Đang tải... (xem toàn văn)
Băng vít là một loại máy vận chuyển liên tục không có bộ phận kéo. Bộ phận công tác của vít tải là vít cánh xoắn chuyển động quay trong một vỏ kín tiết diện tròn ở dưới.
Giới thiệu Băng vít là một loại máy vận chuyển liên tục không có bộ phận kéo. Bộ phận công tác của vít tải là vít cánh xoắn chuyển động quay trong một vỏ kín tiết diện tròn ở dưới. Khi vít chuyển động, cánh xoắn đẩy vật liệu di chuyển trong vỏ. Vật liệu vận chuyển không bám vào cánh xoắn là nhờ trọng lượng của nó và lực ma sat giữa vật liệu và vỏ máng, do đó vật liệu chuyển động trong máng theo nguyên lý truyền động vít- đai ốc. Vít tải có thể có một hoặc nhiều cánh xoắn. Chất tải cho vít tải qua lỗ trên nắp máng, còn dỡ tải qua lỗ ở phía dưới của ống. Vít tải thường dùng để vận chuyển vật liệu tơi, vụn. Vít tải có các ưu điểm là: vật liệu vận chuyển trong máng kín, có thể nhận và dỡ tải ở các trạm trung gian, không tổn thất rơi vãi vật liệu, an tồn khi làm việc và sử dụng, rất thuận tiện cho việc v/c vật liệu nóng và độc hại. Bên cạnh đó vít tải có một số nhược điểm là: nghiền nát một phần vật liệu v/c, chóng mòn cánh xoắn và máng khi v/c vật liệu cứng và sắc cạnh, tổn thất năng lượng lớn và không được dùng để v/c vật liệu dính ướt, ẩm. Mặc dù có những nhược điểm như vậy nhưng vít tải được dùng rộng rãi trong các nhà máy xi măng, các nhà máy tuyển khống hoặc trong các xí nghiệp hóa chất. Vít tải có thể đặt ngang hoặc nghiêng dưới một góc nghiêng nhỏ. Trong đề tài này em xin trình bày về băng vít ngang vận chuyển xi măng với năng suất Q=80T/h, chiều dài v/c L=24 m 1 Tính tốn thiết kế băng vít 1. Thông số cơ bản - Năng suất : 80 T/ h. - Chiều dài vận chuyển : 24 mét. 2. Đường kính cần thiết của vít tải Aùp dụng công thức (9.3), trang 152, tài liệu[1] (1) Trong đó : - Q : Năng suất tính tốn : Q = 80 T/ h. - E : Tỷ số giữa bước vít và đường kính vít; ta chọn E = 0,8 (xi măng là hàng mài mòn) - n :Tốc độ quay quy định của trục băng vít. Chọn sơ bộ n theo bảng (9.2), trang 150, tài liệu [1] ; n = 35 vòng/ ph. - γ : Khối lượng riêng của ximăng Tra bảng 4.1 , trang 88, tài liệu [1] chọn 1,5T/hγ = - β K : Hệ số giảm năng suất do độ nghiêng của băng; vì băng nằm ngang nên chọn 1K β = theo bảng 9.5, trang 151, tài liệu [1]. Vậy 0,681(m) 25.1,5.10,8.35.0,1 80 0,275D 3 == (2) Theo tiêu chuẩn về đường kính và bước vít của 65ΓOCT2037 − , tra bảng (9.1), trang 150, tài liệu [1] chọn: - Đường kính vít : D = 650 mm. - Bước vít : S = 500 mm. Kích thước của máng : - Chiều rộng máng : 700 mm. - Chiều sâu máng : 750 mm. - Chiều dày tấm : 8mm.4 ÷ 3. Kiểm tra tốc độ quay của vít tải Tốc độ quay lớn nhất cho phép của vít tải : Theo công thức (9.2), trang 152, tài liệu [1].ta có : D A n = ( vòng/ phút). (3) Trong đó : 2 3 β E.n.ψ.n.ψ Q 0,275D = - A: hệ số phụ thuộc vật liệu . Trabảng (9.3) , trang 151, tài liệu [1] với vật liệu ximăng : A = 30. - D : đường kính trục vít D = 650 mm. 37,2 0,65 30 n max ==⇒ (vòng/ phút ) Thoả mãn điều kiện làm việc : chonmax nn ≥⇒ 4 . Công suất trên trục vít để băng làm việc Theo công thức ( 9.4), trang 152, tài liệu [1] ( ) bnbn0 .v L0,02.k.qH.L 367 Q N ωω ++= (KW) (4) Trong đó : - Q : Năng suất tính tốn của băng Q = 80 T/ h. - L n : Chiềi dài vận chuyển theo phương ngang của băng L n = 24 mét. - ω: Hệ số cản chuyển động lăn của hàng. Tra bảng 9.3 , trang 151, tài liệu [1 ] 4,0. = ω - H : Chiều cao vận chuyển H = 0. - k : Hệ số đặc tính chuyển động của vít k = 0,2 - b q : Khối lượng trên 1 đơn vị chiều dài phần quay của băng 80.Dq b ≈ Với đường kính băng vít: D = 650 mm : 52kG/m.q b =⇒ - Tốc độ vận chuyển dọc trục vít của hàng: Theo công thức (9.5), trang 153, tài liệu [1] 0,292(m/s) 60 0,5.35 60 s.n v === (5) Với Bước vít : s = 0,5 m Tốc độ quay của vít: n =35 v/ph. 20,94(kw).0,012.24.0,2920,02.0,2.5(24.4) 367 80 N 0 =+=⇒ 5. Tính chọn động cơ điện: Công suất động cơ để truyền động băng Theo công thức (6.15), trang 119, tài liệu [1] (6) Trong đó: N 0 : Công suất trên trục vít để băng vít làm việc N 0 = 20,94 kw. K : Hệ số dự trữ công suất k = 1,25. η : Hiệu suất của bộ truyền . Theo bảng 5.1, trang 104, tài liệu [1] chọn 96,0 = η 3 27,267kw. 0,96 1,2520,94 N dc = × =⇒ Dựa vào công suất động cơ, tra bảng (III.19.2), trang 199, tài liệu[1] chọn động cơ điện không đồng bộ 3 pha A02-81-6 có các thông số kỹ thuật như sau: - Công suất định mức trên trục: N đc = 30 kw. - Tốc độ quay của trục: n = 980 v/ ph. - Hiệu suất : 91%. - Khối lượng động cơ điện : 330 kg. Thông số kích thước của động cơ điện: Kiểu động cơ b 2C 2C 2 d h t 1 A02-81-6 18 406 311 60 250 65,5 L B 1 B 4 B 5 H L 8 l 850 491 369 260 551 190 140 6. Kiểm nghiệm động cơ điện: Ngồi việc kiểm nghiệm động cơ theo điều kiện phát nóng ta còn phải kiểm nghiệm động cơ về momen khởi động và sự quá tải về momen Theo công thức trang 114, tài liệu [4] M đm .λ ≥ M maxs Trong đó: - λ: hệ số quá tải về momen của động cơ: tra theo katalog; λ=1,96 - M max : Mômen lớn nhất trong biểu đồ phụ tải . M max = N.m9,192 31,5.0,96 5835 i.η Mx == Trong đó : Mômen xoắn: M x = 583,5 kG.m Tỉ số truyền của hộp giảm tốc: 31,5i = . - M đm : Mômen định mức của động cơ. Theo công thức 22, trang 13, tài liệu [5] dm dm dm n P 975.M = 4 Trong đó : Công suất định mức: P đm = 30 kw. Số vòng quay định mức của động cơ: n đm = 980 ( v/ph). 29,85kG.m 980 30 975.M dm ==⇒ - Đối với động cơ không đồng bộ , hệ số l đm phải kể đến trường hợp điện áp của lưới điện cung cấp giảm đi 15% so với điện áp định mức. λ ≤==⇒ 0,64 298,5 192,9 M M đm max Vậy động cơ AO2-81-6 được chọn thoả mãn điều kiện quá tải về momen. 7. Chọn hộp giảm tốc: Dựa vào tỉ số truyền giữa trục động cơ và trục vít ta chọn hộp giảm tốc. Theo công thức (6.17), trang 120 , tài liệu [1] : 28. 35 980 n n i đc === (7) Trong đó : - Tốc độ quay của trục động cơ: n đc = 980 vòng/ phút. - Tốc độ quay của trục vít: n = 35 vòng/ phút. - Căn cứ vào tỉ số truyền và công suất động cơ 30kwN 980v/phn 28.i dc dc = = = Theo tài liệu [20], trang 36, chọn hộp giảm tốc loại PM - 650 có các thông số kỹ thuật như sau: - Tỉ số truyền : 31,5i = Tốc độ quay của trục quay : 1000 v/ ph. Thông số kích thước : Kiểu HGT a a σ a τ g B 1 B 2 B 3 A 1 B 5 PM- 650 650 250 400 35 430 452 342 183 470 B 6 B 7 C C 1 H H 0 H 1 L L 1 K 310 410 150 85 697 320 95 1278 830 495 d 1 d 2 d 3 l 1 l 2 l 3 l 4 d 3 t 1 t 2 60 110 130 290 108 265 165 110 32,5 127 8.Tính tốn trục vít : 8.1. Các tải trọng tác dụng lên trục vít: 8.1.1. Mômen xoắn trên trục vít: Theo công thức (9.8), trang 154, tài liệu [1]: Mô men xoắn trên trục vít: n N 975M 0 0 = ( KG.m) (8) Trong đó : - N o : Công suất trên trục vít để băng làm việc N 0 = 20,93 kw. - n : Tốc độ quay của trục vít: n = 35 vòng/ phút. 583,.5 35 20,93 975M 0 ==⇒ (kG.m). 8.1.2. Lực dọc trục vít Theo công thức (9.9), trang 154, tài liệu [1]: Lực dọc trục vít: ( ) βαk.D.tg 2M P 0 d + = (KG) (9) Trong đó : - Mômen xoắn trên trục vít: M o = 583,5 kG.m. - K : Hệ số tính đến bán kính chịu tác dụng của lực k = 0,7 - D : Đường kính vít D = 0,65 m. - α : Góc nâng ren vít : π.D s tgα = 6 .4613α 0,245 π 0,65 0,5 tgα /o =⇒ == - Với s : Bước vít s = 0,5 m. - β : Góc ma sát giữa hàng vận chuyển với vít )acrtg(fβ d = Với f đ : Hệ số ma sát ở trạng thái động f đ = 0,8 f o. F o : Hệ số ma sát ở trạng thái tĩnh f o = 0,6. ( ) .6425farctgβ 0,480,8.0,6f /0 d d == == ( ) 3074,8KG 64254613g0,7.0,65.t 2.583,5 P /0/o d = + =⇒ 8.1.3. Tải trọng ngang Tải trọng ngang tác dụng lên đoạn vít đặt giữa 2 gối trục : Theo công thức (9.10), trang 154, tài liệu [1]: k.D.L .l2M P 0 n = (KG) (10) Trong đó : - L : Chiều dài băng vít L = 24 m. - Khoảng cách giữa các gối đỡ l =3 m - M o : Mômen xoắn trên trục vít M o = 583,5 KG.m. - K : Hệ số tính đến bán kính chịu tác dụng của lực k = 0,7 - D : Đường kính vít D = 0,65 m. KGP n 6,320 24.65,0.7,0 3.5,583.2 ==⇒ Tải trọng dọc phân bố đều trên trục vít : 128,12KG/m 24 3074,8 L P p d d === Tải trọng ngang phân bố đều trên trục vít : 106,87KG/m 3 320,6 l P p n n === Mômen xoắn phân bố đều trên trục vít : 24,3KG 24 583,5 L M m 0 0 === 7 8.2. Sơ đồ các tải trọng tác dụng lên trục vít: Trục vít được xem như là một dầm liên tục có các ổ treo trung gian được xem như các gối đỡ . Dầm được chia thành 8 đoạn. Vậy trục vít được đưa về thành 1 dầm siêu tĩnh bậc 8 , tách riêng từng tải trọng tác dụng lên trục vít để xác định biểu đồ nội lực tác dụng lên trục vít và xác định mômen lớn nhất tác dụng lên trục vít và xác định đường kính trục vít . Trục vít dùng vận chuyển ximăng nên trục chủ yếu chịu ảnh hưởng của mômen xoắn M 0 và tải trọng ngang P n phân bố đều trên trục vít, còn tải trọng dọc P d phân bố đều trên trục vít thì gây uốn trục nên khi tính sức bền trục thì xét ảnh hưởng của P d . Sau khi tính được kích thước trục vít thì kiểm tra trục vít theo biên dạng, độ võng trụ vít, theo điều kiện bền, hoặc dùng chương trình sap.2000 kiểm tra lại xem có thoả mãn điều kiện. 8.2.1. Sơ đồ tải trọng phân bố lên trục vít do M o gây ra: Mômen xoắn M x : 8 M 0 3m 24 m = 583,5 KG.m m 0 = 24,3 KG 2.8.2.2. Sơ đồ tải trọng dọc phân bố lên trục vít do P d gây ra: Lực dọc N z : 8.2.3. Sơ đồ tải trọng ngang phân bố lên trục vít do P n gây ra : 9 M = 583,5 KG.m Mx Nz N z = 3074,8 KG P n = 106,87 KG/m p d 128, 12 3 m 24 m = 128,12KG/ m Đây là dạng bài tốn siêu tỉnh bậc 8. Ta giải bằng cách đặt vào 8 gối đỡ bằng các mômen tương đương từ M o đến M 8 . Sơ đồ tương đương: Sau đó lập 8 phương trình 8 ẩn giải tìm được M 0 , M 1 , M 2 , M 3 ,M 4 ,M 5 ,M 6 ,M 7 ,M 8 . Aùp dụng công thức, tài liệu [6]: Phương trình mômen có công thức tồng quát như sau: a.M I-1 + 2.(a+b) M I + b.M I+1 = -6 (Ω I .Z I + Ω I+1 .Z I+1 ). (11) Trong đó : M I : mômen thứ I. Khoảng cách từ điểm đặt mômen thứ I-1 đến thứ I: a . Khoảng cách từ điểm đặt mômen thứ I+1 đến thứ I: b. Diện tích nhịp thứ nhất : Ω I . Khoảng cách từ trọng tâm diện tích nhịp thứ I đến gối : Z I . Đối với nhịp thứ nhất : a= l=3 m. b= l =3 m Ω I .= P n .l 2 /8. Z I = l/2 . Phương trình mômen cho nhịp thứ nhất: l.M 0 + 2.(l+l) M 1 + l.M 2 = -6 ( 2. ) 2 l . 2 l . 8 .lP . 3 2 2. 2 l . 2 l . 8 .lP . 3 2 2 n 2 n + ⇔ M 0 + 2.M 1 +M 2 = - 2 .lP 3 n Tương tự cho nhịp 2,3, 4, 5, 6,7, 8 ta lập được các phương trình mômen sau: M 1 + 2.M 2 +M 3 = - 2 .lP 3 n 10 M 0 M 1 M 2 M 3 M 4 M 5 M 6 M 7 M 8 p n [...].. .M2 + 2 .M3 +M4 = - Pn l 3 2 M3 + 2 .M4 +M5 = - Pn l 3 2 M4 + 2 .M5 +M6 = - Pn l 3 2 M5 + 2 .M6 +M7 = - Pn l 3 2 M6 + 2 .M7 +M8 = - Pn l 3 2 Giải bằng phương pháp thế ta được : M0 = 0 M1 = 304,846 KG .m M2 = 223,361 KG .m M3 = 244,454 KG .m M4 = 241,566 KG .m M5 = 244,454 KG .m M6 = 223,361 KG .m M7 = 304,846 KG .m M8 = 0 Biểu đồ nội lực do tải trọng phân bố ngang Pn gây ra: Pn= 106,87 KG 3m 24 m 11 Lữc Qy: M ... td = M max td Wu ≤ [ σ] (12) Trong đó : - [σ] : Ứng suất cho phép của vật liệu: [σ ]= 60 N/mm2 - M max : M men tương đương lớn nhất td Theo công thức (7.4), trang117, tài liệu [7] max 2 max 3 ) + (M x ) 2 4 M max = (M u td (13) Trong công thức trên : M max :M men xoắn tại vị trí có nội lực lớn nhất M max = 5103 • x x Nm M max : M men uốn tại vị trí có nội lực lớn nhất M max = 1216,5 • u u Nm M max... độ l m việc của khớp nối - M m: M men định m c của khớp 9.1 Chọn khớp nối giữa động cơ và hộp gi m tốc - k1: Hệ số tính đến m c độ quan trọng của kết cấu k1=1,2 k2: Hệ số tính đến độ l m việc của khớp nối k1=1,3 M men định m c : M dm = 975 N 30 = 975 = 29,85kG .m n 980 Trong công thức trên : • N : Công suất động cơ N = 30 kw • Số vòng của trục động cơ n = 980 vòng/phút - M men truyền qua khớp : ⇒ Mx=... thước nối trục theo trị số m men xoắn và đường kính trục cần ki m nghi m theo điều kiện sau: Mt= K.Mx ≤ M bảng - (20) Trong đó : Hệ số tải trọng động : K = 1,5 ÷ 2 M men xoắn danh nghĩa truyền qua khớp: Mx= 940,18N .m Trị số m men lớn nhất m khớp có thể truyền qua : M bảng.=19000 N .m ⇒ Mt= 2.940,18 = 1880,36 ≤ M bảng Vậy khớp nối giữa hộp gi m tốc và ổ đỡ đầu trục vít là thoả m n điều kiện 11 Tính tốn... kiện bền về ứng suất dập σd = - 2K .M x ≤ [ σ] d Z.D 0 l v d c (18) Trong đó : Số chốt : Z= 8 Đường kính vòng trong của chốt D0 D0 ≈ D- d0 – (10 ÷ 20 ) mm - Đường kính lắp chốt bọc vòng đàn hồi : d0 = 36 mm Đường kính bao ngồi của khớp : D = 220 mm D0 ≈ D- d0 – (10 ÷ 20 ) mm = 164 mm - Đường kính chốt : dc =18 mm Chiều dài tồn bộ vòng đàn hồi: lv= 36 mm Hệ số tải trọng động : K = 1,5 ÷ 2 M men xoắn danh... : Chiều dài chốt: (19) D0= 164 mm dc =18 mm lc=42 mm 20 - Hệ số tải trọng động : K = 1,5 ÷ 2 M men xoắn danh nghĩa truyền qua khớp: Mx= 465,66 N .m Ứng suất uốn cho phép của chốt, có thể lấy [σ]u = (60 ÷ 80) N/ mm2 ⇒σ u = 2.465,66.1 0 3.42 0,1.8.18 3.164 = 52,6 ≤ [ σ ] u Vậy khớp nối thoả m n điều kiện về sức bền uốn của chốt 10.2 Ki m tra khớp nối trục răng ( khớp nối giữa hộp gi m tốc- ổ đỡ) Đối với. .. 0,25.600 = 150 N/mm2 • • • • m, : Trị số trung bình của ứng suất pháp m : Trị số trung bình của ứng suất tiếp σa, : Biên độ của ứng suất pháp sinh ra trong tiết diện của trục τa : Biên độ của ứng suất tiếp sinh ra trong tiết diện của trục σa = m = Mu 121,65.10 4 = = 11,924N/mm 2 3 4 W 0,1.120 (1 − 0,8 ) τa = m = Mx 510,3.10 4 = = 25,01N/mm 2 3 4 Wo 0,2.120 (1 − 0,8 ) • W : M men cản uốn của tiết... trục vòng đàn hồi: M men xoắn d D d0 L c dc 16 700 60 190 36 2÷6 18 nmax ( vg/ph ) Số chốt Z 112 lc Đường kính ngồi Chiều dài tồn bộ 42 35 36 3000 8 lv lc dc do d l c trục vít 9.2 Chọn khớp nối giữa hộp gi m tốc và - k1: Hệ số tính đến m c độ quan trọng của kết cấu k1=1,2 k2: Hệ số tính đến độ l m việc của khớp nối k1=1,3 M men định m c : M dm = i.975 N 30 = 31,5.975 = 940,18kG .m n 980 Trong công... thức trên : • N : Công suất động cơ: N = 30 kw • Số vòng của trục động cơ: n = 980 v/ph • Tỉ số truyền của hộp gi m tốc: = 31,5 - M men truyền qua khớp : ⇒ Mx= k1.k2 .M m= 1,2.1,3.940,18 = 1466,68 KG .m 17 Căn cứ vào m men truyền và đường kính trục của hộp gi m tốc ở trên ta chọn khớp nối trục giữa hộp gi m tốc và ổ đỡ đầu trục vít là khớp nối trục răng M có m men xoắn Mx= 19000 N .m Khớp nối trục răng... 2 dãy: d D B β0 d1 rmax 122 120 200 53 11 100 4,5 D1max d2min D2 L nmax ( vg/ph ) Đường kính bi Số lượng1 dãy 180 91 Kí hiệu ổ 203 132 2000 32,54 18 r d2 d1 d D1 D2 24 Tài liệu tham khảo: [1] Tính tốn m y nâng chuyển [2] M y trục- vận chuyển [3] M y nâng chuyển [4] Trang bị điện m y xây dựng [5] Hướng dẫn thiết kế trang bị điện cần trục [6] sức bền vật liệu [7] thiết kế chi tiết m y [8] sách tra cứu . h a ch t. V t t i c th đ t ngang ho c nghi ng d i m t g c nghi ng nhỏ. Trong đề t i n y em xin trình b y v b ng v t ngang v n chuy n xi m ng v i n ng. ph n v t li u v/ c, ch ng m n c nh xo n v m ng khi v/ c v t li u c ng v s c cạnh, t n th t n ng l ng l n v kh ng đư c d ng để v/ c v t li u d nh ư t,