Băng Tải Vận Chuyển đá Răm - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.doc) (89 trang)

Trang chủ

Kỹ thuật

Cơ khí - Vật liệu

băng tải vận chuyển đá răm

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (814.77 KB, 89 trang )

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊNTRƯỜNG ĐẠI HỌC KTCNCỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMĐộc lập – Tự do – Hạnh phúcĐỀ TÀI ĐỀ ÁN KỸ THUẬTĐề số 07-2011Sinh viên thiết kế: Mã số SV:Lớp:. Ngành: Giáo viên hướng dẫn: Ngày giao đề tài: Ngày hoàn thành: Tên đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống cơ khí cho băng tải để vận chuyển đárăm. Số liệu đầu vào:- Năng suất vận chuyển: 200 tấn/ giờ;- Chiều cao nâng: 10 mét;- Chiều dài băng tải: 150 mét;Các yêu cầu nội dung: - Xác định các thông số cơ bản của băng tải: - Tính chọn hộp giảm tốc theo tiêu chuẩn; - Tính thiết kế bộ truyền ngoài hộp và khớp nối; - Tính thiết kế một vài chi tiết trong hệ thống (do giáo viên chỉ định); Các bản vẽ thiết kế: - Bản vẽ chung hệ thống, bao gồm cả Hộp giảm tốc;- Bản vẽ hộp giảm tốc, có các thông số kích thước đủ để xác định khônggian, kích thước và chế độ lắp với các chi tiết ngoài hộp và bố trí bulông nền;- Bản vẽ chế tạo các chi tiết đã tính toán.Giáo viên hướng dẫnNguyễn Văn DựLỜI NÓI ĐẦUTrong công cuộc xây dựng đất nước ngành cơ khí nói chung và ngành cơkhí chế tạo máy nói riêng là một ngành then chốt trong nền kinh tế quốc dân.Phạm vi sử dụng của ngành chế tạo máy rất rộng rói. Ngành chế tạomỏy là nền tảng của của công nghiệp chế tạo máy. Trong sự nghiệp Côngnghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nước, muốn có những sự tiến bộ vượt bậc thìkhông thể không coi trọng ngành này.Với các kiến thức đó được trang bị, nay em được giao đề tài đề án kỹthuật " Thiết kế trạm dẫn động băng tải vận chuyển đá răm "Băng tải là thiết bị vận chuyển cú nhiều tính năng ứng dụng vào các dâychuyền sản xuất, vận chuyển nguyên liệu, bán thành phẩm và thành phẩm. Đâylà loại thiết bị vận chuyển tĩnh tại có khả năng vận chuyển sản phẩm xa tới hàngtrăm mét và lên cao tới hàng chục mét. Chi phí cho vận chuyển so với tất cả cácloại thiết bị vận chuyển tĩnh tại (kể cả lưu động) là một trong những loại có chiphí vận chuyển thấp nhất.Với đề tài đề án kỹ thuật " Thiết kế trạm dẫn động băng tải vận chuyểnđá răm " mà em được giao đó mang lại cho em nhiều điều bổ ích, giúp em phầnnào củng cố thêm được kiến thức đã tích luỹ trong mấy năm học vừa qua. Trong thời gian làm đề án, được sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo:TsNguyễn Văn Dự và các thầy cô giáo trong bộ môn, cùng với sự nỗ lực cố gắngcủa bản thân đến nay đề án của em đã được hoàn thành. Tuy nhiên với kiến thứccòn hạn chế, tài liệu tham khảo còn thiếu cho nên không tránh khỏi những thiếusót. Em rất mong dưới sự đóng góp ý kiến của các thầy cụ giáo và các bạn đểđề án của em được hoàn thiện hơn.Em xin chân thành cảm ơn!Thái Nguyên, ngày tháng năm 2011 Sinh viên: PHẦN 1GIỚI THIỆU SƠ BỘ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI1.1 Giới thiệu hệ dẫn động băng tải* Đặc điểm của hệ dẫn động băng tảiHệ dẫn động băng tải là một loại máy được dùng khá rộng rãi trong nhàmáy, công trường có đặc điểm là số lượng vận chuyện lớn, kết cấu đơn giản,sửa chữa thuật tiện, linh kiện tiêu chuẩn hoá, được sử dựng trong nhiều lĩnh vực,có thể dụng để vận chuyển, dây chuyền sản xuất, công trình xây dựng trạm thủyđiện và bến càng vv, phòng sản xuất trong khai thác mỏ, luyện kim ,hoá chất,đúc, vật liệu xây dựng, vv, có thể vậnchuyển vật liệu rời hoặc vật phẩmthành kiện, để đáp ứng từng yêu cầudây chuyền sản xuất về hình thứcphừn bố và căn cứ yêu cầu côngnghệ vận chuyển, có thể chỉ dụngmột máy vận chuyển, cũng có thể tổhợp nhiều băng tải cao su hoặc cấuhành với thiết bị băng chuyền kháchoặc hệ thống băng tải ngang hoặc băng tải nghiờng, để thực hiện tính liên tụcvà tự động hoá trong khâu sản xuất, nâng cao năng xuất và giảm bớt cường độlao động. Để vận chuyển những vật phẩmcó dạng cục, hạt, bột, như: Quặng, đá,than, cát, sỏi, hoặc dạng vật phẩmcótính chất đặc biệt như bao xi măng, baođường, bao gạo Băng tải làm việc được nhờ lực masát giữa bề mặt đai và tang dẫn, mộtbăng tải thường được cấu tạo bởi ba bộphận chính: Động cơ truyền lực và mô men xoắn, hộp giảm tốc và băng tải. Hộpgiảm tốc thường dùng cho băng tải là hộp giảm tốc bánh răng trụ một, hai cấp,bánh vít – trục vít, bánh răng – trục vít.Ưu nhược điểm của hệ dẫn động băngtải: Băng tải cấu tạo đơn giản, bền, có khảnăng vận chuyển vật liệu theo hướng nằmngang, nằm nghiêng (hay kết hợp cả hai)với khoảng cách lớn, làm việc êm, năng suấttiêu hao không lớn. Nhưng băng tải còn cómột số hạn chế như: Tốc độ vận chuyểnkhông cao, độ nghiêng băng tải nhỏ (< 240), không vận chuyển được theo hướngđường cong.* Cấu tạo chung của hệ dẫn động băng tảiHình 1.4 Cấu trúc một hệ băng tải- Tail pulley: pu-ly bị động- Feed chute: máng cấp vật phẩm- Loading skirt: vùng cấp vật phẩm lên băng tải- Tripper: Cơ cấu gạt vật phẩm- Head pulley and drive: Pu ly dẫn động- Discharge chute: máng nhả vật phẩm- Snub and bend pulley: puly căng và dẫn hướng băng tải- Return idler: con lăn nhánh quay về (nhánh không làm việc)- Carrying idler: con lăn đỡ nhánh mang tải- Troughing carrying idler: con lăn tạo máng Góc máng (Trough angle). Có thể bố trí dây băng tải nằm ngang (Flat belt),tương tự như ở bộ truyền đai dẹt. Tuy nhiên, người ta thường sử dụng thêm cáccon lăn đặt nghiêng (con lăn máng – Troughing idlers) để uốn dây băng tảithành dạng máng lõm, nhằm vận chuyển vật phẩm được ổn định hơn.Hình 1.5 Tạo dạng máng cho băng tải nhờ các con lăn mángHình 1.6 Con lăn phẳng và các con lăn máng Góc đỗ Khi vật phẩm được đổ thành đống, góc ở đỉnh đống vật liệu được gọi là gócmái (Surcharge angle).Góc mái khi vận chuyểnnhỏ đi so với khi đứngyên.Hình 1.7 Góc mái của đống vật phẩm1.2 Mục tiêu thiết kếHiện nay nhiều nước trên thế giới có nền công nghiệp phát triển đã tựthiết kế và chế tạo băng tải có năng suất cao để sử dụng hoặc xuất khẩu. Chúngta đã phải nhập nhiều loại băng tải của nhiều nước trên thế giới để dùng trongcông nghiệp mỏ như Liên Xô, Ba lan, Trung Quốc Vì vậy việc thiết kế và chếtạo băng tải trong nước là một nhu cầu cần thiết.Băng tải chế tạo ra phải đảm bảo các thông số đầu vào, các chỉ tiêu kinh tếvà kĩ thuật cũng như khả năng làm việc trong thời gian nhất định.Mục tiêu thiết kế băng tải trong đề án: Tính toán thiết kế hệ thống cơ khícho băng tải để vận chuyển đá răm.Các số liệu ban đầu như sau:+ Năng suất vận chuyển: 200 tấn/ giờ+ Chiều dài băng tải: 150m.+ Chiều cao nâng: 10mPHẦN IITÍNH TOÁN THIẾT KẾ BĂNG TẢI2.1 Xác định độ rộng (B) tối thiểu của băng tảiĐộ rộng băng tải phụ thuộc lưu lượng cần vận chuyển và kích cỡ vật phẩm (hay kích thước của các “hạt” vật liệu) cần vận chuyển trên băng. Nếu kích cỡ vật phẩm càng lớn thì độ rộng băng tải càng phải rộng.Với loại vật liệu cần vận chuyển là đá răm, ta chọn loại băng có bề rộng tối thiểu B = 500mm ( Tra bảng 1[1]).2.2 Xác định góc nâng hạ (β) của băng tảiGóc nâng hay hạ của băng tải (góc dốc) được quyết định bởi đặc tính và hình dạng các hạt vật liệu được vận chuyển. Các vật liệu dạng hạt, ổn định có thể sử dụng băng tải có độ dốc lớn; các vật liệu không ổn định như than, cát cần xác lập góc dốc nhỏ.Theo bảng 2[1] ta xác định được góc dốc lớn nhất của băng tải là βmax=150Hình 2.1: Góc dốc thực tế của băng tảiTheo đề bài, chiều dài băng tải là L = 150m, chiều cao nâng là H = 10m nên ta có góc dốc thực tế của băng tải được xác định như sau:0t tH H 10tgβ = β = arctg = arctg =3,82L L 150⇒2.3 Xác định vận tốc (V) của băng tảiVận tốc băng tải cần giới hạn tùy thuộc dung lượng của băng, độ rộng củabăng và đặc tính của vật liệu cần vận chuyển. Sử dụng băng hẹp chuyển động với vận tốc cao là kinh tế nhất; nhưng vận hành băng tải có độ rộng lớn lại dễ dàng hơn so với băng tải hẹp.Vận tốc băng tải thường được tính toán nhằm đạt được lưu lượng vận chuyển theo yêu cầu cho trước. Lưu lượng vận chuyển của một băng tải có thể LHβtđược xác định qua công thức:tQ =60.A.V.γ.s(tấn/giờ) (2.1)Vận tốc của băng tải được tính theo công thức:tQV=60.A. .sγ(m/ph) (2.2)Trong đó: Qt: Lưu lượng vận chuyển tấn/ giờ;A: Diện tích mặt cắt ngang dòng vận chuyển (m2)V: Vận tốc băng tải (m/ph)γ: Khối lượng riêng tính toán của khối vật liệu (tấn/ m3)s: Hệ số ảnh hưởng của góc nghiêng (độ dốc) của băng tảiCác đại lượng trên được xác định như sau:- Diện tích mặt cắt ngang dòng chảyh2 h1bB20°F2F1ϕ®lHình 2.2: Mặt cắt tiết diện ngang của bang tảiDiện tích mặt cắt ngang dòng chảy có thể được xác định như sau:( )2A=K 0,9B-0,05(m2) (2.3)Trong đó: A: Diện tích mặt cắt ngang dòng vận chuyển (m2)B: Độ rộng băng tải (m)K: Hệ số tính toánTheo bảng 4[1] ta có: K=0,1538( )( )22A=0,1538 0,9.0,5-0,05 =0,0246 m- Góc máiGóc mái của một đống vật phẩm là góc hình thành giữa đường nằm ngangvà mái dốc của đống vật phẩm.Theo bảng 5[1] ta có góc mái ϕ = 300- Khối lượng riêng tính toánKhối lượng riêng tính toán của các khối vật phẩm có tính đến khoảng cách giữa các hạt hay các đối tượng khi vận chuyển.Theo bảng 6[1] ta có khối lượng riêng tính toán γ = 1,68 – 1,76 (tấn/m3)Chọn γ = 1,7 (tấn/m3)- Hệ số ảnh hưởng của độ dốc băng tảiBăng tải càng dốc thì lưu lượng vận chuyển vật liệu được càng thấp.Theo bảng 7[1] ta có hệ số ảnh hưởng của độ dốc băng tải s = 0,99Thay vào (2) ta có, vận tốc của băng tải là:( )200V= =80,512 m/ph60.0,0246.1,7.0,99= 1,34(m/s)Theo bảng 3[1] ta có vận tốc lớn nhất của băng tải là Vmax=180m/phTa thấy V < Vmax, do đó loại băng có bề rộng B = 500mm thoả mãn điều kiện làm việc.2.4 Tính toán công suất truyền dẫn băng tảiCông suất làm quay trục con lăn kéo băng tải được tính theo công thức sau:1 2 3 tP=P +P +P +P(kW) (2.4)Trong đó:P1: Công suất cần thiết kéo băng tải không tải theo phương ngangP2: Công suất cần thiết kéo băng tải có tải theo phương ngangP3: Công suất cần thiết kéo băng tải có tải theo phương đứngPt: Công suất cần thiết dẫn động cơ cấu gạt vật phẩmCác thành phần công suất được tính toán như sau:( )01f l+l W.VP =6120(2.5)( ) ( )0 t 0 m2f l+l Q f l+l W .VP = =367 6120(2.6)t m3H.Q H.W .VP = =367 6120(2.7)Trong đó:f: hệ số ma sát của các ổ lăn đỡ con lănW: khối lượng các bộ phận chuyển động của băng tải, không tính khối lượng vật phẩm được vận chuyển (kg)Wm: Khối lượng vật phẩm phân bố trên một đơn vị dài của băng tải (kg/m);V : Vận tốc băng tải (m/ph)H : Chiều cao nâng (m)l : Chiều dài băng tải theo phương ngang (m)lo : Chiều dài băng tải theo phương ngang được điều chỉnh (m)Theo bảng 8[1] ta có: f = 0,022; l0 = 66mTheo bảng 9[1] ta có: Pt = 1,25kWTheo bảng 10[1] ta có: W = 30kg/mThay các giá trị vào (2.4),(2.5),(2.6),(2.7) ta có:( )( )10,022 150+66 30.80,512P 1,875 kW6120= =( )( )20,022 150+66 200P = =2,59 kW367( )310.200P = =5,45 kW367( )P=1,875+2,59+5,45+1,25=11,165 kW2.5 Lực căng dây băng tảihFrFrF4F3FcFpF2F1lHình 2.3: Các thành phần lực trên dây băng tải- Lực vòng( ) ( )P6120.P 6120.11,165F = = =848,69 kg =8486,9 NV 80,512- Lực căng trên 2 nhánh băng tảiμθ1 PμθeF =Fe -1(2.8)2 Pμθ1F =Fe -1(2.9)Trong đó:F1,F2: lần lượt là lực căng trên nhánh có tải và nhánh không tải.Mối quan hệ giữa F1,F2 tương tự như mối quan hệ trong bộ truyền đaiμθ1 2F =F .e và 1 2 PF -F =Fe: Cơ số logarit tự nhiên e = 2,718µ: Hệ số ma sát giữa puly và dây đaiθ: Góc ôm giữa dây đai và pulyTheo bảng 16[1] ta có: µ=0,3Theo bảng 15[1] ta có: θ=1800=3,14radThay vào (8),(9) ta có:( )0,3.3,1410,3.3,142,718F =9356,5. =13910,33 N2,718 -1( )20,3.3,141F =9356,5 =5423,43 N2,718 -1- Lực căng tối thiểuLực căng tối thiểu được xác định nhằm giữ cho dây băng tải không bị trượt quá 2% khoảng cách giữa các con lăn.( )4C C m 1F =6,25.l W +W(2.10)4r r 1F =6,25.l .W(2.11)Trong đó:F4C: lực căng tối thiểu trên nhánh căngF4r: lực căng tối thiểu trên nhánh trùngWm: khối lượng vật phẩm phân bố trên một đơn vị dài của băng tải( )tmQ 200W = = =41,4 kg/m0,06.V 0,06.80,512W1: Khối lượng phân bố của băng tảilC: bước các con lăn đỡ nhánh có tảilr: bước các con lăn đỡ nhánh chạy khôngTheo bảng 13[1] ta có: W1 = 7,5(kg/m)Theo bảng 12[1] ta có: lC = 1,2m; lr = 3mThay vào (10),(11) ta có:( ) ( ) ( )4CF =6,25.1,2 41,4+7,5 =366,75 kg =3667,5 N( ) ( )4rF =6,25.3.7,5=104,625 kg =1046,25 N- Lực kéo lớn nhấtLực kéo lớn nhất được dùng để tính chọn dây băng tải theo độ bền.Theo bảng 14[1] ta có ( )max P 4rF =F +F =8486,9+1046,25=9533,15 N2.6 Tính chọn dây băngVới loại vật liệu cần vận chuyển là đá răm, đây là loại vật liệu không có phản ứng hóa học với dây băng nên ta chọn loại dây băng tải dệt nhiều lớpThông số đánh giá sức bền của dây băng tải được tính theo giá trị lực kéo lớn nhất tác dụng lên dây Fmax theo công thức sau:maxF .SFzF.TS=Be(2.12)Trong đó:Fmax: lực kéo lớn nhất (kg)SFz: hệ số an toànBe: là chiều rộng dây băng tải (cm)Theo bảng 19[1] ta có: SF = 7Thay vào (2.12) ta có: 1040,275.8ST-No= 166,44450=Theo bảng 18[1] ta chọn loại dây băng tải có kí hiệu: NF 200/22.7 Cấu trúc hệ thống băng tải- Xác định đường kính pulyCác puly được chia thành 3 nhóm A, B, C và được minh họa như hình vẽ:Hình 2.4: Minh hoạ các loại PulyTheo bảng 23[1] ta chọn đường kính tối thiểu cho các nhóm puly như sau:Nhóm A: dAmin = 250mmNhóm B: dBmin = 200mmNhóm C: dCmin = 200mm- Kết cấu pulyThông thường ta sử dụng loại puly hình trụ (hình vẽ):BdHình 2.5: Kết cấu Puly hình trụChiều dài của Puly được xác định theo công thức 1.7[2]L =B + 2.CTrong đó: L: Chiều dài Puly (mm).B: Chiều rộng băng. B = 500 (mm).C: Hệ số an toàn C = 60÷70 (mm)Chọn C = 65 mm⇒ L = 500 + 2.65 = 630 (mm).- Khoảng cách giữa các con lănCác con lăn đỡ nhánh chùng của dây băng tải thường được đặt cách nhau 3 mét. Các con lăn đỡ nhánh căng thường đặt cách đều nhau. Tra bảng 24[1] ta có khoảng cách trung bình giữa các con lăn đỡ nhánh căng là 1,5m.+ Chiều dài con lănlcl = 0,4.B = 0,4.500 = 200 (mm).+ Khoảng cách chuyển tiếp giữa con lăn cuối cùng với puly:Hình 2.5: Khoảng cách chuyển tiếp b giữa con lăn cuối cùng với pulyVới các băng tải có các con lăn tạo thành máng, cần có khoảng cách nhất định giữa các con lăn cuối cùng với puly đủ để dây băng tải chuyển thành dạng phẳng và được cuốn vào puly.Trên hình 2.5, thể hiện mặt puly nằm cùng độ cao với đáy máng.Theo bảng 28[1] ta có b = 0,55m2.8. Tính toán cơ cấu kéo căng băngCơ 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 theo chiềudài.Có 2 loại cơ cấu căng băng thường dùng là cơ cấu căng băng dùng vít vàcơ cấu căng băng dùng đối trọng.a) Cơ cấu căng băng dùng vít tải.Cấu tạo đơn giản, giá thành hạ, kích thước khuôn khổ và trọng lượng nhỏ.Loại này thường dùng cho băng tải có chiều dài không lớn lắm và trong quátrình làm việc băng bị giãn nhiều lần đòi hỏi phải căng băng nhiều lần. Hànhtrình làm việc của vít phụ thuộc vào chiều dài băng tải (thường lấy khoảng 1-1,5% chiều dài băng tải nhưng không lấy được > 400 mm).b) Cơ cấu căng băng dùng đối trọng.Cơ cấu căng băng dùng đối trọng có khả năng tạo ra lực căng cố địnhnhưng phải bố trí không gian phức tạp, không gọn nhẹ. Loại cơ cấu này thườngsử dụng cho những băng tải có chiều dài lớn.Kết luận: Với hệ thống băng tải cần thiết kế có kết cấu tương đối cồng kềnh nênđể đam bảo việc căng băng được tối ưu nhất ta sử dụng cơ cấu căng băng dùngđối trọng2.8.1. Xác định lực trên trạm kéo căngLực căng trên trạm kéo căng có thể được xác định chính xác dựa vào sơđồ phân bố lực một cách chi tiết trên cơ cấu căng băng, nhưng thông thường nóđược xác định từ các công thức thực nghiệm có trong Table51[9].Theo đề tài, tính toán thiết kế băng tải có 1 puly dẫn động đặt ở đầu băngtải và băng tải vận chuyển vật liệu lên dốc. Do đó, dựa vào Table51[9] ta xácđịnh được lực căng trên trạm kéo căng như sau:2 rFT=F +F(2.13)Trong đó: F2: lực căng trên nhánh không tải, F2=5979,14N Fr: lực cản do ma sát giữa băng tải và con lăn đỡ nhánh băng tải đi về.Theo mục 4.1.5[9] ta có: ( )( )rr 0 1 1rWF =f l+l W + - H.Wl  ÷ (2.14)Trong đó: f: Hệ số ma sát giữa dây băng tải và các con lăn đỡ; l: Chiều dài băng tải theo phương ngang; l=150ml0: Chiều dài băng tải theo phương ngang được điều chỉnh;W1: Khối lượng phân bố của băng tải;Wr: Khối lượng các chi tiết quay của một cụm các con lăn đỡ nhánhbăng tải đi về;Lr: Bước các con lăn đỡ nhánh không tải;H: Chiều cao nâng; H=10mCác giá trị của f, l0, W1, Wr, lr, lần lượt tra trong Table11[9], Table16[9], Table14[9], Table15[9] ta được như sau:f=0,022, l0=66m, W1=7,5kg/m, Wr=5,9kg/bộ, lr=3mThay vào công thức (2.14) ta có:( ) ( ) ( ) ( )r5,9F =0,022 150+66 7,5+ - 10.7,5 =-30 kg =-300 N3  ÷ Thay vào công thức (2.13) ta có:( )FT=5979,14-300=5679,14 NPHẦN IIITÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG3.1 Chọn loại hộp giảm tốcTrong các hệ dẫn động cơ khí thường sử dụng các bộ truyền bánh rănghoặc trục vít dưới dạng một tổ hợp biệt lập được gọi là hộp giảm tốc. Hộp giảmtốc là cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có tỉ số truyền không đổi vàđược dùng để giảm vận tốc góc và tăng moomen xoắn.Tùy theo loại truyền động trong hộp giảm tốc, người ta phân ra: hộp giảmtốc bánh răng trụ; hộp giảm tốc bánh răng côn hoặc côn – trụ; hộp giảm tốc trụcvít, trục vít – bánh răng hoặc bánh răng – trục vít; hộp giảm tốc bánh răng hànhtinh…So với các loại hộp giảm tốc khác thì hộp giảm tốc bánh răng trụ có cácưu điểm: tuổi thọ và hiệu suất cao; kết cấu đơn giản; có thể sử dụng trong mộtphạm vi rộng của vận tốc. Vì vậy, sử dụng hộp giảm tốc bánh răng trụ được coilà 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 côngdụng chung dùng răng nghiêng. So với răng thẳng, truyền động bánh răngnghiêng làm việc êm hơn, khả năng tải và vận tốc cao hơn, va đập và tiếng ồngiảm. Còn so với răng chữ V, răng nghiêng dễ chế tạo và giá thành rẻ hơn. Vìvậy, ở đây ta sử dụng bánh răng nghiêng để năng cao khả năng ăn khớp, truyềnđộng 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 giảmtốc một cấp và hộp giảm tốc nhiều cấp. Trong đó, hộp giảm tốc bánh răng trụhai cấp được sử dụng nhiều nhất, vì tỉ số truyền chung của hộp giảm tốc thườngbằng 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 đóđược sử dụng rất nhiều trong thực tế. Tuy nhiên, các bánh răng các bánh răng bốtrí không đối xứng với các ổ, do đó làm tăng sự phân bố không đều trên chiềurộng vành răng. Do đó, khi thiết kế, đòi hỏi trục phải đủ cứng thì sẽ đảm bảođược khả năng làm việc.- Sơ đồ phân đôi: Khi sử dụng sơ đồ này cần phải chú trọng đến việc bố trí ổ.Phải đẩm 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 cânbằng của tải trọng dọc trục ở cấp phân đôi sẽ bị phá vỡ và công suất sẽ phân bốkhông 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 ratrùng nhau, nhờ đó có thể giảm bớt chiều dài của hộp giảm tốc giúp cho việc bốtrí cơ cấu gọn hơn.Tuy nhiên, sơ đồ đồng trục có một số nhược điểm như: khảnăng tải của cấp nhanh không dùng hết vì tải trọng tác dụng vào cấp chậm lớnhơn khá nhiều so với cấp nhanh; kết cấu gối đỡ phức tạp, gây khó khăn cho việcbôi trơn các ổ; do khoảng cách giữa các trục trung gian lớn, nên trục trục khôngđảm bảo độ bền và độ cứng nếu không tăng đường kính trục. Từ những nhượcđiểm 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 hệdẫn động, cũng như khả năng làm việc và chi phí thiết kế. Qua việc phân tíchcác 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 vàchế tạo đơn giản hơn nhất là việc chế tạo ổ, gối đỡ ổ cũng như việc bố trí ổ. Mặtkhác, chiều rộng của hộp giảm tốc khai triển nhỏ hơn nên việc bố trí lắp đặt dễdàng hơn. Ngoài ra, số lượng chi tiết và khối lượng gia công của hộp giảm tốcphân đôi tăng dẫn đến giá thành cao hơn và chưa được sử dụng phổ biến nhưhộp giảm tốc khai triển.+) So với hộp giảm tốc đồng trục, thì hộp giảm tốc khai triển cồng kềnhhơn. Tuy nhiên, kết cấu hộp đơn giản và vẫn đảm bảo khả năng làm việc. Mặtkhác, kết cấu của hộp giảm tốc đồng trục phức tạp: khả năng tải ở hai cấp khôngđều, kết cấu gối đỡ phức tạp, đòi hỏi trục phải lớn để đảm bảo độ cứng và độbền…Theo mục 2.4 ta có công suất truyền dẫn băng tải PCT = 12,309kW+) Lực vòng trên tang dẫn động Ft=9356,5 (N), +) Vận tốc của băng tải vbt=1,34 (m/s).+) Số vòng quay trên trục công tác là:( )CT60.1000.v 60000.1,34n = = =102,42 vòng/phútπ.D 3,14.250+) Momen xoắn trên trục công tác là:( )6 6CTCTCTP 12,309T =9,55.10 =9,55.10 . =1147,734 Nmn 102,42Tra bảng 3[9] ta chọn kiểu hộp giảm tốc Ц2Y-200Ta xây dựng được sơ đồ hệ thống trạm dẫn động băng tải như sau: 1. Động cơ 5.Khớp nối 2. Bộ truyền đai. 6. Tang quay. 3. Bộ truyền cấp nhanh. 7. Băng tải. 4. Bộ truyền cấp chậm.Ft3456712Hình 3.1 Sơ đồ khai triển trạm dẫn động băng tải. PPKbdPtHình 3.2 Sơ đồ tải trọng làm việc, 3.2 Tính chọn động cơ điện3.2.1 Chọn kiểu loại động cơ- Với hệ dẫn động băng tải dùng với các hộp giảm tốc ta chọn loại động cơ điện ba pha không đồng bộ rô to ngắn mạch vì những lý do sau: Kết cấu đơn giản, dễ bảo quản, làm việc tin cậy. Có thể mắc trực tiếp vào lưới điện công nghiêp.  Giá thành tương đối thấp và dễ kiếm. Không cần điều chỉnh vận tốc . Hiệu suất và hệ số công suất không cần cao.3.2.2 Chọn công suất động cơ - Động cơ được chọn phải có công suất Pđc và số vòng quay đồng bộ thoả mãnđiều kiện : Pđc ≥ Pct nđb ≅ nsb +) Công suất trên trục động cơ điện được xác định theo công thức(2.8)[3]:tCTΣPP =η; (3.1)Trong đó: Pct : là công suất cần thiết trên trục động cơ.Pt : là công suất tính toán trên trục máy công tác.ηΣ : hiệu suất truyền động chung của toàn hệ thống.2 41 2 3 4η = η η η ηΣ(3.2)Tra bảng 2.3 [3], ta có:η1: Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ. η1= 0,97η2: Hiệu suất một cặp ổ lăn. η2 = 0,995η3: Hiệu suất khớp nối. η3 = 1η4: Hiệu suất bộ truyền đai. η4 = 0,96Thay vào công thức (3.2) ta có:ηΣ = 0.972.0,9954.1.0,96 = 0,885 Trong trường hợp tải không đổi thì công suất tính toán là công suất làmviệc trên trục máy: ( )tt LVP .V 9356,5.1,34P =P = = =12,54 kW1000 1000 Trong đó : Plv - là công suất trên tang, Kw. Pt - là lực kéo trên băng tải, Ft=9356,5 N. V - là vận tốc băng tải, m/s, V= 1,34 m/sThay vào công thức (3.1), ta có công suất cần thiết trên trục động cơ là:( )tCTΣP 12,54P = = =14,17 kWη 0,885 Như vậy, động cơ cần chọn phải có công suất lớn hơn hoặc ít nhất bằng14,17 kW.3.2.3 Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ Theo bảng 2.1[3] thì số vòng quay đồng bộ của động cơ theo tiêu chuẩn là: 3000 ; 1500 ; 1000 ; 750 ; 600 ; 500 (v/ph ) Số vòng quay của trục công tác là: ( )CT60.1000.v 60000.1,34n = = =102,42 vòng/phútπ.D 3,14.250Trong đó: v - là vận tốc băng tải; v = 1,34 (m/s)D- là đường kính tang quay. D=250 (mm).Số vòng quay sơ bộ của trục động cơ phải thỏa mãn; CT min sb CT maxn .U n n .U≤ ≤Trong đó: Umin, Umax lần lượt là tỷ số truyền nhỏ nhất và lớn nhất của hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp.Tra bảng 2.4 [3] ta có: Umax = 40, Umin = 8 sb102,42.8 n 102,42.40⇒ ≤ ≤ sb819,36 n 4096,8⇔ ≤ ≤ Vậy ta chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ : ndb = 3000 (v/ph) ⇒ Tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống là: đbsbCTn 3000U = = =29,29n 102,42Với usb = 29,9 thuộc khoảng tỉ số truyền 8 ÷ 40.3.2.4 Chọn động cơ thực tếDựa vào điều kiện: Pđc ≥ Pct = 14,17(Kw) nđb = 3000(v/ph)Tra bảng phụ lục 1.3[3] ta có :Bảng 3.1 : Thông số kỹ thuật của động cơ 4A160M2Y3Kiểu độngcơCôngsuất(kW)Tốc độquay(v/ph)Cos ϕ η%Tmax/TdnTk/Tdn4A160M2Y3 18,5 2930 0,92 88,5 2,2 1,43.2.5 Kiểm tra điều kiện quá tải, điều kiện mở máy cho động cơ3.2.5.1.Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ- Khi khởi động , động cơ cần sinh ra một công suất mở máy đủ lớn thắngsức ỳ của hệ thống. Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ theo công thức:dc dcmm bdP P≥Trong đó :P: Công suất mở máy của động cơ. dc dcKmm dmdnTP .P 1,4.18,5 25,9(kW)T= = =Pdcbd: Công suất cản ban đầu trên trục động cơ (Kw) dcbd bd LVP K .P 1,8.12,54 22,57(kW)= = =Vậy Pdcmm≥ Pdcbd thỏa mãn điều kiện mở máy.3.2.5.2. Kiểm nghiệm điều kiện quá tải cho động cơ P.Kb®PPlvt- Với sơ đồ tải trọng có tính chất không đổi và quay một chiều, nên không cầnkiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ.⇒ Như vậy động cơ 4A112M4Y3 thỏa mãn điều kiện làm việc đã đặt ra.3.3 Tính tỉ số truyềnTỷ số truyền chung của toàn hệ thống được xác định theo công thức (2.18)[3]:dcΣctnU =n (3.3)Trong đó :ndc: Số vòng quay của động cơ đã chọn; nđc =2930 (vg/ph)nct: Số vòng quay của trục công tác; nct = 102,42(vg/ph)Thay số vào công thức (3.3) ta có:dcΣctn 2930U = = =28,6n 102,42 Với hệ dẫn động gồm các bộ truyền mắc nối tiếp như đã cho trong sơ đồTa có: Σ hđ knU =U .U .U (3.4)Trong đó: Uh: tỷ số truyền của hộp giảm tốc.Uđ: tỷ số truyền của bộ truyền đai. Ukn: tỷ số truyền của khớp nối.3.3.1 Tỷ số truyền của hộp giảm tốc- Chọn hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng sơ đồ khai triển Ц2Y theo tiêu chuẩn Liên Xô cũ. Ta chọn hộp giảm tốc Ц2Y-200 có các thông số như sau:Bảng 3.2: Thông số của hộp giảm tốc Ц2Y-200Tỷ số truyền Cấp nhanhDanhnghĩaThựcTếawm Z1Z2X1X2b16 16,43125 2,5 19 77 +0,24 -0,24 32Cấp chậmawm Z3Z4X3X4b200 4 19 77 +0,24 -0,24 50- Như vậy, tỉ số truyền của hộp giảm tốc là:Uh= 16- Mặt khác: uh= u1.u2Trong đó: u1- Tỉ số truyền của bộ truyền cấp nhanh.u2- Tỉ số truyền của bộ truyền cấp chậm.Theo hộp giảm tốc tiêu chuẩn ta có : 211z 77u = = =4,05z 19423z 77u = = =4,05z 19 3.3.2 Tỷ số truyền của bộ truyền ngoài hộpTỷ số truyền của bộ truyền ngoài hộp là: ΣnhU 28,6U = = =1,79U 16 Với hệ dẫn động gồm HGT 2 cấp bánh răng nối với 1 bộ truyền ngoài hộp thì Unphải thoả mãn điều kiện sau:( ) ( )n hU = 0,15÷0,1 U = 2,4÷1,6Vậy, tỷ số truyền của bộ truyền đai là Ud =1,79.3.4 .Tính toán các thông số trên các trục

Tài liệu liên quan

Thiết kế băng gầu vận chuyển than cốc
- 15
- 625
- 1
Nghiên cứu các hình thức tái định cư phục vụ giải phóng mặt bằng tại thành phố đà nẵng
- 108
- 610
- 2
Thiết kế hệ thống băng tải vận chuyển hàng hóa theo nhiều hướng
- 87
- 1
- 9
Thiết kế truyền động điện và trang bị điện hệ thống băng tải vận chuyển hàng hóa nhiều hướng có khả năng điều khiển nối mạng truyền thông
- 100
- 1
- 5
Tìm hiểu phần mềm fx training ứng dụng mô phỏng và lập trình cho hệ thống băng tải vận chuyển và phân loại sản phẩm
- 65
- 4
- 6
Thiết kế băng tải vận chuyển vật liệu cho nhà máy gạch cầu ngà
- 65
- 855
- 11
băng tải vận chuyển than nguyên khai tại công ty than dương huy tkv
- 93
- 557
- 2
Đề án kỹ thuật Thiết kế băng tải vận chuyển đá răm 2014
- 58
- 2
- 27
Đề án kỹ thuật Thiết kế trạm dẫn động băng tải vận chuyển than đá
- 72
- 2
- 9
Thuyết minh Powerpoint Đề án kĩ thuật Thiết kế hệ thống vận chuyển đá dăm
- 34
- 932
- 2