Thiết kế băng con lăn truyền động bằng bánh răng

Thiết kế môn học máy vận chuyển liên tục GVHD Nguyễn Văn Hùng
THIẾT KẾ BĂNG CON LĂN TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG

SVTK Trần Quốc Khánh
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP – HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ
----oOo----
 
NHIỆM VỤ THƯ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Môn học: MÁY VẬN CHUYỂN LIÊN TỤC
Đề tài : THIẾT KẾ BĂNG CON LĂN TRUYỀN ĐỘNG BẰNG BÁNH RĂNG
Cho các thông số ban đầu của hệ :
Chiều dài băng (m) Khối lượng một hòm
hàng (kg)
Năng suất khối lượng
của băng(
)
h
T
Kích thướt của khối
hàng (mm)
35 30 80 500x500
Nhiệm vụ thiết kế :
• Phần thiết minh : Một bản thiết minh tính toán các thông số cần thiết của bộ truyền băng con
lăn truyền động bằng bánh răng
• Phần bản vẽ:
1. 01 bản vẽ tổng thể khổ Ao
2. 01 bản vẽ chi tiết bộ truyền động khổ Ao

Sinh viên thiết kế: Trần Quốc Khánh Lớp : XD03

Mã số sinh viên: XD03024 Ngành : Cơ giới hoá xếp dỡ
Ngày giao đề: 24 tháng 9 năm 2006 Ngày nộp đồ án: 20 tháng 12 năm 2006


Chủ nhiệm bộ môn Giáo viên hướng dẫn


Nguyễn Văn Hùng
Thành phố Hồ Chí Minh tháng 11 năm 2006

Thiết kế môn học máy vận chuyển liên tục GVHD Nguyễn Văn Hùng
Lời mở đầu
Trong quá trình sản xuất ở các xí nghiệp công nghiệp, máy chuyển đóng
vai trò quan trọng trong quy trình công nghệ sản xuất liên tục hoặc sản xuất
độc lập. Máy chuyển thực hiện các công đoạn trung gian nhằm chuyển tải các
sản phẩm theo quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp. Các máy chuyển có
thể lắp đặt và vận hành trong các nhà máy cơ khí, trên các bến cảng, các công
trường và trong các xí nghiệp mỏ. Căn cứ vào nhu cầu sản xuất mà chúng có
thể khác nhau.
Theo công dụng, có thể chia máy chuyển thành hai loại: máy chuyển liên
tục và máy chuyển theo chu kỳ.Tùy theo tính chất vật liệu chuyển và điều kiện
làm việc của máy mà có những yêu cầu riêng biệt đối với từng loại máy
chuyển.
Từ những yêu cầu đặc biệt của điều kiện làm việc đối với máy chuyển dẫn
tới thay đổi kết cấu, kích thước hình học của máy, lựa chọn vật liệu nâng cao
vật liệu chế tạo, nâng cao độ cứng vững của máy,độ tin cậy của máy và tính an
toàn cao trong quá trình vận hành. Vật liệu được chuyên chở trên các máy
chuyển có thể ở thể rời hoặc vật liệu đònh hình dưới những hình dạng kích
thước khác nhau: vật liệu rời như đất, đá than, quặng, cát, các loại vật liệu xây
dựng khác nhau; vật liệu đã được đònh hình như: các phôi liệu dùng trong nhà

máy chế tạo, các chi tiết máy thành phẩm, các vật liệu được đóng thành bao
gói như xi măng bao, bột, gạch, ngói. Trong phần thiết kế này, em chỉ trình bày
quá trình làm việc, cũng như kết cấu của băng con lăn truyền động bằng bánh
răng vận chuyển hàng hòm. Hiện nay, loại băng này được sử dụng rất phổ biến
trong các nhà máy sản xuất nước giải khát, các bến cảng,… nói riêng và các xí
nghiệp, công xưởng trong quá trình vận chuyển khâu cuối cùng của giai đoạn
thành phẩm đóng vào thùng để xuất.
Trong quá trình thiết kế, còn nhiều sai xót em kính mong quý Thầy Cô
hướng dẫn chỉ bảo thêm. Em xin chân thành cảm ơn.
SVTK Trần Quốc Khánh
Thiết kế môn học máy vận chuyển liên tục GVHD Nguyễn Văn Hùng
PHẦN I : GIỚI THIỆU SƠ LƯC
VỀ BĂNG CON LĂN
I. Khái niệm:
Băng con lăn là loại máy vận chuyển có bộ phận mang hàng là con lăn
được truyền chuyển động nhờ bộ truyền xích hay bộ truyền bánh răng.
Băng con lăn được sử dụng để vận chuyển hàng kiện, hàng hòm, hàng có
hình dáng dài. Khung đỡ của băng con lăn được bố trí thành hàng dài, thẳng
hàng nhau hoặc theo tuyến cong.
Khoảng cách giữa các con lăn được bố trí sao cho nó phải ở dưới vật liệu ít
nhất ba con lăn.
• Ưu điểm:
+ Băng con lăn có độ bền và độ cứng lớn. Nó cho phép vận chuyển hàng
hòm lớn, nặng.
+ Băng con lăn truyền động bằng bánh răng có kích thước nhỏ gọn, làm
việc tin cậy.
+ Có thể vận chuyển hàng theo tuyến thẳng hoặc tuyến cong.
+ Có kết cấu đơn giản, thuận tiện cho việc chất tải và dỡ tải.
• Nhược điểm:
+ Trong băng con lăn có nhiều con lăn và bánh răng nên đòi hỏi phải chăm

sóc và bảo dưỡng thường xuyên, do đó chi phí vân hành lớn.
+ Băng con lăn truyền động bằng bánh răng rất nhạy cảm với sự không cân
bằng giữa các trục.
II. Cấu tạo và phân loại:
1. Cấu tạo:
Băng con lăn bao gồm các con lăn xếp cạnh nhau trên một cung băng. Các
con lăn được truyền động từ độâng cơ qua hộp giảm tốc tới trục truyền và
truyền chuyển động qua các cặp bánh răng nón hoặc xích và đóa xích.
2. Phân loại:
a. Theo truyền động:
+ Băng con lăn truyền động.
+ Băng con lăn không truyền động.
b. Theo mức độ cơ động của băng:
+ Băng con lăn cố đònh.
+ Băng con lăn di động.
c. Theo hướng vận chuyển:
SVTK Trần Quốc Khánh
Thiết kế môn học máy vận chuyển liên tục GVHD Nguyễn Văn Hùng
+ Băng con lăn thẳng.
+ Băng con lăn cong.
+ Băng con lăn nghiêng.
+ Băng con lăn hình xoắn ốc.
d. Theo cấu tạo của khung băng:
+ Băng con lăn khung liền.
+ Băng con lăn khung gián đoạn.
SVTK Trần Quốc Khánh
Thiết kế môn học máy vận chuyển liên tục GVHD Nguyễn Văn Hùng
PHẦN II: TÍNH TOÁN BĂNG CON LĂN
I. Tính toán, lựa chọn các thông số cơ bản:
1. Các số liệu ban đầu:

_ Hàng vận chuyển: Hàng hòm.
_ Khối lượng: G = 30Kg/1 hòm.
_ Năng suất khối lượng của băng:Q = 80T/h
_Chiều dài vận chuyển của băng: L =35 m
_ Kích thước của khối hàng:500x500 mm.
2. Cấu tạo và sơ đồ động cơ cấu truyền động:

1- Động cơ.
2- Khớp nối.
3- Hộp giảm tốc.
4- Bánh răng chủ động
5- Bánh răng bò động.
6- Con lăn.
7- Ổ đỡ.

1
3
2
5
7
4
6
3. Tính toán lựa chọn các thông số cơ bản:
a)Kích thước hình học của con lăn:
• Chiều dài con lăn: l =600(ấy rộng hơn chiều rộng hàng 100mm)
SVTK Trần Quốc Khánh
Thiết kế môn học máy vận chuyển liên tục GVHD Nguyễn Văn Hùng
• Đường kính con lăn: D =80m(chọn theo bảng 10.2 “TTMNC” )
• Khối lượng một con lăn: P = 6kg (chọn theo bảng 10.4 “TTMNC” )
• Đường kính ngõng trục con lăn :d = (0.2÷0.25)D , lấy d = 0.25D = 20mm

b)Năng suất khối lượng của băng:
Q = z.G
Với: _ z = 80 chiếc/giờ: năng suất tính theo chiếc.
_ G = 30 Kg: khối lượng 1 chiếc hàng.
=> Q = 80x30 = 2400( Kg/h )
Q = 2.4 ( T/h )
c) bước hàng(t
h
)
Theo công thức 10-1 “ TTMT ”:
Trong đó : _ v : tốc độ chuyển động của hàng (m/s ).chon 0,36m/s
_ t
h
: khoảng cách giữa các khối hàng ( bước hàng ) ( m )ơc1
Vậy bước hàng:
t
m
Q
Gv
t
h
2,16
4,2
30.36,0.6,3..6,3
===
d) Tính bước con lăn:
Với: _ l
h
: chiều dài của khối hàng, l
h

= 0,5 (m).
_ Z’= 3: số con lăn đỡ một khối hàng.
=>
e)Tính số con lăn trên băng truyền động
Từ công thức 10.5 “ TTMNC “, ta có:
L = 35 m: chiều dài băng.
=>
210
1667.0
35
==n
(con lăn)
f) Số hàng đồng thời nằm trên băng: [ công thức 10.3 “TTMNC “ ]:
SVTK Trần Quốc Khánh
h
t
G
v..6,3
=
Q
'Z
l
t
h
c
=
)(667,0
3
5,0
mt

c
==
c
t
L
n
=
Thiết kế môn học máy vận chuyển liên tục GVHD Nguyễn Văn Hùng
7
35
3600
.
0
==
v
Lz
z
=5

vậy z
0
= 5 (chiếc )
II. Tính toán bộ truyền động:
1. Lực cản chuyển động của tất cả các khối hàng nằn trên băng
[Công thức 10.8 “ TTMNC “]:

Trong đó: _ f: Hệ số ma sát của hàng trên con lăn. f phụ thuộc vào vật liệu
của hàng, ta chọn f = 0,1.
_ D: Đường kính con lăn, D =8 (cm)
_ p: khối lượng một con lăn p = 6 (Kg).

_ µ số ma sát ở ngõng trục con lăn. Theo bảng 10.5 “TTMNC”,
với chế độ làm việc trung bình ta chọn µ = 0.04
_ d: đường kính ngõng trục con lăn.
d = 1.9 cm.
Vậy:
W =29,1(KG)
2. Tính chọn kiểm tra động cơ điện :
a. Xác đònh công suất động cơ truyền động của băng:
Công suất tónh yêu cầu đối với động cơ điện [ Công thức 10.9 “TTMNC"]:

N
t
= 0,1(Kw)
Công suất cần thiết của động cơ [ công thức 6.15 “TTMNC” ]:
Trong đó : _ k: hệ số dự trữ độ bền, k = 1,2
_η : hiệu suất bộ truyền từ động cơ đến con lăn.
η = η
1
. η
2

+ η
1
= 0,96 : hiệu suất của hộp giảm tốc.
+ η
2
= 0,94 : hiệu suất của bộ truyền bánh răng hở
=> η = 0,96 . 0,94 = 0,9
Vậy:
SVTK Trần Quốc Khánh

D
.d
p.n.
d
2.f
G.Z W
0
µµ
+






+=
D
d.
µ
÷
8
0.04x2
6x210
2
2x0.1
30x2.6 W
+







+=
8
204.0 x
1.0
===
102
29,1x0.36
102
W.v
N
t
η
t
Nk
N
.
0
=
Thiết kế môn học máy vận chuyển liên tục GVHD Nguyễn Văn Hùng

9.0
2,1.1,0
0
=N
=0,13(Kw)

b. Chọn động cơ:

Chọn chế độ làm việc trung bình CĐ = 25%.
Tương ứng với chế độ này, tra bảng 2P “TKCTM” ta chọn đông cơ điện
A02(A0π
2
)11-6, có các đặc tính sau:
_ Công suất đònh mức :N
đc
= 0,4 Kw
_ Số vòng quay đònh mức : n
đc
= 910 vg/ph
_ Hiệu suất động cơ : 68%
_ Đường kính trục động cơ: 18 mm
_ Khối lượng động cơ: 15Kg
Các kích thước chính cuả động cơ điện A02(A0π
2
)11-4:
Kích thước ( mm )
L B
1
B
5
H l
3
l 2C 2C
2
d d
4
h b t
1

298 183 94 188 56 40 140 100 18 9 90 5 20
Hình vẽ [ Bảng 8P “TKCTM”]:
Kiểm tra động cơ khi quá tải đột ngột:
+ Thời gian mở máy của động cơ:
Theo công thức 1-57 [TTMNC] :
SVTK Trần Quốc Khánh
d
qd
kd
M
nGD
t
.375
.)(
2
=
Thiết kế môn học máy vận chuyển liên tục GVHD Nguyễn Văn Hùng
Trong đó:
(GD)
qd
2
= 0,65 Kg.m
2
: Momen đà tương đương của hệ thống cơ cấu, quy
đổi tới trục động cơ [bảng 1.10 TTMNC].
n= 1350 vg/ph : số vòng quay của trục động cơ.
Momen dư của động cơ( công thức 1-58 TTMNC ):
Md= M
kdTB
– M

T
Momen khởi động trung bình của động cơ:
M
T
= 0:momen tónh của cơ cấu trên trục động cơ (công thức 1.18 [TTMNC] ),
do động cơ làm việc ở trạng thái tónh,lực cản ổn đònh:
 M
d
= 2,465 KG.m
Vậy :

3. Chọn khớp nối:
Momen đònh mức của động cơ [ công thức 1.62 “TTMNC” ]:
M
đm
= 0.43(KG.m )
N
đm
công suất đònh mức của động cơ
n-tốc độ quay dònh mức của động cơ
Momen tính toán để chọn khớp nối [công thức 16-5 “TTMNC” ]:
M
k
= M
đm
. k
1
.k
2
Trong đó: _ k

1
:hệ số tính đến mức độ quan trọng của cơ. Tra bảng 1-21
“TTMT”, ta chọn k
1
= 1,2.
_ k
2
: hệ số tính đến chế độ làm việc của cơ cấu. Tra bảng
1-21 “TTMT”, chọn k
2
= 1,2.
Vậy: M
k
= 0.57.1,2.1,2 = 0.82 (Kg.m)
Theo bảng III-36 “TTMNC”, chọn khớp trục đàn hồi, có các kích thước cơ
bản [bảng III-36(I)]:
D
mm
D
1
mm
l
mm
l
k
mm
d
mm
d
k

mm
L
mm
Momen đà
Kg.m
500 290 150 130 70 85.5 210 20
Khối lượng lớn nhất của khớp : m = 175 Kg
SVTK Trần Quốc Khánh
).(43.0
975
mKG
nM
N
dm
dm
===⇒=
910
0.4
975.
n
N
975. M
đc
đc
đm
mKGMM
dmkdTB
.465,27,1.
2
1,18,1

.
2
minmax
=
+
=
+
=
ϕϕ
)(64,0
465,2.375
910.65,0
st
kd
==
Thiết kế môn học máy vận chuyển liên tục GVHD Nguyễn Văn Hùng
Hình vẽ:

4. Tính chọn hộp giảm tốc:
Tốc độ quay của con lăn để đảm bảo tốc độ vận chuyển hàng [ công thức
6-16 “TKMNC” ]:
86
n
cl
= 86 (vg/ph)
Tỉ số truyền chung của bộ truyền động:
Với n
đc
= 910 vg/ph , ta chọn loại hộp giảm tốc có tốc độ quay của trục
quay nhanh n = 1000 vg/ph.

Căn cứ vào yêu cầu của tỉ số truyền của bộ truyền động, theo bảng III-23
“TTMNC”, đối với chế độ làm việc trung bình và tốc độ quay của trục quay
nhanh
SVTK Trần Quốc Khánh
===
0.08 3.14x
60x0,36

.D
60.v
n
cl
π
10,6
86
910

n
n
i
cl
đc
===