Thiết kế trạm dẫn động vít tải vận chuyển muối iot docx

ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải
SVTK: GVHD:

1


TRƯỜNG ðH KỸ THUẬT CÔNG GHIỆP
KHOA CƠ KHÍ
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ðộc lập - Tự do – Hạnh Phúc
oo0oo
ðỀ TÀI ðỀ ÁN KỸ THUẬT
Sinh viên thiết kế :
Giáo viên hướng dẫn :
Ngày giao ñề tài:
Ngày hoàn thành ñề tài:
NỘI DUNG ðỀ TÀI
Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải vận chuyển muối iot
Số liệu ñề tài:


Nội dung cụ thể:

- Thiết kế vít tải
- Tính chọn hộp giảm tốc theo tiêu chuẩn
- Thiết kế bộ truyền ngoài hộp và khớp nối
- Thiết kế trục vít tải
- Thiết kế Bu lông nền ở bệ lắp ñộng cơ.
YÊU CẦU THIẾT KẾ

1 – 01 thuyết minh trình bày trên khổ giấy A
4

2 – 02 bản vẽ A
0,
02 bản vẽ chế tạo A
1

3 – 01 file powpoint trình diến khi bảo vệ
Cán bộ hướng dẫn




Trưởng bộ môn Ngày….tháng….năm 2011
T/L Hiệu trưởng
(Chủ nhiệm khoa)


Năng suất: Q=6m
3
/h Hệ số làm việc/năm: K
n
=0,79
Góc nghiêng vận chuyển: α=10
0
Hệ số cản ban ñầu: K
bd
=1,6
Chiều dài vận chuyển: L=21(m) Thời gian phục vụ: 9 (năm)

Hệ số làm việc/ngày: K
ng
=0,70 Tải trọng không ñổi, quay 1 chiều
ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải
SVTK: GVHD:

2


MỤC LỤC
MỤC LỤC 2
TÀI LIỆU THAM KHẢO 4
LỜI NÓI ðẦU 5
CHƯƠNG I 7
GIỚI THIỆU VỀ TRẠM DẪN ðỘNG VÍT TẢI MUỐI IOT 7
1.1. Giới thiệu về trạm dẫn ñộng vít tải vận chuyển muối iot. 7
1.2. Mục tiêu thiết kế. 9
CHƯƠNG II 10
TÍNH TOÁN THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN MÁY CÔNG TÁC 10
2.1. Tính toán thiết kế vít tải. 10
2.1.1 cánh xoắn. 10
2.1.2 Kết cấu Máng: 13
2.1.3 Xác ñịnh ñường kính vít tải. 13
2.1.4 Xác ñịnh số vòng quay của vít tải. 14
2.1.5 Xác bước góc nâng vít xoắn của vít tải. 14
2.1.6 Xác ñịnh công suất trên vít tải. 14
2.1.7 Xác ñịnh mô men xoắn trên vít tải. 14
2.1.8 Xác ñịnh lực dọc trục trên vít tải . 15

2.1.9. Công suất vít tải 15
CHƯƠNG III 17
TÍNH TOÁN ðỘNG HỌC HỆ DẪN ðỘNG 17
3.1.Chọn loại hộp giảm tốc 17
3.2 Tính chọn ñộng cơ ñiện 20
3.2.1 Chọn kiểu loại ñộng cơ 20
3.2.2 Chọn công suất ñộng cơ 20
3.2.3 Chọn số vòng quay ñồng bộ của ñộng cơ 21
3.2.4 Chọn ñộng cơ thực tế 22
3.3 Kiểm tra ñiều kiện quá tải, ñiều kiện mở máy cho ñộng cơ 22
3.3.1 Kiểm tra ñiều kiện mở máy cho ñộng cơ 22
3.3.2 Kiểm nghiệm ñiều kiện quá tải cho ñộng cơ 22
ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải
SVTK: GVHD:

3


3.4 Phân phối tỉ số truyền 23
3.5 Tỷ số truyền của hộp giảm tốc 23
3.6 Tỷ số truyền của bộ truyền ngoài hộp 24
3.7 Tính toán các thông số trên các trục 24
3.7.1 Tốc ñộ quay của các trục 24
3.7.2 Tính công suất trên các trục 25
3.7.3 Tính mômen xoắn : 25
3.7.4 Lập bảng kết quả 26
3.7.5 Kiểm nghiệm hộp giảm tốc tiêu chuẩn theo momen xoắn trên trục ñầu ra 26
CHƯƠNG IV 27

TÍNH TOÁN CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG/MÁY 27
4.1 Tính chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn 27
4.3 Thiết kế bộ truyền ñai thang: 31
4.3.1. Chọn loại ñai thang : 31
4.3.2. Xác ñịnh các thông số: 31
4.4 Xác ñịnh số ñai 33
4.5. Tính chọn khớp nối 34
4.6 Tính kiểm tra bền cho các chi tiết trong hộp 37
4.6.1 Bộ truyền bánh răng cấp nhanh 37
4.6.2 Bộ truyền bánh răng cấp chậm 43
4.7. Tính toán kiểm nghiệm trục hộp giảm tốc 49
4.7.1. Trục III 49
4.7.2 Trục II 57
4.7.3 Trục I 65
4.8 Tính toán thiết kế các phần tử của thiết bị vận chuyển / máy công tác 72
4.8.1. Tính toán thiết kế bu lông bệ máy. 72
4.8.2 Tính toán trục vít 74
4.8.3 Tính toán và chọn ñường kính vít theo ñiều kiện bền 80
4.8.4 Kiểm tra trục vít có xét ñến sự ảnh hưởng của N
z
: 81
4.8.5 Kiểm tra trục vít theo hệ số an toàn cho phép: 82


ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải
SVTK: GVHD:

4



TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] TS Vũ Ngọc Pi -
Tính toán vít tải

Trường ñại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên (6/2001).
[2]. PGS. TS Trịnh Chất – TS Lê Văn Uyển
Tính toán hệ dẫn ñộng cơ khí - (Tập I).
[3] TS Vũ Ngọc Pi -
Hộp giảm tốc tiêu chuẩn

Trường ñại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên.
[4] PGS. TS Trịnh Chất – TS Lê Văn Uyển -
Tính toán hệ dẫn ñộng cơ khí - (Tập
II).
[5] TS. Vũ Ngọc Pi; TS Nguyễn Văn Dự -
Hướng dẫn thiết kế ñồ án chi tiết máy.
ðại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên
[6].TS Vũ Ngọc Pi - Trần Thọ - Nguyễn Thị Quốc Dung - Nguyễn Thị Hồng
Cẩm -
Cơ sở thiết kế máy và chi tiết máy.

Trường ñại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên, 2001
[7]
NGUYỄN MINH HIỂN – Thiết kế - chế tạo và khảo nghiệm máy trộn dải băng
nằm ngang MTDB – 1000.
Luận văn tốt nghiệp ðại học - Trường ðH Nông Lâm TP.HCM –2001.
[8]

PGS.TS VÕ QUANG PHIÊN – TH.S CAO TRỌNG KHUÔNG – TH.S ðẶNG
TRẦN VIỆT – T.S ðINH VĂN CHIẾN – At lát máy nâng chuyển

Trường ðH Mỏ ðịa Chất Hà Nội –2002.



Còn bản vẽ mình không up lên ñược. Bạn nào cần pm 0974059455
ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải
SVTK: GVHD:

5


LỜI NÓI ðẦU
Hiện nay khoa học kĩ thuật ñang phát triển với một tốc ñộ vũ bão, mang lại
những lợi ích to lớn cho con người về tất cả các lĩnh vực: tinh thần và vật chất.
ðể nâng cao ñời sống vật chất của nhân dân, ñể hoà nhập vào sự phát triển chung
của các nước trong khu vực cũng như các nước trên thế giới, ðảng và Nhà Nước
ta ñã ñề ra mục tiêu trong nhưng năm tới là:”Công nghiệp hóa-hiện ñại hóa ñất
nước”. Muốn thực hiện “công nghiệp hóa - hiện ñại hóa” thì một trong những
nghành cần quan tâm và phát triển mạnh mẽ là: cơ khí chế tạo, vì cơ khí chế tạo
ñóng vai trò rất quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị, công cụ cho mọi
ngành kinh tế quốc dân.
Như vậy, ñây là một thực tế khách quan, ñể tránh tụt hậu về kiến thức yêu
cầu người kỹ sư và cán bộ kỹ thuật cần phải nắm vững kiến thức cơ bản,trau dồi
kiến thức, học hỏi kinh nghiệm, vận dụng sáng tạo những kiến thức ñó học thiết
lập quy trình công nghệ hợp lý, tối ưu nhất ñưa vào sản xuất nhằm tăng năng

xuất, hạ giá thành sản phẩm, ñạt chất lượng cao.
Hoàn thành khóa học, em ñược nhận ñề tài ñề án kỹ thuật:
"Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải vận chuyển muối iot"
ðề án gồm 7 phần:
CHƯƠNG I . GIỚI THIỆU VỀ TRẠM DẪN ðỘNG VÍT TẢI MUỐI IOT
CHƯƠNG II. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN MÁY CÔNG TÁC
CHƯƠNG III.

TÍNH TOÁN ðỘNG HỌC HỆ DẪN ðỘNG
CHƯƠNG IV. TÍNH TOÁN CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG/MÁY
Sau thời gian làm ñề tài ñề án , ñược sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo :
Thạc sĩ: Nguyễn ðình Ngọc
Cùng với sự quan tâm giúp ñỡ của thầy (cô) trong hội ñồng khoa cơ khí chế
tạo máy ñã tạo mọi ñiều kiện cung cấp tài liệu, những kiến thức quý báu, cùng
với sự nỗ lực của bản thân, ñến nay ñề án kỹ thuật của em ñã hoàn thành.
Tuy nhiên trong quá trình làm ñề án, do sự tổng hợp ý kiến chưa ñầy ñủ, kinh
ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải
SVTK: GVHD:

6


nghiệm thực tế còn thiếu nên ñề án kỹ thuật của em không tránh khỏi sai sót. Vậy
kính mong nhận ñược sự ñóng góp từ phái thầy cô và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên

Trần Văn Trường
ỏn k thut

Thit k trm dn ủng vớt ti
SVTK: GVHD:

7


CHNG I
GII THIU V TRM DN NG VT TI MUI IOT
1.1. Gii thiu v trm dn ủng vớt ti vn chuyn mui iot.
Vớt ti l mt loi mỏy vn chuyn liờn tc khụng cú b phn kộo. Cu to ca
vớt ti th hin trờn hỡnh 15-1. ng c 1 truyn chuyn ủng qua hp gim tc
2 ủn khp ni 3 v trc vớt xon 4. B phn cụng tỏc chớnh ca vớt ti l cỏnh
vớt xon 8 chuyn ủng quay
Trong mt v hp kớn 9 cú tit din trũn phớa ủỏy. Trc vớt xon ủc ủ chn
hai ủu nh
A-A
1 2 3 4 5
11 10
7 8 9
6
A
A
a)
b)

cỏc gi 6. i vi trc di quỏ 3 m cú thờm cỏc gi ủ treo trung gian 5. Khi vớt
Hình
Hình Hình
Hình
1
11
1
-

-
1
11
1
. a) Vít tải đặt ngang: 1
-
Động cơ, 2
-
Hộp giảm tốc, 3
-
Khớp nối, 4
-

Trục vít xoắn, 5- Gối treo trung gian, 6 - Gối đỡ hai đầu, 7 - Cơ cấu dỡ tải, 8 -
Cánh vít, 9 - Vỏ hộp, 10- Cơ cấu cấp tải, 11 - Nắp hộp.
b) Vít tải đặt đứng.

ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải

SVTK: GVHD:

8


chuyển ñộng, cánh xoắn ñẩy vật liệu di chuyển tịnh tiến dọc trong lòng vỏ
máng. Vật liệu vận chuyển không bám vào cánh là nhờ trọng lượng bản thân
vật liệu và ma sát giữa vật liệu và vỏ máng, do ñó vật liệu chuyển ñộng trong
máng theo nguyên lý vít ñai ốc; vai trò ñai ốc ở ñây là vật liệu vận chuyển.
Vít tải có thể có một hoặc nhiều cánh xoắn. Cánh xoắn càng nhiều vật liệu
chuyển ñộng càng êm. Vật liệu ñược cấp vào ñầu máng từ cơ cấu 10 và lấy tải
ra khỏi máng bằng cơ cấu 7. ðể bảo ñảm an toàn, vít tải có thêm nắp 11.
Vận chuyển vật liệu bằng vít tải có nhiều ưu ñiểm: Vật liệu chuyển ñộng
trong hộp kín, nhận và dỡ tải bất cứ vị trí nào nên không bị tổn thất, rơi vãi,
an toàn. Loại này sử dụng tốt nhất cho vật liệu nóng và ñộc hại. Kết cấu ñơn
giản, rẻ tiền, có thể vừa vận chuyển vừa trộn. Diện tích chiếm chỗ lắp ñặt nhỏ.
Tuy vậy cũng có những nhược ñiểm và hạn chế nhất ñịnh: Do có khe hở
giữa lòng máng và cánh vít nên dễ nghiền nát một phần vật liệu. Vì có ma sát
lớn và chủ yếu là ma sát trượt nên chóng mòn cánh xoắn và lòng máng. Cũng
chính nguyên nhân này mà tổn thất năng lượng lớn, không dùng cho vật liệu
dính nhiều.
Do có những ưu ñiểm nhất ñịnh và thích hợp với một số loại vật liệu và
công nghệ vận chuyển nên vít tải ñược sử dụng trong ngành xây dựng và các
ngành công nghiệp hoá chất, thực phẩm.
Vít tải dùng ñể vận chuyển vật liệu có chiều dài ñến 40 m, chủ yếu dùng
ñể vận chuyển vật liệu hạt rời và mịn như xi măng, sỏi, cát, ñá dăm và các
loại hỗn hợp ẩm nước như bê tông, vữa Dùng làm cơ cấu cấp liệu cưỡng bức
, trong các trạm trộn bê tông, máy san hỗn hợp làm ñường nhựa
Năng suất vận chuyển có thể ñạt 20 ÷ 30 m
3

/h, ñối với loại vít có kích
thước lớn có thể ñạt 100m
3
/h.
Kích thước ñường kính ngoài của vít tải thường ñược tiêu chuẩn hoá và
ñược quy ñịnh theo dãy kích thước: 150, 200, 250, 30, 400; 500; 600mm.
Thường ñặt ñứng, nghiêng hoặc ngang
ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải
SVTK: GVHD:

9


1.2. Mục tiêu thiết kế.
Vít tải ñược sử dụng ñể vận chuyển các vật liệu rời từ rất lâu nhờ những ưu
ñiểm là có cấu tạo ñơn giản, bền, có khả năng vận chuyển vật liệu theo phương
nằm ngang, nghiêng, Thẳng ñứng với khoảng cách lớn, làm việc êm, năng suất
cao và tiêu hao năng lượng không lớn lắm. Trong quá trình sử dụng vít tải trong
công nghiệp (vận chuyển xi măng, khai thác than, ñá, trong các nhà máy nhiệt
ñiện, bến cảng…)
Do vậy vít tải cần ñạt ñược các chỉ tiêu sau:
+ bảo vệ môi trường khỏi ảnh hưởng của vật liệu.
+ Yêu cầu máy thiết kế phải ñạt ñược năng suất trên và phù hợp với thực tế sản
xuất, kết cấu ñơn giản, dễ chế tạo, dễ lắp ráp và vận hành. Ngoài ra máy phải
ñảm bảo các yêu cầu sau:
• ðảm bảo ñược chất lượng sản phẩm.
• Dễ vận hành và bảo dưỡng, sửa chữa.
• Sử dụng thuận tiện và an toàn lao ñộng.

• Không gây bụi ảnh hưởng ñến môi trường xung quanh.
Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải vận chuyển muối iot với mục tiêu:


Năng suất: Q=6m
3
/h Hệ số làm việc/năm: K
n
=0,79
Góc nghiêng vận chuyển: α=10
0
Hệ số cản ban ñầu: K
bd
=1,6
Chiều dài vận chuyển: L=21(m) Thời gian phục vụ: 9 (năm)
Hệ số làm việc/ngày: K
ng
=0,70 Tải trọng không ñổi, quay 1 chiều
ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải
SVTK: GVHD:

10


CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN MÁY CÔNG TÁC
2.1. Tính toán thiết kế vít tải.
2.1.1 cánh xoắn.

Hình dạng và kết cấu của cánh xoắn phụ thuộc vào mục ñích sử dụng ñể
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
15-2a). Loại này cho năng suất vận chuyển cao. Hệ số ñiền ñầy ε = 0,125 ÷
0,45 và tốc ñộ quay của vít từ n = 50 ÷ 120 vg/ph.
Vít liên tục không liền trục (hình 15-2b) dùng vận chuyển hạt cỡ lớn như:
sỏi thô, ñá vụn. . .Hệ số ñiền ñầy của loại này ñạt ε = 0,25 ÷ 0,40, và tốc ñộ
quay của vít từ n = 40 ÷ 100 vg/ph.
Vít tải dạng lá liền trục (hình 15-2c) dùng cho vật liệu dính, dùng vừa trộn,
tẩm vừa vận chuyển như: ñất sét ẩm, bê tông, xi măng. Hệ số ñiền ñầy của
loại này ñạt ε = 0,15÷0,3
và tốc ñộ quay của vít n = 30 ÷ 60 vg/ph.
Vít tải dạng lá không liên tục (hình 15-2d) dùng ñể vận chuyển loại hạt thô,
có ñộ ẩm như: sỏi thô, ñá dăm, ñất sét ẩm, bê tông, xi măng. Hệ số ñiền ñầy
của loại này ñạt ε = 0,15 ÷ 0,4 và tốc ñộ quay của vít từ n = 30 ÷ 60 vg/ph
ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải
SVTK: GVHD:

11


ε=45%
ε=40% ε=30% ε=25% ε=15%
a)
b)
c)

d)
k)
h)
f)
e)
g)


Hình 1-2. 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 ñồ vận chuyển: e- Sang trái, f- Sang phải, g- ðẩy sang hai
phía, h- Dồn vào giữa. k- Hệ số ñiền ñầy vít tải

ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải
SVTK: GVHD:

12


Hình 1-3. Xác ñịnh kích thước vít xoắn: a-
Tạo cánh xoắn và trục, b- Triển khai góc nâng
theo ñường kính ngoài, c- Triển khai góc nâng
theo ñường kính trong
Kích thước của trục vít xoắn và bước xoắn vít thường ñược tiêu chuẩn
hoá: ðường kính d = 100 ñến
320 mm, bước xoắn từ 80
ñến 320 mm. Theo tiêu
chuẩn trên bước xoắn

thường bằng 0,8 ñến 1
lần ñường kính cánh xoắn.
Tốc ñộ quay thường từ 10
÷
300 vòng/ phút.
Trên hình 15-2 e ÷ h là
sơ ñồ hướng vận chuyển vật
liêu: Vận chuyển sang trái,
sang phải, phân sang hai phía,
hai ñầu 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.
ðối với vít tải ñặt ñứng
thường vận chuyển vật liệu tơi
vụn. ở ñây sử dụng cánh xoắn
liên tục liền trục, trong quá
trình vận chuyển có xuất hiện
ma sát giữa vật liệu và cánh xoắn. Dưới tác dụng của lực ly tâm, vật liệu áp
sát vào thành máng và bị vỏ máy hãm chuyển ñộng quay lại và nhờ cánh xoắn
ñẩy nâng vật liệu ñè lên trong máng. Muốn vật liệu không có chuyển ñộng
quay khi ra ñến thành máng thì lực ly tâm phải lớn. Vì vậy vít tải ñặt ñứng có
tốc ñộ quay lớn hơn nhiều so với tốc ñộ của vít tải ñặt nằm ngang. Vít tải ñặt
ñứng tiết kiệm ñược 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
φ
D

'
d'
b
t
D
α
d
a
'
α
t
t
c)
b)
a)
-
c
o
s
α
π
=



D

-

π

2
φ
π
D
D
2
φ
d
'
π
π
=




d
'




d
π
α
c
o
s
π
π

d
D
N
P
ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải
SVTK: GVHD:

13


không lắp ñược gối ñỡ trung gian.
=>Như vậy ñể ñảm bảo ñược các yêu cầu ñề ra với vật liệu cần chuyển là muối
iot ta chọn loại vít liền trục.
2.1.2 Kết cấu Máng:
Máng của vít tải ñược chế tạo bằng phương pháp dập từ thép tấm có chiều
dày δ = 4 ÷ 8 mm, mỗi ñoạn có chiều dài ñến 4m. 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 ñồng dạng
với kích thước ñường kính của cánh xoắn; nửa trên có dạng hình chữ nhật có
chiều rộng bằng ñường kính ñáy ñể lắp ñặt trục cán
δ
h xoắn và dễ dàng
trong việc chế tạo nắp ñậy.
Trên nắp ở ñầu máng tải có cửa cấp tải tiết diện vuông; còn ở ñáy máng
cũng có các cửa dỡ tải ñặt ở những vị trí cần thiết theo yêu cầu.
Ngoài ra theo tài liệu [7] có thể tham khảo bảng sau
Bảng 2.1: Bảng giá trị λ.
ðường kính

ngoài của vít
D (mm).
Số vòng
quay vít
(vg/ph).
ðường kính
trong của
vít d
(mm).
Khe hở
hướng
tâm với
máng vít
λ (mm).
Bề dày
vít
(mm).
Hệ số
chứa
φ.
60 ÷ 250 400 ÷ 60 20 ÷ 80 6 ÷ 7 1 ÷ 3 0,3 ÷ 0,4

2.1.3 Xác ñịnh ñường kính vít tải.
Năng suất của vít tải Q(tấn/h).
2
c n
D
Q 60 .p.n. .k .k
4
Π

= ρ (2.1.1)
Trong ñó:
D- ðường kính vít tải (m);
p- Bước vít tải (m) với p=0,8.D (2.1.2)
ρ
- Khối lượng riêng của vật liệu vận chuyển (tấn/m
3
) với muối iot lấy
1,12 1,28
ρ = ÷
(tấn/m
3
).chọn
ρ
=1,2 (tấn/m
3
).
n- Số vòng quay của vít tải(vòng/phút).
v
k
n
D
= (2.1.3)
ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải
SVTK: GVHD:

14


k
v
- Hệ số phụ thuộc vật liệu với muối iot lấy
v
k
=45.
k
n
- Hệ số phụ thuộc góc nghiêng
β
của vít tải với
0
10
β =
chọn
k
n
0,8
=
.
=>Thay (2),(3) vào (1)và biến ñổi ta có.
2
2
5
5
v c n
Q 6.1,2
D 0,16496(m) 164,96(mm)
37,7.k .k .k . 37,7.45.0,4.0,8.1,2

 
 
= = = =
 
 
ρ
 
 
=> Chọn D theo tiêu chuẩn lấy D= 200(mm).
2.1.4 Xác ñịnh số vòng quay của vít tải.
Số vòng quay của trục vít tải.
(
)
v
k 45
vòng
n 101
phút
D 0,2
= = =
Vậy vít tải quay với vận tốc
(
)
vòng
n 101
phút
=
2.1.5 Xác bước góc nâng vít xoắn của vít tải.
Bước của vít tải ñược xác ñịnh theo công thức.
p= 0,8.D= 0,8.200= 160(mm) .

α - góc nâng vít xoắn:
0
P 160
tg 0,34 14 17'
D 3,14.200
α = = = ⇒ α =
π

2.1.6 Xác ñịnh công suất trên vít tải.
Công suất trên vít tải ñược xác ñịnh theo công thức:
0
QH QL
P C
360 360
= + (2.1.4)
Trong ñó:
Q- Năng suất của vít tải (Tấn/giờ).
L- Chiều dài vận chuyển của vật liệu theo phương nằm ngang (m).
C
0
- Hệ số lực cản.Với Vật liệu là muối iot C
0
=2,5.
H- Chiều cao vận chuyển vật liệu theo phương ñứng (m).
0
H L.sin 21.sin10 3,65(m).
= α = =

=>
0

QH QL 6.1,2.3,65 6.1,2.21
P C 2,5. 1,123(Kw)
360 360 360 360
= + = + =
2.1.7 Xác ñịnh mô men xoắn trên vít tải.
Mô men xoắn tác dụng lên vít tải T
v
(Nmm) Xác ñịnh theo công thức:
ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải
SVTK: GVHD:

15


6
v
v
P
T 9,55.10
n
=
(2.1.5)
Trong ñó:
P- Công suất trên vít tải (Kw).
n
v
- Vòng quay của vít tải (Vòng/phút).
=>

6 6
v
v
P 1,123
T 9,55.10 9,55.10 106184,65(Nmm)
n 101
= = =
.
Thỏa mãn ñiều kiện T
v
<[T]= 10
7
(Nmm).
2.1.8 Xác ñịnh lực dọc trục trên vít tải .
Lực dọc trục trên vít tải ñược xác ñịnh theo công thức:
v
av
T
F
R.tg( )
=
α + γ
(2.1.6)
Trong ñó:
R- Khoảng cách ñiểm ñặt lực ma sát của vật liệu với cánh vít ñến trục của vít
tải (mm);
R (0,3 0,4).D (0,3 0,4).200 60 80
= ÷ = ÷ = ÷

=>Chọn R=70.

α
- Góc nâng của ñường xoắn vít (ñộ),xác ñịnh theo công thức;
0 ' ''
p 1,123
tg 0,0026 0 846
2 R 2.3,14.70
α = = = ⇒ α =
π



γ
- Góc ma sát của vật liệu vận chuyển với cánh vít (ñộ):
tg f
γ =
.
Với f hệ số ma sát của vật liệu vận chuyển với cánh vít.
Với vật liệu vận chuyển là muối iot chọn f=1.
=>
0
tg f 1 45
γ = = ⇒ γ =

=>
v
av
0 ' ''
T 106184,65
F 1509,646(N)

R.tg( ) 70.tg(0 846 45)
= = =
α + γ +
.
2.1.9. Công suất vít tải
Khi làm việc, lực cản xuất hiện trong máy chống lại chuyển ñộng vít
gồm: ma sát giữa máng và vật liệu, ma sát giữa vật liệu và cánh vít, lực ñẩy
giữa vật liệu với nhau, lực cản trong các ổ trục, các vật liệu bị vỡ. Công suất
cần thiết của vít xoắn ñể khắc phục các lực ñó cũng rất phức tạp và
ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải
SVTK: GVHD:

16


khó xác ñịnh chính xác, do vậy thường tính theo công thức kinh nghiệm:
)sin(
360
QL
N
vit
β±ω=
(2.1.7)
ω -hệ số lực cản, ñối với muối iot ω = 2,5.
Q- Năng suất của vít tải,Q= 6.1,2= 7,2 (Tấn/giờ).
β- Góc nghiêng ñặt máy β=10
0
.

L- Chiều dài vận chuyển L=21 (m).
0
vit
QL 7,2.21
N ( sin ) .(2,5 sin10 ) 1,123(Kw).
360 360
= ω + β = + =

ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải
SVTK: GVHD:

17


CHƯƠNG III
TÍNH TOÁN ðỘNG HỌC HỆ DẪN ðỘNG
3.1.Chọn loại hộp giảm tốc
Trong các hệ dẫn ñộng cơ khí thường sử dụng các bộ truyền bánh răng
hoặc trục vít dưới dạng một tổ hợp biệt lập ñược gọi là hộp giảm tốc. Hộp
giảm tốc là cơ cấu truyền ñộng bằng ăn khớp trực tiếp, có tỉ số truyền không
ñổi và ñược dùng ñể giảm vận tốc góc và tăng moomen xoắn.
Tùy theo loại truyền ñộng trong hộp giảm tốc, người ta phân ra: hộp
giảm tốc bánh răng trụ; hộp giảm tốc bánh răng côn hoặc côn – trụ; hộp giảm
tốc trục vít, trục vít – bánh răng hoặc bánh răng – trục vít; hộp giảm tốc bánh
răng hành tinh…So với các loại hộp giảm tốc khác thì hộp giảm tốc bánh răng
trụ có các ưu ñiểm: tuổi thọ và hiệu suất cao; kết cấu ñơn giản; có thể sử dụng
trong một phạm vi rộng của vận tốc. Vì vậy, sử dụng hộp giảm tốc bánh răng
trụ ñược coi là phương án tối ưu nhất.

Loại bánh răng trong hộp giảm tốc bánh răng trụ có thể là: răng thẳng,
răng nghiêng, hoặc răng chữ V. Tuy nhiên, phần lớn các hộp giảm tốc có
công dụng chung dùng răng nghiêng. So với răng thẳng, truyền ñộng bánh
răng nghiêng làm việc êm hơn, khả năng tải và vận tốc cao hơn, va ñập và
tiếng ồn giảm. Còn so với răng chữ V, răng nghiêng dễ chế tạo và giá thành rẻ
hơn. Vì vậy, ở ñây ta sử dụng bánh răng nghiêng ñể năng cao khả năng ăn
khớp, truyền ñộng êm, vừa ñảm bảo chỉ tiêu về kỹ thuật vừa ñảm bảo chỉ tiêu
về kinh tế.
Tùy theo tỉ số truyền chung của hộp giảm tốc, người ta phân ra hộp giảm
tốc một cấp và hộp giảm tốc nhiều cấp. Trong ñó, hộp giảm tốc bánh răng trụ
hai cấp ñược sử dụng nhiều nhất, vì tỉ số truyền chung của hộp giảm tốc
thường bằng từ 8 ñến 40. Chúng ñược bố trí theo ba sơ ñồ sau ñây:
-
Sơ ñồ khai triển
: Hộp giảm tốc kiểu này ñơn giản nhất và dễ chế tạo.
Do ñó ñược sử dụng rất nhiều trong thực tế. Tuy nhiên, các bánh răng bố trí
không ñối xứng với các ổ, do ñó làm tăng sự phân bố không ñều trên chiều
rộng vành răng. Do ñó, khi thiết kế, ñòi hỏi trục phải ñủ cứng thì sẽ ñảm bảo
ñược khả năng làm việc.
-
Sơ ñồ phân ñôi
: Khi sử dụng sơ ñồ này cần phải chú trọng ñến việc bố
ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải
SVTK: GVHD:

18


trí ổ. Phải ñảm bảo sao cho tải trọng dọc trục không ñược cân bằng ở cặp răng
kề bên, không ñược tác dụng vào trục tùy ñộng của cấp phân ñôi nếu không
thì sự cân bằng của tải trọng dọc trục ở cấp phân ñôi sẽ bị phá vỡ và công suất
sẽ phân bố không ñều cho các cặp bánh răng phân ñôi này.
-
Sơ ñồ ñồng trục
: Loại này có ñặc ñiểm là ñường tâm của trục vào và
trục ra trùng nhau, nhờ ñó có thể giảm bớt chiều dài của hộp giảm tốc giúp
cho việc bố trí cơ cấu gọn hơn. Tuy nhiên, sơ ñồ ñồng trục có một số nhược
ñiểm như: Khả năng tải của cấp nhanh không dùng hết vì tải trọng tác dụng
vào cấp chậm lớn hơn khá nhiều so với cấp nhanh, kết cấu gối ñỡ phức tạp,
gây khó khăn cho việc bôi trơn các ổ, do khoảng cách giữa các trục trung gian
lớn, nên trục trục không ñảm bảo ñộ bền và ñộ cứng nếu không tăng ñường
kính trục. Từ những nhược ñiểm này mà phạm vi sử dụng của hộp giảm tốc
ñồng trục bị hạn chế.
Việc lựa chọn sơ ñồ của hộp giảm tốc có ảnh hưởng trực tiếp ñến kết cấu
của hệ dẫn ñộng, cũng như khả năng làm việc và chi phí thiết kế. Qua việc
phân tích các sơ ñồ của hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp, ta nhận thấy:
+ So với sơ ñồ phân ñôi, thì sơ ñồ hộp giảm tốc khai triển có kết cấu và
chế tạo ñơn giản hơn nhất là việc chế tạo ổ, gối ñỡ ổ cũng như việc bố trí ổ.
Mặt khác, chiều rộng của hộp giảm tốc khai triển nhỏ hơn nên việc bố trí lắp
ñặt dễ dàng hơn. Ngoài ra, số lượng chi tiết và khối lượng gia công của hộp
giảm tốc phân ñôi tăng dẫn ñến giá thành cao hơn và chưa ñược sử dụng phổ
biến như hộp giảm tốc khai triển.
+ So với hộp giảm tốc ñồng trục, thì hộp giảm tốc khai triển cồng kềnh
hơn. Tuy nhiên, kết cấu hộp ñơn giản và vẫn ñảm bảo khả năng làm việc. Mặt
khác, kết cấu của hộp giảm tốc ñồng trục phức tạp: khả năng tải ở hai cấp
không ñều, kết cấu gối ñỡ phức tạp, ñòi hỏi trục phải lớn ñể ñảm bảo ñộ cứng
và ñộ bền…

Theo mục 2.4 ta có công suất truyền dẫn vít tải P
CT
= 1,123(Kw)
+ Lực dọc trục trên vít tải F
a
= 1509,646(N),
+ Số vòng quay trên trục công tác là: n
CT
= 101 (vòng/phút).
+ Momen xoắn trên trục công tác là:

(
)
CT
T =106184,65 Nmm

ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải
SVTK: GVHD:

19


Ta chọn loại hộp giảm tốc của nga Ц2Y-160
Ta xây dựng ñược sơ ñồ hệ thống trạm dẫn ñộng Vít tải như sau:

1
2
3

4
67 5

Hình 3.1 Sơ ñồ khai triển trạm dẫn ñộng băng tải.
1. ðộng cơ 5.Bánh răng bị ñộng bộ truyền cấp
chậm
2. Bộ truyền ñai. 6. Vít tải
3. Bánh răng chủ ñộng bộ truyền cấp nhanh. 7. Bánh răng chủ dộng bộ truyền
cấp chậm
4. Bánh răng bị ñộng bộ truyền cấp nhanh



ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải
SVTK: GVHD:

20



P
PK
bd
P
t

Hình 3.2 Sơ ñồ tải trọng làm việc,
3.2 Tính chọn ñộng cơ ñiện

3.2.1 Chọn kiểu loại ñộng cơ
-
Với hệ dẫn ñộng băng tải dùng với các hộp giảm tốc ta chọn loại ñộng
cơ ñiện ba pha không ñồng bộ rô to ngắn mạch vì những lý do sau:


Kết cấu ñơn giản, dễ bảo quản, làm việc tin cậy.

Có thể mắc trực tiếp vào lưới ñiện công nghiêp.

Giá thành tương ñối thấp và dễ kiếm.

Không cần ñiều chỉnh vận tốc .

Hiệu suất và hệ số công suất không cần cao.
3.2.2 Chọn công suất ñộng cơ
- ðộng cơ ñược chọn phải có công suất P
ñc
và số vòng quay ñồng bộ
thoả mãn ñiều kiện :
P
ñc

≥
P
ct

n
ñb

≅
n
sb

+
Công suất trên trục ñộng cơ ñiện ñược xác ñịnh theo công
thức(2.8)[3]:
t
CT
Σ
P
P =
η

(2.1.8)

Trong ñó:

P
ct :
là công suất cần thiết trên trục ñộng cơ.
P
t :
là công suất tính toán trên trục máy công tác.
η
Σ
: hiệu suất truyền ñộng chung của toàn hệ thống.

2 4

1 2 3 4
η = η η η η
Σ

ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải
SVTK: GVHD:

21


Tra bảng 2.3 [3], ta có:
η
1
: Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ.
η
1
= 0,97
η
2
: Hiệu suất một cặp ổ lăn.
η
2
= 0,995
η
3
: Hiệu suất

khớp nối.

η
3
= 1
η
4
: Hiệu suất bộ truyền ñai.
η
4
= 0,96
⇒

η
Σ
= 0.97
2
.0,995
4
.1.0,96 = 0,885
Trong trường hợp tải không ñổi thì công suất tính toán là công suất làm
việc trên trục máy:
Công suất cần thiết phải có ở nguồn phát ñộng là:

dc
t
lv
P 1,123
P 1,27(kW)
0,885
∑
= = =

η

Như vậy, ñộng cơ cần chọn phải có công suất lớn hơn hoặc ít nhất bằng
1,27 (Kw).
3.2.3 Chọn số vòng quay ñồng bộ của ñộng cơ
+ Theo bảng 2.1[3] thì số vòng quay ñồng bộ của ñộng cơ theo tiêu
chuẩn là: 3000 ; 1500 ; 1000 ; 750 ; 600 ; 500 (v/ph )
+ Số vòng quay của trục công tác là:

(
)
CT
n =101 vòng/phút

+ Số vòng quay sơ bộ của trục ñộng cơ phải thỏa mãn;

CT min sb CT max
n .U n n .U
≤ ≤

Trong ñó: U
min
, U
max
lần lượt là tỷ số truyền nhỏ nhất và lớn nhất của
hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp.
Tra bảng 2.4 [3] ta có: U
max
= 40, U
min

= 8

sb
101.8 n 101.40
⇒ ≤ ≤


sb
808 n 4040
⇔ ≤ ≤

Vậy ta chọn số vòng quay ñồng bộ của ñộng cơ : n
db
= 1500 (v/ph)
⇒
Tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống là:

ñb
sb
CT
n 1500
U = = =14,85
n 101

Với U
sb
= 14,85 Thuộc khoảng tỉ số truyền 8 ÷ 40.
ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải

SVTK: GVHD:

22


3.2.4 Chọn ñộng cơ thực tế
Dựa vào ñiều kiện:
(
)
( )
ñc ct
ñb
P P 1,27 Kw
n 1500 v / ph
≥ =


=


P
ñc
≥ P
ct
= 1,27(Kw)
n
ñb
= 1500(v/ph)
Tra theo Catalog ñộng cơ ñiện VIỆT-HƯNG ta chọn :
Kiểu

ñộng cơ
Công
suất(kw)
Tốc ñộ
quay(v/ph)
Cos ϕ η%

T
max
/T
dn
T
k
/T
dn
4K90L4

2,2 1420
0,85
80 2,2 2.0


3.3 Kiểm tra ñiều kiện quá tải, ñiều kiện mở máy cho ñộng cơ
3.3.1 Kiểm tra ñiều kiện mở máy cho ñộng cơ
- Khi khởi ñộng , ñộng cơ cần sinh ra một công suất mở máy ñủ lớn thắng sức ỳ
của hệ thống. Kiểm tra ñiều kiện mở máy cho ñộng cơ theo công thức:
dc dc
mm bd
P P
≥

Trong ñó:
P
dc
mm
: Công suất mở máy của ñộng cơ.
dc
K
mm dc
dn
T
P .P 2,0.2,2 4,4(kW)
T
= = =

P
dc
bd
: Công suất cản ban ñầu trên trục ñộng cơ (Kw)
dc
bd bd LV
P K .P 1,6.1,27 2,032(kW)
= = =

Vậy P
dc
mm
≥ P
dc
bd

thỏa mãn ñiều kiện mở máy.

3.3.2 Kiểm nghiệm ñiều kiện quá tải cho ñộng cơ

P.K
b®
P
P
lv
t

ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải
SVTK: GVHD:

23


- Với sơ ñồ tải trọng có tính chất không ñổi và quay một chiều, nên
không cần kiểm tra ñiều kiện quá tải cho ñộng cơ.
⇒ Như vậy ñộng cơ

4K90L4
thỏa mãn ñiều kiện làm việc ñã ñặt ra.
3.4 Phân phối tỉ số truyền
Tỷ số truyền chung của toàn hệ thống ñược xác ñịnh theo công thức
(2.18)[3]:
dc
Σ

ct
n
U =
n
(3.4.1)
Trong ñó :
dc
n

- Số vòng quay của ñộng cơ ñã chọn: n
ñc
= 1420 (vg/ph)
ct
n
- Số vòng quay của trục công tác: n
ct
= 101(vg/ph)

dc
Σ
ct
n 1420
U = = =14,059
n 101
⇒
Với hệ dẫn ñộng gồm các bộ truyền mắc nối tiếp như ñã cho trong sơ ñồ
Ta có:
Σ h
ñ kn
U =U .U .U

(3.4.2)
Trong ñó: U
h
: tỷ số truyền của hộp giảm tốc.
U
ñ
: tỷ số truyền của bộ truyền ñai.
U
kn
: tỷ số truyền của khớp nối.
3.5 Tỷ số truyền của hộp giảm tốc
- Chọn hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng sơ ñồ khai triển Ц2Y
theo tiêu chuẩn Liên Xô cũ. Ta chọn hộp giảm tốc Ц2Y - 160 có các thông số
như sau:
Tỷ số truyền Cấp nhanh
Danh
nghĩa
Thực
Tế
a
w
m Z
1
Z
2
X
1
X
2
b

100 2 32 64 0 0 25
Cấp chậm
a
w
m Z
3
Z
4
X
3
X
4
b
10 9,76
160 3 17 83 +0,75 -0,597 40
- Như vậy, tỉ số truyền của hộp giảm tốc là:
U
h
= 10
- Mặt khác: u
h
= u
1
.u
2

ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải
SVTK: GVHD:


24


Trong ñó:
u
1
- Tỉ số truyền của bộ truyền cấp nhanh.
u
2-
Tỉ số truyền của bộ truyền cấp chậm.
Theo hộp giảm tốc tiêu chuẩn ta có :

2
1
1
z 64
u = = =2
z 32


4
2
3
z 83
u = = =4,88
z 17

3.6 Tỷ số truyền của bộ truyền ngoài hộp
Tỷ số truyền của bộ truyền ngoài hộp là:

n
h
U 14,059
U = 1,4
U 10
Σ
= =

Với hệ dẫn ñộng gồm HGT 2 cấp bánh răng nối với 1 bộ truyền ngoài
hộp thì U
n
phải thoả mãn ñiều kiện sau:

(
)
(
)
n h
U = 0,15÷0,1 U = 0,15÷0,1 .10 1,5 1
= ÷

Vậy, tỷ số truyền của bộ truyền ñai là U
d
=1,4.
3.7 Tính toán các thông số trên các trục
Dựa vào công suất cần thiết của ñộng cơ và sơ ñồ hệ dẫn ñộng ta tính các
trị số của công suất, mômen và số vòng quay trên các trục.
3.7.1 Tốc ñộ quay của các trục

+ Số vòng quay trên trục ñộng cơ là:

(
)
ñc
n =1420 v/ph

+ Số vòng quay trên trục số I :
( )
ñc
I
ñ
n 1420
n = = =1014,286 v/ph
u 1,41

+ Số vòng quay trên trục số II :
( )
I
II
1
n 1014,286
n = = =507,143 v/ph
u 2

+ Số vòng quay trên trục III :
( )
II
III
II
n 507,143
n = = =103,9 v/ph

u 4,88

+ Số vòng quay trên trục IV:
ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạm dẫn ñộng vít tải
SVTK: GVHD:

25


(
)
IV III
n =n =103,9 v/ph

=> Kiểm nghiệm
(
)
101 103,9 .100
n 2,87% 3%
101
−
∆ = = <
Vậy hộp giảm
tốc ñã chọn ñạt yêu cầu.
3.7.2 Tính công suất trên các trục
-
Với sơ ñồ tải trọng không ñổi ta có :

+ Công suất danh nghĩa trên trục ñộng cơ là:
( )
lv
dn lv
ct
dc ñc
Σ
P 1,123
P =P = = 1,27 kW
n 0,885
=

+ Công suất danh nghĩa trên trục I :
(
)
I dc ð O KN
P =P .
η .η .η =1,27.0,96.0,995.1=1,21 kW

+ Công suất danh nghĩa trên trục II :
(
)
II I BR O
P =P .
η .η =1,21.0,97.0,995=1,17 kW

+ Công suất danh nghĩa trên trục III :
(
)
III II BR O

P =P .
η .η =1,17.0,97.0,995=1,13 kW

+ Công suất danh nghĩa trên trục IV:
(
)
IV III KN
P =P .
η .=1,13.1=1,13 kW

3.7.3 Tính mômen xoắn :
- Mômen xoắn trên các trục ñược xác ñịnh theo công thức :
6
i
i
P
T=9,55.10
n

+ Mômen xoắn trên trục ñộng cơ là:
dn
6 6
dc
ñc
ñc
P 1,27
T =9,55.10 . =9,55.10 . =8541,2(Nmm)
n 1420

+ Mômen xoắn trên trục số I :

6 6
I
I
I
P 1,21
T =9,55.10 . =9,55.10 . =11392,74(Nmm)
n 1014,286

+ Mômen xoắn trên trục số II :
6 6
II
II
II
P 1,17
T =9,55.10 . =9,55.10 . =22032,25(Nmm)
n 507,143

+ Mômen xoắn trên trục III :