Tài liệu đồ án thiết kế trạm dẫn động vít tải vận chuyển than cát khô

Đề án kĩ thuật Thiết kế trạm dẫn động vít tải  ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KTCN Độc lập – Tự do – Hạnh phúc   ĐỀ TÀI ĐỀ ÁN KỸ THUẬT Sinh viên thiết kế: Dương Văn Tú ; Lớp: Hè 2011 Mã số SV: 11510911241 Giáo viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Đình Ngọc Ngày giao đề tài: 19/7/2011 Ngày hoàn thành: 29/9/2011 NỘI DUNG DỀ TÀI Thiết kế trạm dẫn động vít tải vận chuyển than cát khô Số liệu đề tài: Năng suất: Q= 10 tấn/h Vít tải vận chuyên theo phương ngang Chiều dài vận chuyển: L= 10 m Hệ số làm việc / ngày: Kng=2/3 Nội dung cụ thể: Hệ số làm việc / năm: Kn=0.8 Hệ số cản ban đầu: Kbd=1.7 Thời gian phục vụ: 11 năm Tải trọng không đổi,quay 1 chiều - Thiết kế vít tải - Tính chọn hộp giảm tốc theo tiêu chuẩn - Thiết kế bộ truyền ngoài hộp và khớp nối - Thiết kế bu lông nền động cơ - Thiết kế trục vít tải YÊU CẦU THIẾT KẾ 1 - 01 thuyết minh trình bày tính toán thiết kế trên khổ giấy A4 2 - 02 bản vẽ A0, 02 bản vẽ chế tạo A1 3 - 01 file Powpoint trình diễn khi bảo vệ Cán bộ hướng dẫn Trưởng bộ môn Ngày...tháng...năm 2011 T/L Hiệu trưởng (Chủ nhiệm khoa) SVTH: Dương Văn Tú 1 Lớp: LT09CCM01 Đề án kĩ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải NHẬN XÉT CẢU GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... SVTH: Dương Văn Tú 2 Lớp: LT09CCM01 Đề án kĩ thuật Thiết kế trạm dẫn động vít tải  MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU...................................................................................5 DANH MỤC HÌNH ẢNH.....................................................................................6 TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................7 LỜI NÓI ĐẦU.......................................................................................................8 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU....................................................................................9 1.1. Giới thiệu về hệ dẫn động vít tải cát khô....................................................9 1.2. Mục tiêu thiết kế.......................................................................................12 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÍT TẢI..............................................15 2.1. Kết cấu của vít tải....................................................................................15 2.1. Tính toán vít tải........................................................................................18 2.1.1. Xác định đường kính vít tải...............................................................18 2.1.2. Tính số vòng quay của vít tải.............................................................19 2.1.3. Xác định công suất trên vít tải...........................................................19 2.1.4. Xác định momen xoắn trên vít tải......................................................20 2.1.5. Xác định lực dọc trục trên vít tải.......................................................20 CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG....................................22 3.1. Chọn loại hộp giảm tốc............................................................................22 3.2. Chọn động cơ điện....................................................................................24 3.2.1. Chọn kiểu loại động cơ.....................................................................24 3.2.2. Chọn công suất động cơ.....................................................................25 3.3. Chọn tốc độ đồng bộ của động cơ............................................................26 3.4. Chọn động cơ thực tế...............................................................................26 3.5. Kiểm tra điều kiện mở máy và điều kiện quá tải cho động cơ.................27 CHƯƠNG IV:TÍNH TOÁN CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG TRÊN MÁY29 4.1. Tính chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn..........................................................29 4.1.1. Tính chọn hộp giảm tốc theo tiêu chuẩn có sẵn................................29 4.2. Phân phối tỷ số truyền..............................................................................30 4.2.1. Xác định tỉ số truyền u của hệ dẫn động.........................................30 4.2.2. Phân tỉ số truyền cho các bộ truyền trong hộp và ngoài hộp...........30 4.3. Tính các thông số trên trục.......................................................................31 4.3.1. Tính công suất trên các trục..............................................................31 4.3.2. Tính số vòng quay trên các trục........................................................31 4.3.3. Tính mômen xoắn trên các trục.........................................................32 4.4. Thiết kế bộ truyền ngoài hộp....................................................................33 4.4.1. Chọn loại đai phù hợp với khả năng làm việc...................................34 4.4.2. Xác định đường kính đai nhỏ............................................................34 4.4.3. Xác định đường kính đai lớn.............................................................35 4.4.4. Xác định khoảng cách giữa hai trục bánh đai và chiều dài của đai. 35 4.4.5. Tính góc ôm đai 1............................................................................37 4.4.6. Xác định số đai z..............................................................................37 4.4.7. Tính chiều rộng của bánh đai (B).....................................................38 4.4.8. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục.........................38 4.5. Tính chọn khớp nối..................................................................................38 SVTH: Dương Văn Tú 3 Lớp: LT09CCM01 Đề án kĩ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải 4.5.1. Tính toán sơ bộ đường kính trục tại các vị trí lắp khớp nối..............40 4.5.2. Chọn khớp nối tiêu chuẩn.................................................................40 4.5.3. Kiểm nghiệm điều kiện bền...............................................................41 CHƯƠNG V: TÍNH VÀ KIỂM NGHIỆM CÁC CHI TIẾT TRONG HỘP.......43 5.1. Kiểm nghiệm cho các bộ truyền bánh răng..............................................43 5.1.1. Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng cấp nhanh..................................43 5.1.2. Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng cấp chậm....................................51 5.2. Đề xuất vật liệu bộ truyền bánh răng cấp nhanh......................................58 5.2.1. Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc........................................................60 5.1.2. Kiểm nghiệm về độ bền uốn..............................................................62 5.1.3. Kiểm nghiệm răng về quá tải............................................................64 5.3. TÍNH VÀ KIỂM NGHIỆM TRỤC..........................................................65 5.3.1. Xác định các kích thước cơ bản của trục..........................................65 * Vật liệu chế tạo trục.................................................................................65 5.3.2. Định kết cấu cho các trục và tính toán kiểm nghiệm trục.................66 5.4. Tính toán thiết kế các phần tử của thiết bị vận chuyển /máy công tác.....85 5.4.1. Tính toán thiết kế bu lông nền động cơ.............................................85 5.5. Tính toán trục vít......................................................................................87 5.5.1. Công suất cần thiết của vít xoắn.......................................................87 5.5.2. Momen xoắn trên trục vít.................................................................87 5.5.3 Lực dọc trục vít...................................................................................87 5.5.4. Tải trọng ngang tác dụng lên trục vít đặt giữa 2 gối đỡ...................87 5.5.5. Sơ đồ tải trọng tác dụng lên trục vít..................................................87 5.5.6. Tính toán và chọn đường kính vít theo điều kiện bền........................92 5.5.7. Kiểm tra trục vít có xét đến sự ảnh hưởng của Nz.............................93 5.5.8. Kiểm tra trục vít theo hệ số an toàn cho phép...................................94 5.5.9. Khai triển hình gò của cánh xoắn vít tải............................................96 PHẦN VI: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ...............................................................97 6.1. Kết luận....................................................................................................97 6.2. Đề nghị.....................................................................................................97 SVTH: Dương Văn Tú 4 Lớp: LT09CCM01 Đề án kĩ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải DANH MỤC BẢNG BIỂU 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 SVTH: Dương Văn Tú 5 Lớp: LT09CCM01 Đề án kĩ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải 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 Hình 5.7 Biểu đồ mo men trục III ..................................................................81 Hình 5.8 Sơ đồ tính toán bu lông ...................................................................85 Hình 5.9 Biểu đồ mô men xoắn ......................................................................88 Hình 5.10 Sơ đồ tải trọng dọc ........................................................................89 Hình 5.11 Sơ đồ tải trọng ngang ....................................................................89 Hình 5.12 Sơ đồ hệ dầm cơ bản .....................................................................90 Hình 5.13 Sơ đồ tính mô men ........................................................................91 Hình 5.14 Biểu đồ mô men hệ cơ bản ............................................................92 SVTH: Dương Văn Tú 6 Lớp: LT09CCM01 Đề án kĩ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Vũ Ngọc pi Tính toán thiết kế vít tải [2] Vũ Ngọc Pi Hộp giảm tốc tiêu chuẩn [3] Trịnh Chất , Lê Văn Uyển Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí ( Tập 1) Nhà xuất bản Giáo dục 2005 [4] Trịnh Chất , Lê Văn Uyển Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí ( Tập 2) Nhà xuất bản Giáo dục 1999 [5] Trần Văn Phong Thiết kế bánh vít [6] Văn Tiến_04cc - ĐH Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh Máy trộn PSV SVTH: Dương Văn Tú 7 Lớp: LT09CCM01 Đề án kĩ thuật Thiết kế trạm dẫn động vít tải  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! Thái Nguyên , Ngày 30 tháng 09 năm 2011 Sinh viên thực hiên : Dương Văn Tú SVTH: Dương Văn Tú 8 Lớp: LT09CCM01 Đề án kĩ thuật Thiết kế trạm dẫn động vít tải  CHƯƠNG I GIỚI THIỆU . Mục đích: Chương I nhằm mục đích giới thiệu cho chúng ta nắm được cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm… của hệ thống dẫn động vít tải cát khô. 1.1. Giới thiệu về hệ dẫn động vít tải cát khô Vít tải là máy vận chuyển vật liệu rời chủ yếu theo phương nằm ngang. Ngoài ra vít tải có thể dùng để vận chuyển lên cao với góc nghiêng có thể lên tới 90 0, tuy nhiên góc nghiêng càng lớn hiệu suất vận chuyển càng thấp. Vít tải thuộc nhóm máy chuyển liên tục không có bộ phận kéo. Bộ phận công tác của vít tải là vít cánh xoắn chuyển động quay trong một vỏ kín tiết diện tròn ở dưới. Khi vít chuyển động, cánh vít đẩy vật liệu di chuyển trong vỏ. Vật liệu chuyển động không bám vào cánh xoắn là nhờ trọng lượng của nó và lực ma sát giữa vật liệu và vỏ máng, do đó vật liệu chuyển động trong máng theo nguyên lý truyền động vít-đai ốc. Vít tải có thể có một cánh xoắn hoặc nhiều cánh xoắn, với nhiều cánh xoắn thì vật liệu chuyển động êm hơn. Chất tải cho vít tải qua lỗ 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: 9 8 7 5 6 4 3 10000 10 1500 750 A 1500 1500 1500 240 205 B 335 164 C 380 D 300 G A 11 B 45 70 105 30 60 250 85 C 2545 2500 D E 205 250 3000 544 2500 15 2500 14 2500 13 1119 12 Hình 1.1. Hệ thống vít tải nằm ngang SVTH: Dương Văn Tú 9 Lớp: LT09CCM01 2 Đề án kĩ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải 1 - Động cơ 2 – Bộ truyền đai dẹt 3 - Hộp giảm tốc 4 – Khớp nối 5 - Gối đỡ đầu 6 - Gối đỡ trung gian 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. SVTH: Dương Văn Tú  10  Lớp: LT09CCM01 Đề án kĩ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải - Trong quá trình vận chuyển vật liệu bị đảo trộn mạnh và một phần bị nghiền nát ở khe hở giữa cánh vít và máng, chóng mòn cánh xoắn và máng khi vận chuyển vật liệu cứng và sắc cạnh. Ngoài ra nếu quãng đường vận chuyển dài, vật liệu có thể bị phân lớp theo khối lượng riêng. - Năng lượng tiêu tốn trên đơn vị nguyên liệu vận chuyển lớn hơn so với các máy khác. Mặc dù có những nhược điểm như vậy, vít tải vẫn được dùng rộng rãi trong các nhà máy xi măng, các nhà máy tuyển khoáng hoặc trong các xí nghiệp hoá chất. Hình 1.2- Cấu tạo vít tải nằm ngang - Vít tải thường được chia làm 2 loại theo phương vận chuyển vật liệu: + Vít tải nằm ngang + Vít tải thẳng đứng - Theo hình dạng cánh xoắn ta phân loại vít tải ra thành: + Loại cánh xoắn liên tục liền trục + Loại cánh xoắn liên tục không liền trục SVTH: Dương Văn Tú  11  Lớp: LT09CCM01 Đề án kĩ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải + Loại cánh xoắn dạng lá. Vít tải cánh xoắn liên tục liền trục dùng để vận chuyển vật liệu dạng bột khô, có kích thước nhỏ hay trung bình. Loại cánh xoắn này không cho vật liệu chuyển động ngựơc lại, do đó khi cùng vận tốc quay và đường kính vít xoắn, năng suất của nó đạt cao hơn các loại khác. Vít tải liên tục không liền trục dùng để vận chuyển vật liệu dạng hạt có kích thước lớn, hoặc vật liệu dính. Vít tải loại cánh xoắn dạng lá dùng cho vật liệu kết dính, hoặc khi cần kết hợp quá trình trộn khi vận chuyển vật liệu. Qua phân tích trên ta thấy loại vít tải nằm ngang có cánh xoắn liên tục liền trục là phù hợp với đề tài thiết kế nên chọn loại này. 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 SVTH: Dương Văn Tú  12  Lớp: LT09CCM01 Đề án kĩ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải 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. - Bảo dưỡng: Nhất thiết phải lập kế hoạch kiểm tra toàn bộ vít tải để đảm bảo vít tải hoạt động liên tục, tránh sự cố bất ngờ xảy ra. Đảm bảo không gian xung quanh vít tải luôn gọn gàng không gây cản trở cho quá trình vận hành. + Dừng vít tải và ngắt nguồn điện, khóa hệ thống điều khiển trước khi tiến hành bảo trì và sửa chữa vít tải. + Làm sạch vít tải: Trong quá trình làm việc, vít tải chuyên trở các loại hạt nhỏ, mịn vì thế liệu thường bám dính trên thân vít, trục vít và các bánh vít. Do đó để đảm bảo năng suất ta phải thường xuyên làm sạch vít tải + Kiểm tra các bulong lắp ghép: + Kiểm tra thân vít tải, trục vít và bánh vít: Thân vít, trục vít và cánh vít là những bộ phận luôn tiếp xúc với liệu, khi hoạt động thì liệu trượt dọc theo chiều dài vít gây mòn vì vậy cần kiểm tra và phát hiện sớm để thay thế thân vít tải khi cần thiết, cần thay thế thân vít tải khi thấy vít tải mòn quá 2/3 chiều dầy. + Bôi trơn: Ổ bi cần được bôi trơn theo định kỳ để tăng tuổi thọ làm việc cho vít tải - Tiết kiệm: So với băng tải thì vít tải nhỏ gọn hơn do đó chi phí ban đầu ít. - An toàn: Vít tải hay những bộ phận đi kèm nó luôn phải có những thiết bị an toàn để bảo vệ cho người sử dụng. Tất cả các bộ phận của vít tải cần được che SVTH: Dương Văn Tú  13  Lớp: LT09CCM01 Đề án kĩ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải chắn để đảm bảo an toàn cho người sử dụng và thiết bị xung quanh. . Kết luận: Ta thấy hệ thống dẫn động vít tải có rất nhiều ưu điểm, do đó nó được sử dụng rất nhiều trong thực tế để vận chuyển các loại vật liệu. Sau khi nắm được cấu tạo, ưu nhược điểm của hệ thống dẫn động vít tải, chúng ta sẽ đi thiết kế vít tải. Vấn đề này sẽ được giải quyết trong chương II. CHƯƠNG II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÍT TẢI SVTH: Dương Văn Tú  14  Lớp: LT09CCM01 Đề án kĩ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải . Mục đích: Chương II giúp chúng ta hiểu được kết cấu, xác định được đường kính vít tải, năng suất , công suất, momen xoắn và lực vòng trên vít tải… 2.1. Kết cấu của vít tải Kết cấu của vít tải cố định công dụng chung phải thoả mãn các yêu cầu sau: Thuận tiện cho việc kiểm tra xem xét, bôi trơn các bộ phận quay dễ dàng, tháo lắp bộ phận dẫn động và vit xoắn độc lập với nhau. các chi tiết và các bộ phận của vít tải phải đảm bảo tính đổi lẫn. - Vật liệu dùng để chế tạo vít xoắn và máng của vít tải là: + Nếu vít tải dùng để vận chuyển các vật liệu gây gỉ thì phải chế tạo bằng cácloại thép chống gỉ. + Nếu vít tải dùng để vận chuyển vật liệu cứng sắc cạnh phải chế tạo bằng các loại thép bền mòn. + Nếu dùng để vận tải các vật liệu nóng trên 2000 phải chế tạo bằng gang hoặc thép lá. - Vít tải: Là vít xoắn dùng để đẩy vật liệu chuyển động dọc theo máng. Hình dạng và kết cấu của cánh xoắn phụ thuộc vào mục đích sử dụng để vận chuyển các loại vật liệu khác nhau. Vít xoắn gồm nhiều đoạn vít nối với nhau, chiều dài mỗi đoạn không quá 3m. Mỗi đoạn vít xoắn gồm có trục và cánh xoắn hàn với trục. Cánh xoắn gồm nhiều đoạn hàn với nhau chiều dài mỗi đoạn bằng một bước xoắn. Người ta chế tạo cánh xoắn bằng cách dập. Trục vít xoắn được chế tạo từ thép ống, đầu mỗi đoạn ống có hàn một mặt bích bằng thép có các lỗ để bắt với các mặt bích của ổ treo trung gian. Hình dạng và kết cấu của cánh xoắn phụ thuộc vào mục đích sử dụng để vận chuyển các loại vật liệu khác nhau. Dựa vào tính chất vật liệu vận chuyển người ta sử dụng các loại vít xoắn: 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. SVTH: Dương Văn Tú  15  Lớp: LT09CCM01 Đề án kĩ thuật Thiết kế trạm dẫn động vít tải  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  = 0,150,3 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 t d D Hình 2.1. Các dạng vít tải: a- vít có cánh xoắn liền trục, b- vít có cánh xoắn liên tục không liền trục, c- Vít dạng lá liên tục, c- Vít có cánh xoắn dạng lá không liên tục. Sơ đồ vận chuyển: e- Sang trái, f- Sang phải, g- Đẩy sang hai phía, h- Dồn vào giữa. k- Hệ số điền đầy vít tải Kích thước của trục vít xoắn và bước xoắn vít thường được tiêu chuẩn hoá: Đường kính d = 100 đến 320 mm, bước xoắn từ 80 đến 320 mm. Theo tiêu chuẩn trên bước xoắn thường bằng 0,8 đến 1 lần đường kính cánh xoắn. Tốc độ quay thường từ 10 300 vòng/ phút. Trên hình 1.4 e  h là sơ đồ hướng vận chuyển vật liêu: Vận chuyển sang trái, sang phải, phân sang hai phía, hai đầu dồn vào giữa. Trong trường hợp vận chuyển vật liệu dính, ẩm người ta sử dụng vít có hai cánh xoắn hay còn gọi là vít kép. Loại này thích hợp trong vận chuyển vữa bê tông hoặc bột than. t  Đối với vít tải đặt đứng thường vận chuyển vật liệu tơi vụn. ở đây sử dụng cánh xoắn d' N liên tục liền trục, trong quá trình Hình 2.2. Xác định kích thước vít b ' vận chuyển có xuất hiện ma sát D xoắn: a- Tạo cánh xoắn và trục, b- Triển giữa vật liệu và cánh xoắn. Dưới khai góc nâng theo đường kính ngoài, c kính tác dụng của lực ly tâm, vật liệu a) Triển khai góc nâng theo đường áp sát vào thành máng và bị vỏ trong máy hãm chuyển động quay lại D  và nhờ cánh xoắn đẩy nâng vật D- 2  liệu đè lên trong máng. Muốn D = cos  vật liệu không có chuyển động D quay khi ra đến thành máng thì b) lực ly tâm phải lớn. Vì vậy vít d  c) a' co s  =  16  t d' - d ' 2   SVTH: Dương Văn Tú d Lớp: LT09CCM01 P Đề án kĩ thuật Thiết kế trạm dẫn động vít tải  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. - 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 Hình 2.3. Máng vít tải 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 SVTH: Dương Văn Tú  17  Lớp: LT09CCM01 Đề án kĩ thuật Thiết kế trạm dẫn động vít tải  2.1.1. Xác định đường kính vít tải Năng suất của vít tải Qt (tấn/h) được xác định theo công thức sau: Qt = (60..D2. P . n .  . KC . Kn)/4 (tấn/h). (2.1) Trong đó: D: đường kính vít tải (m) P: Bước vít tải (m) P = 0.8D : khối lượng riêng của vật liệu vận chuyển(tấn/m 3). Với vật liệu là xi măng, có :  = 1.4  1.65 (tấn/ m 3 ). Chọn  = 1.5 (tấn/ m 3 ). n: Số vòng quay vít tải (vòng/ph). n = Kv/ D với: KV: hệ số phụ thuộc vật liệu.Với vật liệu cát là vật liệu nặng, sắc cạnh, có : K v 30 KC: Hệ số chất đồng tiết diện máng, phụ thuộc vật liệu. Vật liệu nặng sắc cạnh có: KC= 0.125 Kn: hệ số phụ thuộc góc nghiêng  (độ) của vít tải Kn = 1 khi  = 0 0 ( vít tải nằm ngang). Thay vào (2.1) ta có:   Qt D=    (37, 7. .Kv.Kc.Kn)  2/5   Q    (37,7.K v .K c .K n )  2/5 10      37,7.1,5.30.0,125.1  2/5 0, 294m với (Q=10 tấn/h). Theo dãy số quy chuẩn của đường kính số vít tải ta chọn: 100;125; 150; 160; 200; 250; 300; 320 [1] Chọn D = 300 (mm) Theo [6] trang 14 với D= 300 (mm) chọn khe hở giữa cánh vít và máng vít  5( mm) 2.1.2. Tính số vòng quay của vít tải SVTH: Dương Văn Tú  18  Lớp: LT09CCM01 Đề án kĩ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải Ta có công thức xác định số vòng quay của vít tải theo đường kính vít tải như sau: n= Chọn Kv 30  = 54,77 (vòng /ph). D 0,32 nv = 55 (vòng /ph) 2.1.3. Xác định công suất trên vít tải Đối với vít tải nằm ngang, công suất trên trục vít tải được xác định theo công thức sau: P = Co . QL 360 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) Co: hệ số lực cản ma sát với vật liệu vận chuyển là cát khô có Co = 4.0 Vậy: P = 4,0. 10.10 = 1,1(kw) 360 2.1.4. Xác định momen xoắn trên vít tải p 1,1 6 nv 6 Tv = 9,55 . 10 = 9,55 . 10 . 55 = 191000(Nmm) Có : [T] = 100 000 (Nm) = 100 000. 10 3 (Nmm) (Tra trong TCLX 2037 - 65 hoặc TCLX 2037 - 75) Vậy : Điều kiện Tv  [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: Fav = Tv [ R.tg (   )] (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). SVTH: Dương Văn Tú  19  Lớp: LT09CCM01 Đề án kĩ thuật  Thiết kế trạm dẫn động vít tải Chọn R = 100  - Góc nâng của đường xoắn vít (độ) xác định theo công thức: tg = P 2 .R p - Bước vít tải (mm) p = 0,8 D = 0,8.300 = 240 (mm) 240  tg = 2.3,14.100 = 0,382 =>  = 20,90 : Góc ma sát của vật liệu vận chuyển với cánh vít (độ) tg = f Với: f - Hệ số ma sát của vật liệu vận chuyển với cánh vít . Với vật liệu vận chuyển là cát khô có f = 0,8 ; =>  = arctg0,8 = 38,65 0 Thay vào (2.2) ta có : 191000 Fav  1122,832( N ) 100.tg (20,90  38, 650 ) . Kết luận: Ta thấy sau khi xác định được đường kính vít tải ta xác định được momen xoắn trên vít tải thỏa mãn điều kiện cho phép. Như vậy vít tải đảm bảo momen xoắn trong quá trình làm việc. Sau khi thiết kế được vít tải ta tiến hành tính toán hệ thống dẫn động và công việc này sẽ được thực hiện trong chương III. SVTH: Dương Văn Tú  20  Lớp: LT09CCM01