Đồ án Thiết kế dây chuyền sản xuất xi măng

y từ động cơ qua hộp giảm tốc đến tang và tang này sinh ra lực chủ động để kéo băng. + Tang bị động: quay theo dây băng, nó có tác dụng dẫn hướng cho dây băng, đồng thời làm căng dây băng, vì vậy còn gọi là tang căng băng. Tang dẫn động thường được đúc bằng gang hoặc hàn bằng thép tấm. Để tăng hệ số ma sát giữa bề mặt tăng và dây băng, người ta phủ lên bề mặt làm việc của tang bằng một lớp cao su khía có rãnh, hệ số ma sát sẽ tăng 50% so với tang thép trơn. Việc tính toán tang dẫn bao gồm: tính kiểm tra bền vỏ tang, trục tang, tính chọn ổ bi và vỏ lắp ổ bi. Chọn vật liệu chế tạo Tang là thép tấm 18CII – TOCT 23570 - 79 có: (bảng 1.2)[2] 4.11.2 Tính toán tang chủ động: a. Đường kính tang: Đường kính nhỏ nhất của tang truyền động dùng cho dây băng cao su: (6.3)[1] Trong đó: + a là hệ số. Tra bảng (6.5)[1] a = 170 + i = 4 số lớp màng cốt Theo tiêu chuẩn chọn Dn = 800 (mm) b. Chiều dài tang: Theo qui định đối với băng rộng lớn hơn 1200mm thì chiều dài tang c. Chiều dày tang: Chiều dày tang được xác định theo công thức kinh nghiệm: (mm) (mm) Chọn =22 (mm) d. Kiểm tra bền tang: Trong quá trình làm việc tang chịu ứng suất uốn, nén, xoắn trên thân ống của tang. ứng suất nén là ứng suất lớn nhất sinh ra do tác dụng của dây băng quanh tang. để tính ứng suất nén ta tách vành tang có độ dài bằng bề rộng dây băng và xét nó trong mặt phẳng. - Lực căng băng lớn nhất trên bề mặt của tang: Smax = Sr + Sv = 1389,6 + 3356,6 = 4746,2 (kG) - Aùp lực tác dụng lên bề mặt tang chủ động: Với [ P ] = 10 đến 20 N/mm2 – Aùp suất cho phép của băng trên tang B = 100 cm Chiều rộng dây băng Dn = 80 cm Đường kính tang Smax = 4746,2 kG Lực căng lớn nhất của băng - Tính bền tang theo ứng suất nén: Để tính ứng suất nén vỏ tang do P gây ra, coi tang như một ống dày và áp dụng kết quả bài toán Lane trong sức bền vật liệu với trường hợp ống dày chỉ chịu áp lực nén p từ phía ngoài: (7.55)[6] Như vậy vỏ thành tang dưới tác dụng của lực P chịu ứng suất nén với ứng suất nén điểm trong cùng là lớn nhất. Vậy tang đã thỏa mãn điều kiện nén. - Tính bền tang theo ứng suất uốn: Trong quá trình làm việc vỏ tang bị uốn chủ yếu do sức căng của băng gâây ra. Tải trọng tác dụng lên tang là tải trọng phân bố đều nhưng ta coi như tải trọng tâp trung tại giữa tang và nơi đó có mômen uốn lớn nhất. Lực tác dụng lên tang. Hình 6.9 biểu đồ mômen uốn tang chủ động Momen uốn cực đại: Mu = 2373,1.54,4 = 129096,64 Ứng suất uốn cực đại được xác định bằng công thức : (kG/cm2) Trong đó : Wu – momen chống uốn của tang (cm3) Vậy với những thông số và vật liệu được chọn làm vỏ tang phù hợp với yêu cầu tính tóan và đảm bảo an toàn. 4.11.3 Tính toán trục tang chủ động: Trong quá trình băng tải hoạt động trục tang vừa có nhiệm vụ đỡ tang vừa truyền mômen xoắn. Do đó trục tang chủ động vừa chịu uốn vừa chịu xoắn. Ta chọn vật liệu làm trục tang là loại thép 45. Theo bảng 7-2 [3] , ta chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 có ứng suất bền uốn ứng suất uốn cho phép = N/mm2. a. Tính toán trục tang: Lực tác dụng lên trục tang được tính theo công thức (2.36)[5]: R = (Sv + Sr).sin Trong đó: + Sv, Sr: lực căng trong nhánh vào và ra của tang chủ động. + : góc ôm của bộ phận kéo, = 2100 . => R = (1398,6 + 3356,6).sin = 4682,95 (kG) Chọn đường kính sơ bộ của trục là D = 125mm. Momen xoắn mà trục truyền được xác định theo công thức (2.37)[5]: Mx = = = 292684,375 (kGmm) Trọng lượng của tang: Trong đó: - - V = 0,0618 Lực tác dụng lên trụctheo phương x: P = = = 2341,475 kG Lực tác dụng lên trục tang theo phương y: q = = = 242 kG Sơ đồ tính trục như hình vẽ: Hình 1.17. Sơ đồ tính trục tang dẫn động. Momen uốn tổng theo 2 phương: = = = 579071,1 Momen tương đương tại tiết diện nguy hiểm: = = = 632116,64 (kG.mm) = 6321166,4 (N.mm) Đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm được xác định theo công thức: Trong đó: + Mtd: momen tương đương tại tiết diện nguy hiểm, Nmm. + : hệ số rỗng của trục. + : ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo trục. - Vậy chọn đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm nhất là 125mm. - Chiều dài may-ơ lắp với trục. lm = (1.21.5).d = 1,2.125 = 150 (mm). b. Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn: Chọn then để lắp mayơ của tang có kích thước như sau: chọn then bằng theo TCVN 150 -64: b = 36 , h = 20, t =10, t1 = 10,2; k = 12,3. (bảng 7-23).[3] Ở đây xét ảnh hưởng của một yếu tố quan trọng đến sức bền mỏi của trục như đặc tính thay đổi chu kỳ ứng suất, sự tập trung ứng suất, yếu tố kích thứơc, chất lượng bề mặt v.v… vì vậy sau khi đã xác định kết cấu của trục tang cần phải kiểm nghiệm hệ số an toàn tại những tiết diện nguy hiểm. Xét tiết diện nguy hiểm là tại chỗ lắp mayơ phía bên phải của tang. Theo bảng 7-3a [3], momen chống uốn của tiết diện = = = 172606,4 (mm3) Momen chống xoắn của tiết diện = = = 364256,78 (mm3) Các ứng suất uốn và xoắn gây ra tại tiết diện đang xét = = = 3,35 (kG/mm2) = = = 0,804 (kG/mm2) Hệ số an toàn được tính theo công thức (7.5)[3]: Trong đó: + : hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp + : hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp + : giới hạn mỏi uốn và giới hạn mỏi xoắn ứng với chu kì đối xứng. Có thể lấy gần đúng: + : biên độ ứng suất pháp và ứng suất tiếp sinh ra trong tiết diện trục. + : trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp. Do trục quay một chiều nên ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng: Ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động: + : hệ số xét đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi. Chọn = 0,1, = 0,05 đối với thép cácbon trung bình. + : hệ số kích thước. Theo bảng 7-4[3] chọn , + : hệ số tăng bền bề mặt trục. Theo bảng 7-5[3], chọn. + : hệ số tập trung ứng suất thực tế khi chịu uốn và chịu xoắn. Tra bảng 7-6[3] ta chọn: . = = = 4,94 = = = 21,1 (7-4).[3] Vậy trục đảm bảo làm việc tốt thỏa điều kiện bền mỏi. c. Kiểm nghiệm then: Theo TCVN 150-64, tưng ứng với đường kính trục tang d=125mm, ta chọn then bằng có các kích thước: b=36mm; h= 20mm; t= 10mm; t1=10,2mm; k= 12,3. Chiều dài then: Lt = 130 mm Kiểm tra then theo điều kiện bền dập: = (7-11)[3] = = Kiểm tra then theo điều kiện bền cắt: = (7-11)[3] = = Theo bảng 7-20 và 7-21 [3] ta được : Ta thấy Vậy then đảm bảo điều kiện bền. 4.11.4 Tính toán chọn ổ đỡ trục tang: Chọn tiết diện của trục tại chỗ lắp ổ có đường kính d= 110mm. Phản lực tại các gối đỡ trục: Tải trọng tương đương tác dụng lên ổ tính theo công thức (8-2)[3] Q = (kvR + mA)knkt Trong đó: + R: tải trọng hướng tâm. (daN) + A: tải trọng theo chiều dọc trục. (daN) + m: hệ số chuyển tải trọng dọc trục về tải trọng hướng tâm. + kt: hệ số tải trọng động. (bảng 8-3)[3] + kn: hệ số nhiệt độ. (bảng 8-4)[3] + kv: hệ số xét đến vòng nào của ổ là vòng quay. (b 8-5)[3] Theo [3] chọn m= 2,5 ; kt = 1 ;kn = 1 ; kv = 1,1. => Q = (1,1.2353,9 + 2,5. 0).1.1 = 2848,219 daN Hệ số khả năng làm việc C = Q(n.h)0,3 Trong đó: n: số vòng quay của tang trong một phút, n = 23.88 v/p. h: số giờ làm việc của ổ, chọn h = 36000 giờ. =>C = 2848,219.(23.88.10000)0,3 = 99700,6 (daN) Dựa vào hệ số khả năng làm việc, tra bảng chọn ổ bi đỡ lòng cầu hai dãy theo Catalogue của hãng FAG Roling Bearings ta chọn ổ bi có các thông số . Hình 1.18. ổ bi đỡ trục tang chủ động. 4.12 Tính toán tang bị động: 4.12.1 Xác định kích thước tang bị động: a. Đường kính tang: Đường kính tang bị động dùng cho dây băng cao su: (6.3)[1] Trong đó: + Dt = 800 : đường kính tang chủ động Theo tiêu chuẩn chọn Dbd = 630 (mm) b. Chiều dài tang: Theo qui định đối với băng rộng lớn hơn 1200mm thì chiều dài tang c. Chiều dày tang: Chiều dày tang được xác định theo công thức kinh nghiệm: (mm) (mm) Chọn =18 (mm) d. Kiểm tra bền tang: Trong quá trình làm việc tang chịu ứng suất uốn, nén, xoắn trên thân ống của tang. ứng suất nén là ứng suất lớn nhất sinh ra do tác dụng của dây băng quanh tang. để tính ứng suất nén ta tách vành tang có độ dài bằng bề rộng dây băng và xét nó trong mặt phẳng. - Lực căng băng lớn nhất trên bề mặt của tang: Smax = Sr + Sv = 1853,9 + 1984,2 = 3838,1 (kG) - Aùp lực tác dụng lên bề mặt tang chủ động: Với [ P ] = 10 đến 20 N/mm2 – Aùp suất cho phép của băng trên tang B = 100 cm Chiều rộng dây băng. Dn = 63 cm Đường kính tang bị động. Smax = 3838,1 kG Lực căng lớn nhất của băng ra vào tang. - Tính bền tang theo ứng suất nén: Để tính ứng suất nén vỏ tang do P gây ra, coi tang như một ống dày và áp dụng kết quả bài toán Lane trong sức bền vật liệu với trường hợp ống dày chỉ chịu áp lực nén p từ phía ngoài: (7.55)[6] Như vậy vỏ thành tang dưới tác dụng của lực P chịu ứng suất nén với ứng suất nén điểm trong cùng là lớn nhất. Vậy tang đã thỏa mãn điều kiện nén. - Tính bền tang theo ứng suất uốn: Trong quá trình làm việc vỏ tang bị uốn chủ yếu do sức căng của băng gâây ra. Tải trọng tác dụng lên tang là tải trọng phân bố đều nhưng ta coi như tải trọng tâp trung tại giữa tang và nơi đó có mômen uốn lớn nhất. Lực tác dụng lên tang. Hình 6.9 biểu đồ mômen uốn tang bị động Momen uốn tang lớn nhất: Mu = 3838,1.54,4 = 104396,32 (kGmm) Ứng suất uốn cực đại được xác định bằng công thức : (kG/cm2) Trong đó : Wu – momen chống uốn của tang (cm3) Vậy với những thông số và vật liệu được chọn làm vỏ tang phù hợp với yêu cầu tính tóan và đảm bảo an toàn. 4.12.2 Tính toán trục tang bị động: Trong quá trình hoạt động thì trục tang bị động chỉ chịu uốn theo hai phương. Phương x thì do lực căng băng tác dụng lên. Phương y thì do trọng lượng của tang tác dụng lên. Ta chọn vật liệu làm trục tang là loại thép 45. Theo bảng 7-2 [3] , ta chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 có ứng suất bền uốn ứng suất uốn cho phép = N/mm2. Sơ đò tính tang bị động: Tải trọng tác dụng lên trục tang do lực căng đi vào và ra khỏi tang: S = S7 + S8 = 1853,9 + 1984,2 = 3838,1 (kG) Tải trọng tác dụng lên trục tang do khối lượng của tang: Gt = 312 (kG) Phản lực tại 2 gối đỡ theo phương x: RAx = RBx = S/2 = 3838,1/2 = 1919,05 (kG) Phản lực tác dụng lên 2 gối đỡ theo phương y: RAy = RBy = Gt/2 = 312/2 = 156 (kG) Mô men uốn lơn nhất theo phương x: Mux = RBx.240 = 1919,05.246 = 472086,3 (kGmm) Mô men uốn lớn nhất theo phương y: Muy = RBy.246 = 156.246 = 38376 (kGmm) Tổng mô men uốn tác dụng theo 2 phương: Mu = Mux + Muy = 472086 + 38376 = 510462 (kG)= 5104620 (Nmm) Đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm được xác định theo công thức: (7.3)[3] Trong đó: + Mtd: momen tương đương tại tiết diện nguy hiểm, Nmm. + : hệ số rỗng của trục. +: ứng suất cho phép của trục. Vậy chọn đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm nhất là 110 mm. 4.12.3 Tính chọn ổ đỡ trục tang bị động: - Sơ đồ chọn ổ đỡ con lăn: - Tính chọn ổ đỡ cho gối đỡ B, C: Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức 8.1 [3]: C = Q(nh)0,3 £ Cbảng Trong đó: + nt – số vòng quay tang trong 1 phút: nt = = = 0,5 vòng/giây = 30 vòng/phút v = 1 m/s – vận tốc của băng đai Dt = 630 mm – đường kính tang + h: số giờ làm việc của ổ: Q = (KvR + mAt)KnKt – tải trọng tương đương Trong đó: +RA, RD: tải trọng hướng tâm. R = RA = RD = = = 1925,38 (kG) + m: hệ số chuyển tải trọng dọc trục về tải trọng hướng tâm. + A = 0: không có tải trọng dọc trục. + Kv = 1,1: hệ số xét đến vòng trong là vòng quay của ổ. + Kn =1: hệ số nhiệt độ. + Kt =1: hệ số tải trọng động. Vậy: Q = 1,1.1925,38.1.1 = 2117,9(daN) Hệ số tải trọng C: ` C = 2117,9. (30´10000)0,3 = 93119,75 (daN) 4.13 Tính chọn khớp nối: * Khớp nối trục ra của động cơ vàhộp giảm tốc . Mômen định mức của động cơ : Mômen tính toán để chọn khớp : (9.1). [3] Mk = k . Mđm = 1,2 . 29,85 =35,82( kG.m) = 3508,2(Nm). Trong đó : k = 1,2 : Hệ số tải trọng động, (tra bảng 9.1 ). 4.14 Thiết kế thiết bị vào tải: 4.14.1 Phễu chứa vật liệu: Phễu chứa vật liệu là một trong những thiết bị phụ quan trọng của băng tải có nhiệm vụ cấp tải cho hệ thống. Việc bố trí và tính toán phễu phải thỏa mãn yêu cầu: - Phễu làm việc lâu dài (độ bền lâu). - Đảm bảo năng suất của hệ thống. Tính toán phễu chứa vật liệu: Diện tích tiết diện cửa ra và vận tốc của dòng vật liệu phải đảm bảo năng suất băng. Từ công thức ta thấy rằng Q phụ thuộc vào F và v. Đáy phễu thường chế tạo theo hình vuông hay hình chữ nhật. Tham khảo taì liệu tính toán máy nâng chuyển liên tục và thực tế ta chọn sơ bộ lích thước cửa ra: Kích thước sơ bộ cửa ra. Tốc độ dòng vật liệu trôi qua cửa ra trong điều kiện bình thường: Trong đó: + : hệ số chảy. Chọn =0,6 + R bán kính thủy lực ở cửa ra Với tốc độ ở cửa ra và diện tích như trên thì năng suất của phễu: Ta thấy . Vậy nhận kích thước 300x600 mm làm kích thước cửa ra. Các góc nghiêng: Để vật liệu dễ dàng chảy qua cửa xả thì gốc nghiêng của phểu so với mặt phẳng ngang phải thỏa mãn điều kiện: Trong đó: - : góc nghiêng cạnh thùng. - : hệ số ma sát quy dẫn. - : hệ số ma sát ngoài của vật liệu lên thànhphểu. - : Góc tạo bởi các mặt nghiêng. Do chọn thành phểu đối xứng nên : Do đó : Vậy góc nghiêng thỏa mãn. Chọn kích thước của phểu như trên. Vật liệu chết tạo phểu là thép tấm 18C ứng suất cho phép là : Tính toán thành phểu: Chọn sơ bộ kích thước và hình dáng như trên. - Chiều dày các vách: - áp lực của Clinker lên điểm giữa của vỏ: Trong đó: + n = 1,3 : hệ số vượt tải Clinker chất đầy phểu. + + : khoảng cách từ miệng tới tiết diện giữa. . Chọn chiều dày thành phểu: Lực xô ngang lên thành phểu: Trong đó: : mô đun đàn hồi của thép. Mô men uốn trên 1 cm bề rộng của thành vỏ tại vị trí giữa nhịp: Ưùng suất trong thành phểu: Trong đó: - : mô đun trượt Vậy với chiều dày đã chọn thì phểu đạt độ bền. 4.14.2 Thiết bị tiếp liệu: Thiết bị tiếp liệu là một loại máy dỡ hàng ở cuối phễu vật liệu dùng để cung cấp vật liệu dạng bột, bụi liên tục và đều đặn từ phễu chứa vật liệu xuống thiết bị vận chuyển. Có nhiều kiểu tiếp liệu: bằng băng tải, băng tấm, băng vít, đĩa tiếp nhiên liệu. Ta chọn phương án tiếp liệu bằng băng tải vì năng suất hệ thống lớn. Về cơ bản kết cấu chủ yếu giống băng tải cao su. Do năng suất lớn nên bố trí thêm thành thép cố định dọc theo băng tiếp liệu. Bề rộng băng tiếp liệu lấy dựa vào chiều dài mặt cắt ngang của lòng máng và bề rộng cửa ra của phễu là B = 600 mm. Khi đó chiều cao thành là h = 0,25.B = 0,25.600 = 150 mm. Diện tích mặt cắt ngang của dòng vật liệu: Trong đó: + + Năng suất kỹ thuật của băng tiếp liệu: Trong đó: + + v = 1,4 m/s : vận tốc băng. Công suất truyền động của băng tiếp liệu: Trong đó: + Q: năng suất băng tiếp liệu + H: chiều cao nâng. + Ln: chiều dài vận chuyển. + = 2,5: hệ số cản chuyển động của hàng. + q1: khối lượng trên một m chiều dài các chi tiết chuyển động. + Trong trường hợp này thường chiều dài không ảnh hưởng đến lực cản di chuyển của bộ phận công tác nên áp dụng theo k =0, k1 = 1, k2 = 1 CHƯƠNG 6 - TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP 6.1 Giới thiệu chung và các thông số yêu cầu 1. Giới thiệu chung: Trong quá trình làm việc, kết cấu thép của thiết bị luôn chịu nhiều tải trọng làm việc, trọng lượng bản thân và thời tiết (nắng, gió, bão…).Chính vì vậy kết cấu thép của thiết bị phải đảm bảo độ bền khi chịu các tác động trên để thiết bị làm việc ổn định. Ngoài ra kết cấu thép còn tạo nên hình dáng hình học, quyết định tính thẩm mỹ của thiết bị do đó khi tính toán phải đảm bảo đồng thời độ bền và tính thẩm mỹ. Ngoài những yếu tố trên, khi thiết kế kết cấu thép cần phải đáp ứng những yêu cầu sau: + Dễ gia công. + Giá thành rẻ. + Diện tích chắn gió nhỏ. + Khối lượng nhẹ. 2. Hình thức kết cấu: Bang đai ngang là 1 loại máy vận chuyển liên tục, không thay đổi vị trí trong quá trình làm việc. Kết cấu thép đỡ hệ thống băng tải là kết cấu khung có tiết diện không thay đổi, không có đoạn cong. Kết cấu thépdduogoomf 3 phần cơ bản. Bao gồm khung đỡ băng, cột đỡ tang chủ động, cột đỡ tang bị động. Kết cấu được gắn cố định trên nền bằng liên kết bu lông. Đối băng đai kết cấu thép đỡ băng chịu chịu tải trọng tương đối nhỏ, chủ yếu là trọng lượng bản thân, lực tác dụng dụng của hàng tại vị trí các con lăn đỡ, trọng lương của thiết bị vào tải và ra tải, lực căng băng, tải trọng gió….Vì thế kết cấu thép của Shiploader là dàn nhẹ (nội lực nhỏ). Dựa vào tình hình chịu lực của dàn, dự kiến mặt cắt dàn như hình vẽ. Để đơn giản trong việc tính toán ta có thể lựa chọn tiết diện mặt cắt ngang của thanh bụng và thanh biên, sau đó tính ứng suất và so sánh với ứng suất cho phép. Nếu khoảng chênh lệch lớn ta tiến hàn chọn lại tiết diện mặt cắt ngang và tính toán lại cho tới khi đạt yêu cầu. 3. Các trường hợp tải trọng: Đối với máy trục khi làm việc có nhiều loại tải trọng khác nhau tác dụng lên kết cấu thép. Tuy nhiên đối băng đai ngang thiết kế luôn đứng yên tại một vị trí. Do đó không chịu nhiều tải trọng khác nhau. Kết cấu thép chỉ chịu một trường hợp tải trọng tác dụng duy nhất. 6.2. Phương pháp tính toán 1. Phương pháp ứng suất cho phép: Kết cấu cần được thiết kế, tính toán theo phương pháp ứng suất cho phép, trong đó ứng suất phát sinh trong kết cấu thép dưới tác dụng của tải trọng không được vượt quá giá trị của ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo. Trong đó: + : ứng suất lớn nhất trong kết cấu thép do tải trọng tác dụng + : ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo + : ứng suất chảy của vật liệu dẻo kG/cm2 + n: hệ số an toàn (n = 1,4-1,6) Qua kinh nghiệm sử dụng và tính toán kết cấu thép máy xây dựng và xếp dỡ người ta thấy rằng, tuy phương pháp tính toán theo ứng suất cho phép khá phát triển nhưng nó có một nhược điểm cơ bản là không xét đến biến dạng dẻo có thể có của kết cấu. Mặt khác vì tính theo điểm nguy hiểm nên coi kết cấu hoàn toàn mất hết khả năng chịu lực khi chỉ có một điểm của kết cấu ở trạng thái nguy hiểm. Trong khi đó vật liệu dùng trong kết cấu thép đều là vật liệu dẻo nên trong nhiều trường hợp tuy các điểm trên, một hay nhiều mặt cắt đã đến giới hạn chảy kết cấu vẫn còn khả năng chịu tải. Do đó kết quả theo phương pháp này thường không tiết kiệm vật liệu. 2. Phương pháp tính theo trạng thái tới hạn: Trạng thái khi mà kết cấu ngừng sử dụng gọi là trạng thái tới hạn. Muốn cho kết cấu sử dụng được an toàn thì nhân tố nội lực trong kết cấu phải nhỏ hơn khả năng chịu lực của kết cấu. Trong đó: + N: nội lực tính toán của kết cấu. + : khả năng chịu lực của kết cấu. Tính toán theo trẹng thái tới hạn là phương pháp tính tiến bộ hơn. Tính theo phương pháp này sẽ tiết kiệm vật liệu, nâng cao chất lượng thiết kế. Phương pháp tính theo ứng suất cho phép là trường hợp đặc biệt của phương pháp tính theo trạng thái tới hạn khi mà hệ số vượt tải đều bằng nhau. Hai phương pháp này về bản chất là như nhau chỉ khác khi dùng phương pháp tính theo trạng thái tới hạn hệ số an toàn được xét tỉ mỉ, sát thực với thực tế hơn. 3. Lựa chọn phương pháp tính toán: Mỗi phương pháp đều có những ưu và nhược điểm riêng. Để vận dụng cho trường hợp cụ thể tính toán kết cấu của thiết bị này ta dùng phương pháp tính theo ứng suất cho phép, đây là phương pháp thông dụng, đã được kiểm chứng, đã phát triển hoàn thiện và đem lại kết quả an toàn. 4. Lựa chọn vật liệu chế tạo kết cấu thép: + Trong ngành thiết bị nâng, kết cấu kim loại chiếm khoảng 60 – 80% khối lượng kim loại toàn bộ thiết bị nâng. Vì thế việc chọn kim loại thích hợp cho kết cấu kim loại để sử dụng một cách kinh tế là rất quan trọng. Trong kết cấu kim loại của thiết bị nâng, người ta thường sử dụng thép Cácbon thường, thép hợp kim và hợp kim nhôm, trong đó thép Cácbon thường được sử dụng nhiều hơn cả. + Hiện nay, loại thép được sử dụng nhiều nhất là thép CT3 vì nó có cơ tính tốt, độ bền cơ học đảm bảo, tính dẻo cao, và dễ hàn. Ta chọn thép CT3 làm vật liệu chế tạo kết cấu kim loại của khung đỡ băng tải. Thép CT3 có các đặc trưng về cơ tính như sau: (Trang 40)[2] + Mô đun đàn hồi (khi kéo): + Mô đun đàn hồi trượt : + Giới hạn chảy : + Giới hạn bền : + Khối lượng riêng : Trong tính toán, ta chọn thông số cơ tính như sau: (giảm 10% nhằm tăng tính an toàn và bù trừ sai số do chế tạo): + = 2520 kG/cm2. + = 3600 kG/cm2. Khi tính toán kết cấu kim loại theo phương pháp ứng suất cho phép, ta xác định được ứng suất cho phép như sau: 1800 kG/cm2 Trong đó: + n = 1,4: hệ số an toàn. 5. Chọn sơ bộ tiết diện các thanh trong khung: - Chọn vật liệu làm thanh ngang đỡ con lăn nhánh có tải là thép hình chữ U có ký hiệu : U100 x 50. - Chọn vật liệu làm dầm dọc và cột đỡ là thép chữ U có ký hiệu U120 x 54. 6.3 Các tải trọng tác dụng lên kết cấu: 1. Tải trọng tác dụng trong mặt phẳng đứng: Trong mặt phẳng đứng kết cấu chịu tác dụng của các lực sau: + Trọng lượng hàng. + Trọng lượng dây băng. + Trọng lượng con lăn. + Các lực căng băng ở hai đầu. Lực tác dụng lên và dây băng 1 thanh ngang đỡ nhánh có tải do khối lượng hàng, con lăn và dây băng: Giả sử tấm băng là 1 dầm liên tục cứng tuyệt đối, từ giả thiết trên ta tính được lực tác dụng do hàng và băng tác dụng lên một 7giá đỡ con lăn. Trong đó: - Gct : khối lượng một con lăn đỡ tải. - L0 : chiều dài một con lăn đỡ băng nhánh có tải. - L1 : khoảng cách giữa 2 dãy con lăn đỡ băng nhánh có tải - qb : khối lượng trên một mét chiều dài của dây băng. Lực tác dụng lên trên kết cấu thép đỡ băng do khối lượng con lăn và dây băng nhánh không tải: Trong đó: - Gkt : khối lượng một con lăn có tải. - l2 : chiều dài một con lăn đỡ băng nhánh không tải. - l3 : khoảng cách giữa 2 dãy con lăn đỡ băng nhánh không tải - qb : khối lượng trên một mét chiều dài của dây băng. Aùp lực của dòng vật liệu lê kết cấu tại vị trí vào tải: + Tính tiết diện vật liệu trên băng: Hình 6.1. Sơ đồ tính tiết diện vật liệu trên băng Diện tích tiết diện vật liệu trên băng Fm bao gồm diện tích tam giác F’m và diện tích hình thang F”m. Fm = F’m + F”m Diện tích tam giác F’m được tính theo công thức: F’m = 0,25.C.K2.B