Đề tài Tính toán thiết kế Băng tấm ngang 45m

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY VẬN CHUYỂN LIÊN TỤC Đề tài: thiết kế băng tấm ngang vận chuyển hàng đơn Chiếc có chiều dài băng 45 (m), khối lượng hàng 200(kg), kích thước hàng 700 x 500, năng suất 120 (t/h). Trong đó: 1: Động cơ; 2: Khớp nối động cơ – Hộp giảm tốc; 3: Hộp giảm tốc; 4: Khớp nối Hộp giảm tốc – Trục chính; 5: Trục chính; 6: Tấm băng; 7: Xích băng; 8: Thiết bị căng băng; 9 Thiết bị đỡ xích. PHẦN I Giới thiệu chung về băng tấm ngang - băng tấm là loại máy vận chuyển liên tục với bộ phận kéo bằng xích có gắn các tấm lát tạo thành bàn nâng tải. Lực cản trên băng tấm nhỏ. - băng tấm được sử dụng trong các ngàng công nghiệp mỏ, khai thác vật liệu xây dựng, khai thác vận chuyển hàng rời khô ở các dây chuyền trong các công ty, xí nghiệp. * ưu điểm của băng tấm ngang: - băng tấm ngang có tấm làm bằng vật liệu kim loại có độ bền và độ cứng lớn, điều đó cho phép nó vận chuyển hàng rời có kích thước lớn. - bộ phận kéo của băng tấm ngang là xích nên có độ bền kéo lớn do đó băng tấm có chiều dài lớn, năng suất cao. - băng tấm chuyển động với vận tốc không lớn do đó công việc đưa tải lên băng dễ dàng. * nhược điểm của băng tấm ngang: - trọng lượng băng nói chung và trọng lượng truyền động lớn, kết cấu của băng tương đối phức tạp, vốn đầu tư lớn. Trong băng có nhiều con lăn và bánh răng đòi hỏi phải chăm sóc, bảo dưỡng thường xuyên nên chi phí rất cao. Phần ii Tính toán thiết kế Chương i Chọn sơ bộ các chi tiết của băng tấm I. Tấm lát. - chọn băng tấm theo tiêu chuẩn oct 2035-54 (bảng 7.1/ttmnc). loại băng phẳng, không thành, có bộ phận định hướng. - chiều rộng tấm khi vận chuyển hàng đơn chiếc (ct 7.3/ttmnc). . + b1 = 700 (mm) kích thước lớn nhất theo phương ngang của hàng. + chọn A = 100 (mm) kích thước dự trữ chiều rộng tấm. . - Vậy chọn B = 800 (mm) theo 588-54 (Bảng 7.3/TTMNC). II. Xích kéo. - Bước xích: t = 400 (mm) (Bảng 7.4/TTMNC). - Tốc đđộ băng: v = 0.2 (m/s) (Bảng 7.5/TTMNC).  - Số răng của đĩa xích: z = 7. III. Thiết bị căng băng. Hàng trình của thiết bị căng băng chọn là 600 (mm) (Bảng 7.7/TTMNC). Chọn lực kéo của thiết bị căng băng lấy theo điều kiện đảm bảo sao cho lực căng nhỏ nhất của một xích là 2000 (N). IV. Máng vào tải. - Kích thước cơ bản máng vào tải của băng tấm theo (Bảng 7.8/TTMNC): + Chiều rộng tấm là 800 (mm) nên chọn: + Khoảng cách giữa các thành máng: Bm = 580 (mm). + Chiều dài thành máng: lm = 2000 (mm). V. Ký hiệu quy ước băng tấm. Theo OCT 2035-54 chọn băng tấm (Bảng 7.1/TTMNC) chọn: băng tải loại phẳng khôn thành có bộ phận dẫn hướng, chiều rộng tấm lát là 800 (mm). Ký hiệu: KH-40-OCT 2035-54. VI. Chọn bộ phận kéo. Theo OCT 588-64 (Bảng III.12/TTMNC) chọn: Xích kiểu BK loại II: + Bước xích: t = 400 (mm). + Khoảng cách giữa các tấm trong cùng: Bt = 60 (mm). + Chiều rộng tấm: Bx = 75 (mm). + Tải trọng phá hủy là: 50 (T). + Khối lượng 1 mét xích với các tấm bình thường: 29.6 (kg). + Có má xích chuyên dùng kiểu 3. + Ký hiệu: Xích kéo BKII 400-50-3-OCT. VII. Chọn đĩa xích. (Bảng 13.2/MNC-T3) TCVN 1588-74: + Bước: t = 400 (mm). + Đường kính bạc: d1 = 50 (mm). + Chiều rộng má: Bđ = 90 (mm).  + Khoảng cách giữa các má trong: Btr = 70 (mm). + Tải trọng phá hủy: Q = 70 (T). + Số răng của đĩa xích: z = 7. + Đường kính vòng chia: (mm). + Bán kính đỉnh răng: R = t - (e + r). e: khoảng cách tâm chân răng: (mm). r: bán kính chân răng: r = 0.5*d1 = 0.5*50 = 25 (mm). Do đó: R = 400 – (1 + 25) = 374 (mm). + Vòng đỉnh răng: {d >75 (mm)}: (mm). + Vòng chân răng: (mm). + Chiều rộng răng: b1 = 0.9*Btr = 0.9*80 = 63 (mm). Chương II TÍNH TOÁN SƠ BỘ BĂNG TẤM I. Khối lượng hàng trên một đơm vị chiều dài. (CT 5.12/TTMNC) (kG/m). II. Khoảng cách hàng đặt trên băng: (CT 5.11/TTMNC) (m). III. Tải trọng trên 1 đơn vị chiều dài do khối lượng phần hành trình của băng. (CT 7.7/TTMNC) qb = 60*B + A A = 60 chọn ở (Bảng 7.10/TTMNC) – tấm lát trung bình. qb = 60*0.8 + 60 = 108 (kG/m). IV. Lực kéo của băng. (CT 7.8/TTMNC) + Smin: lực căng xích nhỏ nhất tại điểm đi ra khỏi đĩa xích bộ truyền: Smin = S1 = 100 (kG). + : hệ số cản chuyển động của băng tấm: theo (Bảng 7.11/TTMNC): = 0.09 + Ln: chiều dài hình chiếu ngang của băng: (m). : là góc nghiêng của băng. + Lx = 45 (m): chiều dài hình chiếu lên phương ngang của nhánh băng không tải. + Wt = 0: lực cản ma sát của hàng đối với thành cố định. + Wd = 0: lực cản của thiết bị dở tải kiểu tấm chặn. (kG). Chương III TÍNH TOÁN KIỂM TRA BĂNG TẤM I. Tính toán xác định lực căng tại các điểm đặc trưng của băng theo phương pháp đi vòng theo chu kỳ băng. 1. Điểm 1. S1 = Smin = 100 (kG). 2. Điểm 2. S2 = S1 +Wk Wk: lực cản trên đoạn không tải: (CT 5.20/TTMNC) (kG). S2 = 100 + 437 = 537 (kG). 3. Điểm 3. S3 = S2 + Wq + Wq: lực cản tại đĩa xích căng băng (CT 5.23/TTMNC) Wq = Sr*(kq - 1) = S2*(kq - 1) kq = 1.05: hệ số tăng lực căng của bộ phận kéo do lực cản của chi tiết quay khi góc ôm của bộ phận kéo trên tang S3 = 537*(1.05 -1) = 564 (kG. 4. Điểm 4. S4 = S3 + Wh Wh: lực cản trên đoạn băng chứa tải: (CT 5.17/TTMNC) = (167+108)*0.9*45 = 1114 (kG). (kG). 5. Giá trị chính xác lực kéo của băng. Wo = S4 – S1 = 1678 -100 = 1578 (kG). II. Tính toán chính xác bộ phận kéo và kiểm tra xích. 1. Lực cản tĩnh lớn nhất của xích. (CT 7.11/TTMNC) Smax = 1.05* (Smin + Wo) = 1.05*(100 + 1578) = 1762 (kG). 2. Tải trọng động của xích. (CT 7.12/TTMNC) Sđ = k = 1.5: hệ số quy đổi khối lượng. Sđ = (kG). 3. Lực căng tính toán của bộ phận kéo. (CT 7.13/TTMNC) Stt = Smax + Sđ = 1762 + 185 = 1947 (kG). 4. Lực căng tính toán của một xích. (CT 7.14/TTMNC) dùng 2 xích kéo. 0.6*Stt = 0.6*1947 = 1168 (kG). 5. Tải trọng phá hỏng xích. (CT 7.15/TTMNC) Sđt = k* k = 8: hệ số dự trữ độ bền của xích. Sđt = 8*1168 = 9344 (kG) = 9.3 (T) < 50 (T). Vậy xích làm việc an toàn. III. Tính chọn động cơ. 1. Công suất trên trục truyền động của băng. (CT 7.10/TTMNC) (kW). 2. Công suất cần thiết của động cơ. (CT 6.15/TTMNC) + k = 1.2: hệ số dự trữ. + = 0.94: hiệu suất bộ truyền từ động cơ đến trục truyền động theo (Bảng 5.1/TTMNC). (kW). 3. Chọn động cơ. Theo (Bảng III19.2/TTMNC) Chọn động cơ không đồng bộ loại A02-51-8: + Công suất định mức trên trục: 4 (kW). + Tốc độ quay của trục: 720 (vg/ph). + Hiệu suất: 84%. + Khối lượng động cơ điện: 90 (kg). + Đường kính trục ra: d = 26 (mm). IV. Tốc độ quay trục truyền động băng. (CT 7.16/TTMNC) (vg/ph). V. Tỷ số truyền cần thiết giữa trục động cơ và trục truyền động. (CT 6.17/TTMNC) VI. Tính chọn hộp giảm tốc. i = 180 nên dựa vào (Bảng III.27/TTMNC) chọn hộp giảm tốc bánh răng nón trụ ba cấp đặt ngang -750 có: + Tỉ số truyền: i = 182. + Công suất trên trục quay nhanh: NN = 4.2 (kW). + Mô men lớn nhất cho phép trong thời gian ngắn trên trục quay chậm: Mmax = 3000 (kG). + Tốc độ quay của trục quay nhanh: nN = 1000 (vg/ph). + Hiệu suất: 0.94. VII. Tốc độ phần hành trình. (CT 7.17/TTMNC) (vg/ph). VIII. Lực ở bộ phận kéo trong thời gian khởi động. (CT 6.23/TTMNC) Skđ = + Nk = 4 (kW): công suất động cơ. + : hiệu suất tính toán. + kM = 1.3: hệ số giữa mômen khởi động và mômen động cơ. + Sr = S1: lực căng ở nhánh dây băng đi ra khỏi đĩa xích. Skđ = (kG). IX. Kiểm tra độ bền xích kéo trong thời gian khởi động. (CT 7.20/TTMNC) S1kđ {S} + {S}: tải trọng cho phép của xích: (CT 7.21/TTMNC) {S} = nên 1.5*{S} = 1.5*6.25 = 9.38 (T) mà S1kđ = 0.6*Skđ = 0.6*2724 = 1634 (kG) = 1.63 (T) < 9.38 (T). X. Tính chọn khớp. 1. Tính chọn khớp giữa trục động cơ với trục vào hộp giảm tốc. (CT 9.1/TKCTM) + k: hệ số tải trọng động chọn theo (Bảng 9-1/TKCTM): k = 1.2. + N = 4 (kW): công suất động cơ. + n = 720 (vg/ph): tốc độ quay của động cơ. (Nmm) = 6.37 (kGm). Theo (Bảng 9-2/TKCTM) chọn các thông số: theo d = 26 (mm). D = 140 (mm). Do = 85 (mm). l = 80 (mm).  S = 24 bu lông cỡ M10x4. Khối lượng nối trục: 2.6 (kg). Vật liệu thép đúc 35. 2. Tính chọn khớp giữa trục ra hộp giảm tốc với trục đĩa xích. (CT 9.1/TKCTM) 1159.34 (kGm). Theo (Bảng 9-2/TKCTM) chọn các thông số: d = 110 (mm). D = 230 (mm). Do = 160 (mm). l = 170 (mm). S = 24 bu lông cỡ M10x4. Khối lượng nối trục: 5.8 (kg). Vật liệu thép đúc 35. XI. Tính toán trục và kiểm tra trục đĩa xích truyền động. 1. Tính đường kính trục. Đĩa xích được lắp trên trục của nó bằng then, do vậy trục vừa chịu uốn do tải trọng từ lực kéo của xích, vừa chịu uốn do tải trọng từ lực kéo của xích, vừa chịu xoắn do quá trình truyền mômen quay từ hộp giảm tốc qua đĩa xích. Ta đưa về một dầm đơn giản đặt trên hai gối tựa là hai ổ đỡ trục đĩa xích. Hai vị trí đặt lực tập trung là chỗ lắp mayơ của đĩa xích với trục. + Tính phản lực gối: RA = RB = S1kđ = 1634 (kG) = 16340 (N). + Mômen uốn cực đại: Mu = RA*200 = 16340*200 = 3268000 (Nmm). + Mômen xoắn cực đại: Mx = (Nmm). + Tính sơ bộ đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm: (CT 10.15/CSTKM) + M được tính theo (CT 10.14/CSTKM) (Nmm).  + = 70 (N/mm2): ứng suất cho phép chọn ở (Bảng 10.1/CSTKM) thép tôi 40 Cr. (mm). Chọn d = 110 (mm) theo tiêu chuẩn. 2. Tính kiểm tra trục tại tiết diện chịu tải lớn nhất có ứng suất tập trung. Theo (CT 7.5/TKCTM) Theo (CT 7.6/TKCTM) Theo (CT 7.7/TKCTM) Tra (Bảng 7.1/TKCTM): Mômen cản uốn: W = 172700 (mm2). Mômen cản xoắn: Wo = 36400 (mm2). Vì bộ truyền làm việc một chiều, ứng suất uốn biến đổi theo chu kỳ đối xứng: (N/mm2). . Vì ứng suất xoắn biến đổi theo chu kỳ đối xứng mạch động: (N/mm2). Giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỳ đối xứng: (N/mm2). (N/mm2). Hệ số xét đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến sức bền mỏi: . . Hệ số tăng độ bền: Tra (Bảng 7.4/TKCTM) Tra (Bảng 7.8/TKCTM) Tỷ số: Do đó tính được: Vậy đường kính trục d = 110 (mm) thỏa mãn điều kiện bền. XII. Chọn then và kiểm tra độ bền của then. Để cố định xích theo phương tiếp tuyến, nói cách khác là để truyền mômen và chuyển động từ trục đến đĩa xích hoặc ngược lại ta dùng then. 1. Chọn then đầu bằng. Theo (Phụ lục 13.1/BTCTM): chọn then dựa vào đường kính trục các thông số cơ bản của then như sau: + d = 110 (mm), chọn: b = 28(mm), h = 20 (mm) Chiều dài của then: l = 0.8*lm = 0.8*1.5*d = 0.8*1.5*110 = 132 (mm). 2. Kiểm nghiệm then. Kiểm nghiệm then theo sức bền dập. (CT 7.11/TKCTM) = 140 (N/mm2) < (N/mm2) (Bảng 7.22/TKCTM). Kiểm nghiệm sức bền cắt: = 47 (N/mm2) < (N/mm2). Vậy then đã chọn thỏa mãn điều kiện. XIII. Chọn ổ đở chặn. Theo (Phụ lục 9.3/BTCTM) chọn ổ đỡ chặn có các thông số sau: d = 110 (mm). D = 240 (mm). B = 50 (mm). T = 50 (mm). r = 4 (mm). MỤC LỤC PHẦN I. Giới thiệu chung về băng tấm ngang Phần ii. Tính toán thiết kế Chương i. Chọn sơ bộ các chi tiết của băng tấm I. Tấm lát. 3 II. Xích kéo. 3 III. Thiết bị căng băng. 4 IV. Máng vào tải. 4 V. Ký hiệu quy ước băng tấm. 4 VI. Chọn bộ phận kéo. 5 VII. Chọn đĩa xích. 5 Chương II. TÍNH TOÁN SƠ BỘ BĂNG TẤM I. Khối lượng hàng trên một đơm vị chiều dài. 7 II. Khoảng cách hàng đặt trên băng: 7 III. Tải trọng trên 1 đv chiều dài do khối lượng phần hành trình của băng. 7 IV. Lực kéo của băng. 7 Chương III. TÍNH TOÁN KIỂM TRA BĂNG TẤM I. Tính toán xđ lực căng theo phương pháp đi vòng theo chu kỳ băng. 9 1. Điểm 1. 9 2. Điểm 2. 9 3. Điểm 3. 9 4. Điểm 4. 9 5. Giá trị chính xác lực kéo của băng. 10 II. Tính toán chính xác bộ phận kéo và kiểm tra xích. 10 1. Lực cản tĩnh lớn nhất của xích. 10 2. Tải trọng động của xích. 10 3. Lực căng tính toán của bộ phận kéo. 10 4. Lực căng tính toán của một xích. 10 5. Tải trọng phá hỏng xích. 10 III. Tính chọn động cơ. 11 1. Công suất trên trục truyền động của băng. 11 2. Công suất cần thiết của động cơ. 11 3. Chọn động cơ. 11 IV. Tốc độ quay trục truyền động băng. 12 V. Tỷ số truyền cần thiết giữa trục động cơ và trục truyền động. 12 VI. Tính chọn hộp giảm tốc. 12 VII. Tốc độ phần hành trình. 13 VIII. Lực ở bộ phận kéo trong thời gian khởi động. 13 IX. Kiểm tra độ bền xích kéo trong thời gian khởi động. 13 X. Tính chọn khớp. 14 1. Tính chọn khớp giữa trục động cơ với trục vào hộp giảm tốc. 14 2. Tính chọn khớp giữa trục ra hộp giảm tốc với trục đĩa xích. 15 XI. Tính toán trục và kiểm tra trục đĩa xích truyền động. 15 1. Tính đường kính trục. 15 2. Tính kiểm tra trục tại tiết diện chịu tải lớn nhất có ứng suất tập trung. 17 XII. Chọn then và kiểm tra độ bền của then. 18 1. Chọn then đầu bằng. 19 2. Kiểm nghiệm then. 19