ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ BỀN MÒN VÀ SỨC
BỀN KÉO CỦA CƠ CẤU GẦU TẢI XÍCH VẬN TỐC
CAO ĐỂ VẬN CHUYỂN HẠT KHÔ NHỎ CÓ TÍNH
MÀI MÒN
TRƯƠNG HOÀNG ANH
Thái Nguyên 2012
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 1 Ngành công nghệ chế tạo máy
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM
LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là: Trương Hoàng Anh
Sinh ngày: 26 tháng 11 năm 1979
Học viên lớp cao học khóa 13 – Công nghệ chế tạo máy – Trường Đại
học Kỹ thuật Công nghiệp.
Hiện đang công tác tại: Xưởng Cơ khí - Trung tâm thực nghiệm -
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp.
Toàn thể các đồng nghiệp, bạn bè, gia đình và người thân đã quan tâm
động viên giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập và hoàn thành bản luận
văn.
Tác giả luận văn Trương Hoàng Anh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 3 Ngành công nghệ chế tạo máy
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM
MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN 1
MỤC LỤC 3
DANH MỤC HÌNH VẼ 8
CÁC KÝ HIỆU DÙNG TRONG LUẬN VĂN 11
DANH MỤC BẢNG BIỂU 12
MỞ ĐẦU 13
1. Tính cấp thiết của đề tài 13
2. Mục đích, đối tượng và phương pháp nghiên cứu 14
2.1. Mục đích của đề tài 14
2.2. Đối tượng nghiên cứu 14
2.3. Phương pháp nghiên cứu 14
3. Ý nghĩa của đề tài 14
3.1. Ý nghĩa khoa học 14
3.2. Ý nghĩa thực tiễn 15
4. Nội dung 15
CƠ CẤU XÍCH KÉO 47
3.1. Động lực học bộ truyền xích 47
3.1.1. Lực tác dụng trong bộ truyền xích 47
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 5 Ngành công nghệ chế tạo máy
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM
a. Lực căng trên các nhánh xích 47
3.1.2. Tải trọng động 49
3.1.3. Động năng va đập 50
3.2. Các dạng hỏng 50
3.3. Các chỉ tiêu tính thiết kế bộ truyền xích 51
3.3.1. Tính toán xích theo độ bền mòn 51
3.3.2. Kiểm nghiệm xích theo số lần va đập trong một giây 52
3.3.3. Kiểm tra xích theo hệ số an toàn 52
3.3.4. Kiểm tra độ bền kéo của xích 53
3.3.5. Vật liệu chế tạo 55
3.4. Trình tự thiết kế bộ truyền xích 56
3.5. Kết luận chương 3 57
Chương 4. 58
KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ CÁC DẠNG HỎNG VÀ NGUYÊN NHÂN 58
4.1. Kháo sát hệ thống gầu tải xích tại nhà máy nhiệt điện Phả Lại 58
4.1.1. Các thông số của hệ thống 58
4.1.2. Cấu tạo của hệ thống 59
4.2. Tính kiểm nghiệm lại tải trên hệ thống xích gầu tải 61
4.2.1. Tải trọng trên một đơn vị chiều dài của khối lượng hàng 61
4.2.2. Tải trọng trên một đơn vị chiều dài do khối lượng phần hành trình của
băng gầu 61
4.2.3. Lực cản múc hàng 61
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 7 Ngành công nghệ chế tạo máy
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM
4.7.3. Rỗ hoặc vỡ gãy con lăn 81
4.8. Kết luận chương 4 82
Chương 5. 83
ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC 83
5.1. Khắc phục hiện tượng mòn 83
5.1.1. Mòn xích 83
5.1.2. Mòn con lăn và mòn chốt 84
5.1.3. Mòn đĩa xích 84
5.1.4. Mòn lưỡi gàu 85
5.2. Khắc phục hiện tượng quá tải đối với hệ thống 86
5.3. Kết luận chương 5 86
Chương 6. 87
KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 87
6.1. Kết luận chung 87
6.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo của đề tài 87
TÀI LIỆU THAM KHẢO 88
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 8 Ngành công nghệ chế tạo máy
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 2.10. Một số dạng đĩa xích
Hình 2.11. Đĩa xích trong hệ thống gầu tải
Hình 2.12. Gầu tải trong hệ thống
Hình 2.13. Bộ truyền xích
Hình 2.14. Sơ đồ ăn khớp của xích với răng đĩa chủ động
Hình 2.15. Vận tốc bộ truyền xích
Hình 2.16. Bộ truyền xích dùng trong hệ thống gara để xe
Hình 2.17. Bộ truyền xích dùng trong hệ thống đóng mở tấm lọc xử lý nước
thải
Hình 2.18. Bộ phận đĩa xích trong hệ thống
Hình 2.19. Xích mang gầu
Hình 3.1. Sơ đồ tính lực căng ban đầu của xích
Hình 3.2. Sơ đồ phân bố lực khi xích làm việc
Hình 3.3. Xích bị hỏng do mòn
Hình 3.4. Sơ đồ kéo đứt xích
Hình 3.5. Đồ thị ứng suất kéo của xích
Hình 3.6 Độ bền kéo
Hình 3.7. Sơ đồ độ trùng của dây xích
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 10 Ngành công nghệ chế tạo máy
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM
Hình 4.1. Sơ đồ cấu tạo hệ thống gầu tải xích tại nhà máy nhiệt điện Phả Lại
Hình 4.2. Bản vẽ chế tạo đĩa xích
Hình 4.3. Hệ thống phanh
Hình 4.4. Gầu tải bị mòn
Hình 4.5. Lưỡi gầu sau khi được hàn đắp
Hình 4.6. Mòn đĩa xích
Hình 4.7. Xích mòn bị đứt
S
ố
răng đ
ĩa xích
n
-
S
ố
vòng quay trong 1 phút c
ủ
a đ
ĩa xích
u
-
T
ỉ
s
ố
truy
ề
V
ậ
n t
ố
c
k
f
-
H
ệ
s
ố
ph
ụ
thu
ộ
c đ
ộ
võng f c
ủ
a xích
T
Kh
ố
i lư
ợ
ng 1 m
ắ
t xích
d
0
-
Đư
ờ
ng kính ch
ố
t
b
0
-
Chi
ề
u r
ộ
ng
ố
Chi
ề
u cao v
ậ
n chuy
ể
n Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 12 Ngành công nghệ chế tạo máy
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 4.1. Hệ số mòn của vật liệu mềm cho các cặp kim loại – kim loại khác
nhau với tải trọng 20N và vận tốc trựơt 1,8m/s. Các giá trị tiêu chuẩn của độ
cứng là của vật liệu mòn mềm hơn trong mỗi cặp vật liệu.
Bảng 5.1 Dầu bôi trơn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 13 Ngành công nghệ chế tạo máy
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Việc sử dụng thiết bị máy móc trong sản xuất đóng vai trò rất quan
Nghiên cứu nâng cao độ bền mòn và sức
bền kéo của cơ cấu gầu tải xích vận tốc cao để vận chuyển hạt khô nhỏ,
có tính mài mòn
”
là rất cần thiết.
2. Mục đích, đối tượng và phương pháp nghiên cứu
2.1. Mục đích của đề tài
Phân loại, đánh giá các dạng hỏng của cơ cấu xích kéo trong hệ thống
dẫn động guồng tải từ đó đề xuất giải pháp phù hợp nâng cao khả năng kéo và
tuổi thọ của bộ truyền.
2.2. Đối tượng nghiên cứu
Cơ cấu xích kéo trong hệ thống dẫn động guồng tải để vận chuyển hạt
khô nhỏ, có tính mài mòn: Đá vôi, đolomit, xỉ, than đá, đất sét đáp ứng nhu
cầu của các dây chuyền sản xuất vật liệu.
2.3. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm.
3. Ý nghĩa của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
- Nghiên cứu xác định điều kiện ăn khớp của bộ truyền xích kéo.
- Xác định dạng hỏng do ứng suất tiếp xúc gây mòn trên răng và chốt
xích. Xác định dạng hỏng do ứng suất uốn làm giảm khả năng kéo của răng
xích.
- Đề xuất quy trình vận hành và giải pháp phù hợp để khai thác hệ
thống có hiệu quả.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 15 Ngành công nghệ chế tạo máy
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
vận chuyển bằng không khí và thủy lực thuộc nhóm máy không có bộ phận
kéo.
1.2. Gàu tải xích
Gàu tải là thiết bị vận chuyển vật liệu rời theo phương thẳng đứng. Cấu
tạo của gàu tải gồm có hai puli đặt trong một thân làm bằng thép mỏng. Một
đai dẹt trên đó có bắt các gàu múc được mắc vào giữa hai puli. Puli trên cao
được truyền động quay nhờ động cơ điện thông qua hộp giảm tốc, còn puli
dưới được nối với bộ phận căng đai có nhiệm vụ giữ cho đai có đủ độ căng
cần thiết bảo đảm đủ lực ma sát giữa đai và puli. Vật liệu được mang lên cao
nhờ các gàu múc di chuyển từ dưới lên.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 17 Ngành công nghệ chế tạo máy
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM Hình 1.1. Hệ thống gàu tải xích cao tốc
Gàu múc vật liệu từ phía chân gàu đi lên phía trên và đổ ra ngoài theo
hai phương pháp chủ yếu là đổ nhờ lực ly tâm và nhờ trọng lực. Ở phương
pháp ly tâm, gàu chứa đầy vật liệu khi đi vào phần bán kính cong của puli trên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 18 Ngành công nghệ chế tạo máy
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM
sẽ xuất hiện lực ly tâm, có phương thay đổi liên tục theo vị trí của gàu. Hợp
lực của trong lực và lực ly tâm làm cho vật liệu văng ra khỏi gàu và rơi xuống
đúng vào miệng ống dẫn vật liệu ra. Lực ly tâm sinh ra phụ thuộc vào vân tốc
quay của puli, nếu số vòng quay của puli lớn, lực ly tâm lớn làm vật liệu văng
ra ngoài sớm hơn, rơi trở lại chân gàu. Nếu quay chậm, lực ly tâm nhỏ vật liệu
8
b)
5
c)
7
4
8
5
8
4
7
4
5
8
d)
e)
Hình 1.2. Sơ đồ cấu tạo của các loại gầu tải
a - Gầu tải dùng băng vải; b - Gầu tải dùng xích; c - Gầu tải dùng cáp
Gầu tải là thiết bị vận chuyển liên tục dùng để vận chuyển vật liệu rời
theo hướng thẳng đứng hoặc góc nghiêng mặt đáy lớn (hình 1.6). Gầu tải có
các bộ phận chính: tang (hoặc đĩa xích, ròng rọc) dẫn động 1, băng vải (hoặc
xích, cáp) 2; gầu chứa tải 3, tang (đĩa xích hoặc ròng rọc) bị động 4, cơ cấu
cấp tải 5; cơ cấu dỡ tải 6, cơ cấu căng băng 7 và khung đỡ 8.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 19 Ngành công nghệ chế tạo máy
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM
A
- Kích thước và khối lượng lớn nên khó vận chuyển lắp đặt, chiếm
nhiều diện tích.
- Chiều cao bị hạn chế do cấu tạo động học.
Phạm vi sử dụng:
- Cơ cấu gầu tải dùng để vận chuyển một khối lượng nguyên vật liệu
lớn ở các độ cao khác nhau theo chiều thẳng đứng hay chiều nghiêng, đổ
thành đống không gây bụi.
Hình 1.5. Ứng dụng gàu tải trong tải thóc
- Gầu tải sử dụng để vận chuyển vật liệu dạng than cám hay vật liệu
dạng khối như than, xi măng, quặng, sắt, thép, đất sét…dùng trong công
nghiệp. Ngoài ra gầu tải còn được sử dụng để vận chuyển các vật phẩm trong
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 21 Ngành công nghệ chế tạo máy
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM
nông nghiệp như thóc, ngô…(hình 1.5)
- Gầu tải còn ứng dụng trong vận chuyển các vật liệu có nhiệt độ cao
khi dùng chuyền động là chuyền động xích.
Hình 1.6. Gàu tải dùng truyền động xích
Hình 1.7. Gàu tải dùng khai thác vật liệu xây dựng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 22 Ngành công nghệ chế tạo máy
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM
Hiện nay trên thế gới gầu tải xích được ứng dụng rộng rãi trong công
uốn vòng qua tang hay đĩa xích ở trên và dưới máy. Chân máy gồm có tang
hay đĩa xích, cơ cấu căng băng, hộp nạp liệu. Đầu máy gồm có tang dẫn động
hay đĩa xích, động cơ và hộp giảm tốc, bộ phận tháo liệu.
- Gầu được chế tạo bằng hàn hoặc đúc, hoặc có thể bằng chất dẻo. Gầu
bao gồm các loại: gầu đáy tròn sâu, gầu đáy tròn nông, gầu đáy nhọn. Đối với
gầu bắt vào băng thì phải đập lõm phần kim loại xung quanh lỗ bắt vít, để khi
ghép gầu với băng, mặt băng và đầu bu lông nằm trên mặt phẳng, như vậy
băng sẽ ôm khít vào tang.
Các loại gầu đáy tròn được gắn lên bộ phận kéo cách nhau một khoảng
a = 2,5 – 3h.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Copyright: Tài liệu đại học ©