Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Thiết kế băng cao su nghiêng vận chuyển cát khô
GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng PhúcChương 1 : GIỚI THIỆU VỀ BĂNG ĐAI CAO SU 1 . Giới thiệu . Băng đai cao su là loại máy vận chuyển liên tục với bộ phận kéo bằng tang có gắn dây băng cao su tạo thành máng mang tải , trong đó vật liệu vận chuyển không có chuyển động tương đối, đối với băng nên khi vận chuyển không bò nghiền nát . Băng đai cao su được dùng nhiều trong các ngành công nghiệp như :khai khoáng , vật liệu xây dựng,vận chuyển than,vận chuyển muối công nghiệp …Người ta dùng băng đai cao su để vận chuyển hàng rời , hàng kết dính hoặc hàng đơn chiếc ( có khối lượng không lớn ) . 2 . Các thông số kỹ thuật của băng cao su . Băng cao su nghiêngâ có các thông số sau :- Hàng vận chuyển : cát khô- Năng suất : Q = 80 T/h .- Chiều dài vận chuyển theo phương ngang : Ln = 60 m .- Chiều cao vận chuyển :H=2,5m- Tốc độ chuyển động của dây băng : v = 1.3 m/s .- Khối lượng riêng của cát khô : )/(65.14.13mT÷=γ- Góc nghiêng băng tải : 0'015232041,0605,2<=⇒==ββtg thoả mãn điều kiên góc nghiêng giới hạn - Chương 2 : TÍNH TOÁN BĂNG CAO SU Tính toán băng cao su nghiêng để vận chuyển cát khô với các thông số sau :- Q =80 T/h .- Ln = 60 m .Cơ sở tính toán dựa trên tài liệu tính toán MÁY NÂNG CHUYỂN [ I ]. 1 . Tính toán sơ bộ . Ta lựa chọn băng tải có long máng vì cát khô có góc dốc tự nhiên lớn:300Chiều rộng băng:34,005,06,1.550.3,1801,105,0 1,1 =+=+=βγkkvQBp mTrong đó k550=pđối với góc dốc hàng rời trên dây băng 150 ,k1=βđối với góc nghiêng băng nhỏ hơn 100Theo qui đònh ở bảng 4.2 [ I ] và từ bảng 4.3 [ I ] ta chọn dây băng công dụng chung loại 2 .Thiết kế băng cao su ngang Trang 1 GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng PhúcTheo bảng 4.4 [ I ] chọn loại dây băng có B = 400 mm , có 3 lớp màng cốt bằng vải bạt B–820 , có bọc cao su ở hai mặt làm việc dày 4 mm và mặt không làm việc dày 2 mm ( Bảng 4.6 , [ I ] ) .Sơ bộ chọn dây băng : L2 – 800 –4B – 820 – 3 – 1 ΓOCT 20 – 62 . 2 . Tính toán các lực căng băng . * Tải trọng trên một đơn vò do khối lượng hàng : 3,6Qqv=× Trong đó:• Q=80T/h : năng suất dây băng• v=1.3m/s : vận tốc dây băng KgVQq 1.173,16,3806,3=×=×=* Tải trọng trên một đơn vò chiều dài do khối lượng dây băng :qb = 1,1 . B . δ ( công thức 4.11,[ I ] ); Trong đó : B =400 mm : Chiều rộng dây băng .Chiều dày dây băng :δ = δ1 + i.δm + δk ; ( 4.1 , [ I ] ) δm= 1,3 mm : Chiều dày một lớp màng cốt ( 4.5 , [ I ] ). δ1 = 4 mm : Chiều dày lớp bọc cao su mặt làm việc của dây băng .δk = 2 mm : Chiều dày lớp bọc cao su mặt không làm việc của dây băng.i = 3 : Số lớp màng cốt .⇒ δ = 4 + 3×1,3 +2 =10 (mm) .Suy ra : qb = 1,1 . 0,4 . 10 = 4,4( kg/m );* Sơ bộ chọn con lăn đỡ long máng trên nhánh có tải và con lăn thẳng trên nhánh không tải Theo qui đònh ở bảng 6.8,[ I ] lấy đường kính con lăn đỡ bằng 102 mm .Theo số liệu ở bảng 6.9 ,[ I ] lấy khoảng cách giữa các con lăn đỡ ở nhánh băng làm việc lt = 1400 mm , khoảng cách giữa các con lăn đỡ ở nhánh băng không tải lk = 2800 mm. Từ bảng 6.15 [ I ] , ta tìm được khối lượng phần quay của các con lăn đỡ nằm ngang Gt = 10 (kg ).Tải trọng trên một đơn vò chiều dài do khối lượng phần quay của các con lăn :- ƠÛ nhánh có tải :)/(14,73,110mKglGqccc===- ƠÛ nhánh không tải :Thiết kế băng cao su ngang Trang 2 GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng Phúc )/(6,38,210mKglGqkkk===Như vậy phù hợp với số liệu cho trong bảng 6.10 , [ I ] .*Tải trọng trên một đơn vò chiều dài do phần chuyển động của băng tải :qbt = 2×qb + ql + qk = 2×4,4 + 7,14 +3,6 = 19,27 ( KG/m ) ; ( 6.7 , [ I ] ) * Xác đònh sơ bộ lực kéể xác đònh sơ bộ lực kéo của băng , đầu tiên ta tìm :+ Hệ số cản : ω = 0,035 ; tra bảng 6.16 , [ I ] .+ Chiều dài của dây băng theo phương ngang : Ln=60 ( m) .+ Hệ số : m = m1 × m2 × m3 × m4 × m5 = 1,1 × 1,02 × 1 × 1 × 1 =1,122 ; ( 6.8 , [ I ]) Lực kéo của băng :Wo = [ ω.L .( q + qb ) +q.H ].m ( 6.8 , [ I ] ) . = [ 0,035 .60 .(17,1 + 19,27)+17,1.2,5 ]. 1.122 =133,7 ( KG ) .Lực căng tónh lớn nhất của dây băng :Smax = ks . Wo ( KG)Wo = 133,7 kg : lực cản tổng cộng trên băngKs :hệ số phụ thuộc vào góc ôm của băng 1.−=µααµeeksTrong đó:u= 0,25 :hệ số ma sát giữa băng và tangα= 200 ·= 3,49 rad :góc ôm bănge= 2,78 => Ks =1,85=> Smax = 1,85.133,7 = 247,345 ( KG) Theo bảng 6.18,[ I ] dự trữ độ bền tiêu chuẩn qui đònh của dây băng n = 9 .Theo bảng 4.7,[ I ] , giới hạn bền của lớp màng cốt trong dây băng đã chọn : k = 55 ( KG/cm ) .Kiểm tra số lớp màng cốt cần thiết trong dây băng : 301,140559345,247400max<=××=××=cknSiNhư vậy là thỏa mãn .Đường kính cần thiết của tang truyền động :Dt ≥ a.i = 125 . 3 = 375 (mm) ; ( 6.10,[ I ] ).ƠÛ đây hệ số a = 125 lấy theo bảng 6.5,[ I ] , còn đường kính Dt = 400 (mm) Phù hợp với dãy tiêu chuẩn của ΓOCT 10624 – 63 .Đường kính tang căng băng lấy bằng 0,8.Dt = 0,8.400 = 320 (mm).Chiều dài của tang truyền động và tang căng băng lấy theo qui đònh :Lt = B + 100 = 400 + 100 =500 (mm) ;Thiết kế băng cao su ngang Trang 3 GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng Phúc 3 . Tính toán chính lực ở các điểm trên băng .Để tính toán lực kéo băng tải chính xác, cần thông qua tính toán lực căng băng ở tất cả các điểm theo đường chuyển động của băng. Ta đánh dấu thứ tự tất các vò trí đặc biệt có thay đổi lực căng , điểm bắt đầu có lực căng nhỏ nhất và điểm tiếp theo có lực căng tăng dần được xác đònh theo công thức: Si+1 =Si + Wi+(i+1) Trong đó: Si+1 :lực căng băng tại điểm thứ i+1 Si : lực căng băng tại điểm thứ i Wi+(i+1) Băng được phân chia ra thành từng đoạn , giới hạn của chúng được đánh số thứ tự như hình 1.1 . Xác đònh lực căng của dây băng tại từng điểm riêng của băng theo phương pháp đi vòng theo chu vi . Bắt đầu từ điểm 1, lực căng tại đây là S1 chưa biết .- Xét đoạn (1-2): S2 = S1 + W12 W12 :lực cản chuyển động trên nhánh không tải W12 = ω.L .( qb + qk ) +(qb+qk).H (kg) Trong đó: qb =4,4 kg :trọng lượng phân bố trên 1m chiều dài băng qk=3,6 kg :trọng lượng phần quay của các con lăn phân bố trên 1m chiều dài nhánh không tải ω = 0,035 :hệ số cản chuyển động của băng đối với con lăn trên nhánh không tải W12 = (4,4 +3,6).60.0,035 + 4,4.2.5 = 27,8 (kg) Vậy S2 = S1 + W12 = S1 +27,8- Xét đoạn (2-3) Lực căng tại điểm 3 : S3 = S2 + W23 = Sv.(kr – 1) W23 : lực cản khi tang vòng qua tang bò độngThiết kế băng cao su ngang Trang 4412351 GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng Phúc W23 = Sv.(kr – 1) = S2.(kr – 1) kr : hệ số tăng lực căng cho lực cản tại chi tiết quay Với α= 200 :ta chọn kr =1,07 W23 = S2.(kr – 1)=( S1+ 27,8)(1,07-1) = 0,07(S1 + 28,7) S3 = S2 + W23 = S1+ 27,8 +0,07 S1 + 8,1 = 1,07 S1 +29,8 (kg)- Xét đoạn (3-4) S4 = S3 + W34 W34: lực cản chuyển động trên nhánh có tải W34= ω.L .(qvl + qb + ql ) +(qvl+qb).H (kg) qvl =17,1 kg: trọng lượng phân bố trên 1m dài ql= 7,14 kg: trọng lượng phần quay của các con lăn chòu tải phân bố trên 1m dài của nhánh có tải W34=(17,1+4,4+7,14).60.0,035 +(17,1+7,14).2,5 =120,744(kg) S4 = S3 + W34 = 1,07 S1 +29,8 +120,744 =1,07 S1 +150,544 (kg)- Xét đoạn (4-5) S5 = S4 + W45 W45= Wt + WmLực cản tại điểm vào tải để truyền cho hàng có tốc độ của bộ phận kéo :( 5.24,[ I ] ). )(9,2363,1.8036.KgvQWt=== Lực cản do thành dẫn hướng của máng vào tải : Wm = 5 . 1 = 5 (KG); ( công thức 2.25,[ I ] ).Tổng lực cản khi vào tải :W45 = Wt + Wm = 2,9 + 5 = 7,9 (KG ) ; S5 = S4 + W45 =1,07 S1 + 150,544 + 7,9 = 1,07 S1 + 158,644(*)Dùng biểu thức Ơle quan hệ giữa lực căng của nhánh đi vào và nhánh đi ra khỏi tang truyền động :Sv = Sr.eµ.α=>S5 = S1.eµ.α = S1.e0,25.3,49 = 2,39.S1 ; (**)Trong đó :+ µ = 0,25 : Hệ số bám giữa dây băng cao su với tang thép .+ α = 200° = 3.49 rad : Góc ôm của dây băng trên tang chủ độngTừ (*) và (**) suy ra :1,07. S1 + 158,644 = 2,39.S1⇒ S1 = 120,185 ( KG ) ;Giá trò các lực căng dây băng ở các điểm còn lại :S2 = S1 + 27,8 =147,985( KG ) ;S3 = 1,07 S1 + 29,8 = 1,07. 120,185 + 29,8 = 158,4 ( KG ) ;S4 = 1,07. S1 + 143,46 =1,07. 120,185 + 150,544 = 265,338 ( KG ) ;S5 = 1,07. S1 + 150,96 = 1,07. 120,185+158,4 = 287 ( KG ) ;Thiết kế băng cao su ngang Trang 5 GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng PhúcXây dựng biểu đồ lực căng dây băng :H 2.1287265,338158,4147,985120,18554321Hình 2.1 : Biểu đồ lực căng dây băng .- Sức căng lớn nhất trên băng xuất hiện: Smax = S5 = 287 ( KG ) .Ta kiểm tra độ bền dây băng , số lớp màng cốt cần thiết : 3174,1405592870.max<=××=××=BknSicNhư vậy là thỏa mãn .- Lực cản tổng cộng trên băng: W0 =S5 – S1 = 287 – 120.185 = 166.815 (kg)Kiểm tra đường kính tang truyền động theo áp lực dây băng lên tang :µαnpBWDtOT .360= Trong đó :Wo = 166,815 ( KG ) : pt = 10000 ( KG ) : áp lực cho phép của dây băng lên tang α =200° ; µ = 0,25 ;mmPBWDtt4,01,025,0.200.14,3.10000.4,0815,166.360 3600<===µαπ Như vậy là thỏa mãn . 4 . Tính toán chọn động cơ điện và hộp giảm tốc .Thiết kế băng cao su ngang Trang 6 GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng PhúcHiệu suất của tang truyền động : ( công thức 6.13,[ I ] ) .Với :ωt = 0,035 : hệ số cản trên tang dẫn độngKs : hệ số cản phụ thuộc vào góc ômSuy ra : 85,11 =−=xxseeKµµVậy ta có: 91,0)185,1.2(035,011==−+tηCông suất trên trục truyền động của băng : ( công thức 6.12,[ I ] ).)(33,291,0.1023.1.815,166102.00kwWNtV===ηCông suất động cơ để truyền động cho băng : ( công thức 6.15,[ I ] ) okNNη=Trong đó: K = 1,2: hệ số dự trữ ma sát giữa băng và tang =>)(391,033,2.2,1.0KWNkN ===η* Lựa chọn động cơ điện:Từ bảng III.19.2,[ I ] chọn động cơ điện không đồng bộ loại A02 – 41 – 6 có các thông số kỉ thuật sau Thiết kế băng cao su ngang Trang 7)1-.2(11ksttωη+= GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng Phúc315230143218468+ công suất của động cơ: N=3 KW+ Số vòng quay của động cơ: n= 955 v/p+ Khối lượng của động cơ :55 kg+ Hiệu suất : 81,5%Tỉ số truyền chung: dtinn=dn=955 v/p : số vòng quay của động cơtn:Tốc độ quay của tang truyền động : ( công thức 6.16,[ I ] ) .)/(1,624,0.14,33.1.60 60phvDvtt===πηTỷ số truyền cần thiết của bộ truyền : 38,151,62955===tđiηηTheo bảng III.22.2,[ I ] , chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn π2 – 250 có các thông số sau :+ Tỷ số truyền : i = 16,3 Thiết kế băng cao su ngang Trang 8 GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng Phúc-Tính chính xác tốc độ dây băngThì không khác nhiều so với tốc độ đã chọnNăng suất thực của băng : ( công thức 6.19,[ I ] ) .Q = k . kβ . ( 0,9.B – 0,05 )2 .vt . γ = 470.1.( 0,9.0,4 – 0,05 )2 .1,5.1,23 = 83,3 ( T/h ) ;Lực ở thiết bò căng băng : ( công thức 6.20,[ I ] ).Sc = Sv + Sr = S2 + S3 = 147,985+158,4=306,385 ( KG ) ;Từ bảng III.49,[ I ], chọn tang căng băng 5025 – 40 có :Đường kính Dt = 320 mm, khi dây băng rộng 400 mm . Từ bảng III.55 ta chọn thiết bò căng băng kiểu vít 5020-40-32 có lực lớn nhất ở tang căng băng 0.5 TTừ bảng III.48,[ I ] chọn kích thước tang truyền động ký hiệu 5025 –40 có đường kính 400 mm.Lực căng nhỏ nhất thực tế trong dây băng Smin = 306,385 (KG) nằm trong giới hạn yêu cầu . 5 . Kiểm tra động cơ điện . Động cơ điện chọn phải kiểm tra thời gian mở máy khi tải trọng lớn nhất tác dụng .Thời gian mở máy ( Khởi động ) :Thiết kế băng cao su ngang Trang 9dqdkdMnGDt.375.)(2=)/(23,13,16.60955.4,0.14,3.60 smiDvtđtt===ηπ GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng PhúcTrong đó :( G D2 )qd : Mômen đà tương đương của hệ thống cơ cấu , quy đổi tới trục động cơ .n : Số vòng quay của trục động cơ .Md : Mômen dư của động cơ .Tính :(GD2)qdq : Mômen đà tương đương của hệ thống của những khối quay . (GD2)qdq = δ . GD2δ = 1,1 : Hệ số tính tới ảnh hưởng của những khối lượng về bộ truyền .GD2 : Mômen đà tương đương của rôtô và khớp nối .GD2 = 0,33 + 0,054 = 0,3415 (KG.m2)(GD2)qdtt : Mômen đà tương đương của hệ thống của tổng khối luong chuyển động tònh tiến .Trong đó :G, Q, v : Khối lượng băng tải , khối lượng hàng , tốc độ dài .n,η : Tốc độ quay của trục động cơ , hiệu suất cơ cấu .Tính :Md = Mkdtb - Mtψmax = 1,8 : Hệ số mômen lớn nhất của động cơ .ψmin = 1,1 : Hệ số mômen nhỏ nhất của động cơ .Ta có: Suy ra : Md =5,742– 1,31 = 4,432 (KG.m)Vậy động cơ điện đảm bảm bảo hoạt động tốt . 6 . Tính chọn khớp nối . * Khớp nối trục ra của động cơ vàhộp giảm tốc .Thiết kế băng cao su ngang Trang 10η.) (365)(222nvQGGDqdtt+=)/(0225,091,0.9655,1).1525,8.(365)(2222mmKGGDqdtt=+=dmkdtbMM .2)(minmaxψψ+=).(96,3.10.0396,0.10.55,966mKGmmKNnNMdm===).(742,596,3.2)1,18,1(mKGMkdtb=+=).(31,10976.41,12.24,0.968,158 2.mmKGiDwMot===η)(22,0432,4.375965.38385,0stkd== [...]... 15968,75 (h) Thời gian làm việc thực tế của ổ : h = CĐ%.T = 18000 (h) Suy ra : C = 84995 ( 71,65 18000 )0,3 =5545014 (N) Theo bảng 15P,[ III ] ta chọn ổ bi đỡ lòng cầu hai dãy cỡ nhẹ có các thông số sau : Ký hiệu d D B L C 1206 30 62 16 31 15000 Thiết kế băng cao su ngang Trang 14 D2 41 GVHD : Nguyễn Văn Hùng Thiết kế băng cao su ngang SVTH : Nguyễn Hồng Phúc Trang 15 ... tang Ta có : ∑ Y = 0 ⇒ Wo = Rc + RD(1) ∑ MA = 0 ⇒ RC /2 170 + RD /2 670 – RB 800 = 0 (2) Từ (1) và (2) suy ra : RA = 167,96 RB =213,77 Trong đó : W o = S max + S min =407,185( KG ) Wo : Lực võng trên tang Vậy Rc = RD =203,5925 (KG) *à mômen tại C:Mc=170.167,964=28553,88(KG) Thiết kế băng cao su ngang Trang 12 GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng Phúc Mơmen uốn tại D:Md=130.213,77=27790,1(KG)... tại then dt = 40 mm - Ở tiết diện 3 – 3 : d ≥3 1134,5 = ,1 13 0,1 5 Chọn d4-4 = 30 mm Chọn đường kính tại các gối đỡ trục bằng 30 mm σu = Mu Wu * Kiểm tra bền - Ứng su t uốn : Trong đó : Mu =8499,5 (KG.mm) Thiết kế băng cao su ngang Trang 13 GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng Phúc 8499,5 = 3,148 ( Kg / mm 2 ) 2700 3 Wu = 0,1 D = 0,1 (30)3 =2700(mm3) Chọn vật liệu chế tạo trục tang là... Tính chọn phanh Momen phanh cần thiết trên trục truyền động của băng: MT =η t [q.H-CT(W0-qH)]D0/2 Trong đó: + η t =0,92 :hiệu su t của tang truyền độngη t + CT =0,55: hệ số giảm nhỏ có thể lực cản của băng + q =17,1 kg/m : khối lượng hàng trên một đơn vò chiều dài + H =2,5 : chiều cao nâng hàng + D0= 0,4m : đường kính tang truyền động + W0=158,968 kg: lực kéo của băng MT = 0,92{2,5.17,1 - 0,55.(166,815-17,1.2,5)}0,4/2=4,787kg... =2,5 : chiều cao nâng hàng + D0= 0,4m : đường kính tang truyền động + W0=158,968 kg: lực kéo của băng MT = 0,92{2,5.17,1 - 0,55.(166,815-17,1.2,5)}0,4/2=4,787kg Momen phanh trên trục phanh: Thiết kế băng cao su ngang Trang 11 GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng Phúc M t 4,787 = = 0,294(kg.m) i 16,3 Dựa vào bảng III.38{I} chọn phanh nam châm điện TKT với các thông số sau D(mm) B(mm) Mp(kg.m)... (mm) h (mm) e t t1 10 8 76 5 3,3 Sơ đồ tính ổ : Vì không có lực dọc trục nên R Z = 0 ⇒ Q = R A =84995(N) ⇒ C = Q (n h )0,3 ; Trong đó : n : số vòng quay của ổ h : thời gian làm việc thực tế của ổ Q : tải trọng tương đương Với n = nt =71,65 (vòng /phút) ; Tổng số giờ làm việc của ổ : T = A 365 24 kn kng Trong đó : A = 5 năm kn = 0,5 kng = 0,7 Suy ra : T = 5 365 24 0,5 0,7 = 15968,75 (h) . 2 . Các thông số kỹ thuật của băng cao su . Băng cao su nghiêng có các thông số sau :- Hàng vận chuyển : cát khô- Năng su t . thoả mãn điều kiên góc nghiêng giới hạn - Chương 2 : TÍNH TOÁN BĂNG CAO SU Tính toán băng cao su nghiêng để vận chuyển cát khô với các thông số sau