Đang tải... (xem toàn văn)
Hệ dẫn động vận chuyển vật liệu rời là một loại máy được dùng khá rộng rãi trong nhà máy, công trường.. có đặc điểm là số lượng vận chuyện lớn, kết cấu đơn giản, sửa chữa thuật tiện, linh kiện tiêu chuẩn hoá, được sử dựng trong nhiều lĩnh vực, có thể dụng để vận chuyển, dây chuyền sản xuất, công trình xây dựng trạm thủy điện và bến càng vv, phòng sản xuất trong khai thác mỏ, luyện kim ,hoá chất, …
TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Vũ Ngọc Pi - Tính toán băng tải Trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên (6/2001). [2]. PGS. TS Trịnh Chất – TS Lê Văn Uyển Tính toán hệ dẫn động cơ khí - (Tập I). [3] PGS.TS Vũ Ngọc Pi - Hộp giảm tốc tiêu chuẩn Trường đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên. [4] PGS. TS Trịnh Chất – TS Lê Văn Uyển - Tính toán hệ dẫn động cơ khí - (2 Tập). [5] PGS.TS. Vũ Ngọc Pi; TS Nguyễn Văn Dự - Hướng dẫn thiết kế đồ án chi tiết máy. Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên [6]. PGS.TS Vũ Ngọc Pi - Trần Thọ - Nguyễn Thị Quốc Dung - Nguyễn Thị Hồng Cẩm - Cơ sở thiết kế máy và chi tiết máy Trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên, 2001 [7] Bài giảng máy nâng chuyển Trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên, 2009 [8] PGS.TS VÕ QUANG PHIÊN – TH.S CAO TRỌNG KHUÔNG – TH.S ĐẶNG TRẦN VIỆT – T.S ĐINH VĂN CHIẾN – At lát máy nâng chuyển Trường ĐH Mỏ Địa Chất Hà Nội –2002. [9] Bài giảng sức bền vật liệu Trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên, 2010 [10] http://www.vinapipe.vn/Menu.aspx?m=60 và http://www.hcsteel.vn/vi/tin-hot-ng/69-thep-ong-han-cao-tan.html [11] Screw Conveyor Catalog & Engineering Manual [12] http://thegioimay.net/san-pham/903935-May-bua-dung-khi-nen-loai-than- roi aspx [13] http://www.meslab.org/mes/threads/24276 -Xin-hoi-cach-gia-cong- xoan- vit.html?p=131255#post131255 và http://www.youtube.com/watch? v=fZewUbxYhlI&NR=1&feature=endscreen [14] TS. Nguyễn Văn Dự - Hướng dẫn tính toán băng tải 1 LỜI NÓI ĐẦU Cùng với sự phát triển của thế giới và xu huớng hội nhập kinh tế quốc tế, đất nước ta đang dần đổi mới và buớc vào thời kì công nghiệp hoá, hiện đại hoá, vừa xây dựng cơ sở vật chất – kỹ thuật vừa phát triển nền kinh tế đất nuớc. Hiện nay, nước ta đang mở rộng việc xây dựng và phát triển các khu công nghiệp, nhà máy, các cơ sở sản xuất….từ đó, hệ thống máy móc ngày càng trở nên phổ biến và từng bước thay thế sức lao động của con người … Do đó, ngành Cơ khí chế tạo máy không thể thiếu và có vai trò rất quan trọng trong quá trình xây dựng và phát triển đất nước. Trong các trương trình giảng dạy bậc Đại học của các khối ngành kỹ thuật việc thiết kế đồ án môn học là một nhiệm vụ quan trọng đối với tất cả mọi ngành nghề. Giúp cho sinh viên hiểu sâu, hiểu kỹ và tổng hợp được những kiến thức cơ bản của môn học Đối với ngành Cơ khí, đây là một công việc thiết thực, không những giúp cho sinh viên được hòa mình vào thực tế, tích lũy kinh nghiệm, được khẳng định những kiến thức đã học trên lý thuyết, mà còn hình thành tác phong và khả năng ngề nghiệp của một kỹ sư cơ khí thực thụ trong tương lai. Đề án kỹ thuật là học 1 phần nằm trong chương trình đào tạo kỹ sư Cơ khí trường ĐHKT Công nghiệp Thái Nguyên. Đây là 1 học phần mới nằm trong các học phần tự chọn trong trương trình đào tạo. Mục đích của học phần là nhằm cho sinh viên tìm hiểu nghiên cứu về một số các loại dây truyền , kết cấu máy nâng chuyển cơ khí thông dụng trong thực tế như các trạm dẫn động băng tải, xích tải , gầu tải, cầu trục .v.v. Đề tài thiết kế của em được giao là “Tính toán thiết kế băng tải vận chuyển đá răm”. Sau một quá trình tìm hiểu, nghiên cứu và thiết kế, đặc biệt nhờ có sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các thầy giáo Vũ Ngọc Pi-Nguyễn Văn Trang cùng các thầy cô trong bộ môn Kỹ thuật Cơ khí, đến nay em đã hoàn thành đề tài đồ án của mình với một bản thuyết minh và các bản vẽ theo yêu cầu đề tài. Trong quá trình làm đề án, mặc dù em cố gắng để đề án hoàn thiện nhất, nhưng do điều kiện thời gian và kinh nghiệm hạn chế, nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để đề án của nhóm được hoàn thiện nhất. Em xin trân thành cám ơn ! Sinh viên thực hiện Lê Mạnh Đức-Trần Văn Duẩn 2 PHẦN 1 GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu về các hệ thống vận chuyển vật liệu rời Hệ dẫn động vận chuyển vật liệu rời là một loại máy được dùng khá rộng rãi trong nhà máy, công trường có đặc điểm là số lượng vận chuyện lớn, kết cấu đơn giản, sửa chữa thuật tiện, linh kiện tiêu chuẩn hoá, được sử dựng trong nhiều lĩnh vực, có thể dụng để vận chuyển, dây chuyền sản xuất, công trình xây dựng trạm thủy điện và bến càng vv, phòng sản xuất trong khai thác mỏ, luyện kim ,hoá chất, … a,Băng tải Băng tải là một máy vận chuyển vật liệu rời theo phương ngang bằng cách cho vật liệu nằm trên một mặt băng chuyển động. Vật liệu sẽ được mang từ đầu này tới đầu kia của băng và được tháo ra ở cuối băng. Băng tải gồm một băng bằng cao su hoặc vải hoặc bằng kim loại được mắc vào hai puli ở hai đầu. Bên dưới băng là các con lăn đỡ giúp cho băng không bị chùng khi mang tải. Một trong hai puli được nối với động cơ điện con puli kia là puli căng băng. Tất cả được đặt trên một khung bằng thép vững chắc. Khi puli dẫn động quay kéo băng di chuyển theo. Hình 1.1. Băng tải 3 Ưu điểm - An toàn cao, cấu tạo đơn giản, bền, làm việc không ồn. - Có khả năng vận chuyển vật liệu rời và đơn chiếc theo các hướng nằm ngang, nằm nghiêng và kết hợp cả hai. - Không làm hư hỏng vật liệu do vật liệu không có chuyển động tương đối với mặt băng. - Vốn đầu tư và chế tạo không lớn; có thể tự động hóa. - Vận hành đơn giản, bảo dưỡng dễ dàng. - Tiêu hao năng lượng ít. - Năng suất vận chuyển lớn có thể đạt 500 tấn/h. Nhược điểm - Băng tải có độ dốc cho phép không cao, thường từ 16-24° tùy theo vật liệu; - Không thể vận chuyển theo đường cong; - Không vận chuyển được vật liệu dẻo, dính kết. - Tốc độ vận chuyển không cao. b,Gầu tải Để vận chuyển những vật liệu rời (dạng bột, hạt, cục nhỏ) đi theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng trên 50° người ta dùng gầu tải. Hình 1.2. Cấu tạo gầu tải 4 Ưu điểm - Chiều cao nâng có thể đạt được H = 50÷55 m. - Năng suất vận chuyển lớn có thể đạt 500 tấn/h. - Phương vận chuyển thẳng đứng.Vận chuyển nghiêng với góc nhiêng>50°. - Hoạt động ổn định, độ tin cậy cao, dễ bảo dưỡng, tuổi thọ cao. - Cấu tạo đơn giản. - Có thể nạp liệu ở vị trí tùy thích. Nhược điểm - Kích thước và khối lượng lớn nên khó vận chuyển lắp đặt, chiếm nhiều diện tích. - Nếu vật liệu vận chuyển lớn gây va đập, dễ sinh tiếng ồn. - Dễ bị quá tải nếu tiếp liệu không đều, nên cần nạp liệu một cách đều đặn. - Chiều cao bị hạn chế do cấu tạo động học. - Không vận chuyển theo phương ngang được.Khi vận chuyển nghiêng góc nghiêng phải >50°. Phạm vi sử dụng - Gầu tải sử dụng để vận chuyển vật liệu dạng than cám hay vật liệu dạng khối như than, xi măng, quặng, sắt, thép, đất sét…dùng trong công nghiệp. Ngoài ra gầu tải còn được sử dụng để vận chuyển các vật phẩm trong nông nghiệp như thóc, ngô… - Cơ cấu gầu tải dùng để vận chuyển một khối lượng nguyên vật liệu lớn ở các độ cao khác nhau theo chiều thẳng đứng hay chiều nghiêng, đổ thành đống không gây bụi. c,Vít tải Là một loại máy vận chuyển liên tục không có bộ phận kéo. 5 Hình 1.3 Vít tải đặt ngang. Vít tải dùng để vận chuyển vật liệu có chiều dài đến 40 m, chủ yếu dùng để vận chuyển vật liệu hạt rời và mịn như xi măng, sỏi, cát, đá dăm và các loại hỗn hợp ẩm nước như bê tông, vữa Dùng làm cơ cấu cấp liệu cưỡng bức , trong các trạm trộn bê tông, máy san hỗn hợp làm đường nhựa Năng suất vận chuyển có thể đạt 20 ÷ 30 m 3 /h, đối với loại vít có kích thước lớn có thể đạt 100m 3 /h. Kích thước đường kính ngoài của vít tải thường được tiêu chuẩn hoá và được quy định theo dãy kích thước: 150, 200, 250, 30, 400; 500; 600mm. thường đặt đứng, nghiêng hoặc ngang. Vận chuyển vật liệu bằng vít tải có nhiều ưu điểm - Vật liệu chuyển động trong hộp kín, nhận và dỡ tải bất cứ vị trí nào nên không bị tổn thất, rơi vãi, an toàn. - Kết cấu đơn giản, rẻ tiền, có thể vừa vận chuyển vừa trộn. - Diện tích chiếm chỗ lắp đặt nhỏ, khả năng thao tác dễ dàng thuận tiện. Tuy nhiên vít tải cũng có một số nhược điểm như - Do có khe hở giữa lòng máng và cánh vít nên dễ nghiền nát một phần vật liệu. - Vì có ma sát lớn và chủ yếu là ma sát trượt nên chóng mòn cánh xoắn và lòng máng. Cũng chính nguyên nhân này mà tổn thất năng lượng lớn. - Chỉ vận chuyển được vật liệu rời, không vận chuyển được các vật liệu có tính dính bám lớn hoặc dạng sợi do bị bám vào trục gây kẹt Phạm vi sử dụng Do có những ưu điểm nhất định và thích hợp với một số loại vật liệu và công nghệ vận chuyển nên vít tải được sử dụng trong ngành xây dựng và các ngành công nghiệp hoá chất, thực phẩm. KẾT LUẬN: 6 Từ yêu cầu của đề án đưa ra để vận chuyển đá răm thì lựa chọn hệ thống vận chuyển băng tải là tối ưu nhất do: - Năng suất cao thích hợp với vận chuyển ngoài trời - Vật liệu chuyển động trong hộp kín của vít tải vật liệu sẽ bị nghiền mắc cánh vít tải hoặc mòn cánh vít tải => chất lượng không được đảm bảo. - Đảm bảo vận chuyển theo phương ngang với góc nghiêng nhỏ mà gầu tải không thể vận chuyển được 1.2 Giới thiệu về hệ thống băng tải a, Cấu tạo chung của hệ dẫn động băng tải Hình 1.4 Cấu trúc một hệ băng tải - Tail pulley: pu-ly bị động - Feed chute: máng cấp vật phẩm - Loading skirt: vùng cấp vật phẩm lên băng tải - Tripper: Cơ cấu gạt vật phẩm - Head pulley and drive: Pu ly dẫn động - Discharge chute: máng nhả vật phẩm - Snub and bend pulley: puly căng và dẫn hướng băng tải - Return idler: con lăn nhánh quay về (nhánh không làm việc) - Carrying idler: con lăn đỡ nhánh mang tải - Troughing carrying idler: con lăn tạo máng 7 Góc máng (Trough angle). Có thể bố trí dây băng tải nằm ngang (Flat belt), tương tự như ở bộ truyền đai dẹt. Tuy nhiên, người ta thường sử dụng thêm các con lăn đặt nghiêng (con lăn máng – Troughing idlers) để uốn dây băng tải thành dạng máng lõm, nhằm vận chuyển vật phẩm được ổn định hơn. Hình 1.5 Tạo dạng máng cho băng tải nhờ các con lăn máng Hình 1.6 Con lăn phẳng và các con lăn máng 8 Góc đỗ Khi vật phẩm được đổ thành đống, góc ở đỉnh đống vật liệu được gọi là góc mái (Surcharge angle). Góc mái khi vận chuyển nhỏ đi so với khi đứng yên. Hình 1.7 Góc mái của đống vật phẩm 1.3 Mục tiêu thiết kế Hiện nay nhiều nước trên thế giới có nền công nghiệp phát triển đã tự thiết kế và chế tạo băng tải có năng suất cao để sử dụng hoặc xuất khẩu. Chúng ta đã phải nhập nhiều loại băng tải của nhiều nước trên thế giới để dùng trong công nghiệp mỏ như Liên Xô, Ba lan, Trung Quốc Vì vậy việc thiết kế và chế tạo băng tải trong nước là một nhu cầu cần thiết. Băng tải chế tạo ra phải đảm bảo các thông số đầu vào, các chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật cũng như khả năng làm việc trong thời gian nhất định. Mục tiêu thiết kế băng tải trong đề án: Tính toán thiết kế hệ thống cơ khí cho băng tải để vận chuyển đá răm. Các số liệu ban đầu như sau:Năng suất vận chuyển: 120 tấn/ giờ.Chiều dài băng tải: 100m.Chiều cao nâng: 3m 9 PHN 2 TNH TON THIT K BNG TI 2.1 Chn loi dõy bng Băng là chi tiết chủ yếu của băng tải, vừa đóng vai trò là bộ phận kéo, vừa là bộ phận vận chuyển vật liệu. Do vậy băng tải vừa phải chắc dẻo, có độ giãn nhỏ và độ bền so với môi trờng xung quanh tốt. Dựa vào điều kiện làm việc và nhu cầu chủ yếu là vận chuyển đất, mặt khác dựa vào yêu cầu kỹ thuật- kinh tế chung của băng tải, ta chọn loại băng tải của hãng dongil rubber. Co. Ltd[1] Có kí hiệu của băng: NN 120 : 500 ì 3p ì 4 ì 2. Loại băng tải này có thông số nh sau: - Chiều rộng băng tải: B = 500(mm) - Chiều dày lớp vỏ trên: t = 4 (mm) - Chiều dày lớp vỏ dới: d = 2 (mm) - Chiu dày tổng cộng của băng: = 8,4 (mm) - Vật liệu lớp sợi bọc: Nylon. - Vật liệu lớp bọc ngang: Nylon - Số lớp của băng: 3 lớp - Lực kéo cho phép: 180 (Kg/cm 2 ) - Trọng lợng một mét chiều dài: 5,3 (Kg/m) 10 [...]... =1,720 L L 100 2.3 Tính tiết diện ngang dòng vật liệu Có 3 dạng băng tải là dạng phẳng,hình máng với 3 con lăn và hình máng với 5 con lăn.Ta sử dụng loại băng tải hình máng với 3 con lăn đỡ vì : Diện tích ngang của dòng vật liệu lớn năng suất tải cao, giảm đợc đáng kể đợc sự rơi vãi của vật liệu Với 3 con lăn đỡ đảm bảo đợc độ căng của băng tải. Dùng loại 5 con lăn chế tạo phức tạp,cơ cấu dẫn và căng phức... cho băng tải không bị trùng do động năng của vật liệu gây ra khi rơi xuống băng tải, ta chọn khoảng cách giữa hai con lăn đỡ là: lt = 400 ữ 500 (mm), chọn lt = 500 (mm) = 0,5 (m) 2.7 Xác định lực căng băng Để tính toán lực căng băng ta vẽ biểu đồ lực căng băng tại các điểm trên chiều dài băng tải nh sau: SCTmin=S3 v ST WCT FT ST O1 n 2 O2 1,720 n1 Sr Sr WKT Hình 2.3: Biểu đồ lực căng băng Lực căng băng. .. dài của vật liệu vận tải (kg/m), theo [5] ta có : q = Q (kg/m) 3, 6.v Mà Q = 200 tấn/h là năng suất băng tải; v = 1,23 m/s là vận tốc băng tải Thay vào ta đợc q = 120 =45,2 (kg/m) 3, 6.1, 23 qcl khối lợng phần quay của các con lăn trên nhánh có tải trên chiều dài m 'cl 1m băng (kg/m) Theo [6] ta có: qcl = l ' cl (kg/m) Với mcl khối lợng phần quay của 1 hàng con lăn trên nhánh có tải (kg) tra bảng... 37758,3(mm2) 2.4 Tính vận tốc băng tải Từ năng suất ban đầu cần đạt là Q t/h , theo [ 1 ] ta có: Q = 3600.F v.k (t/h) Do đó : v = (2.4) Q (m/s) 3600.F k (2.5) Trong đó: v - là vận tốc băng tải (m/s) Q - là năng suất tải (t/h) theo yêu cầu ta có Q = (120tấn/h) F - tiết diện dòng vật liệu (m2) Theo tính toán phần trên ta có F = 37758,3 (mm2) = 0,037758,3(m2) - khối lợng riêng của vật liệu vận chuyển (theo... trên 1 hàng của nhánh không tải ta đợc mcl = 6 (kg) lcl : khoảng cách giữa hai hàng con lăn trên nhánh không tải (m) Ta có lcl = 2655(mm) = 2,655(m) qcl = m "cl 6 = = 2, 26 (kg/m) l ''cl 2, 655 góc nghiêng của băng tải (độ) Theo đề tài thì = 0o Thay vào (1.13) ta đợc: WKT = 9,81.100 [(5,3 + 2,26).0,03.cos1,72o 5,3 sin1,72o ] = 290,9 (N) WCT - sức cản chuyển động trên nhánh có tải (N) Theo [5]... độ nghiêng băng tải Với băng tải nghiêng tra bảng 5.6 [ 8], ta có : k = 1 Vậy: v = 120 = 1,23 (m/s) = 73,56 (m/ph)< [v]= 244(m/ph) 3600.0, 0377583.1,8.1 Thỏa mãn nên chiều rộng băng B=500 mm đã chọn là phù hợp 2.5 Tính toán phần tang dẫn động Trong quá trình vận chuyển băng thờng b di chuyn ngang gây lệch tâm nên dễ gây ra hiện tợng vật liệu dễ bị bắn té và rơi vãi Do vậy để định tâm giữa băng và tang... 4 = 7402, 2 (N) 2.8 Kiểm tra độ bền của băng Độ bền của băng đợc kiểm nghiệm theo công thức Z tt = [m].S max Z TC B.[ S b ] (2.20) 19 Ztt: Số lớp cốt tính toán ZTC: Số lớp cốt trong băng đã chọn ZTC = 3 (lớp) [m] : Hệ số dự trữ độ bền cho phép,( theo bảng 1.6) [ 1 ], với góc nghiêng băng tải =00 và lõi băng tải là vải sợi bông nên [m] = 10 B: Chiều rộng băng tải (cm), B = 500 (mm) = 50 (cm) [Sb]:... tốc trọng trờng g = 9,81 (m/s2) L chiều dài vận chuyển (m) Theo đề tài thì L = 150 (m) qb khối lợng của băng trên 1 mét chiều dài Ta có qb = 5,3 (kg/m) qcl khối lợng thành phần quay của các con lăn trên nhánh không tải trên chiều dài 1 mét băng Theo [5] ta có: m "cl qcl = l '' (kg/m) cl 17 Với mcl khối lợng phần quay của 1 hàng con lăn trên nhánh không tải (kg) Tra bảng 1.5 [1] với B = 500; d cl... dcl = 89 (mm) Khoảng cách giữa hai hàng con lăn trên nhánh có tải xác định theo công thức: l'cl = A 0,625.B (mm) ( theo [ 1 ] ) (2.8) Trong đó: B chiều rộng băng tải (mm) A hằng số phụ thuộc vào khối lợng riêng của vật liệu vận chuyển : Với = 1200 kg/m3 (1000 ữ 1500) kg/m3 lấy A = 1640 (mm) 15 l'cl = 1640 0,625.500 = 1327,5 (mm) nhánh không tải khoảng cách giữa hai con lăn lấy bằng lcl = 2 l'cl... Hình 2.3: Biểu đồ lực căng băng Lực căng băng phải thoả mãn các điều kiện: Băng không bị trợt trên tang dẫn động trong thời kì khởi động có chất đầy tải Để đảm bảo điều kiện độ võng cho phép của băng thì lực căng nhỏ nhất trên nhánh có tải cũng phải lớn hơn bình thờng của băng Ta chọn điểm xuất phát để tính toán lực căng băng là tại điểm ra khỏi tang dẫn động Để xác định Sr , ta dựa vào phơng trình