Thiết kế băng cao su nghiêng vận chuyển cát khô

Thông tin tài liệu

Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Thiết kế băng cao su nghiêng vận chuyển cát khô

GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng PhúcChương 1 : GIỚI THIỆU VỀ BĂNG ĐAI CAO SU 1 . Giới thiệu . Băng đai cao su là loại máy vận chuyển liên tục với bộ phận kéo bằng tang có gắn dây băng cao su tạo thành máng mang tải , trong đó vật liệu vận chuyển không có chuyển động tương đối, đối với băng nên khi vận chuyển không bò nghiền nát . Băng đai cao su được dùng nhiều trong các ngành công nghiệp như :khai khoáng , vật liệu xây dựng,vận chuyển than,vận chuyển muối công nghiệp …Người ta dùng băng đai cao su để vận chuyển hàng rời , hàng kết dính hoặc hàng đơn chiếc ( có khối lượng không lớn ) . 2 . Các thông số kỹ thuật của băng cao su . Băng cao su nghiêngâ có các thông số sau :- Hàng vận chuyển : cát khô- Năng suất : Q = 80 T/h .- Chiều dài vận chuyển theo phương ngang : Ln = 60 m .- Chiều cao vận chuyển :H=2,5m- Tốc độ chuyển động của dây băng : v = 1.3 m/s .- Khối lượng riêng của cát khô : )/(65.14.13mT÷=γ- Góc nghiêng băng tải : 0'015232041,0605,2<=⇒==ββtg thoả mãn điều kiên góc nghiêng giới hạn - Chương 2 : TÍNH TOÁN BĂNG CAO SU Tính toán băng cao su nghiêng để vận chuyển cát khô với các thông số sau :- Q =80 T/h .- Ln = 60 m .Cơ sở tính toán dựa trên tài liệu tính toán MÁY NÂNG CHUYỂN [ I ]. 1 . Tính toán sơ bộ . Ta lựa chọn băng tải có long máng vì cát khô có góc dốc tự nhiên lớn:300Chiều rộng băng:34,005,06,1.550.3,1801,105,0 1,1 =+=+=βγkkvQBp mTrong đó k550=pđối với góc dốc hàng rời trên dây băng 150 ,k1=βđối với góc nghiêng băng nhỏ hơn 100Theo qui đònh ở bảng 4.2 [ I ] và từ bảng 4.3 [ I ] ta chọn dây băng công dụng chung loại 2 .Thiết kế băng cao su ngang Trang 1 GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng PhúcTheo bảng 4.4 [ I ] chọn loại dây băng có B = 400 mm , có 3 lớp màng cốt bằng vải bạt B–820 , có bọc cao su ở hai mặt làm việc dày 4 mm và mặt không làm việc dày 2 mm ( Bảng 4.6 , [ I ] ) .Sơ bộ chọn dây băng : L2 – 800 –4B – 820 – 3 – 1 ΓOCT 20 – 62 . 2 . Tính toán các lực căng băng . * Tải trọng trên một đơn vò do khối lượng hàng : 3,6Qqv=× Trong đó:• Q=80T/h : năng suất dây băng• v=1.3m/s : vận tốc dây băng KgVQq 1.173,16,3806,3=×=×=* Tải trọng trên một đơn vò chiều dài do khối lượng dây băng :qb = 1,1 . B . δ ( công thức 4.11,[ I ] ); Trong đó : B =400 mm : Chiều rộng dây băng .Chiều dày dây băng :δ = δ1 + i.δm + δk ; ( 4.1 , [ I ] ) δm= 1,3 mm : Chiều dày một lớp màng cốt ( 4.5 , [ I ] ). δ1 = 4 mm : Chiều dày lớp bọc cao su mặt làm việc của dây băng .δk = 2 mm : Chiều dày lớp bọc cao su mặt không làm việc của dây băng.i = 3 : Số lớp màng cốt .⇒ δ = 4 + 3×1,3 +2 =10 (mm) .Suy ra : qb = 1,1 . 0,4 . 10 = 4,4( kg/m );* Sơ bộ chọn con lăn đỡ long máng trên nhánh có tải và con lăn thẳng trên nhánh không tải Theo qui đònh ở bảng 6.8,[ I ] lấy đường kính con lăn đỡ bằng 102 mm .Theo số liệu ở bảng 6.9 ,[ I ] lấy khoảng cách giữa các con lăn đỡ ở nhánh băng làm việc lt = 1400 mm , khoảng cách giữa các con lăn đỡ ở nhánh băng không tải lk = 2800 mm. Từ bảng 6.15 [ I ] , ta tìm được khối lượng phần quay của các con lăn đỡ nằm ngang Gt = 10 (kg ).Tải trọng trên một đơn vò chiều dài do khối lượng phần quay của các con lăn :- ƠÛ nhánh có tải :)/(14,73,110mKglGqccc===- ƠÛ nhánh không tải :Thiết kế băng cao su ngang Trang 2 GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng Phúc )/(6,38,210mKglGqkkk===Như vậy phù hợp với số liệu cho trong bảng 6.10 , [ I ] .*Tải trọng trên một đơn vò chiều dài do phần chuyển động của băng tải :qbt = 2×qb + ql + qk = 2×4,4 + 7,14 +3,6 = 19,27 ( KG/m ) ; ( 6.7 , [ I ] ) * Xác đònh sơ bộ lực kéể xác đònh sơ bộ lực kéo của băng , đầu tiên ta tìm :+ Hệ số cản : ω = 0,035 ; tra bảng 6.16 , [ I ] .+ Chiều dài của dây băng theo phương ngang : Ln=60 ( m) .+ Hệ số : m = m1 × m2 × m3 × m4 × m5 = 1,1 × 1,02 × 1 × 1 × 1 =1,122 ; ( 6.8 , [ I ]) Lực kéo của băng :Wo = [ ω.L .( q + qb ) +q.H ].m ( 6.8 , [ I ] ) . = [ 0,035 .60 .(17,1 + 19,27)+17,1.2,5 ]. 1.122 =133,7 ( KG ) .Lực căng tónh lớn nhất của dây băng :Smax = ks . Wo ( KG)Wo = 133,7 kg : lực cản tổng cộng trên băngKs :hệ số phụ thuộc vào góc ôm của băng 1.−=µααµeeksTrong đó:u= 0,25 :hệ số ma sát giữa băng và tangα= 200 ·= 3,49 rad :góc ôm bănge= 2,78 => Ks =1,85=> Smax = 1,85.133,7 = 247,345 ( KG) Theo bảng 6.18,[ I ] dự trữ độ bền tiêu chuẩn qui đònh của dây băng n = 9 .Theo bảng 4.7,[ I ] , giới hạn bền của lớp màng cốt trong dây băng đã chọn : k = 55 ( KG/cm ) .Kiểm tra số lớp màng cốt cần thiết trong dây băng : 301,140559345,247400max<=××=××=cknSiNhư vậy là thỏa mãn .Đường kính cần thiết của tang truyền động :Dt ≥ a.i = 125 . 3 = 375 (mm) ; ( 6.10,[ I ] ).ƠÛ đây hệ số a = 125 lấy theo bảng 6.5,[ I ] , còn đường kính Dt = 400 (mm) Phù hợp với dãy tiêu chuẩn của ΓOCT 10624 – 63 .Đường kính tang căng băng lấy bằng 0,8.Dt = 0,8.400 = 320 (mm).Chiều dài của tang truyền động và tang căng băng lấy theo qui đònh :Lt = B + 100 = 400 + 100 =500 (mm) ;Thiết kế băng cao su ngang Trang 3 GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng Phúc 3 . Tính toán chính lực ở các điểm trên băng .Để tính toán lực kéo băng tải chính xác, cần thông qua tính toán lực căng băng ở tất cả các điểm theo đường chuyển động của băng. Ta đánh dấu thứ tự tất các vò trí đặc biệt có thay đổi lực căng , điểm bắt đầu có lực căng nhỏ nhất và điểm tiếp theo có lực căng tăng dần được xác đònh theo công thức: Si+1 =Si + Wi+(i+1) Trong đó: Si+1 :lực căng băng tại điểm thứ i+1 Si : lực căng băng tại điểm thứ i Wi+(i+1) Băng được phân chia ra thành từng đoạn , giới hạn của chúng được đánh số thứ tự như hình 1.1 . Xác đònh lực căng của dây băng tại từng điểm riêng của băng theo phương pháp đi vòng theo chu vi . Bắt đầu từ điểm 1, lực căng tại đây là S1 chưa biết .- Xét đoạn (1-2): S2 = S1 + W12 W12 :lực cản chuyển động trên nhánh không tải W12 = ω.L .( qb + qk ) +(qb+qk).H (kg) Trong đó: qb =4,4 kg :trọng lượng phân bố trên 1m chiều dài băng qk=3,6 kg :trọng lượng phần quay của các con lăn phân bố trên 1m chiều dài nhánh không tải ω = 0,035 :hệ số cản chuyển động của băng đối với con lăn trên nhánh không tải W12 = (4,4 +3,6).60.0,035 + 4,4.2.5 = 27,8 (kg) Vậy S2 = S1 + W12 = S1 +27,8- Xét đoạn (2-3) Lực căng tại điểm 3 : S3 = S2 + W23 = Sv.(kr – 1) W23 : lực cản khi tang vòng qua tang bò độngThiết kế băng cao su ngang Trang 4412351 GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng Phúc W23 = Sv.(kr – 1) = S2.(kr – 1) kr : hệ số tăng lực căng cho lực cản tại chi tiết quay Với α= 200 :ta chọn kr =1,07 W23 = S2.(kr – 1)=( S1+ 27,8)(1,07-1) = 0,07(S1 + 28,7) S3 = S2 + W23 = S1+ 27,8 +0,07 S1 + 8,1 = 1,07 S1 +29,8 (kg)- Xét đoạn (3-4) S4 = S3 + W34 W34: lực cản chuyển động trên nhánh có tải W34= ω.L .(qvl + qb + ql ) +(qvl+qb).H (kg) qvl =17,1 kg: trọng lượng phân bố trên 1m dài ql= 7,14 kg: trọng lượng phần quay của các con lăn chòu tải phân bố trên 1m dài của nhánh có tải W34=(17,1+4,4+7,14).60.0,035 +(17,1+7,14).2,5 =120,744(kg) S4 = S3 + W34 = 1,07 S1 +29,8 +120,744 =1,07 S1 +150,544 (kg)- Xét đoạn (4-5) S5 = S4 + W45 W45= Wt + WmLực cản tại điểm vào tải để truyền cho hàng có tốc độ của bộ phận kéo :( 5.24,[ I ] ). )(9,2363,1.8036.KgvQWt=== Lực cản do thành dẫn hướng của máng vào tải : Wm = 5 . 1 = 5 (KG); ( công thức 2.25,[ I ] ).Tổng lực cản khi vào tải :W45 = Wt + Wm = 2,9 + 5 = 7,9 (KG ) ; S5 = S4 + W45 =1,07 S1 + 150,544 + 7,9 = 1,07 S1 + 158,644(*)Dùng biểu thức Ơle quan hệ giữa lực căng của nhánh đi vào và nhánh đi ra khỏi tang truyền động :Sv = Sr.eµ.α=>S5 = S1.eµ.α = S1.e0,25.3,49 = 2,39.S1 ; (**)Trong đó :+ µ = 0,25 : Hệ số bám giữa dây băng cao su với tang thép .+ α = 200° = 3.49 rad : Góc ôm của dây băng trên tang chủ độngTừ (*) và (**) suy ra :1,07. S1 + 158,644 = 2,39.S1⇒ S1 = 120,185 ( KG ) ;Giá trò các lực căng dây băng ở các điểm còn lại :S2 = S1 + 27,8 =147,985( KG ) ;S3 = 1,07 S1 + 29,8 = 1,07. 120,185 + 29,8 = 158,4 ( KG ) ;S4 = 1,07. S1 + 143,46 =1,07. 120,185 + 150,544 = 265,338 ( KG ) ;S5 = 1,07. S1 + 150,96 = 1,07. 120,185+158,4 = 287 ( KG ) ;Thiết kế băng cao su ngang Trang 5 GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng PhúcXây dựng biểu đồ lực căng dây băng :H 2.1287265,338158,4147,985120,18554321Hình 2.1 : Biểu đồ lực căng dây băng .- Sức căng lớn nhất trên băng xuất hiện: Smax = S5 = 287 ( KG ) .Ta kiểm tra độ bền dây băng , số lớp màng cốt cần thiết : 3174,1405592870.max<=××=××=BknSicNhư vậy là thỏa mãn .- Lực cản tổng cộng trên băng: W0 =S5 – S1 = 287 – 120.185 = 166.815 (kg)Kiểm tra đường kính tang truyền động theo áp lực dây băng lên tang :µαnpBWDtOT .360= Trong đó :Wo = 166,815 ( KG ) : pt = 10000 ( KG ) : áp lực cho phép của dây băng lên tang α =200° ; µ = 0,25 ;mmPBWDtt4,01,025,0.200.14,3.10000.4,0815,166.360 3600<===µαπ Như vậy là thỏa mãn . 4 . Tính toán chọn động cơ điện và hộp giảm tốc .Thiết kế băng cao su ngang Trang 6 GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng PhúcHiệu suất của tang truyền động : ( công thức 6.13,[ I ] ) .Với :ωt = 0,035 : hệ số cản trên tang dẫn độngKs : hệ số cản phụ thuộc vào góc ômSuy ra : 85,11 =−=xxseeKµµVậy ta có: 91,0)185,1.2(035,011==−+tηCông suất trên trục truyền động của băng : ( công thức 6.12,[ I ] ).)(33,291,0.1023.1.815,166102.00kwWNtV===ηCông suất động cơ để truyền động cho băng : ( công thức 6.15,[ I ] ) okNNη=Trong đó: K = 1,2: hệ số dự trữ ma sát giữa băng và tang =>)(391,033,2.2,1.0KWNkN ===η* Lựa chọn động cơ điện:Từ bảng III.19.2,[ I ] chọn động cơ điện không đồng bộ loại A02 – 41 – 6 có các thông số kỉ thuật sau Thiết kế băng cao su ngang Trang 7)1-.2(11ksttωη+= GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng Phúc315230143218468+ công suất của động cơ: N=3 KW+ Số vòng quay của động cơ: n= 955 v/p+ Khối lượng của động cơ :55 kg+ Hiệu suất : 81,5%Tỉ số truyền chung: dtinn=dn=955 v/p : số vòng quay của động cơtn:Tốc độ quay của tang truyền động : ( công thức 6.16,[ I ] ) .)/(1,624,0.14,33.1.60 60phvDvtt===πηTỷ số truyền cần thiết của bộ truyền : 38,151,62955===tđiηηTheo bảng III.22.2,[ I ] , chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn π2 – 250 có các thông số sau :+ Tỷ số truyền : i = 16,3 Thiết kế băng cao su ngang Trang 8 GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng Phúc-Tính chính xác tốc độ dây băngThì không khác nhiều so với tốc độ đã chọnNăng suất thực của băng : ( công thức 6.19,[ I ] ) .Q = k . kβ . ( 0,9.B – 0,05 )2 .vt . γ = 470.1.( 0,9.0,4 – 0,05 )2 .1,5.1,23 = 83,3 ( T/h ) ;Lực ở thiết bò căng băng : ( công thức 6.20,[ I ] ).Sc = Sv + Sr = S2 + S3 = 147,985+158,4=306,385 ( KG ) ;Từ bảng III.49,[ I ], chọn tang căng băng 5025 – 40 có :Đường kính Dt = 320 mm, khi dây băng rộng 400 mm . Từ bảng III.55 ta chọn thiết bò căng băng kiểu vít 5020-40-32 có lực lớn nhất ở tang căng băng 0.5 TTừ bảng III.48,[ I ] chọn kích thước tang truyền động ký hiệu 5025 –40 có đường kính 400 mm.Lực căng nhỏ nhất thực tế trong dây băng Smin = 306,385 (KG) nằm trong giới hạn yêu cầu . 5 . Kiểm tra động cơ điện . Động cơ điện chọn phải kiểm tra thời gian mở máy khi tải trọng lớn nhất tác dụng .Thời gian mở máy ( Khởi động ) :Thiết kế băng cao su ngang Trang 9dqdkdMnGDt.375.)(2=)/(23,13,16.60955.4,0.14,3.60 smiDvtđtt===ηπ GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng PhúcTrong đó :( G D2 )qd : Mômen đà tương đương của hệ thống cơ cấu , quy đổi tới trục động cơ .n : Số vòng quay của trục động cơ .Md : Mômen dư của động cơ .Tính :(GD2)qdq : Mômen đà tương đương của hệ thống của những khối quay . (GD2)qdq = δ . GD2δ = 1,1 : Hệ số tính tới ảnh hưởng của những khối lượng về bộ truyền .GD2 : Mômen đà tương đương của rôtô và khớp nối .GD2 = 0,33 + 0,054 = 0,3415 (KG.m2)(GD2)qdtt : Mômen đà tương đương của hệ thống của tổng khối luong chuyển động tònh tiến .Trong đó :G, Q, v : Khối lượng băng tải , khối lượng hàng , tốc độ dài .n,η : Tốc độ quay của trục động cơ , hiệu suất cơ cấu .Tính :Md = Mkdtb - Mtψmax = 1,8 : Hệ số mômen lớn nhất của động cơ .ψmin = 1,1 : Hệ số mômen nhỏ nhất của động cơ .Ta có: Suy ra : Md =5,742– 1,31 = 4,432 (KG.m)Vậy động cơ điện đảm bảm bảo hoạt động tốt .  6 . Tính chọn khớp nối . * Khớp nối trục ra của động cơ vàhộp giảm tốc .Thiết kế băng cao su ngang Trang 10η.) (365)(222nvQGGDqdtt+=)/(0225,091,0.9655,1).1525,8.(365)(2222mmKGGDqdtt=+=dmkdtbMM .2)(minmaxψψ+=).(96,3.10.0396,0.10.55,966mKGmmKNnNMdm===).(742,596,3.2)1,18,1(mKGMkdtb=+=).(31,10976.41,12.24,0.968,158 2.mmKGiDwMot===η)(22,0432,4.375965.38385,0stkd== [...]... 15968,75 (h) Thời gian làm việc thực tế của ổ : h = CĐ%.T = 18000 (h) Suy ra : C = 84995 ( 71,65 18000 )0,3 =5545014 (N) Theo bảng 15P,[ III ] ta chọn ổ bi đỡ lòng cầu hai dãy cỡ nhẹ có các thông số sau : Ký hiệu d D B L C 1206 30 62 16 31 15000 Thiết kế băng cao su ngang Trang 14 D2 41 GVHD : Nguyễn Văn Hùng Thiết kế băng cao su ngang SVTH : Nguyễn Hồng Phúc Trang 15 ... tang Ta có : ∑ Y = 0 ⇒ Wo = Rc + RD(1) ∑ MA = 0 ⇒ RC /2 170 + RD /2 670 – RB 800 = 0 (2) Từ (1) và (2) suy ra : RA = 167,96 RB =213,77 Trong đó : W o = S max + S min =407,185( KG ) Wo : Lực võng trên tang Vậy Rc = RD =203,5925 (KG) *à mômen tại C:Mc=170.167,964=28553,88(KG) Thiết kế băng cao su ngang Trang 12 GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng Phúc Mơmen uốn tại D:Md=130.213,77=27790,1(KG)... tại then dt = 40 mm - Ở tiết diện 3 – 3 : d ≥3 1134,5 = ,1 13 0,1 5 Chọn d4-4 = 30 mm Chọn đường kính tại các gối đỡ trục bằng 30 mm σu = Mu Wu * Kiểm tra bền - Ứng su t uốn : Trong đó : Mu =8499,5 (KG.mm) Thiết kế băng cao su ngang Trang 13 GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng Phúc 8499,5 = 3,148 ( Kg / mm 2 ) 2700 3 Wu = 0,1 D = 0,1 (30)3 =2700(mm3) Chọn vật liệu chế tạo trục tang là... Tính chọn phanh Momen phanh cần thiết trên trục truyền động của băng: MT =η t [q.H-CT(W0-qH)]D0/2 Trong đó: + η t =0,92 :hiệu su t của tang truyền độngη t + CT =0,55: hệ số giảm nhỏ có thể lực cản của băng + q =17,1 kg/m : khối lượng hàng trên một đơn vò chiều dài + H =2,5 : chiều cao nâng hàng + D0= 0,4m : đường kính tang truyền động + W0=158,968 kg: lực kéo của băng  MT = 0,92{2,5.17,1 - 0,55.(166,815-17,1.2,5)}0,4/2=4,787kg... =2,5 : chiều cao nâng hàng + D0= 0,4m : đường kính tang truyền động + W0=158,968 kg: lực kéo của băng  MT = 0,92{2,5.17,1 - 0,55.(166,815-17,1.2,5)}0,4/2=4,787kg Momen phanh trên trục phanh: Thiết kế băng cao su ngang Trang 11 GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng Phúc M t 4,787 = = 0,294(kg.m) i 16,3 Dựa vào bảng III.38{I} chọn phanh nam châm điện TKT với các thông số sau D(mm) B(mm) Mp(kg.m)... (mm) h (mm) e t t1 10 8 76 5 3,3 Sơ đồ tính ổ : Vì không có lực dọc trục nên R Z = 0 ⇒ Q = R A =84995(N) ⇒ C = Q (n h )0,3 ; Trong đó : n : số vòng quay của ổ h : thời gian làm việc thực tế của ổ Q : tải trọng tương đương Với n = nt =71,65 (vòng /phút) ; Tổng số giờ làm việc của ổ : T = A 365 24 kn kng Trong đó : A = 5 năm kn = 0,5 kng = 0,7 Suy ra : T = 5 365 24 0,5 0,7 = 15968,75 (h) . 2 . Các thông số kỹ thuật của băng cao su . Băng cao su nghiêng có các thông số sau :- Hàng vận chuyển : cát khô- Năng su t . thoả mãn điều kiên góc nghiêng giới hạn - Chương 2 : TÍNH TOÁN BĂNG CAO SU Tính toán băng cao su nghiêng để vận chuyển cát khô với các thông số sau

Ngày đăng: 05/12/2012, 11:05

Xem thêm: Thiết kế băng cao su nghiêng vận chuyển cát khô