Tính toán băng vít

SVTH:Trương Công Hiển GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng
TÍNH TOÁN BĂNG VÍT
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU VỀ BĂNG VÍT
1.1. Giới thiệu
Băng vít là loại máy vận chuyển liên tục, không có bộ phận kéo. Bộ
phân công tác của băng vít là vít cánh xoắn chuyển động quay trong vỏ
kín có tiết diện phía dưới hình bán nguyệt. Khi vít chuyển động cánh
xoắn đẩy vật liệu di chuyển trong vỏ, băng vít thường được dùng vận
chuyển hàng rời, hàng vật liệu cục nhỏ, vật liệu dính ướt, phôi thép trong
nhà máy ximăng, xí nghiệp chế tạo vật liệu xây dựng.
Băng vít có những ưu điểm khi sử dụng:
- Vật liệu vận chuyển trong băng kín nên có thể vào tải và dỡ tải
ở các tải trung gian, không gây ô nhiễm môi trường khi vận chuyển.
- Không tổn thất và rơi rải khi vận chuyển vật liệu.
- An toàn khi sử dụng và thuận lơi khi vận chuyển các loại vật
liệu nóng, sắt cạnh
Tuy nhiên bên cạnh những ưu điểm trên khi sử dụng băng vít
cũng tồn tại những nhược điểm như băng vít sẽ nghiền nát một phần vật
liệu khi vận chuyển khi vận chuyển hàng nóng và sắt cạnh thì cánh xoắn
và máng vít nhanh chóng mòn, tiêu hao năng lượng lớn.
v 1.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc:
 Cấu tạo:
1. Ổ đỡ cuối trục vít
2. nắp kiểm tra
3. Cửa vào tải
4. Ổ đỡ đầu trục
5. Khớp nối răng.
6. Khớp nối vòng đàn hồi
7. Động cơ điện.A02-62-6
8. Hộp giảm tốc

9. Nối trục trung gian.
1
SVTH:Trương Công Hiển GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng
10. Nắp máng vít.
11. Cửa dỡ tải.
12. Máng vít.
13.Trục vít
14.Cánh vít
15.Hệ thống trục đỡ
 Nguyên lý làm việc:
Khi băng vít vận chuyển vật liệu di chuyển trong máng hình
bán nguyệt, vật liệu được dẫn động nhờ động cơ điện (1) truyền mô men
xoắn qua khớp nối (2) qua hộp giảm tốc (3) và truyền mô men xoắn qua
khớp nối (4) làm quay trục vít (10) đẩy vật liệu từ cửa vào tải (6) chuyển
động trong máng (7) vật liệu chuyển động trong máng không bám vào
cánh xoắn (8) mà chuyển động nhờ trọng lượng của nó và lực ma sát giữa
vật liệu và thành máng. Đồng thời với tác dụng của lực li tâm, khi vật liệu
quay theo trục vít thì lực ma sát làm ngăn cản vật liệu lọt vào bề mặt trục
vít và di chuyển theo bề mặt trục vít. Ở 2 đầu trục vít bố trí 2 ổ đỡ (5 ) và
(11), nếu chiều dài vận lớn thì thông thường cứ 3 mét có bố trí ổ trung gian
(9).
CHƯƠNG 2
TÍNH TOÁN BĂNG VÍT
2.1. Thông số cơ bản của Băng Vít cần thiết kế.
Băng vít nghiêng vận chuyển vật liệu xây dựng vụn.
- Năng suất : 35 T/ h.
- Chiều dài vận chuyển : 27 m
- Gốc nghiêng
°= 10
β

β 2.2. Đường kính cần thiết của vít tải
p dụng công thức (9.3), trang 152, tài liệu TTMNC
(2.1)
Trong đó :
- Q : Năng suất tính toán : Q = 35 T/ h.
- E : Tỷ số giữa bước vít và đường kính vít E =0.8
2
3
β
E.n
Q
0,275D
γψκ
=
SVTH:Trương Công Hiển GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng
Vì băng vít thiết kế vận chuyển vật liệu xây dựng vụnâ nên chọn E đối
với vật liệu chiu mài mòn.
- n :Tốc độ quay băng vít .
Sơ bộ chọn n theo bảng (9.2), trang 150, tài liệu tính toán máy nâng
chuyển.[ TTMNC ]
n = 30 vòng/ ph.
Sau đó kiểm tra theo công thức (9.2), trang 152, tài liệu [TTMNC] phù
hợp với
65ΓOCT2037 −
về vận chuyển hàng rời nhỏ
-
γ
: Khối lượng riêng của vật liệu xây dựng vụn
Tra bảng 4.1 , trang 88, tài liệu [TTMNC] chọn
1,4T/hγ =

-
β
K
: Hệ số giảm năng suất do độ nghiêng của băng với phương
ngang
Vì băng vít nằm nghiêng tra bảng 9.5, trang 151, tài liệu [TTMNC]
chọn
0,8K
β
=
.
Vậy
)(600
8125.1,4.0,0.,8.35.0,
35
0,275D
3
m
==
(2.2)
Theo tiêu chuẩn về đường kính và bước vít của
65ΓOCT2037 −
,tra bảng
(9.1), trang 150, tài liệu [TTMNC] chọn:
- Đường kính vít : D = 600 mm.
- Bước vít : S = 500 mm.
Kích thước của máng: theo bảng (9.1) trang 150 , tài liệu [TTMNC]
chọn
- Chiều rộng máng : 650 mm.
- Chiều sâu máng : 700 mm.

- Chiều dài tấm :
6mm.4 ÷
÷ 2.3. Kiểm tra tốc độ quay của vít tải
Tốc độ quay lớn nhất cho phép của vít tải :
Theo công thức (9.2), trang 152, tài liệu [TTMNC].ta có :
D
A
n =
( vòng/ phút). (2.3)
Trong đó :
- A: hệ số phụ thuộc vật liệu .
3
SVTH:Trương Công Hiển GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng
Trabảng (9.3) , trang 151, tài liệu [TTMNC] với vật liệu xây xựng vụn :
A = 30
- D : đường kính trục vít : D = 600 mm.

38,7
0,6
30
n
max
==⇒
(vòng/ phút )
Thoả mãn điều kiện làm việc :
chonmax
nn ≥⇒
 Năng suất thực của băng
Q
t

=47.D
2
.S
ψ
n
t
γ
k
ß

Q
t
=47.0.6
2
.0,5.0,12.5.30.0,8 =35,5

%10%4,1%100 <=
−
Q
QQt
chấp nhận được
c 2.4 . Năng suất trên trục vít để băng làm việc
Theo công thức ( 9.4), trang 152, tài liệu [TTMNC]

( )
bnbn0
.v..L0,02.k.qH.L
367
Q
N

ϖϖ
++=
(KW)
Trong đó :
- Q : Năng suất vận chuyển : Q = 35 T/ h.
- L
n
: Chiềi dài vận chuyển theo phương ngang của băng L
n
= 27m
-
ϖ
: Hệ số cản chuyển động cua3 hàng trong băng vít
Tra bảng 9.3 , trang 151, tài liệu [TTMNC ]
ϖ
= 4,0
- H : Chiều cao vận chuyển
H = L
n
tag
α
=27tag10
0
- K : Hệ số tính đến đặc tính chuyển động của vít.
k = 0,2
-
b
q
: Tải trọng trên một đơn vò chiều dài do khối lượng phần quay của
băng

80.Dq
b
≈
Với đường kính băng vít: D = 600 mm :
KG/m. 480,6.80q
b
==⇒
- Tốc độ vận chuyển dọc trục vít của hàng:
Theo công thức (9.5), trang 153, tài liệu [TTMNC]
4
SVTH:Trương Công Hiển GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng
0,25(m/s)
60
0,5.30
60
s.n
v
===
(2.5)
Với Bước vít : s = 0,5 m
Tốc độ quay của vít: n =30 v/ph.

10,7(kw)0,018.27.0,25.0,02.0,2.4)27.tg10(27.4
367
35
N
0
=+°+=⇒
⇒ 2.5. Tính toán chọn động cơ điện:

Công suất động cơ để truyền động băng
Theo công thức (6.15), trang 119, tài liệu [1]
η
kN
N
0
dc
×
=
(2.6)
Trong đó:
N
o
: Công suất trên trục vít để băng vít làm việc N
o
= 10,7 kw.
K : Hệ số dự công suất: k =
35,11,1 ÷
chọn K=1,15

η
: Hiệu suất của bộ truyền hộp giảm tốchai cấp ổ lăn
Theo bảng 5.1, trang 104, tài liệu [TTMNC] với giả thuyết
96,0=
η

KW 31
0,96
10,7.1,15
N

dc
==⇒
Dựa vào công suất động cơ, tra bảng (III .19.2), trang 199, tài
liệu[TTMNC] chọn động cơ điện không đồng bộ 3 pha A02-62-6 có các
thông số kỹ thuật như sau:
- Công suất đònh mức trên trục: N
đc
= 13 KW
- Tốc độ quay của trục: n = 965 v/ ph.
- Hiệu suất : 88%.
- Khối lượng động cơ điện : 155 kg.
5
SVTH:Trương Công Hiển GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng
 Thông số kích thước của động cơ điện:
Kiểu động cơ b 2C 2C
2
d h t
1
A02-62-6 12 318 228 48 200 51,5
L B
1
B
4
B
5
H L
8
l
608 393 313 213 461 133 110
1 2.7. Chọn hộp giảm tốc:

Dựa vào tỉ số truyền giữa trục động cơ và trục vít ta chọn hộp
giảm tốc.
Theo công thức (6.17), trang 120 , tài liệu [TTMNC] :

32,2
30
965
n
n
i
dc
===
(2.7)
Trong đó :
- Tốc độ quay của trục động cơ: n
đc
= 965 vòng/ phút.
- Tốc độ quay của trục vít: n = 30 vòng/ phút.
- Căn cứ vào tỉ số truyền và công suất động cơ
13kwN
v/ph965n
32,2i
dc
dc
=
=
=
-Từ bảng III -22-3 trang 216 tài liệu(TTMNC) ta chọn hộp giảm tốc
π
2-300 có:

• Tỷ sốtruyền i
p
=32,42
• Công suất trên trục quoay nhanh:P=14,6 KW
6
SVTH:Trương Công Hiển GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng
Thông số kích thước :
Kiểu
HGT
a a
τ
g B
1
B
2
B
3
A
1
π
2-30
0
250 125 175 35 300 202 342 350
Lỗ lắp bu
lông trên nền
L H H
0
H
1
L L

1
255 362 90 95 620 475
d (mm) Số lượng
L
5
L
6
L
7
L
8
L
10
L
11
26 4
287 280 300 165 215 90
9 2.8.Tính toán trục vít :
2.8.1. Các tải trọng tác dụng lên trục vít:
2.8.1.1. Mômen xoắn trên trục vít:
7
SVTH:Trương Công Hiển GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng
Theo công thức (9.8), trang 154, tài liệu [TTMNC]:
Mô men xoắn trên trục vít:

n
N
975M
0
0

=
( KG.m) (2.8)
Trong đó :
- N
o
: Công suất trên trục vít để băng làm việc N
0
= 13 kw.
- n : Tốc độ quay của trục vít: n = 30 vòng/ phút.
423
30
13
975M
0
==⇒
(kG.m).
2.8.1.2. Lực dọc trục vít :
Theo công thức (9.9), trang 154, tài liệu [1]:
Lực dọc trục vít:

( )
βαk.D.tg
2M
P
0
d
+
=
(KG) (2.9)
Trong đó :

- Mômen xoắn trên trục vít: M
o
= 423kG.m.
- K : Hệ số tính đến bán kính chòu tác dụng của lực k = 0,7
- D : Đường kính vít D = 0,60 m.
- α : Góc nâng ren vít :

π.D
s
tgα =

.5614α
0,267
π..0,60
0,5
tgα
/o
=⇒
==
- Với s : Bước vít s = 0,5 m.
- Từ biểu thức 4.8 trang 88tài liệu TTMNC
- β : Góc ma sát giữa hàng vận chuyển với vít
)acrtg(fβ
d
=
- Từ bảng 4.1 trang 87 lấy hệ số ma sát của vật liệu xây dựng
vụn(trạng thái tónh)
- Theo công thưc 4.7 trang 88
Với f
đ

: Hệ số ma sát ở trạng thái động f
đ
= 0,8 f
o.
f
o
: Hệ số ma sát ở trạng thái tónh f
o
= 0,84
8
SVTH:Trương Công Hiển GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng

( )
.5433farctgβ
0,6720,84.0,6f
/0
d
d
==
==

( )
1.761KG
543356140,7.0,6.tg
2.423
P
/0/o
d
=
+

=⇒
2.8.1.3. Tải trọng ngang
Tải trọng ngang tác dụng lên đoạn vít đặt giữa 2 gối trục :
Theo công thức (9.10), trang 154, tài liệu [TTMNC]:
k.D.L
.l2M
P
0
n
=
(KG) (2.10)
Trong đó :
- L : Chiều dài băng vít L = 27 m.
- Khoảng cách giữa các gối đỡ l =3 m
- M
o
: Mômen xoắn trên trục vít M
o
= 423 KG.m.
- K : Hệ số tính đến bán kính chòu tác dụng của lực k = 0,7
- D : Đường kính vít D = 0,6 m.
KGP
n
224
27.6,0.7,0
3.423.2
==⇒
 Tải trọng dọc phân bố đều trên trục vít :

65KG/m

27
1,761
L
P
p
d
d
===
 Tải trọng ngang phân bố đều trên trục vít :

KG/m 76
3.cos10
324
lcos10
P
p
n
n
=
°
=
°
=
 Mômen xoắn phân bố đều trên trục vít :

16KG
27.cos10
423
10cosL
M

m
0
0
=
°
=
°
=
2.8.2. Sơ đồ các tải trọng tác dụng lên trục vít:
Trục vít được xem như là một dầm liên tục có các ổ treo trung gian
được xem như các gối đỡ . Dầm được chia thành 9 đoạn.
Vậy trục vít được đưa về thành 1 dầm siêu tónh bậc 8 ,dùng sap 2000để
tìm biểu đồ nội lực trong
9
SVTH:Trương Công Hiển GVHD:Ths:Nguyễn Văn Hùng
2.8.2.1. Sơ đồ tải trọng phân bố lên trục vít do M
o
gây ra:
Mômen xoắn M
x
:
2.8.2.2. Sơ đồ tải trọng dọc phân bố lên trục vít do P
d
gây ra:

10
M
0
3m
27 m

M = 423 KG.m
Mx
p
d

3 m
27 m
= 65KG/ m
= 423 KG.m m
0
= 16 KG