đồ án thiết kế trạm trộn bê tông nhựa nóng

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h
MUÏC LUÏC
Trang
Lời nói đầu ……………………………………………………………… 2
Chương 1: Tính toán thiết kế tang sấy …………………………………. 3
1.1. Lựa chọn phương án thiết kế ………………………………. 3
1.2. Thiết kế tang sấy và hệ thống dẩn động tang sấy …………. 6
1.3. Thiết kế các bộ phận truyền động …………………………. 14
1.4. Tính cụm con lăn đỡ tang sấy ……………………………… 26
1.5. Tính bền cho tang sấy ……………………………………… 30
1.6. Tính toán vành lăn đỡ tang sấy ……………………………. 35
1.7. Tính toán cụm con lăn tỳ ………………………………… 36
1.8. Thiết kế khớp nối ………………………………………… 39
1.9. Tính toán võ lò quay …………………………………… 40
1.10. Tính cánh nâng vật liệu trong tang sấy ……………………. 42
1.11. Tính khung đỡ tang sấy ……………………………………. 44
Chương 2. Tính toán băng gầu nóng vận chuyển vật liệu …………… 49
2.1. Lựa chọn phương án thiết kế ………………………………. 49
2.2. Tính toán thiết kế băng gầu nóng ………………………… 51
2.3. Tính toán thiết kế bộ phận truyền động …………………… 52
2.4. Tính chọn khớp nối ………………………………………… 62
2.5. Chọn phanh ………………………………………………… 65
2.6. Thiết kế bánh cóc ………………………………………… 65
2.7. Thiết kế gầu nóng ………………………………………… 66
2.8. Thiết kế kết cấu thép băng gầu …………………………… 68
Chương 3. Quy trình lắp dựng trạm ……………………………………. 75
3.1. Quy trình lắp dựng ………………………………………… 75
Chương 4. Quy trình vận hành trạm …………………………………… 81
4.1. Quy trình vận hành ………………………………………… 81
Tài liệu tham khảo ………………………………………………………… 83

SVTH: Lê Đức Anh Trang 1 Lớp: CGH_K48
Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h
LỜI NĨI ĐẦU
Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và công
nghệ,nghành công nghiệp xây dựng cũng có những bước phát triển nhảy vọt
và đã đạt tới đỉnh cao của khoa học kỹ thuật. Các công trình xây dựng ngày
càng đòi hỏi những yêu cầu cao về chất lượng và thời gian thi công, cũng như
những yêu cầu khắt khe về tính mỹ thuật. Với sức người thì khơng thể làm hết
những cơng việc đó, để đáp ứng được những yêu cầu đó, các máy móc và thiết
bò phục vụ công tác xây dựng cũng phát triển mạnh mẽ. Những kỹ thuật mới
nhất được nghiên cứu và ứng dụng tạo ra những máy móc có năng xuất và
chất lượng thi công rất cao. Nó đã được cơ giới hóa và tự động hóa rất nhiều
khâu sản xuất. Để có những sản phẩm, công trình xây dựng đạt chất lượng
cao cần phải có những bán thành phẩm đạt chất lượng cao. Vì thế Trạm Trộn
Bê Tông Nhựa Nóng ra đời đáp ứng được rất nhiều yêu cầu quan trọng trong
ngành xây dựng. Sản phẩm mà nó tạo ra là Bê Tông Nhựa Nóng, có công
dụng đặc biệt mà không có loại nào thay thế được. Đề tài:Thiết kế Trạm Trộn
Bê Tông Nhựa Nóng là rất hữu ích và thiết thực trong ngành Máy Xây Dựng
hiện nay.

Sau qúa trình học tập ở trường với nhiệm vụ: Thiết kế Trạm Trộn Bê
Tông Nhựa Nóng. Do khối lượng công việc lớn nên đề tài được chia thành
nhiều phần và do nhiều sinh viên thực hiện. Nhiệm vụ được giao của em trong
đề tài này là:
• Tính tốn thiết kế tang sấy vật liệu
• Tính tốn băng gầu nóng vận chuyển vật liệu
• Quy trình lắp dựng
• Quy trình vận hành
Với sự hướng dẩn của thầy Lê Toàn Thắng và Đồn Văn Tú đả giúp em
hoàn thành xong bài đồ án tốt nghiệp này. Trong quá trình thiết kế, do trình

độ còn hạn chế, nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được
sự góp ý của quý thầy cô để củng cố thêm phần kiến thức và hiểu biết của em
được sâu hơn nhằm phuc vụ tốt hơn cho công trình mai sau.

Em xin chân thành cảm ơn
SVTH: Lê Đức Anh Trang 2 Lớp: CGH_K48
Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h
CHƯƠNG 1
TÍNH TOÁN THIẾT TANG SẤY VẬT LIỆU
1.1. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
Nhiệm vụ của tang sấy là chứa các vật liệu (cát, đá các cỡ ) và rang sấy
nóng vật liệu đó từ nhiệt độ thường tới nhiệt độ cần thiết (200 ÷ 220
0
C ) . Nhiệt
độ vật liệu có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng bê tông nhựa : Nếu nhiệt độ
sấy thấp dưới 180
0
C , độ dính kết giữa các hạt vật liệu trong bê tông giảm củng
dẩn tới cường độ chịu lực của bê tông sau khi lu lèn giảm. Thông thường tất cả
các tang sấy trong trạm trộn bê tông hiện đại đều có bộ khống chế tự động
nhiệt độ sấy vật liệu. Nếu nhiệt độ sấy quá cao, làm tốn nhiều nhiên liệu đốt.
Để thiết kế tang sấy ta đưa ra một số loại tang sấy đặc trưng hiện nay,
các ưu nhược điểm của từng loại, từ đó ta sẽ chọn ra phương án thích hợp
nhất để thiết kế.
Nhìn chung cấu tạo của các loại tang sấy đều giống nhau, chỉ khác
nhau hệ thống dẫn động tang sấy. Sau đây là các phương án tang sấy
1.1.1. Phương án 1
Tang sấy loại dùng một động cơ điện để dẩn động hai con lăn để
truyền động đến vành lăn làm quay tang sấy
Hình 1.1 Sơ đồ dẩn động tang sấy dùng một động cơ làm quay hai con lăn chủ

động.
Ưu điểm.
Tang sấy có trục nối nên ít có sự sai lệch về vận tốc giữa hai con lăn
chủ động do đó hệ thống làm việc êm, có kết cấu nhỏ gọn, cấu tạo bộ điều
khiển đơn giản.
SVTH: Lê Đức Anh Trang 3 Lớp: CGH_K48
PHƯƠNG ÁN I
1
1
3
4
5
6
7
8
CẤU TẠO
1- Con lăn đỡ tang sấy
2- Con lăn đỡ tang sấy
3- Vành lăn
4- Tang sấy
5- ổ đỡ
6- Bộ truyền xích
7- Hôïp giãm tốc
8- Động cơ điện
9- Khớp nối trục bản lề
10- Khớp nối then hoa
11- Trục nối
12-Chân đế
10
11

9
12
2
Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h
Nhược điểm.
Lực tác dụng lên ổ và trục lớn
Tỉ số truyền không ổn đònh có sự trượt giữa các bánh ma sát khi làm
việc
Khả năng tải tương đối thấp (so với bánh răng), động cơ điện phải có
công suất lớn.
1.1.2. phương án 2
Tang sấy có hệ thống dẫn động là truyền động xích. Động cơ điện -
khớp nối - hộp giảm tốc - đóa xích dẩn động - đóa xích .


Hình1.2 Sơ đồ dẫn động tang sấy bằng đĩa xích
Ưu điểm
Kích thước tương đối nhỏ.
Tỷ số truyền trung bình.
Làm việc không xảy ra bò trượt.
Hiệu suất cao khi được chăm sóc tốt.
Lực tác dụng lên trục nhỏ.
Có khả năng thay thế dể dàng khi cần thiết.
Nhược điểm.
Nếu chăm sóc không tốt thì hiệu suất sẽ giảm
Chế tạo và lắp ráp phức tạp hơn.
Giá thành cao.
Chăm sóc, bôi trơn thường xuyên.
Làm việc gây tiếng ồn lớn.
SVTH: Lê Đức Anh Trang 4 Lớp: CGH_K48

9
8
7
6
5
4
3
2
1
PHƯƠNG ÁN II
CẤU TẠO
1- Động cơ điện
2- Khớp nối
3- Hộp giảm tốc
4- Ổ đỡ
5- Tang sấy
6- Vành lăn
7- Con lăn đỡ tang sấy
8- Con lăn đỡ tang sấy
9- Vành đóa xích
10- Đóa xích đẩn động
10
Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h
1.1.3. Phương án 3
Tang sấy có hệ thống dẫn động là bánh răng và vành răng. Động cơ
điện - khớp nối - hộp dẫn tốc - bánh răng dẫn động - vành răng (vành răng
gắn liền trên tang sấy).

Hình 1.3 Sơ đồ dẩn động tang sấy bằng bánh răng
Ưu điểm.

Kích thước nhỏ, khả năng tải lớn.
Tỷ số truyền không thay đổi.
Hiệu suất cao, có thể đại tới 0,97 – 0,99.
Tuổi thọ cao, làm việc tin cậy, làm việc không có sự trượt.
Nhược điểm.
Chế độ tương tác phức tạp
Đòi hỏi độ chính xác cao.
Có nhiều tiếng ồn khi vận tốc lớn, có hiện tượng nhảy cóc .
1.1.4. Chọn phương án
Chọn hệ thống dẫn động tang sấy là bánh răng và vành răng. Động cơ
điện – khớp nối – hộp giảm tốc – bánh răng dẫn động – vành răng (vành răng
gắn liền trên tang sấy).
SVTH: Lê Đức Anh Trang 5 Lớp: CGH_K48
CẤU TẠO
1- Con lăn đỡ tang sấy
2- Vành răng
3- Vành lăn
4- Tang sấy
5-Ổ đỡ
6- Khớp nối
7- Hôïp giãm tốc
8- Động cơ điện
9- Bánh răng dẫn động
8
9
7
6
1
5
3

4
2
Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h
Hình1.4 Sơ đồ dẫn động tang sấy bằng bánh răng.
1.2. THIẾT KẾ TANG SẤY VÀ HỆ THỐNG DẨN ĐỘNG TANG SẤY
1.2.1. Xác định các thơng số hình học của tang sấy
Để đốt sấy cốt cốt liệu có hiệu quả trước hết tang sấy phải có các
thông số hình học hợp lý. Các thông số cần tìm của tang sấy là:
Thể tích của tang sấy V(m
3
).
Chiều dài tang sấy L(m).
Và đường kính của tang sấy D(m).
Góc nghiêng α
0

Thể tích cần thiết của tay sấy V(m
3
) được xác đònh từ điều kiện tách
ẩm vật liệu trong một giờ, (CT Tr 362[2]) :
V =
A
W
A
G
a
1000
π
=
(m

3
)
Trong đó:
G
a
: Lượng tách ẩm của khối vật liệu. (kg/h).
W: Độ ẩm của vật liệu trước khi sấy .
Vào mùa khô: W = 3÷4%
Vào mùa mưa :W = 5÷6%,
Ta chọn W = 5%
π
: Năng suất tối đa của tang sấy (T/h)

π
= 80 (T/h)
A: Cường độ tách ẩm (hơi nước bay hơi) tính cho 1m
3
thể tích tang sấy
trong 1 giờ (kg/m
3
.h). Được xác đònh từ thực nghiệm A = 160÷170 (kg/m
3
.h).
Đối với tang sấy thường
SVTH: Lê Đức Anh Trang 6 Lớp: CGH_K48
CẤU TẠO
1- Con lăn đỡ tang sấy
2- Vành răng
3- Vành lăn
4- Tang sấy

5- Ổ đỡ
6- Khớp nối
7- Hôïp giãm tốc
8- Động cơ điện
9- Bánh răng dẫn động
8
9
7
6
1
5
3
4
2
Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h
A = 220÷250 (kg/m
3
.h). Đối với tang sấy thường có kết cấu hiện đại
(đầu đốt dạng kín).
Trên thực tế giá trò A còn phụ thuộc lưu lượng hút của quạt gió hút bụi
và lượng khí cháy chuyển qua tang sấy trong 1 đơn vò thời gian. Sự phụ thuộc
này được nghiên cứu riêng ở tài liệu khác. Tuy nhiên điều này không ảnh
hưởng lớn đến việc tính toán .
Ta chọn A = 230 (kg/m
3
.h).
V =
=
230
1000.80.05,0

17,4 (m
3
)
Chọn D = 1,8 (m) (Tr 363 [2])
Mặt khác ta có mối quan hệ:
V =
L
D
4
2
π
(CT Tr363[2])
⇒ L =
==
22
8,1.14,3
4,17.44
D
V
π
6,8 (m)
Chọn L = 7 (m)
Trên đây là cách tính theo kinh nghiệm, do đó ta cần phải kiểm tra lại
chiều dài tang sấy L theo điều kiện chuyển động của vật liệu trong tang sấy.
Tang sấy được đặt nghiêng so với phương ngang một góc 3- 5
0
.
Khi tang sấy quay vật liệu được các cánh nâng lên cao rồi rơi chảy tự
do xuống sau mỗi vòng quay của tang sấy vật liệu được dòch chuyển được
một đoạn AB, chiều cao nâng vật liệu là AC = h, thường h = (0.6÷0.65) D.

Chọn h = 0,65 D

⇒
h = 0,65.1,8 = 1,17 (m)

⇒
AB = AC.tg
α
= h.tg
α
Chiều dài tang sấy cần là:
L = m.n.t.h.tg
α
Trong đó:
m : Số lần rơi của hạt vật liệu trong một vòng quay
m = 1,7÷2,5 . chọn m = 2
Chọn sơ bộ α = 5
0

n : Số vòng quay của tay sấy (v/ph)
chọn n = 8 (v/ph)
t : Thời gian lưu vật liệu trong tay sấy (phút)
Chọn t = 3 (phút)

⇒
L = 2.3.8.1,17.tg5
0
= 4,95 m
Từ 2 kết quả tính L, ta điều chỉnh L, D sao cho vận tốc tiếp tuyến trên mặt
tang, thỏa mãn điều kiện:

0,75 ≤ v ≤ 0,85 (m/s) (CT Tr364[2])
SVTH: Lê Đức Anh Trang 7 Lớp: CGH_K48
Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h
mà v =
754,0
60
8.8,1.14,3
60
==
Dn
π
nên thỏa mãn điều kiện
Vậy các kích thước của tang sấy cần xác đònh là:
Đường kính tang sấy: D = 1,8 m
Chiều dài tang sấy: L = 6 m
Thể tích tang sấy: V = 17,4 (m
3
)
Góc nghiêng: α = 5
0
Chọn chiều dày của tang sấy: δ = 15 (mm)
Đường kính ngoài của tang sấy : D
t n
= 1,8 + 2.15.10
-3
= 1,83 (m)

n
C
B

A

Hình 1.5 Kích thước tang sấy
1.2.2. Tính toán nhiệt cho tang sấy
Việc tính toán nhiệt cho tang sấy trong quá trình sấy và nung nóng vật
liệu là một vấn đề khá phức tạp. Ta tính toán nhiệt cho loại tang sấy trạm
trộn bê tông nhựa nóng bố trí ngọn lửa ngược chiều với chiều chuyển động
của dòng vật liệu trong tang sấy và tang sấy được được đặt nghiêng một góc
α = 5
0
Hướng thoát
ẩm
dòng vật liệu
vào tang
Ngọn lửa
Vùng IVùng IIVùng III
Hình 1.6 Sơ đồ tính tốn nhiệt tang sấy
Theo chiều chuyển động thì mọi vật liệu đều được tách ẩm và
tăng nhiệt do được cấp nhiệt từ ngọn lửa. Quá trình cấp nhiệt độ cho tang sấy
gồm có 3 giai đoạn:
SVTH: Lê Đức Anh Trang 8 Lớp: CGH_K48
Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h
Giai đoạn I: (Sấy trước) cấp nhiệt để nâng nhiệt độ của vật liệu và hơi
ẩm từ nhiệt độ của mội trường t
0
= 20
0
C lên đến nhiệt độ t
1
= 95

0
C. Tương
ứng với vùng I của hình 1.6.
Giai đoạn II: (Tách ẩm, nâng nhiệt) cấp nhiệt để làm bay hết hơi ẩm
chứa trong vật liệu, nâng nhiệt độ của vật liệu và hơi ẩm từ t
1
= 95
0
C lên đến
t
2
= 100
0
C . Tương ứng với vùng II của hình 1.6.
Giai đoạn III: (Nung nóng vât liệu) cấp nhiệt để nâng nhiệt độ vật liệu
từ t
2
= 100
0
C đến nhiệt độ làm việc trung bình t
3
= 225
0
C. Tương ứng với
vùng III của hình 1.6.
Các giai đoạn cấp nhiệt trên xảy ra một cách tương đối ở cả ba vòng
tính theo chiều dài của tang sấy.
Vùng I, II, III ứng với giai đoạn I, II, III.
Để cấp nhiệt cho các giai đoạn trên cần chi phí nhiệt lượng như sau
(xét tiêu hao trong 1 giờ ).

1.2.2.1. Chi phí nhiệt lượng cho giai đoạn I
Áp dụng công thức (9-30 Tr 361[2])
Ta có : Q
1 =
C’
1
.π(t
1
– t
0
) + C”
1
.W.π(t
1
– t
0
) (Kcal/h)
Trong đó :
C’
1
: Nhiệt dung của cát đá . C’
1
= 0,2(Kcal/kg.
0
C)
C’’
1
: Nhiệt dung của nước . C’’
1
= 0,47 (Kcal/kg.

0
C)
π : Năng suất của tang sấy(kg/h). π = 80.10
3
kg/h
W : Độ ẩm chứa trong vật liệu chưa sấy(kg/h) .W = 4 – 6 %
Chọn W = 5%
⇒ Q
1
= 0,2 . 80.10
3
(95 – 20) + 0,47.0,05.80.10
3
(95 – 20) = 1341.10
3
(Kcal/h)
1.2.2.2. Chi phí nhiệt lượng cho giai đoạn II
Áp dụng công thức
Ta có : Q
2
= W.π.r + C’’
1
.W.π(t
2
– t
1
) + C’
1
. π(t
2

– t
1
) (Kcal/h) (9-31 Tr 361[2])
Với r : Nhiệt hoá hơi của nước. r = 542 (Kcal/h)
⇒ Q
2
= 0,05.80.10
3
.542 + 0,47.80.10
3
.0.05(100 –95) +0,2.80.10
3
(100 –
95) = 2257,4.10
3
(Kcal/h).
1.2.2.3. Chi phí nhiệt lượng cho giai đoạn III
Áp dụng công thức
Q
3
= C’
1
.π(t
3
– t
2
) (Kcal/h ) (9-32 Tr 361 [2])
⇒ Q
3
= 0,2.80.10

3
(225 –100) = 2000.10
3
(Kcal/h)
Nhiệt lượng tổng cộng để sấy đốt vật liệu trong tang sấy là:
Áp dụng công thức
Q
t
= Q
1
+ Q
2
+ Q
3
(Kcal/h ) (9-33 Tr 361 [2] )
Q
t
= 1341.10
3
+ 2257,4.10
3
+ 2000.10
3
= 5598,4.10
3
(Kcal/h)
SVTH: Lê Đức Anh Trang 9 Lớp: CGH_K48
Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h
Ngoài ra cần nhiệt lượng Q
4

cho việc hao tổn nhiệt qua vách của tang
sấy (là chủ yếu) và một phần nhỏ theo khói thải ra ngoài (bỏ qua không
tính).
1.2.2.4. Nhiệt lượng truyền qua vách tang sấy
Áp dụng công thức
Q
4
= K
f
F(t
m
– t
0
) (Kcal/h) (9-34 Tr 361[2] )
Trong đó :
K
f
: Hệ số truyền nhiệt, lấy K
f
=20
F : Diện tích bề mặt vỏ tang sấy (m
2
)
F = π.D.L = 3,14. 1,8 . 6 = 33,912 (m
2
)
t
m
:Nhiệt độ trung bình qua vỏ tang sấy loại không bảo ôn lấy t
m

=160
0
C
Trên thực tế, t
m
được xem nhiệt độ của lớp không khí sát mặt ngoài của vỏ
tang sấy ở khoảng giữa chiều dài tang. Còn nhiệt độ vỏ thép của tang ở giữa
các vùng I, II, III, khoảng 200
0
, 350
0
và 450
0

⇒ Q
4
= 20. 33,912.(160 – 20) = 94953,6 (Kcal/h)
Tổng nhiệt lượng tiêu thụ là.
Áp dụng công thức (9-35 Tr 362 [2])
Q = Q
t
+ Q
4
= 5589,4.10
3
+ 94953,6 = 5684353,6 (Kcal/h)
1.2.2.5. Nhiệt lượng hữu ích Q
g
khi đốt cháy 1 kg nhiên liệu
Áp dụng công thức

Q
g
= Q
0
.
η
(Kcal/kg) (9-36 Tr 362 [2])
Trong đó:
Q
0
: Là nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hết 1 kg nhiên liệu là dầu
với nhiên liệu là dầu FO thì : Q
0
= 10200 (Kcal/kg)

η
: Hiệu suất nhiệt trong tang sấy.
η
= 0,9
Q
g
= 10200 . 0,9 = 9180 (Kcal/kg)
Lượng nhiên liệu cần thiết để sấy đốt vật liệu từ nhiệt độ môi trường
t
0
= 20
0
C lên đến nhiệt độ t
3
= 225

0
C . Với độ ẩm W = 5%
Áp dụng công thức
G
nl
=
=
g
Q
Q

2,619
9180
5684353,6
=
(kg/h) (9-37 Tr 362[2])
1.2.2.6. Chi phí nhiên liệu cho 1 tấn sản phẩm
g=
π
nl
G
=
80
2,619
=7,74 (Kgnl/ tấn )
1.2.3 Chọn sơ bộ kích thước của vành lăn, cách nâng, các tai đỡ
1.2.3.1. Vành lăn
Chọn chiều rộng vành lăn: b = 160 (mm)
SVTH: Lê Đức Anh Trang 10 Lớp: CGH_K48
Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h

Chọn chiều dày vành lăn: h = 90 (mm)
Khoảng cách giữa vành lăn và tang sấy:∆ = 130 (mm)
Đường kính ngoài của vành lăn: D
ln
= D
t n
+ 2∆ +2.h
D
ln
= 1,83 +2.0,13 + 2.0,09= 2,27 (m)
Đường kính trong của vành lăn
D
lt
= D
ln
– 2h = 2,27 – 2.0,09 = 2,09 (m)
Trọng lượng của vành lăn
G
l
= π.D
ln
.h.b.f (kg)
f _Trọng lượng riêng của thép, f= 7,85.10
3
(KG/m
3
)
G
l
= 3,14.2,27.0,09.0,16.7,85.10

3
= 805,7 (kg)
1.2.3.2. Cánh nâng vật liệu
Chọn vật liệu làm cánh nâng vật liệu là thép bình C36, có:
Chiều cao h = 360 mm
Chiều dày b = 110 mm
Các cánh nâng vật liệu được bố trí dọc theo chiều dài tang, số cánh
nâng n = 10
Trọng lượng của các cánh nâng vật liệu trong tang
G
cn
= n
.
L.f
0
(kg)
f
0
: Trọng lượng 1 m chiều dài thép. f
0
= 41,9(KG/m)
G
cn
= 10.6.41,9= 2514 (kg)
1.2.3.3 Các tai đỡ
Chọn sơ bộ trọng lượng tai đỡ
G
tđ
= 0,2.G
l

(kg) = 0,2. 805,7 = 161,14 (kg)
1.2.3.4. Trọng lượng của vỏ tang sấy
G
v
= π.D
t n
.L.δ.f (kg)
Trong đó :
D
t n
: Đường kính ngoài của tang sấy.
L : Chiều dài tang sấy.
δ : Chiều dày vỏ tang sấy.
F : Trọng lượng riêng của thép.
G
v
= 3,14. 1,83. 6.0,016. 7,85.10
3
= 4060 (kg)
1.2.3.5. Trọng lượng tổng cộng của tang sấy là
G
t
= G
V
+2G
t đ
+G
cn
+ 2G
l

= 4060 + 2. 161,14 + 2514 + 2. 805,7 = 8508 (kg)
Nhân thêm với hệ số kết cấu lấy bằng 1,2 ta được
G
t
= 8508 . 1,2 = 10210 (kg)
1.2.4. Tính toán công suất động cơ dẫn động tang sấy
1.2.4.1. Công suất cần thiết để quay toàn bộ tang sấy được tính theo công
thức:
SVTH: Lê Đức Anh Trang 11 Lớp: CGH_K48
Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h
N=
η
.102
.vW
c
(KW)
Trong đó:
W
c
: Lực cản tổng cộng khi quay tang sấy (kg).
W
C
= W
1
+ W
2
+ W
3
W
1

: Lực cản ma sát do trọng lượng của tang và vật liệu trên các con
lăn đỡ
W
2
: Lực cản ma sát trong ổ các con lăn (KG).
W
3
:Thành phần lực cản do nâng khối lượng vật liệu trong tang lên cao
(KG).
V :Vận tốc dài của tang sấy tại điểm nằm trên vành lăn
η : Hiệu suất của bộ truyền động ( từ động cơ điện đến vành lăn).
η = η
1
. η
2
. η
3
η
1
: Hiệu suất truyền động của hộp giàm tốc.
Chọn η
1
= 0,9
η
2
: Hiệu suất truyền động của bộ truyền xích.
Chọn η
2
= 0,9
η

3
: Hiệu suất truyền động của bộ truyền ma sát (vành lăn – con lăn).
Chọn η
3
= 0,8
⇒ η = η
1
.η
2
.η
3
= 0,9 . 0,9 . 0,8 = 0,648
1.2.4.2. Tính lực cản ma sát do trọng lượng của tang và vật liệu trên các
con lăn đỡ (W
1
)
Áp dụng công thức
W
1
=
=
+
2
cos
)(
d
f
a
GG
a

tV
θ
θ
cos.
)(2
d
fGG
tV
+
(9-38 Tr 364 [2])
Trong đó:
G
V
: Trọng lượng của vật liệu trong tang sấy bằng tổng số vật liệu nằm
trong tang trong 3 phút, khi năng suất π (T/h).
⇒ G
v
= 3.80/60 = 4 Tấn = 4000 (KG)
G
t
: Trọng lượng bản thân của tang, kể cả vành răng, 2 vành lăn và các tai
đở các vành lăn, vành răng. (KG)
f : Hệ số cản lăn giữa vành lăn và con lăn.
f = 0,003 (m) (giữa thép với thép).
a : Số con lăn, thông thường a = 4
d : Đường kính con lăn (m)
Sơ đồ tính toán lực cản để xác đònh công suất quay tang sấy:
SVTH: Lê Đức Anh Trang 12 Lớp: CGH_K48
Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h
G

v
G
t
d
D
Dv
d1
ϕ
Þ
X
b

Hình 1.7 Sơ đồ tính toán lực cản để xác đònh công suất quay tang sấy
Qua tham khảo máy thực tế người ta thường chọn góc đặt
ψ
= 70 ÷
90
0
Ta chọn góc đặt :
0
80=
ψ
⇒
θ
=
2
ψ
= 40
0
Chọn sơ bộ đường kính con lăn: d = 800 mm

⇒ W
1
=
0
40cos.8,0
003,0).021014000(2 +
= 139 (KG)
1.2.4.3. Tính lực cản ma sát trong ổ các con lăn (W
2
)
Áp dụng công thức
W
2
=
θ
cos
tV
GG +
.
d
d
1
.
µ
(9-39 Tr 365 [2])
Trong đó:

µ
: Hệ số ma sát trong ổ trục. Chọn
µ

= 0,1
d
1
: Đường kính ổ trục (m). d
1
= 0,05 ÷ 0,1 m.
Chọn d
1
= 0,1 (m)
⇒ W
2
=
0
40cos
102104000 +
.
8,0
1,0.1,0
= 232 (KG)
1.2.4.4. Tính thành phần lực cản do nâng khối lượng vật liệu trong tang
lên cao (W
3
)
Áp dụng công thức
Ta có W
3
=
tt
V
D

bG .2
(9-40 Tr 365 [2])
Trong đó:
b : Khoảng cách (cánh tay đòn) của trọng tâm vật liệu so với trọng tâm
tang sấy. b được tính theo công thức .
Áp dụng công thức
b =
tt
D
3
2
.
2
sin
sin
180
.
2
0
3
ϕ
ϕ
ϕπ
ϕ
⋅
−
Sin
(9-41 Tr 365 [2])
SVTH: Lê Đức Anh Trang 13 Lớp: CGH_K48
Đồ án tốt nghiệp Tính tốn thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h

góc
ϕ
được xác đònh từ biểu thức







−=
ϕ
ϕπ
πβ
sin
180
.
2

2
2
R
R
Với β = 0,15 : Hệ số điền đầy vật liệu trong tang,
ϕ
= 106
0
là giá trò thường
dùng thì.
b =

tt
D
3
2
.
≈⋅
−
2
sin
sin
180
.
2
0
3
ϕ
ϕ
ϕπ
ϕ
Sin
0,56.
2
tt
D
⇒
b = 0,56.
2
8,1
= 0,504

⇒
W
3
=
8,1
504,0.40002 ⋅
= 2240 (KG)
Vậy lực cản tổng cộng khi quay tang sấy là:
W
C
= W
1
+ W
2
+ W
3
=139 + 232 + 2240 = 2611 (KG)
Công suất cần thiết để quay toàn bộ tang sấy là:
N =
η
102
vW ⋅
(KW)
Với v =
s
m
nD
95.0
60
.8 2,2714,3

60
.
ln
=
⋅
=
⋅
π
⇒ N =
648,0.102
95,0 2611⋅
= 37,5 (KW)
1.2.4.5. Chọn Động Cơ
Ta tiến hành chọn động cơ điện dẫn động cho tang sấy, theo [1] ta chọn
được động cơ có các thơng số như sau:
Động cơ điện có mã hiệu: MTP611-10.
Cơng suất động cơ :
45( ).N kW
=
Số vòng quay:
òng
575( )
phút
v
n
=
.
Khối lượng máy: 860 ( kg )
Hệ số q tải : 3.0
1.3. THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN ĐỘNG

1.3.1. Tính chọn hộp giảm tốc
Phân phối tỷ số truyền cho các cụm truyền động.
Tỷ số truyền của cả hệ

dc
t
n
n
i =
Trong đó:

dc
n
: Số vòng quay của động cơ trong một phút;
dc
n

òng
575( )
phút
v
=
.
SVTH: Lê Đức Anh Trang 14 Lớp: CGH_K48
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h

t
n
: Số vòng quay của tang sấy;
òng

8( )
phút
t
v
n =
.

dc
t
575
71,9
n 8
n
i
⇒ = = =
Với
h
i
: Tỷ số truyền của bộ truyền để hở.
Theo [5] ta chọn
5
h
i
=
.

71,9
14,4.
5
hgt

h
i
i
i
⇒ = = =

hgt
i
: Là tỷ số truyền của hộp giảm tốc.
Căn cứ vào yêu cầu về công suất tải truyền, tỷ số truyền và yêu cầu lắp ráp.
Dựa vào tài liệu [1] chọn hộp giảm tốc LL2 – 350 có các thông số như sau:
Là hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ đặt nằm ngang.
Tổng khoảng cách giữa các trục:

200 150 350( ).
C T B
A A A mm= + = + =
Tỷ số truyền:
12,5.
hgt
i
=
Công suất:
49,5( W).N k
=
Số vòng quay:
òng
600( ).
phút
v

n
=
Có một trục đầu vào và trục đầu ra cùng phía.
Do tỉ số truyền cần thiết (14,4) và tỉ số truyền của hộp giảm tốc đã chọn
(12,5) sai lệch nhau không lớn nên hộp giảm tốc vừa chọn có thể thõa mãn được
yêu cầu làm việc.
1.3.2. Tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng để hở
Bộ truyền bánh răng để hở dẫn động tang sấy gồm vành răng và bánh
răng dẫn động. Trong đó vành răng được liên kết với tang nhờ các bulông còn
bánh răng nhỏ được liên kết với trục, ổ liên kết với khung đỡ.
Công suất trên tang sấy:

45 0,92 41,4( W).
dc
N N k
η
= × = × =
Momen xoắn trên tang sấy:

3 3
9550 10 9550 41, 4 10
49421250( ).
8
t
N
M Nmm
n
× × × ×
= = =

Công suất trên trục bánh răng nhỏ:

0
( W)
b
b
N
N k
η η
=
×

Trong đó:

b
η
: Hiệu suất ăn khớp của cặp bánh răng để hở.
Chọn
0,95
b
η
=
.

0
η
: Hiệu suất cặp ổ lăn đỡ trục bánh răng nhỏ và các con lăn đỡ (gồm 4
cặp).
Chọn
0

0,99.
η
=


41,4
44( W).
0,95 0,99
b
N k
⇒ = =
×
SVTH: Lê Đức Anh Trang 15 Lớp: CGH_K48
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h
Mô men xoắn trên trục bánh răng nhỏ:

3
3
9550 10
9550 44,1 10
10528875( . )
5 8
b
b
b
N
M N mm
n
× ×
× ×

= = =
×
1.3.2.1. Chọn vật liệu chế tạo
Theo [5] ta chọn vật liệu chế tạo:
Bánh răng: là thép 40X tôi cải thiện có cơ tính:
σ
b
= 900 N/mm
2
; σ
ch
= 700 N/mm
2
; HB = 280.
Vành răng: là thép 40XH thường hóa có cơ tính:
σ
b
= 800 N/mm
2
; σ
ch
= 580 N/mm
2
; HB = 260.
1.3.2.2. Định ứng suất uốn cho phép và ứng suất tiếp xúc cho phép
Ứng suất tiếp xúc cho phép
Giả thiết bộ truyền làm việc trong 5 năm với hệ số sử dụng thời gian k = 0,8.
Bộ truyền làm việc với tải trọng không đổi, có số chu kỳ tương đương như sau:
Vành răng:

d2
600
t t
N u n T
= × × ×
Trong đó:
u : Là số lần ăn khớp của một răng sau một vòng quay; u = 1.
n
t
: Số vòng quay của vành răng trong một phút;
( )
òng
8
phút
t
v
n
=
T : Là tổng số thời gian làm việc của bộ truyền (giờ).
T = 5
×
360
×
24
×
0,8 = 34560 (giờ).

6
d2
600 600 1 8 34560 165,9 10

t t
N u n T
⇒ = × × × = × × × = ×
.
Bánh răng:

6 6
1 2
5 165,9 10 830 10
td td
N i N
= × = × × = ×
.
Vậy có:

7
1 2 0
10
td td
N N N
> > =

Với
0
N
: Là số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc.
⇒ Hệ số chu kỳ ứng suất tiếp xúc cho phép k
N
’ = 1.
Ta tính được ứng suất tiếp xúc cho phép:

Bánh răng:
[ ]
(
)
2
1
2,6 2,6 280 728 .
tx
N
HB
m
σ
= × = × =
Vành răng:
[ ]
(
)
2
1
2,6 2,6 260 676 .
tx
N
HB
m
σ
= × = × =
Ứng suất uốn cho phép:
Ta cũng có số chu kỳ tương đương như ở trên trong trường hợp răng
chịu uốn.

6
1 2 0
5 10
td td
N N N
> > = ×
Với
0
N
: Là số chu kỳ cơ sở của đường cong uốn.
Vậy ta có hệ số ứng suất uốn k
N
” = 1.
Ứng suất uốn cho phép:

" "
0 1
2
u
(1,4 1,6)
[ ] ( )
N N
k k
N
mm
n K n K
σ σ
σ σ
σ
−

× ÷ × ×
= =
× ×
.
Trong đó:
SVTH: Lê Đức Anh Trang 16 Lớp: CGH_K48
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h
1
σ
−
: Là giới hạn mỏi uốn trong chu kỳ đối xứng.
Bánh răng:
(
)
2
1
0,43 0,43 900 387 .
bk
N
mm
σ σ
−
= × = × =
Vành răng:
(
)
2
1
0,43 0,43 800 344 .
bk

N
mm
σ σ
−
= × = × =
n : Hệ số an toàn.
Lấy n = 1,5.

K
σ
: Hệ số tập trung ứng suất ở chân răng.
Lấy
1,8.K
σ
=
Suy ra ứng suất uốn cho phép :
Bánh răng:
2
u1
1,5 387 1
[ ] 215( )
1,5 1,8
N
mm
σ
× ×
= =
×
Vành răng:
2

u2
1,5 344 1
[ ] 191,12( )
1,5 1,8
N
mm
σ
× ×
= =
×
.
1.3.2.3. Theo [5] ta chọn sơ bộ hệ số tải trọng
d
1,3
tt
K K K= × =
1.3.2.4. Theo [5] chọn hệ số chiều rộng bánh răng
0,25
A
b
A
ϕ
= =
.
1.3.2.5. Tính khoảng cách trục theo công thức (3 - 9, [5])

( )
[ ]
( )
2

2
6 6
3
3
2
1,05 10 1,05 10 1,3 41,4
1 5 1 1094( )
. 442 5 0,25 8
A
tx
K N
A i mm
i n
σ ϕ
 
 
× × × ×
≥ + × = + × =
 ÷
 ÷
 ÷
× × ×
 
 
Lấy A = 800 (mm).
1.3.2.6. Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng
Theo công thức (3 – 17, [5]):

( )
1

2 2 1094 5 8
0,76 .
60 1000( 1) 60 1000(5 1)
A n
m
v
s
i
π π
× × × × ×
= = =
× + × +
Với vận tốc vòng này thì theo bảng (3 - 11, [5]) có thể chọn cấp chính xác 9.
1.3.2.7. Định chính xác hế số tải trọng K
Chiều rộng bánh răng
0,25 1094 273,5
A
b A mm
ϕ
= × = × =

1
1 5 1
0,4 1,2.
2 2
d A
b i
d
ϕ ϕ
+ +

= = × = × =
Với
1,2
d
ϕ
=
theo bảng (3 – 12, [5]) tìm được
1,23
ttbang
K =
. Tính hệ số tập trung tải
trọng thực tế theo công thức (3 – 20, [5]):

1
1,23 1
1,115
2 2
ttbang
tt
K
K
+
+
= = =
.
1.3.2.8. Xác định mô đun của bánh răng
Mô đun bánh răng được chọn theo khoảng cách trục A.
Theo công thức (3 – 22, [5]):

( )

0,01 0,02 (0,01 0,02) 1094 (10,8 21,9)( ).m A mm= ÷ × = ÷ × = ÷
Vì bộ truyền làm việc với tải lớn nên theo bảng (3 – 1, [5]) ta chọn mô đun
bánh răng là m = 12(mm).
1.3.2.9. Các thông số hình học của bộ truyền
Để đảm bảo cho vành răng liên kết tốt với thành tang sấy ta lấy đường
kính vành răng lớn hơn đường kính vành lăn 40mm.
SVTH: Lê Đức Anh Trang 17 Lớp: CGH_K48
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h

35,2=⇒
V
D
(m)
Ta tính được đường kính của bánh răng:

)(47,0
5
35,2
mD
b
==⇒
Số răng bánh răng, theo công thức (3 – 24, [5]) ta có:

1
2 2 1094
30,38
( 1) 12 (5 1)
A
Z
m i

× ×
= = ≈
× + × +
.
Lấy Z
1
= 30.
Suy ra số răng vành răng:

2 1
5 30 150.Z i Z= × = × =
1.3.2.10. Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc
Để kiểm tra sức bền tiếp xúc ta chỉ cần tính toán cho vành răng do nó có
độ cứng HB nhỏ hơn bánh răng và theo công thức (3 – 14, [5]) phải thoả mãn:

6 3
1,05 10 ( 1)
[ ]
tx tx
i K N
A i b n
σ σ
× + × ×
= × ≤
× ×

Trong đó:
i = 5 : Tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng để hở.
A = 1094 mm : Khoảng cách trục.
K = 1,115 : Hệ số tải trọng.

N = 41,4 kW : Công suất trên tang sấy.
n = 8 : Số vòng quay của tang sấy trong một phút.
b = 273,5 mm : chiều dài răng.
(
)
6 3
2
2
1,05 10 (5 1) 1,115 41,4
409,77 .
1094 5 273,5 8
tx
N
mm
σ
× + × ×
⇒ = × =
× ×
Suy ra:
Do đó bộ truyền
đảm bảo sức bền tiếp xúc.
1.3.2.11. Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột
Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc khi chịu quá tải đột ngột.
Ta chỉ cần kiểm nghiệm cho vành răng:

2 2 2
[ ]
txqt tx qt txqt
K
σ σ σ

= × ≤
Trong đó:
2txqt
σ
: ứng suất tiếp xúc quá tải.
2
2
379,3( ).
tx
N
mm
σ
=
: ứng suất tiếp xúc.
qt
K
: Hệ số quá tải. Lấy
1,8.
qt
K
=
2
[ ]
txqt
σ
: ứng suất tiếp xúc quá tải cho phép.
2
2
[ ] 2,5 [ ] 2,5 2,6 2,5 2,6 260 1690( ).
txqt Notx

N
HB
mm
σ σ
= × = × × = × × =
Suy ra:
(
)
2
2
409,77 1,8 550 .
txqt
N
mm
σ
= × =
SVTH: Lê Đức Anh Trang 18 Lớp: CGH_K48
(
)
2
2 2
[ ] 676 .
tx tx
N
mm
σ σ
≤ =
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h
Như vậy:
(

)
2
2 2
[ ] 1690 .
txqt txqt
N
mm
σ σ
≤ =
Do đó bộ truyền đảm bảo đủ độ bền khi chịu quá tải đột ngột.
Kiểm nghiệm sức bền uốn khi chịu quá tải đột ngột
Theo công thức (3 - 42, [5]) ta có công thức kiểm nghiệm sức bền uốn khi
quá tải đột ngột như sau:

uqt
[ ]
uqt u qt
K
σ σ σ
= × ≤
Trong đó:
qt
K
: Hệ số quá tải. Lấy
1,8.
qt
K
=
u
σ

: ứng suất uốn.
Theo công thức (3 – 33, [5]):

(
)
6
2
2
19,1 10
.
u
K N
N
mm
y m Z n b
σ
× × ×
=
× × × ×
Với:
K = 1,115 : Là hệ số tải trọng.
y : Hệ số dạng răng, tra theo bảng (3 – 18, [5]):
Bánh răng: Z
1
= 26
⇒
y
1
= 0,429.
Vành răng: Z

2
= 130
⇒
y
2
= 0,517.
m = 10 : Mô đun bánh răng.
b : Bề rộng bánh răng.
Vành răng: b = 195 (mm).
Bánh răng: b = 200 (mm) (Lấy lớn hơn bề rộng vành răng 5 mm).
n : Số vòng quay (vòng/phút).
Bánh răng:
( )
1 2
òng
5 8 40 .
phút
v
n i n
= × = × =
Vành răng:
( )
2
òng
8 .
phút
v
n =

N : Công suất (kW).

Bánh răng:
44( ).
b
N kW
=
Vành răng:
41,4( ).N kW
=
Thế vào công thức trên ta có:
Bánh răng:
6
1
2
19,1 10 1,115 44
52,78
0,429 12 36 40 200
u
σ
× × ×
= =
× × × ×
2
( )
N
mm
.
Vành răng:
6
2
2

19,1 10 1,115 41,4
58,4
0,517 12 130 8 195
u
σ
× × ×
= =
× × × ×

2
( )
N
mm
.
Như vậy ta có:

(
)
2
1
52,78 1,8 95 .
uqt
N
mm
σ
= × =

(
)
2

2
58,4 1,8 105,12 .
uqt
N
mm
σ
= × =
Ứng suất uốn quá tải:

[ ]
(
)
2
1
1
0,8 0,8 700 560 .
ch
uqt
N
mm
σ σ
= × = × =
SVTH: Lê Đức Anh Trang 19 Lớp: CGH_K48
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h

[ ]
(
)
2
2

2
0,8 0,8 580 464 .
ch
uqt
N
mm
σ σ
= × = × =
Thế vào biểu thức trên ta được:
Bánh răng:
[ ]
(
)
2
1
1
560 .
uqt
uqt
N
mm
σ σ
< =
Vành răng:
[ ]
(
)
2
2
2

464 .
uqt
uqt
N
mm
σ σ
< =
Như vậy điều kiện bền uốn khi chịu quá tải đột ngột được thoả mãn.
1.3.2.12. Các lực tác dụng lên bánh răng và vành răng
Lực vòng:
)(44804
470
10528876.2
.2
21
N
D
M
PP
b
b
====⇒

Lực hướng tâm:
16307020.4480420.
121
====⇒
oo
rr
tgtgPPP

(N)
1.3.2.13. Chọn liên kết vành lăn, vành răng với tang sấy bằng gối đỡ
Dựa vào kích thước tang sấy, vành lăn và vành răng ta chọn được kích
thước gối đỡ để liên kết vành lăn, vành răng với tang sấy như sau:


250
12
60
80
470
Hình 1.8 Kính thước gối đỡ
1.3.2.14. Tính toán thiết kế trục bánh răng nhỏ
1.3.2.14.1.Tính toán thiết kế trục
Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 có ứng suất xoắn cho phép
(
)
2
x
[ ] 35
N
mm
τ
=
, ứng suất cho phép
[ ]
(
)
2
48 .

N
mm
σ
=
Các lực tác dụng lên trục
Lực vòng:
)(44804.
1
NPP ==⇒
Lực hướng tâm:
)(16307
1
NPP
rr
==⇒
Mô men xoắn trên trục:
10528875( . ).
b
M M N mm= =
Sơ bộ tính đường kính trục, theo công thức (7 – 1, [5]):

[ ]
3
0,2
x
x
M
d
τ
≥ =

×

3
10528875
114( ).
0,2 35
mm
≈
×
Chọn đường kính trục d = 105 mm, và đường kính ngõng trục 100 mm, ta
vẽ được sơ đồ tính toán trục như ở trên.
Mô men uốn tại mặt cắt nguy hiểm:
Tính phản lực tại gối đỡ
SVTH: Lê Đức Anh Trang 20 Lớp: CGH_K48
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h
Vì a = b = 145 mm nên:

)(22402
2
44804
2
1
N
P
RR
BYAX
====


)(5.8153

2
16307
2
1
N
P
RR
r
BYAX
====
Ta tính được:

).(3248290145.22402. mmNaRM
AXux
===

).(5,1182257145.5,8153. mmNaRM
AYuy
===

Hình 1.9 Sơ đồ tính toán trục bánh răng nhỏ
Mô men uốn tổng cộng tại mặt cắt nguy hiểm:

2 2
u ux uy
M M M
= + =
34567505,11822573248290
22
=+

(N.mm)
Mô men tương đương tổng cộng:

2 2
0,75
td u x
M M M= + ×
=
967958110528875.75,03248290
22
=+
(N.mm)
Tính lại đường kính trục:

3
0,1 [ ]
td
M
d
σ
≥ =
×

34,126
48.1,0
9679581
3
=
(mm)
Chọn d = 127 mm.

Vì đường kính trục lớn không thể lắp với bánh răng bằng then nên ta chế
tạo trục liền với bánh răng. Và ta chọn kết cấu trục như sau:
SVTH: Lê Đức Anh Trang 21 Lớp: CGH_K48
R
R
R
P
P
AX
AY
1
BY
BX
r1
3248290
1182257,5
10528875
R
B
A
M
x
(N.mm)
M
uy
(N.mm)
M
ux
(N.mm)
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h

472
200
30 46 40
φ105
φ100
φ95
φ90
30
46
φ100
φ105

Hình 1.10. Kết cấu trục bánh răng nhỏ.
1.3.2.14.2 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi
Chọn then để lắp với trục là then bằng. Dựa vào bảng (7 – 23, [5]) ta
chọn then có các kích thước cơ bản như sau:
Với d = 127 mm ta chọn then có h = 18 mm; b = 32 mm; t = 9 mm; t
1
=
9,2 mm; k = 11,2 mm.
Ta chọn đường kính ngõng trục để lắp ổ là 110 mm.
Theo công thức (7 – 5, [5]) điều kiện bền của trục theo hệ số an toàn
được tính theo công thức như sau:

[ ]
2 2
n n
n n
n n
σ τ

σ τ
×
= ≥
+

Trong đó:

[ ]
n
: Hệ số an toàn cho phép;
[ ]
( )
1,6 2,5n = ÷
Chọn
[ ]
2n
=
.

n
σ
: Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp.
Theo công thức (7 – 6, [5]), ta có:

(
)
1
2
.
.

a m
N
n
mmk
σ
σ
σ
σ
σ
σ ψ σ
ε β
−
=
× + ×
Theo [5] ta có:

(
)
2
1
0,45 0,45 600 270 .
b
N
mm
σ σ
−
= × = × =
Với
1
σ

−
: là giới hạn mỏi uốn ứng với chu kỳ đối xứng.
Do trục quay một chiều nên ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng
nên:
u
; 0
W
u
a m
M
σ σ
= =
Theo bảng (7 – 3b, [5]) khi d = 127 mm thì
3
u
W 135200( ).mm
=
Vậy ta có được:

56,25
135200
3456750
==
a
σ
(N/mm
2
)

σ

ψ
: Hệ số xét đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến sức bền
mỏi. Với thép các bon trung bình ta chọn
0,1
σ
ψ
=
.
SVTH: Lê Đức Anh Trang 22 Lớp: CGH_K48
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h

β
: Hệ số tăng bền bề mặt trục. Do không dùng các biện pháp tăng bền
nên
1
β
=
.

σ
ε
: Hệ số kích thước, xét đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến
giới hạn mỏi.
Theo bảng (7– 4, [5]) ta chọn
0,68
σ
ε
=
.

k
σ
: Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn.
Theo bảng (7–8, [5]) ta chọn
1,63k
σ
=
.

4,4
0.1,056,25.
1.68,0
36,1
270
=
+
=
σ
n

n
τ
: Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp.
Theo công thức (7 – 7, [5]) ta có:

(
)
1
2
.

a m
N
n
mmk
τ
τ
τ
τ
τ
τ ψ τ
ε β
−
=
× + ×
×

Theo [5] ta có:

1
τ
−
: Giới hạn mỏi xoắn với chu kỳ đối xứng.

(
)
2
1
0,25 0,25 600 150 .
b
N

mm
τ σ
−
= × = × =

τ
ε
: Hệ số kích thước, xét đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục
đến giới hạn mỏi xoắn.
Theo bảng (7– 4, [5]) ta chọn
0,56
τ
ε
=
.

k
τ
: Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi xoắn.
Theo bảng (7–8, [5]) ta chọn
1,5.k
τ
=

β
: Hệ số tăng bền bề mặt trục. Do không dùng các biện pháp tăng bền
nên
1
β
=

.

a
τ
: Biên độ ứng suất tiếp sinh ra trong tiết diện của trục.

(
)
2
0
.
2
x
a
M
N
mm
W
τ
=
×

Với d = 127(mm)
3
0
W 285000( ).mm
⇒ =


(

)
2
10528875
18,4 .
2 285000
a
N
mm
τ
⇒ = =
×

m
τ
: Trị số trung bình của ứng suất tiếp.

(
)
2
18,4 .
m a
N
mm
τ τ
= =

τ
ψ
: Hệ số xét đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến sức bền
mỏi.

Đối với thép các bon trung bình thì
0,05
τ
ψ
=
.

1
a m
n
k
τ
τ
τ
τ
τ
τ ψ τ
ε β
−
⇒ = =
× + ×
×
150
2,98
1,5
18,4 0,05 18,4
0,56 1
=
× + ×
×

.

47,2
98,24,4
98,2.4,4
22
+
=⇒ n
SVTH: Lê Đức Anh Trang 23 Lớp: CGH_K48
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h
Vậy suy ra:

[n]=2.n
≥
Hệ số an toàn của trục được thoả mãn.
1.3.2.14.3. Kiểm nghiệm then về sức bền dập và sức bền cắt
Chọn chiều dài then để lắp với trục là l = 80 (mm).
Kiểm nghiệm sức bền dập:
Theo công thức (7 – 11, [5]) ta có:

[ ]
2
x
d
d
M
d k l
σ σ
×
= ≤

× ×

Trong đó:

d
σ
: Ứng suất dập cho phép.
Theo bảng (7–20, [5]) chọn
190=
d
σ
(N/mm
2
)
k: Biểu thị phần then lắp trong rãnh của trục.
Theo bảng (7 – 23, [5]) chọn k = 11,2.

185
80.2,11.127
10528875.2
==⇒
d
σ
(N/mm
2
)
Do đó:

[ ]
190=≤

d
d
σσ
( N/mm
2
)
Kiểm nghiệm sức bền cắt:
Theo công thức (7 – 22, [5]), ta có điều kiện bền cắt của then:

[ ]
(
)
2
2
.
x
c
c
M
N
mm
d b l
τ τ
×
= ≤
× ×
Trong đó:

[ ]
c

τ
: Ứng suất cắt cho phép.
Theo bảng (7–21, [5]) ta chọn
[ ]
(
)
2
120 .
c
N
mm
τ
=

77.64
80.32.127
10528875.2
==⇒
c
τ
(N/mm
2
)
Do đó:

(
)
2
c
[ ] 120 .

c
N
mm
τ τ
≤ =
Độ bền của then được đảm bảo.
1.3.2.15. Chọn ổ lăn cho trục
Trong quá trình làm việc do tang sấy đặt nghiêng một góc 4
0
so với
phương nằm ngang nên tạo ra lực xô tác động lên trục của bánh răng nhỏ và trục
của các con lăn đỡ.

( )
sin
( )
5
v t
G G
S KG
α
+ ×
=
.
Số trục chịu lực xô là 5.

)(10210 KGG
t
=⇒

)(4000 KGG
v
=⇒


( )
)(7,247
5
5sin.102104000
KGS
o
+
=⇒
SVTH: Lê Đức Anh Trang 24 Lớp: CGH_K48
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80T/h

Hình 1.11. Sơ đồ tính toán chọn ổ lăn
Ổ còn chịu lực hướng tâm:

)(5798 NRR
A
==
Ta chọn trục theo hệ số khả năng làm việc của trục. Theo công thức (8 – 1,
[5]) ta có:

( )
0,3
C Q n h
= × ×

Trong đó:
n : Số vòng quay của ổ

( )
òng
5 8 40 .
phút
b
v
n n= = × =
h : Số giờ làm việc thực tế của ổ.
Với thời gian làm việc của ổ là A = 5 năm theo bảng (1 – 1, [7]) ở chế độ
trung bình ta tính được tổng số giờ làm việc của ổ T =14460 (giờ).
Số giờ làm việc thực tế của ổ:
h = T
×
(CĐ) = 14460
×
0,25 = 3615(giờ).
Q : Tải trọng tương đương (N).

( )
v n t
Q K R m A K K
= × + × × ×
Với:
)(5798 NRR
A
==

v
K
: Hệ số xét đến vòng nào của ổ là vòng quay.
Vòng trong của ổ quay nên theo bảng (8 – 5, [5]) ta chọn
1.
v
K =

n
K
: Hệ số nhiệt độ.
Ổ làm việc dưới 100
0
C, theo bảng (8 – 4, [5]) ta chọn
1.
n
K
=

t
K
: Hệ số tải trọng động.
Theo bảng (8 – 3, [5]) chọn
1.
t
K =
m : Hệ số chuyển tải dọc trục về tải trọng hướng tâm.
Theo bảng (8 – 2, [5]) chọn m = 2.
A : Tổng đại số các lực dọc trục (N).
( )

A B
A S S S
= + −
.

A B A
S S R tg
β
= = ×

)(243081,9.7,2470 NS ==+⇒

)(106581.1).2430.25798.1( NQ =+=⇒
SVTH: Lê Đức Anh Trang 25 Lớp: CGH_K48
R
A
s
A
s
B
R
B
s