Bộ Mơn: Máy & Thiết Bị Cơng Nghiệp Hóa Chất Dầu Khí Học Phần: Cơ Sở Tính Tốn Máy Hóa Chất- Dầu Khí Chương THÙNG QUAY, LỊ QUAY Giảng viên: TS Vũ Hồng Thái Nhóm 5: Nguyễn Văn Thanh Hoàng Thị Thái Trần Duy Thăng Trần Văn Thành Đỗ Quang Thiện Nguyễn Thanh Tuấn Phạm Hoa Tới Huỳnh Minh Tiến Nông Ngọc Tuân 10.Trương Văn Tú NỘI DUNG CẦN ĐẠT Khái niệm Sự chuyển động vật liệu thùng quay Cách lắp ráp vành đai, lăn đỡ, lăn chắn Lực tác dụng lên lăn Xác định kích thức vành đai lăn Xác định tải trọng Xác định phản lực vị trí đỡ Kiểm tra độ bền mối hàn thân thùng Xác định lực tác dụng lên vành đai lắp tự 10.Tính điều kiện bền uốn vành đai lắp tự 11.Tính điều kiện bề uốn vành đai lắp cứng vào thân thùng 12.Xác định ứng suât tiếp vành đai lăn I Khái niệm Trong ngành cơng nghiệp hóa chất, thực phẩm, vật liệu xây dựng ….Người ta thường dùng thùng quay, lò quay để thực trình sấy, trộn, sàng phân loại nung nóng vật liệu dạng rắn Loại thiết bị thường có kích thước lớn, khối lượng làm việc nhiệt độ thường nhiệt độ cao (như sấy, nung) Do chúng có kích thước khối lượng lớn nên khơng thể dùng trục lắp vào hai đầu thùng làm cho chúng quay I Khái niệm • Để truyền chuyển động cho thùng quay lò quay ta dùng bánh vòng lắp thân thùng vành đai đặt lăn đỡ • Với thùng quay có đường kính thùng lên đến 2m chiều dài lên đến 10 – 12 m Còn lò quay đường kính thân lò lên đến 5m chiều dài lò lên đến 180m • Độ nghiêng thùng so với mặt phẳng ngang lấy từ 10 đến 50 Tốc độ quay thùng từ đến 10 vòng/phút II SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT LIỆU TRONG THÙNG QUAY Người ta dùng thiết bị loại thùng quay đặt nằm ngang nằm nghiêng để thực nhiều trình khác nhau, đặc tinh chuyển động vật liệu máy khơng VD: - Quỹ đạo phẳng: vật liệu máy trộn thùng quay, máy nghiền bi hình thùng… - Quỹ đạo khơng gian: máy sấy thùng quay, lò nung quay, máy sàng thùng quay II SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT LIỆU TRONG THÙNG QUAY 1- Thân thùng 2- Vành đai 3- Bánh 4- Hệ lăn đỡ 5- Hệ lăn đỡ 6- Hộp giảm tốc 7- Động điện 8- Bánh răn dẫn 9- Hộp tháo liệu Hình 5-2 chi tiết chủ yếu thùng quay Đặc tính chuyển động vật liệu thùng phụ thuộc vào thông số Đường kính thùng Tốc độ Hệ số ma Hệ số ma sát vật quay sát vật liệu với thùng liệu bề mặt thùng Hệ số nội ma sát cua vật liệu góc nghiêng đặt thùng Ở máy sấy thùng quay lò nung phải chọn thơng số cho bề mặt tiếp xúc vật liệu chất tải nhiệt lớn thời gian lưu vật liệu thùng tối ưu để thực tốt trình sấy nung 2-1 Sự chuyển động hạt vật liệu thùng Xét tiết diện ngang vng góc với đường trục thùng trụ nằm ngang có bán kính R Xét lực td nửa a xét lực td nửa b 11.TÍNH ĐIỀU KIỆN BỀN UỐN CỦA VÀNH ĐAI LẮP CỨNG VÀO THÙNG  MỤC TIÊU  Khảo sát giá trị momen uốn tiết diện vành đai   Tìm tiết diện có momen uốn lớn Tìm giá trị momen uốn lớn Qua tính bền cho vành đai Xác định momen uốn tiết diện cao đường kính thẳng đứng     trường hợp , ta xem tải trọng phân bố theo Trong phương thẳng đứng suốt đường tròn thùng   Ta khảo sát vành đai chịu tải trọng riêng q phân bố cung đối xứng có độ dài : Và tải trọng cung là:      Tải trọng sinh momen tiết diện khóa là: (5-95) Lấy tích phân từ góc đến , có: (5-96) Giải ta được: (5-97)        Tương tự ta có: (5-98) Trong trường hợp vành đai chịu lực suốt đường tròn , tức =0 và thay giá trị : (5-99)  Ta xét tiết diện tạo với tiết diện thẳng đứng góc , ta khảo sát momen uốn tiết diện Trường   hợp 1:     vẽ, ta thấy tải trọng cung , bán kính trọng tâm Từ hình cuả cung , ta có : (5-100)  Giá trị momen uốn bằng: (5-101)  Thay (5-100) vào (5-101) ta có: (5-102) Trường hợp 2:     Gía trị momen uốn bằng: (5-103)  Thay giá trị vào, ta được: (5-104)  Kết luận : từ (5-102)và (5-104), ta nhận thấy với giá trị , momen M tỉ lệ thuận với QR, nên biểu đồ momen có tính chất  Qua thực tiễn ta thấy momen uốn lớn nằm vị trí đỡ, tức tiết diện có góc 12 Xác định ứng xuất tiếp vành đai lăn Ứng suất tiếp xúc vành đai lăn đỡ Ứng suất tiếp xúc vành đai lăn chặn Ứng suất tiếp xúc vành đai lăn đỡ Sơ đồ tiếp xúc vành đai lăn đỡ Ứng suất tiếp xúc vành đai lăn đỡ Chiều rộng dập xác định:   E1  E2 rR b  P (5-103) E1.E2 r  R Trong đó: P: tải trọng đơn vị chiều dài đường sinh hìn trụ P T B T: Phản lực lăn đỡ, N B: Bề rộng vành đai, cm µ: E1 ,hệ E2 số pốt-xơng; : moomen đàn hổi vl làm vành đai lăn đỡ, N/cm2 R,r : bán kính vành đai lăn đỡ, cm Ứng suất tiếp xúc vành đai lăn đỡ Nếu E1  E2  E ,µ =0,3 ta có: (5-104) P rR 2b  3,044 E rR Sự phân bố áp suất bề mặt tx theo quy luật đường elip: p2 y2  1 p0 b Rút ra: y2 p  p0  b (5-105) Trong đó: p0: áp suất max đường trung tâm diện tích (y=0), N/cm2 y: đường trục tọa độ Ứng suất tiếp xúc vành đai lăn đỡ Vậy ta có: b b y2 p.dy  p0 �1  dy � b b b Giải tích phân ta được: 2P p0  b Thay b vào ta có: p0  Nếu E1  E2  E E1.E2 r  R P , N / cm  (1   ) E1  E2 r.R , µ =0,3 thì: p0  0, 418 PE rR , N / cm r R Ứng suất tiếp xúc vành đai lăn đỡ - TH vành đai băng thép, lăn đỡ gang thì: p0  0,59 P E1.E2 r  R , N / cm E1  E2 r.R - Dùng thuyết đàn hồi ta tính ứng suất ϭ1; ϭ2; ϭ3 theo trục; - Áp dụng thuyết bền tính ứng suất tiếp lớn độ sâu Z=0,784b Khi đó: - Ứng suất tương đương max: (ϭtd)max=0,6p0 Ứng suất tiếp xúc vành đai lăn đỡ - ƯS tiếp lớn mp nghiêng 45o: τmax=0,5(ϭtd)max=0,3p0 Hoặc p0= 3,3τmax Theo điều kiện bền: 2τmax=0,6p0 ≤ [ϭ] (5-112) Từ rút ra: p0= ≤ 1,67 [ϭ] (5-113) Với thép CT4: [ϭ] = 4.104N/cm2 CT5: [ϭ] = 5.104N/cm2 CT6: [ϭ] = 6.104N/cm2 Ứng suất tiếp xúc vành đai lăn chặn -Vành đành phẳng t.xúc với lăn chặn mặt cầu có: �E � p0  0,388 P ' � �, N / cm �R � -Vành đành phẳng t.xúc với lăn chặn mặt nón có: p0  0, 418 P'E , N / cm r -Trong đó: • P’: Lực tác dụng lên đơn vị chiều dài tiếp xúc vành đai lặn chặn, N/cm2 • R: Bán kính mặt cầu lăn chặn,cm • r: bán kính lăn chặn mặt nón, cm