Đồ án Thiết kế trạm trộn bê tông xi măng năng suất 45m3/h

ì tr¹m khã kh¨n h¬n so víi c¸c lo¹i kh¸c. §ång thêi gi¸ thµnh cña tr¹m còng ®¾t h¬n do ph¶i trang bÞ nhiÒu bé phËn. HÖ thèng b¨ng t¶i cao su, b¨ng g¹t ph¶i ®­îc bè trÝ th¼ng hµng víi nhau, kh«ng thÓ bè trÝ vu«ng gãc do vËy mÆt b»ng tr¹m lín, tèn diÖn tÝch vµ tr¶i dµi theo mét h­íng. ViÖc cÊp liÖu ë ph­¬ng ¸n nµy vÉn ph¶i dïng m¸y bèc xóc ®Ó ®æ vËt liÖu vµo c¸c phÔu chøa. KÕt luËn lùa chän ph­¬ng ¸n C¸c ph­¬ng ¸n cÊp liÖu trªn ®Òu cã nh÷ng ­u nh­îc ®iÓm riªng vµ phï hîp víi tõng ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh.Nghiªn cøu nhung gi¶i ph¸p kü thuat ®Ó kh¾c phôc nhùoc ®iÓm cña tr¹m trén cho phï hîp víi yªu cÇu cña c«ng viÖc.H¹n chÕ ®Õn møc tèi thiÓu c¸c thiÕt bÞ cÇn nhËp tõ n­íc ngoµi nh»m tiÕt kiÖm tèi ®a nguån ngo¹i tÖ m¹nh cho quèc gia.MÆt kh¸c tËn dông ®­îc ®éi ngò c¸n bé kü thuËt c«ng nh©n lµnh nghÒ cã tr×nh ®é kü thuËt,sÏ t¹o ra s¶n phÈm víi gi¸ c¶ ph¶I ch¨nggãp phÇn ph¸t triÓn cho sù nghiÖp C«ng NgiÖp Ho¸ HiÖn ®¹i ho¸ ®Êt n­íc.Tõ nh÷ng ph©n tÝch trªn, ta chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ cho tr¹m trén n¨ng suÊt 45 m3/h lµ ph­¬ng ¸n I: cÊp liÖu b»ng m¸y bèc xóc, v× ®©y ph­¬ng ¸n tèi ­u h¬n c¶ víi c¸c ­u ®iÓm næi bËt sau: KÕt cÊu ®¬n gi¶n, thuËn tiÖn cho viÖc l¾p ®Æt, th¸o dì. Gi¸ thµnh thÊp v× cã Ýt c¸c trang thiÕt bÞ. DiÖn tÝch mÆt b»ng cña tr¹m trén nhá gän. H¬n n÷a, c¸c ph­¬ng ¸n cÊp liÖu kh¸c dï Ýt hay nhiÒu ®Òu ph¶i cã sù trî gióp cña m¸y bèc xóc. Tham kh¶o trªn thùc tÕ hiÖn nay, do cã nhiÒu ­u ®iÓm ®· tr×nh bµy ë trªn mµ ph­¬ng ¸n cÊp liÖu dïng m¸y bèc xóc ®ang ®­îc sö dung réng r·i, ®Æc biÖt lµ ®èi víi c¸c tr¹m trén cã n¨ng suÊt trung b×nh (tõ 30 ®Õn 60 m3/h). Do ®ã viÖc lùa chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ dïng m¸y bèc xóc lµ hîp lý, phï hîp víi thùc tÕ. CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÍT TẢI CẤP XI MĂNG Giới thiệu chung về vít tải Vít tải được sử dụng để vận chuyển các loại vật liệu rời, vật liệu dạng cục nhỏ như: Xi măng, đá răm, hỗn hợp bê tông xi măng, v…v, với khoảng cách không lớn lắm ( 30 – 40m). Băng xoắn được sử dụng để vận chuyển vật liệu thoe phương ngang theo phương nghiêng với góc nghiêng < 20 độ, cũng có thể vận chuyển xi măng theo phương thẳng đứng Vít tải thường có năng suất từ 20 – 40 m3/h. Năng suất cũng có thể đạt 100m3/h nếu ta tăng kích thước vít tải lên. Vít tải cấu tạo gọn, đơn giản: có thể vận chuyển các loại vật liệu dính ướt, vật liệu được vận chuyển trong ống kín nên không bị bẩn và hao hụt khi vận chuyển. Nó có thể cấp liệu và dỡ liệu ở bất kỳ vị trí nào trên băng. Nhưng trong quá trình hoạt động thị cánh vít và vỏ vít bị mài mòn một cách nhanh chóng, năng lượng bị tiêu hao lớn hơn các loại băng khác. Yêu cầu đối với băng vít là phải cấp liệu đều đặn, nhược điểm của băng vít là trong quá trình vận chuyển vật liệu dễ bị vỡ. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của vít tải Cấu tạo Hình 1.1 - Sơ đồ nguyên lý vít tải 1 - Động cơ liền hôpk giảm tốc; 2 - Khớp nối; 3 - Cửa nạp liệu 4 - Vỏ vít; 5 – Cánh vít; 6 - Cưả dỡ liệu; 7 – Con lăn đỡ trục; 8 - Trục vít b) Nguyên lý hoạt động Nguồn động lực từ động từ động cơ (1) thông qua hộp giảm tốc (2) sẽ dẫn động trục vít (8) quay, do cánh vít hàn trên trục vít và chiềy nghiêng của cánh vít mà vật liệu được vận chuyển từ cửa nạp (3) ra cửa dỡ liệu(6). Phân loại vít tải Phân loại theo cách liên kết giữa cánh vít và trục vít 1.3.1 Trục vít có cánh liền trục Hình 1.2 – Cánh vít liền trục Loại này được sử dụng để vận chuyển các loại vật liệu tới xốp dạng bột mịn như xi măng, cát khô bột thạch cao, bột phấn tro, v…v. các loại vật liệu được băng vít vận chuyển với hệ số đền đầy máng ε = 0,3 – 0,45 và số vòng quay trục vít là 50 – 120 v/p. 1.3.2 Trục vít có cánh vít không liền trục Hình 1.3 – Trục vít không liền cánh Loại trục vít này dùng để vận chuỷên các loại vật liệu dạng cục như đá cuội lớn, đá vôi xỉ cục với hệ số điền đày máng ε = 0,25 -0,4 và số vòng quay của trục vít là 40 -100v/p 1.3.3 Loại trục vít có cánh vít dạng định hình Hình 1.4 – Cánh vít dạng định hình Loại này dùng để vận chuyển các loại vật liệu dẻo, dính ướt như : đất sét ướt, bê tông dung dịch vữa xi măng với hệ số điền đầy máng ε = 0,15 – 0,3 và số vòng quay trục vít là n = 30- 60 v/p. 1.3.4 Trục vít xẻng Hình 1.5 - Trục vít xẻng Trục vít dạng này dùng để vận chuỷên các loại vật liệu dạng cục ( xa thạch, xỉ cục, đá vôi) với hệ số điền đầy máng ε = 0,25 -0,4 và tốc độ quay của trục vít là n = 30 – 60 v/p. Tính toán vít tải Tính năng suất vít tải Tuỳ vào mác bê tông xi măng mà tỷ lệ xi măng từ 0,2 – 0,48 T/m3. Như vậy, lượng xi măng cung cấp cho thùng trộn trong 1h là : Vxm = 0,48 . Vbt = 0,48 . 45 = 21,6 T/h Trong đó Vbt là năng suất của trạm trộn Vxm là lượng xi măng cung cấp cho trạm trong 1h để đảm bảo đủ lượng xi măng cung cấp cho buồng trộn trong 1h thì năng suất của vít tải phải >= 21,6 T/h Xi măng được sử dụng trong trạm là xi măng pooclăng có khối lượng riêng γxm = 1,1 -1,6 g/cm3 = 1,1 -1,6 T/m3. Chọn γ = 1,3 T/m3 Tính toán thông số hình học của vít tải Hình 1.6 – Sơ đồ tính kích thước cơ bản của vít Sơ bộ chọn chiều dài vít tải là 7.8 m chọn kích thước như sau: Ta chọn sơ bộ đường kính Db = 250mm chọn khe hở giữa cánh vít và vỏ vít là 5mm ta tính bước vít: S = π. Db .tgα = ξ . Db Trong đó α là góc nâng của vít ( α = 14 – 18 độ) ξ = 0,8 -1 tương ứng với α = 14 – 18 độ chọn ξ = 1 -> S = 1 .250 = 250mm chọn góc nghiêng của băng vít là 45 độ ta tính lại năng suất của vít taỉ theo công thức: Q =3. 6 . F .V .γ , { T/h} ( 10.65) tài liệu {1} Trong đó: F = ε = 0,3 – 0,45 – hệ số điền đầy máng Do trục vít và cánh vít liền chọn ε = 0,4 F = 0,785 . 0,4 . 0,252 = 0,0212 m2 V: vận tốc di chuyển dọc trục của vật liệu V = { m/s} S = 0,25 m : bước vít N = - số vòng quay trục vít, { v/p} K - hệ số kể đến vật liệu vận chuyển K = 60 vật liệu nhẹ không dính K = 45 vật liệu nặng không dính K = 30 vật liệu nặng và dính Do vít vận chuyển xi măng nên chọn K = 45 n = = 90 v/p V = = 0,351 m/s γ =1,3 T/m3 = 1300 KG/m3 - trọng lượng riêng xi măng Vậy năng suất vít tải là: Q = 3,6 . 0,0212 . 0,351 . 1300 = 34,8 T/h Do vít đặt nghiêng 45 độ nên năng suất vít sẽ giảm 35%. Năng suất thực tế vít là: Q = 34,8 – 34,8 . 0,35 = 22,6 T/h Q thoả mãn > 21,6 T/h 1.4.3 Tính công suất động cơ dẫn động vít tải Tính công suất động cơ ta có 3 phương pháp tính: Theo kinh nghiệm Theo lực cản Theo năng suất Sau đây trình bày cách tính theo năng suất Sơ đồ tính như sau: Hình 1.7 - Sơ đồ tính năng suất vít tải. Công suất xác định theo công thức: Ndc = , { Kw} tài liệu { 2 } Trong đó: Q - năng suất vít tải , T/h H - chiều cao nâng , m Ln - chiều dài vít theo phương ngang, m ω - hệ số cản di chuyển phụ thuộc vào ma sát giữa: - Giữa vật liệu và vật liệu - Giữa vật liệu và thành ống - Giữa vật liệu và cánh vít - Giữa trục và ổ trục ω tra bảng như sau: vật liệu Ngũ cốc Than đá quặng Cát xỉ than ω 0,9 - 1 1,7 – 1,9 3,7 - 4 3 – 3,3 4 – 4,5 chọn hệ số cản di chuyển ω = 4 N dc = = 3,78 kw η = 0,8 - hiệu suất truyền động tốc độ quay của trục vít là n = 90 v/p tra bảng ta chọn động cơ liền hộp giảm tốc kí hiệu C162 – 15,9 S4M4A4 có các thông số sau: tốc độ quay n = 90 v/p tỉ số truyền HGT i = 15,9 công suất động cơ N = 5,5 kw mô men xoắn trên trục vít Mx = 552 N.m 1.4.4. Tính chọn mặt cắt trục vít Trong quá trình làm việc trục vít chịu các thành phần lực sau đây: + mô men xoắn + mô men uốn + lực dọc kết cấu thực của trục vít tải (3 đoạn vít), mỗi đoạn vít dài 2,6m và tại các đầu đỡ đều có gối đỡ trục, ta có thể tính toán trục vít cho một đoạn vít hoặc tính toán cho toàn trục vít. Sơ đồ tính như sau: Hình 1.8 – Sơ đồ tính toán trục vít Trong đó: Mx – mô men xoắn do động cơ truyền đến  q1 – trọng lượng xi măng q2 - trọng lượng bản thân trục vít Phải xác định q1, q2 q1 xác định gần đúng theo công thức sau: q1 = φ , N/m trong đó: γxm = 1,3 T/m3 - trọng lượng riêng của xi măng Vxm - thể tích xi măng chứa trong vít tải φ = 0,4 - hệ số điền đầy xi măng Thay số ta có: q1 = 0 ,4 . = 255 N/m q2 - trọng lượng trục vít xác định như sau: q2 = φ , N/m trong đó: γ tv = 7,8 T/m3 trọng lượng riêng của thép chế tạo trục vít φ = 0,07 hệ số rỗng của trục thay số ta có: q2 = 0,07 . = 0,0054 T/m3 = 54 N/m biểu đồ lực tác dụng lên trục như sau: Hình 1.9 - Biểu đồ nội lực tác dụng lên trục Lực dọc trục N = L ( q1+ q2 ) sin α = (255+54) . 7,8 . sin 45 = 1687 N Mô men uốn Mu = .cos α = .cos α = = 1150 N.m Giá trị mô men xoắn Mx = 552 N.m Theo điều kiện bền (1), (7.20) tài liệu {3} Trong đó: σ = τx = Mặt cắt trục vít có dạng: Hình 1.10 - Mặt cắt trục vít F = , cm2 Wu = 0,1 . D3 . ( 1- α4) , cm3 ; Wx = 0,2 .1 . D3 . ( 1- α4) , cm3 ; Sơ bộ chọn D = 66; d = 60 thay vào công thức ta có: F = = 5,93 cm2 Wu = 0,1 . 6,63 . ( 1- ) = 9,11 cm3 Wx = 0,2 . 6,63 . ( 1- ) =18,22 cm3 Thay vào công thức ta có : σ = n/cm2 τx = = 3030 N/cm2 thay vào (1) ta có : σ = = 13934 N/cm2 vậy σ = 13934 Trục thoả mãn điều kiện bền Mặt cắt trục có dạng : Hình 1.11 - Mặt cắt sau khi tính toán *) Kiểm tra độ biến dạng xoắn của trục * Điều kiện cứng của trục khi chịu xoắn là : θmax trong đó: θmax - Góc xoắn lớn nhất trên suốt chiều dài trục ( rad ) θmax = ( rad) (6.11) tài liệu (3) Với Js = mô men quán tính cuả tiết diện trục Js = = = 59 (cm4) G – Mô đuyn đàn hồi trượt của vật liệu làm trục G = 8.1010 ( N/m2) - Góc xoắn tỷ đối cho phép = 1 độ / mét = 17,44 .10 -3 ( rad/m) Góc xoắn trên suốt chiều dài trục = 17,44 . 10-3 . 7,8 = 183,12 . 10 -3 = 0,136 (rad) vậy θmax = = = 0,0912 (rad) kết luận : θmax < Trục đảm bảo đủ điều kiện chịu xoắn ( thoả mãn điều kiện cứng) *) Kiểm tra trục vít theo điều kiện độ võng: Độ võng của trục vít trong quá trình làm việc được xác định theo công thức: B, m bảng (8.6) tài liệu {3} Trong đó: E = 2,1 . 106 N/cm2 = 2,1 . 1010 N/m2 – mô đuyn đàn hồi của vật liệu làm trục vít l = 2,6 m : chiều dài một đoạn vít tải q1 = 225 N/m ; q2 = 53,5 N/m Jx = 0,1 . D4 . ( 1 – α4) ; Thay số vào ta có : Jx = 0,1 . 0,0664 . = 6.10-7 m4 Vậy độ võng của trục là : l = = 0,00035 m = 0,35 mm < 5 mm Trục vít thoả mãn điều kiện về độ võng. 1.4.5 Tính tóan cánh vít Chọn khe hở giữa cánh vít và vỏ vít là 5 mm . Khi đó ta có: Chiều rộng của cánh vít là : BHTGVN = DB/= DB – 5 .2 = 260 – 5.2 = 250 mm Cánh vít trong quá trình làm việc sẽ chịu các thành phần lực sau: + Lực dọc + Mômen uốn Ta tính cho trường hợp nguy hiểm nhát là khi trục vít bị kẹt, khi đó toàn bộ mô men xoắn từ động cơ được truyền đến cánh vít. Sơ đồ tính cánh vít như sau ( tính trên một bước vít): Hình 1.12 - Sơ đồ tính toán cánh vít P – Là lực do mô men xoắn tác dụng lên cánh vít: P = q1 - Trọng lượng cánh vít : q1 = . , N/m trong đó: = 0,4 là hệ số rỗng V - thể tích đoạn vít tải ( tính một bước vít) γcv = 7,8 T/m3 - trọng lượng riêng thép chế tạo cánh vít L - chiều dài tính toán cánh vít Biểu đồ nội lực tác dụng lên cánh vít như sau: Hình 1.13 - Biểu đồ lực tác dụng lên cánh vít Phản lực Ra = Rb = 2265 N N = q . L .sin α + P.sin α = 488. 0,25 . sin 45 + 4416 . sin 45 = 3205 N Mumax = Ra . Theo điều kiện bền: Mặt cắt vít có dạng: Hình 1.14 - mặt cắt cánh vít khai triển =16000 N/cm2 a 0,105 cm Vậy chọn bề dày cánh vít là a = 2 mm 1.4.6 Tính toán vỏ vít Như chọn sơ bộ ban đâù ta chọn đường kính trong vỏ vít là 260 mm ta đi xác định chiều dài vỏ vít. Vỏ vít thường làm bằng gang hoặc thép tấm hàn lại và thường lấy đường kính trong vỏ vít lớn hơn đường cánh vít từ 3 – 8 mm, cũng không nên lấy lớn quá vì khi vận chuyển vật liệu dạng cục có thể bị mắc kẹt còn đối với vật liệu rời dạng bột như xi măng, cát, … nó sẽ bị rơi rớt lại không vận chuyển hết được. vỏ vít chủ yếu chịu tác dụng của các lực : + Lực dọc + Mô mên uốn Vỏ vít tải được làm bằng thép 45 thường hoá, thép ống có: Đường kính troòn dv =260 (mm) đường kính ngoài Dv = 268( mm) Vỏ băng vít chịu các thành phần lực : Chịu uốn và lực dọc trục do toàn bộ trọng lượng của băng vít khi làm việc : M = Mt + Mc+ Mv +Mxm ; ( Kg) Trong đó: Mt - Khối lượng trục vít tải Mc - Khối lượng cánh vít taỉ Mv - Khối lượng vỏ vít tải Mxm - Khối lượng xi măng đầy trong vít tải Khối lượng trục vít tải Mt = Ftv . L . γt (Kg) Với : γt - Khối lượng thể tích của thép γt = 7800 ( Kg/m3) Ftv - Diện tích mặt cắt trục Ftv = 0,00059345 ( m2 ) L - Chiều daì trục L = 7,8 (m) => Mt = 0,00059345 . 7,8 . 7800 = 36,16 (Kg) b) Khối lượng vỏ vít tải Mv = Fv . L . γt Trong đó: Fv - Diện tích mặt cắt vỏ vít tải Fv = = 0,0033 (m2) Mv = 0,0033 . 7,8 . 7800 = 200,8 (Kg) Khối lượng xi măng trong vít tải Mxm = Fxm . L . γxm (Kg) Trong đó: Mxm - Diện tích trung bình dòng xi măng trong vít tải Fxm = γxm - Khối lượng riêng của xi măng γxm = 1300 ( kg/m3) Mxm = 0,0496 . 7,8 .1300 = 503 (Kg) Khối lượng cánh vít với : α = 180 – là góc nghiêng của cánh vít S = 250 ( mm) - bước vít Cánh vít được làm bằng thép tấm hợp kim Mn dày 3 mm Kích thước cánh vít khai triển b = đường kính của cánh vít khai triển D/b = (4-10 ) tài liệu {1} Hình 1.15 – Sơ đồ khai triển cánh vít Trong đó: Dv - Đường kính của cánh vít Dv = 250( mm) Dt - Đường kính ngoài trục vít Dt = 66 ( mm) D/b - Đường kính ngoài cánh vít khai triển d/b - Đường kính trong cánh vít khai triển S = 250 mm - Bước vít Cánh vít được làm bằng thép dày bằng 3 mm α = 14029’ – góc nghiêng của cánh vít Thay các giá trị trên vào công thức d’b = Db’ - 2B = 306 – 2.92 = 122 (mm) Góc cắt δ của cánh vít khai triển xác định theo: Thực tế để tính kích thước khai triển và khối lượng của cánh vít chọn δ = 0 Diện tích của cánh vít khai triển là ( 1 bước vít ) Sc = Thể tích một bước vít là : V = Sc . 0,002 = 0,0378 . 0 ,002 = 0,000113 (m3) => Khối lượng của một bước là : Mb = V .γthep = 0,000113 .7800 = 0,88 (Kg) Mc = Mb . Tổng khối lượng vít tải là : M =Mt + Mc + Mv+ Mxm = 36,16 +29,3+200,8+503 = 769,3 => M = 769,3 (Kg) * Kiểm tra bền vỏ vít tải theo điều kiện chịu uốn và chịu nén Vì vỏ vít tải chỉ chịu uốn và chịu nén do M sinh ra Hình 1.16 a - Sơ đồ tính vỏ vít Ta có : P =Mg .sinα = Mg .sin 45 = 469,3 .10. sin 45 = 5440 (N) P: là thành phần lực dọc trục ( coi như tải trọng phân bố đều trên vỏ vít tải) G: là thành phần lực tác dụng gây ra mômen uốn G = Mg . cosα = Mg . cos 450 = 769,3 . cos 450 = 5440 ( N) Vậy lực phân bố : q = Biểu đồ mômen uốn và lực dọc trục do trọng lượng bản thân vít tải gây ra Hình 1.16b - Biểu đồ mômen uốn và lực dọc trục *) Kiểm tra vỏ vít tải tại mặt cắt nguy hiểm nhất, mặt cắt giữa vỏ vít tải Theo lý thuyết bền: Trong đó : Nz- Lực dọc tại mặt cắt giữa, Nz = 5440(N) F-Diện tích mặt cắt vỏ vít tải F= Mu- Momen uốn tại mặt cắt nguy hiểm Wu- Mô men chống uốn = Với thép làm vỏ là thép thường hoá Kết luận: Vỏ đủ độ bền Mặt cắt vỏ vít có dạng: Hình 1.7- Mặt cắt vỏ vít 1.4.7. Tính chọn ổ lăn đỡ trục. 1.4.7.1. Xác định đường kính ổ Theo điều kiện bền : Lực dọc N=1687N: Mu = 1150 N.m; Mx = 552 N.m Chọn mặt cắt trục lắp ổ lăn là: Hình 1.18- Mặt cắt trục lắp ổ lăn. ; Chọn sơ bộ d = 5,5 cm khi đó: F=0,785.5,52=23,7 cm2 Wu = 0,1.5,53=16,6 cm3 Wx = 0,2 . 5.53 =33,2 cm3 Vậy chọn đường kính ổ lăn d=55 mm 1.4.7.2. Tính chọn ổ lăn theo khă năng tải: Các thông số dựa vào để xác định khả năng tải của ổ Đường kính ngõng trục d = 55 mm Tốc độ quay n = 90 v/p Thời gian sử dụng ổ Ln = 20000 h Từ sơ đồ tính toán chọn mặt cắt trục vít; Ta xác định lực hướng tâm tác dụng lên các ổ Ta chọn ổ bi đỡ lòng cầu một dãy và vòng trong quay Tải trọng quy ước Q= (X. V.Fr+ Y.Fa) Kt.Kd Trong đó: X,Y- Hệ số tải hướng tâm và dọc trục X,Y Tra bảng (11.4) T45 tai liệu (2) X =1; Y=0 Kt = 1-Hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ Kd = 1,5 Hệ số kể đến đặc tính tải trọng V hệ số kể đến vòng nào quay V=1 vòng trong quay V=1,2 vòng ngoài quay Thay số ta có: Q= (1.1.3257+0.3257).1.1.3 =4886 N Tuổi thọ tính toán của ổ: Lhc = Khc .L = 0,25 .20000 =500 h Số vòng quay tính toán LE = 60.n.10-6.Lhc = 60.90.10-6.5000 =27 triệu vòng Khả năng tải của ổ C = Q. (11.1) tài liệu (4) m = 3 Bậc của đường cong mỏi Vậy ta chọn ổ lăn cỡ vừa có các thông só sau: d =55 mm D= 90 mm B = 18 mm Khả năng tải C = 22,2 KN 1.4.8 Tính chọn khớp nối trục Thông số cơ bản của khớp nối là momen xoắn có thể truyền được, ứng với mỗi tỷ số momen xoắn khớp nối có thể lắp với các trục có đường kính thích hợp. Chọn khớp nối căn cứ vào điều kiện làm việc cụ thể của vít tải hoặc cơ cấu. Khâu yếu nhất của khớp nối đã chọn cần được tính toán kiểm nghiệm, khớp nối được tính toán kiểm nghiệm theo momen tính Mt = K.Mx (N.m) Trong đó: Mt – momen xoắn tính Mx- Momen xoắn danh nghĩa K- Hệ số tải trọng động ( tra bảng 9-1 tài liệu (4) Chọn K = 1,8 Mt = 1,8 . 55,2 =993,6 N.m Theo điều kiện đầu bài ta chọn phương pháp nối trục đàn hồi dùng để nối trục đầu ra của hộp giảm tốc với trục của vít tải. Trong nối trục đàn hồi hai nửa nối trục nối với nhau bằng bộ phận đàn hồi. Nhờ có bộ phận đàn hồi nên nối trục đàn hồi có khả năng giảm va đạp và chấn động đề phòng cộng hưởng do dao động xoắn gây nên và bù lại độ sai lệch trục. Nối trục vòng đàn hồi là một trong những loại của nối trục đàn hồi, có có cấu tạo tương đối đơn gỉan, dễ chế tạo và quá rẻ, do đó được dùng khá phổ biến. Vật liệu làm nối trục : Thép rèn 35, vật liệu chế tạo chất, thép 45 thường hoá, vòng đàn hồi bằng cao su. Theo trị số mô men tính và đường kính trục chọn kích thước nối trục như sau: Tra bảng ( 9-11) tài liệu (4) ta có Với trục d = 50 mm tra được trục nối + Momen xoắn lớn nhất 1000(N.m) + D = 210 mm + Do = 160 mm + L ( không quá) 175 mm +D3 = 36 mm Chốt có: + Đường kính chốt dc = 18(mm + Chiều dài chốt L c = 42 (mm) + Ren M12 + Số chốt Z = 6 cái Vòng đàn hồi + Đường kính ngoài 36 mm + Chiều dài toàn bộ L v = 36 (mm) + Số vòng quay lớn nhất nmax = 3600(v/p) Ta đi kiểm nghiệm ứng suất dập sinh ra giữa chốt với vòng cao su và ứng suất uốn trong chốt. Điều kiện về sức bền đập của vòng đàn hồi. Trang 69 tài liệu (4) Trong đó: Z- là số chốt Do- Đường kính vòng tròn qua tâm các chốt được tính theo công thức Do- Đường kính vòng tròn đi qua tâm các chốt Dc - Đường kính chốt lv- Chiều dài toàn bộ của vòng đàn hồi Ứng suất dập cho phép của vòng cao sau có thể lây Chọn (N/mm2) Thay vào công thức (9-22) ta được Vậy nhưng chưa vượt quá 5% kiểm tra điều kiện về sức bền của chốt T69 tài liệu (4) Trong đó lc : chiều dài chốt - ứng suất uốn cho phép của chốt, có thể lấy Chọn Thay các trị số vào công thức ta được Suy ra Kết luận: Từ các kết quả tính toán ở trên về điều kiện bền dập ở vòng đàn hồi và về sức bền uốn của chốt cho ta kết quả khớp nối đã chọn đảm bảo điều kiện làm việc đã định. 1.4.9. Chọn đoạn trục nối trung gian Kết cấu đoạn nối trục giữa các đoạn vít tải có dạng Hình 1.19- Kết cất đoạn nối trục Chọn kích thước như sau: + L = 250 + l = 80 +d = 50 Kích thước D bằng kích thước ngõng trục là 55 mm Đoạn nối trục giữa hai đoạn vít tải chỉ có tác dụng lắp ổ đỡ và truyền mô men xoắn. 1.4.10. Chọn kết cấu đoạn nối giữa vỏ vít Kết cấu đoạn nối giữa các vỏ vít với nhau có dạng: Hình 1.20 - Kết cấu đoạn nối vỏ vít Chọn các kích thước như sau: + L =150 mm + d = 270 mm + t= 5mm + d` = 90 mm + t` = 30mm + a = 15mm Chọn đường kính bu lông db = 13 mm D= 350 m 1.5 Quy trình chế tạo vít tải Trong quá trình hoạt động của vít tải các bề mặt vít xoắn và vỏ vít bị mài mòn nhanh chóng, năng lượng tiêu hao lớn hơn so với các lọai băng khác yêu cầu cấp liệu phải đều đăn do đó băng xoắn cần phải được chế tạo từ các loại vật liệu tốt để giảm quá trình hư hỏng nhanh của vít và máng. Các chi tiết chính của vít tải được thực hiện theo quy trình sau: 1.5.1. Quy trình chế tạo vỏ vít tải. Phôi dùng chế tạo vỏ vít tải có thể là thép ống hoặc thép tấm được gia công cắt đúng kích thước lốc tròn rồi hàn lại. Do thép ống chỉ có những kích thước nhất định vì vậy dùng thép ống không cơ động bằng dùng thép tấm có độ dày tương tự được cắt đúng kích thước của bản vẽ thiết kế theo yêu cầu, Nếu chế tạo vỏ vít tải bằng thép tấm thì có các quy trình sau. Cắt thép tấm đúng kích thước Làm sạch ba via nếu cắt bằng hơi Tạo độ cong tương đối ở hai đầu phô Lốc tròn Hàn đính để lấy đường hàn Nắn chỉnh để tạo tròn đều Hàn kín Gõ xỉ hàn\ Mài đường hàn tạo độ phẳng Vỏ vít tải được gia công trên máy cắt ( có thể cắt hơi) máy lốc, mày hàn Yêu cầu kỹ thuật khi chế tạo vỏ vít tải là vỏ phải tròn đều không bị cong vênh đường hàn kín 1.5.2. Quy trình chế tạo vít xoắn Vít xoắn được chế tạo bởi trục vit và cánh vít, trục vít thường được chế tạo từ các ống thép co chiều dày từ 3 ->6 mm Trục vít được chế tạo qua các nguyên công sau Chọn thép ống đúng cần thiết Cắt đúng chiều dài l Kiểm tra độ đồng tâm trên máy tiện Gia công cánh vit Chọn thép tấm có chiều dày đúng yêu cầu Cắt đúng kích thước L, có bề rộng BHTGVN Lốc tạo xoắn ống Sau khi chế tạo trục vít và cánh vít ta hàn chúng lại với nhau. Trục vít và cánh vít được gia công trên máy cắt, máy tiện, máy lốc, máy hàn *) Yêu cầu kỹ thuật khi chế tạo vít và cánh vít là: Đối với trục vít phải đảm bảo đồng tâm, đúng kích thước, trục không bị cong vênh Đối với cánh vít phải đúng kích thước không bị chạm vào thành vỏ khi làm viêc, đường hàn giữa các trục vít phải kín, đều, bền chắc không bị dạn nứt khi vận chuyển vật liệu. Chuơng IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XICLO CHỨA XI MĂNG 2.1 Giới thiệu chung về xiclo và vị trí của nó trong trạm trộn. - Xiclo là thiết bị chứa vật liệu rời, nó dùng rất phổ biến trong lĩnh vực vận chuyển vật liệu rời bằng khí nén. Trong trạm trộn bê tông xi măng, xiclo giữ vai trò tưong đối quan trọng vì kh co xiclo chứa xi măng, thì trong quá trình trạm hoạt động sẽ giảm bớt được số công nhân cấp vật liệu cho vít tải, thay vì công nhân phải đổ xi măng cho vít tải là xe chở xi măng rời đến và xiư măng đwocj bơm trực tiếp vào xiclo. Trong qúa trình làm việc, xi măng từ xiclo sẽ trực tiếp đưa vào vít tải do đó giẻm thiểu đuợc tối đa lượng bụi và hao hụt xi măng. Xiclo sẽ co sức chứa lớn sẽ chứa dweocj xi măng phucj cho trạm trộn thi công các công trình có khói lượng BTXM lớn. Dùng xiclo chứa xi măng trong trạm trộn có những ưu điểm và nhược diểm sau: +) Ưu diểm: - Khả năng phục vụ cho trạm trong thời gian dài với khối lượng xi măng lớn. - Tránh được bụi. - Giảm bớt chi phí cho công nhân phục vụ vít tải và việc cấp xi măng được dẽ dàng, thuận tiện. - Thu gọn được diện tích bề mặt bằng trạm trộn. +) Nhược điểm: - Giá thành chi phí cho xiclo tương đối lớn( giá lắp dựng) - Khó khăn trong việc lắp đặt vít tải. 2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của xiclo. Hình 2.1 Cấu tạo xiclo Cấu tạo 1. Tải cẩu xiclo, 2- xiclo; 3- kết cấu thép đỡ xiclo ; 4- vít tải; 5- hệ thống cân định lượng ; 6- thùng trộn; 7-ống bơm xi măng Nguyên lý làm việc của xiclo: Bê tông được bơm vào xiclo thông qua đường ống ( 7) và bơm xi măng lắp trên xe chở xi măng chuyên dùng. Trong quá trình làm việc của trạm thì xi măng từ xiclo sẽ qua cửa xả đi vào vít tải và nhờ vít tải xi măng sẽ được đưa vào thùng trộn. 2.3 Tính toán xiclo. 2.3.1 – Tính chọn dung tích thùng, cửa nạp, cửa xả xi măng. Muốn tính chọn đựoc dung tích xiclo ta phaỉ căn cứ vào lượng xi măng xiclo cung cáp cho trạm trộn trong thời gian bao lâu: một ca, hai ca hay một ngày làm việc của trạm, ở đây ta tính lượng xi măng xiclo cung cấp cho trạm trong một ngày làm việc. Chọn chiều dài của xiclo là 6,5m và kết cấu chia xiclo như sau: Hình 2.2-Kết cấu của xiclo. Ta phải xác định đường kính của xiclo. Lượng xi măng xiclo phải chứa trong một ngày phục vụ cho trạm là: Q= 22,6 . 4 = 90,4T/ngày Thể tích chứa xiclo phải chứa là: VXM = =69,50 m3 /ngày Do xm = 1,3T/ ngày Do vậy ta dùng 2 xiclo, mỗi xiclo sẽ chứa một thể tích xi măng là: VXM = = 34,75m3/ngày Ta xác định đường kính cho mỗi xiclo VXM = Vxiclo = D = == 2,607m Ta chọn D = 2.6m Tính toán chọn cửa xả. Cửa xả của xiclo được lựa chọn trên nguyên tắc: Góc nghiêng của xiclo lớn hơn góc tự nhiên của vật liệu; Không xảy ra hiện tượng xi măng đóng vòm mà không chảy vào vít tải Sơ đồ như sau: Hình 2.3- Sơ đồ tính toán cửa xả. = 45o góc tự nhiên của vật liệu Ta chọn góc 1=60o > 45o = - 2.tg30o =0,145m d = 2,25m = 250mm 2.3.2- Tính toán bền xiclo. 2.3.2.1 Tính chọn bề dày. Ta tính trong trường hợp xiclo chứa đầy xi măng và coi xiclo chịu áp lực đều P do xi măng tác động lên thành xiclo.  Sơ đồ tính như sau: Hình 2.4 – Sơ đồ tính bền xiclo. Ta coi áp lực P do xi măng tác dụng lên thành xiclo là trọng lượng phân bố đều của xi măng trên 1m2 Áp lực P được xác định bằng trọng lượng xi măng chia cho diện tích mặt dày của xiclo: P = = 16,8T/m2 P 1,7 daN/cm2 Phương trình Laplaxơ - Ứng xuất theo phương kinh tuyến - Ứng xuất theo phương vĩ tuyến P-Áp xuất t- Bề dày xiclo. Do xiclo hình trụ suy ra rk= Vậy phương trình Laplace có dạng: Chọn t = 3mm. 2.3.2.2. Tính toán đường hàn xiclo. Như ta tính toán thì là khi tính với xiclo chế tạo liền. Khi xiclo hàn theo kiể đấu đầu vát mép thì ứng xuất cho phép của th