Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn Hồng Ngân MỤC LỤC Tổng quan ………………………………………………………………… 1 Chương I : giới thiệu máy thiết kế 3 Chương II: tính toán các thông số cơ bản 1. yêu cầu kỹ thuật 5 2. xác đònh tỷ số nghiền 5 3. xác đònh các kích thước sơ bộ 6 4. xác đònh năng lượng nghiền 6 5. tính góc ôm 8 6. xác đònh vận tốc trục lệch tâm 10 7. xác đònh công suất 12 8. xác đònh năng suất 13 Chương III:tính toán bộ truyền 1. tính toán tỉ số truyền 14 2. xác đònh công suất và môment trên các trục 15 Chương IV: tính toán thiết kế chi tiết máy 1. thiết kế bộ truyền đai 16 2. thiết kế bộ truyền bánh răng côn 19 3. thiết kế trục 27 4. chọn ổ lăn 36 Chương V: một số mẫu máy thực tế 38 Tài liệu tham khảo 40 SVTK: LÊ VĂN HẢO 1 Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn Hồng Ngân SVTK: LÊ VĂN HẢO 2 Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn Hồng Ngân Hiện nay nước ta đang trên đà phát triển nên việc xây dựng cơ sở hạ tầng và các công trình kiến trúc, nhà ở phát triển mạnh. Trước đây việc xây dựng chủ yêu dựa trên sức người nên năng suất không cao, chất lượng cũng không đảm bảo. Trong mấy thập kỉ gần đây, nền kinh tế cũng như khoa học kỹ thuật của ta rất phát triển nên ta cũng dần dần áp dụng các loại máy tự động vào quá trinh xây dựng nhằm giảm sức lao động cho con người, tăng năng suất lao động đồng thời nâng cao chất lượng của công việc. Các máy phục vụ cho quá trình xây dựng có nhiều chủng loại, từ máy vận chuyển như các loại xe máy ủi, cần trục….máy tạo ra các nguyên liệu ban dầu như máy đập đá, máy nghiền…Các máy xây dựng trên, nhất là các máy đập đá giữ vai trò rất quan trọng trong các công trình xây dựng. Có nhiều chủng loại máy đập đá, tùy vào mục đích sử dụng mà ta chọn loại máy thích hợp. Sau đây là một số loại máy đập đá tiêu biểu:  Máy đập má: là loại máy dùng để đạo các vật liệu có kích thước, cỡ cục trung bình và lớn. Kết cấu của máy thường đơn giản, bền, dễ dàng trong việc sử dụng. Vật liệu trong máy được nghiền giữa hai má cố đònh và di động theo chu kỳ.  Máy đập nón: dùng để nghiền vật liệu có kích cỡ lớn và trung bình. Trong máy đập nón vật liệu đựơc phá vỡ giữa nón ngoài và nón trong bằng phương pháp ép nón trong lên vật liệu. Nón này hoặc sẽ lặc quanh điểm cố đònh hay dòch chuyển theo quỹ đạo tròn, thực hiện chuyển động tònh tiên. Trong những chuyển động trên của nón sẽ tạo ra những hình nón hoặc lại gần hoặc tách SVTK: LÊ VĂN HẢO 1 Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn Hồng Ngân xa nhau. Khi nón đến gần, vật liệu sẽ bò đập vỡ, khi tách xa vật liệu sẽ rơi xuống dưới.  Máy đập trục: được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, đặc biệt dùng để nghiền những loại vật liệu dính và ẩm ướt. No cũng được sử dụng để đập lần hai những vật liệu cứng như đá vôi, than, các loại quặng…Quá trình đập vật liệu trong máy đập trục được thực hiển bởi hai trục đập quay ngược chiều nhau. Vật liệu đem đập đưa vào phía trên lọt qua khe hở giữa hai trục và bò bóp nát ở đấy, sản phẩm sau khi đập tự tháo ra khỏi máy dưới tác dụng của trọng lực. Máy đập búa: có vỏ bằng thép, mặt trong lót các tấm đập làm bằng thép CT5. Để các cục vật liệu được đập mạnh hơn, người ta làm các tấm đập có gắn ở phía trên bề mặt đập. Phía dưới của vỏ có hai cửa(mỗi phía một cửa) có nắp đóng kín. Các cửa này dùng để sửa chữa máy đập và quan sát máy. Khi trục quay dưới tác dụng của lực ly tâm các búa đựơc văng ra theo chiều hướng tâm và gây nên lực đập rất lớn đập nát vật liệu. Các máy này thường dùng để đập apatit klinker… Chúng ta sẽ nghiên cứu về máy đập nón đập thô, một loại máy đập khá thông dụng hiện nay thường dùng để đập các loại đá cỡ lớn và trung bình. SVTK: LÊ VĂN HẢO 2 Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn Hồng Ngân SVTK: LÊ VĂN HẢO 3 Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn Hồng Ngân CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU MÁY THIẾT KẾ Ta thiết kế máy đập nón đập thô dùng để nghiền đá vôi ,sơ đồ động của máy như hình vẽ : Nguyên lý làm việc: Buồng nghiền trong máy nghiền nón được tạo nên bởi hai mặt nón, trong đó có một mặt nón cố đònh và nón di động. Nón di động 8 được gắn cứng với trục nón 10 ma đầu dưới của nó được lồng vào bạc lệch tâm 7 sao cho đường tâm của trục nón lệch một khoảng nào đó so với đường tâm của máy nghiền ( đường trục của chuyển động quay tròn). Trục nón được treo trên xà đỡ 11. Vì vậy những máy nghiền này còn được gọi là máy nghiền nón có trục nón công xôn. Bạc lệch tâm được dẫn động quay tròn nhờ cơ cấu dẫn động nên nón di động nhận được chuyển động lắc. Tâm lắc của máy trùng với tâm ổ treo trục nón. Khi máy nghiền nón làm việc đường tâm của trục nón di động vạch thành một mặt có đỉnh là điểm O, khi đó các đường sinh của mặt nón di động lần lượt tiến sát vào mặt cố đònh, rồi sau đó lại tách xa chúng, cứ như là mặt nón di động lăn trên mặt nón cố đònh qua lớp SVTK: LÊ VĂN HẢO 4 Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn Hồng Ngân đá nghiền trong buồng nghiền. Do vậy, việc nghiền đá liên tục được thực hiện. Vậy về nguyên tắc máy nghiền nón làm việc cũng tươngtự như máy nghiền má, nhưng trình nghiền và xả ở đây là liên tục, vòng vùng nghiền và vùng xả là đối xứng nhau và thay đổi theo chiều quay của nón nghiền di đông. Chính vậy, vào bất cứ thời điểm nào cũng xảy ra sự tiến sát hai mặt nón vào nhau tại chỗ nào đó và ở đó vật liệu bò nghiền, còn vùng đối xứng qua tâm máy, mặt nón di động lại tách xa nón cố đònh nên tại đó cửa xả để mở rộng để đá rơi xuống. Chuyển động của nón di động là phức tạp. Khi không tải, lực ma sát giữa trục và bạc lệch tâm lớn hơn ma sát giữa trục và ổ treo. Do đó nón di động chuyển động quay tròn quanh đường tâm mình theo hướng quay của bạc lệch tâm với tốc độ n 1 . Phụ thuộc vào tương quan giữa các lực ma sát, số vòng quay n 1 có thể thay đổi từ 0 đến n – số vòng quay của bạc lệch tâm. Chuyển động quay đó của nón di động là không có lợi, vì sẽ tạo ra tải trọng động lớn ở thời điểm nạp liệu. Để khắc phục hiện tượng này, ta đặt cơ cấu phanh, hãm chuyển động quay đó. Máng xả liệu có thể bố trí ở một bên hay ở chính tâm máy. Máng xả liệu đặt ở một bên làm tăng chiều cao của máy và khe xả thường bò tắc. Máng xả liệu đặt hai bên khắc phục đựơc nhược điểm trên song đòi hỏi hai băng tải thu sản phẩm. Máng xả liệu đặt ở chính tâm vừa đảm bảo vừa không tắc vừa dễ tháo lắp. Máy nghiền nón thường sử dụng dẫn động bằng đai vì dễ sử dụng, song cồng kềnh, nặng nề và khó khởi động khi buồng nghiền chứa vật liệu. Sau đây chúng ta sẽ đi vào phần tính toán cụ thể các thông số kỹ thuật của máy nghiền nón nghiền thô. SVTK: LÊ VĂN HẢO 5 Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn Hồng Ngân CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN 1. YÊU CẦU KỸ THUẬT: ♦ Chiều rộng nạp liệu: 0,5 m ♦ Kích thước lớn nhất của vật liệu đề nghò nạp : 0,4 m ♦ Chiều rộng khe ra : 0,075 m ♦ Năng suất khối lượng : 390 T/h ♦ Công suất động cơ : 125 kw ♦ Số lần lắc nón đập trong 1 giây: n = 2,67 v/s ♦ Khối lượng máy đập không kể thiết bò phụ : 38,54 T 2. XÁC ĐỊNH TỶ SỐ NGHIỀN: Tỷ số nghiền là tỷ số giưã kích thước trung bình cục vậy liệu nạp và kích thước trung bình của cục vật liệu xả. Tỷ số nghiền i là đại lượng đặc trưng cho năng lượng nghiền , giá trò i càng lớn thì năng lượng nghiền càng cao ngược lại giá trò i càng nhỏ thì năng lượng nghiền càng nhỏ . d b i 860, = Với b là chiều rộng khe nạp liệu (mm) d là chiều rộng khe ra liệu (mm) Theo yêu cầu kỹ thuật ta có: Chiều rộng khe nạp liệu b=500 mm Chiều rộng khe ra liệu d=75 mm Vậy tỷ số nghiền là: 25 75 500850 , , == x i SVTK: LÊ VĂN HẢO 6 Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn Hồng Ngân Ta thiết kế máy nghiền nón để nghiền đá vôi. Một số thông số kỹ thuật của đá vôi: Tỷ trọng γ=2630 kg/m 3 σ nén = 40 ÷ 100 MN/m 2 σ nứt gãy = 18,9 MN/m 2 σ va đập =5,24 MN/m 2 σ mòn = 0,125 MN/m 2 Modul đàn hồi E= 3,5x10 4 MN/m 2 Hệ số ma sát trượt giữa vật liệu và tấm đập f=0,32 3. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC SƠ BỘ CỦA MÁY: Qua các tài liệu thiết kế của Liên Xô, một số đặc tinh kỹ thuật của máy đập nón đập thô KKD 500/75, ta dùng để tham khảo: -Kích thước đá nạp lớn nhất: 400 mm -Chiều rộng cửa nạp : 500 mm -Chiều rộng cửa xả : 75 mm -Năng suất ứng với khe hở ra đá :150 m 3 /h -Đường kính cơ sở nón côn di động :1220 mm -Bán kính lệch tâm của trục : 14 mm -Số vòng quay của côn di động :2,6 v/s -Công suất động cơ :125 KW -Khối lượng máy không kể động cơ : 45 Tấn -Kích thước bao: Dài : 3330 mm Rộng : 2450 mm Cao : 3540 mm Góc ôm nón cố đònh α 1 = 13 0 Góc ôm nón di động α 2 = 12 0 SVTK: LÊ VĂN HẢO 7 Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn Hồng Ngân 4. XÁC ĐỊNH NĂNG LƯNG NGHIỀN THEO MỨC NGHIỀN: Có nhiều cách xác đònh năng lượng nghiền, ta có thể dựa trên các đònh luật cơ bản sau: Đònh luật Rittinger: Công tiêu tốn để làm nhỏ vật liệu sẽ tỉ lệ thuận với bề mặt nhận được của vật liệu thành phẩm. Tức là khi phá vỡ cục vật liệu sẽ xuất hiện các bề mặt mới, khi đó lớp phân tử của những bề mặt này sẽ tạo ra năng lượng chỉ được gọi là năng lượng về mặt của vật thể. Năng lượng nghiền tỷ lệ thuận với số bề mặt nhận được 1i A k D − = (J/kg) (1.4[1]) Với i là mức nghiền D là kích thước cỡ cục vật liệu (m) k là hệ số không đổi Đònh luật Rintinger không tính đến năng lượng cho biế dạng đàn hồi, biên dạng dẻo của vật thể mà chỉ tính đến năng lượng tạo ra bề mặt mới và các hiện tượng liên quan tới nó. Đinh luật này thường được sử dụng để tính năng lượng nghiền trong quá trình nghiền mòn. Đònh luật Kirpitrev & Kik: Năng lượng cần thiệt để nghiền hình dạng hình học của vật nào đó sẽ tỉ lệ thuận với thể tích hay khối lượng của chính vật đó. Đònh luật được biểu diễn bằng công thức: A=k tl x∆V Hay còn được xác đònh bằng công thức 2 2 * * * 2 2 l F V A E E σ σ = = (J) (1.8[1]) Theo đònh luật này thì chỉ tính đến năng lượng tiêu tốn cho biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo của vật liệu nghiền mà không quan SVTK: LÊ VĂN HẢO 8 [...]... 12 xE kJ 5.TÍNH GÓC ÔM : Ta nhận thấy quá trình đập trong máy đập nón cũng gần giống như trong máy đập má, chỉ khác ở chỗ là trong máy đập nón quá trình tiến hành một cách liên tục Vìvậy góc ôm của máy đập nón được tính tương tự như máy đập má, xác đònh dựa trên điều kiện cân bằng cục vật liệu Vật liệu trong máy nghiền chỉ nghiền được khi góc giữa hai má đập không quá một giá trò giới hạn nào đó Nếu... 9,55.10 6 * 111,7 = 728147 Nmm 1465 SVTK: LÊ VĂN HẢO 17 Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng Hồng Ngân GVHD: TS Nguyễn d)Bảng đặc tính kỹ thuật : THÔNG SỐ Công suất P(kw) Tỉ số truyền u Số vòng quay TRỤC I 106 ĐỘNG CƠ 111,7 3 1465 n(v/p) Mômen xoắn II 98,8 2,03 240 488 728147 2074385 4211002 T(N.mm) CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY I) THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI: 1) Chọn loại đai và vật liệu: + Chọn loại đai:vì... VĂN HẢO 21 Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng Hồng Ngân GVHD: TS Nguyễn Fr =2*F0*Z*sin(α1/2) = 2*724*11*sin(141/2) =15014 N II) THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN: Vì bộ truyền kín ,được bôi trơn tốt nên dạng hỏng chủ yếu là tróc rỗ bề mặt răng ,ta tiến hành thiết kế theo ứng suất tiếp xúc 1) Chọn vật liệu: + Do không có yêu cầu đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hoá trong thiết kế chọn vật liệu hai cấp bánh... tra đồ thò 4.21 sách cơ sở thiết kế máy ta được [P0]=14 KW Kđ : hệ số tải động, theo bảng (4.7-[2]) với tải va đập không ổn đònh tải trọng mở máy đến 300%, Kđ = 1,5 Cα :hệ số ảnh hưởng của góc ôm α1 : C α = 1,24(1-e −α 1/ 110 ) Với α 1 =141o,vậy C α = 1,24(1-e −141/ 110 )=0,896 Cu: hệ số xét đến ảnh hưởng của tỉ số truyền u.Với u=3 ⇒ Cu=1,14 SVTK: LÊ VĂN HẢO 20 Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng Hồng Ngân GVHD:... được biểu diễn bằng công thức: A = ktl * D 2,5 Do đònh luật Bond là đònh luật kết hợp giữa hai đònh luật Rintinger và Kirpitreve-Kik nên thường được sử dụng để tính năng lượng nghiền trong vùng giữa đập nhỏ và nghiền thô Qua ba đònh luật trên ta thấy đònh luật của Kirpitreve-Kik là phù hợp để tính năng lượng nghiền cho máy đập nón của ta.Vì vậy ta có thể xác đònh năng lượng nghiền theo công thức: A= Trong... tỉ số truyền của bộ truyền : Sơ đồ truyền động Sơ đồ truyền động của máy nghiền bao gồm từ động cơ tới bộ truyền đai thông qua khớp tới bộ truyền bánh răng côn -Tỷ số truyền toàn bộ là i= ndc ntruc Trong đó ndc là số vòng quay của động cơ ntruc là số vòng quay của trục lệch tâm vậy i = 1465 = 6,1 240 Theo bảng 3.2 sách cơ sở thiết kế máy ta chọn: Tỷ số truyền cho bộ truyền đai là id = 3 Tỷ số cho bộ... nhỏ theo hình 4.22 trang 152 sách cơ sở thiết kế máy ta chọn loại đai thang thường C +Vật liệu: cao su Chọn đai tiết diện C có: Loại đai C Kích thước tiết diện bt b h 19 22 13,5 Diện tích tiết diện yo A,mm2 4,8 230 lgh =1800 …… 10600 mm, đường kính bánh đai nhỏ giới hạn:d1=250…400 mm 2) tính toán các thông số của bộ truyền đai: SVTK: LÊ VĂN HẢO 18 Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng Hồng Ngân GVHD: TS Nguyễn... hfe2=4,8mm Đường kính đỉnh răng ngoài: da1 =dae1=de1+2hae1cosδ1=312mm da2 =de2+2hae2cosδ2 =626 mm III) THIẾT KẾ TRỤC: Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 có σ b = 600 MPa Ứng suất xoắn cho phép [ τ ] = 15…30 Mpa Thiết kế trục của bánh răng côn nhỏ: +Lực vòng : SVTK: LÊ VĂN HẢO 29 Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng Hồng Ngân 2.T1 Ft1= Ft2 = d = w1 2 x 2074385 262,5 GVHD: TS Nguyễn = 15805 N +Lực hướng tâm:... chọn d = 220 (mm) Kết cấu trục: SVTK: LÊ VĂN HẢO 32 Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng Hồng Ngân GVHD: TS Nguyễn Sơ đồ lực tác dụng lên má Nón di động Nón cố đònh α Tại từng vò trí của trục sẽ chòu các lực tác dụng khác nhau, các lực tác dụng lên chủ yếu là trọng lượng của vật nghiền và lực do bánh răng côn tác động lên Sơ đồ vật liệu tác dụng lên trục SVTK: LÊ VĂN HẢO 33 Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng Hồng Ngân... động cơ: n = 4*2*3*60 =1440 (v/ph) Ta chọn động cơ điện 4A280M4Y3 có các thông số sau: + công suất danh nghóa N = 132(kw) + số vòng quay n = 1465 (vg/ph) + hệ số cosϕ 0.9 + hiệu suất η = 93% + Tmax/Tdn 2 8.XÁC ĐỊNH NĂNG SUẤT NGHIỀN : Từ sơ đồ hình dưới ta có thể xác đònh được năng suất máy đập: SVTK: LÊ VĂN HẢO 14 Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng Hồng Ngân GVHD: TS Nguyễn Năng suất thể tích : Qv =V*ϕ*n = . đập trong máy đập nón cũng gần giống như trong máy đập má, chỉ khác ở chỗ là trong máy đập nón quá trình tiến hành một cách liên tục. Vìvậy góc ôm của máy đập nón được tính tương tự như máy đập. gây nên lực đập rất lớn đập nát vật liệu. Các máy này thường dùng để đập apatit klinker… Chúng ta sẽ nghiên cứu về máy đập nón đập thô, một loại máy đập khá thông dụng hiện nay thường dùng để đập các. Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn Hồng Ngân SVTK: LÊ VĂN HẢO 3 Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn Hồng Ngân CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU MÁY THIẾT KẾ Ta thiết kế máy đập nón đập thô dùng