Đề án kĩ thuật Thiết kế trạm dẫn động vít tải
SVTH: 1 Lớp:
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KTCN
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
ĐỀ TÀI ĐỀ ÁN KỸ THUẬT
// //
Sinh viên thiết kế:
Mã số SV:
Giáo viên hướng dẫn:
Ngày giao đề tài:
Ngày hoàn thành: Đề án kĩ thuật Thiết kế trạm dẫn động vít tải
SVTH: 2 Lớp:
(Chủ nhiệm khoa)
Đề án kĩ thuật Thiết kế trạm dẫn động vít tải
SVTH: 3 Lớp:
NHẬN XÉT CẢU GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
4.2. Phân phối tỷ số truyền 31
4.2.1. Xác định tỉ số truyền
u
của hệ dẫn động 31
4.2.2. Phân tỉ số truyền cho các bộ truyền trong hộp và ngoài hộp 31
4.3. Tính các thông số trên trục 32
4.3.1. Tính công suất trên các trục 32
4.3.2. Tính số vòng quay trên các trục 32
4.3.3. Tính mômen xoắn trên các trục 33
4.4. Thiết kế bộ truyền ngoài hộp 34
4.4.1. Chọn loại đai phù hợp với khả năng làm việc 35
4.4.2. Xác định đường kính đai nhỏ 35
4.4.3. Xác định đường kính đai lớn 36
4.4.4. Xác định khoảng cách giữa hai trục bánh đai và chiều dài của đai 36
4.4.5. Tính góc ôm đai
1
38
4.4.6. Xác định số đai z 38
4.4.7. Tính chiều rộng của bánh đai (B) 39
4.4.8. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục 39
4.5. Tính chọn khớp nối 39
Đề án kĩ thuật Thiết kế trạm dẫn động vít tải
SVTH: 5 Lớp:
4.5.1. Tính toán sơ bộ đường kính trục tại các vị trí lắp khớp nối 41
4.5.2. Chọn khớp nối tiêu chuẩn 41
4.5.3. Kiểm nghiệm điều kiện bền 42
CHƯƠNG V: TÍNH VÀ KIỂM NGHIỆM CÁC CHI TIẾT TRONG HỘP 44
5.1. Kiểm nghiệm cho các bộ truyền bánh răng 44
Trang
Bảng 3.1 Kiểu đông cơ……………………………………………………. 27
Bảng 4.1 Các thông số cơ bản của bộ truyền cấp nhanh và cấp chậm……. 29
Bảng 4.2 Các kích thước cơ bản của hộp giảm tốc Ц2У-100 30
Bảng 4.3 Các thông số của bộ truyền 32
Bảng 4.4 Các thông số của bộ truyền đai 38
Bảng 4.5 Các kích thước của khớp nối 40
Bảng 4.6 Các kích thước của vòng đàn hồi 41
Bảng 5.1 Các thông số cơ bản của bộ truyền bánh răng cấp nhanh 44
Bảng 5.2 Các thông số cơ bản của bộ truyền bánh răng cấp chậm 51
Đề án kĩ thuật Thiết kế trạm dẫn động vít tải
SVTH: 7 Lớp:
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Trang
Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống vít tải cát khô nằm ngang 9
Hình 1.2 Cấu tạo vít tải nằm ngang 11
Hình 1.3 Cấu tạo trục vít tải 12
Hình 2.1 Các dạng vít tải 16
Hình 2.2 Xác định kích thước vít xoắn 17
Hình 2.3 Máng vít tải 18
Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống dẫn động 24
Hình 3.2 Sơ đồ tải trọng 28
Hình 4.1 Cấu tạo khớp nối đàn hồi 40
Hình 5.1 Sơ đồ bố trí hộp giảm tốc 66
Hình 5.2 Kết cấu trục I 68
Hình 5.3 Biểu đồ mô men trục I 70
Hình 5.4 Kết cấu trục II 73
Hình 5.5 Biểu đồ mô men trục II 76
Hình 5.6 Kết cấu trục III 79
SVTH: 9 Lớp:
LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta đang trên con đường Công Nghiệp Hoá - Hiện Đại Hoá theo
định hướng XHCN trong đó ngành công nghiệp đang đóng một vai trò rất quan
trọng. Các hệ thống máy móc ngày càng trở nên phổ biến và từng bước thay thế
sức lao động của con người . Để tạo ra được và làm chủ những máy móc như
thế đòi hỏi mỗi con người chúng ta phải tìm tòi nghiên cứu rất nhiều . Là một
sinh viên khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy em luôn thấy được tầm quan trọng của
những kiến thức mà mình được tiếp thu từ thấy cô .
Nhiệm vụ thiết kế đề án là một công việc rất quan trọng trong quá trình học
tập bởi nó giúp cho người sinh viên nắm được các hệ dẫn đông, hiểu sâu, hiểu
kỹ và đúc kết được những kiến thức cơ bản của của môn học. Từ đó ta áp thể áp
dụng vào thực tế sau khi ra trường. Vì vậy thiết đề án là công việc quan trọng và
rất cần thiết .
Đề tài thiết kế của chúng em được giao là “Thiết kế trạm dẫn động vít tải
nằm ngang vận chuyển cát khô“.Đề án gồm 6 chương mỗi chương em đi sâu
vào thiết kế tính toán các mô đun nhỏ. Với những kiến thức đã học và sau một
thời gian nghiên cứu cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo trong bộ
môn, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của Thầy Nguyễn Đình Ngọc cùng với sự
đóng góp trao đổi xây dựng của các bạn chúng em đã hoàn thành được đề án
được giao. Đề án được em thực hiện tại trường chủ yếu mang tính lý thuyết mà
không có sản phẩm thực tế.
Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa
nhiều, tài liệu tham khảo còn ít nên đồ án của chúng em không tránh khỏi những
thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn để đề án của
em được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
trên nắp máng 18, còn dỡ tải qua cửa ra liệu ở phía dưới của ống.Vít tải thường
dùng để vận chuyển vật liệu nóng và độc hại.
Sơ đồ nguyên lý vít tải nằm ngang:
Hình 1.1. Hệ thống vít tải nằm ngang
2500
D
D
300
1119
2
164
345
1314
15
678
9
11
10
335
250
380
544
E
2500
250
C
C
240
1500
7 - Cánh vít
8 - Trục vít
9 - Cửa vào liệu
10 - Gối đỡ đuôi vít
11 - Gia đỡ gối đuôi vít
12 - Giá đỡ gối đầu vít
13 - Cửa ra liệu
14 - Máng vít
15 - Trục đỡ máng
16 - Gia đỡ bộ truyền động
17 - Nắp quan sát
18 - Nắp máng vít
19 - Bộ cảm biến từ
* Các ưu điểm của vít tải
- Vật liệu chuyển động trong máng kín, có thể nhận và dỡ tải ở trạm trung
gian không tổn thất rơi vãi vật liệu, an toàn khi làm việc và sử dụng, rất
thuận lợi cho việc vận chuyển vật liệu nóng và độc hại.
- Chúng chiếm chỗ rất ít, với cùng năng suất thì diện tích tiết diện ngang
của vít tải nhỏ hơn rất nhiều so với tiết diện ngang của các máy vận
chuyển khác.
- Bộ phận công tác của vít nằm trong máng kín, nên có thể hạn chế được
bụi khi làm việc với nguyên liệu sinh nhiều bụi.
- Giá thành thấp hơn so với nhiều loại máy vận chuyển khác.
* Các nhược điểm của vít tải
- Chiều dài cũng như năng suất bị giới hạn, thông thường không dài quá
30 m với năng suất tối đa khoảng 100 tấn/giờ.
- Chỉ vận chuyển được vật liệu rời, không vận chuyển được các vật liệu
có tính dính bám lớn hoặc dạng sợi do bị bám vào trục.
Đề án kĩ thuật Thiết kế trạm dẫn động vít tải
SVTH: 12 Lớp:
Hình 1.3-Cấu tạo của trục vít tải
Cấu tạo gồm một máng cố định, phần dưới của nó có dạng nửa hình trụ, phía
trên được đậy bằng nắp. Trục quay trên đó có gắn vít tải được đỡ bằng hai ổ
đỡ hai đầu và ổ đỡ trung gian. Trục quay được truyền động bằng động cơ. Vật
liệu được nhập qua máng nhập liệu và được tháo ra qua bộ phận tháo liệu.
1.2. Mục tiêu thiết kế
Ngày nay với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, đòi hỏi sinh viên
phải nắm vững kiến thức lý thuyết để từ đó áp dụng vào thực tế sản xuất.
Nhằm nâng cao kiến thức cho sinh viên, nhà trường đã tạo cơ hội cho sinh
viên thiết kế các hệ thống dẫn động giúp sinh viên hiểu nắm được cấu
tạo,nguyên lý hoạt động, dặc tính… của các hệ dẫn động để từ đó áp dụng vào
thực tế tạo ra các sản phẩm phục vụ hữu ích cho sản xuất. Sau khi thiết kế
Đề án kĩ thuật Thiết kế trạm dẫn động vít tải
SVTH: 14 Lớp:
xong giúp sinh viên sau hki ra trường có thể nắm bắt nhanh với các vấn đề
thực tế…
- Tính lắp lẫn: Khi thay thế các chi tiết có thể lắp với nhau một cách dễ
dàng, thuận tiện, nhanh chóng đảm bảo tính chất của mối ghép, chính xác. Các
chi tiết của vít tải có thể lắp với các chi tiết của vít tải cùng cỡ.
- Môi trường: Do vật liệu được vận chuyển trong máng vít tải nên đảm
bảo quá trình vận chuyển không có bụi, môi trường làm việc ít độc hại, ít gây ô
nhiễm môi trường.
- Dễ vận hành: Tương đối dễ vận hành, thao tác an toàn cho công nhân.
Đề án kĩ thuật Thiết kế trạm dẫn động vít tải
SVTH: 16 Lớp:
CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÍT TẢI
Đề án kĩ thuật Thiết kế trạm dẫn động vít tải
SVTH: 17 Lớp:
Khi vận chuyển các loại vật liệu có dạng bột, hạt nhỏ và trung bình rời khô
min như: xi măng, tro, bột, cát khô thì dùng vít có cánh xoắn liền trục (hình
1.4-a). Loại này cho năng suất vận chuyển cao. Hệ số điền đầy = 0,125
0,45 và tốc độ quay của vít từ n = 50 120 vg/ph.
Vít liên tục không liền trục (hình 1.4-b) dùng vận chuyển hạt cỡ lớn như:
sỏi thô, đá vụn. . .Hệ số điền đầy của loại này đạt = 0,25 0,40, và tốc độ
quay của vít từ n = 40 100 vg/ph.
Vít tải dạng lá liền trục (hình 1.4-c) dùng cho vật liệu dính, dùng vừa trộn,
tẩm vừa vận chuyển như: đất sét ẩm, bê tông, xi măng. Hệ số điền đầy của
loại này đạt = 0,150,3
và tốc độ quay của vít n = 30 60 vg/ph.
Vít tải dạng lá không liên tục (hình 1.4-d) dùng để vận chuyển loại hạt
thô, có độ ẩm như: sỏi thô, đá dăm, đất sét ẩm, bê tông, xi măng. Hệ số điền
đầy của loại này đạt = 0,15 0,4 và tốc độ quay của vít từ n = 30 60 vg/ph
a)
b)
c)
d)
k)
h)
f)
e)
g)Hình 2.1. Các dạng vít tải: a- vít có cánh xoắn liền trục, b- vít có cánh xoắn
Đối với vít tải đặt đứng
thường vận chuyển vật liệu tơi
vụn. ở đây sử dụng cánh xoắn
liên tục liền trục, trong quá trình
vận chuyển có xuất hiện ma sát
giữa vật liệu và cánh xoắn. Dưới
tác dụng của lực ly tâm, vật liệu
áp sát vào thành máng và bị vỏ
máy hãm chuyển động quay lại
và nhờ cánh xoắn đẩy nâng vật liệu đè lên trong máng. Muốn vật liệu không
có chuyển động quay khi ra đến thành máng thì lực ly tâm phải lớn. Vì vậy vít
tải đặt đứng có tốc độ quay lớn hơn nhiều so với tốc độ của vít tải đặt nằm
ngang. Vít tải đặt đứng tiết kiệm được diện tích, kín và dỡ tải bất cứ vị trí nào
cần thiết. Tuy vậy loại này tốn năng lượng, chóng mòn cánh. Chiều cao máy
bị hạn chế bởi không lắp được gối đỡ trung gian.
=>Như vậy để đảm bảo được các yêu cầu đề ra với vật liệu cần chuyển là
muối cát khô ta chọn loại vít liền trục.
D'
d'
b
t
D
d
a'
t
P
Đề án kĩ thuật Thiết kế trạm dẫn động vít tải
SVTH: 19 Lớp:
- Máng vít: Máng của vít tải được chế tạo bằng phương pháp dập từ thép tấm
có chiều dày = 4 8 mm, mỗi đoạn có
chiều dài đến 4m (Hình 1.6). Dung sai
khe hở giữa máng và cánh xoắn không
quá 60% khe hở bình thường giữa cánh
xoắn và máng. Nửa dưới của mặt cắt
ngang máng có dạng nửa hình tròn đồng
dạng với kích thước đường kính của cánh
xoắn; nửa trên có dạng hình chữ nhật có
chiều rộng bằng đường kính đáy để lắp
đặt trục cánh xoắn và dễ dàng trong việc chế tạo nắp đậy. Trên nắp ở đầu
máng tải có cửa cấp tải tiết diện vuông; còn ở đáy máng cũng có các cửa dỡ
tải đặt ở những vị trí cần thiết theo yêu cầu.
Kết cấu của máng và nắp phải đảm bảo không cho bụi hoặc khí độc thoát ra
ngoài khi vận chuyển vật liệu có bụi hoặc chất độc
- Máng của vít tải có các ống cấp tải và dỡ tải các ống này có tiết diện
vuông. Chúng được hàn với nắp (cấp tải) và với đáy máng (dỡ tải). Để quan
sát sự làm việc của các ổ treo, các ổ chặn hai đầu vít xoắn cũng như quan sát
sự phân bố vật liệu vận chuyển ở đoạn máng có ổ treo, người ta hàn các lố
quan sát có nắp ở trên nắp máng gần các ổ treo vít xoắn .
2.1. Tính toán vít tải
2.1.1. Xác định đường kính vít tải
Năng suất của vít tải
t
Q (tấn/h) được xác định theo công thức sau:
t
m
).
n: Số vòng quay vít tải (vòng/ph).
n = Kv/
D
với:
K
V
: hệ số phụ thuộc vật liệu.Với vật liệu cát là vật liệu nặng, sắc cạnh,
có : 30
v
K
K
C
: Hệ số chất đồng tiết diện máng, phụ thuộc vật liệu.
Vật liệu nặng sắc cạnh có:
K
C
= 0.125
K
n
: hệ số phụ thuộc góc nghiêng (độ) của vít tải K
n
= 1 khi =
0
0
( vít tải nằm ngang).
Thay vào (2.1) ta có:
2.1.2. Tính số vòng quay của vít tải
Ta có công thức xác định số vòng quay của vít tải theo đường kính vít
tải như sau:
n =
30
0,32
Kv
D
= 54,77 (vòng /ph).
Chọn n
v
= 55 (vòng /ph)
2.1.3. Xác định công suất trên vít tải
Đề án kĩ thuật Thiết kế trạm dẫn động vít tải
SVTH: 21 Lớp:
Đối với vít tải nằm ngang, công suất trên trục vít tải được xác định theo
công thức sau:
P = Co .
360
QL
Trong đó:
Q : là năng suất của vít tải Q = 10 (tấn/h)
L : là chiều dài vận chuyển của vật liệu theo phương ngang L = 10(m)
C
v
[T] được thoả mãn.
2.1.5. Xác định lực dọc trục trên vít tải
Lực dọc trục trên vít tải được xác định theo công thức:
F
av
=
)](.[
tgR
T
v
(2.2)
Trong đó:
R - Khoảng cách điểm đặt lực ma sát của vật liệu với cánh vít đến trục
của vít tải (mm).
R(0,3 0,4) .D = (0,3 0,4).300 = (90 120).
Chọn R = 100
- Góc nâng của đường xoắn vít (độ) xác định theo công thức:
tg =
R
P
.
2
p - Bước vít tải (mm)
p = 0,8 D = 0,8.300 = 240 (mm)
Đề án kĩ thuật Thiết kế trạm dẫn động vít tải
SVTH: 22 Lớp:
trong chương III.
Đề án kĩ thuật Thiết kế trạm dẫn động vít tải
SVTH: 23 Lớp:
CHƯƠNG III
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG
. Mục đích: Tính toán hệ thống dẫn động nhằm chọn loại hộp giảm
tốc phù hợp, kết cấu gọn nhẹ,tiết kiệm nhằm đạt hiệu quả kinh tế cao. Sau đó
chọn động rồi kiểm nghiệm xem đọng cơ có thỏa mãn điều kiện mở máy hay
không.
3.1. Chọn loại hộp giảm tốc
Trong các hệ dẫn động cơ khí thường sử dụng các bộ truyền bánh răng
hoặc trục vít dưới dạng một tổ hợp biệt lập được gọi là hộp giảm tốc. Hộp
SVTH: 24 Lớp:
thì sự cân bằng của tải trọng dọc trục ở cấp phân đôi sẽ bị phá vỡ và công suất
sẽ phân bố không đều cho các cặp bánh răng phân đôi này.
- Sơ đồ đồng trục: Loại này có đặc điểm là đường tâm của trục vào và
trục ra trùng nhau, nhờ đó có thể giảm bớt chiều dài của hộp giảm tốc giúp
cho việc bố trí cơ cấu gọn hơn. Tuy nhiên, sơ đồ đồng trục có một số nhược
điểm như: Khả năng tải của cấp nhanh không dùng hết vì tải trọng tác dụng
vào cấp chậm lớn hơn khá nhiều so với cấp nhanh, kết cấu gối đỡ phức tạp,
gây khó khăn cho việc bôi trơn các ổ, do khoảng cách giữa các trục trung gian
lớn, nên trục trục không đảm bảo độ bền và độ cứng nếu không tăng đường
kính trục. Từ những nhược điểm này mà phạm vi sử dụng của hộp giảm tốc
đồng trục bị hạn chế.
Việc lựa chọn sơ đồ của hộp giảm tốc có ảnh hưởng trực tiếp đến kết cấu
của hệ dẫn động, cũng như khả năng làm việc và chi phí thiết kế. Qua việc
phân tích các sơ đồ của hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp, ta nhận thấy:
+ So với sơ đồ phân đôi, thì sơ đồ hộp giảm tốc khai triển có kết cấu và
chế tạo đơn giản hơn nhất là việc chế tạo ổ, gối đỡ ổ cũng như việc bố trí ổ.
Mặt khác, chiều rộng của hộp giảm tốc khai triển nhỏ hơn nên việc bố trí lắp
đặt dễ dàng hơn. Ngoài ra, số lượng chi tiết và khối lượng gia công của hộp
giảm tốc phân đôi tăng dẫn đến giá thành cao hơn và chưa được sử dụng phổ
biến như hộp giảm tốc khai triển.
+ So với hộp giảm tốc đồng trục, thì hộp giảm tốc khai triển cồng kềnh
hơn. Tuy nhiên, kết cấu hộp đơn giản và vẫn đảm bảo khả năng làm việc. Mặt
khác, kết cấu của hộp giảm tốc đồng trục phức tạp: khả năng tải ở hai cấp
không đều, kết cấu gối đỡ phức tạp, đòi hỏi trục phải lớn để đảm bảo độ cứng
và độ bền…
Vậy ta chọn hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triển để phù hợp với cơ
cấu làm việc và giảm vật liệu chế tạo.
- Để truyền động từ động cơ vào hộp giảm tốc ta chọn khớp nối trục đàn hồi. Hình 3.1. Sơ đồ hệ dẫn động
- Động cơ điện: Hiện nay trong công nghiệp dùng hai loại động cơ điện là:
Động
cơ điện một chiều và động cơ điện xoay chiều.
* Động cơ điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, với sức bền
làm việc cao, momen khởi động lớn.
* Động cơ điện một chiều: Là loại động cơ điện có khả năng điều chỉnh tốc độ trong
phạm vi rộng, khi làm việc bảo đảm khởi động êm, hãm và đảo dể dàng, giá thành
cao khi lắp đặt cần thêm bộ chỉnh lưu.
Dựa trên những ưu khuyết điểm của hai loại động cơ điện xoay chiều và động cơ điện
một chiều ta thấy được động cơ điện xoay chiều tuy tính chất thay đổi tốc độ không
bằng
động cơ điện một chiều nhưng với tính thông dụng, bền và kinh tế hơn thì
những
khuyết điểm của loại động cơ nầy vẫn chấp nhận được.
Vậy ta chọn động cơ điện xoay chiều.
Copyright: Tài liệu đại học ©