Đang tải... (xem toàn văn)
1. Tính toán thiết kế băng tải2. Tính toán thiết kế một số bộ phận của băng tải Tính toán thiết kế tang trống chủ động Tính toán thiết kế tang trống bị động Tính mối hàn giữa vỏ tang và thành tang Tính toán lựa chọn cụm con lăn đỡ băng, con lăn đứng (chặn)3. Tính toán bộ phận truyền động băng tải4. Tính toán kết cấu thép của băng tải đai
Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 Chơng Tính Toán Thiết Kế Băng Tải 2.1 Chọn vật liệu chế tạo băng tải 2.1.1 Tấm băng Căn vào điều kiện làm việc thực tế băng vận chuyển vật liệu đất ẩm ( = 1,5 /m3) ,chiều dài vận chuyển dài ,vật liệu độ nhám nhiều Kết cấu băng cần đơn giản Mặt khác theo yêu cầu thiết kế băng tải cao su ta lựa chọn băng tải cao su cốt vải để sử dụng 2.1.2 Kết cấu thép Chọn loại thép thông thờng để chế tạo kết cấu thép (thép CT3) Sau sơn bảo vệ bên đáp ứng đợc khả làm việc điều kiện chịu đợc tác dụng trực tiếp môi trờng bên ,dễ gia công chế tạo giá thành hợp lí 2.1.3 Hệ thống tang dẫn lăn đỡ ,con lăn đứng Các tang trống đợc chế tạo thép hàn CT3 Bề mặt tang trống đợc gia công cẩn thận Đối với loại băng tải cao su Để tăng hệ số ma sát băng tang trống ngời ta thờng bọc cao su Loại tang trống làm thép hàn CT3 có u điểm dễ gia công chế tạo giá thành hợp lí Các lăn thờng đợc chế tạo thép ống CT3 Con lăn đợc đặt ổ lăn huặc ổ trợt quay quanh trục gắn chặt giá đỡ băng (khung đỡ băng ) 2.2 Xác định thông số băng tải 2.2.1 Năng suất yêu cầu: N (T/h) Căn vào suất yêu cầu thiết kế ,ta thiết kế băng tải có suất N=30 m3/h ( = 1,5 tấn/h) N=45 tấn/h 2.2.2 Chiều dài băng tải : L(m) Qua việc nghiên cứu vị trí làm việc ta xác định đợc chiều dài băng tải L =25 (m) Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 2.2.3 Góc ngiêng đặt băng : (độ) Do góc chảy tự nhiên vật liệu đợc vận chuyển t = 45 nên góc ngiêng đặt băng lớn băng tải phải đảm bảo cho vật liệu suốt trình vận chuyển không bị tụt xuống dới Với góc chảy vật liệu nh ta chọn đợc max=18 Tuy nhiên theo vị trí làm việc băng ta xác định đợc = 11,5 2.2.4 Vận tốc băng tải Để đảm bảo suất làm việc ,việc lựa chọn vận tốc hợp lí có ý nghĩa kinh tế rõ rệt Vận tốc lớn tiết diện dòng vật liệu huặc tải trọng phân bố mét chiều dài băng nhỏ , giảm đợc lực căng băng , chọn đợc chiều rộng băng nhỏ ,độ bền băng thấp tức chọn đợc loại băng có giá thành rẻ Tuy nhiên vận tốc băng cao lợi ,vì với vận tốc cao ,chiều rộng băng nhỏ ,chuyển động băng ổn định dẫn đến vật liệu băng văng ,băng dễ bị lệch phía Hiện tợng dẫn đến làm cong vênh lăn ,tăng độ mòn băng nơi chất tải dẫn đến làm giảm khả làm việc tuổi thọ băng Trong thực tế vận tốc băng nơi vận chuyển vật liệu có hạt nhỏ vừa thờng có giá trị từ 0,8 ữ 1.25 m/s Ta chọn vận tốc băng tải thiết kế v = 0,85 m/s 2.2.5 Xác định chiều rộng băng tải :B (mm) Để đảm bảo suất tốc độ băng tải ta chọn loại băng lòng máng lăn đỡ để thiết kế Hình 2.1 :Băng lòng máng lăn đỡ Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 Chiều rộng băng tải B đợc xác định thông qua diện tích tiết diện dòng vật liệu đợc vận chuyển băng Fb Diện tích tiết diện Fb đợc xác định theo công thức : Fb =2Ft Trong trờng hợp diện tích mặt cắt ngang dòng vật liệu tam giác có góc đáy cạnh đáy B0 : 0,52 0,351 -1: Góc tự nhiên chuyển động -2: Góc tự nhiên trạng thái tĩnh Nếu đặt Bo = K C hệ số tính đến giảm diện tích băng băng B chuyển động theo phơng ngiêng ta có: Khi góc ngiêng băng 100 C = Khi diện tích mặt cắt ngang dòng vật liệu đợc tính nh sau : Fb =2Ft =2 Bo Bo tg3.C = 0,5.C.Bo2.tg3 Hay Fb = 0,5.C.K2B2.tg3 C=1 K= Bo = 0,85 B 0,351 0,35.40 = 13,5o tg3 = tg13,5o = 0,24 Do ta có : Fb = 0,5.1.0,852.B2.0,24 Fb = 0,0867.B2 (m2) (2.1) Mặt khác suất băng tải đợc xác định theo công thức sau : N = 3,6.Fb.v. (T/h) (2.2) Trong : -N = 30 ( m3/h) = 45 (T/h) :-năng suất băng tải -v = 0,85 (m/s) : -vận tốc băng tải - = 1500 kg/m3 : trọng lợng riêng vật liệu đợc vận chuyển Từ ta có : Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 Fb = N (m2) 3,6.v. Fb = 45 = 0,0098 (m2) 3,6.0,85.1500 (2.3) Thay số ta đợc : Từ công thức (2.1) ta có chiều rộng B: B = Fb (m) (2.4) 0,0087 Thay giá trị Fb = 0,0098 vào (2.4) ta đợc B = 0,335 (m) Tra bảng tiêu chuẩn bề rộng băng tải tơng ứng với loại vật liệu đợc vận chuyển loại có hạt nhỏ vừa ta chọn chiều rộng băng B = 500 (mm) Ta sử dụng loại băng - 150 Nga có : - [] = 150 (daN/cm) : ứng suất cho phép - q = 114 (N/m) : trọng lợng m chiều dài - B = 500 (mm) : bề rộng băng 2.3 Xác định công suất dẫn động băng tải Công suất dẫn động băng tải xác định theo công thức sau : N = (k1.Ln.v + 15.10-4.Q.L + 24.10-4.Q.H).k2 (KW) (2.5) ( Trang 55 sách Máy thiết bị vận chuyển -Đại học Bách Khoa Hà Nội 2000) Trong : Ln: Hình chiếu độ dài vận chuyển (Ln =Lcos) H : Chiều cao vận chuyển vật liệu (m) (Nếu băng tải đặt nằm ngang H=0) Q : suất băng tải (T/h) Q = 45 (T/h) v : vận tốc băng (m/s) v = 0,85 (m/s) k1 : hệ số phụ thuộc vào chiều rộng băng Với B = 500 (mm) k1 =0,015 k2 : hệ số phụ thuộc vào chiều dài vận chuyển Với L =25 m k2 = 1,12 ta có : H = 5,15 m Ln = 25.cos11,5o = 24,5 (m) Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 N = (0,015.24,5.0,85 + 15.10-4 45.25 + 24.10-4.45.5,15 ).1,12 = 2,86 (Kw) 2.4 Xác định lực kéo băng : W (tổng lực cản ) Từ công thức : W v (Kw) 1000 N= W= (2.6) 2,86.1000 N 1000 = 0,85 = 3342 (N) v 2.5 Xác định lực căng băng nhánh vào nhánh tang trống chủ động : Hình 2.2:Sơ đồ xác định lực căng băng Lực căng băng nhánh vào nhánh đợc xác định theo công thức sau: Sv = Sr = W e e W e (2.7) (2.8) Trong W = 3342 (N) (Lực kéo băng tải ) : Hệ số ma sát Đối với tang làm việc môi trờng bụi : = 0,25 : = 180o ( Góc ôm ) eà =2,19 (Bảng 10.3 sách Máy trục- Vận chuyển - Đại học GTVT- 2000) 3342.2,19 Sv = 2,19 = 6150,4 (N) Sr = 3342 2,19 = 2808,4 (N) 2.6 Kiểm tra lực căng băng Điều kiện để tợng trợt băng tang trống chủ động : Sv Sr eà 6151 (N) 2809.2,19 = 6151,7 = 6152 (N) Băng làm việc bình thờng Chơng Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 Thiết Kế Tính Toán Một Số Bộ Phận Của Băng Tải 3.1 Tính toán thiết kế tang trống chủ động 3.1.1 Công dụng tang trống chủ động Tang trống chủ động có nhiệm vụ truyền chuyển động cho băng Nhờ có ma sát băng tang trống chủ động làm cho băng chuyển động theo 3.1.2 Xác định chiều dài ,đờng kính tang trống chủ động Chiều dài L đờng kính Dct tang trống chủ động phụ thuộc vào loại băng Đối với loại băng chọn băng cao su cốt vải chiều dài đờng kính chọn tang trống chủ động đợc xác định nh sau : Dct = B + 100 (mm) (3.1) Dct = (120 ữ 150 ).i (mm) (3.2) Trong : B = 500 (mm) :Chiều rộng băng i = : Số cốt vải Do : L = 500 + 100 = 600 (mm) Dct = (120 ữ 150 ).3 = 360 ữ 450 (mm) Lấy Dct = 360 (mm) 3.1.3 Tính toán thiết kế chi tiết tang trống chủ động Cấu tạo tang trống chủ động đợc mô tả hình vẽ 3.1 a) Tính chọn vỏ tang trống Chọn vật liệu thép CT3 có tính nh sau : - ứng suất cho phép uốn : []u = 1500 (KG/cm2) - giới hạn chảy : []ch = 2400 (KG/cm2) +) Sử dụng phơng pháp hàn để liên kết vỏ tang với thành bên tang Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 Khi băng tải làm việc dới tác dụng lực kéo băng (Wc) làm phát sinh lực căng băng Tại vị trí ( điểm ) băng có lực căng xác định Lực căng có giá trị lớn điểm cuối nhánh dẫn ( nhánh có tải ) vào tang trống chủ động có giá trị nhỏ điểm cuối nhánh bị dẫn ( nhánh tải ) vừa khỏi tang trống chủ động - Lực tác dụng lên vỏ tang đợc xác định theo công thức : R = 2Sv.sin (N) (3.3) Trong : R - Lực tác dụng lên vỏ tang (N) Sv - Lực căng lớn băng nhánh vào ( nhánh dẫn ) (N) Sv = 6151 (N) o : Góc ôm băng o = 180o Thay số vào công thức (3.3) ta có : R = 2.6151.sin 180 = 12302 (N) Hình : 3.2 Để xác định chiều dày vỏ tang (v) ta coi vỏ nh dầm đơn giản chịu tải trọng phân bố suốt chiều dài vỏ tang (L) mà gối đỡ thành bên tang Lực phân bố Q đợc xác định theo công thức : q= R L q= 12302 = 20,5 (N/mm) 600 (N/mm) (3.4) Hình 3.3 : Sơ đồ tính vỏ tang trống Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 Hình 3.3 : Sơ đồ tính vỏ tang trống Theo sơ đồ tính vỏ tang trống (hình 3.3 ) Mô men lớn uốn lớn xuất vỏ tang chịu lực phân bố q : qL M max = u (Nmm) (3.5) Trong : q = 20,5 (N/mm) -Lực phân bố chiều dài vỏ tang L = 600 (mm) -Chiều dài vỏ tang Do : Mumax = qL 20,5.600 = = 922500 (Nmm) 8 -ứng suất uốn lớn sinh vỏ tang : max (N/mm) M max umax = W u [u] (3.6) Mumax : - Mô men uốn sinh vỏ tang (N.mm) Wu : - Mô men chống uốn vỏ tang D d Wu = 0,1 D D,d : Đờng kính vỏ tang [u] : ứng suất uốn cho phép vật liệu làm vỏ tang (Thép CT3 ) Từ công thức (3.6) suy : u M max Wu [ ] u (3.7) Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 Hay: u M max D d 0,1 [ u ] D d u 0,1.[ u ] D M max 0,1.[ u ] (3.8) D = 360 (mm) ; [u] = 150 (N/mm2) Mumax = 922500 (N.mm) Thay giá trị vào công thức (3.8) ta đợc giá trị d : d 359,98 (mm) Lấy d = 344 (mm) Từ ta tìm đợc bề dày vỏ tang ( v) : v = D d 360 344 = = (mm) 2 b) Tính chọn vỏ thành tang Vật liệu chế tạo thép CT3 : - Bề dày thành tang : t = 10 (mm) - Đờng kính : = d = 344 (mm) -Đờng kính lấy đờng kính trục Hình 3.4 :Cấu tạo thành tang c) Tính toán thiết kế trục tang trống chủ động chọn ổ Phần đợc trình bày chong tính toán thiết kế truyền động 3.2 Tính toán thiết kế tang trống bị động 3.2.1 Công dụng tang trống bị động Tang trống bị động dùng để kéo căng băng điều chỉnh sức căng băng 10 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 - Tiết diện D : 678289 = 46 (mm) 0,1.70 770305,5 = 48 (mm) 0,1.70 dD Lấy dD = (mm) - Tiết diện B : dB Lấy dB = 50 (mm) Căn vào kết tính toán ta chọn đờng kính trục nh sau : dC = dD =56 (mm) dA = dB = 50 (mm) (Đờng kính ngõng trục lắp ổ ) Các kích thớc lại đợc chọn nh hình vẽ (4.4) 4.4.3 Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn Phần ta tiến hành kiểm nghiệm trục tiết diện D trục chịu mô men tổng cộng lớn ( MDtđ = 1387833,5 N.mm) Hệ số an toàn đợc tính theo công thức sau : n= n n n2 + n2 (4.29) ( Công thức 11-11 trang 79 - sách CTM -ĐHGTVT - 1979) Trong : -n : Hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp n = K + (4.30) a m -n : Hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp n = K a + m (4.31) -1,-1 : Giới hạn mỏi uốn mỏi xuắn ứng với chu kì đối xứng Có thể lấy gần : 31 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 -1 = ( 0,4 ữ 0,5 ) b -1 = ( 0,4 ữ 0,5 ) b a,a : Biên độ ứng suất pháp ứng suất tiếp sinh tiết diện trục : a = max a = max m,m : trị số trung bình ứng suất pháp ứng suất tiếp Là thành phần không đổi chu kì ứng suất : m = max + m = max + , : Hệ số xét đến ảnh hởng trị số ứng suất trung bình đến sức bền mỏi Chọn , theo vật liệu chế tạo trục.Đối với thép 45 có = 0,1 ; = 0,05 , : Hệ số kích thớc xét đến ảnh hởng kích thớc tiết diện trục đến giới hạn mỏi (theo bảng 14.6 sách CTM- ĐHGT- ĐS-ĐB 1979) ta tra đợc : = 0,76 ; = 0,65 : Hệ số tăng bền bề mặt : = (không dùng phơng pháp tăng bền ) k,k : Hệ số tập trung ứng suất thực tế uốn xuắn k = 1,85 ; k = 1,45 Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kì đối xứng nên ta có : a = max = = 566502,5 Mu = 46,18 (N/mm2) ; m = a = w 12266 Vậy : 32 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 n = K a Bộ truyền làm việc chiều nên ứng suất tiếp ( xuắn ) biến đổi theo chu kì mạch động ,nên ta có : a = m = Mx 602711 max = 12,3 (N/mm2) = 2W ; a = 2.24531 o Vậy : K n = a + m Giới hạn mỏi uốn xuắn : -1 = 0,45.b = 0,45.600 = 270 (N/mm2) -1 = 0,25.b = 0,25.600 = 150 (N/mm2) Biên độ ứng suất pháp ứng suất tiếp : M tdD a = W M tdD = W o ; Trong : W : mô men cản uốn tiết diện trục ( tiết diện D ) d W= 32 W : mô men cản xuắn tiết diện trục ( tiết diện D ) d Wo = 16 W= Wo = 3,14.50 = 12266 (mm3) 32 3,14.50 = 24531 (mm3) 16 Thay trị số vừa tìm đợc vào công thức tính n n ta đợc : 33 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 270 = 2,4 n = 1,85 46,18 0,76.1 150 n = 1,45 12,3 + 0,05.12,3 = 5,347 0,65.1 Thay n , n vào công thức (4.26) ta đợc : n= 5,347.2,4 5,347 + 2,4 = 2,4 [ n] [ n] thờng lấy 1,5 ữ 2,5 4.5 Tính chọn ổ lăn (ổ đỡ trục tang trống ) Tuỳ theo điều kiện sử dụng cụ thể để chọn ổ lăn chọn loại ổ lăn cần xét đến tiêu kinh tế Vì số loại ổ thoả mãn yêu cầu sử dụng ta nên chọn loại ổ rẻ Căn vào trị số phơng , chiều ,đặc tính tải trọng ,vận tốc ,thời gian phục vụ ổ để chọn loại ổ cho phù hợp Đối với trờng hợp ,tải trọng tác dụng lên ổ tải trọng hớng tâm ,do ta chọn ổ bi đỡ trục loại ổ bi đỡ dãy Đây loại ổ bi đỡ rẻ ,đợc dùng rộng rãi ngành chế tạo máy Sai lệch cho phép vòng dới 1,4o Vì so với ổ đũa ổ làm việc độ cứng trục bé +) Sơ đồ tính chọn ổ cho trục tang RA RB Hình 4.4 : Sơ đồ tính chọn ổ đỡ trục Xác định tổng phản lực gối đỡ (tải trọng hớng tâm ): - RA = RAx2 + RAy2 = 654 + 5773,5 = 5810,4 (N) RA = 581 (daN) - RB = RBx2 + RBy2 = 4037,6 + 8482 = 9394 (N) 34 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 RB = 939,4 (daN) Vì gối đỡ A B dùng loại ổ bi đỡ dãy nhng tải trọng hớng tâm gối A B lại khác để chọn kích thớc ổ ta chọn theo tải trọng lớn ( tức theo RB = 843,9 daN ) Chọn kích thớc ổ lăn theo hệ số khả làm việc C : Hệ số khả làm việc C đợc xác địng theo công thức sau : C = Q.(nh)0,3 (4.32) Trong : Q Tải trọng tơng đơng (daN) n Số vòng quay ổ n = 45 (v/p) h Thời gian phục vụ ổ h = 12500 (giờ) Tải trọng tơng đơng Q đợc xác định theo công thức : Q = (kv.R + m.A ).kn.kt (daN) (4.33) Trong : R Tải trọng hớng tâm : R =RB = 939,4 (daN) A Tải trọng dọc trục :A=0 m - Hệ số chuyển tải trọng dọc trục tải trọng hớng tâm (m=0) kt Hệ số tải trọng động : kt = 1,2 (bảng - sách TKCTM Nxb Giáo Dục 1999) kn Hệ số nhiệt độ : kn = kv Hệ số xét đến vòng ổ bi vòng quay Lấy : kv = -Thay giá trị vào công thức (4.33) ta có : Q = RB.kv.kn.kt = 939,4.1.1.1,2 = 1127,28 (daN) -Thay giá trị Q, n , h vào công thức (4.32) ta tìm đợc hệ số khả làm việc C : C = 1127,28.(45.12500)0,3 = 59850,6 Căn vào đờng kính ngõng trục lắp ổ d= 55(mm) ta chọn đợc loại ổ bi đỡ dãy ( cỡ trung ) có số hiệu No : 311 có thông số sau : + Hệ số khả làm việc : C = 72000 35 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 + Kích thớc ổ : - Đờng kính - Chiều rộng ổ : D = 110 (mm) : B = 27 (mm) - Đờng kính lắp trục : d = 50 (mm) + Cách lắp ổ : -Lắp ổ lăn vào trục theo hệ lỗ,vào gối đỡ theo hệ trục H6 -Kiểu lắp ổ lăn vào trục lắp trung gian : K Js6 -Kiểu lắp ổ lăn vào gối ổ lắp trung gian lắp trung gian : h 4.6 Bôi trơn ổ lăn Bộ phận ổ đợc bôi trơn mỡ Có thể dùng mỡ loại M ứng với nhiệt độ < 600 C Mỡ phải chứa 2/3 chỗ rỗng phận ổ Dùng vòng chắn để mỡ không chảy Che kín ổ lăn : Để che kín đầu trục tránh xâm nhập bụi bặm tạp chất vào ổ Cũng nh ngăn ngừa mỡ chảy ta dùng vòng phớt nắp kim loại lắp bu lông 4.7 Tính chọn then lắp đĩa xích trục chủ động Theo đờng kính trục lắp then d = 48 (mm) (tra bảng - TKCTM) ta chọn then có kích thớc sau : - Chiều rộng : b = 16 (mm) - Chiều cao : h = 10 (mm) - Chiều dài : l = 56 (mm) = 0,8.lm (trong lm chiều dài moay ) +) Kiểm ngiệm sức bền dập then theo công thức : d = 2.M x [ ] d (4.34) d k l : -Mx = 60271 (N.mm) : Mô men xuắn trục -d = 48 (mm) ; k=6,2 (mm) ; l = 56 (mm) 36 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 - []d = 150 (N/mm) ứng suất dập cho phép Thay số vào (4.3) ta đợc : 2.602711 d = 48.6,2.56 = 72,3 (N/mm2) < []d +) Kiểm ngiệm sức bền cắt then theo công thức : c = 2.M x [ c ] (4.31) d b.l : - d = 48 (mm) ; k = 16 (mm) ; l = 56 (mm) Thay số vào (4.31) ta có : c = 2.160 = 28 (N/mm2) 48.16.56 c < [c] = 120 (N/mm2) Vậy với kích thớc then chọn nh trên, then có đủ khả làm việc Chơng Tính Toán Kết Cấu Thép Của Băng Tải Đai 37 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 Kết cấu thép băng tải đai bao gồm khung chân đỡ ,có nhiệm vụ nâng toàn trọng lợng vật liệu vận chuyển băng tải trọng lợng phận băng tải lắp 5.1 Tính toán khung đỡ băng tải 5.1.1 Phân tích lựa chọn hình thức kết cấu khung đỡ Kết cấu khung đỡ băng tải thờng có loại dợc dung phổ biến băng tải sử dụng xí nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, bến bãi ,nhà ga ,hầm mỏ Đó khung đỡ kiểu dàn kiểu dầm tổ hợp 1) Khung đỡ kiểu dàn Khung đỡ kiểu dàn đợc tổ hợp từ nhánh thép góc định hình L với giằng liên kết phơng pháp hàn Khung đỡ kiểu dàn có u điểm độ cứng lớn ,khả chịu lực động cao ,trọng lợng nhẹ nhng có nhợc điểm gia công chế tạo phức tạp tốn nhiều thời gian giá thành chế tạo cao Kết cấu khung đỡ dạng dàn đợc thể hình vẽ 5.1 Hình 5.1 :Kết cấu khung đỡ dạng dàn 2) khung đỡ kiểu dầm Khung đỡ kiểu dầm đợc cấu từ thép định hình C giằng ngang liên kết với nhánh thép C mối ghép hàn Ưu điểm loại khung đỡ kết cấu gọn ,gia công chế tạo đơn giản ,giá thành chế tạo đơn giản 38 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 Hình 5.2 :Kết cấu khung đỡ Dạng dầm Qua phân tích u nhợc điểm loại khung đỡ ta chọn đợc loại khung đỡ kiểu dầm để thiết kế vị trí băng tải cần thiết kế cố định ,chiều dài suất không lớn 5.1.2 Tính toán khung đỡ +)Vật liệu chế tạo khung đỡ thép CT3 có : -ứng suất cho phép : [] = 1500 (KG/cm2) - Giới hạn chảy : ch = 2400 (KG/cm2) +) Chiều dài khung đỡ : L = 26 (m) 1) Hệ thống lực tác dụng lên khung đỡ a) Lực phân bố q : + Lực phân bố bao gồm lực sau : - Trọng lợng vật liệu chứa băng tải : qvl - Trọng lợng băng tải : qbt - Trọng lợng cụm lăn đỡ : qcl - Trọng lợng thân khung : qk b) Lực tập trung + Lực tập trung bao gồm lực sau : - trọng lợng tang trống chủ động : Qcđ - trọng lợng tang trống bị động : Qbđ - Trọng lợng động cơ, hộp giảm tốc ,giá đặt động truyền 39 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 động : F - Trọng lợng máng cấp liệu : K 2) Xác định giá trị lực tác dụng lên khung a) Lực phân bố : q Bao gồm : - Trọng lợng vật liệu chứa băng tải : qvl = 147 (N/m) - Trọng lợng băng tải : qbt = 57 (N/m) - Trọng lợng lăn đỡ : qcl = 77 (N/m) - Trọng lợng thân khung đỡ băng tải : qk = 206 (N/m) Giả định khung đợc chế tạo từ thép C 10 Mỗi dài 25,5 (m) 20 thép C 6,5 dài 0,74 (m) làm giằng ngang Ta có : qk = 0,74.20.5,9 + 25.,5.2.8.59 10 = 206( N / m) 25,5 Với: -trọng lợng mét dài thép C 10 : 8,59 (kg/m) -trọng lợng mét dài thép C 6,5 : 5,9 (kg/m) Vậy giá trị lực phân bố : q = qvl + qbt + qcl + qk = 147 + 57 + 77 + 206 = 487 (N/m) b) Lực tập trung - Trọng lợng tang trống : Theo tính toán : Qcđ = 654 (N) Qbđ = 654 (N) - Trọng lợng động ,giá đặt động ,bộ truyền : F bao gồm : + Trọng lợng động liền hộp giảm tốc : Fđ/c = 1030 (N) + Trọng lợng đĩa xích nhỏ : Fđn = 50 (N) + Trọng lợng đĩa xích lớn : Fđ/c = 90 (N) + Trọng lợng giá đỡ động : Fđ/c = 200 (N) + Trọng lợng xích : Fđ/c = 50 (N) -Trọng lợng gối lăn qg = 14 (kg) = 140 (N/m) 2) Sơ đồ tính toán khung đỡ Để tính đợc nội lực khung ta phải đa kết cấu thực giản đồ tính toán nh hình 5.3 : Các kích thớc lực đợc thể hình vẽ : Để thuận tiện vận chuyển lắp đặt ta chia khung băng tải làm đoạn cách nối ghép từ đoạn thép (giả sử thép C 10 ) có chiều dài đoạn nh sau : AM = 6,5 (m) NP = 6,5 (m) MN = 6,5 (m) PQ = (m) 40 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 Khung đợc liên kết với chân đỡ thông qua mối ghép bu lông hàn Các chân đỡ đợc liên kết với thông qua mặt bích ,bu lông.ở ta giả sử chân đỡ thép chữ C 10 đứng độc lập Nh với cách liên kết khung đỡ chân đỡ nh sơ đồ tính toán tạo kết cấu siêu tĩnh Do để giải đợc toán ta phải sử dụng phơng pháp lực học kết cấu Tuy nhiên việc tính toán theo phơng pháp tơng đối phức tạp không cho kết xác ,và nhiều thời gian Do để đơn giản hoá trình tính toán đảm bảo kết thu đợc xác ta áp dụng chơng trình phần mềm tính toán kết cấu thép xây dựng SAP 2000để tính toán ,xác định biểu đồ nội lực khung ,chân đỡ băng tải chịu tải Đây chơng trình tính toán kết cấu tơng đối thuận tiện Tuy nhiên đợc kết xác ta phải giả định sơ đồ tính toán cho sát với sơ đồ thực bố trí lực khung hợp lí Trên sơ đồ ta coi sơ đồ tính toán khung cứng ,các liên kết coi liên kết ngàm Các lực tác dụng lên khung ta chuyển thành lực tập trung đợc bố trí nh sơ đồ sau : Fcđ Ftđ1 Ftđ2 khung 0.25 m 0,16 m 0,5 m Đoạn đầu khung KP1 KP2 Ftbđ Đoạn cuối khung 0,5 m FG1 FG2 0,3 m FG3 Bố trí lực đỡ lăn Các lực có giá trị nh sau : 41 0,3 m Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 (Qtangcđ+ Qxích+ Qđĩa xích to+ Qgối )= 0,5( 65,4 + 2,5 + + 5).10 = 492 (N) Fbđ1 = (Qtangbđ+ Qvít )= 0,5( 64,5 + 20 +).10 = 445 (N) 2 1 Ftđ1 = (Qđc+ Qhộpgt+Qkhung+Qđĩa xích+0,5Qxích) .10 = (41 + 62 + 20 +9 3 Fcđ1 = +2,5).10 = 465 (N) 233 (N) 465 (N) Lực truyền động phân cho Dầm băng tải Lực phễu cấp liệu tác dụng lên khung : KP1 = KP2 = 160 (N) 160 (N) 160 (N) 0,74 m 0,5 m 160 (N) 160 (N) Sau nhập số liệu mặt cắt thép C 10 (cả khung chân đỡ ),nhập số liệu thép đỡ gối lăn chạy chơng trình ta có biểu đồ nội lực sau : - Biểu đồ mô men khung - Biểu đồ lực dọc trục - Biểu đồ lực cắt 5.2 Tính chọn mối ghép bu lông nối ghép đoạn khung 5.2.1 Tính đờng kính bu lông 42 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 Căn vào biểu đồ nội lực ta thấy nội lực cuối đoạn AM có giá trị lớn Do ta tính đờng kính bu lông nối ghép theo điểm nối Có : - N = -86,83 (N) - Q = 426,77 (N) Căn vào giá trị lực cắt lực dọc trục vị trí nối ghép khung (hình 5.4) ta thấy bu lông hoàn toàn chịu cắt ta chọn loại bu lông cờng độ cao để nối ghép có u điểm nh:Lắp ghép nhanh ,khi chịu tải trọng chấn động không bị bong nh loại bu lông thờng Cờng độ mối nối cao đồng thời tiết kiệm thép Chúng đợc chế tạo từ thép cacbon huặc thép hợp kim thấp sau xử lí nhiệt Về mặt chịu lực ,bu lông cờng độ cao truyền lực chủ yếu nhờ vào lực ma sát thép đợc bu lông xiết chặt Vì để đảm bảo cho mối ghép đợc chắn chịu lực nh tổng thể thống ,khi lắp loại bu lông ta phải dùng cờ lê lực để xiết thật chặt mũ ốc nhằm tạo bu lông lực căng ban đầu lớn Lực ép chặt thép với tạo mặt tiếp xúc lực ma sát lớn Để đảm bảo truyền đợc lực mối ghép ta phải làm cho bề mặt tiếp xúc thật ,không để có han gỉ hay dầu mỡ ,đất bụi bám Sơ đồ tính toán bu lông đợc thể hình 5.8 Hình 5.8 : Sơ đồ tính toán bu lông 43 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 44 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 45 [...]... 20 theo thiết kế - : Góc ngiêng đặt băng = 11,5o -L : Chiều dài băng tải L = 25 (m) Thay các giá trị này vào công thức (3.11),(3.12) ta đợc : 14 Đồ án tốt nghiệp R1cl = Phạm Trung Thành MXDB K38 (114 + 147).25 cos 8,5 = 322,6 323 (N) 20 Theo thiết kế cụm con lăn đỡ nhánh làm việc gồm 2 con lăn đặt theo hình chữ V nên khi tính toán ta coi tải trọng phân bố đều cho 2 con lăn Do đó để tính toán đơn... động 6 : Tấm băng 7 : Gối đỡ (ổ bi ) 4.2 Tính chọn động cơ 22 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 ở chơng 2 ta đã tính đợc công su t trên băng tải là N = 2,8 (Kw) Gọi : - là hiệu su t truyền động chung Nct - là công su t cần thiết thì : Nct = N 2,84 = (Kw) (4.2) Trong đó : = 12334 (4.3) 1 : Hiệu su t của bộ truyền xích 1 = 0,95 2 : Hiệu su t bộ truyền bánh răng 2 = 0,97 3 : Hiệu su t một cặp... nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 4.5 Tính toán thiết kế trục tang trống chủ động ( trục bị dẫn của bộ truyền xích) - Vật liệu chế tạo trục : Thép 45 thờng hoá có giới hạn bền kéo bk= 600 (N/mm2) Giới hạn chảy ch= 300 (N/mm2) - Bộ truyền xích đợc đặt trên băng tải Sơ đồ tính toán trục đợc thể hiện trên hình 4.2 Lực tác dụng lên băng tải gồm có : + Lực tác dụng từ băng tải P P = 2.Sv.sin (4.17) 2 Trong... = 3,53 (mm) 2 3.4 Thiết kế và tính chọn cụm con lăn đỡ băng ,con lăn đứng (chặn) 3.4.1 Phân loại cụm con lăn đỡ băng Các con lăn đỡ băng đợc đặt theo su t chiều dài băng có tác dụng làm giảm bớt độ võng của băng Cụm con lăn đỡ nhánh làm việc có các loại sau : + loại 1 con lăn đỡ + loại 2, 3 con lăn đỡ huặc có thể đến 4 huặc 5 con lăn đỡ Nh ở chơng 2 ta đã dùng 2 con lăn đỡ để thiết kế Các con lăn đỡ... liên kết vỏ tang với thành tang Dới tác dụng của lực kéo băng tải (Wc) làm cho trong mối hàn xuất hiện mô men xuắn Mx Đồng thời gây ra ứng su t cắt trong mối hàn Do vậy ta xem mối hàn chịu tác dụng của mô men xuắn Mx để làm cơ sở tính toán Mô men xuắn Mx đợc xác định theo công thức : 11 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 W D (N.mm) 2 Mx = (3.10) Trong đó : W = 3342 (N) - Lực kéo căng băng tải. .. D = 47 (mm) - Đờng kính trong : d = 17 (mm) - Bề rộng ổ : B = 14 (mm) 3.4.3 Con lăn đứng (chặn băng ) Khi làm việc mép của băng tải luôn tì sát vào vỏ con lăn đứng Do ma sát giữa vỏ con lăn đứng và băng tải làm cho vỏ con lăn quay theo có tác dụng làm cho tấm băng chuyển động đúng tâm tránh hiện tợng lệch băng Cũng nh con lăn đỡ nhánh không làm việc Giá trị lực tác dụng vào con lăn đứng rất nhỏ cho... ih 20 4.4 Thiết kế bộ truyền động xích 4.4.1 Chọn loại xích Vì vận tốc bộ truyền nhỏ cho nên ta chọn loại xích ống con lăn để thiết kế 4.2 4 Chọn số răng đĩa nhỏ và tính số răng đĩa lớn Theo bảng 12.5 (sách CTM F2 -Đại Học Giao Thông Đờng Sắt Đờng Bộ -1979) Ta chọn số răng đĩa nhỏ Z1 = 27 Khi đó số răng đĩa xích lớn đợc tính theo công thức sau : Z2 = i.Z1 = 1,6.27 = 43 (răng ) (4.5) 4.4.3 Tính bớc... công su t tính toán Công su t truyền qua đĩa xích dẫn N = N 2,84 = = 2,99 (Kw) 3 (Kw) (4.6) x 0,95 Lấy: - kđ = 1 : vì tải trọng êm - kA = 1 : vì lấy A 30t - k0 = 1 : vì bộ truyền ngiêng 1 góc < 60o so với phơng nằm ngang - kđ/c =1 : hệ số xét đến khả năng điều chỉnh lực căng xích ,ở đây xích có thể điều chỉnh sức căng đợc 24 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 - kc = 1,25 : do băng tải làm... : dổ = 17 (mm) Kết cấu trục con lăn nhánh không làm việc và con lăn chặn băng đợc thể hiện trên hình vẽ 3.11 20 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 Chơng 4 21 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 Tính Toán Bộ Phận Truyền Động Băng Tải 4.1 Chọn sơ đồ động học Vì số vòng quay của tang chủ động nhỏ nên cần chọn nhiều bộ truyền để có đợc tỉ số truyền tơng đối lớn Ta có thể tính đợc vận tốc... việc C đợc xác định theo công thức sau : C = Q.(nh)0,3 (3.16) Trong đó : Q = (kvR + m.A).kn.kt - Tải trọng tơng đơng (daN) R- Tải trọng hớng tâm ( R =RA=RB ) (daN) A- Tải trọng dọc trục 18 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 m- Hệ số chuyển tải trọng dọc trục về tải trọng hớng tâm m = 0 kt- Hệ số tải trọng động : kt = 1,2 (tra bảng 8-3 sách TKCTM-Nxb GD -1999) kn- Hệ số nhiệt độ kn = 1 kv- Hệ