Xemtailieu Tải về Tính toán thiết kê hệ thống phễu cấp liệu
CHƢƠNG II TÍNH TOÁN THIẾT KÊ HỆ THỐNG PHỄU CẤP LIỆU 1. THIẾT KẾ PHỄU CẤP LIỆU loi Chọn hình dáng kích thƣớc phễu. Qua tham khảo một số kết cấu trong thực tế ta thấy thƣờng dùng thiết bị định lƣợng sơ bộ kiểu máng rung cửa sập, van quạt, băng tải ngắn... đƣợc bố trí nhƣ trên. Hình 2. ỉ. Ket cẩu tổng thể phễu cấp liệu Chú thích : ỉ-Chân đỡ;2-Kết cẩu thẻp;3-Thùngphễu;4-Đầm rung;5- Tai treo; 6-Lò xo; 7-Máng rung;8-Thanh răng;9-Cửa định lƣợng. Phễu định lƣợng đƣợc bố trí thành nhóm, đặt ngoài trời. Phƣơng án tiếp liệu là máy xúc lật. Vật liệu đƣợc cấp là đá dăm, vì thế phễu cấp liệu cần phải có sự cứng vững và hình dáng kích thƣớc phù hợp. Có nhiều loại phễu cấp liệu với hình dạng và cấu tạo khác nhau nhu hình chóp cụt, ta chọn kết cấu của phễu la loại thành phẳng hình chóp cụt Hệ thống phễu đƣợc bố trí thành nhóm gồm 4 chiếc dùng để địmh lƣợng từng loại đá, yêu cầu tỉ lệ thành phầncấp phối theo tiêu chuẩn ASSHTO là rất chặt chẽ, vì vậy chúng phải đƣợc cân đong riêng, do dó ta phải thiết kế 4 phễu Đồ án tốt nghiệp Thiết kế trạm trộn BTNN100 T/h độc lập nhau. Để đơn giản trong chế tạo chúng ta sẽ thiết kế tính toán 4 phễu này là nhƣ nhau , nhƣ thế khi tính toán ta chỉ cần tính cho phễu chứa loại đá có tỉ trọng lớn nhất Vì mỗi phễu sẽ định lƣợng từng loại đá với một tỉ lệ nhất định, do đó mỗi phễu sẽ có một bộ thiết bị định lƣợng sơ bộ đặt dƣới mỗi phễu có nhiệm vụ xác định lƣợng vật liệu ra là quá nhiều hay quá ít, theo tiêu chuấn ASSHTO Nguyên lý định lƣợng là dựa trên nguyên tắc định lƣợng vật liệu theo thể tích, nghĩa là việc định ra một vật liệu dựa trên nguyên tắc tính toán khối lƣợng vật liệu (đo bằng thể tích) do phễu cung cấp đƣợc trong một đơn vị thời gian. 2o2 Tẫmh chọn kích thƣớc của phễu. © JL Do năng suất yêu câu của trạm là lOOt/h, căn cứ theo tiêu chuẩn ASSHTO và căn cứ vào điều kiện VIỆT NAM hiện nay thƣờng chủ yếu sử dụng loại cấp phối A có các thành phần hạt nhƣ sau : Đá 1: 0 -r 4,75 (miĩì) với tỉ lệ: 30% Đá 2 : 4,75 -4-12,5 (mm) với tỉ lệ: 18% Đá 3: 12,5 -í- 25 (miĩì) với tỉ lệ: 20% Đá 4: 25,0 50(mm) với tỷ lệ: 32% Vậy ta chọn dung tích phễu để chứa thành phần đá nhiều nhất là 32% tƣơng ứng với năng xuất của phễu là 100x32% =32 (T/h). Qphễu = 32 (T/h) Tuy nhiên năng xuất của phễu phải lớn hơn năng xuất yêu cầu vì nhƣ vậy mới đảm bảo đƣợc yêu cầu làm việc của trạm. Do đó : Qtt = Kvt X Qphlu = 1,2 X 32 = 38,4 (T/h) Trong đó : Ktv - hệ số vƣợt tải Hay Qtt = Qtt/ Y = 38,4/ 2= 19,2(m3/h) Với Qtt: năng xuất tính toán cho một phễu (m3/h) y: tỉ trọng của đá dặm (T/m3) Q tí: năng xuất tính toán cho một phễu (T/h) Nhƣ ở trên ta đã nói hình thức cấp liệu từ bãi vật liệu lên các phễu là ta sử dụng máy xúc lật. Vì thế ta chọn thời gian để cấp liệu cho phễu nhƣ sau: Cứ 12 phút phải cấp liệu cho phễu một lần Nhƣ thế trong một giờ phải thực hiện cấp liệu cho phễu 5 lần. Vậy thể tích hình học của mỗi phễu cấp liệu này là: vphễu = ^ = ^ = 3,84 (m3) Qua khảo sát và tính toán sơ bộ, ta có đƣơc các kích thƣớc của phễu nhƣ sau: Hình 2.2. Kích thƣớc phễu OH = 205 (mm) OH’= 205 + 1500= 1705 (nan) Kiểm tra lại thể tích phễu: V! = Voabcd = \ .OH\ Sabcd = ị .1,705.3.2,5= 4,26 (m3) v2= ị .OH. Smnik = - .0,205.0,3.0,36= 0,0074(m3) Vs= VAJBCDA”B”C”D = AA’. SABCD = 0,43.2,5= 3 (m3) VOMNIK = Với SABCD •' diện tích hình chữ nhật ABCD (m2) VQABCD : thể tích hình chóp OABCD (m3) VQMNIK: thể tích hình chóp OMNIK (m3) Ta có: Vphếu = v3 + (Vi - V2) =3 + ( 4,26 - 0,0074) « 7,3 (m3) Nhƣ vậy, phễu đƣợc chọn có thể tích lớn hơn thể tích cần thiết nên đáp ứng đƣợc yêu cầu 2o3o Tính toán phễu. 2.3.1. Tính vỏ phễu. Để đảm bảo vật liệu chảy đƣợc thì ta phải lắp thêm động cơ gây rung vào bên thành bên của phễu và khi tính toán ta thêm hệ số động lực. Xét vách có góc nghiêng ai = 53,75° Chiều dài vách: 1= 1860,3 (mm) = 1,8603 (m) Khi có một gờ cứng trung gian thì khấu độ của bản là: 930,15 (mm) 2500 Hĩnh 2.3. Khai triển phễu thành nghiêng bên và thành vách Ta lấy bản dƣới để tính toán vì theo nhƣ kết cấu của phễu thì bản dƣới chịu tác dụng của vật liệu là lớn nhất. Xét tiết diện (1-1) cách mép trên cùng của phễu một khoảng là: 1500 = 1250 (lĩim) z= |H= 66 Các cạnh của hình chữ nhật theo tiết diện 1-1 này tính đƣợc là: a = 0,6669 (m) Cạnh kia là: b = 0,7998 (m) Theo tài liệu [6] và ta có áp lực của vật liệu tại điểm giữa của mỗi khoang thành phễu đƣợc xác định theo công thức sau(áp lực tính toán theo phƣơng vuông góc với thành phễu). q= 1,2 qtc. (2.1) Trong đó: qtc là áp lực tiêu chuẩn theo phƣơng vuông góc đối với vách Sinh viên : Vương Sỹ Nam -17- Lớp Máy xây dựng Á - K49 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế trạm trộn BTNN100 T/h qtc = pxsin2a + pzcos2a= yz(Ksin2a + cos2a) Sinh viên : Vương Sỹ Nam -18- (2.2) Lớp Máy xây dựng Á - K49 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế trạm trộn BTNN ỉ00 T/h r ĩ ƠN - ứng xuât nén do tác dụng thanh trông lOOx £ ƠN=77xu X 2 = 77x 52 X 100.0,5 93,15 r 556,24 (KG/cm ) r ƠM - ứngV xuât do tác dụng của mômen uôn (2.6) Thay số vào công thức (2.6) ta đƣợc: ƠM = 0,75x 0,1044 X 0,3 X 93,015 ƠQ - ứng xuất bổ xung do trọng V 0,4 y 1121,27 (KG/cm2) lƣợng của các hạt: l,2xỵxVỉ . (2.7) sma Sxỵi Trong đó VỊ : thể tích các hạt gây nên ứng xuất kéo bổ xung trong vỏ El: chu vi tiết diên ngang của vỏ (tính đến giữa khẩu độ đang xét) El = 2x(0,6669 + 0,799,8) = 2,9334 (m) ÍÍ+ £ ^ X(F1 + FO+VF^F„) Vl = F]XZX(2.8) Với F0: diện tích mặt đáy nhỏ F0 = 0,3 X 0,36 = 0,108 (m2) Fi: diện tích mặt cắt (1-1) Fi = 0,6669. 0,799,8= 0,53 (m2) H, h : chiều cao phần chóp phễu và phần lăng trụ H= l/705(m) h = 1, 5 (m) z: khoảng cánh từ mép phễu đến tiết diện đang xét z= 1,25 (m) V, =0,53x 1,25 X Thay số vào công thức (2.8) ta đƣợc 1,705 + 1,5-1,25 - (o, 53 + 0,108 + ựo, 53 + 0,108)= 0,378(m3) Thay các giá trị vào công thức (2.7) ta có. Sinh viên : Vương Sỹ Nam -19- Lớp Máy xây dựng  - K 4 9 Đồ án tốt nghiệp Thiếtkế trạm trộn BTNN100 T/h 1,2.1500.0,378 ^_ 0,6 2,9334 sin53>75 = 31175 (KG/C“2) Thay các giá trị tìm đƣợc vào công thức (2.5) ta đƣợc; ơ = 311,75 + 1121,75 + 556,24= 1989,26 (KG/cm2) = = 198,926 MPa< 206 MPa (Với thép tấm thì [ơ] = 206MPa) Nhƣ vậy ta thấy ơ < [ơ] do vậy vỏ phễu đã tính toán lựa chọn ở trên là đủ bền. 9 Kiêm tra độ võng: 100 X 8 v\c=—X \ 4 (2.9) Thay vào công thức (1.11) ta có: 37 vtetc= 0,1044 100.0,5 v 93,015 = 30 Tra bảng (4-2) tài liệu [6] ta có : V|/ = 0, 172 Theo tài liệu [6] trang 139 ta có độ cứng võng của bản vỏ phễu tại giữa khấu độ đang xét là: r í— 6,77 xq tcxỗx\Ị/ X \4 (2.10) ự 00 X 5 Thay các giá trị vào công thức (2.10) ta đƣợc: ' 93,015 ^ f =6,77 x0,1044x 0,4 X 0,172 X So = 0,728 (cm) 100.0,4 sánh độ võng cho phép : / 0,728 f\f\i-in— = ■■ = 0,00785 < / 93,015 T r /V 9 9 1A Vậy vỏ đủ bên. >S7n/i viển Vương Sỹ Nam -20- ì_ f 50 = 0,02 Lớp Máy xây dựng A - K49 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế trạm trộn BTNN ỉ 00 T/h Xét vách nghiêng thứ hai có góc a = 48,65° hình 2.4 Khai triển thành vỏ phễu Chiều dài vỏ: 1= 1998,1 (iìim) Khẩu độ mỗi bản là: 1998,1 &2 = . 1 ... nnn AC - 999,05 (mm) Áp lực tiêu chuẩn theo phƣơng vuông góc với vỏ phễu tại tiết diện (1-1) là: q tc = ỲX z X ( Ksin2oc + cos2a ) (2.11) Thay số vào (1.13) ta có: q*tc= 2 X 1,05 (0,212 X 0362 + 0,375 ) = 1,063 (T/m2) = 0,1063(KG/cm2) < qtc = 0,114 (KG/cm2) Sinh viên : Vương Sỹ Nam -21- Lớp Máy xãị' dựng A - K49 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế trạm trộn BTNN100 T/h Nhƣ vậy, ta thấy rằng vì tải trọng và khẩu độ của vách thứ hai nhỏ hơn vách thứ nhất nên ta lấy chiều dầy vách s = 4(mm) .Vách đủ bền mà ta không phảithử và kiểm tra lại. 3.2. Tính gờ cứng Gờ cứng đƣợc chọn theo mặt rộng (với góc nghiêng a2) Ta xét gờ nhƣ sau: hình 2.5. Chiều dài gờ: lo = 3- 0,85 = 2,15 (m) Khoảng cách từ gờ đến mép trên cùng của phễu: Zj = 0,3 + - =0,3+ -=0,8 (m) 22 Áp lực theo phƣơng vuông góc với vỏ gờ : q,’ = qtc’ xnx Ệ (2.12) Thay số vào công thức (2.12) ta có: qi’ = 0,1063 x ự x M = 0,097(KG/cm2) = 0,0097(MPa) 1,05 Tải trọng tác dụng lên gờ cứng theo phƣơng vuông góc với vỏ là : P] =pr X a2 (2.13) Thay số vào công thức (1.15) ta có: Sinh viên : Vương Sỹ Nam -22- Lớp Máy xây dựng A — K49 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế trạm trộn BTNN100 T/h ?! = 0,097 X 63,25 = 6,135 (KG/cm) Mômen uốn do áp lực tác dụng lên gờ: = QỊlHllẾL = 10141,92 (KG/cm) Mgi = 88 Gờ cứng theo mặt hẹp (mặt góc nghiêng góc a). Chiều dài của gờ là: 1] = 1,8 - 0.775 = 1,025 (m) Hình chiếu phản lực gối của gờ ở mặt hẹp lên phƣơng gờ của gờ cứng mặt rộng là: Ng = q,’ xa,x—ụ (2.14) 2 X sin a Thay các giá trị vào công thức (2.14) ta có: g 0,097x66x102,5 58,02 N= 2 X 415,137 (KG) sin Chọn thép góc làm gờ có tiêt diện: L50x4 có: 4 RỊ .8 / / 1 Ọ Ip X cọ ! CÔỊ X b= 50 N J hình 2.6 Mặt căt gờ cứng Diện tích mặt cắt là = 3,89(cm2) Jx = 9,21(cm4) z0 = 1,38 Sinh viên : Vương Sỹ Nam -23- Lớp Máy xây dựng A - K49 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế trạm trộn BTNN100 T/h (cm) z0: khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến cánh thép góc Ta giả sử phần diện tích của phễu bị gờ cứng che phủ là 205 Sinh viên : Vương Sỹ Nam -24- Lớp Máy xây dựng A - K49 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế trạm trộn BTNN100 T/h Diện tích toàn bộ gờ là: F = 3,89 + 20 X 0,4 2 = 7,09 (cm 2 ) Khoảng cách từ trọng tâm thép góc đến đƣờng trung bình của vỏ phễu là: 1= 19,91 (cm) Mômen của gờ so với trục trung hòa (trục này song song với vỏ) bằng: J = jx + b2x F (cm4) (TL [6] ) (2.15) Trong đó b: khoảng cách từ trọng tâm của tiết diện đến đƣờng trung hòa F: diện tích mặt cắt Thay các giá trị vào công thức (2.15) ta có: J = 9,21 + 3,89 X 2,762 + 20x0,42x3,352 = 74,75 (cm4) Mômen chống uốn ở điểm cách xa trục trung hòa nhất: W=^ / (2.16) Với 1: khoảng cách từ điếm xa trục trung hòa nhất: Thay số vào (2.16) ta có: 74 75 = =22,31 (cm ) w -3. 3,35 ứng suất tại điếm này của gờ là : G = NJL + MJL F w (2.17) Thay số vào (1.19) ta có: _ 415,137 ^ 10141,92 _ Ơ = g B __ 7,09 1 A ( V C '/ + ——— = 513,14(KG/cm ) 22,31 Với thép CT3 thì ta có: [ơ] = 160 (daN/cm2) = 1600 (KG/cm2) nhƣ vậy ta thấy ơg < [ơ] Do đó gờ đủ bền, thỏa mãn Kiểm tra độ võng của gờ ta có: Độ võng tƣơng đối của gờ là : /_Q]XŨ2XỈ0 ỉ 76,8X E x J /ọ 1 o\ ^ Thay vào công thức (2.18) ta có : Sinh viên : Vương Sỹ Nam -25- Lớp Máy xây dựng A — K49 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế trạm trộn BTNN lỡỡ T/h /= 0,097x63,25x115 ỉ 76,8 X 2,1 xl06 x 74,75 = 1