MỤC LỤC
Phần 1
:.................................................................................................................Giới
thiệu chung
3
I
:....................................................................................................................Tổng
quan chung..................................................................................................................3
II
:....................................................................................................................Kết
cấu một số loại máy nghiền con lăn ..........................................................................4
Phần 2
: ................................................................................................................ Tính
toán thiết kế 7
......................................................................................................................
I
: ...................................................................................................................Đặc
tính kỹ thuật
7
......................................................................................................................II
: ...................................................................................................................Cấu
tạo
7
......................................................................................................................III
:....................................................................................................................Xác
định góc ôm
8
IV..............................................................................................................:Xác
định tỷ số đường kính con lăn và vật ghiền...........................................................................9
V
: ...................................................................................................................Xác

Chiều rộng:
Khối lượng 2 con lăn: m = 2,13/2,2

n = 0,2

Số vòng quay của trục thẳng đứng:
vg/giây
1. Khoảng cách từ tâm trục đến điểm giữa các con lăn:
Con lăn trong:

R1 = 0,52m

.

R = 0,9 m

Con lăn ngoài: 2
2. Các kích thước bao:
Dài:

L = 3,8 m

Rộng:

B = 2,74 m
H = 2,33 m

Cao:
3. Năng suất:
N = 0,5 tấn/h

α

Psinα

fPcosα
fP1

P
P1 Pcosα
fPsinα

fP

Sơ đồ xác định góc ôm
Góc ôm là góc α tạo giữa đường tiếp tuyến T với phương ngang cần phải lớn hơn một giá
trị nào đó thì mới đảm bảo điều kiện để nghiền.
Để xác định điều kiện góc ôm ta có các lực tác dụng sau:

P : áp lực lên cục vật liệu, chia thành hai thành phần P sin α
Pf

và

P cos α

.

: lực ma sát giữa cục vật liệu và con lăn sinh ra bởi áp lực, cũng được chia ra thành

hai thành phần


.

: góc ma sát ). Cuối cùng ta có:


tgα ≤

2tgϕ
= tg 2ϕ ⇒ α ≤ 2ϕ
1 − tg 2ϕ
.

Đối với đất sét ướt:

f = 0,3 ⇒ φ = 16,7o .

Vậy góc ôm là: α = 33 .
III. Xác định tỉ số giữa đường kính con lăn và kích thước cục vật liệu nghiền:
o

D
D/2-d/2

α

d

Sơ đồ xác định tỉ số


Vậy kích thước cục vật liệu vào khoảng 130mm .
IV. Xác định năng suất :
Năng suất thể tích tính theo công thức thực nghiệm của E.V.Seiman:

Qγ = 2,15.m.D.n

[t/h]

Trong đó:
n – số vòng quay của trục đứng (hay chậu), vg/giây.
D – đường kính chậu, m
D = 5b = 5.0,4 = 2m
m – khối lượng của con lăn

Qγ = 2,15.2,13.2.0,2 = 1,83

[t/h]

V. Xác định công suất nghiền :
Xác định khối lượng các con lăn.


Ta có:
Trong đó:

m1 + m2 = 2,13

và

m1.R1 = m2 .R2

µ = 0,1 : hệ số kéo.
Lực kéo cần thiết để làm con lăn trong quay.

P1 = G1.µ = 1350.9,81.0,1 = 1324,35 N
Lực kéo cần thiết để làm con lăn ngoài quay.

P2 = G2 .µ = 780.9,81.0,1 = 765,18 N
Công suất tiêu tốn để làm con lăn quay.

N1 = k.k1.P1.v = k .k1.P1.2π .Rtb .n
Trong đó:
k1 = 4,5

k = 2 : số con lăn
n = 0,2 vg/giây: số vòng quay của trục

.


Rtb = (0,9 + 0,52)/2 = 0,71m

N1 = 4.2.1324,35.2.3,14.0,71.0,2 = 9448 W
Công suất để thắng lực cản ma sát trượt.

N 2 = k.G1.vtr . f

.

Trong đó:


0 + π .b.n π .b.n
=
2
2

.

a và b

với c .


Như vậy giá trị trượt tuyệt đối càng lớn nếu con lăn càng rộng. Do đó con lăn càng rộng
thì càng chóng mòn.
Giá trị trượt tuyệt đối sẽ thay đổi từ 0 tại điểm giữa con lăn đến giá trị lớn nhất ở mép
con lăn. Như vậy giá trị trượt trung bình sẽ được xác định.

vtr =

0 + π .b.n π .b.n
=
2
2 .

N 2 = k .G1.vtr . f = 2.1350.9,81.

3,14.0, 4.0, 2
.0,3 = 998W
2


η ol = 0,98

: hiệu suất cặp ổ lăn.

η d = 0,95

: bộ truyền đai.
Công suất cần thiết của động cơ.

N dc =

N 10798
=
= 12411
η 0,87
kw

.


Chọn động cơ điện xoay chiều ba pha không đồng bộ rôto ngắn mạch kiểu A0Л-ә1-10có
các thông số sau:
Công suất động cơ: P = 17kw

n = 600vg / ph

o
Số vòng quay:
VII. Xác định tỉ số truyền của hệ dẫn động:
Tỉ số truyền của hệ


ut 50
= = 8,3
uc 6

Công suất trên trục bánh răng côn dẫn động:

N1 = N .η ol2 .η d = 12,77 KW
Trong đó:

N = 14 Κ W : công suất nghiền
η d = 0,95

: hiệu suất bộ truyền bánh răng côn

η ol = 0,98

: bộ truyền đai
Số vòng quay trên trục ngang:

n = 0,2.60.6 = 72vg / phut
Moment xoắn trên trục thẳng đứng


M = 9,55.106

N
14
= 9,55.106 = 11141667 Nmm
n

σ Ho lim = 2HB + 70 , giới hạn mỏi tiếp xúc.
σ Ho 1 lim = 2.270 + 70 = 610MPa

(đối với bánh dẫn).

σ Ho 2 lim = 2.250 + 70 = 570MPa

(đối với bánh bị dẫn).

Z R : hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám bề mặt.
ZV

: hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng.

K L : hệ số xét đến ảnh hưởng điều kiện bôi trơn.
K xH

: hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước răng.

Chọn sơ bộ:

Z R Z V Z L K xH = 0,9

K HL : hệ số tuổi thọ.
Giả sử:

K HL1 = K HL2 = 1

S H : hệ số an toàn
S H = 1,1 (tôi cải thien)


σ Fo2 lim = 1,75HB = 1,75.250 = 437,5MPa

.

YR : hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám.
Yx

: hệ số kích thước.

Yδ

: hệ số độ nhạy vật liệu bánh răng đến sự tập trung tải trọng.

S F = 2 : hệ số an toàn khi tính theo ứng suất uốn.
K FL : hệ số tuổi thọ.
Giả sử:

K FL 1 = K FL2 = 1

[σ F1 ] =
[σ F2 ] =

σ Fo1 l i m K FL1
SF

σ Fo2 l i m K FL2
SF

.

: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng bánh

răng côn

ψ be = b / Re

: hệ số chiều rộng vành răng

ψ be = 0,285
M 1 = 1826437,5 Nmm

mômen xoắn trên trục bánh chủ động

[σ H ] = 499,1MPa
de1 = 95

1826437,5.1,07
= 257, 4
0,85.(1 − 0,5.0, 285) 2 .0, 285.6.499,12
mm

Khi độ rắn mặt răng

HB < 350

thì

z1 = 1,6 z1 p = 1,6.27,5 = 44

z 2 = z1.uc = 44.6 = 264

⇒ mm = me .(1 − 0,5.K be ) = 6.(1 − 0,5.0,285) = 5,145 mm
z1 =

d m1 220,7
=
= 42,9
z = 44
mm 5,145
lấy 1
răng

Số răng bánh răng lớn

z2 = uc z1 = 6.44 = 264


Góc côn chia

z
44
δ 1 = arctg ( 1 ) = arctg ( ) = 9, 460
z2
264

δ 2 = 900 − δ 1 = 900 − 9, 460 = 80,540
Chiều dài côn ngoài:

Re = 0,5.me z12 + z22 = 0,5.6 442 + 264 2 = 802,9

⇒ b = Reψ be = 802,9.0,285 = 229


Góc côn chia:
Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

σ H = Z M Z H Z ε 2M 1 K H

u c2 + 1
0,85 bd m21u c

≤ [σ H ]
(cth 6.56 [II])

Trong đó:

Z M : hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp
Z M = 274MPa1 / 3 (bảng 6.5, [II])

Z H : hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc
x1 + x2 = 0 ⇒ Z H = 1,76 (bảng 6.12, [II])


Zε

: hệ số kể đến sự trùng khớp của răng

4− εa
4 − 1,78
=
= 0,86
3


(bảng 6.21, [II])

: hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp

K Hv = 1 + ν H bd m1 /( 2M 1 K Hβ K Hα )

Trong đó:
với:

ν H = δ H .go .v.

v=

d m1. ( u + 1)
220,7. ( 6 + 1)
= 0,006.61.0,83.
= 5,3
u
6

π .d m1.n1 π .220,7.72
=
= 0,83 m / s
60000
60000

K Hv = 1 +

5,3.90.220,7

σ F 2 = σ F 1YF 2 / YF 1 ≤ [σ F 2 ]

(CT 6.65[II])
(CT 6.66[II])

Trong đó:

M1 = 1826437,5 Nmm
mtm = 5,145 mm

: mômen xoắn trên trục bánh chủ động

: môđun trung bình

b = 229 mm : bề rộng vành răng
d m1 = 220,7 mm
Yβ

: đường kính trung bình của bánh chủ động

: hệ số kể đến độ nghiên của răng

Yβ = 1

: răng thẳng

ε = 1,714 ⇒ Yε =

1
= 0,583


Theo (bảng 6.21, [II])

ν F = δ F .go .v.

K Fβ = 1,13

d m1. ( uc + 1)
220,7. ( 6 + 1)
= 0,016.61.0,9.
= 14,1
uc
6

Trong đó:

δ F = 0,016 (bảng 6.15, [II])
g o = 61

(bảng 6.16, [II])

v = 1,43m / s
K Fv = 1 +

vF .b.d m1
15,7.90.233,78
= 1+
= 1,12
M 1.K F β .K Fv
2266198.1,13.1


σ F1 =

2.2266198.1, 26.0,583.3, 4
= 120,56 Mpa p [ σ F1 ] = 236, 25 Mpa
0,85.90.5, 25.233,78

σ F2 =

σ F 1.YF 2 120,56.3, 4
=
= 113,86 MPa < [σ F 2 ] = 218,75MPa
YF 1
3,6


Vậy thoả điều kiện bền uốn.
IX. Thiết kế bộ truyền đai:
Số liệu:
Công suất:
Pct = 14 KW
Số vòng quay:
nđc = 600 v/p
Tỷ số truyền:
ud = 8,3
Chọn loại đai :
Theo bảng 4.6[3] chọn đai thang
Theo hình 4.22 trang 152 [3] ta chọn loại đai thang B
Từ bảng 4.3 trang 128 [3] ta có các thông số của đai loại B là:
bp = 14 mm

1120
=
= 8,16
d1 (1 − ε ) 140.(1 − 0,02)

Sai lệch so với trước: 3,4%
8. Khoảng cách trục:

2(d1 + d 2 ) ≥ a ≥ 0,55(d1 + d 2 ) + h
⇒ 2.(140 + 1120) ≥ a ≥ 0,55.(140 + 1120) + 10,5
⇒
2520 ≥ a ≥ 703,5
Chọn a = 0,9. d2
=> a = 1008 mm
9. Chiều dài đai:
Công thức 4.4 [3]


π (d1 + d 2 ) (d1 − d 2 )2
L = 2a +
+
2
4a
π .(140 + 1120) (1120 − 140) 2
= 2.1008 +
+
2
4.1008
= 4233, 4(mm)
Theo bảng 4.3 trang 128 [3] Chọn L = 5000mm

= 490 ( mm )
2
2
k = L−

12.

3020,8 + 3020,82 − 8.4902
⇒a=
4
= 1426, 2(mm)
Góc ôm a1 trên bánh đai nhỏ:

α 1 = 180 − 57

( d2 − d1 )

a
= 140,8 ; 2,5rad

= 180 − 57

( 1120 − 140 )
1426

o

13.

Số dây đai z:


L 6 5000
=
= 1,14
LO
2240

6

Pct = 14
[Po ]= 3 KW ( đồ thị 4.21c [3])

Z≥

14
= 3, 27
3.0,95.1,14.1,14.0,95.0,85.1,03

Ta có:
Chọn : Z = 4 đai
X. Tính chọn đường kính trục:

Ta sẽ tính sơ bộ đường kính tại các đoạn trục của trục chính và kiểm nghiệm nó để đảm bảo
nó đủ bền cho điều kiện làm việc.
Chọn vật liệu:thép

C 45 tôi cải thiện

σ b = 750MPa; σ ch = 450MPa


=3
= (123 ÷ 155)
0, 2.[ τ ]
0, 2.(15 ÷ 30)

Ta chọn: d = 160 mm
1 Tính thiết kế trục nằm ngang:
Ta có:

mm


2.T 2.1826437,5
=
= 16551 N
d m1
220,7

Ft1 =

Fr1 = Ft1.tgα .cos δ 1 = 16551.tg 200.cos9,460 = 5942 N
Fa1 = Ft1.tgα .sin δ 1 = 16551.tg 200.sin 9, 460 = 990 N

M a1 = Fa1.d m1 = 990.220,7 = 218493 Nmm
Fr 0 = 1583 N
Trong mặt phẳng Oyz ta có :

∑M

A

∑F

= X A + X B + Ft1 = 0

X

⇒ X A = − Ft1 − X B = − 11714 N
Tại vị trí 1 :

M td =
d1 ≥

3

(M

2
x

+ M 2y + 0,75T 2 ) = 362545 Nmm

M td
= 37, 27 mm
0,1.[ σ ]

Tại vị trí A :

M td =

(M


+ M 2y + 0,75T 2 ) = 478216 Nmm

M td
478216
=3
= 40,9 mm
0,1.[ σ ]
0,1.70

Tại vị trí 0 :

M td =
d0 ≥

3

(M

2
x

+ M 2y + 0,75T 2 ) = 358407 Nmm

M td
358407
=3
= 37,13 mm
0,1.[ σ ]
0,1.70

Trong mặt oyz ta có
Kích thước các đoạn trục 90;1230;330mm

∑M
Dy =

c

= Fr1.540 − M − Dy .1830 = 0

Fr1.540 − M 6625.540 − 772594
=
= 2377 N
1830
1830

Fr1 − C y − Dy = 0 ⇒ C y = Fr1 − Dy = 6625 − 2377 = 4248 N
Trong mặt 0xz ta có

∑M
Dx =

c

= Ft 2 .540 − Dx .1830 = 0

Ft 2 .540 19390.540
=
= 13669 N
1830