Đề tài Giới thiệu băng gầu nghiêng

GIỚI THIỆU BĂNG GẦU NGHIÊNG —– Băng gầu nghiêng là 1 loại máy vận chuyển liên tục chúng gồm bộ phận kéo vô tận (ở dạng dây băng hay 1 hay 2 dây xích kéo) được lắp với gầu ,thiết bị căng băng,thiết bị truyền động, nắp vào tải dỡ tải và vỏ băng.Truyền động được thực hiện từ động cơ qua hộp giảm tốc rồi truyền qua trục dẫn tới đĩa xích (tang) qua xích (băng) làm xích (băng) chuyển động từ đó kéo theo gầu chuyển động vận chuyển hàng hoá .Phanh hoặc hãm dùng để khắc phục sự tự chuyển động tuỳ tiện của bộ phận công tác hoặc theo chuyển động theo hướng ngược lại. Phương vận chuyển của băng gầu theo phương đứng hoặc phương nghiêng với góc nghiên nhỏ so với trục thẳng đứng Vật liệu vận chuyển như la:ø cát, dá sỏi, xi măng, than… Băng gầu được sử dụng phổ biến trong các xí nghiệp hoá chất, các xí nghiệp xi măng, than, các tram nghiền thức ăn gia súc... TÍNH TOÁN BĂNG GẦU NGHIÊNG Tính toán thiết kế băng gầu vận chuyển than cốc có các thông số cơ bản: Năng suất của băng gầu: Q=100 T/h Chiều cao nâng hàng:h=30m Góc nghiêng β=750 1.Tính toán chọn loại băng gầu và gầu Do hàng vận chuyển là than cốc có đặc tính là giòn và không được vỡ vụn nên theo bảng 8.5và 8.2 ta chọn được băng gầu dây xích tốc độ chậm, dỡ tải tự chảy có hướng, lắp gầu đáy tròn (Gầu loại C), lắp vào bộ phận kéo bằng thành bên. Hệ số trung bình điền đầy gầu y=0,6 tốc độ dây xích quy định 0,4-0,63 m/s chọn tốc độ v=0,5m/s. Theo bảng 4.1 (T.T.M.N.C – Phạm Đức) ta có: Đối với vật liệu là than cốc cục vừa có: Khối lượng riêng: =0.48 ÷ 0.53 (T/m3) Góc dốc tự nhiên: + Trạng thái tự nhiên : 35 ÷ 50ْ + Trạng thái chuyển động: 30ْ Hệ số ma sát ở trạng thái tĩnh: Với thép 0.84 Nhóm mài mòn: D (Nhóm mài mòn nhiều). Dung tích cần thiết của gầu trên 1 đơn vị chiều dài: ig= (l/m) Trong đó: Q: Năng suất tính toán của băng gầu ( T/h) v: Tốc độ gầu (m/s) : Hệ số đầy gầu : Khối lượng riêng của hàng Theo bảng 8.7 (TTMNC)lấy ig=187 dung tích cần thiết của gầu i0 =118 (l), bước gầu tg = 630 mm. Theo bảng 8.1 ta có các thông số của gầu: B = 800 mm ; l = 435 mmm ; h = 615 mm ; r = 160 mm. 2. Tính toán chọn xích kéo : Tải trọng trên 1 đơn vị chiều dài của khối lượng hàng: q= Tải trọng trên một đơn vị chiều dài của khối lượng phần chuyển động của xích Công thức (8.7) qb= Q.k =100 *0.8 = 80 KG/m Vớùi k=0.8 hệ số lấy theo bảng (8.9_TTMNC_Phạm Đức) ứng với loại dây xích là 2 xích ПГ:ПМ Lực cản múc hàng (CT 8.13): Wm=q*km=55.5*1.7 = 94.35KG Với km=1.7: Hệ số múc. Theo bảng (8.10) ứng với hàng cục vừa và lớn với v = 0.5m Công suất cần thiết trên trục truyền động để băng làm việc (8.15): N= 0,003*Q*H(1++ ) = 0,003*100*30(1+ + ) = 10.66 KW c =1,1: là hệ số tính đến chi phí năng lượng để khắc phục lực cản do trọng tâm gầu và hàng đặt công son so với bộ phận kéo (lấy theo bảng (8.11)). Lực vòng trên vòng tròn cơ sở của đĩa xích: p= = = 2174.64 KG Ta chọn sơ bộ sức kéo của băng gầøu 2 xích kéo được tính theo lực đứt Pd1= 0,6*Sd Sd= == 3624.64 KG Đường kính cơ sở của đĩa xiùch đối với đĩa xích truyền động thấp tốc, dỡ tải tự chảy (8.12): Dt³ 0,6*v2=0,6*0,52=0,15(m) Ta có bước gầøu =630 mm nên theo bảng (8.6) ta được bước xích là 320mm. Số răng đĩa xích truyền động là 6 Số răng đĩa xích cân bằng là 6 Lấy gần đúng khối lượng của gàu Gg=45,5kg Theo công thức (8.6) ta tìm được tải trọng trên một đơn vị chiều dài do khối lượng gầu: qg= * k = =82.3 KG/m tg=0,63 bước gầøu k= 1,14 hệ số tính đến khối lượng các chi tiết để lắp gầu. Theo bảng III.12 dùng xích bkÕ loại 1 ta tìm được các thông số của xích theo bước xích: Bước xích t= 320 mm Khoảng cách giữa 2 tấm trong cùng B= 52mm Chiều rộng tầm l = 60 mm Tải trọng phá huỷ không nhỏ hơn 30.000 KG. Khối lượng xích trên 1 mét chiều dài không lớn hơn 28.8 kg (qx=28.8kg). Khối lượng trên 1 đơn vị chiều dài của phần hành trình băng: qbg = qx+qg = 82.3 + 28.8 = 111 KG/m 3.Tính chính xác lực kéo của dây xích: Theo phương pháp quay vòng theo chu vi băng bắt đầu từ điểm 1. Lực căng tại điểm 1 là lực căng nhỏ nhất S1=Smin . Theo biểu thức (5.31) Lấy Smin=S1³ 5q>50 KG S1³ 5* 55.5 = 277.5 KG q: Trọng lượng hàng trên một đơn vị chiều dài. Lực căng ở điểm 2(công thức 8.23) S2=kq*S1+Wn=1,05*S1+94.35 kq=1,05: Hệ số tăng lực căng của bộ phận kéo do lực cản tại chi tiết quay (theo công thức 5.23) Wn = 94.35(lực cản múc hàng) =>S2=1,05*S1 + 94.35=1,05* 277.5 + 94.35= 385.725 KG lực căng tại điểm 3(công thức 8.24) S3=S2+(q+qc)*H S3= 385.75 + 4995 = 5380.725 KG Lực căng ở điểm 4 S4=S1+qc*H S4= 277.5 + 111*30 = 3607.5 KG Tải trọng động của băng gàu Sđ= == 663.66 KG Lực căng tính toàn của bộ phận kéo Stt=Smax+Sđ=5380.725 + 663.66 = 6044.38 KG Bộ phận kéo dùng 2 xích thì lực căng tính toàn 1 xích lấy: Stt1=0,6*Stt=0,6*6044.38 = 3626.6 KG Tair trọng phá huỷ xích không được nhỏ hơn (CT 7.15) Spháhuỷ=KStt1 Spháhuỷ³ 8*3626.6 = 29013.048 KG K: hệ số dự trữ độ bền xích lấy K = 8 SPH=30.000 > 29013.048 KG Xác địnhlực kéotrên đĩa xích có tính đến lực cản của đĩa xích (công thức 8.28) W0= kq*Sn-1-Sw = 1,05*5380.725 – 3607.5 = 2042.26KG 4.Tính toán chọn động cơ: a. Công suất trên trục truyền động của băng gàu (công thức 7.9) N0== = 10.01 (KW) b. Công xuất cần thiết để truyền động băng gàu (công thức 6.15) N== = 12.5 (kw) Với k = 1.2 hệ số dự trữ. c. Theo ГОСТ_184_71 chọn động cơ điện д32 có các thông số cơ bản : Công suất : N = 14.5 KW Số vòng quay: n= 600 v/p Hiệu suất :h= 89% d. Xác định công suất quay của trục truyền động băng gầu (công thức 7.16) nt= = =15.625 (vòng/phút) Thông số cơ bản của động cơ điện: L = 707.5 mm H = 451 mm 5.Tính toán chọn hợp giảm tốc : tỷ số truyền cần thiết của bộ truyền i = = = 38.4 Công suất trên trục quay nhanh của hộp giảm tốc:Nt = kt* Ndc = 1* 14.5 KW Với hộp giảm tốc của máy vận chuyển liên tục chọn kt = 1 - Từ bảng III 22.2 chọn hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp đặt ngang: Õ2-350 có: Tỷ số truyền: i = 41,34 Công suất cho phép trên trục quay nhanh N= 16.3 KW Số vòng quay cho phép : n= 1000v/p - Từ tỷ số truyền tìm được ta tính chính xác tốc độ dây xích (công thức 6.17) vt = = =0,464 m/s Tính chính xác của băng gầøu (công thức 8.29): Q= 3,6*i0* vt*ψ* g *== 93.86 (T/h) Với :i0= 118 (l): dung tích cần thiết của gầu vt = 0,464 : vận tốc thực của xích ψ = 0,6 : hệ số điện đầy g = 0,5 :khối lượng riêng của hàng tg = 0,63m :bước gầu Vậy sai lệch trong giới hạn cho phép £ 10% : thoã mãn Thông số cơ bản của hộp giảm tốc kiểu P2-350: 6. Tính chọn xích – Đĩa xích: - Như trên ta đã chọn loại xích kiểu BkP loại 1 có: - Bước xích : 320 mm - Chiều rộng tấm B=60mm - Khối lượng 1 m xích 28.8 kg - Tải trọng phá huỷ :30.000 kg - Khoảng cách giữa các tấm 52mm Xác định lực căng dây xích trong thời gian khởi động công thức 6.23 : Sxđ =+ sr = + 385.72 = 4460.31 KG Với kM = 1.3 :Hệ số tỉ số giữa momen khởi động và mômen định mức của động cơ điện theo cataloge. Bộ phận kéo dùng 2 xích nên lực căng tính toán của 1 xích là: Skd1= 0,6*4460.31 = 2676.18 KG Tải trọng cho phép khi hệ số an toàn k=8 (công thức 7.21) [S]===3750(kg) - Kiểm tra độ bền xích trong thời gian khởi động (công thức 7.20) Skd £ 1,5[S] = 1.5*3750 = 5626 KG Vậy xích chọn thoã mãn. Tính chọn đĩa xích : - Theo bảng 8.6 ta chọn số răng đĩa xích truyền động 6, số răng đĩa căng xích 6. - Đường kính vòng chia của đĩa xích truyền động và căng băng Ddx= ==640 mm Theo tiêu chuẩn chọn đường kính đĩa xích là : 630 mm Modun răng đĩa xích: m = Lấy m = 100 Chiều cao răng: h = 2.25*m = 2.25*100= 225 mm Chiều rộng đĩa xích: b = 50 mm 7. Tính toán chọn phanh: Mô men phanh trên trục truyền động của băng gầu(5.36) MT=h(q*H-CG(Wo-qH))Do/2 =0.96(55.5*30-0.52118-55.5*30)*0.315 =434.85 KGm h:hiệu suất của đĩa xích q:khối lượng hàng trên 1 dơn vị chiều dài Wo :lực kéo của băng CG=0.5:hệ số giảm nhỏ lực cản của xích Do:đừng kính tang truyền động Tra bảngIII39.2 ta chọn phanh TT-200 có mô men phanh lớn nhất là 2000KGm Đường kính 2000mm Chiều rộng 95mm Hành trình lớn nhất của phanh 1.3 mm Thời giang đống phanh nhỏ nhất 0.4s Thời gian đóng phanh nhỏ nhất 0.2s Đóng và mở phanh lớn nhất 4s Cho phép số lần đóng phanh :720 Cho phép thời gian đóng phanh:100% Khối lượng:35.5 kg 8. Chọn khớp nối: Momen định mức của động cơ [ công thức 1.62 “TTMNC” ]: Mđm = 23.56 (KGm ) Nđmcông suất định mức của động cơ n-tốc độ quay dịnh mức của động cơ Momen tính toán để chọn khớp nối [công thức 16-5 “TTMNC” ]: Mk = Mđm . k1 .k2 Trong đó: _ k1 :hệ số tính đến mức độ quan trọng của cơ. Tra bảng 1-21 “TTMT”, ta chọn k1 = 1,2. _ k2: hệ số tính đến chế độ làm việc của cơ cấu. Tra bảng 1-21 “TTMT”, chọn k2 = 1,2. Vậy: Mk = 23.56.1,2.1,2 = 33.93 (Kg.m) Theo bảng III-34 “TTMNC”, chọn khớp trục chốt –ống lót MYBП – 60 Có Mx=70KG.m, có các kích thước cơ bản [bảng III-3(I)]: D mm D1 mm l mm lk mm lM mm L mm Momen đà Kg.m 220 208 140 42 45 286 0.25 Khối lượng lớn nhất của khớp : m = 28kg Hình vẽ: * Chọn bánh phanh: Từ tính toán chọn phanh ở trên ta chọn loại khớp nối trục đàn hồi chốt – ống lót có bánh phanh có các thông số cơ bản: D D1 L Khối lg. max Momen đà 200 140 95 25 0.5 * Chọn thiết bị căng băng: Lực ở thiết bị căng băng theo công thức 6.20 ta có Sc =Scv+Scr =277.5 + 385.725 = 663.224 KG Với: Scv :lực căng xích ở điểm đi vào đĩa xích căng băng Scr : Lực căng xích ở điểm đi ra đĩa xích căng băng Từ bảng III.56 ta chọn thiết bị căng băng bằng vít ký hiệu 8032-50-50 có lực kéo lớn nhất ở tang căng băng là 1650kG 9.Tính toán trục truyền động: Chọn vật liệu làm trục là thép C45 tôi có: sb³ 850 Mpa s1³ 340 Mpa và Ứng suất xoắn cho phép :[] = 20 Mpa Tính chính xác công suất của trục truyền động: No = N×η =14.5×0.9 = 13.05 KW Lực tác dụng lên đĩa xích: - Lực vòng: Pt = N Do bộ phận truyền động bao gồm 2 đĩa xích nên lực vòng tác dụng lên 1 đĩa xích là: Pt1 = =1479 N Lực hướng tâm: F = =1153.8 N Lực hướng tâm tác dụng lên một đĩa xích: F1 = = 576.9 N Momen xoắn tác dụng lên trục đĩa xích: Mx = 9.55×106×Nm Momen xoắn tác dụng lên 1 đĩa xích: Mx1= = 3988.08 Nm Xác định sơ bộ đường kính trục: d Sơ đồ trục truyền động được đưa về sơ đồ tính đơn giản: Ta xác định được momen uốn và momen xoắn tác dụng lên trục của đĩa xích truyền động : - Biểu đồ momen uốn trong mặt phẳng y-z: Biểu đồ momen uốn trong mặt phẳng x-z: Momen uốn tại tiết diện nguy hiểm (tại C và D): Mutd= =158753.098 Nmm Momen tương đương tại tiíet diện nguy hiểm: Mtđ = Nmm Đường kính trục ở tiết diện nguy hiểm là : dnn=dmm³ =95.22 mm Chọn d=96 mm * Kiểm nghiệm sức bền trục: Ta có d=96 mm Với thép 45 tôi sB= 900 N/mm2 s-1=0.45*sb= 405 N/mm2 i-1=0.25*sb = 225N/mm2 tính chính xác trục theo công thức 7.5 CTM n= Với: [n]=2.5 n, n: Hệ số an toàn chỉ xét đến ứng suất và xoắn. Được xác định theo công thức: n= n= Với sa, sm, tm, : Biên độ và giá trị trung bình của ứng suất Vì trục quay nên ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng: sa1 =smax =1.794 sm=0 Do trục quay 1 chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động: tm= ta = 11.27 Hệ số tính đến ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến độ bền mỏi và phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu. Với thép cacbon trung bình: = 0.1 = 0.05 Hệ số kích thước,xét ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi. β: Hệ số tăng bền bề mặt. β =1.6 Với trục có then : Nên ta có:n= = 114.93 n==10.475 suy ra: n==107>[n] vậy thoả mãn điều kiện Do trục có rãnh then nên chọn đường kính trục tại mặt cắt nguy hiểm: d=105mm Tính toán then: Để cố định đĩa xích theo phương tiếp tuyến nói cách khác là để truyền mô men ,chuyển động từ trục đến đĩa xích và ngược lại ta dùng then Chọn then bằng theo bảng 7-23 Vì đường kính d=105 mm nên ta chọn được then có b=28,h=16 trên trục t=8, trên lổ t1=8,2, k=10 kiểm nghiệm then : kiểm nghiệm theo sức bền dập (công thức 7.11 CTM) sd=Nmm2 Mx=3988080Nmm l=0,8lm=76 mm(lmchiều dài mayjơ), d=105, k=10 sd= 99.95 N/mm2 < [sd] = 150 N/mm2 mà [tc]=87N/mm2nên tc£[tc] vậ then trên thỏa mãn điều làm việc *chọn ổ đỡ: phản lực ở các gối đỡ YA=YB=576.9 N XA=XB=1479 N chọn ổ bi dựa vào khả năng làm việc C=Q(nh)0,3 (8.4 chi tiết máy) Số vòng quay của ổ bằng 20 vòng/phúc Số giờ làm việc h=10500 giờ Q=(kvR+mAt)knkt (công thức 8.6) Vì tải trọng dọc trục không có nên A=0 Suy ra Q=KvknktR Tra bảng ta có Kv=1,1(bảng 8.5) Kn=1(bảng 8.4) Kt=1,1 (bảng 8.3) R=N Suy ra Q=1,1*1587.5*1*1,1=1920.9 N Suy ra C=1920.9(20*10500)0,3=1920.9*39,5=75876 Tra bảng ta chọn được ở bi đỡlòng cầu 2 dãy ký hiệu 1218 có D=160, d=90, B=40 Đường kính bi : 15.88 ,hệ số khả năng làm việc C:245000 Tải trọng tĩnh cho phép 345000 Số vòng quay trong 1 phút :1600 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Tính toán máy nâng chuyển Phạm Đức 2. Hướng dẫn thiết kế chi tiết máy Nguyễn Hữu Lộc 3. Thiết kế chi tiết máy Nguyễn Trọng Hiệp Nguyễn Văn Lẫm