300 (mm)
Theo [6] trang 14 với D= 300 (mm) chọn khe hở giữa cánh vít và máng vít
5(mm)
2.1.2. Tính số vòng quay của vít tải
Ta có công thức xác định số vòng quay của vít tải theo đường kính vít
tải như sau:
Kv
D
30
n =
= 54,77 (vòng /ph).
0,32
Chọn
nv = 55 (vòng /ph)
2.1.3. Xác định công suất trên vít tải
Đối với vít tải nằm ngang, công suất trên trục vít tải được xác định theo
công thức sau:
P = Co .
QL
360
Trong đó:
Q : là năng suất của vít tải Q = 10 (tấn/h)
L : là chiều dài vận chuyển của vật liệu theo phương ngang L = 10(m)
Co: hệ số lực cản ma sát với vật liệu vận chuyển là cát khô có Co = 4.0
Vậy:
10.10
P = 4,0.
= 1,1(kw)
360
2.1.4. Xác định momen xoắn trên vít tải
p
1,1
Tv = 9,55 . 106 = 9,55 . 106 .
= 191000(Nmm)
nv
55
Có : [T] = 100 000 (Nm) = 100 000.103 (Nmm)
(Tra trong TCLX 2037 - 65 hoặc TCLX 2037 - 75)
Vậy : Điều kiện Tv [T] được thoả mãn.
2.1.5. Xác định lực dọc trục trên vít tải
Lực dọc trục trên vít tải được xác định theo công thức:
Tv
Fav =
(2.2)
[R.tg( )]
Trong đó:
R - Khoảng cách điểm đặt lực ma sát của vật liệu với cánh vít đến trục
của vít tải (mm).
R(0,3 0,4) .D = (0,3 0,4).300 = (90 120).
Chọn R = 100
- Góc nâng của đường xoắn vít (độ) xác định theo công thức:
P
tg =
2.R
p - Bước vít tải (mm)
p = 0,8 D = 0,8.300 = 240 (mm)
240
tg =
= 0,382 => = 20,90
2.3,14.100
: Góc ma sát của vật liệu vận chuyển với cánh vít (độ)
tg = f
Với:
f - Hệ số ma sát của vật liệu vận chuyển với cánh vít . Với vật liệu vận
chuyển là cát khô có f = 0,8 ;
=> = arctg0,8 = 38,650
Thay vào (2.2) ta có :
191000
100.tg(20,90 38,650 )
Fav
1122,832(N)
. Kết luận: Ta thấy sau khi xác định được đường kính vít tải ta xác định
được momen xoắn trên vít tải thỏa mãn điều kiện cho phép. Như vậy vít tải
đảm bảo momen xoắn trong quá trình làm việc. Sau khi thiết kế được vít tải ta
tiến hành tính toán hệ thống dẫn động và công việc này sẽ được thực hiện
trong chương III.
CHƯƠNG III
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG
. Mục đích: Tính toán hệ thống dẫn động nhằm chọn loại hộp giảm
tốc phù hợp, kết cấu gọn nhẹ,tiết kiệm nhằm đạt hiệu quả kinh tế cao. Sau đó
chọn động rồi kiểm nghiệm xem đọng cơ có thỏa mãn điều kiện mở máy hay
không.
3.1. Chọn loại hộp giảm tốc
Trong các hệ dẫn động cơ khí thường sử dụng các bộ truyền bánh răng
hoặc trục vít dưới dạng một tổ hợp biệt lập được gọi là hộp giảm tốc. Hộp
giảm tốc là cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có tỉ số truyền không
đổi và được dùng để giảm vận tốc góc và tăng moomen xoắn.
Tùy theo loại truyền động trong hộp giảm tốc, người ta phân ra: hộp
giảm tốc bánh răng trụ; hộp giảm tốc bánh răng côn hoặc côn – trụ; hộp giảm
tốc trục vít, trục vít – bánh răng hoặc bánh răng – trục vít; hộp giảm tốc bánh
răng hành tinh…So với các loại hộp giảm tốc khác thì hộp giảm tốc bánh răng
trụ có các ưu điểm: tuổi thọ và hiệu suất cao; kết cấu đơn giản; có thể sử dụng
trong một phạm vi rộng của vận tốc. Vì vậy, sử dụng hộp giảm tốc bánh răng
trụ được coi là phương án tối ưu nhất.
Loại bánh răng trong hộp giảm tốc bánh răng trụ có thể là: răng thẳng,
răng nghiêng, hoặc răng chữ V. Tuy nhiên, phần lớn các hộp giảm tốc có
công dụng chung dùng răng nghiêng. So với răng thẳng, truyền động bánh
răng nghiêng làm việc êm hơn, khả năng tải và vận tốc cao hơn, va đập và
tiếng ồn giảm. Còn so với răng chữ V, răng nghiêng dễ chế tạo và giá thành rẻ
hơn. Vì vậy, ở đây ta sử dụng bánh răng nghiêng để năng cao khả năng ăn
khớp, truyền động êm, vừa đảm bảo chỉ tiêu về kỹ thuật vừa đảm bảo chỉ tiêu
về kinh tế.
Tùy theo tỉ số truyền chung của hộp giảm tốc, người ta phân ra hộp giảm
tốc một cấp và hộp giảm tốc nhiều cấp. Trong đó, hộp giảm tốc bánh răng trụ
hai cấp được sử dụng nhiều nhất, vì tỉ số truyền chung của hộp giảm tốc
thường bằng từ 8 đến 40. Chúng được bố trí theo ba sơ đồ sau đây:
- Sơ đồ khai triển: Hộp giảm tốc kiểu này đơn giản nhất và dễ chế tạo.
Do đó được sử dụng rất nhiều trong thực tế. Tuy nhiên, các bánh răng bố trí
không đối xứng với các ổ, do đó làm tăng sự phân bố không đều trên chiều
rộng vành răng. Do đó, khi thiết kế, đòi hỏi trục phải đủ cứng thì sẽ đảm bảo
được khả năng làm việc.
- Sơ đồ phân đôi: Khi sử dụng sơ đồ này cần phải chú trọng đến việc bố
trí ổ. Phải đảm bảo sao cho tải trọng dọc trục không được cân bằng ở cặp răng
kề bên, không được tác dụng vào trục tùy động của cấp phân đôi nếu không
thì sự cân bằng của tải trọng dọc trục ở cấp phân đôi sẽ bị phá vỡ và công suất
sẽ phân bố không đều cho các cặp bánh răng phân đôi này.
- Sơ đồ đồng trục: Loại này có đặc điểm là đường tâm của trục vào và
trục ra trùng nhau, nhờ đó có thể giảm bớt chiều dài của hộp giảm tốc giúp
cho việc bố trí cơ cấu gọn hơn. Tuy nhiên, sơ đồ đồng trục có một số nhược
điểm như: Khả năng tải của cấp nhanh không dùng hết vì tải trọng tác dụng
vào cấp chậm lớn hơn khá nhiều so với cấp nhanh, kết cấu gối đỡ phức tạp,
gây khó khăn cho việc bôi trơn các ổ, do khoảng cách giữa các trục trung gian
lớn, nên trục trục không đảm bảo độ bền và độ cứng nếu không tăng đường
kính trục. Từ những nhược điểm này mà phạm vi sử dụng của hộp giảm tốc
đồng trục bị hạn chế.
Việc lựa chọn sơ đồ của hộp giảm tốc có ảnh hưởng trực tiếp đến kết cấu
của hệ dẫn động, cũng như khả năng làm việc và chi phí thiết kế. Qua việc
phân tích các sơ đồ của hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp, ta nhận thấy:
+ So với sơ đồ phân đôi, thì sơ đồ hộp giảm tốc khai triển có kết cấu và
chế tạo đơn giản hơn nhất là việc chế tạo ổ, gối đỡ ổ cũng như việc bố trí ổ.
Mặt khác, chiều rộng của hộp giảm tốc khai triển nhỏ hơn nên việc bố trí lắp
đặt dễ dàng hơn. Ngoài ra, số lượng chi tiết và khối lượng gia công của hộp
giảm tốc phân đôi tăng dẫn đến giá thành cao hơn và chưa được sử dụng phổ
biến như hộp giảm tốc khai triển.
+ So với hộp giảm tốc đồng trục, thì hộp giảm tốc khai triển cồng kềnh
hơn. Tuy nhiên, kết cấu hộp đơn giản và vẫn đảm bảo khả năng làm việc. Mặt
khác, kết cấu của hộp giảm tốc đồng trục phức tạp: khả năng tải ở hai cấp
không đều, kết cấu gối đỡ phức tạp, đòi hỏi trục phải lớn để đảm bảo độ cứng
và độ bền…
Vậy ta chọn hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triển để phù hợp với cơ
cấu làm việc và giảm vật liệu chế tạo.
- Để truyền động từ động cơ vào hộp giảm tốc ta chọn khớp nối trục đàn hồi.
Loại khớp nối này có khả năng giảm va đập và chấn động, đề phòng cộng
hưởng và dao động xoắn gây nên và bù lại độ lệch trục (làm việc như một trục
bù). Nối trục có bộ phận đàn hồi làm bằng vật liệu không kim loại rẻ và đơn
giản, vì vậy nó được dùng để truyền mômen xoắn lớn, thường dùng trục có bộ
phận đàn hồi là kim loại để giảm kích thước.
3.2. Chọn động cơ điện
3.2.1. Chọn kiểu loại động cơ
1. Động cơ điện
2. Bộ truyền đai
3. Bộ truyền BR cấp nhanh
4. Bộ truyền BR cấp chậm
5. Khớp nối đầu ra
6. Trục vít
6
I
II
III
5
4
3
2
1
Hình 3.1. Sơ đồ hệ dẫn động
- Động cơ điện: Hiện nay trong công nghiệp dùng hai loại động cơ điện là: Động
cơ điện một chiều và động cơ điện xoay chiều.
* Động cơ điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, với sức bền
làm việc cao, momen khởi động lớn.
* Động cơ điện một chiều: Là loại động cơ điện có khả năng điều chỉnh tốc độ trong
phạm vi rộng, khi làm việc bảo đảm khởi động êm, hãm và đảo dể dàng, giá thành
cao khi lắp đặt cần thêm bộ chỉnh lưu.
Dựa trên những ưu khuyết điểm của hai loại động cơ điện xoay chiều và động cơ điện
một chiều ta thấy được động cơ điện xoay chiều tuy tính chất thay đổi tốc độ không
bằng động cơ điện một chiều nhưng với tính thông dụng, bền và kinh tế hơn thì
những khuyết điểm của loại động cơ nầy vẫn chấp nhận được.
Vậy ta chọn động cơ điện xoay chiều.
3.2.2. Chọn công suất động cơ
- Các thông số:
+ Lực dọc trục:
Fav=1122,832 (N)
P= 1,1 (Kw)
Tv= 191000 (N.mm)
n= 55 (vòng/phút)
D= 300(mm).
11 năm
+ Công suất trên vít tải:
+ Mômen xoắn trên vít tải:
+ Số vòng quay:
+ Đường kính:
+ Thời gian:
+ Mỗi ngày làm việc:
+ Mỗi ca:
2/3
2/3
- Tính công suất cần thiết:
Công suất động cơ được chọn theo điều kiện nhiệt độ, đảm bảo cho động cơ
khi làm việc nhiệt độ sinh ra không quá mức cho phép. Muốn vậy điều kiện
sau phải thoả mãn.
Pđm Pdt (KW)
Pđm: Công suất định mức động cơ.
(3.1)
Pđt : Công suất đẳng trị trên trục động cơ, được xác định như sau.
Với tải là không đổi trong quá trinh làm việc, ta có:
Pđt
Pdc
(3.2)
(3.3)
lv
Pdc : Công suất làm việc danh nghĩa trên trục động cơ.
lv
Pct
Pdc
=
(KW)
lv
lv
Trong đó:
: Hiệu suất chung của toàn hệ thống.
Pct : Giá trị công suất làm việc danh nghĩa trên trục công tác.
lv
= K2 .O3 .2 .d1
BRN
K : Hiệu suất của khớp nối.
O : Hiệu suất của một cặp ổ lăn.
BRN : Hiệu suất của bánh răng nghiêng.
Tra bảng 2.3 [2 ]: Trị số hiệu suất của các bộ truyền và ổ được che kín.
K = 1;
O = 0,995;
BRN = 0,98; d= 0,95
= 12. 0,9953. 0,982.0,95 = 0,898
1,1
Pdc =
= 1,22(Kw)
lv
0,898
3.3. Chọn tốc độ đồng bộ của động cơ
Số vòng quay đồng bộ bộ của động cơ được xác định theo công thức:
ndb nlv.ut
(3.1)
n
n
Trong đó: lv - số vòng quay của trục công tác ; lv = 55 v/ph
ut - là tỉ số truyền nên dùng của HGT bánh răng trụ hai cấp
Tra bảng 2.4 [I] ta có tỷ số truyền nên dùng của hộp giảm tốc bánh răng trụ
2 cấp nằm trong khoảng 8 40 (tỷ số truyền của khớp lấy bằng 1)
=> nđb = 55. (8 ÷ 40) = 440 ÷ 2200 (vòng/phút)
chọn nđb = 1500 (vòng/phút).
Khi đó tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống được xác định theo công thức sau:
ndb 1500
usb=
28,3
nct
53
3.4. Chọn động cơ thực tế
Từ (3.2) chọn Pđtđc = Plvđc = 1,22 (kw)
Căn cứ vào công suất đẳng trị đã tính tiến hành tra bảng chọn động cơ có
công suất định mức thoả mãn điều kiện (3.1)
đc
đc
Pđm Pđt và số vòng quay đồng bộ của động cơ là giá trị đã được xác
định nđb = 1500v/ph
Hiện nay trên thị trường có một số loại động cơ như: động cơ nhãn hiệu DK
do nhà máy điện cơ Hà Nội chế tạo, động cơ nhãn hiệu K do nhà máy động
cơ Việt - Hung chế tạo và động cơ nhãn hiệu 4A do Liên Xô cũ chế tạo. Các
động cơ 4A được chế tạo theo GOST 19523-74 có phạm vi công suất lớn , số
vòng quay đồng bộ rộng khối lượng nhẹ hơn động cơ DK và K . Vậy ta chọn
động cơ loại 4A.
Tra bảng P1.3 [3] chọn động cơ
Bảng 3.1. Kiểu động cơ
Công suất Vận tốc quay
Kiểu động cơ
Tmax/Tmin Tk/Tdn
2,2 2,0
Cos %
0,83 77
( kw)
1,5
(v/ph)
1400
4A80B4Y3
3.5. Kiểm tra điều kiện mở máy và điều kiện quá tải cho động cơ
*. Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ
Khi khởi động, động cơ sinh ra cần 1 công suất đủ lớn để thắng sức ỳ
của hệ thống. Vì vậy cần kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ.
Điều kiện mở máy của động cơ thỏa mãn nếu công thức sau đảm bảo:
dc
mm
dc
bd
P P
Trong đó: Pmmdc: công suất mở máy của động cơ (kW)
TK
dc
mm
P
.Pdc 2.1,5 3(kW)
dm
Tdn
Pbddc: Công suất ban đầu trên trục động cơ (kW)
Pdc Kbd.Pdc 1,7.1,22 2,074(kW)
bd
lv
dc
dc
Ta có: P P do vậy động cơ được chọn thỏa mãn điều kiện mở máy.
mm
bd
*. Kiểm nghiệm điều kiện quá tải cho động cơ
P
P.Kb®
Plv
t
Hình 3.2. Sơ tải trọng động cơ
- Với sơ đồ tải trọng có tính chất không đổi và quay một chiều, nên
không cần kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ.
Như vậy động cơ 4A80B4Y3 thỏa mãn điều kiện làm việc đã đặt ra.
. Két luận: Như vậy sau khi phân tích, tính toán ta chọn được động cơ thỏa
mãn điều kiện làm việc. Chương V chúng ta sẽ đi tính toán các phần tử của
hệ thống trên máy.
Tải về để xem bản đầy đủ
99 trang
03/09/2024
900
Bạn đang xem 30 trang mẫu của tài liệu "Đề án Thiết kế trạm dẫn động vít tải nằm ngang vận chuyển cát khô", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- de_an_thiet_ke_tram_dan_dong_vit_tai_nam_ngang_van_chuyen_ca.doc
