Tìm hiểu cấu tạo,nguyên lí hoạt động của máy nghiền. quy trình công nghệ sản xuất ximăng - P2.4

THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.NGUYỄN HƯỮ QUẢNG
CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN CÁC CƠ CẤU
4.1. Cơ cấu nâng cần
4.1.1. Xy lanh nâng hạ cần phụ
4.1.1.1. Khi duỗi cần phụ
- Xy lanh cần nhỏ có nhiệm vụ nâng cần nhỏ và trọng lượng gầu đầy tải, nó chòu
tải lớn nhất khi cần ở vò trí nằm ngang vì lúc này nó chòu lực kéo lớn nhất
Hình 4.1: Sơ đồ lực tính toán cần phụ
- Mômen với điểm C ta có
1 2
1 1 2 2
( )* ( )* * 0
xl
c p p xl p
M P N l P N l P l= + + + − =
Trong đó : P
1
, P
2
là trọng lượng của gầu đầy tải và của cần nhỏ
N
1
, N
2
là lực quán tính tương ứng
1
p
l
,
2
p

l
,
xl
p
l
là các cánh tay đòn tương ứng
Với các thông số tham khảo từ máy trục thực tế ta có được các giá trò
( ) ( )
1 2
12.5 , 6P T P T= =
SVTH: LÊ THANH CẢNH
P
1
P
2
P
xl
C
N
1
N
2
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.NGUYỄN HƯỮ QUẢNG
( ) ( ) ( )
1 2
8,5 ; 3,5 ; 0,76
xl
p P p
l m l m l m= = =
* Lực quán tính khi nâng hạ cần

max
*
*
i
i
Q v
N
g t
=
Với Q
i
là khối lượng nâng, N
v
max
là vận tốc nâng, m/s
t là thời gian mở máy, t = 6 (s)
g là gia tốc trọng trường, m/s
2

Vậy ta có
( )
1 max
1
*
125000*0,65
1380
* 9,81*6
Q v
N N
g t

= = =
( )
1 max
1
*
60000*0.65
663
* 9,81*6
Q v
N N
g t
= = =
 vậy ta có :
( ) ( )
125000 1380 *8,5 60000 663 *3,5 *0,76 0
c xl
M P= + + + − =
=>
( ) ( )
( )
125000 1380 *8,5 60000 663 *3,5
1692829
0,76
xl
P N
+ + +
= =
- Chọn xy lanh có thông số sau : D = 320 (mm), d = 220 (mm), ta tính được áp
lực dầu cần thiết là :
( )

2 2
4*
*
xl
P
P
D d
π
=
−

Trong đó : P là áp lực cần thiết
D, d lần lượt là đường kính xy lanh và pittông
Vậy ta có :
( )
2
2 2
4*1692829
39934645
* 0,32 0,22
N
P
m
π
 
= =
 
−
 
SVTH: LÊ THANH CẢNH

THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.NGUYỄN HƯỮ QUẢNG
( )
400P bar≈
Vậy ta cài đặt áp suất ở van an toàn giữ cần là 400 (bar)
4.1.1.2. Khi hạ cần phụ
- Khi hạ cần thì lực hạ cần phải thắng được áp suất cài đặt ở van an toàn và đẩy xi
lanh đi với vận tốc v
- Khi đó ta có
1 1 2 2
* *P S P S=
Vậy ta có
( )
( )
2 2
1 1
2
2
2
400* 4* * 0,32 0, 22
*
210,9
4* *0,32
P S
P bar
S
π
π
−
= = =
( )

2
211P bar≈
Vậy ta cài đặt áp suất ở van an toàn là 211 (bar).
4.1.2. Xy lanh cần chính
4.1.2.1. Khi nâng cần chính
- Xy lanh cần lớn chòu tác dụng của trọng lượng gầu, tải, cần nhỏ và cần lớn, tuy
nhiên nó được giảm tải bởi đối trọng vì vậy nó giảm được áp lực dầu và công suất
bơm dầu không quá lớn. Sơ đồ lực tác dụng như hình :
- Mômen tại điểm D ta có
1 1 1 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4
( )* ( )* ( )* * cos * ( )* 0
D xl
M P N l P N l P N l P l P N l
α
= + + + + + − − + =
SVTH: LÊ THANH CẢNH
P
1
P
2
P
xl
S
1
S
2
v
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.NGUYỄN HƯỮ QUẢNG
Trong đó :
1 2 3 4

, , ,P P P P
là trọng lượng gầu đầy tải, trọng lượng cần nhỏ, trọng
lượng cần lớn, trọng lượng đối trọng.
1 2 3 4
, , ,l l l l
là cánh tay đòn tương ứng
xl
P
là lực tác dụng lên xy lanh
1 2 3 4
, , ,N N N N
là các lực quán tính tương ứng
Hình 4.2: Sơ đồ lực tính toán cần chính
* Tính lực quán tính
+ Tương tự ta có
( ) ( )
3 max
3
*
200000*1
3398 0,3398
* 9,81*6
Q v
N N T
g t
= = = =
( ) ( )
4 max
4
*

265000*1
4502 0, 45
* 9,81*6
Q v
N N T
g t
= = = =
Vậy ta có :
1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4
3
( )* ( )* ( )* ( )*
cos *
xl
P N l P N l P N l P N l
P
l
α
+ + + + + − +
=
* Khi cần ở vò trí nằm ngang : α = 68
0

SVTH: LÊ THANH CẢNH
P
1
P
2
P
3
N

P
4
P
xl
P
1
P
2
P
3
P
xl
N
P
4
α
A
B
C
E
D
l
1
l
2
l
3
l
4
N

1
N
2
N
3
N
4
N
1
N
2
N
3
N
4
P
1
P
2
P
3
N
P
4
P
xl
P
1
P
2

P
3
P
xl
N
P
4
α
A
B
C
E
D
l
1
l
2
l
3
l
4
N
1
N
2
N
3
N
4
N

1
N
2
N
3
N
4
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.NGUYỄN HƯỮ QUẢNG
+
( ) ( ) ( ) ( )
1 2 3 4
15 ; 10 ; 4 ; 4, 2l m l m l m l m= = = =
, thay số vào ta có
0
(12,5 0,138)*15 (6 0,0663) *10 (20 0.3398)* 4 (26,5 0,45)* 4,2
cos 68 * 4
xl
P
+ + + + + − +
=
( )
145,8
xl
P T=
* Khi cần ở vò trí cao nhất : α = 29
0

+
( ) ( ) ( ) ( )
1 2 3 4

13, 258 ; 8,897 ; 2.25 , 4,976l m l m l m l m= = = =
( )
67,7
xl
P T=
* Khi cần ở vò trí thấp nhất có tầm với ngắn nhất : α = 82
0

+
( ) ( ) ( ) ( )
1 2 3 4
6,5 ; 9,55 ; 3,197 ; 4,99l m l m l m l m= = = =
( )
158.7
xl
P T=
Vậy ta lấy P
xl
= 158.7 (T) để tính áp lực dầu
- Chọn xy lanh có thông số sau : D = 320 (mm), d = 220 (mm)
- Áp lực dầu cần thiết khi hạ cần chính là :
4
2 2
4*158, 7*10
19742735
*0,32
N
P
m
π

 
= =
 
 
( )
200P bar≈
Vậy ta cài đặt áp suất van an toàn 200 (bar)
4.1.2.2. Khi hạ cần chính
SVTH: LÊ THANH CẢNH
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.NGUYỄN HƯỮ QUẢNG
- Khi hạ cần thì lực hạ cần phải thắng được áp suất cài đặt ở van an toàn và đẩy xi
lanh đi với vận tốc v.
- Khi đó ta có
1 1 2 2
* *P S P S=
Vậy ta có
( )
( )
2
2 2
1
2 2
1
* 200* 4* *0,32
379,2
4* * 0,32 0, 22
P S
P bar
S
π

π
= = =
−
( )
1
380P bar≈
Vậy ta cài đặt áp suất ở van an toàn là 380 (bar).
4.2 . Cơ cấu quay
4.2.1. Sơ đồ động của cơ cấu :
Trong đó :
1 : động cơ
2 : hộp giảm tốc
3 : con lăn
4 : bánh răng bò động
5 : bánh răng chủ động
6 : trục chính
Hình 4.3:Sơ đồ động của cơ cấu quay
4.2.2. Tính toán
SVTH: LÊ THANH CẢNH
P
1
P
2
P
xl
S
1
S
2
v

1
2
3
4
5
6
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.NGUYỄN HƯỮ QUẢNG
4.2.2.1. Tính trục chính
- sơ đồ lực tác dụng lên trục
Hình 4.4: Sơ đồ lực tính trục chính
Trong đó P
g
là tổng lực tác dụng của gió lên toàn bộ cơ cấu
P
qt
là tổng lực quán tính khi cơ cấu quay hoạt động
P
hl
là hợp lực tác dụng lên trục chính
- Tổng lực tác dụng của gió
( )
1 2 3 4g g
P P F F F F= + + +
Với
1 2 3 4
, , ,F F F F
lần lượt là diện tích chắn gió của gầu tải, cần nhỏ, cần lớn,
đối trọng. Vậy
( ) ( ) ( )
25,34 2,353 8,54 30, 2 3, 294 1124,8 11248

g
P kg N= + + + = =
- Tổng lực tác dụng của lực quán tính
1 2 3 4qt
P P P P P= + + −
Với
1 2 3 4
, , ,P P P P
lần lượt là lực quán tính tiếp tuyến của gầu tải, cần nhỏ, cần
lớn, đối trọng. Vậy
( )
8224 8764 3681 4877 15792
qt
P N= + + − =
- Tổng hợp lực là
( )
2 2 2 2
11248 15792 19388
hl g qt
P P P N= + = + =
SVTH: LÊ THANH CẢNH
Z
X
z
P
qt
P
hl
P
g

THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.NGUYỄN HƯỮ QUẢNG
- Tính đường kính trục
* sơ đồ lực tác dụng
Hình 4.5: Biểu đồ momen uốn trục chính
* Mômen uốn tại A là
( )
*500 15792*500 7896000
A hl
M P Nmm= = =
* Đường kính trục
[ ]
3
0,1*
A
M
d
σ
=
Với vật liệu là thép CT3 có
[ ]
2
800( )
u
kg
cm
σ
=
Vậy ta có :
( )
3

7896000
106.6
0,1*800
d mm= =
Chọn d = 110 (mm)
- Kết cấu trục như hình :
SVTH: LÊ THANH CẢNH
A
P
hl
500
Þ70
Þ85
Þ70
145 285 70