TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY ĐỊNH LƯỢNG THAN BỘT KIỂU BĂNG TẢI TRONG QUI TRÌNH SẢN XUẤT GẠCH NUNG NĂNG SUẤT TỪ 500 1500 KGH

i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ  NGUYỄN CÔNG HÒA TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY ĐỊNH LƯỢNG THAN BỘT KIỂU BĂNG TẢI TRONG QUI TRÌNH SẢN XUẤT GẠCH NUNG NĂNG SUẤT TỪ 500 1500 KGH Tp. Hồ Chí Minh Tháng 08 năm 2007 ii BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ  TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY ĐỊNH LƯỢNG THAN BỘT KIỂU BĂNG TẢI TRONG QUI TRINH SẢN XUẤT GẠCH NUNG NĂNG SUẤT TỪ 500 1500 KGH Chuyên ngành: Cơ Khí Bảo Quản Và Chế Biến Nông Sản Thực Phẩm Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS: Nguyễn Như Nam Nguyễn Công Hòa Tp. Hồ Chí Minh Tháng 08 năm 2007 iii MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING NONG LAM UNIVERSITY FACULT OF ENGINEERING TECHNOLOGY  CALCULATING, DESIGNING, FABRICATING QUATIFYING MACHINEBLACK COAL BY CONVEYOR BELT` WITH CAPACITY 500 – 1500 KGH Speciality: Engineering For Preserving And Processing Agricultural Products Supervisor : Student: Dr. Nguyen Nhu Nam Nguyen Cong Hoa Ho Chi Minh, city August, 2007 iv LỜI CẢM TẠ Trong thời gian thực hiện đề tài, được sự chỉ dạy và truyền đạt kiến thức của quý thầy cô, tôi xin chân thành cảm ơn: Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM Ban Chủ Nhiệm và toàn thể quý Thầy, Cô khoa Cơ Khí Công Nghệ Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM đã nhiệt tình truyền đạt kiến thức cho chúng tôi trong suốt quá trình học tập tại trường. Đặt biệt thầy Tiến sĩ Nguyễn Như Nam, giảng viên khoa Cơ Khí Công Nghệ Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM, người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho chúng tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. Tập thể sinh viên lớp 29B Khoa Cơ Khí Công Nghệ đã hợp tác và giúp đỡ trong suốt quá trình học tập. Tôi xin gởi đến quý Thầy, Cô và Bạn Bè lời chúc sức khoẻ và tràn đầy hạnh phúc. v TÓM TẮT LUẬN VĂN ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY ĐỊNH LƯỢNG THAN BỘT KIỂU BĂNG TẢI TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT GẠCH NUNG. NĂNG SUẤT TỪ 500 1500 KGH SINH VIÊN THỰC HIỆN: GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: NGUYỄN CÔNG HÒA TS: NGUYỄN NHƯ NAM 1)Mục đích. Trong quá trình sản xuất gạch nung, than đá được dùng làm nguyên liệu đốt chính đã góp phần nâng cao chất lượng viên gạch đồng thời giá thành cũng giảm xuống do chi phí nguyên liệu không cao. Tình trạng ô nhiễm môi trường cũng được hạn chế đáng kể. Than đá được nghiền nhỏ và trộn với đất trước khi định hình viên gạch và đưa vào lò nung sẽ đem hiệu quả kinh tế cao Tính toán máy định lượng than với năng suất có thể điều chỉnh được từ 500 1500 Kgh là mục đích của đề tài. 2)Nội dung thực hiện. Lựa chọn mô hình máy thiết kế máy Tính toán thiết kế bộ phận làm việc chính của máy định lượng Theo dõi chế tạo Khảo nghiệm và đưa vào sử dụng 3)Kết quả tính toán và khảo nghiệm. Năng suất (Th) : 0,5 1,5 Số vòng quay của Băng tải ( vòng phút) : 32 Đường kính của tang (mm) : 250 Đường kính của trục (mm) : 60 Thể tích cửa nạp liệu (m3) : 0,52 Năng suất động cơ (kW) : 0,72 4)Kết luận. Máy được thiết kế, chế tạo và đưa vào sản xuất ở nhà máy gạch Hợp Nhật Thành, Đồng Nai. Máy làm việc ổn định, phù hợp yêu cầu sản xuất đề ra vi SUMMARY Thesis: Disiging Manufacturing quantifying machine black coal can control by conveyor belt wich has power 500 1500 Kgh Student Advisor NGUYEN CONG HOA Dr. NGUYEN NHU NAM 1)Purpose Black coal is a main material which was used to burn in refined brick industy of production, it is to take part to raise the brick quality and lession the cost rice, because the cost of material doesn’t worth mentioning. The condition of enviromental polution was so deducted. To prind black coal to dust and mix with clay it was intrucded a kiln, that will be great resulted in econnonmy. Calculating, desinging quantifying machine black coal can control by conveyor belt wich has power 500 1500 Kgh is purpose of this Thesis. 2)Contents Choose a model of machine Design main parts of machine Follow the process of manufacture Test and apply 3)Result of caculating Power (Kgh) : 0,5 1,5 Drum barrel revolution ( circle minute) : 32 Diameter axis (mm) : 250 Diameter drum barrel (mm) : 60 Volumn carrying (m3) : 0,52 Power motor (kW) : 0,72 4)Conclude The machine was designed, manufactured and operated in Hop Nhat Thanh brichwork, Dong Nai. Machine operated stable. In accordance with require of set up productino. vii MỤC LỤC Trang Trang tựa ................................................................................................................. i Cảm tạ ................................................................................................................... iv Tóm tắt ................................................................................................................... v Mục lục ................................................................................................................ vii Chương 1 .Mở đầu ................................................................................................. 1 Chương 2 Tra cứu tài liệu, sách báo phục vụ trực tiếp đề tài ................................ 3 2.1.Giới thiệu sơ bộ công nghệ sản xuất gạch nung bằng lò tuynen ...... 3 2.2.Một số tính chất của than đá .............................................................. 5 2.3 Nguyên tắc làm việc của máy định lượng .......................................... 5 2.4. Phân loại máy định lượng ................................................................. 6 2.4.1. Máy định lượng thể tích ................................................................. 6 2.4.1.1. Máy định lượng kiểu tang ........................................................... 6 2.4.1.2. Máy định lượng kiểu đĩa ............................................................. 6 2.4.1.3 Máy định lượng kiểu vít ............................................................... 7 2.4.1.4 Máy định lượng kiểu băng tải ...................................................... 7 2.4.2. Máy định lượng theo trọng lượng .................................................. 7 2.4.2.1 Cân tự động có gàu đổ ................................................................. 8 2.4.2.2. Cân tự động xả đáy ..................................................................... 8 2.4.2.3 Cân học bán tự động .................................................................... 9 2.4.2.4 Cân tự động liên tục ..................................................................... 9 2.5. Cơ sở tính toán máy định lượng ...................................................... 10 2.5.1 Năng suất vận chuyển của băng .................................................... 11 2.5.2 Công suất vận chuyển của băng .................................................... 12 Chương 3 Phương pháp và phương tiện .............................................................. 16 3.1. Phương pháp thiết kế....................................................................... 16 3.2. Phương pháp chế tạo ....................................................................... 16 3.3. Phương pháp khảo nghiệm .............................................................. 16 3.3.1. Dụng cụ đo ................................................................................... 16 3.3.2. Phương pháp đo ........................................................................... 17 3.3.3. Phương pháp thiết kế thí nghiệm ................................................. 17 3.3.4. Phương pháp xử lý số liệu ............................................................ 17 Chương 4 Kết quả và thảo luận ............................................................................ 19 4.1. Các dữ liệu thiết kế và yêu cầu kỹ thuật của máy định lượng ........ 19 4.1.1. Các dữ liệu thiết kế ...................................................................... 19 4.1.2. Yêu cầu kỹ thuật của máy định lượng ......................................... 19 4.2. Lựa chọn nguyên lý làm việc và mô hình máy định lượng ............ 19 4.2.1. Lựa chọn nguyên lý làm việc cho máy định lượng thiết kế......... 19 4.2.2. Lựa chọn mô hình máy định lượng thiết kế................................. 20 4.3. Tính toán thiết kế băng tải định lượng ............................................ 21 4.3.1 Xác định các thông số làm việc của băng tải ................................ 21 4.3.2. Tính toán thiết kế tang chủ động .................................................. 21 4.3.2.1. Tính chiều cao lớp vật liệu trên băng ........................................ 21 4.3.2.2. Tính tang chủ động.................................................................... 22 viii 4.3.3. Tính toán thiết kế tang bị động .................................................... 22 4.3.4. Kiểm nghiệm lại băng đã chọn .................................................... 22 4.3.5. Tính toán lực kéo băng tải ............................................................ 23 4.3.6. Tính toán công suất động cơ ........................................................ 24 4.3.7. Tính toán thiết kế thùng cấp liệu .................................................. 25 4.4. Tính toán bộ truyền động xích ........................................................ 27 4.4.1 Chọn loại xích ............................................................................ 27 4.4.2 Định số răng đĩa xích .................................................................... 27 4.4.3. Định bươc xích ............................................................................. 27 4.4.4. Định khoảng cách trục và số mắt xích ......................................... 28 4.4.5. Tính đường kính vòng chia của đĩa xích ...................................... 28 4.4.6. Tính lực tác dụng lên trục ............................................................ 29 4.5. Tính toán thiết kế các trục của tang ................................................29 4.5.1. Trục tang chủ động....................................................................... 29 4.5.2 Trục tang bị động .......................................................................... 33 4.5.3 Tính then ....................................................................................... 33 4.5.4 Tính toán thiết kế các ổ lăn ........................................................... 35 4.6. Chế tạo ............................................................................................ 36 4.6.1. Công nghệ chế tạo vỏ máy ........................................................... 36 4.6.2. Công nghệ chế tạo trục ................................................................. 36 4.6.3 Lắp ráp .......................................................................................... 36 4.7. Khảo nghiệm ................................................................................... 37 4.7.1. Chạy rà ......................................................................................... 37 4.7.2. Khảo nghiệm ................................................................................ 37 4.7.2.1. Mục đích khảo nghiệm .............................................................. 37 4.7.2.2. Kết quả khảo nghiệm ................................................................ 37 4.8. Ý kiến thảo luận .............................................................................. 39 Chương 5 Kết quả và đề nghị .............................................................................. 41 5.1. Kết luận ........................................................................................... 41 5.2. Đề nghị ............................................................................................ 41 Tài liệu tham khảo ................................................................................................ 42 Phụ lục Tập bản vẽ 1 Chương 1. MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, tốc độ tăng trưởng kinh tế nước ta đã đạt được những thành tựu vượt bậc, cùng với sự tăng trưởng kinh tế thì ngành xây dựng có điều kiện phát triển hơn bao giờ hết. Ngành sản xuất gạch nung cả nước nói chung và khu vực phía Nam nói riêng đã trở thành một ngành công nghiệp phát triển mạnh mẽ. Với sự phát triển của nền kinh tế, thì gạch nung sản xuất ra không chỉ cung cấp cho xây dựng dân dụng mà cho cả xây dựng công nghiệp. Chính vì vậy, ngành sản xuất gạch nung có thị trường tiêu thụ mạnh, do đó nhu cầu sản xuất gạch là rất lớn. Với công nghệ sản xuất lạc hậu thì gạch có chất lượng sản xuất thấp, kém ổn định (hiện nay), không đủ để cung cấp cho thị trường. Còn việc dùng nhiên liệu dầu hay khí ga thì giá thành sản phẩm rất cao. Khí thải sau quá trình đốt gây ô nhiễm môi trường. Trước tình hình đó, công nghệ mới sản xuất gạch dùng hỗn hợp than bột trộn với đất mà hỗn hợp này tự đốt cháy trong lò tuy nen để hình thành viên gạch. Sản phẩm sản xuất ra không có bã, đặt trưng cho kỹ thuật tiến bộ hiện nay. Than đá được sử dụng trong các lò gạch Tuy nel ở dạng bột. Chúng được định lượng vào đất để trộn đều trước khi tạo hình Vì vậy, nghiên cứu thiết kế máy định lượng bột than đá sẽ quyết định cho quá trình trộn đều hỗn hợp đất – than. Vì đất sét ở dạng dẻo quánh rất khó trộn đều với các nguyên liệu dạng hạt khô rời. Định lượng liên tục than đá vào băng tải đất để nhào trộn và tạo hình có một tầm quan trọng rất lớn. Vì vậy việc thiết kế, chế tạo máy định lượng liên tục bột than đá là có tính cấp thiết và ý nghĩa thực tiễn cao. Mục đích chính của đề tài là tiến hành thiết kế chế tạo máy định lượng than bột phục vụ sản xuất gạch nung bằng lò tuy nen có năng suất 20 triệu viênnăm. Quá trình nung gạch sử dụng nhiên liệu đốt bằng than bột được pha trộn với đất. 2 Một mẫu máy định lượng than bột năng suất 0,51,5 Th. Năng suất này có khả năng điều chỉnh được để phù hợp với chất lượng từng loại than. Hỗn hợp trộn giữa đất và than này có tỉ lệ được quy định nghiêm ngặt theo yêu cầu công nghệ. Vì vậy nhiệm vụ của luận văn bao gồm:  Lựa chọn mô hình máy thiết kế phải hoạt động theo nguyên tắc liên tục, phù hợp với tính chất dây chuyền công nghệ.  Tính toán thiết kế máy định lượng có khả năng định lượng được than bột với năng suất 0,51,5Th, đồng thời có khả năng điều chỉnh được bằng cách điều chỉnh lượng than bột đi qua băng tải nhằm làm cho tính năng của máy đa năng hơn.  Chế tạo máy theo mô hình thiết kế  Khảo nghiệm. Được sự đồng ý của Ban Chủ nhiệm Khoa Cơ Khí Công Nghệ và dưới sự hướng dẫn của Thầy Nguyễn Như Nam, chúng tôi thực hiện đề tài: “Thiết kế chế tạo và khảo nghiệm máy định lượng bột thanđá năng suất định lượng 500 1500 Kgh phục vụ công nghệ sản xuất gạch nung bằng lò Tuy nel”. Do bước đầu tìm hiểu, tính toán, thiết kế, khảo nghiệm và trình độ còn hạn chế nên không tránh khỏi sai sót. Chúng tôi xin chân thành cám ơn sự quan tâm đóng góp của Quí Thầy – Cô, các bạn sinh viên, các cán bộ kỹ thuật và nhà sản xuất đã giúp đỡ chúng tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài. 3 Chương 2. TRA CỨU TÀI LIỆU, SÁCH BÁO PHỤC VỤ TRỰC TIẾP ĐỀ TÀI 2.1. Giới thiệu sơ bộ công nghệ sản xuất gạch nung bằng lò tuy nen dùng nguyên liệu than đá Hình 2.1. giới thiệu sơ đồ công nghệ sản xuất gạch nung bằng lò tuy nel. Mô tả sơ đồ công nghệ như sau: Đất đã được ủ để ổn định thành phần (thời gian ủ từ 3 – 6 tháng), được cấp liệu tự động bằng cấp liệu thùng vào băng tải cấp đất để chuyển lên máy đánh tơi dạng cánh. Đất sau khi làm tơi được được băng tải đưa tới máy xa luân để làm nhuyễn kết hợp trộn đều thành phần. Ở công đọan này, máy nghiền có chất lượng làm việc tốt nhất là máy nghiền xa luân hay còn gọi là máy nghiền kiểu chậu con lăn. Từ chậu con lăn đất tiếp tục chuyển tới băng tải 2 để đưa đi trộn đều trên các máy trộn kiểu cánh hay nghiền xa luân lại lần hai. Trên đường vận chuyển, bột than đá được định lượng theo tỷ lệ vào băng tải 2. Lượng bột than đá định lượng cho năng suất tạo hình của nhà máy gạch nung tuy nel 20 triệu viên năm từ 800 – 1.200 kgh. Để mở rộng phạm vi làm việc khi có trục trặc ở phần tạo hình hay cấp đất, lượng bột than đá có thể điều chỉnh trong phạm vi rộng hơn từ 500 – 1.500 kgh. Sau khi trộn đều đất và bột than đá có kết hợp bổ sung nước, từ đây nguyên liệu được băng tải 3 chuyển tới máy nghiền trục để nhào nghiền nguyên liệu. Nguyên liệu qua nhào nghiền được băng tải 4 chuyển tới máy tạo hình là máy ép kiểu vít. Gạch được đùn ép ra kiểu thanh dài vô tạn, được dao cát kiểu dây cắt thành từng viên gạch mộc nhỏ. Để điều chỉnh kích thước mặt cắt ngang viên gạch, người ta dung các lọai khuôn ép khác nhau. Băng tải cấp đất 4 Băng tải 1 Băng tải 2 Băng tải 3 Máy cán (Máy nghiền trục ) Băng tải 4 Máy tạo hình Hình 2.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất gạch nung bằng lò Tuy nel. Sau khi tạo hình xong, gạch mộc được làm khô bằng máy sấy hay phơi hóng. Gạch mộc khô được xếp vào lò theo từng xe gòong . Gạch nung bằng lò tuy Máy đánh tơi Máy nghiền Xa luân con lăn Máy định lượng than trộn Máy trộn Máy cắt gạch Băng tải gạch mộc Thành phẩm 5 nel dạng ống làm việc liên tục, cứ sau 15 – 30 phút người ta lấy một xe gạch đã nung ra và chuyển một xe gạch mộc vào. 2.2. Một số tính chất của than đá  Khối lượng riêng: 1400 1800 kgm3  Khối lượng thể tích: 800 kgm3  Giới hạn bền khi kéo: 5 Nmm2;  Giới hạn bền khi nén: 2  25 Nmm2  Mô đun đàn hồi: 0,07  0,6.104 Nmm2  Hệ số ma sát:  Với kim loại chuyển động: 0,32  Với kim loại đứng yên: 0,84  Với gỗ chuyển động: 0.47  Với gỗ đứng yên: 0,84  Góc nghiêng tự nhiên chuyển động: 350  Góc nghiêng tự nhiên động: 300  Góc nghiêng tự nhiên tĩnh: 450  Vận tốc thăng bằng bụi than: 0,14 ms 2.3. Nguyên tắc làm việc của máy định lượng Có hai phương pháp định lượng vật liệu là phương pháp thể tích và phương pháp khối lượng: Các máy định lượng theo nguyên tắc định lượng theo thể tích có cấu tạo, sử dụng và sửa chữa đơn giản, tuy nhiên chúng không đảm bảo độ chính xác cao. Thuộc về nhóm máy này làm việc thường liên tục dạng băng tải. Tuy nhiên cũng có máy làm việc gián đọan. Các máy làm việc theo nguyên tắc khối lượng được tiến hành định lượng từng phần hoặc liên tục, máy có khả năng định lượng có độ chính xác cao nhưng phức tạp và có giá thành cao. Hầu hết máy định lượng làm việc theo nguyên lý này làm việc gián đọan. Việc lựa chọn phương pháp định lượng tuỳ theo tính chất cơ lý và cỡ hạt định lượng theo yêu cầu: sản phẩm rời, sản phẩm lỏng, sản phẩm bột nhão. 6 2.4. Phân loại máy định lượng 2.4.1. Máy định lượng theo thể tích 2.4.1.1. Máy định lượng kiểu tang Máy định lượng kiểu tang rất đơn giản, gồm một tang quay (có thể là tang trơn, tang có ngăn hoặc tang có hộc chứa) ngoài được bộc kín để tạo dòng sản phẩm cuốn theo tang từ miệng nạp liệu phía trên và đổ xuống miệng tháo liệu phía dưới. Ở hình dưới là cơ cấu truyền động bánh răng cóc và máy định lượng loại tang có hốc được thể hiện. Hình 2.2. Tang định lượng có bánh răng cóc điều chỉnh 1. Trục truyền động; 2. Tay quay; 3. Ốc định vị; 4. Phếu tiếp liệu; 5. Cửa quan sát; 6. Tang định lượng; 7. Cần cóc; 8. Bánh răng cóc. 2.4.1.2. Máy định lượng kiểu đĩa Hình 2.3. giới thiệu cấu tạo máy định lượng lien tục kiểu đĩa quay. Hình 2.3. Sơ đồ bộ phận công tác máy định lượng kiểu đĩa quay. 1.Đĩa quay; 2.Tấm gạt; 3.Ống nạp liệu; 4.Trục quay 7 Máy định lượng kiểu đĩa gồm một đĩa quay 1 quay xung quanh trục thẳng đứng, tấm gạt 2 để gạt sản phẩm xuống phễu tháo liệu. Chiều cao lớp sản phẩm trên đĩa có thể thay đổi nhờ thay đổi khoảng cách giữa đĩa và ống nạp liệu 3. Lớp sản phẩm chảy qua ống nạp liệu tạo thành đống hình nón trên đĩa và quay theo đĩa qua tay gạt 2 chảy xuống phiễu tháo sản phẩm. Năng suất của máy phụ thuộc vào thể tích sản phẩm trên đĩa, chiều cao và vị trí đặt thanh gạt cũng như số vòng quay của đĩa. 2.4.1.3. Máy định lượng kiểu vít tải Máy định lượng kiểu vít tải thường được dùng cho các sản phẩm hạt, cục nhỏ, dạng bột và trong quá trình định lượng có thể cho phép gãy nát một ít. Năng suất của máy định lượng này có thể thay đổi bằng cách thay đổi số vòng quay của trục vít. Máy định lượng này có thể đặt nằm ngang hoặc nằm nghiêng. (hình 2.4.) Hình 2.4. Sơ đồ máy định lượng kiểu vít. 1. Phiễu tiếp liệu; 2. Hợp vít tải; 3. Vít tải; 4. Trục vít tải. 2.4.1.4. Máy định lượng kiểu băng Máy định lượng kiểu băng được dùng để tiếp liệu và định lượng liên tục các loại vật liệu cục nhỏ cũng như các loại vật liệu dính ướt. Với vật liệu ẩm, dính, dùng thanh gạt làm sạch bộ phận chịu tải và băng tải bông tẩm cao su. Dọc theo băng có thể làm gầu đỡ tạo thành máng mà trong đó vật liệu chuyển dịch. Lớp vật liệu được tiếp đồng đều và có thể điều chỉnh bằng tấm chắn đặt ngay tại hộp cấp liệu. Băng tải định lượng có thể đặt nằm ngang hoặc nằm nghiêng. Nhánh băng phía trên đỡ bằng những con lăn, hoặc chuyển động trên tấm phẳng nếu chiều dài băng dưới 6 m.. 2.4.2. Máy định lượng theo trọng lượng 8 2.4.2.1. Cân tự động có gàu đổ Cân tự động có gàu đổ có cấu tạo gồm khung giá, cơ cấu cân thô và nạp liệu, cơ cấu cân phần dư, bộ phận điều chỉnh độ chính xác, bộ phận ổn định dao động, cơ cấu đổ gàu và đếm. Hình 2.5. trình bày cấu tạo cân tự động gầu đổ. Hình 2.5. Cân tự động có gàu đổ. 1. Dao tựa; 2, 6. Dao tựa; 3. Đối trọng; 4. Phiễu tiếp liệu; 5. Van tháo liệu; 7. Đòn cân; 8. Quả cân; 9. Điểm chặn; 10. Van chặn. Gàu 1 được treo sao cho trọng tâm gàu rỗng nằm về phía bên phải mặt phẳng thẳng đứng đi qua giá treo 2, còn trọng tâm khi gàu chứa liệu nằm về phía bên trái mặt phẳng đó. Đạt được điều kiện này là nhờ ở đáy gàu có lắp thêm đối trọng 3 làm cho phần phải của gàu rỗng nặng hơn. Gàu được nạp thô với lưu lượng lớn và nạp tinh chỉnh với dòng lưu lượng nhỏ bổ sung thêm vào để đạt khối lượng qui định. 2.4.2.2. Cân tự động xả đáy Cân tự động xả đáy có cấu tạo như hình 2.6. Đòn cân 1 với 2 dao tựa hai đầu được gác trên giá cố định. Phía bên trái đó là quang treo quả cân, còn bên phải là gàu xả đáy. Phễu nạp liệu được lắp độc lập trên gàu và đóng mở bởi van lá 4 và hệ thống đòn khớp động 3, 7, 11, 12, 13 liên kết với cơ cấu xả đáy 10. Van lá 4 được giữ ở trạng thái mở nhờ gối đỡ 9 gắn trên gàu và thanh treo 5 có hệ thống đệm lò xo 6.. 9 Hình 2.6. Cơ cấu cân tự động xả đáy. 1. Đòn cân; 2, 3, 7, 11, 12, 13. Thanh truyền; 4. Van lá; 5. Thanh treo; 6. Lò xo; 8. Con chạy;9. Gối đỡ; 10. Cơ cấu đóng, mở đáy. 2.4.2.3. Cân học bán tự động Trong các nhà máy sản xuất hỗn hợp cũng thường sử dụng cân bán tự động có cấu tạo như hình 2.7. Ở đây vật liệu từ thùng chứa 1 nhờ vít tải 2 cấp vào cân 5 treo vào hai khối lăng trụ 6 trên cán cân 7. Cán cân này dựa trên những lăng trụ 8 đặt trên giá treo của khung và ở đầu bên phải mang quả cân 9. Khi khối lượng trong thùng cân đạt mức cân bằng với quả cân 9, cán cân 7 sẽ quay và ngắt các núm tiếp xúc điện 10 làm ngắt điện động cơ điện 3 truyền động cho vít tải qua hộp giảm tốc cho trục vít 4. Hình 2.7. Sơ đồ cân học bán tự động. 1. Thùng chứa; 2. V ít t ải; 3. Động cơ; 4. Hộp giảm tốc; 5. Thùng cân; 6,8. Dao tựa; 7. Đòn cân; 9. Quả cân; 10,11. Công tắc. 2.4.2.4. Cân tự động liên tục Trong nhiều dây chuyền sản xuất đòi hỏi phải có định lượng liên tục với một lưu lượng nhất định. Để thực hiện được yêu cầu đó thường người ta sử dụng 10 hệ thống định lượng bằng băng tải sẽ tạo điều kiện ổn định lưu lượng nguyên liệu theo khối lượng, không phụ thuộc vào tính chất cơ lí của vật liệu hoặc một số điều kiện không ổn định khác. Hình 2.8. Sơ đồ hệ thống tự động định lượng bằng băng tải. 1. Bộ phận nạp liệu; 2. Băng tải; 3. Cơ cấu cân; 4. Cụm điều khiển tự động 5. Hệ thống điều khiển; 6.Dụng cụ tự ghi. 2.5. Cơ sở tính toán máy định lượng Băng tải được dùng để vận chuyển liên tục các vật liệu đơn chiếc và vật liệu rời theo phương ngang hoặc nghiêng ( thường không nghiêng quá 30o ). Khác với các loại thiết bị vận chuyển khác, băng tải có chiều dài vận chuyển lớn, năng suất cao, kết cấu đơn giản, nhỏ, làm việc tin cậy và sử dụng thuận tiện. Bộ phận dẫn động băng tải thường được đặt ở phía đầu tháo sản phẩm. Bộ phận dẫn động gồm có động cơ điện, hộp giảm tốc, tang dẫn, tang bị dẫn. Kích thước của tang được xác định như sau: Đường kính tang được xác định theo công thức: D  k.i ( mm ) (2.1) Với i – là số lớp đệm của băng tẩm cao su. k hệ số tỷ lệ. Đối với tang dẫn động: k = 125 nếu i = 2 6; l = 150 nếu i = 8 12 Đối với tang kéo căng và tang nghiêng: K = 100  125, còn trong các trường hợp đặc biệt k = 50 11 Chiều dài của tang được xác định phụ thuộc vào chiều rộng của băng. L = B + 2.C (mm) (2.2) Với B – chiều rộng của băng, ( mm ); C = 6070 ( mm ). 2.5.1. Năng suất vận chuyển của băng a) Đối với băng tải phẳng, xác định công suất như sau: Q = 900.B2.v. tg kgh (2.3) Trong đó: B là chiều rộng của băng, m;  là khối lượng riêng xốp của vật liệu vận chuyển, kgm3 ;  là góc nghiêng tự nhiên của vật liệu,   450 ; v là vận tốc chuyển động của băng, ms. Vận tốc chuyển động của băng phụ thuộc vào loại vật liệu và kích thước vật liệu, có thể chọn như sau: Loại vật liệu Vận tốc băng, ( ms ) Thóc, gạo, đỗ 2,5 4,0 Cám, trấu 1,5 2,0 Ngô hạt 1,5 2,5 Bột đóng bao 0,75 1,5 Ximăng, quặng nghiền nhỏ 0,8 1,0 Than đá, than bùn, cát, muối nhỏ 1,0 2,5 Xỉ, tro 1,0 2,0 Than cóc, than cám 1,0 1,6 Kiện hàng 0,8 1,2 b) Đối với băng tải hình máng, xác định năng suất như sau: Q = 900AB2v  kgh (2.4) Trong đó: B, v,  như ở công thức trên; A là hệ số, kể đến dạng hình máng của băng, thường lấy A = 3,8 3,9. Đối với băng tải đặt nghiêng thì năng suất của nó nhỏ hơn năng suất của băng tải đặt ngang bởi vì chiều cao lớp vật liệu ở trên băng giảm. Khi tính năng 12 suất băng tải đặt nghiêng ta vẫn dùng 2 công thức trên nhưng chú ý thay vận tốc v bằng vận tốc vnghiêng và xác định nó như sau: vnghiêng = v. (2.5) Với  là hệ số giảm vận tốc,  < 1, nó phụ thuộc vào độ nghiêng của băng tải, chọn nó như sau: Độ nghiêng của băng, độ... 0 10 13 16 19 25 Hệ số  ... 1 0,96 0,94 0,92 0,89 0,85 2.5.2. Công suất dẫn động băng tải Xác định công suất dẫn động băng tải theo công thức tổng quát như sau: N = 1K (N1+ N2+ N3+ N4+ N5) kW (2.6) Trong đó: K là hệ số kể tới trở lực của băng trên tang dẫn, tang bị dẫn, tang làm căng băng và ma sát ở các gối đỡ của chúng, thường lấy K = 0,8 0,85; N1 là công suất cần thiết để khắc phục trở lực của nhánh có tải, nó phụ thuộc vào trọng lượng của bộ phận quay, vận tốc của băng, hệ số trở lực và chiều dài của nhánh có tải và được xác định như sau: N1 = q1.v.C1.L1.10 3 (2.7) Trong đó: v là vận tốc của băng, ms L1 là chiều dài của nhánh có tải, m; C1 là hệ số trở lực của nhánh có tải, C= 0,04 q1 là tổng trọng lượng của các bộ phận tham gia chuyển động của nhánh có tải tính trên 1 m chiều dài băng và trọng lượng của 1 m băng, tính bằng Nm. Chọn q1 như sau: Chiều rộng băng (mm) 400 500 600 750 900 1100 Giá trị q1 (Nm) 86 113 140 170 210 250 Thay giá trị của C1 vào ta có: N 1= 4.10 5 q1.v.L1 kW (2.8) • N2 là công suất cần thiết để khắc phục trở lực của nhánh không tải, được xác định như sau: N2 = 4.10 5 q2.v.L2 kW (2.9) 13 Trong đó: v là vận tốc của băng, ms; L2 là chiều dài của nhánh băng không tải, m; q2 là tổng trọng lượng của các bộ phận tham gia chuyển động trên 1 m chiều dài băng của nhánh không tải (Nm). Chọn q2 như sau: Chiều rộng băng (mm) 400 500 600 750 900 1100 Giá trị q2 (Nm) 51 63 80 100 120 140 • N3 là công suất cần thiết để vận chuyển vật liệu theo phương nằm ngang, tỉ lệ với trọng lượng của vật liệu trên băng, với vận tốc của băng và với hệ số trở lực, xác định như sau: N3 = C3.v.q3.L3.10 3 kW (2.10) Trong đó: v là vận tốc của băng tải, m; C3 là hệ số trở lực, lấy C 3 = 0,05; L3 là chiều dài vận chuyển vật liệu theo phương nằm ngang, m; q3 là trọng lượng của vật liệu trên 1 m chiều dài băng ,Nm; q3 = v Q 3600. (2.11) Thay giá trị của C3 và của q3 vào công thức, ta có: N3 = 1,38.10 8 QL3 kW (2.12) Q là năng suất vận chuyển tính theo Nh. • N4 là công suất tiêu hao để tháo liệu bằng tấm gạt đặt ở trên băng được xác định như sau: N4 = 1,1.10 3 QBtg kW (2.13) Trong đó: Q là năng suất vận chuyển của băng, kgh; B là bề rộng băng, m;  là góc nghiêng của tấm gạt • N5 là công suất cần thiết để nâng lên một độ cao nhất định được xác định như sau: N5 = 2,7.10 6 QH kW (2.14) Trong đó: H là chiều cao nâng vật liệu so với mặt phẳng ngang, m; Q là năng suất của băng tải, kgh. 14 Công suất yêu cầu trên tang dẫn: phương pháp tính theo tổn thất chính. N tg =  37. . 37. . . . . . 10000 10000 10000 Q H Q L k L v     ( ngựa ) (2.15) Trong đó: Q năng suất của băng tải, Tgiờ ; L chiều dài băng, m; H chênh lệch độ cao giữa tang đầu và cuối, m; v vận tốc băng, ms;  hệ số cản chuyển động của băng theo phương ngang; đối với con lăn trên ổ tựa lăn thì  = 0,04, còn trên ổ tựa trượt thì  = 0,06. k – hệ số tính đến tải trọng băng ( qb ) và con lăn ( qcl ) trên một mét dài, k = 135(qb + qcl ). Để tính toán sơ bộ thì k có thể lấy phụ thuộc vào chiều rộng băng B (mm) B 400 500 600 650 700 800 1000 1200 1400 k 3400 4300 4900 5200 5600 7000 9200 11300 13500 Dấu ( + ) tương ứng với chiều năng vât liệu, dấu ( ) tương ứng với chiều đi xuống. Số hạng thứ nhất của công thức là công suất để nâng vật liệu, số hạng thứ hai tính đến công suất để di chuyển vật liệu, còn số hạng thứ ba là công suất để thắng các thành phần cản của băng và con lăn. Đối với những băng tải ngắn, công suất chính còn được nhân thêm với hệ số hiệu chỉnh để tính đến lực cản ở những tang đầu và cuối. Với chiều dài băng L = 3 15m: ktg = 1,2 Với chiều dài băng L = 15  30m : ktg = 1,1 Với chiều dài băng L > 30m: ktg = 105 Công suất động cơ điện được xác định dựa vào công suất yêu cầu tổng cộng Ntg tính bằng sức ngựa: Nđc = 1,36 Ntg  (kW) (2.17)  = 0,9 – đối với trạm dẫn động một hộp giảm tốc. 15  = 0,85 – đối với trạm dẫn động một hộp giảm tốc và một bộ truyền bánh răng hở.  = 0,8 – đối với trạm dẫn động có hai bộ truyền bánh răng hở. 16 Chương 3. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 3.1. Phương pháp thiết kế. Máy định lượng than là loại máy làm việc theo phương pháp liên tục trong dây chuyền công nghệ sản xuất gạch nung bằng lò tuy nen. Qua phân tích các kiểu máy định lượng, chúng tôi chọn máy định lượng kiểu băng tải. Như vậy, quá trình tính toán thiết kế máy định lượng than như là tính toán thiết kế băng tải. Để điều chỉnh máy chúng tôi áp dụng phương pháp điều chỉnh tấm chắn ở cửa ra máy định lượng kết hợp điều chỉnh tốc độ băng tải. Bằng cách này chúng tôi có thể điều chỉnh được lượng than bột cho máy trộn. Để đảm bảo lượng điều chỉnh vô cấp, ta chọn động cơ điện vô cấp có bán rất nhiều trên thị trường. Các nội dung còn lại khi tính toán thiết kế như tính toán động cơ điện, tính toán truyền động xích, tính toán xích bền, tính bộ phận cấp liệu, chúng tôi áp dụng lý thuyết tính toán chuyển động cơ khí, sức bền vật liệu để tính. 3.2. Phương pháp chế tạo. Để lập công nghệ chế tạo máy tính lượng than theo thiết kế, chúng tôi tiến hành phân máy theo các cụm công nghệ chế tạo, các cụm chi tiết cơ bản bao gồm: Công nghệ chế tạo các chi tiết họ càng: khung băng tải. Công nghệ chế tạo các chi tiết dạng trục: gồm các trục tang băng tải, trục đỡ nhánh bị động. Công nghệ chế tạo các chi tiết họ moay ơ: Gồm các tang dẫn động. Công nghệ chế tạo các chi tiết họ hộp: hộp che bộ truyền động. Các chi tiết tiêu chuẩn như bu lông, đai ốc, đĩa xích, ổ bi, xích... được mua trên thị trường. 3.3. Phương pháp khảo nghiệm 3.3.1. Dụng cụ đo 17 + Đo các thông số hình học: thước đo mét với chiều dài đo tới 5 m, khỏang đơn vị 1 mm; thước đo góc; thước kẹp; ê ke; com pa; + Đo các thông số động học: đồng hồ đo thời gian; đồng hồ đo số vòng quay; + Đo các thông số động lực học: đồng hồ đo công suất; + Đo nhiệt độ: thiết bị đo nhiệt độ bằng cảm biến hiện số điện tử. 3.3.2. Phương pháp đo Các số liệu đo đạc trong quá trình thực hiện đề tài gồm đo các thông số hình học, đo khối lượng, đo thời gian, đo vận tốc, đo công suất tiêu thụ điện. Các thong số này được đo đạc theo qui định. Để đo tốc độ quay của trục, chúng tôi dùng đồng hồ đo tốc độ quay. Để đo kích thước hình học, dùng các loại thước như: thước mét, thước kẹp, thước pan me... Để đo công suất điện dùng đồng hồ đo công suất Để đo khối lượng dùng cân các loại để đo khối lượng than định lượng. Để đo thời gian , dùng đồng hồ đo thời gian 3.3.3. Phương pháp thiết kế thí nghiệm Khảo nghiệm nghiệm được tiến hành theo 2 nội dung là khảo nghiệm chạy rà và khảo nghiệm xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật để bàn giao máy ra sản xuất. Khảo nghiệm chạy rà được tiến hành theo phương pháp qui định chạy rà máy mới. Khảo nghiệm xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật được thực hiện với số lần lặp lại 5. Các bố trí thí nghiệm theo lối ngẫu nhiên hoàn toàn với các mức thí nghiệm là khoảng hở cửa điều chỉnh. 3.3.4. Phương pháp xử lý số liệu 18 Phương pháp xử lý số liệu theo phương pháp xử lý thống kê. Nội dung xử lý gồm xác định giá trị trung bình mẫu làm giá trị đặc trưng của thong số đo; phương sai tiêu chuẩn thực nghiệm (hay phương sai mẫu); khử sai số thô; khỏang tin cậy của thong số đo. 19 Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1. Các dữ liệu thiết kế và yêu cầu kỹ thuật của máy định lượng. 4.1.1. Các dữ liệu thiết kế. + Tính chất cơ lý của sản phẩm than nghiền: Đã được trình bày ở mục 2.2. + Năng suất và mức định lượng: Từ 500  1500 (kgh) + Chiều dài máy định lượng: Theo yêu cầu phần mặt bằng của phần dây chuyền công nghệ lắp đặt các máy và thiết bị tạo hình, máy định lượng có chiều dài làm việc là 4m. + Sai số định lượng: Theo yêu cầu công nghệ sản xuất gạch, để gạch có thể được cung cấp nhiệt đều trong quá trình nung thì dung sai lượng than có trong gạch nung là không quá 5%. + Chế độ làm việc: Thiết bị làm việc liên tục phù hợp với công nghệ tạo hình gạch + Nguồn động lực là động cơ điện 3 pha, số vòng quay của động cơ từ 20 – 90 ( vòng phút.) 4.1.2. Yêu cầu kỹ thuật của máy định lượng. Đảm bảo các thông số thiết kế thể hiện phục vụ yêu cầu công nghệ sản xuất gạch nung bằng lò tuy nen với nhiên liệu đốt là than đá như đã trình bày ở mục 4.1.1. Máy có cấu tạo giản đơn, làm việc có độ tin cậy cao. Chi phí lao động, chi phí năng lượng riêng để định lượng thấp. Không gây ô nhiễm môi trường. Bảo quản, sử dụng, chăm sóc kỹ thuật thuận tiện. 4.2. Lựa chọn nguyên lý làm việc và mô hình máy định lượng than. 4.2.1. Lựa chọn nguyên lý làm việc cho máy định luợng than thiết kế. Xuất phát từ yêu cầu công nghệ sản xuất gạch nung bằng lò tuy nen đối với việc định lượng than bột là nguyên liệu đốt nung gạch, và các dữ liệu thiết kế 20 đã nêu, chúng tôi chọn nguyên lý làm việc của máy định lượng là định lượng kiểu thể tích dạng băng tải. Đây là nguyên lý định lượng liên tục theo thời gian. `4.2.2. Lựa chọn mô hình máy định lượng thiết kế. Máy định lượng thiết kế có nguyên lý cấu tạo như hình 6.1. Hình 4.1. Mô hình nguyên lý máy định lượng than. 1. Khung máy; 2. Băng tải; 3.Máng cấp liệu; 4.Tấm điều chỉnh vật liệu ; 5. Động cơ hộp giảm tốc; 6. Tang chủ động; 7.Tang bị động; 8. Bộ phận căng đai. Máy định lượng gồm băng tải đặt nghiêng dài 4 m. Chiều dài và độ dốc băng tải do kết cấu công nghệ của dây chuyền tạo hình gạch qui định. Vì băng tải ngắn, nên băng tải không cần các con lăn đỡ thành hình lòng máng ở nhánh chủ động. Phần nhánh bị động có hai trục đỡ. Độ căng băng tải được điều chỉnh bởi bộ phận căng đai 8 làm thay đổi vị trí tang bị động 7. Bột than được cấp bằng tay hay bằng máy vào máng cấp liệu 3. Dung tích chứa của máng cấp liệu tới 0,3 m3, đảm bảo thời gian làm việc liên tục của băng tải không phải cấp liệu từ 10 – 20 phút. Nguyên lý làm việc: Bột than đá từ máng cấp liệu sẽ được băng tải chuyển đi đến cửa tháo liệu và thoát ra ngoài. Lượng than nằm trên băng được điều chỉnh bằng cửa tháo liệu theo chiều cao lớp liệu nằm trên băng. Với vận tốc băng tải giữ cố định thì chiều cao lớp liệu quyết định lượng than định lượng theo thời gian. 21 Băng tải hoạt động được do động cơ có gắn hộp giảm tốc truyền động cho trục chủ động của băng bằng bộ truyền động xích. 4.3. Tính toán thiết kế băng tải định lượng. 4.3.1. Xác định các thông số làm việc của băng tải Máy tiếp liệu bằng băng tải có vận tốc của băng thấp v = ( 0,1 0,5 ) ms, và vật liệu vận chuyển là than nghiền nên ta chọn loại đai là đai vải cao su. Theo điều kiện kích thước làm việc của máy định lượng nên chúng tôi chọn băng có các thông số làm việc như sau: Chiều rộng băng: B = 400 (mm) (4.1) Bề dầy băng:  = 5 (mm) (4.2) Vận tốc: v = 0,4 (ms) (4.3) Chiều dài băng L = 4.000 (mm) (4.4) Chiều cao nâng H = 2000 ( mm ) (4.5) Diện tích mặt cắt ngang của đai A = .B = 5.400 = 2000 (mm2) 4.3.2. Tính toán thiết kế tang chủ động. 4.3.2.1. Tính chiều cao của lớp vật liệu trên băng: Năng suất của máy được xác định như sau: Q = 3600.F.v. .K (kgh) Với: Q = 500 1500 (kgh) V = 0,4 (ms) Khối lượng thể tích vật liệu: 800 (kgm3) Hệ số nạp đầy K = 0,75 Từ đây xác định diện tích tiết diện ngang của vật liệu trên băng với năng suất lớn nhất: F = 1500 1,736.10 3 3600.0,4.800.0,75 3600.0,4.800.0,75 Q    (m2) (4.6) Mà F = b.h. Để tránh cho vật liệu khỏi tràn ra ngoài băng, lấy b = 0,5.B = 0,4.400 = 200 h = Fb = 1,736.1030,2 = 8,68. 103 , (m) ; (4.7) 22 4.3.2.2. Tính tang chủ động Xác định đường kính tang chủ động: D  125.k D  125.2 = 250 ( mm ) Vậy chọn D = 250 ( mm ) (4.8) Số vòng quay trong 1 phút của tang tính theo công thức: n = 60 60.0, 4 32 0,98.3,14.0.25 v k D    ( vòngphút ) (4.9) k = 0,98  0,99 là hệ số trượt. Chiều dài của tang: L = B+ 2.C = 400 + 2.60 = 512 (mm) (4.10) Chọn C = 60 ( mm ) 4.3.3. Tính toán thiết kế tang bị động. Do điều kiện làm việc của băng định lượng nên chúng tôi chọn tỉ số truyền của 2 tang là i = 1, tức là 2 tang có kích thước giống nhau. 4.3.4. Kiểm nghiệm lại băng đã chọn. Độ dài hình học của đai xác định theo công thức: L = 2A+ DA D D D 4 ( ) ( ) 2 2 2 1 2 1     = 2.4000+ (2.250)  2 = 8785 (mm) Xác định góc ôm trên tang dẫn động theo công thức:  0 0 0 180 57 180 D D 1 2      (4.11) Hệ số góc ôm: C  = 1 0,033(180  )= 1 Hệ số tốc độ: C v = 1,04 0,004v 2 = 1,04 0,004.0,47= 1,039 Theo bảng 8.7 ( sách BT CTM ) ta lấy hệ số tính động lực và chế độ làm việc CP = 0,9, tải trọng làm việc có biến đổi nhỏ. Theo bảng 8.8 ta lấy hệ số xét đến sự ảnh hưởng của cách bố trí truyền động và phương pháp điều chỉnh sức căng đai đối với khả năng làm việc của nó là C0 = 1. 23 Tìm ứng suất hữu ích tính toán theo công thức;  t   t 0.C .Cv.C p.C0 = 2,25.1.1,039.0,9.1 = 2,1 Với  t 0 = 2,25 Nmm2 Tải trọng của đai: P = 1000. 1000.0,721 1802 0,4 N v   (N) (4.12) Diện tích mặt đai tính: A t = 1802 858 2,1 t P   < A. Vậy thông số chọn ban đầu thoả mãn. Vậy cuối cùng chúng tôi chọn lấy đai kiểu B, có số lớp đệm là 2, có độ dầy   5 mm và bề rộng b = 400 (mm). Lực tác dụng lên các trục: Q = 0 0 180 2. . . .sin 2.1,8.5.400 7200 2   b   (N) (4.13) Lực căng ban đầu: S0 =  0.F = 1,8.400.5 = 3600 (N) (4.14) 4.3.5. Tính tóan lực kéo băng tải  Lực kéo băng tải trên nhánh có tải Lực kéo băng tải trên nhánh có tải Wct = k.(q + qb + qcl1 ). L.  . cos + ( q + qb ). L. sin Trong đó: k – hệ số tính đến lực cản phụ thuộc chiều dài băng, với L = 4 m thì k = 8; q – trong lượng phân bố trên 1 mét chiều dài của vật liệu. q tính theo công thức: q = 9,81.h.b. = 9,81.8,68. 103. 0,2 .800 = 13,6 Nm; (4.15) qb – trọng lượng 1 mét tấm băng, qb = 38,5 Nm; qcl1 – trọng lượng phần quay các con lăn, qcl = 0; L – chiều dài băng tải, L = 4 m;  – hệ số cản chuyển động của băng , vì nhánh có tải trượt trên tấm thép đỡ dưới nên  = 0,35;  – góc nghiêng của băng tải với phương ngang,  = 300. 24 Vậy: Wct = 8.(13,6 + 38,5).4. 0,45.cos300 + (13,6 + 38,5).4. sin300 = 753,9 N (4.16)  Lực kéo băng tải trên nhánh không tải Lực kéo băng tải trên nhánh không tải Wkt = k.(qb + qcl2 ). L. . cos – qb. L. sin Trong đó: k – hệ số tính đến lực cản phụ thuộc chiều dài băng, với L = 4 m thì k = 8; qb – trọng lượng 1 mét tấm băng, qb = 38,5 Nm; qcl2 – trọng lượng phần quay các con lăn. qcl tính theo công thức: qcl2 = 2.g.m = 2 . 9,81 . 3,8 = 74,6 N. Với 2 là số trục đỡ, g = 9,81 Nm2, m = 6,8 kg là khối lượng 1 con lăn đỡ. L – chiều dài băng tải, L = 4 m; – hệ số cản chuyển động của băng , vì nhánh không tải trượt trên con lăn đỡ,  = 0,25;  – góc nghiêng của băng tải với phương ngang,  = 300. Vậy: Wct = 8.( 38,5+ 74,6).4. 0,25. cos300 – 38,5.4. sin300 = 706,6 N (4.17)  Tổng lực kéo đặt trên trống: W c = Wct + Wkt = 753,9 + 706,6 = 1.460,5 N (4.18) 4.3.6. Tính tóan công suất động cơ Công suất động cơ cần thiết được xác định theo công thức sau: N = W c.v (1000.) Trong đó: v – vận tốc làm việc của băng tải, v = 0,4 ms;  hiệu suất truyền động.  tính theo công thức:  = 1.2.3.4 = 0,95. 0,92 . 0,93. 0,995 = 0,81 (4.19) Với hiệu suất truyền động của bộ truyền động đai 1 = 0,95, hộp số 2 = 0,92, xích 3 = 0,93, 1 cặp ổ lăn 4 = 0,995. Vậy công suất động cơ điện cần thiết: N = 1460,5 . 0,4 (1000. 0,81) = 0,721 kW (4.20) 25 Chọn động cơ điện 3 pha, có gắn bộ giảm tốc điều chỉnh được công suất 1 kW. 4.3.7. Tính toán thiết kế máng cấp liệu. Tính toán kích thước máng cấp liệu để nạp liệu khỏang 10 – 20 phút trong trường hợp máy làm việc với năng suất lớn nhất 1500 kgh. Vậy khối lượng chứa lớn nhất của thùng cấp liệu là: m = 1500.10 250 60  (kg) (4.21) Thể tích thùng cấp liệu theo tính toán Vtt = 0,3125 800 250  (m3) (4.22) Với hệ số chứa vật liệu của máng là:  = 0,9 thì thể tích cần thiết của máng là: Vct = 0,3472 0,9 0,3125    Vtt (m3) (4.23) Độ nghiêng của thành máng với mặt phẳng nằm ngang hợp thành góc  . Để vật liệu tự chảy thì góc  phải lớn hơn góc ma sát giữa than và thép làm thành máng, tức là: tg > 1    450 Thể tích của máng: V= V1+ V2 V1 = VA + VB + Với VA là thể tích máng tính theo phần hình chóp cụt có các kích thước: Chiều cao h = 0,32 ( m ) Đáy lớn có kích thước: Chiều dài a = 0,11 ( m ) Chiều rộng b = 0,8 ( m ) Đáy nhỏ có kích thước: Chiều dài a’ = 0,800 ( m ) Chiều rộng b’ = 0,20 ( m ) VA = 1 3 . h. (a.b + a.b’ + a b a b . . . = 1 3 .0,32.( 0,11.0,8 + 0,8.0,2 + (0,11.0,8.0,8.0,2) 26 VA = 0,4528 ( m3 ) +VB là thể tích máng nghiêng về phía sau: VB = VB’ + VB” V’B là thể tích của 2 phần hình chóp nghiêng về 2 bêncó kích thước: Chiều cao h = 0,3 ( m ) Đáy là tam giác vuông có kích thước: a = 0,45 ( m ) b = 0,3 ( m ) V’B = 2. 1 3 . a.b = 2. 1 3 .0,3.0,45.0,3 = 0,0135 ( m3 ) V”B là thể tích phần lăng trụ tam giác có kích thước: Chiều cao h = 0,2 ( m ) Đáy là tam giác vuông có kích thước: a = 0,32 ( m ) b = 0,3 ( m ) V”B = h.B = 0,2. 1 2 .0,3.0,32 = 0,0096 ( m3 ) V2 = V2’ + V2” V2’ là thể tích phần lăng trụ có đáy là hình thang kích thước: h’ = 0,7 ( m ) a = 0,07 ( m ) b = 0,45 ( m ) V2’ = h.B = 0,2. 1 2 .( 0,07 + 0,45 ) 0,7 = 0,0364 ( m3 ) V2” là thể tích phần lăng trụ tam giác vuông kích thước: h = 0,2 ( m ) a = 0,035 ( m ) b = 0,06 ( m ) V2” = h.B = 0,2. 1 2 .( 0,035 + 0,06 ) = 0,0095 ( m3 ) V = 0,4528 + 0,0135 + 0,0096 + 0,0364 + 0,0095 = 0,5176 ( m3 ) So sánh với kích thước máng cấp liệu yêu cầu chúng tôi thấy: V > Vct 27 Như vậy kích thước của máng cấp liệu thoả mãn yêu cầu. 4.4. Tính toán bộ truyền động xích. Do vị trí đặt máy không bố trí được khối nối trục cho nên chọn bộ truyền xích là bộ truyền trung gian từ đầu ra của hộp giảm tốc và trục của tang dẫn. 4.4.1. Chọn loại xích. Chọn loại xích ống con lăn vì vận tốc của bộ truyền không cao ( n= 32 vòng phút), và loại xích ống con lăn thì có giá thành thấp hơn so với các loại xích khác. 4.4. 2. Định số răng đĩa xích. + Chọn tỉ số truyền của bộ truyền xích i = 3. + Theo bảng 11.4 ( BT CTM trang 274) chúng tôi lấy số răng đĩa xích nhỏ Z1= 25 + Xác định số răng đĩa xích lớn: Z2 = i. Z1= 3. 25 = 75 (4.24) + Số vòng quay của đĩa xích dẫn: n 1= i. n2 = 3.32 = 96 (vg ph) (4.25) 4.4. 3. Định bươc xích: + Để định bước xích t trước hết định hệ số điều kiện sử dụng: k = kđka.k0.kđc.kb.kc Trong đó: kđ là hệ số xét đến tính chất tải trọng ngoài, do tải trọng ít va đập nên chọn kđ = 1 k a là hệ số xét đến chiều dài dãy xích, chọn ka = 1, chọn A = (30 + 50 )t k0 là hệ số xét đến cách bố trí bộ truyền, chọn k0 = 1 đường nối tâm 2 đĩa xích làm với đường nằm ngang một góc nhỏ hơn 600. kb là hệ số xét đến điều kiện bôi trơn, kb = 1,5 vì bôi trơn định kì. kđc là hệ số xét đến khả năng điều chỉnh lực căng xích, kđc = 1 k c là hệ số xét đến chế độ làm việc của bộ truyền, kc = 1. Như vậy k = 1.1.1.1.1,5.1 = 1,5 (4.26) Xác định công suất tính toán tính của bộ truyền xích: Nt = k.kZ.knN Trong đó: N – công suất danh nghĩa, kW 28 kZ = 1 1 25 1 25 Zo Z   là hệ số dạng đĩa dẫn Z01 số răng đĩa dẫn của bộ truyền cơ sở Z01 = 25 . kn = 01 1 200 2,08 96 nn   no1 = 200 số vòng quay của bộ truyền cơ sở. Nt = 0,721.1,5.2,08 = 2,25 ( kW ) (4.27) Bước xích được chọn theo bảng 64 ( sách CTM ) thõa mãn điều kiện: Nt  N Trang bảng ( 64 ) chọn được xích ống con lăn 1 dãy có bước xích t = 15,875( mm ), diện tích bản lề F = 67,5 ( mm2 ) Kiểm nghiệm điều kiện: n1  ngh Ứng với t = 15,875 ( mm ) thì ngh = 2150 (vòngphút), vậy n1 = 96 (vòngphút) thõa điều kiện. 4.4. 4. Định khoảng cách trục và số mắt xích: Khoảng cách trục: A = ( 30 50 )t = 30.15,875 = 476 ( mm ) (4.28) Số mắt xích: X = 2 1 2 2 1 2 . 2 2 Z Z Z Z A t t A            = 2 25 75 2.476 75 25 15,875 2 15,875 2 476            = 316 ( mắc xích ) Kiểm nghiệm số lần va đập trong 1 giây. u = 4   15 v Zn u L X   u = 75.96 0,5   15.316   u (4.29) 4.4. 5. Tính đường kính vòng chia của đĩa xích Đường kính vòng chia đĩa dẫn dc1 = 1 15,875 127 180 180 sin sin 25 o o t Z               ( mm ) (4.30) Đường kính vòng chia đĩa bị dẫn 29 dc2 = 2 15,875 379 180 180 sin sin 75 o o t Z               ( mm ) (4.31) 4.4. 6. Tính lực tác dụng lên trục R  kP = 6.10 . 7 6.10 .0,721.1,15 7 1305 25.15,875.96 k N t Ztn   ( N ) (4.32) kt – hệ số xét đến tác dụng của trọng lực xích tác dụng lên trục, kt = 1,15 4.5. Tính toán thiết kế các trục của tang. 4.5.1. Trục tang chủ động. + Chọn vật liệu: Vật liệu chế tạo thép CT 45 + Tính sơ bộ trục: Tính sơ bộ trục được tính theo công thức: d 3 Nn  C Trong đó: C = 100 130 chọn C = 120 N = 0,721 (kW) (4.33) n = 32 ( vòngphút) Thay vào ta được: d 120 34 3 0,721 32   (mm) (4.34) Chọn sơ bộ trục: d = 34 (mm) + Tính gần đúng trục: Khoảng cách giữa hai đầu trục là l = 720 (mm) Momen xoắn được tính theo công thức: M x = 6 6 9,55.10 . 9,55.10 .0,721 215173 32 N n   (Nmm) (4.34) Lực vòng tác dụng lên tang được tính theo công thức: P v = 1000. 1000.0,721 1802 0,4 N v   (N) (4.35) Lực băng tải tác dụng lên trục: Q = 7200 (N) (4.36) Lực xích tác dụng lên trục tang dẫn: 30 P1 = 1305 (N) (4.37) Tính phản lực các gối đỡ: Hình 4.5. Sơ đồ lực tác dụng và biểu đồ nội lực tác dụng lên trục tang dẫn . 1 590 70 .590  mA P Q R y By    2 = 0 70 295 70.1305 295.7200 1 3755 By 590 590 P Q     R   (N) (4.38) Ta có: P1 + RAy + RBy = Q  RAy = Q – ( P1 + RBy ) = 7200 – ( 1305 + 3755 ) R Ay = 2140 ( N ) (4.39) 590 . .590 0  m P R Ax v Bx    2 295 295.1802 901 590 590 v Bx P     R (N) (4.50) Ta có: RAx = Pv – RBx = 1802 – 901 = 901 (N) (4.51) Tính momen uốn ở những tiết diện nguy hiểm: Ở tiết diện nn: M unn = 70P1 = 70.1305 = 91350 (Nmm) (4.52) Ở tiết diện mm: M umm= M uy 2  M ux 2 31 Trong đó: M ux= RBx. 590 2 = 295.901 = 265795 (Nmm) (4.53) M uy= RBy. 295 = 295.3753 = 1107725 (Nmm) (4.54) M umm= 265795 1107725 2 2   = 1139167 (Nmm) (4.55) Tính đường kính trục ở hai tiết diện nguy hiểm nn và mm : Đường kính trục được tính theo công thức: d 0,1. M td   (mm) Chọn  = 63 ( Nmm2 ) Ở tiết diện nn: Mtđ = M M u x 2 2 2 2     0,75. 91350 0,75.215173 207532    (Nmm) (4.56) d nn 3 207532 32 0,1.63   (mm) Chọn d = 40 ( mm ) để đảm bảo an toàn. (4.57) Ở tiết diện mm: Mtđ= 1139167 0,75.215173 2 2   = 1154308 (Nmm) d mm 3 1154308 57 0,1.63   (mm) (4.58) Ở tiết diện mm chọn đường kính: dmm = 60 (mm) + Tính chính xác trục: Tính chính xác trục được tính cho tiết diện chịu tải lớn nhất. Ở trục của máy chúng tôi là tiết diện mm: d = 60 ( mm ) Ta tính theo công thức: Kiểm nghiệm   n n n n n n     2 2     m K a n          . . . 1    32 m K a n           . . . 1    Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kì đối xứng: 1139167 61 18760 u a MW     ( Nmm2 ),  m  0 M u = 1139167 ( Nmm2 ); W = 18760 ( mm3 ) Bộ truyền làm việc 1 chiều nên ứng suất tiếp (xoắn) biến đổi theo chu kì mạch động: 0 215173 2.69 2 240000 x a m MW       ( Nmm2 ) W0=40000 ( mm3) Giới hạn mỏi xoắn và uốn: trục làm bằng thép 45 có  b  600( ) N mm2 2   1     0,45 0,45 600 270( ) b N mm 2   1     0, 25 0, 25 600 150( ) b N mm Chọn hệ số trung bình   và  vật liệu thép của carbon trung bình    0,1 ,    0,05 ,   1 Bảng 7.4 tra   0,78 ,   0,67 Hệ số tập trung ứng suất do rãnh then.   1,63 ,   1,5 Tỷ số. 1,63 2,1 0,78       1,5 2, 2 0,67       Vậy: . 1 270 2,1 2.1 61 a m n  k                 với  0  m 1 150 25 2, 2 2,69 0,05 2,69 . a m n  K                      2 2 2 2 2,1 25 2,1 (1,5 2,5) 2,1 25 n n n n n n               33 Từ kết quả trên ta thấy trục đủ bền. Kết cấu trục như hình 6.6. Sau khi tính các tiết diện nguy hiểm của trục, chúng tôi tiến hành chọn trục theo yêu cầu kỹ thuật, còn các tiết diện khác chọn theo kết cấu lắp ráp của các chi tiết máy. Hình 4.6. Cấu tạo trục tang chủ động. 4.5.2. Trục tang bị động: Do trục tang bị động chịu các lực giống như trục tang chủ động nhưng nó không chịu lực kéo của bộ truyền xích. Nếu chọn trục bị động có kích thước như trục dẫn động thì trục sẽ dư bền. Nhưng do kết cấu máy và tiện việc gia công trục đơn giản nên chúng tôi chọn trục bị động giống trục dẫn động. Hình 4.7. Cấu tạo trục tang bị động. 4.5.3. Tính then: Chọn then lắp trục với tang quay.Dùng then bằng lắp vào mặt bích của tang. Với đường kính trục d = 60 (mm), tra bảng 723 ( sách TK CTM). Chúng tôi chọn then bằng, có các thông số như sau: Chiều rộng then b = 18 (mm) (4.59) Chiều cao h = 11 (mm) Chiều sâu rãnh then trên trục t = 5,5 (mm) Chiều sâu rãnh then trên lổ t1= 5,6 (mm) k = 6,8 34 Chiều dài mayơ lm = 1,2d = 1,2.60 = 72 (mm) Chiều dài l = 0,8lm = 0,8.72 = 58 (mm) Kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức 711( sách TK CTM) 2 . . x d d M d t l     Trong đó:  d = 100 (Nmm2) (tra bảng 720 TK CTM) M x = 215173 (Nmm) 2.215173 22,48     d 60.5,5.58 <  d Kiểm nghiệm sức bền cắt của then theo công thức 712 ( sách TK CTM) c x c d b l M . . 2.     Với  c = 87 (Nmm2) (tra bảng 721 sách TK CTM) 2.215173 6,87  c   60.18.58 <  c Chọn then để lấp đĩa xích truyền động từ động cơ qua trục tang.Với đường kính trục 35 (mm), tra bảng 723 ( sách TK CTM). Chúng tôi chọn then bằng, có các thông số như sau: Chiều rộng then b = 10 (mm) (4.60) Chiều cao h = 8 (mm) Chiều sâu rãnh then trên trục t = 4,5 (mm) Chiều sâu rãnh then trên lổ t1= 3,6 (mm) k = 4,2 Chiều dài mayơ lm = 1,2d = 1,2.35 = 42 Chiều dài l = 0,8lmayơ = 0,8.42 = 34 (mm) Kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức 711( sách TK CTM) 2 . . x d d M d t l     Trong đó:  d = 100 (Nmm2) (tra bảng 720 TK CTM) M x = 215173 (Nmm) 35 2.215173 80.36     d 35.4,5.34 <  d Kiểm nghiệm sức bền cắt của then theo công thức 712 ( sách TK CTM): c x c d b l M . . 2.     Với  c = 87 (Nmm2) (tra bảng 721 sách TK CTM) 2.215173 36,16  c   35.10.34 <  c 4.5.4 Tính toán thiết kế các ổ lăn. Dự kiến chọn loại ổ bi đỡ 1 dãy. Để tiến hành tính toán hệ số làm việc ổ lăn ta cần có những thông số sau: Số vòng quay trục tang n = 32 vòngphút Thời gian làm việc là 5 năm, mỗi năm là 350 ngày và mỗi ngày là 8 h nên: h = 5.350.8 = 14000 (h) Từ đó chúng tôi tính hệ số khả năng làm việc theo công thức: C = Q.( n.h ) 0,3 Cbảng Trong đó: Q= (Kv.R+ m.At).Kn.Kt Tra bảng 82 chọn m = 1,5 Tra bảng 83 chọn Kt = 1; tải trọng tĩnh Tra bảng 84 chọn Kn = 1; nhiệt độ làm việc ,1000C Tra bảng 85 chọn Kv = 1 At= 0 (không có lực dọc trục); R = RB = 2 2 2 2 901 3755 3862 R R Bx By     (N) Thay vào công thức trên ta được: Q = (1.3862).1.1 = 3862 N = 386,2 daN C = 386,2.(32.14000) 0,3 = 19151 Từ đó chúng tôi tra bảng 14P (sách TK CTM) ứng với d = 40 mm, lấy ổ lăn cỡ nhẹ, rộng vừa có kí hiệu 108. Ổ lăn trên có: Cb = 20000 > Ct = 19151 Đường kính ngoài D = 68 (mm) Chiều rộng B = 15 (mm) 36 4.6. Chế tạo. Chế tạo được thực hiện tại khoa cơ khí công nghệ. 4.6.1. Công nghệ chế tạo vỏ máy. Công nghệ chế tạo các chi tiết dạng vỏ máy bao gồm các chi tiết và cụm chi tiết chính như sau: Máng cấp liệu, vỏ máy, đầu tháo liệu công nghệ chế tạo chúng được thực hiện theo các nguyên công sau: Nguyên công 1: Chọn phôi là thép tấm theo chiều dài thiết kế. Kích thước của phôi được chọn theo kích thước khai tr