Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Thiết kế băng gầu đứng Q=45T/h, h=30m
TKMH: Máy Vận Chuyển Liên Tục GVHD: Nguyễn Văn HùngTHUYẾT MINH MÁY VẬN CHUYỂN LIÊN TỤCĐề tài:TK BĂNG GẦU ĐỨNG VẬN CHUYỂN THAN CỐC CỤC VỪA NĂNG SUẤT Q0 = 90 (m3/h), CHIỀU CAO NÂNG H = 30(m)Phần I. Giới thiệu chung1. Khái niệmGầu tải được sử dụng để vận chuyển các vật dạng cục, dạng hạt và dạng bụi như than gỗ, than bùn, sỏi, đá dăm, cát, xi măng, hóa chất, hạt, bột… Gầu tải được sử dụng ở các nhà máy, công xưởng, nhà máy điện, kho ngũ cốc, cảng…2.Phân loạia.Theo chiều vận chuyển vật, gầu tải được chia thành gầu tải đứng và gầu tải nghiêng. Loại gầu tải nghiêng thì phức tạp hơn về kết cấu và được sử dụng ít hơn.b.Theo kiểu bộ phận kéo, gầu tải được chia thành gầu tải băng, gầu tải một xích, gầu tải hai xích và ít hơn là gầu tải cáp. Trong hai kiểu gầu tải thì các gầu được bắt cứng vào bộ phận kéo chỉ ở các thành sau, gầu tải hai xích thì các gầu có thể bắt chặt vào bộ phận kéo ở phần lưng lẫn ở thành bên.Gầu tải băng được sử dụng để vận chuyển các vật thể dạng hạt, dạng cục nhỏ và dạng bột, khô. Vật liệu dễ dàng được xúc vào và đổ ra khỏi gầu. Gầu làm việc êm và cho phép tốc độ chuyển động của băng trong giới hạn 0,8 ÷ 3,5 (m/s). Nhưng độ bền băng hạn chế; năng suất đến 80 (m3/h) và chiều cao nâng đến 50 m.Gầu tải xích cho năng suất cao hơn, đến 300 (m3/h), và được sử dụng để vận chuyển các vật thể dạng cục to, ẩm, khó xúc và làm việc ở chế độ nặng. Tốc độ chuyển động của gầu tải xích trong giới hạn 0,4 ÷ 1,2 (m/s); đối với vật thể dạng cục, dạng hạt, dạng cục nhỏ không mài mòn và ít mài mòn tốc độ được lấy đế 1,6 (m/s). Gầu tải một xích làm việc với các gầu có chiều rộng 160 ÷ 250 (mm), còn gầu tải hai xích làm việc với các gầu có rộng hơn.Tùy thuộc vào sự bố trí các gầu ở trên băng hoặc trên xích mà có thể có gầu đặt cách nhau và có gầu tiếp hợp. Sự bố trí gầu phụ thuộc vào đặc tính vật liệu và phương pháp chất tải và dỡ tải. Khi bố trí gầu tiếp hợp thì ống chất tải được bố trí cao và sự chất tải được tiến hành trực tiếp bằng sự truyền vào gầu. Phương pháp này được dùng cho các dạng cục lớn và mài mòn, với tốc độ đến 1 (m/s). Khi gầu bố trí cách nhau thì ống chất tải được bố trí thấp và sự chất tải được tiến hành bằng cách xúc khi tốc độ chuểyn động 0,8 ÷ 2 (m/s). Phương pháp này được dùng cho các vật liệu dạng cục nhỏ ít mài mòn và không mài mòn, vật liệu dạng hạt và dạng bụi. Các loại vật liệu này khi xúc thì không gây lực cản lớn.Theo phương pháp dỡ tải có:Gầu có dỡ tải li tâm, phương pháp này dùng cho xích tải có gầu đặt cách nhau và tốc độ chyển động 1 ÷ 2 (m/s).Gầu có sự dỡ tải tự chảy có dẫn hướng, phương pháp này dùng cho gầu tải có gầu tiếp hợp và tốc độ chyển động 0,4 ÷ 0,8 (m/s).Gầu có sự dỡ tải tự do, tự chảy, phương pháp này dùng khi các gầu đặt cách nhau và tốc độ chyển động 0,6 ÷ 0,8 (m/s).Ưu điểm: của gầu tải là kích thước bao trong hình chiếu bằng nhỏ, dải năng suất rộng từ 5 ÷ 30 (m3/h) và chiều cao nâng lớn, trường hợp cá biệt có thể đạt tới 75 m.SVTH: Nguyễn Thò Kim Anh 1 - TKMH: Máy Vận Chuyển Liên Tục GVHD: Nguyễn Văn HùngNhược điểm: không cho phép quá tải nên cần phải cấp tải một cách điều hòa. Nếu không đảm bảo được thì gầu quá tải sẻ bò hỏng.2. Các bộ phận hợp thànhCác thông số cơ bản của gầu tải đứng tónh tại công dụng chung được xác lập bằng tiêu chuẩn. Tiêu chuẩn này xem xét đến ba kiểu gầu sau:Gầu sâu có dung tích 0,75 ÷ 15,5 (l), dùng để vận chuyển các vật liệu khô.Gầu nhỏ có dung tích 0,65 ÷ 15 (l), dùng để vận chuyển các vật liệu ẩm và dính.Gầu sâu và nhỏ được lắp dặt cách nhau trên các gầu tải có tốc độ cao. Chất tải bằng cách xúc vật liệu trong máng và dỡ tải chủ yếu bằng lực li tâm. Bước gầu là 300, 400, 500 và 600 mm.Gầu có góc nhọn với dẫn hướng ở thành bên có dung tích 1,5 ÷ 130 (l), dùng để vận chuyển các vật liệu dạng cục, nặng và mài mòn. Chúng được sử dụng khi bố trí tiếp hợp trên bộ phận kéo. Bước gầu là 160, 200, 250, 320, 400, 500 và 630 mm. Chất tải được tiến hành bằng cách đổ vật liệu trực tiếp vào gầu, còn dỡ tải bằng phương pháp tự chảy. Khi gầu lật thì các dẫn hướng ở thành bên sẽ tọa ra một máng để hướng dòng vật liệu vào ống dỡ tải ở đầu trên của gầu tải.Gầu thường được chế tạo từ thép tấm bằng cách dập khuôn và hàn cũng như đúc bằng gang rèn, cũng có thể chế tạo gầu bằng chấtt dẻo có cốt bằng sợi thủy tinh. Các loại gầu này có độ bền cao và trọng lượng nhỏ, được sử dụng để vận chuyển hóa chất, đất nhiên liệu cứng và nhiều vật liệu khác.Thường dùng xích và băng làm bộ phận kéo, cũng có thể sử dụng băng kim loại. Xích được sử dụng là xích tấm và xích ống lót con lăn, xích hàn, xích tháo lắp và các loại xích khác. Thiết bò truyền động thường dùng là hộp giảm tốc. Đường kính tang dẫn động của gầu tải băng D = (125 ÷ 150)i (mm), i là số lớp đệm băng. Khi dỡ tải ly tâm đường kính tang và số vòng quay cần phải phối hợp với tốc độ của băng. Chiều dài tang đựơc lấy lớn hơn chiều rộng băng 50 (mm). Các gầu tải được trang bò khóa tự động. Tang kéo căng cũng có những kích thước như tang dẫn động. Thiết bò kéo căng thường sử dụng là vít, cũng có thể là vít – lò xo hoặc đối trọng. Phần vỏ đứng thường có các đoạn tiêu chuẩn có độ cao 2 ÷ 2,5 (m), ở các đoạn giữa được lắp các dẫn hướng đặc biệt đễ chống lắc cho bộ phận kéo.SVTH: Nguyễn Thò Kim Anh 2 - TKMH: Máy Vận Chuyển Liên Tục GVHD: Nguyễn Văn HùngPhần II. Tính toán thiết kế1. Các thông số và chọn gầuNăng suất Q0 = 90 (m3/h)Chiều cao nâng H = 30 (m)Chọn gầu là gầu đáy nhọn có thành dẫn hướng kí hiệu là O.Băng gầu dùng dây băng thấp tốc loại ΠO, bộ phận kéo là dây đai, dỡ tải theo phương pháp trọng lực.Vận tốc gầu vg = 0,8 (m/s)Vận tốc dây băng vb = 0,8 (m/s)Hệ số điền đầy gầu ψ = 0,6Khối lượng riêng của than cốc γ = 0,5 (T/m3)2.tính toán sơ bộ băng gầu Sơ đồ tính toán:a) sơ đồ tính toánb) biểu đồ lực căng của bộ phận kéo băng gầu đứng Năng suất của băng gầuQ = Q0 . γ = 90. 0,5 = 45 (T/h) Dung tích cần thiết của gầu trên một đơn vò chiều dài được tính theo CT 8 – 14 sách TTMNC3,6. . .gQivψ γ=Q: năng suất của băngSVTH: Nguyễn Thò Kim Anh 3 - TKMH: Máy Vận Chuyển Liên Tục GVHD: Nguyễn Văn Hùngv: vận tốc của gầu, tra bảng 11 – 1 sách MVCLT - Nguyễn Hồng Ngân chọn v = vg = 0,8 (m/s)4552( / )3,6.0,8.0,6.0,5gi l m⇒ = =Tra bảng 8 – 7 sách TTMNC lấy ig = 40 (l/m), chọn gầu sâu dung tích i0 = 16 (l), bước gầu tg = 630 (mm), chiều rộng gầu B = 500 (mm), chiều rộng dây băng rộng hơn chiều rộng gầu từ 25 ÷ 150 (mm), lấy Bb = 650 (mm). Chiều dài tang đựơc lấy lớn hơn chiều rộng băng 50 (mm), lấy LT = 700 (mm) Tải trọng trên một đơn vò chiều dài của khối lượng hàng được tính theo CT 8 – 7 sách TTMNCqb = Q . k k: hệ số, tra bảng 8 – 9 sách TTMNC chọn k = 0,6⇒ qb = 45.0,6 = 27 (KG/m) Lực cản lúc múc hàng được tính theo CT 8 – 7 sách TTMNCWm = q . kmkm: hệ số múc ( công riêng để múc 1 kg hàng) (kg.m/kg), tra bảng 8 – 10 sách TTMNC chọn km = 2,5⇒ Wm = 20,8 . 2,5 = 52 (KG) Công suất cần thiết trên trục truyền động cơ để băng làm việc được tính theo CT8 – 7 sách TTMNC. .0,003. . . 1b mq v c kN Q HQ H = + + c: hệ số tính đến chi phí năng lượng để khắc phục lực cản do trọng tâm gầu và hàng đặt côngson với bộ phận kéo, tra bảng 8 – 11 sách TTMNC chọn c = 1,527.0,6.1,5 2,50,003.45.30 1 6,57( )45 30N kW ⇒ = ⋅ + + = Lực vòng trên tang truyền động được tính theo CT 8 – 16 sách TTMNC102. 102.6,571117,67( )0,6NP KGv= = = Lực căng lớn nhất trong dây băng được tính theo CT 8 – 17 sách TTMNCmax1eS Peµαµα= ⋅−µ: hệ số bám giữa dây băng cao su và tang, tra bảng 6 – 6 sách TTMNC chọn µ = 0,2 (không khí ẩm)α: góc ôm dây băng trên tang, α = 1800eµα: yếu tố lực kéo, tra bảng 8 – 12 sách TTMNC chọn eµα = 1,87max1,871117,67 2402,35( )1,87 1S KG= ⋅ =− Tính lớp màng cốt trong dây băng được tính theo CT 8 – 18 sách TTMNCmax 00 .cS nik B k≥n0: hệ số dự trữ độ bền tiêu chuẩn, tra bảng 6 – 18 sách TTMNC chọn n0 = 9 với giả thiết số lớp màng cốt trong dây băng không lớn hơn 4 kc: giới hạn bền của lớp màng cốt tra bảng 4 – 7 sách TTMNC chọn kc = 115 (KG/cm)SVTH: Nguyễn Thò Kim Anh 4 - TKMH: Máy Vận Chuyển Liên Tục GVHD: Nguyễn Văn HùngB: bề rộng dây băngk0: hệ số tính đến dây băng bò yếu ở chỗ lắp gầu, k0 = 0,92402,35.93,2115.65.0,9i ≥ =Chọn i = 4 Đường kính tang truyền động được tính theo CT 8 – 12 sách TTMNCDT ≥ 0,6 . v2 = 0,6 . 0,82 = 0,384 (m)Lấy DT = 0,4 (m)Theo biểu thức 8 – 19 sách TTMNC có điều kiệni ≤ 10.DT ⇔ 4 = 10.0,4 : được thỏa mãn Khối lượng 1m dây băng được tính theo CT 4 – 11 sách TTMNCqb = 1,1.B.δ (kg/m)B: bề rộng dây băng, B = Bb = 0,65 (m)δ: chiều dày dây băng được tính theo CT 4 – 12 sách TTMNCδ = δi + i. δm + δkδi: chiều dày lớp bọc cao su ở mặt làm việc tra bảng 4 – 6 sách TTMNC chọn δi = 6 mmδm: chiều dày lớp bọc cao su màng cốt, tra bảng 4 – 6 sách TTMNC chọn δm = 2,3 mmδk: chiều dày lớp bọc cao su ở mặt không làm việc tra bảng 4 – 6 sách TTMNC chọn δi = 2 mm⇒ δ = 6 +4.2,3 +2 = 15,2 (mm)⇒ qb = 1,1.0,65.15,2 = 10,87 (KG/m) Tải trọng gầu trên một đơn vò chiều dài do khối lượng gầu được xác đònh theo CT 8 – 6 sách TTMNCgggGq kt= ⋅Gg: khối lượng của gầu, tra bảng 8 – 8 sách TTMNC chọn Gg = 14,7 (kg)tg: bước gầu, tg = 0,63 (m)k: hệ số tính đến khối lượng các chi tiết lắp ghép, k = 1,1414,71,14 26,6( / )0,63gq KG m⇒ = ⋅ = Tải trọng gầu trên một đơn vò chiều dài do khối lượng phần hành trình của băng gầu được xác đònh theo CT 8 – 4 sách TTMNCqbg = qb + qg = 10,87 + 26,6 = 37,47 (KG/m)3. Tính chính xác lực kéo của băng gầu theo phương pháp đi vòng theo chu vi băng.Ta chia chu tuyến băng thành 4 đoạn riêng biệt tính từ điểm 1 tới điểm 4, mỗi đoạn có các dạng lực cản khác nhau. Bỏ qua lực cản ở tang, lực đổi hướng ở đoạn a và b, ta bắt đầu tính từ điểm 1. Tại đó lực căng S1 sẽ nhỏ nhất,tại điểm 1 có lực căng tại nhánh ra của tang dẫn động.S1 = Smin = Sra Lực căng tại điểm 2 được xác đònh theo CT 8 – 23 sách TTMNCS2 = kq . S1 + Wmkq: hệ số tăng lực căng của bộ phận kéo do lực cản tại chi tiết máy, chọn kq= 1,05SVTH: Nguyễn Thò Kim Anh 5 - TKMH: Máy Vận Chuyển Liên Tục GVHD: Nguyễn Văn HùngWm: lực cản múc hàng⇒ S2 = 1,05.S1 + 52 Lực căng tại điểm 3 được xác đònh theo CT 8 – 24 sách TTMNCS3 = S2 + (q + qbg).H =,05.S1 + 52 + (20,8 +37,47).30= 1,05.S1 + 1800,1 Lực căng tại điểm 4 được xác đònh theo CT 8 – 26 sách TTMNCS4 = S1 + qbg.H = S1 + 37,47.30 = S1 + 1124,1 Từ biểu thức 8 – 20 sách TTMNC ta có S3 ≤ S4. eµα = 1,87.S4⇔ 1,05.S1 + 1800,1 ≤ 1,87.(S1 + 1124,1)⇔ 1,05.S1 + 1800,1 ≤ 1,87.S1 + 2102,1⇔ S1 ≥ 368 (KG)Từ biểu thức 5 – 30 sách TTMNC ta có điều kiệnSmin ≈ 0,1.P ⇒ Smin ≈ 0,1. 1117,67 = 111,7 (KG): điều kiện được thỏa mãnLấy Smin = 368 (KG) Lực căng băng ở các điểm còn lạiS2 = 1,05.368 + 52 = 438,4 (KG)S3 = 1,05.368 + 1800,1 = 2186,5 (KG)S4 = 368 + 1124,1 = 1492,1 (KG)Vì giá trò S3 = Smax = 2186,5 (KG) nhỏ hơn giá trò tìm được theo tính toán sơ bộ Smax = 2405,35 (KG) . Vì vậy không cần kiểm tra theo CT 8 – 17 sách TTMNC.4. Chọn dộng cơ điện Lực kéo trên tang đựơc tính theo CT 8 – 26 sách TTMNCW0 = kq.Sn-1 – Sn = kq.S3 – S4 = 1,05.1915,6 – 1234,1 = 777,28 (KG) Công suất trên trục truyền động của băng gầu đựơc tính theo CT 7 – 10 sách TTMNC 00. 777,28.0,86,1( )102 102W vN kW= = = Công suất cần thiết của động cơ0.k NNη=k: hệ số dự trữ, k = 1,25η: hiệu suất cảu hộp giảm tốc 2 cấp tra bảng 5 – 1 sách TTMNC chọn η = 0,961,25.6,17,94( )0,96N kW⇒ = =Tra bảng III 22.2 sách TTMNC chọn động cơ điện A02 – 61 – 6 cóCông suất đònh mức trên trụcN = 10 (kW)Tốc độ quay của trục i= 965 (vòng/phút)Hiệu suất η = 88 %Khối lượng động cơ m = 135 (kg)SVTH: Nguyễn Thò Kim Anh 6 - TKMH: Máy Vận Chuyển Liên Tục GVHD: Nguyễn Văn Hùng Kích thước động cơ điện A02 – 61 – 6 L B4H l8l 2C 2C2D4h l1B5558 220 410 121 110 220 203 14 180 45 1805. Chọn hộp giảm tốc Tốc độ quay của tang truyền động đựơc xác đònh theo CT 6 – 16 sách TTMNC 60. 60.0,838,2. .0,4tvnDπ π= = =(vòng/phút) Tỉ số truyền cần thiết của bộ truyền96525,2638,2dtnin= = =Tra bảng III 22.2 sách TTMNC chọn hộp giảm tốc II 2 – 350 có:Tỉ số truyền it = 32,42Công suất trên trục quay nhanh N = 12,4 (kW)Các kích thước của hộp giảm tốc:Ac = 200 Ab = 150 A = 280A1 = 200 B = B1 = 330 B2 = 228L = 700 L4 = 550 L3 = 300L5 = 255 L6 = 345 L7 = 345L8 = 180 L10 = 238 L11 = 100H0 = 212 H = 109SVTH: Nguyễn Thò Kim Anh 7 - TKMH: Máy Vận Chuyển Liên Tục GVHD: Nguyễn Văn Hùng Tính chính xác tốc độ dây băng theo tỉ số truyền thực của bộ truyền được xác đònh theo CT 6 – 18 sách TTMNC. . .0,4.9650,62( / )60. 60.32,42t dttD nv m siπ π= = = Năng suất thực tế của gầu đựơc xác đònh theo CT 8 – 29 sách TTMNC1 13,6. . . 3,6.40.0,62.0,5 42,510,63t g tQ i vtγ= ⋅ = ⋅ =(tấn)45 42,51100 100 5%45tQ QQ− −⇒ ⋅ = ⋅ ≈Chỉ có sai khác 5% so với năng suất quy đònh nên không cần chọn và tính toán lại các thông số cơ bản của băng gầu6. Tính chọn dây băng Như trên ta chọn băng vải cao su loại 1 kiểu OΠБ – 5, vật liệu làm màng cốt là vải bạt OΠB – 5 có:Chiều rộng băng B = 650 (mm)Giới hạn bền trên 1 cm chiều rộng của lớp màng cốt trong dây băng kc = 115 (KG/cm) Lực căng dây băng trong thời gian khởi động được xác đònh theo CT 6 – 23 sách TTMNC102. . .k Mkd rN kS Svη= +Nk:công suất đònh mức của động cơη: hiệu suất của bộ truyền từ động cơ đến trục truyền của băng, tra bảng 5 – 1 sách TTMNC chọn η = 0,96SVTH: Nguyễn Thò Kim Anh 8 - TKMH: Máy Vận Chuyển Liên Tục GVHD: Nguyễn Văn HùngkM: hệ số giữa mômen khởi động và mômen đònh mức của động cơ điện, theo Catalô lấy kM = 1,3v: vận tốc dây băngSr: lực căng ở nhánh dây đi ra khỏi tang truyền động120.10.1,3.0,961492,1 3907,58( )0,62kdS KG⇒ = + = Theo điều kiện độ bền dây băng trong thời gian khởi động, ta xác đònh được số lớp màng cốt cần thiết trong dây băng theo CT 6 – 24 sách TTMNC1,5 . .kdkdc b n dSi ik B k k= ≤kc: giới hạn bền lớp màng cốt trong dây băng, tra bảng 4 – 7 sách TTMNC chọn kc = 115 (KG/cm)Bb: chiều rộng dây băng, Bb = 65 (cm)kn: hệ số dộ bền chỗ nối dây băng, tra bảng 6 – 20 sách TTMNC chọn kn = 0,75kđ: hệ số làm việ không đều giữa các lớp màng cốt trong dây băng, theo CT 6 – 25 sách TTMNC có kđ = 1 – 0,03.i = 1 – 0,03.4 = 0,88(i: số lớp màng cốt trong dây băng theo tính toán ở CT 6 – 10)1,5.3907,581,19115.65.0,75.0,88kdi = = Tính chọn tangTheo tính toán sơ bộ các thông số của băng ta có:Đường kính tang tryền động DT = 0,4 (m) = 400 (mm)Chiều dài làm việc của tang LT = 0,7 (m) = 700 (mm Số vòng quay thực của tang truyền động đựơc xác đònh theo CT 6 – 16 sách TTMNC 60. 60.0,6229,6. .0,4tvnDπ π= = =(vòng/phút) Vậy khoảng cách cực ở băng gầu đựơc xác đònh theo CT 8 – 8 sách TTMNC 2 2895 8951,02( )29,6l mn= = =SVTH: Nguyễn Thò Kim Anh 9 - TKMH: Máy Vận Chuyển Liên Tục GVHD: Nguyễn Văn HùngTheo điều kiệm dỡ tải ta có: l > rbVới 0,40,2( )2 2TbDr m= = =⇒ l > rb điều kiện được thỏa mãn. Như vậy gầu được dỡ tải bằng phương pháp trọng lực (tự chảy).7. Chọn phanh và chọn khớpa. Chọn phanh Mômen cần thiết trên trục truyền động của băng gầu được xác đònh theo CT 5 – 36 sách TTMNC( )00. .2T TDM q H C W q Hη= ⋅ − − ⋅ η: hiệu suất của tangq: khối lượng hàng trên một đơn vò chiều dàiH: chiều cao nâng hàngCT: hộ số giảm nhỏ có thể lực cản của băng tải, chọn CT = 0,6W0: lực kéo của tangD0: đường kính tang truyền động( )0,40,96 20,8.30 0,6. 777,28 20,8.302102,15( ) 10215( . )TMKGm KG cm⇒ = − − = = =Tra bảng III. 39 sách TTMNC ta chọn phanh má có lò xo đóng phanh kiểu TKΠ có:Kiểu phanhĐường kính bánh phanh D1 (mmChiều rộng má phanh B (mm)Mômen phanh khi CD của cơ cấu 25% (KGm2)Hành trình má phanh E (mm)Khối lựơng phanh (kg)Kích thước (mm)C F H R S T hδTKΠ - 200 200 90 30 0,7 38 265 388 436 540 175 205 170 6SVTH: Nguyễn Thò Kim Anh 10 - . toán thiết kế1 . Các thông số và chọn gầuNăng suất Q0 = 90 (m3/h)Chiều cao nâng H = 30 (m)Chọn gầu là gầu đáy nhọn có thành dẫn hướng kí hiệu là O .Băng gầu. đồ lực căng của bộ phận kéo băng gầu đứng Năng suất của băng gầuQ = Q0 . γ = 90. 0,5 = 45 (T/h) Dung tích cần thiết của gầu trên một đơn vò chiều dài