Tính toán máy vận chuyển liên tục - Chương 3 10 Chơng III - tính chính xác 1.Xác định lc căng băng : Hình 3.1 : Sơ đồ tính lực căng băng Chia dây băng thành các đoạn từ 1 7 nh hình vẽ , S 1 S 7 thứ tự là lực căng tại các điểm đó - Theo công thức : S i+1 = S i W i+ ( i+1 ) Trong đó : +) S i , S i+1 : Lực căng của dây băng tại hai thứ i và thứ (i+1) +) W i (i+1) : Lực cản tại đoạn giữa hai điểm kế tiếp nhau thứ i và thứ (i+1) - Theo công thức trong bảng trang 103 - [1] H = . . x n b q L q Trong đó : +) x q : là khối lợng trên 1 dơn vị chiều dài nhánh không tải q x =q b + q k = 5,5 + 3,83 = 9,33 (KG/m) +) : là hệ số cản chuyển động = 0,035 +) L n : chiều dài của băng theo phơng ngang L n = 22,4 (m) H = ( ) ( ) 9,33.0,035.22,4 1,33 6 5,5 m H m = < = Ta có lực căng tại các điểm xác định theo S 1 nh sau : S 1 : coi là ẩn Lực căng tại điểm 2 : ( ) ( ) 2 1 1 1 1 1 1 1,05 1 1,05 q S S S k S S S = + = + = (CT 5.23 - [1]) 15 22,4 m 6m 6 1 2 3 W 12 W 2,3 W 56 W 4,1 4 W 67 5 7 W 12 W 34 11 k q : Hệ số tăng lực căng của bộ phận kéo do lực cản tại chi tiết quay k q = 1,05 với góc ôm giũa băng và tang là 90 0 Lực căng tại điểm 3 : S 3 = S 2 + W 2,3 W 2,3 : Lực căng trên đoạn không tải : W 1,2 = q x. L 2,3 .(.cos - sin) (CT 5.20 - [1]) Trong đó : +)q x = 9,63 - khối lợng phần chuyển động của nhánh băng không tải +)L : Chiều dài của dây băng L = 23,2 m +) : Hệ số cản chuyển động = 0,04 đối với ổ lăn (Bảng 6.16 - [1]) +) : là góc nghiêng của băng = 15 0 W 1,2 = 9,63.23,2.( 0,04.cos15 0 sin15 0 ) = - 49 (KG) Vậy S 3 = S 2 + W 2,3 = 1,05S 1 49 Lực căng tại điểm 4 : S 4 = S 3 + S 3 (k q 1 ) (CT 5.23 - [1]) = S 3 + S 3 .(1,05 1) = 1,05S 3 = 1,05(1,05S 1 49) = 1,11S 1 51,5 Lực căng tại điểm 5 : S 5 = S 4 + S 4 (k q 1 ) (CT 5.23 - [1]) = S 4 + S 4 .(1,07 1) = 1,07S 4 = 1,07.(1,11S 1 49) = 1,19S 1 52 k q = 1,07 với góc ôm của dây băng vào tang là 180 0 Lực căng tại điểm 6 : S 6 = S 5 + W 5,6 Trong đó : * W V : Lực cản tại vị trí vào tải để truyền cho hàng có tốc độ của bộ phận kéo W V = 36 .vQ (CT 5.24 - [1]) Trong đó : +) Q : Năng suất tính toán Q = 120 T/h +) v : vận tốc của dây băng v = 1,25 m/s W v = 120.1, 25 4,167 36 = (KG) * W m : Lực cản do thành dẫn hớng của máng vào tải W m = 5.l = 5.1,2 = 6 (KG) (CT 5.25 - [1]) 12 W 5,6 = W m + W V = 4,167 + 6 = 10,167 (KG) Vậy : S 6 = S 5 + W 5,6 = S 5 +10,167 = 1,19S 1 52 + 10,167 = 1,19S 1 42,167 Lực căng tại điểm 7 : S 7 = S 6 + W 6,7 W 6,7 = (q + q bl ).(.L n + H) (CT 5.17 - [1]) = (26,67 + 8,2 + 5,5)(0,04.22,4 + 6) = 297 (KG) Vậy: S 7 = S 6 + W 6,7 = S 6 + 297 = 1,19S 1 42,167 + 297 = 1,19S 1 + 255 (1) Mặt khác : ta có quan hệ giữ lực căng tại điểm đầu và cuối trên dây băng theo CT ơle : S 7 = S 1 .e à = S 1 .e 0,25.3,5 = 2,4 S 1 à : Hệ số bám giữ dây băng cao su với tamg thép = 200 0 = 3,5 rad: Góc ôm của dây băng trên tang (2) Từ (1)&(2) suy ra : S 1 = 211 (KG) S 7 = 506 (KG) S 2 = 1,05.S 1 = 222 (KG) S 3 = 1,05S 1 49 = 222 49 = 173 (KG) S 4 = 1,11S 1 51,5 = 1,11.211 51,5 = 183(KG) S 5 = 1,19S 1 52 = 1,19.211 52 = 199 (KG) S 6 = 1,19S 1 42,167 = 1,19.211 42,167 = 209 (KG) Kiểm tra độ võng của dây băng : Độ võng cho phép của dây băng nhánh có tải: ( ) [ ] 2 max min 0,025 8. v l b cl cl q q q l y y l S + + = = ( ) ( ) [ ] 2 2 max min 26,67 8,2 5,5 1, 4 0,034 0,025.1, 4 0,035 8. 8.173 v l b cl q q q l y y S + + + + = = = < = = Độ võng cho phép của dây băng nhánh không tải: ( ) [ ] 2 max min . 0,025 8. k b cl cl q q l y y l S + = = ( ) ( ) [ ] 2 2 max min . 4,1 5,5 2,8 0,04 0,025.2,8 0,07 8. 8.173 k b cl q q l y y S + + = = = < = = Vậy dây băng thỏa mn yêu cầu về độ võng cho phép 13 2. biểu đồ lực căng băng theo chu vi S 1 S 7 S 4 S 5 S 2 S 3 S 6 S 1 S 2 S 3 S 4 S 5 S 6 S 7 S 1 211 222 173 183 299 209 506 211 Hình 3.2 : Biểu đồ lực căng trên băng 3. Kiểm tra các chi tiết đã chọn 3.1 / Kiểm tra dây băng - Lực căng dây băng lớn nhất S max = S 7 = 506 (KG) - Số lớp màng cốt cần thiết để chịu lực lớn nhất S 4 là : max 0 . . C S n i k B = Trong đó : +) 0 n : Hệ số dự chữ độ bền chọn theo bảng n 0 = 9 +) C k : Giới hạn bền của lớp màng cốt : k C = 55 (KG/cm) với vải bạt - 820 (Bảng 4.7 [1]) +) B : Chiều rộng dây băng tính bằng cm B = 50 cm Vậy max 0 . 506.9 1,7 4 . 55.50 C S n i k B = = = < - Số màng cốt đ chọn i = 4 > 1,7 Vậy băng đ chọn thoả mn và đảm bảo đủ bền 14 3.2/ Lực kéo cần thiết ở tang truyền động W = S V S R = S 4 S 1 = 506 211 = 295 (KG) 3.3/ Kiểm tra đờng kính tang truyền động - Đờng kính tang truyền động đợc kiểm tra theo áp lực dây băng lên tang D t à .360 t PB W (CT 6-4 - [1]) Trong đó : +) W: Lực kéo +) t p : áp lực cho phép của dây băng P t = 10000 KG/m 2 +) : Góc ôm của băng lên tang = 180 0 +) à : Hệ số ma sát giữa băng và tang à = 0,25 (Bảng 6.6 [1]) D t 360.295 0,15 0,5.10000.3,14.180.0,25 = (m) Đờng kính cần thiết nhỏ nhất là : 0,15 (m) Đờng kính tang đ chọn D = 0,5 > 0,15 m Đờng kính tang đ chọn thoả mn yêu cầu làm việc 4 . Tính công suất cần thiết của động cơ 4.1/ Hiệu suất tang truyền động 1 1 0,86 1 .(2. 1) 1 0,05(2.2,14 1) t t s k = = = + + (CT 6.13 - [1]) Trong đó : +) t : Hệ số cản của tang t = 0,05 +) k s :hệ số kể đến ảnh hởng của truyền động ma sát phụ thuộc vào góc ôm 0,25.3,14 0,25.3,14 2,718 2,14 1 2,718 1 s e k e à à = = = 4.2/ Công suất cần thiết của đông cơ Công suất trên trục truyền động của băng (kW) , N o = t vW .102 . 0 (CT 6.12 - [1]) Trong đó: +) W 0 : lực kéo ; W 0 = 259 (KG) +) v : vận tốc của dây băng; v = 1,25 (m/s) ; +) t : hiệu suất tang truyền động , t =0,9 15 N o = ( ) 259.1, 25 3,5 102.0,9 kW = Công suất trên trục động cơ N = ( ) 0 . 1,15.3,5 4,0 0,96 k N kW = = ( CT 6.15 [1]) Trong đó : +) k: hệ số dự trữ công suất chọn k = 1,15 ; +) : hiệu suất bộ truyền từ động cơ đến trục tang truyền động tra theo = 0,96 (bảng 5.1 [1] ) Tra bảng III.19.2 [1] chọn động cơ : Kiểu động cơ Công suất định mức trên trục (kW) Tốc độ quay của trục (v/p) Hiệu suất (%) Khối lợng (kg) A02 42 6 4,0 955 83 65 C b d t 1 3 2 2 4 1 45 2C B h H BB L C l L d 2C Hình 3.3 Động cơ điện Kích thớc động cơ điện : L(mm) B 1 (mm) B 4 (mm) B 5 (mm) H(mm) 576 318 232 165 361 Kích thớc lắp :(mm) L 3 l b 2C 2C 2 d d 4 h t 1 108 80 12 254 210 38 14 160 41,5 16 4.3/ Tỷ số truyền cầ thiết : * Tốc độ quay của tang truyền động tính theo công thức 6.16-[1] : n t = 60. . t v D = ( ) 60.1,25 47,77 / 3,14.0,5 v p = * Tỷ số truyền cân thiết của bộ truyền : i t = nt nd = ( ) 850 18 / 47,77 v p = 5. Thành lập sơ đồ truyền động và tính toán bộ truyền 5.1 Sơ đồ truyền động 1: Động cơ 2 : Bánh đai 3 : Tang truyền động 4 : Cặp bánh răng hở Hình 3.4 Sơ đồ động học hệ truyền động 5.2 Tính toán bộ truyền động *) Phân phối tỷ số truyền Tỷ số truyền tổng : i t = i br . i d Trong đó : +) i d là tỷ số truyền của bộ truyền đai. Chọn i d = 4 +) i br là tỷ số truyền của cặp bánh răng ăn khớp i br = i t /i d = 18/4 = 4,5 *) Xác định thông số trên các trục brt : hiu sut ca bánh răng thẳng chn : 0,98 brt = ol : hiu sut ca lăn chn : 0,995 ol = +) Trục 1 : . Công suất : ( ) 1 . . 4,0.0,96.0,995 3,9 dc d ol P P kW = = = . Tốc độ : ( ) 1 / 955/ 4 212,5 / dc d n n i v p = = = . Mô men : ( ) 6 6 1 1 1 9,55.10 . / 9,55.10 .3,9 / 212,5 175270 T P n Nmm = = = +) Trục 2 : 17 . Công suất : ( ) 2 1 . . 3,9.0,96.0,995 3,7 d ol P P kW = = = . Tốc độ : ( ) 1 1 / 212,5 / 4,5 47,2 / br n n i v p = = = . Mô men : ( ) 6 6 2 2 2 9,55.10 . / 9,55.10 .3,7 / 47, 2 728890 T P n Nmm = = = a/ Tính toán bộ truyền đai : Chọn loại đai thang thờng có kí hiệu A Kớch th c ti t di n(mm) Lo i ai Kớ hi u t b b h 0 y Di n tớch ti t di n A ( 2 mm ) k bỏnh ai nh Chi u di gi i h n(mm) A 11 13 8 2,8 81 100- 200 560-4000 +) Đờng kính bánh đai nhỏ : d 1 = 100 (mm) theo tiêu chuẩn +) Vận tốc đai : ( ) 1 4 4 . . 3,14.100.955 4,5 / 6.10 6.10 dc d n v m s = = = +) Đờng kính bánh đai lớn : ( ) 2 1 . .(1 ) 4.100.(1 0,01) 396 d d i d mm = = = Trong đó : hệ số trựơt 0,01 = chọn theo tiêu chuẩn d 2 = 400(mm) +) Tỉ số truyền thực tế : i t = 2 1 400 4,04 .(1 ) 100.(1 0,01) d d = = +) Sai số tỉ số truyền 4,04 4 .100% .100% 1% 4 t i i i i = = = thoả mn điều kiện +) Chọn sơ bộ tỷ số a/d 2 = 1,2 Vậy khoảng cách trục là : a = 1,2 d 2 = 1,2 . 400 = 480(mm) +) Chiều dài đai : ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 1 2 1 2 2 2 2 4 3,14 100 400 400 100 2.400 1641 2 4.400 d d d d l a a mm p + - = + + + - = + + = (CT 4.14 [2] ) Theo tiêu chuẩn chọn : l = 1800 (mm) Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ i = v/l = 4,5/1,8 = 2,5 s -1 1 max 10 = si 18 +) Tính lại khoảng cách trục : ( ) 2 2 2 2 8 1015 1015 8.150 650 4 4 a mm l l+ - D + - = = = Trong ó: ( ) ( ) 1 2 3,14 100 400 1800 1015 2 2 d d l p l + + = - = - = ( ) ( ) 2 1 400 100 150 2 2 d d- - D = = = +) Góc ôm trên bánh đai nhỏ : 0 0 2 1 1 min 180 57 145 120 d d tm a = = = +) Xác định số dây đai : [ ] 0 1 . . . . . d u z N k Z P C C C C (CT 4.16 [2] ) Trong đó : . K đ = 1,1 hệ số tải trọng động (bảng 4.7 [2] ) . C : hệ số kể đến ảnh hởng của góc ôm Với 1 = 145 0 C = 0,88 (bảng 4.15 [2] ) . C 1 hệ số kể để ảnh hởng của chiều dài đai 1 0 1800 1, 05 1,08 1700 l C l = = = . C u : hệ số kể đến ảnh hởng của tỉ số truyền C u = 1,14 . C z : hệ số kể đến ảnh hởng của sự phan bố không đều tải trọng cho các dây đai 0,9 Z C = 4,1.1,1 4,7 0,89.0,88.1, 08.1,14.0,9 Z = Vậy chọn số dây đai là Z = 5 +) Kết cấu bánh đai : Theo bảng 4.21 [2] ta có kích thớc bánh đai Hình 3.5 : các kích thớc của đai Kí hiệu H h 0 t e A 12,5 3,3 15 10 bt b 1 t h 0 d d a H e B [...]... [F1]max = 0,8.ch = 0,8.290 = 232 ( MPa ) [F2]max = 0,8.ch = 0,8.270 = 216 ( MPa ) - Xác định sơ bộ khoảng cách trục : a = ka.(ibr + 1) 3 M 1 K H [ H ]2 ibr ba ( CT-6.15a [2]) 21 Chọn sơ bộ : +) ba = 0 ,3 +) bđ = 0,5.ba( i + 1 ) +) Với răng thẳng ka = 49,5 ; kH = 1,07 +) [H] = [H]2 = 37 3 ( MPa ) +) M1 = 39 930 3 ( N.mm ) a = 49,5.(6 + 1) 3 39 930 3.1,07 = 37 0 mm 37 3 2.6.0 ,3 - Xác định các thông số ăn khớp... max B = M max 3 = 1,5 0 + 0,75. 737 5002 = 6 138 69, 4 ( Nmm ) *) Đờng kính trục tại các mặt cắt đ xét : Đờng kính trục tính theo công thức : d 3 M max 0,1[ ] (CT 10.117 [2]) [] - ứng suất cho phép = 66,7 N/mm2 +)Tại mặt cắt 1 : d1 3 1 438 947 = 60 ( mm ) 0,1.66,7 +)Tại mặt cắt 2 : d2 3 1661008 = 63 ( mm ) 0,1.66,7 +)Tại mặt cắt B &3: db = d3 3 638 694 = 46 ( mm ) 0,1.66,7 28 Từ kết quả tính toán trên v... (mm) (mm) (mm) 700107 35 62 r R C Co (mm) (KN) (KN) 0.5 7.74 5.79 9 D d Hình 3. 12 ổ bi đỡ một d y 8.5 Tính trục bộ truyền hở : a)Chọn vật liệu Thép 45 có giới hạn b = 600 MPa -1 = 0, 436 b = 0, 436 .600 = 261,6 (N / mm2 ) -1 -1 = 0,58 .-1 = 0,58.261,6 = 151,7 ( N/ mm2 ) [] - ứng suất cho phép = 66,7 N/mm2 b )Tính sơ bộ: *) Sơ đồ tính : - Lực tác dụng lên tang bao gồm : +)Lục vòng : Ft = 230 6 N +) Lực hớng tâm... L: tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay L = 60nLh /10 (triệu vòng) n : tốc độ quay của ổ n = 60v 60.1, 25 = = 47,7 ( v / p ) Dt 0,5 chọn Lh = 12.1 03 (h) L = 60nLh /106 = 60.47, 7.12.1 03 /10h 63 = 34 ,34 4 Suy ra : Cd = Q m L = 4, 83 3 34 ,34 4 = 15, 7 ( kN ) < C = 23, 8 ( kN ) tm *) Khả năng tải tĩnh : Qt l giá trị lớn hơn trong hai giá trị sau : Qt = X 0 Fr + Y0 Fa = 0,5 .37 16 + 0, 22 cot g 7, 03. 0 = 1858... kđ 1- 0, 03. i = 1- 0, 03. 4 = 0,88 l hệ số l m việc không đều của các lớp m ng cốt trong dây băng ( CT- 6.25 [1] ) 26 Thay số ta đợc ik = 1,5.7 83, 7 = 0,81 < 4 55.40.0,75.0,88 Nh vậy dây băng đ chọn đảm bảo điều kiện l m việc ở chế độ khởi động 8 Tính chọn các chi tiết khác 8.1/ Tính trục tang chủ động a)Chọn vật liệu Thép 45 có giới hạn b = 600 MPa -1 = 0, 436 b = 0, 436 .600 = 261,6 (N / mm2 ) -1 -1 =... Nên ta không chọn thiết bị h m 8.7 Tính toán thiết bị căng băng Lực căng trên vít căng băng : Sc=S4 + S5 = 199 + 1 83 =38 2 (kG) = 0 ,36 33( T) Dựa v o lực căng trên vít căng băng tra bảng chọn vít căng băng kí hiệu 402 0-4 0 -3 2 có lực kéo lớn nhất ở tang căng băng l 0,4T Hình 3. 15 Thiết bị căng băng 40 Dt A A1 A2 A3 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 400 200 220 690 770 230 Loại Kí hiệu Lực kéo Chiều rộng băng... n = 60v 60.1, 25 = = 47,7 ( v / p ) Dt 0,5 chọn Lh = 12.1 03 (h) L = 60nLh /106 = 60.47, 7.12.1 03 /10h 63 = 34 ,34 4 Suy ra : Cd = Q m L = 4, 83 3 34 ,34 4 = 15,7 ( kN ) < C = 17 ( kN ) tm *) Khả năng tải tĩnh : Qt l giá trị lớn hơn trong hai giá trị sau : Qt = X 0 Fr + Y0 Fa = 0,5 .37 16 + 0, 22 cot g 7, 03. 0 = 1858 ( N ) = 1,858 ( kN ) Qt = Fr = 37 16 ( N ) Trong đó : X 0 = 0,5 l hệ số tải trọng hớng tâm... 1,14 KF : hệ số tính đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp với răng thẳng KF = 1 KFV : hệ số kể đến tải trọng xuất hiện không cùng ăn khớp khi tính toán về uốn KFV = 1 + Với F = F.G0.v F b d1 2.M 1 K F K F a i Chọn F = 0,016 ; g0 = 82 24 F = 0.016.82.0,65 KFV = 1 + 38 0 = 6,7 6 6.114.110 = 1,1 2 .39 930 3.1,1.1 Do đó : KF = 1,14.1.1,1 = 1 ,3 F1 = 2 .39 930 3.1 ,3. 0,6.1.4,08... +70 = 450 Mpa 0Flim1 = 1,8.190 = 34 2 Mpa 0Flim2 = 1,8.170 = 32 4 Mpa - Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc : NHO = 30 H2,4HB ( CT - 6.5 -[ 4]) 20 N1HO = 30 .1902,4 = 8,8.106 N2HO = 30 .1702,4 = 6,8.106 NFO = 4.106 : số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn - Số chu kỳ thay đổi về ứng suất tơng đơng : NHE = NFE = N = 60.C.n.t Trong đó : ( CT - 6.7 - [4]) +) c : l số lần ăn khớp trong... ứng suất pháp : m = 0 +)Biên độ ứng suất pháp : a = M u 9045 83 = = 42,7 ( MPa ) W 21195 d3 3, 14.6 03 +) W - mômen cản uốn W = = = 21195 ( mm3 ) 32 32 +) :Hệ số kể đến ảnh hởng của trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi với b = 600 ( MPa ) có : = 0,05 +) 1 (Bảng 10.7 [2]) : giới hạn mỏi uốn ứng với chu kì đối xứng: -1 = 0, 436 b = 0, 436 .600 = 261,6 (N / mm2 ) +) Kd = ( K / + K X 1) / KY KY . Tính toán máy vận chuyển liên tục - Chương 3 10 Chơng III - tính chính xác 1.Xác định lc căng băng : Hình 3. 1 : Sơ đồ tính lực căng băng Chia dây băng. 0 ,3 +) bđ = 0,5. ba ( i + 1 ) +) Với răng thẳng k a = 49,5 ; k H = 1,07 +) [ H ] = [ H ] 2 = 37 3 ( MPa ) +) M 1 = 39 930 3 ( N.mm ) a = 49,5.(6 + 1). 3 2 3, 0.6 .37 3 07,1 .39 930 3 . căng tại điểm 3 : S 3 = S 2 + W 2 ,3 W 2 ,3 : Lực căng trên đoạn không tải : W 1,2 = q x. L 2 ,3 .(.cos - sin) (CT 5.20 - [1]) Trong đó : +)q x = 9, 63 - khối lợng phần chuyển động của