Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Thiết kế băng gầu nóng
Chương 4.TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BĂNG GẦU NÓNGI. Các thông số cơ bản của băng gầu nóng.Với yêu cầu thiết kế là thiết kế băng gầu nóng phục vụ trạm trộn BTNN có năng suất 90 m3/ h. Qua tham khảo các tài liệu và khảo sát thực tế ta có thể đưa ra các thông số cơ bản của băng gầu cần thiết kế như sau :Băng gầu nóng thiết kế là băng gầu đứng.Năng suất băng gầu : Q = 90 [m3/ h].Vận tốc băng gầu : v = 1,6 [m/s]Trọng lượng riêng của vật liệu: γ = 1,8 [T/ m3].Chiều cao nâng: H = 12 [m].Gầu được chọn gầu đáy tròn sâu. Hệ số làm đầy gầu: ε = 0,6. Dùng 2 xích kéo loại xích bản lề.Bước xích tx = 125 [mm].II. Tính toán và thiết kế bộ truyền động.1. Tính dung tích của gầu.Loại gầu được chọn là gầu có đáy tròn và sâu.Dung tích gầu, CT (8-29) [01] :Ta có : Q = 3, 6. . .v itε [m3/ h]⇒ i = .3, 6. .Q tvεQ - Năng suất yêu cầu của máy [m3/ h].Q = 90 (m3/ h).i - Dung tích của gầu ( lít ). ε - Hệ số làm đầy gầu. Nó phụ thuộc vào vật liệu và hình dạng gầu.ε = 0,6 t - Bước gầu (m). t = 3tx = 3.125 = 375 mm = 0,375 mTrang 17 v - Vận tốc băng gầu ( m/s ). v = 1,6 m/s Thay các giá trò vào ta có : i = 90.0,3753, 6.1,6.0,6 = 9,8 ( l ).2. Tính chọn bộ phận kéo là xích.Chọn xích:Loại xích được chọn là xích bản lề loại bạc lót con lăn theo TCVN 1588 – 74.Ký hiệu : BL 125 – 200000 – 2 TCVN 1588 – 74.Các thông số của xích :Bước xíchDanh nghóatSailệchgiớihạn∆tChiềurộngmáBChiều dày má Đường kínhChiềudàichốtởmốinốiTrongSNgoàiS1Chốtdbạcd1Con lănDLớn nhấtlTừ tâm xích đến đầu lớn nhấtl1Tảitrọngpháhuỷkhôngnhỏhơn NKhốilượng1 mxíchcómáthườngkhônglớn hơnkg125+ 0,30- 0,1350 7 7 20 30 44 100 54 200000 16,1Trang 18 6450125443211414616R5.57Hình 3.1 Thông số của xích kéoTính bộ phận kéo xích.123 4q vl +q xq xHHình 3.2 Sơ đồ tính lực kéoTrang 19 Bộ phận kéo của băng gầu gồm có 2 dãy xích. Tính lực căng trong xích.Lực căng xích tại điểm ( vò trí ) 1, CT (8-22) [01].S1 = Smin (N).Đối với các máy vận chuyển dùng xích kéo thường lấy Smin = 500 ÷ 2000 (N).Chọn Smin = 1500 (N).Lực căng xích tại điểm ( vò trí ) 2: vò trí cấp liệu.S2 = S1 + ∑W (N).Trong đó ∑W: tổng lực cản của bộ phận kéo.∑W=WC + WXL (N).WC lực cản chuyển động tại trục bò động [N].WC =ξ*Smin (N).ξ : hệ số lực cản ma sát lấy theo bảng:Bộ phận kéo Trò số ξ trượt lănXích 0.06 ÷ 0.08 0.01 ÷ 0.05Băng 0.05 ÷ 0.06 0.03 ÷ 0.04Do chọn ổ đỡ là ổ lăn nên chọn ξ = 0.03⇒ WC = 0.03*1500 = 45 (N).Wxl:lực cản xúc liệu,CT (8-13) [01].Wxl = k1*qvlk1 = 2.5 ÷ 3 hệ số múc vật liệu,tra bảng (8-13) [01].Chọn k1 = 3qvl : trọng lượng vật liệu trên 1 mét chiều dài,CT (5-12) [01].vQqvl*6.3=Q = 90 m3/h: năng suất của băng gầu.V = 1.6 m/s: vận tốc của xích.⇒ qvl = 90.1,8.10003600.1,6Trang 20 qvl = 28,125 kG/m.qvl = 275,71 N/m.⇒ Wxl = 3*275,91 = 827,13 (N). ⇒∑W= 45 + 827,13 = 872,13 (N).⇒ Lực căng xích tại điểm ( vò trí ) 2.S2 = 1500 + 872,13 = 2372,13 (N).Lực căng xích tại vò trí 3.S3 = Smax = 1,15 [2S2 + ( qvl +2qx ) H ] (N).Trong đó :H: Chiều cao băng gầu (m).H = 12 (m).1,15: Hệ số kể đến sự phân bố lực căng không đều.qx : Trọng lượng xích trên 1m dài (N/m).qx = 157,94 (N/m).qvl: Trọng lượng vật liệu trên 1m dài (N/m).qvl = 275,71 (N/m).⇒ S3 = 1,15[2.2372,13 + (275,71 + 2.157,94).12] = 13619,84 (N).Lực căng xích tại vò trí 4S4 = Smin + qvl.H = 1500 + 275,71.12 = 4808 (N).Tải trọng động của xích, CT ( 8-27 ) [01].Sđ = )2( 6022vlxxqqgtZHv+ [ N ].Trong đó :H: Chiều cao băng gầu (m).H = 12 (m).Z = 6 ÷ 12: Số răng trên đóa xích.Trang 21 tx = 0,125 (m): Bước xích.qx : Trọng lượng xích trên 1m dài (N/m).qx = 157,94 (N/m).qvl: Trọng lượng vật liệu trên 1m dài (N/m).qvl = 275,71 (N/m).Sđ = )71,27594,157.2(8,9.125,0.1212.6,1.6022+ Sđ = 6059,92 (N).Xích chọn theo tải trọng cho phép, CT (7-21) [01].[S] = 2kSP ≥ SmaxSP = 200000 (N): lực kéo đứt xích.k2 : hệ số dự trữ bền.Xích con lăn k2 = 8 ÷ 12.Xích hàn k2 = 8 ÷ 14.⇒ [S] = 10200000=20000 ≥ 13619,84 (N).Vậy xích chọn thõa yêu cầu đặt ra.3. Tính công suất cần thiết cho động cơ điện Lực vòng trên trục dẫn.P = (S3 – S4).(1+ξ) (N). = (13619,84 – 4808).(1+0,03) = 9076,2 (N).Công suất trên trục dẫn, CT (10-10) [02].Nt = 1000.vP (kW).=10006,1.2,9076 = 14,5 (kW).Trang 22 Công suất cần thiết trên trục động cơ, CT (6-15) [01].N = ηtNk. (kW).Trong đó:η = 0,8 : Hiệu suất của máy.K = 1,1 ÷ 1,35 : Hệ số dự trữ công suất.⇒ N = 8,05,14.2,1 = 21,75 (kW).4. Thiết kế đóa xích truyền động.Số răng của đóa xích thường là Z = 6 ÷12 ; phụ thuộc vào bước xích. Giá trò nhỏ cho xích bước dài, giá trò lớn cho xích bước ngắn. Dựa trên thực tế và tài liệu tham khảo ta thấy: Số răng đóa xích càng ít, đóa bò động quay càng không đều, động năng va đập càng lớn và xích bò mòn càng nhanh. Với bước xích đã chọn là t = 125 mm. Ta chọn số răng đóa xích là Z = 12.Đường kính vòng chia đóa xíchDC = tx/ [sin(180/Z)] = 125/ [sin(180/12)]=482,96 mm.Đường kính vòng đỉnh răng:De = tx.[0,5 + cotg (1800/ Z)] = 125.[0,5 + cotg (1800 / 12)] = 527,28 mm.Đường kính vòng chân:Di = DC -2rr : Bán kính đáy r = 0,5025d1 + 0,05D: Đường kính con lăn xích D = 44 mm⇒ r = 22,16 mmVậy Di = 482,96 - 2.22,16 = 438,64 mm Trang 23 Đường kính vành đóa: Dv = pcotg(180 / Z) – 1,3h = 125.cotg(180 / 12) – 1,3.50 = 401,51 mm.Các góc của đóaϕ = 3600/Z = 3600/ 12 =300 α = 550- 600/Z = 550- 600/12 = 500 β = 180- 560/Z =180 - 560/ 12 = 13,30 γ = 170- 640/Z =170- 640/ 10 = 11,670Bán kính profin răngr1 = 0,8.D + r = 0,8.44 + 22,16 = 57,36 mm.r2 = D.(0,8Cosβ +1,24ùCosγ - 1,3025) - 0,05 = 44.(0,8 Cos 13,3 +1,24Cos 11,67 -1,3025 ) - 0,05 = 30,36 mm.Bán kính góc lượn r3 = 1,7.D = 1,7. 44 = 74,8 mm.r4= 1,5 mm khi tx ≤ 10mm.r4= 2,5 mm khi tx > 40mm.Chọn r4= 2,5 mm.Trang 24 Tọa độ x1 = 0,8.D.sinα = 0,8.44.sin 500 = 26,96 mm. x2 =1,24.D.cos(1800/ Z) =1,24.44.Cos (1800/ 12 ) = 52,7 mm.y1 = 0,8D.Cosα = 0,8 . 44 . Cos 500 = 22,63 mm. y2 = 1,24D.Sin(1800/ Z) = 1,24 . 44 .Sin (1800 / 12) = 14,12 mm.Chiều dài đoạn profin thẳngfd = d1 (1,24Sinγ - 0,8Sinβ ) = 44.( 1,24.Sin 11,67 – 0,8 Sin 13,3 ) = 2,94 mm.Chiều rộng răng đóa b = 0,93B - 0,15Với B : Khoảng cách giữa các má trong của xích B = 44 mmb = 0,93 . 44 - 0,15b = 40,77 mm.Chiều dày vành đóa :δ = 0,7p = 0,7.87,5 = 61,25 mm.Chiều dài Ma : l = (0,8 ÷1,8)d d: đường kính trục.Khi tăng chiều dài Ma sẽ làm tăng độ ổn đònh của bánh răng trong mặt phẳng vuông góc với trục, cũng như làm tăng độ đồng tâm. Tuy nhiên, tăng Trang 25 chiều dài Ma sẽ làm tăng khuôn khổ, kích thước, trọng lượng và phức tạp hơn khi chế tạo. Đường kính ngoài của Ma : D = (1,5 ÷ 1,8)dĐóa hoặc nan hoa dùng để nối Ma với vành răng.Chiều dày của đóa:C = (0,2 ÷ 0,3)b = (0,2 ÷ 0,3).40,77 = 8,154 ÷ 12,231 Chọn C = 10 mmTrên đóa có 6 lỗ. Các lỗ này được sử dụng khi vận chuyển, cũng như để kẹp chặt khi gia công. Kích thước và vò trí tâm lỗ được xác đònh như sau:Đường kính lỗ : d0 = 20 mm.Đường kính tâm lỗ :D0 = 0,5( D + DV) = 0,5( 200 + 401,51) = 300,76 mm.Hình 3.3 Chi tiết đóa xíchTrang 26 [...]... đồ truyền động 7 6 5 4 3 2 1 Hình 3 .4 Sơ đồ truyền động 1- ộng cơ điện; 2-Khớp nối; 3-Hộp giảm tốc; 4- Khớp nối trục đàn hồi; 5-Gối đỡ; 6- óa xích; 7-Cơ cấu hãm bánh cóc Số vòng quay của trục đóa xích chủ động, CT ( 7-1 6) [01] Z n t lv x V = 60.1000 (m/s) ⇒ nlv = = 60.1000.v Z t x 60.1000.1,6 = 64 (vòng/phút) 12.125 Trong đó : nlv : Số vòng quay đóa xích tải (vg/ph) v : Vận tốc băng gầu (m/s), v = 1,6... 75300 75300 79000 15 940 0 15 940 0 A–A C-C D-D Bảng thông số thu được khi tính σa và τa Tiết diện Mu Mx W W0 σa τa Nmm Nmm mm3 mm3 N/mm2 N/mm2 0 2301306,8 37600 79000 0 14, 56 C–C 1851202,2 2 2301306,8 75300 15 940 0 24, 58 7,22 D–D 5 1851202,2 2 1150653 ,4 75300 15 940 0 24, 58 3,61 A–A 5 Tính chính xác trục theo CT ( 7-5 ) [ 04] n= nσ nτ 2 nσ + nτ2 ≥ [ n] Với [n]: hệ số an toàn cho phép Bảng kết quả tính thông số... 2 + 0,75.1150653 ,4 2 = 2102368, 24 (Nmm) Xác đònh đường kính sơ bộ tại các mặt cắt của trục, CT ( 7-3 ) [ 04] d ≥3 M td (mm) 0,1.[σ ] [σ ] : trò số ứng suất cho phép của thép chế tạo trục, tra bảng ( 7-2 ) [ 04] Chọn [σ ] = 48 N/mm2 Tại tiết diện A – A: Trang 35 d ≥3 1992990,168 0,1 .48 = 74, 6 mm Tại tiết diện C – C: d ≥3 2720103,03 0,1 .48 = 82,75 mm Tại tiết diện D –D: d ≥3 2102368, 24 0,1 .48 = 75,9 mm Mômen... 5 94 80 32 368 662 Hình 3.6 Kích thước hộp giảm tốc Tính chính xác tốc độ chuyển động của xích, CT ( 6-1 7) [01] v= = π DC ndc 60.i 3, 14. 0 ,48 296. 147 0 60.23,21 = 1,59 (m/s) Tính chính xác số vòng quay trên trục đóa xích chủ động ndc nlv = i 147 0 = 23,21 = 63,33 (vòng/phút) Năng suất thực tế của băng gầu nóng, CT ( 8-2 9) [01] Q= = 3, 6.v.ε i t [m3/ h] 3,6.1,59.0,6.9,8 0,375 = 89,75 [m3/ h] Trang 32 i - Dung... mặt ghép ≥ 30 N/mm2 Tra bảng ( 7-1 0) [ 04] kσ = 3,2 εσ Giới hạn mỏi uốn σ −1 = ( 0 ,4 ÷ 0,5)σ b = 0 ,4. 600 = 240 N/mm2 Tra bảng ( 7-3 b) và bảng ( 7-2 3) [ 04] Đường kính d bxh k W W0 mm mm mm mm3 mm3 60 18 x 11 6,8 18760 40 000 ng suất uốn của trục σa = = Mu W 376079,66 18760 = 20,05 N/mm2 Do trục chỉ chòu uốn nên chỉ tính hệ số bền theo sức bền uốn ⇒ n = nσ = 240 3,2.20,05 = 3, 74 Vậy hệ số an toàn của các tiết... diện Đường kính nσ nτ n 3 ,43 3 ,43 4, 34 8,77 7,53 4, 34 3,2 3 ,4 tiết diện d A–A C–C D-D mm 75 95 95 Vậy hệ số an toàn của các tiết diện nằm trong giới hạn cho phép Tính kiểm nghiệm độ bền của then Then dùng để truyền mômen từ khớp nối qua trục, từ trục qua đóa xích Do đó ta cần phải kiểm ta về độ bền dập và độ bền cắt của then Trang 38 Kiểm tra về sức bền dập của then, CT ( 7-1 1) [ 04] σd = 2.M x ≤ [σ ] d... đònh đường kính sơ bộ tại các mặt cắt của trục, CT ( 7-3 ) [ 04] d ≥3 M td (mm) 0,1.[σ ] [σ ] : trò số ứng suất cho phép của thép chế tạo trục, tra bảng ( 7-2 ) [ 04] Chọn [σ ] = 48 N/mm2 Tại tiết diện B – B: d ≥3 376079,66 0,1 .48 = 42 ,79 mm Do đặc tính làm việc và bố trí các bộ phận trên trục nên ta thiết kế trục dạng bậc kiểu đối xứng 87 98 65 60 55 50 45 Chọn đường kính sơ bộ của trục như hình vẽ 167 160... i t [m3/ h] 3,6.1,59.0,6.9,8 0,375 = 89,75 [m3/ h] Trang 32 i - Dung tích của gầu ( lít ) ε - Hệ số làm đầy gầu Nó phụ thuộc vào vật liệu và hình dạng gầu t - Bước gầu (m) t = 0,375 m v - Vận tốc băng gầu ( m/s ) v = 1,59 m/s Kiểm nghiệm mômen tại trục ra của hộp giảm tốc Mômen trên trục đóa xích chủ động N Mlv = 9550 n 14, 5 = 9550 63,33 = 2168,56 (Nm) Do khớp nối truyền qua toàn bộ mômen từ trục động... 4 f là hệ số ma sát có thể lấy trong khoảng (0,15 ÷ 0,2), lấy f = 0,18 K là hệ số tải trọng động, chọn k = 1,35 V≥ 2.1,35. 143 .10 6 4. 0,18.85 = 6308,82 (N) Bulông được kiểm nghiệm theo công thức: σ= 1,3.V ≤ [σ ] k π d 21 [N/mm2] 4 Bulông chế tạo bằng thép CT3 Trang 47 Với d1 = 18mm Tra bảng ( 9-3 ) [ 04] , chọn được [σ]k = 45 [N/mm2] ⇒σ = 1,3.6308,82 .4 π 18 2 = 32,25 [N/mm2] σ = 32,25 [N/mm2] < [σ]k = 45 ... 0,9.[275,71.12 – 0,5. (48 08,52 – 275,71.12) 0 ,48 296 2 = 562,23 (Nm) Thời gian phanh cần thiết, CT ( 3-6 ) [03] t ph = 2 β ∑ ( GD 2 ).ndc Q0 DC ndc η + (s) 375.( M ph + M t ) 375.( M ph + M t ).i 2 Trong đó: Q0: trọng lượng chuyển động của bộ phận xích và gầu (N) Trang 30 Q0 = (2.qx + qvl)H (N) = (2.157, 94 + 275,71).12 = 7101 ,48 (N) β.∑(GD2) ≈ 1,2 (GD2)roto ≈ 1,2.35,28 = 8, 94 (kG m2) = 89 ,4 (Nm2) ndc :số vòng . Chương 4. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BĂNG GẦU NÓNGI. Các thông số cơ bản của băng gầu nóng. Với yêu cầu thiết kế là thiết kế băng gầu nóng phục vụ. thông số cơ bản của băng gầu cần thiết kế như sau :Băng gầu nóng thiết kế là băng gầu đứng.Năng suất băng gầu : Q = 90 [m3/ h].Vận tốc băng gầu : v = 1,6 [m/s]Trọng