Đề tài Thiết kế băng vít với năng suất 60 t/h chiều dài vận chuyển 24 m

GIỚI THIỆU VỀ BĂNG VÍT § 1.1. GIỚI THIỆU: Băng vít là loại máy vận chuyển liên tục, không có bộ phận kéo. Bộ phân công tác của băng vít là vít cánh xoắn chuyển động quay trong vỏ kín có tiết diện phía dưới hình bán nguyệt. Khi vít chuyển động cánh xoắn đẩy vật liệu di chuyển trong vỏ, băng vít thường được dùng vận chuyển hàng rời, hàng vật liệu cục nhỏ, vật liệu dính ướt, phôi thép trong nhà máy ximăng, xí nghiệp chế tạo vật liệu xây dựng. Băng vít có những ưu điểm khi sử dụng: - Vật liệu vận chuyển trong băng kín nên có thể vào tải và dỡ tải ở các tải trung gian, không gây ô nhiễm môi trường khi vận chuyển. - Không tổn thất và rơi rải khi vận chuyển vật liệu. - An toàn khi sử dụng và thuận lơi khi vận chuyển các loại vật liệu nóng, sắt cạnh Tuy nhiên bên cạnh những ưu điểm trên khi sử dụng băng vít cũng tồn tại những nhược điểm như băng vít sẽ nghiền nát một phần vật liệu khi vận chuyển khi vận chuyển hàng nóng và sắt cạnh thì cánh xoắn và máng vít nhanh chóng mòn, tiêu hao năng lượng lớn. § 1.2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC: ­ Cấu tạo: Động cơ điện. Khớp nối. Hộp giảm tốc. Khớp nối. Ổ đỡ đầu trục vít. Cửa vào tải. Vỏ vít tải. Nắp kiểm tra vật liệu. Ổ đỡ cuối trục vít. Cửa ra tải. ­ Nguyên lý làm việc: Khi băng vít vận chuyển vật liệu di chuyển trong máng hình bán nguyệt, vật liệu được dẫn động nhờ động cơ điện (1) truyền mô men xoắn qua khớp nối (2) qua hộp giảm tốc (3) và truyền mô men xoắn qua khớp nối (4) làm quay trục vít (10) đẩy vật liệu từ cửa vào tải (6) chuyển động trong máng (7) vật liệu chuyển động trong máng không bám vào cánh xoắn (8) mà chuyển động nhờ trọng lượng của nó và lực ma sát giữa vật liệu và thành máng. Đồng thời với tác dụng của lực li tâm, khi vật liệu quay theo trục vít thì lực ma sát làm ngăn cản vật liệu lọt vào bề mặt trục vít và di chuyển theo bề mặt trục vít. Ở 2 đầu trục vít bố trí 2 ổ đỡ (5 ) và (11), nếu chiều dài vận lớn thì thông thường cứ 3 mét có bố trí ổ trung gian (9). TÍNH TOÁN BĂNG VÍT § 2.1. THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA BĂNG VÍT CẦN THIẾT KẾ: Năng suất : 60 T/ h. Chiều dài vận chuyển : 24 mét. § 2.2. ĐƯỜNG KÍNH CẦN THIẾT CỦA VÍT TẢI : Aùp dụng công thức (9.3), trang 154, tài liệu[1] (2.1)Trong đó : Q : Năng suất tính toán : Q = 60 T/ h. E : Tỷ số giữa bước vít và đường kính vít E = 0,8 Vì băng vít thiết kế vận chuyển ximăng nên chọn E đối với vật liệu chịu mài mòn. n :Tốc độ quay băng vít . Sơ bộ chọn n theo bảng (9.2), trang 150, tài liệu [1] n = 30 vòng/ ph. Sau đó kiểm tra theo công thức (9.2), trang 152, tài liệu [1] phù hợp với về vận chuyển hàng rời nhỏ : Khối lượng riêng củaximăng Tra bảng 4.1 , trang 88, tài liệu [1] chọn - : Hệ số giảm năng suất do độ nghiêng của băng với phương ngang Vì băng nằm ngang tra bảng 9.5, trang 151, tài liệu [1] chọn . Vậy (2.2) Theo tiêu chuẩn về đường kính và bước vít của ,tra bảng (9.5), trang 151, tài liệu [1] chọn: - Đường kính vít : D = 650 mm. - Bước vít : S = 500 mm. Kích thước của máng : Chiều rộng máng : 660 mm. Chiều sâu máng : 700 mm. Chiều dài tấm : § 2.3. KIỂM TRA TỐC ĐỘ QUAY CỦA VÍT TẢI: Tốc độ quay lớn nhất cho phép của vít tải : Theo công thức (9.2), trang 152, tài liệu [1].ta có : ( vòng/ phút). (2.3) Trong đó : A: hệ số phụ thuộc vật liệu . Trabảng (9.3) , trang 151, tài liệu [1] với vật liệu ximăng : A = 30. D : đường kính trục vít D = 650 mm. (vòng/ phút ) Thoả mãn điều kiện làm việc : § 2.4 . NĂNG SUẤT TRÊN TRỤC VÍT ĐỂ BĂNG LÀM VIỆC: Theo công thức ( 9.4), trang 152, tài liệu [1] (KW) (2.4) Trong đó : Q : Năng suất vận chuyển Q = 60 T/ h. Ln : Chiềi dài vận chuyển theo phương ngang của băng Ln= 24 mét. : Hệ số cản chuyển động lăn của hàng. Tra bảng 9.3 , trang 151, tài liệu [1 ] H : Chiều cao vận chuyển H = 0. K : Hệ số tính đến chuyển động của vít k = 0,2 : Khối lượng trên 1 đơn vị chiều dài phần quay của băng Với đường kính băng vít: D = 650 mm : Tốc độ vận chuyển dọc trục vít của hàng: Theo công thức (9.5), trang 153, tài liệu [1] (2.5) Với Bước vít : s = 0,5 m Tốc độ quay của vít: n =30 v/ph. § 2.5. TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN: Công suất động cơ để truyền động băng Theo công thức (6.15), trang 119, tài liệu [1] (2.6) Trong đó: Nđc : Công suất trên trục vít để băng vít làm việc Nđc= 15,7 kw. K : Hệ số dự trữ công suất , k=1,1-1,35 chọn k = 1,25. : Hiệu suất của bộ truyền Theo bảng 5.1, trang 104, tài liệu [1] với giả thuyết =0,96 Dựa vào công suất động cơ, tra bảng Pvc 5/173 tài liệu[2] chọn động cơ điện không đồng bộ 3 pha A02-72-6 có các thông số kỹ thuật như sau: Công suất định mức trên trục: Nđc= 22 kw. Tốc độ quay của trục: n = 970 v/ ph. Hiệu suất : 90,5%. Khối lượng động cơ điện : 200 kg. Thông số kích thước của động cơ điện: Kiểu động cơ b b2 C2 d h h2 A02-72-6 14 12 135,5 48 200 25 L B1 B4 B5 L1 L3 d2 693 393 313 260 335 90 42 § 2.6. KIỂM TRA ĐỘNG CƠ ĐIỆN: Kiểm tra động cơ theo điều kiện quá tải: Việc kiểm tra theo điều kiện phát nóng không chưa đủ , bởi vì có trường hợp động cơ đã được lựa chọn thoả mãn theo điều kiện phát nóng, nhưng lại làm việc quá tài không cho phép trong thời gian khởi động. Dòng điện khởi động chỉ xuất hiện trong thời gian rất ngắn, tuy nó ít ảnh hưởng tới sự phát nóng của động cơ, nhưng lại có tác hại rất xấu đến trường hợp đảo mạch. Nếu mômen khởi động xác định bằng tính toán lớn hơn mômen tới hạn thì động cơ không đồng bộ không thể khởi động được. Hơn nửa trong tính toán cũng cần lưu ý trường hợp điện áp của lưới điện giảm xuống ( ví dụ giảm k lần so với điện áp định mức ), mômen quay động cơ sẽ giảm đi k2lần . Bởi vậy mômen khởi động cần thiết để tăng tốc cho quá trình truyền động điện và kể cả trường hợp sự giảm điện áp do lưới điện cung cấp . Đối động cơ không đồng bộ : So sánh tỉ số giữa mômen lớn nhất theo biểu đồ phụ tải chính xác và mômen định mức của động cơ với hệ số quá tải cho phép theo mômen lm sao cho thoả mãn điều kiện : Theo công thức trang 33, tài liệu [3] Trong đó: Mmax : Mômen lớn nhất trong biểu đồ phụ tải . Mmax= Trong đó : Mômen xoắn Mx trên trục vít theo công thức 9.8/154[1]: (KG.m) =5117 (KNm). Tỉ số truyền của hộp giảm tốc: . Hiệu suất: Mômen lơn nhất của động cơ: Mmax=(N.m) Mđm: Mômen định mức của động cơ. Theo công thức 22, trang 34, tài liệu [3]: Trong đó : Công suất định mức: Pđm= 22 kw. Số vòng quay định mức của động cơ: nđm= 970 ( v/ph). Đối với động cơ không đồng bộ , hệ số lđm phải kể đến trường hợp điện áp của lưới điện cung cấp giảm đi 15% so với điện áp định mức. Theo công thức trang 34, tài liệu [3]: lđm= 0,7.m=1,26 Với m= 1,8 : hệ số vượt tải của động cơ,trang 73/[2]: Vì tỉ số giữa mômen lớn nhất trên trục vít với mômen định mức động cơ nhỏ hơn hệ số vượt tải của động cơ ( nên động cơ AO2-72-6 được chọn thoả mãn điều kiện quá tải . § 2.7. CHỌN HỘP GIẢM TỐC: Dựa vào tỉ số truyền giữa trục động cơ và trục vít ta chọn hộp giảm tốc. Theo công thức (6.17), trang 120 , tài liệu [1] : (2.7) Trong đó : Tốc độ quay của trục động cơ: n đc = 970 vòng/ phút. Tốc độ quay của trục vít: n = 30 vòng/ phút. Theo tài liệu [4],trang 394,chọn hộp giảm tốc PM-650 với các thông số: Thông số kích thước : Kiểu HGT A A1 An L A1 B B1 B2 B3 PM- 650 650 250 400 1287 183 470 450 452 370 B4 B5 C C1 H H0 H1 G L1 K 318 410 160 85 697 320 95 35 830 495 d1 d2 d3 l1 l2 l3 l4 d3 t1 t2 60 110 130 290 108 265 165 110 32,5 127 Tốc độ quay thực của trục vít : (v/ph) Với nđ =970 v\ph It =31,5 Sai lệch so với n chọn (n=30 v\ph) bé hơn 10% nên hộp giảm tốc được chọn thoả mãn. § 2.8.NĂNG SUẤT THỰC CỦA TRỤC VÍT: D=0,65m: đường kính trục vít. S=0,5m: bước vít =0,125 : hệ số đầy máng nt= 30,8v\p : số vòng quay thực của trục vít. =1,5 T/m3 :khối lượng riêng hàng ximăng. =1 :hệ số giảm ma sát do độ nghiêng băng. Vậy, Qt=48.(0,65)2.0,5.0,125.30,8.1,5.1=58,56 T/h Sai lệch so với năng suất tính toán : Vậy năng suất băng được thoả mãn. 2.9.TÍNH TOÁN TRỤC VÍT : 2.9.1. Mômen xoắn trên trục vít: Theo công thức (9.8), trang 154, tài liệu [1]: Mô men xoắn trên trục vít: ( KG.m) (2.8) Trong đó : No : Công suất trên trục vít để băng làm việc N0 = 15,745 kw. n : Tốc độ quay của trục vít: n = 30 vòng/ phút. (kG.m). 2.9.2. Lực dọc trục vít : Theo công thức (9.9), trang 154, tài liệu [1]: Lực dọc trục vít: (KG) (2.9) Trong đó : Mômen xoắn trên trục vít: Mo= 511,71 kG.m. K : Hệ số tính đến bán kính chịu tác dụng của lực k = 0,7-0,8 lấy k=0,7 D : Đường kính vít D = 0,65 m. a : Góc nâng ren vít : Với s : Bước vít s = 0,5 m. b : Góc ma sát giữa hàng vận chuyển với vít Với fđ : Hệ số ma sát ở trạng thái động fđ= 0,8 fo. Fo : Hệ số ma sát ở trạng thái tĩnh fo = 0,3-0,65,lấy f=0,6. 2.9.3. Tải trọng ngang tác dụng lên trục vít đặt giữa hai gối đỡ trục : Theo công thức (9.10), trang 154, tài liệu [1]: (KG) (2.10) Trong đó : L : Chiều dài băng vít L = 24 m. Khoảng cách giữa các gối đỡ l =3 m Mo : Mômen xoắn trên trục vít Mo= 511,71 KG.m. K : Hệ số tính đến bán kính chịu tác dụng của lực k = 0,7 D : Đường kính vít D = 0,65 m. *Trục vít được tính toán như dầm nhiều gối chịu lực phức tạp do mômen xoắn M0;bị kéo nén dọc trục do Pd hay uốn do tải trọng ngang Pn tác dụng lên đoạn dài l và uốn do khối lượng bản thân trục trên đoạn dài l. Tải trọng dọc phân bố đều trên trục vít : Tải trọng ngang phân bố đều trên trục vít : Mômen xoắn phân bố đều trên trục vít : 2.9.4. Sơ đồ các tải trọng tác dụng lên trục vít: Trục vít được xem như là một dầm liên tục có các ổ treo trung gian được xem như các gối đỡ . Dầm được chia thành 8 đoạn. Vậy trục vít được đưa về thành 1 dầm siêu tĩnh bậc 7 , tách riêng từng tải trọng tác dụng lên trục vít để xác định biểu đồ nội lực tác dụng lên trục vít và xác định mômen lớn nhất tác dụng lên trục vít và xác định đường kính trục vít Trục vít dùng vận chuyển ximăng nên trục chủ yếu chịu ảnh hưởng của mômen xoắn M0 và tải trọng ngang Pn phân bố đều trên trục vít, còn tải trọng dọc Pd phân bố đều trên trục vít thì gây uốn trục nên khi tính sức bền trục thì xét ảnh hưởng của Pd. Sau khi tính được kích thước trục vít thì kiểm tra trục vít theo biên dạng, độ võng trục vít (độ võng bé hơn 40% so với khe hở giữa vít và máng) theo điều kiện bền, hoặc dùng chương trình sap.2000 kiểm tra lại xem có thoả mãn điều kiện. 2.9.5. Sơ đồ tải trọng phân bố lên trục vít do Mo gây ra: 2.9.6.Sơ đồ tải trọng dọc phân bố lên trục vít do Pd gây ra: 2.9.7.Sơ đồ tải trọng ngang phân bố lên trục vít do Pn gây ra : Trục vít là dầm liên tục đặt trên nhiều gối tựa,khoảng cách giữa các gồi tựa gọi lá các nhịp.Hệ được xem như hệ siêu tĩnh xác định theo công thức: N=G-2 Với n :bậc siêu tĩnh. G=9 :tổng số gối tựa của dầm. n=9-2=7 :hệ siêu tĩnh bậc 7. Đánh số thứ tự các gối tựa từ trái qua phải :1,2,3...n Nhịp trong dầm :L1,L2,....Ln. Hệ số độ cứng dầm giống nhau.Hệ cơ bản gồm nhiều dầm với các khớp bản lề đặt trên các gối tựa trung gian, chia dầm liên tục thành nhiều dầm đơn.Phản lực liên kết là các mômen Mi. Hệ dầm cơ bản như hình vẽ: Theo công thức 10-10/271 tài liệu [5] : Vơi: : diện tích biểu đồ mômen do tải ban đầu gây ra trên hệ cơ bản. ai : khoảng cách từ gối tựa thứ i đến trọng tâm của diện tích biểu đồ mômen trên. Li ; Li+1 : độ dài nhịp thứ i, thứ i+1... E1Ji; Ei+1.Ji+1 : độ cứng dầm thứ i; i+1.. Áp dụng nguyên tắc quan hệ giữa 3 mômen ở phương trình trên : Gối 1: (1) Gối 2: (2) Tương tự cho các gối còn lại: Gối 3: (3) Gối 4: (4) Gối 5: (5) Gối 6: (6) Gối 7: (7) Vì M0 =0; M8=0; độ cứng trục như nhau. Chia hệ 7 phương trình trên cho ,thu được kết quả : Phương trình(1) M2=-4M1- (1’) Thay vào phương trình (2): => M3=15M1+3 (2’) Thay M2,M3 phương trình (3): => M4=-4(14M1+3.) (3’) Phương trình (7) : M6=-4M7-3 (7’) Thay vào phương trình (6): => M5=15M7+3. (6’) Thay vào phương trình (5): => M4=-4(14M7+3.) (5’) Từ các phương trình (1’).....(7’), ta có kết quả: M0=M8=0 M1=M7==-89,13kG.m với Pn=93,72kG.m M2=M6==-65,22kG.m M3=M5==-71,74 kG.m M4 = =-69,56kG.m Biểu đồ Mômen hệ cơ bản: Áp dụng nguyên lí cộng tác dụng: (công thức 101/271 tài liệu [5]) Biểu đồ mômen uốn do Pn gây ra: Dùng quan hệ vi phân giữa mômen uốn ,lực cắt ,tải phân bố vẽ được biểu đồ lực cắt do Pn gây ra: 2.9.8.Tính toán vàøø chọn đường kính trục vít theo điều kiện bền: - Chọn vật liệu chế tạo trục vít : Thép C45 có sb= 600 N/mm2 Chọn tỷ số giữa đường kính trong và đường kính ngoài là : . Để tính toán chọn đường kính trục vít trước tiên ta phải xác định nội lực lớn nhất xuất hiện ở 1 vị trí trên trục vít, sau đó ta kiểm tra cho toàn trục vít. Xác định diện tích chịu lực lớn nhất : +Vị trí gối 0: Mxmax=511,71kGm=5117,1N.m Mumin=0 Nz =2737,73kG=27377,3N +Vị trí gối 1: Mxmax=447,75kG=4477,5N.m Mumin=-89,13kGm=-819,3N.m Nz =2395,5N=23955N Kiểm tra theo hai trường hợp trên,chọn trường hợp lớn nhất: Do ảnh hưởng của Nz đến sức bền trục là nhỏ so với ảnh hưởng của Mx và Mz. Vì vậy tạm thời ta bỏ qua ảnh hưởng của Nz mà chỉ tính ảnh hưởng của Mx và Mz. Sau đó tính đến ảnh hưởng của Nz. Theo công thức (6.25), trang137, tài liệu [4]về điều kiện bền của trục : Theo lí thuyết bền 4:(công thức 8.20/235 tài liệu [5]) Với : = => : mômen chống xoắn.( :hệ số rỗng trục). ===:mômen chôùng uốn. Tại gối 0: chỉ có mômen xoắn. Tại gối 1: Mu=891,3 N.m=891,3.103N.mm Mx=4477,5N.m=4477,5.103N.mm =>=112mm. Trong đó : - [s] : Ứng suất cho phép của vật liệu: [s ]= 48 N/mm3 - : Mômen tương đương lớn nhất -Dn : Đường kính ngoài trục vít -Tỉ số giữa đường kính trong và ngoài trục vít : h = 0,8 So sánh hai trường hợp trên chọn đường kính ngoài trục vít: Dn = 120 mm. Đường kính trong trục vít: d= 0,8.Dn = 96 mm. 2.9.10. Kiểm tra trục vít có xét đến sự ảnh hưởng của Nz : Theo công thức (8.15), trang 176, tài liệu [5] : (2.14) Kiểm tra hai trường hợp: +Tại vị trí 0: - [s] : Ứng suất cho phép của vật liệu: [s ]= 48 N/mm2 - Mu: Mômen uốn tại vị trí có nội lực lớn nhất Mu= 0 Nm. - Mx: Mômen xoắn tại vị trí có nội lực lớn nhất Mx= 5117,1.103 Nmm - Nz: Lực dọc trục tại vị trí có nội lực lớn nhất Nz = 2737,3 N - Wu: Mômen cản uốn tại vị trí có nội lực lớn nhất - Wx: Mômen cản xoắn tại vị trí có nội lực lớn nhất Wx= 0,2D3(1-h4 ) = 2Wu= 204042mm3 - F : Tiết diện trục vít F= +Tại vị trí 1: Mu= 891,3.103 Nmm. Mx= 4477,5.103 Nmm Nz = 23955 N Vậy kích thước trục vít được chọn thoả mãn về điều kiện bền. 2.9.11. Kiểm tra trục vít theo hệ số an toàn cho phép : Theo công thức (7.5), trang 120, tài liệu [6]. Hệ số an toàn được tính theo công thức sau: (2.15) Trong đó : Hệ số an toàn cho phép : [n] = ( 1,5 ¸ 2,5 ) Khi tính toán nếu n nhỏ hơn hệ số an toàn cho phép [n] thì phải tăng đường kính của trục hoặc chọn lại vật liệu của trục có sức bền cao hơn so với vật liệu đã chọn. Nếu ngược lại n quá lớn so với [n] thì giảm bớt đường kính trục hoặc chọn lại vật liệu có sức bền thấp hơn để đảm bảo yêu cầu kết cấu nhỏ gọn và tính kinh tế. Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp : ns (2.16) Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp : nt (2.17) Trong các công thức trên : · s-1: Giới hạn mỏi uốn s-1» ( 0,4 ¸ 0,5 ) sb Chọn s-1= 0,45sb= 0,45.600 = 270 N/mm2 · t-1: Giới hạn mỏi xoắn t-1» ( 0,2 ¸ 0,3 ) sb Chọn t-1= 0,25sb= 0,25.600 = 150 N/mm2 · sm: Trị số trung bình của ứng suất pháp . · tm : Trị số trung bình của ứng suất tiếp. · sa : Biên độ của ứng suất pháp sinh ra trong tiết diện của trục . · ta : Biên độ của ứng suất tiếp sinh ra trong tiết diện của trục . · W : Mômen cản uốn của tiết diện trục. · Wx :Mômen cản xoắn của tiết diện trục. · ks : Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn. · kt : Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi xoắn . Tra bảng (7.6), trang 125, tài liệu [6]. chọn ks = 1,63 kt = 1,5. · es, et : Hệ số kích thước . Tra bảng (7.6), trang 125, tài liệu [6]: es = 0,68. et = 0,56 Vậy kích thước trục vít được chọn thoả mãn điều kiện an toàn. § 2.10. TÍNH TOÁN CHỌN KHỚP NỐI : Khớp nối để nối cố định các trục, chỉ khi nào dừng máy tháo nối các trục thì các trục mới rời nhau. Chọn khớp nối căn cứ vào mômen mà khớp phải truyền và đường kính trục mà khớp cần phải nối. Theo công thức (9.1), trang 221, tài liệu [6]. Mx= k1.k2.Mđm. (2.18) Trong đó : k1: Hệ số tính đến mức độ quan trọng của kết cấu. k2: Hệ số tính đến độ làm việc của khớp nối . Mđm: Mômen định mức của khớp 2.10.1. Chọn khớp nối giữa động cơ và hộp giảm tốc. k1=1,2. k1=1,5. Mômen định mức : Trong công thức trên : N : Công suất động cơ N = 22 kw. Số vòng của trục động cơ n = 970 vòng/phút. Mômen truyền qua khớp : Þ Mx= k1.k2.Mđm= 1,2.1,5.22,11 = 34,49 KG.m = 345 N.m. Căn cứ vào mômen truyền và đường kính trục của động cơ vàø hộp giảm tốc ở trên ta chọn khớp nối trục giữa động cơ và hộp giảm tốc là khớp nối trục vòng đàn hồi là loại khớp di động có thể lắp và làm việc khi 2 trục không đồng trục tuyệt đối, ngoài ra loại khớp này giảm được chấn động và va đập khi mở máy nhờ các lớp cao su .(Bảng 14-14,trang 309,[6]). Các thông số kích thước của khớp nối trục vòng đàn hồi: Mômen xoắn d D d0 L c dc 450 48 170 36 112 2 ¸ 6 18 lc Đường kính ngoài Chiều dài toàn bộ nmax ( vg/ph ) Số chốt Z 42 35 36 3350 8 ++Kiểm tra khớp nối. Sau khi chọn kích thước nối trục theo trị số mômen xoắn và đường kính trục cần kiểm nghiệm theo ứng suất dập sinh ra giữa chốt và vòng cao su , ứng suất uốn trong chốt. * Kiểm tra theo ứng suất dập sinh ra giữa chốt và vòng đàn hồi. Theo công thức (9.22) , trang 234, tài liệu [6] Điều kiện bền về ứng suất dập (2.18) Trong đó : Số chốt : Z= 6. Đường kính vòng trong của chốt D0 D0 » D- d0 – (10 ¸ 20 ) mm. Đường kính lắp chốt bọc vòng đàn hồi : d0 = 36 mm. Đường kính bao ngoài của khớp : D = 170 mm D0 » D- d0 – 10 = 124 mm. Đường kính chốt : dc =18 mm. Chiều dài toàn bộ vòng đàn hồi: lv= 36 mm. Hệ số tải trọng động : K = (1,5 ¸ 2) lấy K=2. Mômen xoắn danh nghĩa truyền qua khớp: Mx= 345.103 N.mm. Ứng suất dập cho phép của vòng cao su, có thể lấy [s]d = (2 ¸ 3) N/mm2 . Vậy khớp nối thoả mãn điều kiện về sức bền dập của vòng đàn hồi. * Kiểm tra theo ứng suất uốn trong chốt. Điều kiện về sức bền uốn của chốt. Theo công thức (9.23), trang 234, tài liệu [ 6]. (2.19) Trong đó : Số chốt : Z= 6. Đường kính vòng trong của chốt : D0= 124 mm Đường kính chốt : dc =18 mm. Chiều dài chốt: lc=42 mm. Hệ số tải trọng động : K = 2 Mômen xoắn danh nghĩa truyền qua khớp: Mx= 345.103 N.mm. Ứng suất uốn cho phép của chốt, có thể lấy [s]u = (60 ¸ 80) N/ mm2. Vậy khớp nối thoả mãn điều kiện về sức bền uốn của chốt. 2.10.2. Chọn khớp nối giữa hộp giảm tốc và trục vít . k1: Hệ số tính đến mức độ quan trọng của kết cấu k1=1,2. k2: Hệ số tính đến độ làm việc của khớp nối k1=1,3. Mômen định mức : Trong công thức trên : N : Công suất động cơ: N = 22kw. Số vòng của trục động cơ: n = 970 v/ph. Tỉ số truyền của hộp giảm tốc: ¡ = 31,5 Mômen truyền qua khớp : Þ Mx= k1.k2.Mđm= 1,2.1,3.696,57 = 1086,65 KG.m Căn cứ vào mômen truyền và đường kính trục của hộp giảm tốc ở trên ta chọn khớp nối trục giữa hộp giảm tốc và ổ đỡ đầu trục vít là khớp nối trục răng M' có mômen xoắn Mx= 1180 0 Nm.(Bảng 14-4,trang 301,[6]). Khớp nối trục răng là loại khớp dùng để nối các trục bị nghiêng hoặc bị lệch đối với nhau một khoảng nhỏ do chế tạo, lắp ghép thiếu chính xác hoặc do trục bị biến dạng đàn hồi. Nối trục răng được sử dụng khá rộng rải ,nhất là trong ngành chế tạo máy. Vì so với khớp nối trục vòng đàn hồi thì khớp răng có khả năng truyền mômen xoắn lớn hơn so với khớp vòng đàn hồi có cùng kích thước Khớp nối trục răng cấu tạo gồm có 2 ống ngoài có răng ở phía trong và 2 ống trong có răng ở phía ngoài lồng vào nhau. Mỗi ống trong lắp chặt với một trục và 2 ống ngoài thì ghép chặt với nhau bằng bulông, răng của nối trục có dạng thân khai.Vật liệu chế tạo ống trong và ống ngoài là thép đúc 40, răng thì thì được nhiệt luyện có độ rắn không dưới 40 HRC. Các thông số kích thước của khớp nối răng M' theo GOCT 5006 - 55: Mômen xoắn ( N.m) d D b B L 19000 120 350 35 50 285 Số hiệu Số răng Z Khối lượng ( kg) nmax ( vg/ph ) 7 56 110 2120 Kiểm tra khớp nối trục răng: Đối với nối trục răng sau khi chọn kích thước nối trục theo trị số mômen xoắn và đường kính trục cần kiểm nghiệm theo điều kiện sau: Mt= K.Mx £ M bảng. (2.20) Trong đó : Hệ số tải trọng động : K = 1,5 ¸ 2. Mômen xoắn danh nghĩa truyền qua khớp: Mx= 6965,7N.m Trị số mômen lớn nhất mà khớp có thể truyền qua : M bảng.=11800 N.m Þ Mt= 1,5.6965,7 = 10448,5N.m £ M bảng. Vậy khớp nối giữa hộp giảm tốc và ổ đỡ đầu trục vít là thoả mãn điều kiện . § 2.11. TÍNH TOÁN CHỌN Ổ ĐỠ : Tuỳ theo điều kiện làm việc cụ thể để ta chọn ổ sau cho phù hợp với các yếu tố như : trị số, phương chiều và đặt tính thay đổi của tải trọng tác dụng lên ổ là tải trọng tĩnh, tải trọng va đập hay tải trọng thay đổi , vận tốc và thời gian phục vụ của ổ ,các chỉ tiêu về kinh tế .Xác định hệ số khả năng làm việc để chọn kích thước ổ. 2.11.1.Tính toán chọn ổ đỡ đầu trục vít ( khớp nối – trục vít ): Chọn ổ đũa nón đỡ chặn ở đầu trục vít và khớp nối vì loại ổ này chịu đồng thời được các lực hướng tâm và dọc trục tác dụng về cùng 1 phía .ổ này có thể tháo được ( tháo rời vòng ngoài ). Thường lắp 2 ổ đặt đối nhau, nhờ vậy mà có thể cố định trục theo 2 chiều .Nhưng ổ đũa nón đỡ chặn không cho phép vòng quay ổ bị lệch, vì vậy trục phải đủ cứng và lắp phải cẩn thận. Ổ đũa nón đở chặn được dùng rộng rải trong ngành chế tạo máy (sau ổ bi đỡ) Giá thành không đắt hơn nhiều so với ổ bi đỡ, nhưng có độ cứng vững lớn. Dùng ổ này có thể giảm độ võng và độ nghiêng của trục, và rất thuận tiện khi tháo lắp . Hệ số khả năng làm việc của ổ , theo công thức (8.1) , trang 158, tài liệu [6]. C = Q (n.h )0,3 < Cbảng. (2.21) Trong đó: Số vòng quay thực tế của trục vít n = vòng/phút. Thời gian phục vụ của ổ : h = (500-10.000).Lấy h=8000 giờ. Tải trọng tương đương ( daN ) : Q = R . KV. Kn.Kt (2.22) Trong công thức này : m : Hệ số chuyển t