Đang tải... (xem toàn văn)
Gầu tải được phân loại theo nhiều cách khác nhau. Theo phương pháp lắp đặt: guồng tải đứng, guồng tải nghiêng = 60 750. Theo bộ phận kéo: băng vải, xích công nghiệp và cáp. Theo phương pháp chất tải và dỡ tải của gầu: dỡ tải bằng lực ly tâm và dỡ tải bằng trọng lượng bản thân vật liệu, dỡ tải hỗn hợp. Với kết cấu nhỏ gọn, khả năng làm việc êm, năng suất cao những thiết bị này được dùng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt và hàng khối không chỉ trong các nhà máy xí nghiệp, các hầm mỏ mà ngoài công trường và các nới khác.
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay khoa học kỹ thuật trên thế gới và trong nước đang không ngừng phát triển, sự phát triển đó nhằm phục vụ chính những lợi ích ngày càng cao của con người. Để bắt kịp với thế gới, Đảng và nhà nước ta đã đề ra mục tiêu trong những năm tới là thực hiện “Công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước”. Muốn thực hiện được tốt điều đó thì cần quan tâm phát triển mạnh ngành công nghiệp nói chung và cơ khí chế tạo nói riêng vì cơ khí chế tạo đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị, công cụ cho mọi ngành kinh tế quốc dân, tạo điều kiện cần thiết để các ngành này phát triển mạnh hơn. Đồ án tốt nghiệp là 1 học phần đóng vai trò quan trọng trong quá trình đào tạo trở thành người kỹ sư. Quá trình làm đồ án tốt nghiệp giúp cho sinh viên tổng hợp được các kiến thức, hiểu rõ hơn, thực tế hơn với những kiến thức lý thuyết của môn học trong quá trình học tập, đồng thời nâng cao khả năng vận dụng sáng tạo những kiến thức này trong quá trình làm đồ án cũng như công tác sau này. Sau 5 năm học tập tại trường, nay em được giao đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Thiết kế hệ thống dẫn động gầu tải dùng để tải thóc, năng suất 6 tấn/h, chiều cao tải là 8 m”. Với sự cố gắng của bản thân, cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo PGS.TS Vũ Ngọc Pi và thầy Nguyễn Văn Trang cùng các thầy cô, các bạn trong khoa đến nay em đã hoàn thành đề tài. Qua đây em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Vũ Ngọc Pi , thầy Nguyễn Văn Trang cùng các thầy cô, các bạn đã giúp đỡ chỉ bảo em trong suốt thời gian qua để em có thể hoàn thành tốt đề tài được giao. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Trần Văn Cộng GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 1 SVTH: Trần Văn Cộng KS Nguyễn Văn Trang Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp PHẦN 1 GIỚI THIỆU VỀ GẦU TẢI GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 2 SVTH: Trần Văn Cộng KS Nguyễn Văn Trang Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp 1.1 Giới thiệu về hệ thống dẫn động gầu tải a. Đặc điểm chung của gầu tải: Kĩ thuật cơ khí luôn là một trong những ngành then chốt đối với sự phát triển kinh tế - xã hội trên toàn thế giới. Máy móc đã được con người phát minh, chế tạo ra từ rất sớm nhằm phục vụ cho sản xuất và sự phát triển kinh tế. Bên cạnh những máy móc truyền thống thì các thiết bị mang tính chất tự động như băng tải, gầu tải cũng được phát minh nhằm mục đích nâng cao năng suất và giảm sức lao động cho người công nhân. Với kết cấu nhỏ gọn, khả năng làm việc êm, năng suất cao những thiết bị này được dùng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt và hàng khối không chỉ trong các nhà máy xí nghiệp, các hầm mỏ mà ngoài công trường và các nới khác. 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 6 6 6 6 6 8 4 7 5 a) 5 7 4 8 b) 5 c) 7 4 8 5 8 4 7 4 5 8 d) e) Hình 1.1. Cấu tạo gầu tải a. Gầu tải dùng băng vải; b. Gầu tải dùng xích; c. Gầu tải dùng cáp Gầu tải là thiết bị vận chuyển liên tục dùng để vận chuyển vật liệu rời theo hướng thẳng đứng hoặc góc nghiêng mặt đáy lớn (hình 1.1). Gầu tải có các bộ phận chính: tang (hoặc đĩa xích, ròng rọc) dẫn động 1, băng vải (hoặc xích, cáp) 2; gầu chứa tải 3, tang (đĩa xích hoặc ròng rọc) bị động 4, cơ cấu cấp tải 5; cơ cấu dỡ tải 6, cơ cấu căng băng 7 và khung đỡ 8. GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 3 SVTH: Trần Văn Cộng KS Nguyễn Văn Trang Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp A A-A a) b) c) A Hình 1.2. Các dạng khác của cơ cấu gầu tải Khi cơ cấu dẫn động truyền chuyển động cho tang chủ động, tang chủ động quay làm cho băng có gắn gầu tải chuyển động theo. Trong chu kỳ làm việc gầu tải sẽ đến vị trí cấp tải 5, tải sẽ điền đầy gầu và được chuyển động cùng băng lên trên. Sau khi quay vòng qua tang chủ động vật liệu được đổ ra ngoài hướng theo cơ cấu dỡ tải. Gầu tải được phân loại theo nhiều cách khác nhau. Theo phương pháp lắp đặt: guồng tải đứng, guồng tải nghiêng β = 60 ÷ 75 0 . Theo bộ phận kéo: băng vải, xích công nghiệp và cáp. Theo phương pháp chất tải và dỡ tải của gầu: dỡ tải bằng lực ly tâm và dỡ tải bằng trọng lượng bản thân vật liệu, dỡ tải hỗn hợp… Hình 1.3: Một số kiểu gầu cơ bản Do tính chất của vật liệu vận chuyển ngày càng phức tạp và khác nhau nên GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 4 SVTH: Trần Văn Cộng KS Nguyễn Văn Trang Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp kết cấu gầu cũng có nhiều thay đổi tương xứng. Ngày nay gầu có kết cấu tương đối ổn định và thường được tiêu chuẩn hóa. Một số loại điển hình như gầu sâu đáy tròn, gầu nông đáy tròn, gàu sâu đáy nhọn (hình 1.3). b. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng: Ưu điểm: - Chiều cao nâng có thể đạt được H = 50÷55 m. - Năng suất vận chuyển lớn có thể đạt 500 tấn/h. - Hoạt động ổn định, độ tin cậy cao, dễ bảo dưỡng, tuổi thọ cao. - Cấu tạo đơn giản. Nhược điểm: - Kích thước và khối lượng lớn nên khó vận chuyển lắp đặt, chiếm nhiều diện tích. - Chiều cao bị hạn chế do cấu tạo động học. Phạm vi sử dụng: - Cơ cấu gầu tải dùng để vận chuyển một khối lượng nguyên vật liệu lớn ở các độ cao khác nhau theo chiều thẳng đứng hay chiều nghiêng, đổ thành đống không gây bụi. Hình 1.4 Ứng dụng gàu tải trong tải thóc - Gầu tải sử dụng để vận chuyển vật liệu dạng than cám hay vật liệu dạng khối như than, xi măng, quặng, sắt, thép, đất sét…dùng trong công nghiệp. Ngoài ra gầu tải còn được sử dụng để vận chuyển các vật phẩm trong nông nghiệp như thóc, ngô…(hình 1.4) GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 5 SVTH: Trần Văn Cộng KS Nguyễn Văn Trang Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Gầu tải còn ứng dụng trong vận chuyển cấp liệu cho các lò có nhiệt độ cao khi sử dụng gầu tải xích (hình 1.5) Hình 1.5 Gầu tải xích 1.2 Mục tiêu thiết kế Việc đưa các thiết bị máy móc như gầu tải vào trong lĩnh vực khai thác, vận chuyển chế biến sản xuất nhằm làm giảm sức chi phí nhân công, giá thành rẻ, làm việc ổn định, đảm bảo về yêu cầu kĩ thuật, tăng năng suất lao động và nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh. Hiện nay trên thế giới có nhiều nước có nền kinh tế công nghiệp phát triển và đang phát triển, như Liên Xô, Ba lan, Trung Quốc, Pháp, Anh, Đan mạch, Brazil, Hà Lan đã tự thiết kế và chế tạo ra thiết bị gầu tải có năng suất cao để sử dụng sản xuất hoặc xuất khẩu. Vì vậy việc thiết kế và chế tạo thiết bị gầu tải trong nước là một nhu cầu cần thiết nâng cao năng suất lao động. Gầu tải chế tạo ra phải đảm bảo các thông số đầu vào, đầu ra của thiết bị và các chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật cũng như khả năng làm việc trong thời gian nhất định. Mục tiêu thiết kế gầu tải trong đề án: Thiết kế hệ dẫn động gầu tải dùng để tải thóc. Các số liệu ban đầu như sau: - Năng suất 6 tấn/h. - Chiều cao tải 8 m. GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 6 SVTH: Trần Văn Cộng KS Nguyễn Văn Trang Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp PHẦN 2 TÍNH TOÁN GẦU TẢI GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 7 SVTH: Trần Văn Cộng KS Nguyễn Văn Trang Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp 2.1 Tính toán các thống số của gầu tải 2.1.1 Bộ phận kéo Gồm 2 loại: Cơ cấu kéo dùng băng và dùng xích. Gầu tải băng: cơ cấu kéo là băng, loại này dùng để vận chuyển các loại vật liệu nhẹ và vận tốc có thể đạt tơi 3,5 m/s. - Băng: Băng kéo được làm là băng vải cao su có số lớp i ≥4 nối 2 đầu bằng đinh tán hoặc gấp chìm. Chiều rộng được chọn phụ thuộc vào loại băng. - Ưu điểm: vận tốc vận chuyển cao, chuyển động mê, có khả năng chống quá tải bằng hiện tượng trượt tương đối với tang dẫn. - Nhược điểm: do băng kéo được làm bằng cao su nên không thể làm việc được trong điều kiện nhiệt độ cao. Hình 2.1 cấu tạo băng tải cao su 1.lớp cao su; 2.lớp vải bó hoặc lõi thép; 3.lớp vải bọc Gầu tải xích: Cơ cấu kéo là xích, loại này dùng để vận chuyển các vật liệu thô năng, vận tốc chuyển động của xích không quá 1,25 m/s GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 8 SVTH: Trần Văn Cộng KS Nguyễn Văn Trang 1 , 5 - 5 a) 1 2 1 , 5 - 2 1 2 3 b) Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp -Ưu điểm: Trong trường hợp điều kiện làm việc chịu tải trọng lớn thì ta dùng xích vì nó có đặc điểm lực kéo lớn, ít bị mài mòn, khả năng chiệu nhiệt tốt, có thể làm việc trong điều kiên môi trường nhiệt độ cao, thường dùng trong việc tải quạng sắt và cấp phôi liệu trong nhà máy cán hay lò phôi đúc nhiệt độ cao. - Nhược điểm: làm việc ồn, hệ thống công kềnh, vận tốc chậm, không thích hợp khi làm với vận tốc lớn. Hình 2.2 xích tải Căn cứ vào vật liệu yêu cầu vận chuyển là thóc thì ta chọn cơ gầu tải băng với số lớp vải cao su là 4. Chiều rộng băng đuợc chọn phụ thuộc loại băng. Dựa vào bảng 5.9 [1] ta chọn được chiều rộng băng B ≤ 300 mm. 2.1.2 Gầu Gầu thường được chế tạo từ thép tấm có chiều dày S=2÷4mm theo phương pháp hàn, tán đinh hoặc có thể đúc từ thép, gang. Nếu dùng trong công nghiệp thực phẩm thì gầu có thể được chế tạo bằng nhựa, thép không rỉ. Gầu được kẹp chặt với băng bằng bu lông. Gầu gồm có nhiều loại: gầu đáy tròn sâu, gầu đáy tròn nông và gầu đáy nhọn. GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 9 SVTH: Trần Văn Cộng KS Nguyễn Văn Trang Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Hình 2.3 Cấu tạo gầu a. Gầu tải băng tròn đáy nông ; b. Gầu tải băng tròn đáy sâu; c. Gầu tải băng đáy nhọn; d. Gầu tải xích đáy nhọn; e. Gầu tải xích đáy nhọn. Căn cứ vào đặc tính của vật liệu vận chuyển đầu bài cho là thóc và theo bảng 5.14 [1] ta chọn loại gầu tải là gầu tải băng vận tốc cao, gầu sâu đáy tròn gắn cố định. Thống số được tra theo bảng 5.10 [1]. Các loại loại gầu đáy tròn được gắn lên bộ phận kéo cách nhau một khoảng a = ( 2,5 ÷ 3).h (2.1) Trong đó: h là chiều cao gầu → a = (2,5 ÷ 3).110 = 275 ÷ 330 mm. Chọn a = 300 mm Bảng 2.1: Kích thước gàu tải Kích thước (mm) Dung tích B A h R Sâu, đáy tròn 160 105 110 35 0,6 GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 10 SVTH: Trần Văn Cộng KS Nguyễn Văn Trang 4 5 ° 5 5 ° 5 0 ° 6 5 ° 4 5 ° 5 0 ° c) a) A A L B e) A-A B d) b) B B B [...]... 71 18, 96( N mm) 721,05 M men xoắn trên trục III: TIII = 9,55.1 06 0,5 = 544 46, 98( N mm) 87 ,7 M men xoắn trên trục động cơ: Tdc = 9,55.1 06 => Ki m nghi m ∆n = 0, 562 7 = 3922, 47( N mm) 1370 ( 544 46, 98 − 53590 ) 100 = 1,57 < 3% 544 46, 98 Vậy hộp gi m đã chọn đạt yêu cầu Bảng 3.2 Thống số công suất, tỷ số truyền và m men xoắn trên các trục Thông số Trục Tỷ số truyền Động cơ 1,9 Tốc độ quay Công suất M men xoắn... ki m nghi m các thông số của gầu Năng suất l m việc 6tấn/h, vận tố 2,3 1m/ s , dung tích gầu 0 ,6 ( dm3 ) Hệ số điền đầy gầu k=0 ,6 0 ,8 chọn k=0 ,6 theo [1] Ta có bước gầu T = 3, 6 q.v.γ k 0, 6. 10−3.2,31.0, 6. 103.0, 6 = 3, 6 = 0,3 (m) Q 6 GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 12 KS Nguyễn Văn Trang SVTH: Trần Văn Cộng Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Số lượng gầu dùng cho cả hệ thống n = 2 H 2 .8 =... gi m tốc bánh răng trụ 2 cấp dạng đồng trục [2] Nhận xét Dựa vào cơ cấu gầu tải theo yêu cầu thiết kế với phương vận chuyển là phương thẳng đứng, chiều cao 8m, năng suất cần đạt Q = 6 tấn/h, công suất gầu P = 0,4 98 kw, tốc độ quay của tang dẫn n = 88 , 28 vòng/phút và m men xoắn tác dụng lên gầu tải Tg = 53,59 N .m Kết hợp với quá trình phân tích 1 số hộp gi m tốc điển hình trên ta thấy cơ cấu gầu tải. .. tải: M men xoắn tác dụng lên gầu tải Tg (N.mm) xác định theo công thức: Tg = 9,55.1 06 Trong đó : Pct nct (2.21) Pct là công suất cần thiết trên trục tang dẫn, Pct = 0,4 98 (kw) nct : là số vòng quay trên trục đẩu ra, nct = 88 , 28 (v/ph) Thay số vào (2.21) ta được: Tg = 9,55.1 06 0,4 98 = 0,5359.105 (N.mm) 88 , 28 Tg = 53,59 (N .m) Vậy m men xoắn trên gầu tải là: Tg = 0,5359.105 (N.mm) GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi... bd PLV = 1,4.0,4 98 = 0 ,69 7(kW) dc Vậy P dc ≥ P bd thỏa m n điều kiện m m y mm 3.3.2 Ki m nghi m điều kiện quá tải cho động cơ P P.Kb® Plv t Hình 3.4 Sơ đồ tải trọng l m việc Kbd=1,4 - Với sơ đồ tải không đổi, quay m t chiều thì không cần ki m tra quá tải cho động cơ vì trong quá trình l m việc tải không lớn hơn được công suất cho phép ⇒ Như vậy động cơ 4A71B4Y3 thỏa m n điều kiện l m việc yều cầu 3.4... băng tải; v = 2,31 (m/ s) D - đường kính tang dẫn; D = 500 (mm) 60 .103.3,5 = 88 , 28 (vòng/phút) ⇨n= π 63 0 2.1 .6 Công suất trên trục động cơ dẫn động tang dẫn Theo [9] ta có: P= kt Ft v 1000.η (2 .6) Trong đó: Kt- hệ số tính toán, thường chọn k =1,1÷1,2 chọn kt=1,1 Ft - lực vòng trên tang dẫn v - là vận tốc cần thiết của gầu tải η - là hiệu suất gầu tải η = 0,7 Áp dụng công thức tính lực vòng trên tang dẫn. .. của gầu Các loại gầu đáy nhọn được lắp nối tiếp lên bộ phận kéo Cách bắt gầu vào bộ phận kéo: bắt m t sau của gầu vào băng Khi bắt gầu phải dập l m phần kim loại xung quanh lỗ bắt vít để khi ghép gầu với băng, m t băng và đầu bu lông n m trên m t m t phẳng, nhờ vậy băng sẽ khít với tang 2.1.3 chọn vật liệu l m gầu Do vật liệu vận chuyển là thóc khô khi gầu l m việc sẽ gây ra ma sát l m mài m n gầu, ... - năng suất yêu cầu (tấn/h) i - thể tích của m t gầu (m3 ) a - bước gầu trên băng ( m) ρ - khối lượng riêng của vật liệu tấn /m3 Với vật liệu thóc độ m 14% có ρ = 0 ,6 tấn /m3 ϕ hệ số điền đầy Với vật liệu dạng hạt ϕ = 0 ,6 ÷ 0 ,8 Chọn ϕ = 0 ,6 → v= Q.a 6. 300 = = 2,31 (m/ s) 3 ,6. 103.i.φ ρ 3 ,6. 103.0 ,6. 0 ,6. 0 ,6 Theo bảng 5.12 [1] đối với vật liệu hạt và tải là băng thì chọn v = 1,5 ÷ 4 (m/ s) → chọn v =2,31 m/ s... tại đi m vào tang dẫn, + Với băng tải Sv không kể đến tải trọng động và được tính Sv =Sd + (q0 + qvl ).H (2 .8) Với: H - Chiều cao nâng m y gầu, theo đầu bài có H= 8 (m) q0 - Trọng lượng của m t m t bộ phận kéo qvl – Là trọng lượng của 1 m t vật liệu vận chuyển, N /m Tra bảng 6 và bảng 7 [1] khối lượng 1 m t chiều dài băng = 4 kg Khối lượng gầu trên m t m t chiều dài = 5, 4 kg (khối lượng gầu = 1 ,8 kg)... sơ bộ của hệ thống xác định u sb = n db 1450 = = 16, 43 n ct 88 , 28 Số vòng quay của trục công tác là: n CT =88 , 28 ( vòng/phút ) M hộp gi m tốc khai triển 2 cấp có tỷ số truyền nên dùng und (8 40) ⇒ Số vòng quay đồng bộ của động cơ trong khoảng : ndb = nct.und = 88 , 28 (8 40)=(7 06, 24÷3531,2) Vậy ta chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ : n db= 1500v/ph (Vì usb= 16, 43 ∈ und (8 40)) 3.2.4 Chọn động cơ thực