TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY _______________ ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2005. 1  GVHD : T.S NGUYỄN THANH NAM  SVTH :  NGUYỄN DUY QUANG (MSSV: 60202084)  KỐNG HIỆN PHÚ (MSSV: 20201937) T hực tiễn nền sản xuất công nghiệp nước ta chủ yếu là vừa và nhỏ, thiết kế chưa đóng vai trò quan trọng, nhưng với xu thế phát triển hiện nay của nền kinh tế khu vực và trên thế giới, ngày càng đòi hỏi sự hội nhập giao lưu hợp tác giữa các nước. Vai trò của thiết kế đã tìm được chỗ đứng quan trọng trong nền sản xuất công nghiệp hoá hiện đại hoá. Đồ án Thiết kế Hệ thống Truyền động Cơ khí là môn học nhằm giúp cho sinh viên, những chủ nhân tương lai của đất nước, có những kiến thức cơ bản trong việc nắm bắt các giải pháp thiết kế tối ưu nhất. Đồ án “Thiết kế hệ thống băng tải cát” nhằm giúp cho sinh viên hiểu rõ hơn về những gì mình học và phát huy khả năng làm việc theo nhóm. Trong quá trình hoàn thành bài tập, chúng em đã được sự hướng dẫn tận tình của Thầy Nguyễn Thanh Nam. Nhóm chúng em đã cố gắng hết mình nhưng cũng không tránh được những thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý và chỉ bảo thêm của Thầy. Chúng em xin chân thành cám ơn ! Nhóm thực hiện. Nguyễn Duy Quang Kống hiện phú. Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2005. 2 PHẦN I: PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CHƯƠNG I : PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 1. Mơ tả nhóm thiết kế : • Kống Hiện Phú : Người kết thúc cơng việc • Nguyễn Duy Quang : Người khám phá 2. Phát biểu bài tốn thiết : • Đối tượng : Thiết kế hệ thống băng tải cát sử dụng trong vận chuyển hàng cát ở những khoảng cách xa. Hệ thống có thể làm việc trong điều kiện độc hại đối với con người… • u cầu khách hàng : a. Khách hàng là người sử dụng muốn hệ thống băng tải phải có tuổi thọ cao, giá thành hợp lí, dễ bảo trì… b. Đối với khách hàng là nhà sản xuất, muốn hệ thống phải dễ chế tạo, giảm thiểu phế liệu, tận dụng được nguồn nhân lực, vật liệu của cơng ty… c. Đối với người giới thiệu sản phẩm (marketing), muốn hệ thống phải thoả mãn u cầu người sủ dụng, đáp ứng được u cầu của các doanh nghiệp… CHƯƠNG II: LẬP KẾ HOẠCH THƯC HIỆN 1. Nhiệm vụ 1 : Phân tích nhiệm vụ, lập kế hoạch thực hiện, xác định các u cầu kỹ thuật. a. Cơng việc hiểu rõ nhiệm vụ, lập kế hoạch thực hiện và đưa ra các u cầu kỹ thuật b. Nhân lực: nhóm. 3 c. Thời gian: tuần 1. 2. Nhiêm vụ 2 : Tham khảo thiết kế liên quan, đưa ra phương án thiết kế. a. Công việc : Tìm tài kiệu từ Internet, sách vở và các tài liệu liên quan đến băng tải cát. Từ đó đưa ra các ý tưởng mới b. Nhân lực : nhóm. c. Thời gian : tuần 2. 3. Nhiệm vụ 3: Phân tích lựa chọn phương pháp thiết kế. a. Công việc : Xem xét ưu nhược điểm của các phương án từ đó chọn ra 2 phương án. b. Nhân lực : nhóm. c. Thời gian : tuần 3. 4. Nhiệm vụ 4 : Tính toán chọn động cơ phân phối tỷ số truyền. a. Công việc : Tính tổng lực kéo, công suất làm việc của động cơ, công suất cần thiết của động cơ, từ đố chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền. b. Nhân lực : nhóm. c. Thời gian : tuần 4. 5. Nhiệm vụ 5 : Tính toán thiết kế chi tiết các bộ truyền a. Công việc : Thiết kế bộ truyền đai, hộp giảm tốc bánh răng, thiết kế trục khớp nối. b. Nhân lực : nhóm. c. Thời gian : tuần 5 và 6. 6. Nhiệm vụ 6 : Thiết kế kết cấu a. Công việc : Vẽ phát kết cấu. b. Nhân lực: nhóm. 4 c. Thời gian : Tuần 7, 8 và 9. 7. Nhiệm vụ 7 : Vẽ bản vẽ lắp cụm chi tiết, bản vẽ chi tiết, thuyết minh a. Công việc : Hoàn thành bản vẽ và thuyết minh. b. Nhân lực : nhóm. c. Thời gian : tuần 10, 11, 12 và 13. 8. Nhiệm vụ 8 : Bảo vệ đồ án. a. Công việc: Bảo vệ đồ án của nhóm. b. Nhân lực : nhóm c. Thời gian : tuần 14 và 15. Tuần 1 2 3 4 5,6 7,8,9 10,11,12,13 14,15 Nhân lực Phân tích nhiệm vụ, lập kế hoạch, xác định các yêu cầu kỹ thuật Nhóm Tham khảo các thiết kế liên quan, đưa ra các phương án thiết kế Nhóm Chọn phương án thiết kế Nhóm Tính toán chọn động cơ phân phối tỷ số truyền Nhóm Tính toán thiết kế chi tiết các bộ truyền Nhóm Thiết kế kết cấu Nhóm Bản vẽ lắp cụm chi tiết, bản vẽ chi tiết, thuyết minh Nhóm Bảo vệ Nhóm CHƯƠNG III: XÁC ĐỊNH CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT 1. Xác định yêu cầu khách hàng 5 • Bước 1 : Xác định khách hàng a. Các xí nghiệp sản xuất xi-măng. b. Các công trường xây dựng • Bước 2 : Xác định các yêu cầu của khách hàng  Kết cấu bền vững, ít rung động ít ồn.  Dễ vận hành.  Dễ bảo trì.  Tuổi thọ cao.  Kết cấu phù hợp không gian nhà xưởng.  Giá thành vừa phải.  Năng suất làm việc cao. • Bước 3 : Xác định tính quan trọng của các mối liên quan a. Phù hợp không gian nhà xưởng, bến cảng. b. Vật liệu chịu mài mòn cao, chịu độ ẩm, nhiệt độ cao. c. Chạy bằng động cơ điện. d. Năng suất làm việc cao. e. Giá thành vừa phải. f. Tuổi thọ cao. • Bước 4 : Xác định và dánh giá mức độ cạnh tranh a. Thiết kế hoàn toàn thoả mãn nhu cầu:  Truyền tải được khối lượng hàng hoá.  Phù hợp với không gian nhà xưởng, bến cảng.  Chạy bằng động cơ điện. b. Thiết kế hầu như thoả mãn nhu cầu:  Vận tốc truyền tải V=1,5m/s. 6 c. Thiết kế thoả mãn nhu cầu về mặt nào đó.  Làm việc trong điều kiện chịu mài mòn, chịu độ ẩm chịu nhiệt độ cao.  Không gây ồn. d. Thoả mãn chút ít nhu cầu.  Năng suất  Tiện lợi e. Thiết kế hoàn toàn không thoả mãn nhu cầu.  Giá thành vừa phải.  Kiểu dáng đẹp • Bước 5 : Đưa ra các yêu cầu kỹ thuật a. Năng suất băng tải Q(tấn/giờ). b. Chiều dài băng L(m) c. Góc nghiêng băng β(độ). d. Chiều rộng băng tải B(m). e. Đường kính con lăn d(mm). f. Đường kính tang dẫn D(mm). g. Vận tốc băng v(m/s). • Bước 6 : Các mối liên hệ giữa yêu cầu khách hàng với yêu cầu kỹ thuật. 2. Bảng QFD 7 Công suất động cơ Chiều dài băng Góc nghiêng băng Chiều rộng băng Đường kính con lăn Đường kính tang dẫn Vận tốc băng Số con lăn Giá thành sản xuất Mức độ yêu cầu Các loại băng hiện có Chỉ tiêu thiết kế Tỉ lệ cỉa tiến Hệ số giá trò Hệ số cải tiến Hệ số cải tiến tương đối Năng suất tải 9 3 3 5 5 5 2 1,5 7,5 0,16 Dễ bảo trì, sửa chữa 3 3 3 3 3 4 3 4 1,3 1 5,3 0,12 Tuổi thọ cao 3 1 4 4 4 1 1 4 0,8 Giá thành 3 1 1 1 1 1 9 5 4 5 1,3 1,5 0,3 0,2 Đảm bảo an toàn 9 4 5 5 1 1 5 0,12 Ít ồn 1 3 3 4 3 3 1 1 3 0,06 Kết cấu băng 9 9 9 9 9 9 5 4 5 1,3 1 6,3 0,13 Dễ vận hành 1 3 5 4 5 1,3 1 6,3 0,13 Hệ số quan trọng tuyệt đối 2,17 1,8 1,6 1,73 1,91 1,73 2,2 1,9 1,8 Hệ số quan trọng tương đối 0,13 0,1 0,1 0,1 0,11 0,13 0,1 0.1 0,11 Các loại băng hiện có trên thò trường 2,8 20 20 400 130 400 1,5 8000 Các giá trò mục tiêu 3 20 20 0,6 0,13 0,5 2 8000 Đơn vò KN m Độ m m m m/s $ 16,96 46,695 1,00 9 9 5: Hoàn toàn đáp ứng 4: Đáp ứng 3: Không đáp ứng 2: Không hoàn toàn đáp ứng 9: Chặt chẽ 3: Vừa phải 1: Không chặt chẽ 8 CHƯƠNG IV: ĐƯA RA Ý TƯỞNG CHO BÀI TOÁN THIẾT KẾ 1. Tham khảo các thiết kế liên quan • Băng tải vật liệu của công ty Hytrol Conveyor  Loại Conveyor  Mô hình :  Mô tả :  Băng tải kiểu Conveyor được dùng để vận hành các dây chuyền lắp ráp. đóng gói, phân loại, kiểm tra…hàng hoá.  Ưu điểm :  Dễ lắp đặt, thời gian lắp đặt ngắn, tiết kiệm thời gian và công sức. 9  Băng được làm sạch, nên nâng cao tính thẩm mỹ, tăng tuổi thọ của băng.  Nhược điểm :  kích thước nhỏ, chiều dài ngắn, nên chỉ dùng trong phạm vi sản xuất nhỏ.  Vật liệu làm băng chịu nhiệt và chống mài mòn kém,  Các lăn phải được bôi trơn một cách thường xuyên, để chống ma sát. b. Loại CRB  Μ ô hình :  Mô tả : 10 [...]... việc của băng nên có thể làm việc ở các độ cao khác nhau  Nhược điểm :  Chiều rộng băng hẹp, nên chỉ vận chuyển được những vật có kích thước nhỏ  Kết cấu phức tạp, khó tháo lắp và sửa chữa • Băng tải vật liệu của hiệp hội ACG (American Conveyor Group) 11 a Loại custom fabricated converors  Mơ hình:  Mơ tả:  Băng tải kiểu custom fabricated converors được thiết kế để mang vật nặng Băng tải sử dụng... dụng con lăn để giảm ma sát của băng tải và tăng khả năng tải cho băng Ứng dụng dùng để vận chuyển lắp ráp, kiểm tra, đóng gói…  Ưu điểm:  Băng có thể tải được những vật nặng đến rất nặng  Chiều dài làm việc lớn  Nhờ bộ phận giảm chân mà hệ thống làm việc êm, khơng ồn 12  Năng suất cao  Nhược điểm:  Kết cấu nặng khó di chuyển  Tuổi thọ khơng cao do làm việc ở tải trọng lớn b Loại Horizontal... Khả năng tải 7 Ẩ + + + Giá thành 8 N s - S Tổng điểm cộng 0 4 4 3 Tổng điểm trừ 0 0 1 1 Tổng cộng điểm 0 4 3 2 0 30 22 18 Tổng điểm theo tỉ trọng 26 PHẦN II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ SẢN PHẨM 2.1.XÁC ĐỊNH CƠNG SUẤT LÀM VIỆC Bề rộng băng: 0,6 m Khối lượng riêng của cát ẩm ρ = 1,5÷1,7 tấn /m3 Chọn ρ = 1500 kg /m3 Năng suất của băng tải là: Q= 900.B2.v ρ.tgβ Với: B là bề rộng băng β là góc nghiêng băng : β =... khả năng tải  Các chân có thể điều chỉnh được độ cao  Động cơ đặt ở giữa hệ thống c Ưu điểm:  Làm việc êm 17  Công suất truyền lớn  Làm việc được ở các độ cao khác nhau d Nhược điểm:  Băng mau hư  Giá thành cao  Kết cấu phức tạp  Khó bảo trì sửa chữa • Ý tưởng 4: a Mơ hình: b Mơ tả:  Hệ thống bố trí sao cho nơi tiếp liệu và tháo liệu đặt nằm ngang  Sử dụng đối trọng nhằm làm căng băng c Ưu... liệu băng được đặt nằm ngang  Sử dụng đai răng mặt trên có gờ nên vận chuyển tốt  Giá thành tương đối rẻ d.Nhược điểm:  Băng mau hỏng tại nơi uốn  Khó bảo trì 19 CHƯƠNG V: ĐÁNH GIÁ Ý TƯỞNG, CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ Chọn ý tưởng I làm chuẩn MA TRẬN QUYẾT ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG Ýù tưởng 1 2 C - 3 + 4 - 6 H + S + Tuổi thọ cao 7 U + S S Giá thành 9 Ẩ + + + Đảm bảo an toàn 8 N + + - Ít ồn 3 + - + Kết cấu băng. .. hình:  Mơ tả:  Băng tải kiểu Horizontal Trough Bed Belt Conveyor có các thanh ray bảo vệ Nó dễ dàng vận chuyển các container hàng hoá 13  Hệ thống có động cơ đặt ở giữa,sử dụng động cơ 1/2 HP–230/460V–3 Ph.–60 Hz  Tốc độ băng là 65 FPM  Khả năng tải lớn nhất của động cơ là 75lbs  Ưu điểm :  Bảo đảm hàng hoá không bò rơi ra khỏi băng khi di chuyển  Có thể thay đổi chiều cao đặt băng  Nhược điểm:... suất dẫn động của băng: 1 k N= (N1+ N2+ N3+ N4+ N5) Trong đó: k là hệ số kể tới trở lực của băng k = 0,8÷0,85 chọn k = 0,8 • N1 : công suất cần thiết để khắc phục trở lực của nhánh có tải N1 = 4.10-5.q1.v.L1 Chọn q1 theo bảng sau: 27 Chiều rộng băng 400 500 600 750 (mm) q1(N/m) 86 113 140 170 L1 : chiều dài nhánh có tải ⇒ N1 = 4.10-5.140.1,5.20 N1 = 0,168 (Kw) • N2 : công suất cần thiết để khắc phục... đặt băng  Nhược điểm:  Khả năng tải nhỏ (75lbs)  Giá thành cao 2 Đưa ra các ý tưởng • Ý tưởng 1: a Mơ hình: 14 b Mơ tả:  Hệ thống có con lăn làm tăng góc ôm Hai bên có thành chắn ngăn không cho cát rơi ra ngoài c Ưu điểm:  Kết cấu đơn giản  Vận chuyển được khối lượng lớn  Dễ bảo trì sửa chửa d Nhược điểm: 15  Không thể thay đổi góc nghiêng của băng  Mau mòn băng do ma sát với nhiều con lăn... vật liệu do chạy không tải lớn • Ý tưởng 2: a Mơ hình: b Mơ tả:  Hệ thống náy rất đơn giản có hai con lăn làm nhiệm vụ tăng góc ôm băng ở tang dẫn và tang tháo liệu  Sử dụng các con lăn đỡ đặt nghiêng  Hình dạng băng tạo thành máng giúp vận chuyển tốt 16 c Ưu điểm:  Đơn giản, gọn nhẹ  Dễ bảo trì sửa chữa  Giá thành thấp d Nhược điểm:  Góc nghiêng băng không thể lớn  Băng mau hỏng do mỏi  Làm... Kiểu băng truyền CRB dùng để vận hành tái chế Bộ phận chính là: dãi băng quay, cấu tạo máng sâu máng sâu để có thêå mang được thủy tinh vỡ, đồ hộp, dăm gỗ… Loại này được sử dụng rộng rãi trong vận hành tái chế  Sử dụng động cơ : 3/4 HP standard-3/4 HP to 2 HP  Có thể diều chỉnh được độ cao làm việc của băng  Ưu điểm :  Có thành chắn hai bên nên vật liệu không bò rơi khỏi băng  Có thể . khám phá 2. Phát biểu bài tốn thiết : • Đối tượng : Thiết kế hệ thống băng tải cát sử dụng trong vận chuyển hàng cát ở những khoảng cách xa. Hệ thống có thể làm việc trong điều kiện độc hại đối. hình :  Mô tả :  Băng tải kiểu custom fabricated converors được thiết kế để mang vật nặng. Băng tải sử dụng con lăn để giảm ma sát của băng tải và tăng khả năng tải cho băng. Ứng dụng dùng. đất nước, có những kiến thức cơ bản trong việc nắm bắt các giải pháp thiết kế tối ưu nhất. Đồ án Thiết kế hệ thống băng tải cát nhằm giúp cho sinh viên hiểu rõ hơn về những gì mình học và phát