THIẾT KẾ MÁY VẬN CHUYỂN 1

TKMH: MÁY VẬN CHUYỂN GVHD: NGUYỄN VĂN HÙNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ
--------o0o--------
Thiết kế môn học
MÁY VẬN CHUYỂN
Giáo viên hướng dẫn :Nguyễn Văn Hùng
Sinh viên :Nguyễn Tuấn Anh
Lớp :XD03
Tp. HCM: 12/2006
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU VỀ BĂNG VÍT
I. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI:
SV: NGUYỄN TUẤN ANH Trang1
TKMH: MÁY VẬN CHUYỂN GVHD: NGUYỄN VĂN HÙNG
1) Khái niệm:
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 thường có năng suất từ 20 đến 40 m
3
/h trong trường hợp đặc
biệt có thể đạt 1000 m
3
/h
2) Ưu nhược điểm của băng vít:
Ưu điểm:
- 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 tồn khi sử dụng và thuận lơi khi vận chuyển các loại vật liệu nóng, sắt
cạnh
Nhược điểm:
-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.
3) Phân loại:
- Phân loại theo cấu tạo trục vít.
+ Trục vít có cánh vít liền trục.
+ Trục vít có cánh vít dạng băng.
+ Trục vít có cánh vít dạng định hình.
+ Trục vít có cánh vít dạng hình xẻng
- Phân loại theo hướng vít:
+ Vít phải.
+ Vít trái.
II. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC:

Cấu tạo:

1. Động cơ điện.
2. Khớp nối.
3. Hộp giảm tốc.
4. Khớp nối.
5. Ổ đỡ đầu trục vít.
6. Cửa vào tải.
7. Vỏ vít tải.
8. Cánh vít.
9. Ổ đỡ trung gian.

10. Trục vít.
11. Ổ đỡ cuối trục vít.
12. Cửa dỡ tải.
SV: NGUYỄN TUẤN ANH Trang2
TKMH: MÁY VẬN CHUYỂN GVHD: NGUYỄN VĂN HÙNG

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 II
TÍNH TỐN BĂNG VÍT

2.1. Thông số cơ bản của Băng Vít cần thiết kế.
Băng vít nghiêng vận chuyển than bùn phay khô.
- Năng suất : 35 T/ h.
- Chiều dài vận chuyển : 27 m
- Khối lượng riêng:
35,0
=
γ

2.2. Đường kính cần thiết của vít tải

Aùp dụng công thức (9.3), trang 154, tài liệu[TTMNC]
Trong đó :
- Q : Năng suất tính tốn : Q = 35 T/ h.
- E : Tỷ số giữa bước vít và đường kính vít E = 1
Vì băng vít thiết kế vận chuyển than bùn phay khô nên chọn E đối với vật liệu
không mài mòn.
SV: NGUYỄN TUẤN ANH Trang3
3
β
.kE.n.ψ.
Q
0,275D
γ
=
TKMH: MÁY VẬN CHUYỂN GVHD: NGUYỄN VĂN HÙNG
- n :Tốc độ quay băng vít .
Sơ bộ chọn n theo bảng (9.2), trang 150, tài liệu tính tốn máy nâng chuyển. [
TTMNC ]
n = 90 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 than bùn phay khô.
Tra bảng 4.1 , trang 88, tài liệu [TTMNC] chọn
0,35T/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
0,7K
β
=
.( vì
0
15
=
β
)
Vậy
0,435(m)
,35.0,71.90.0,4.0
35
0,275D
3
==

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 = 500 mm.
- Bước vít : S = 400 mm.
Kích thước của máng: theo bảng (9.4) trang 151, tài liệu [TTMNC] chọn
- Chiều rộng máng : 528 mm.

- Chiều sâu máng : 560 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).
Trong đó :
- A: hệ số phụ thuộc vật liệu .
Trabảng (9.3) , trang 151, tài liệu [TTMNC] với vật liệu than bùn phay khô là loại
vật liệu nhẹ, không mài mòn: A = 65.
- D : đường kính trục vít D = 500 mm.

91,9
0,5
65
n
max
==⇒
(vòng/ phút )
Thoả mãn điều kiện làm việc :
chonmax
nn
≥⇒
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
ωω
++=
(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
= L.cos15
0
= 27.cos15
0
= 26,8m
-
ω
: Hệ số cản chuyển động lăn của hàng.
Tra bảng 9.3 , trang 151, tài liệu [TTMNC ]
1,2
=
ω

SV: NGUYỄN TUẤN ANH Trang4
TKMH: MÁY VẬN CHUYỂN GVHD: NGUYỄN VĂN HÙNG
- H : Chiều cao vận chuyển
H = L.sin15
0
= 27.sin15
0
= 6,99m
- K : Hệ số tính đến đặc tính chuyển động của vít.
k = 0,2
-
b
q
: Khối lượng trên 1 đơn vị chiều dài phần quay của băng

80.Dq
b
≈
Với đường kính băng vít: D = 500 mm :
40kG/m.0,5.80q
b
==⇒
- Tốc độ vận chuyển dọc trục vít của hàng:
Theo công thức (9.5), trang 153, tài liệu [TTMNC]
0,6(m/s)
60
0,4.90
60
s.n
v

===

Với Bước vít : s = 0,4 m
Tốc độ quay của vít: n =90 v/ph.

3,19(kw)6.0,010.26,08.0,0,02.0,2.46,99)(26,08
367
35
N
0
=++=⇒
2.5. Tính tốn chọn động cơ điện:
Công suất động cơ để truyền động băng
Theo công thức (6.15), trang 119, tài liệu [TTMNC]
η
kN
N
0
dc
×
=

Trong đó:
N
đc
: Công suất trên trục vít để băng vít làm việc N
đc
= 3,19 kw.
K : Hệ số dự trữ độ bền: k =
35,11,1

÷


η
: Hiệu suất của bộ truyền .
Theo bảng 5.1, trang 104, tài liệu [TTMNC] với giả thuyết
96,0
=
η

kw.15,4
0,96
1,253,19
N
dc
=
×
=⇒
Dựa vào công suất động cơ, tra bảng (III.19.2) tài liệu [TTMNC] trang 199
chọn động cơ điện không đồng bộ A02-42-4 có các thông số kỹ thuật như sau:
- Công suất định mức trên trục: N
đc
= 5,5 kw.
- Tốc độ quay của trục: n = 1440 v/ ph.
- Hiệu suất : 87%.
- Khối lượng động cơ điện : 66,5 kg.
SV: NGUYỄN TUẤN ANH Trang5
TKMH: MÁY VẬN CHUYỂN GVHD: NGUYỄN VĂN HÙNG
 Thông số kích thước của động cơ điện:
Kiểu động cơ b 2C 2C

2
d h t
1
A02-42-4 10 216 178 32 132 35,5
L B
1
B
4
B
5
H L
8
l
506 274 216 143 310 89 80
2.6. Kiểm tra động cơ điện:
Kiểm tra động cơ theo điều kiện quá tải:
Việc kiểm tra theo điều kiện phát nóng không chưa đủ , bởi vì có trường hợp động
cơ đã được lựa chọn thoả mãn theo điều kiện phát nóng, nhưng lại làm việc quá tài
không cho phép trong thời gian khởi động. Dòng điện khởi động chỉ xuất hiện trong
thời gian rất ngắn, tuy nó ít ảnh hưởng tới sự phát nóng của động cơ, nhưng lại có tác
hại rất xấu đến trường hợp đảo mạch.
Nếu mômen khởi động xác định bằng tính tốn lớn hơn mômen tới hạn thì động
cơ không đồng bộ không thể khởi động được. Hơn nửa trong tính tốn cũng cần lưu ý
trường hợp điện áp của lưới điện giảm xuống ( ví dụ giảm k lần so với điện áp định
mức ), mômen quay động cơ sẽ giảm đi k
2
lần . Bởi vậy mômen khởi động cần thiết để
tăng tốc cho quá trình truyền động điện và kể cả trường hợp sự giảm điện áp do lưới
điện cung cấp .
SV: NGUYỄN TUẤN ANH Trang6

L
H
2r
L8C2
h
TKMH: MÁY VẬN CHUYỂN GVHD: NGUYỄN VĂN HÙNG
Đối động cơ không đồng bộ : So sánh tỉ số giữa mômen lớn nhất theo biểu đồ
phụ tải chính xác và mômen định mức của động cơ với hệ số quá tải cho phép theo
mômen l
m
sao cho thoả mãn điều kiện :
Theo công thức trang 33, tài liệu trang bị điện MXD

dm
dm
max
l
M
M
≤
Trong đó:
- M
max
: Mômen lớn nhất trong biểu đồ phụ tải .
M
max
=
22,44N.m
16,04.0,96
345,6

i.η
Mx
==
Trong đó :
Mômen xoắn: M
x
= 34,56 kG.m
Tỉ số truyền của hộp giảm tốc:
16,04i
=
.
- M
đm
: Mômen định mức của động cơ.
Ta có công thức

dm
dm
dm
n
P
975.M
=
Trong đó :
Công suất định mức: P
đm
= 5,5 kw.
Số vòng quay định mức của động cơ: n
đm
= 1440 ( v/ph).

kG.m 3,72
1440
5,5
975.M
dm
==⇒
= 37,2 N.m
- Đối với động cơ không đồng bộ , hệ số l
đm
phải kể đến trường hợp điện áp của
lưới điện cung cấp giảm đi 15% so với điện áp định mức.
Theo công thức trang 34, tài liệu trang bị điện MXD
l
đm
= 0,7.µ =1,96
Với µ= 2,8 : Bội số mômen cực đại cho trong katalô .

dm
dm
max
l0,6
37,2
22,44
M
M
≤==⇒
Vậy động cơ A02-42-4 được chọn thoả mãn điều kiện quá tải .
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] :

16
90
1440
n
n
i
dc
===

Trong đó :
- Tốc độ quay của trục động cơ: n
đc
= 1440 vòng/ phút.
- Tốc độ quay của trục vít: n = 90 vòng/ phút.
- Căn cứ vào tỉ số truyền và công suất động cơ
SV: NGUYỄN TUẤN ANH Trang7
TKMH: MÁY VẬN CHUYỂN GVHD: NGUYỄN VĂN HÙNG
5,5kwN
1440v/phn
16i
dc
dc
=
=
=
Theo tài liệu [TTMNC], trang 222, chọn hộp giảm tốc loại
ππ
P

-250 có các thông
số kỹ thuật như sau:
- Tỉ số truyền :
16,04i
=
Tốc độ quay của trục quay : 1000 v/ ph.
 Thông số kích thước :
Kiểu HGT
1T
A
2T
A
1
A
4
A
5
A
6
A
8
A
3
B
B
ππ
P
-250 100 150 115 165 330 200 100 250 250
n d
1

M
1
m
1
(kg) H H
0
L L
2
L
4
L
5
6 30 150 85 310 160 520 230 170 220
b d
2
l t L
5
D m z t
1
D
6
12 45 82 50,5 170 80 3 40 16,5 126

2.8.Tính tốn trục vít :
2.8.1. Các tải trọng tác dụng lên trục vít:
2.8.1.1. Mômen xoắn trên trục vít :
Theo công thức (9.8), trang 154, tài liệu [TTMNC]:
Mô men xoắn trên trục vít:

n

N
975M
0
0
=
( KG.m)
Trong đó :
- N
o
: Công suất trên trục vít để băng làm việc N
0
= 3,19 kw.
- n : Tốc độ quay của trục vít: n = 90 vòng/ phút.
34,56
90
3,19
975M
0
==⇒
(kG.m).
2.8.1.2. Lực dọc trục vít :
Theo công thức (9.9), trang 154, tài liệu [TTMNC]:
Lực dọc trục vít:

( )
βαk.D.tg
2M
P
0
d

+
=
(KG)
Trong đó :
- Mômen xoắn trên trục vít: M
o
= 34,56 kG.m.
- K : Hệ số tính đến bán kính chịu tác dụng của lực k = 0,7
SV: NGUYỄN TUẤN ANH Trang8
TKMH: MÁY VẬN CHUYỂN GVHD: NGUYỄN VĂN HÙNG
- D : Đường kính vít D = 0,5 m.
- α : Góc nâng ren vít :

π.D
s
tgα
=

/o
1514α
0,254
π..500
400
tgα
=⇒
==
- Với s : Bước vít s = 0,4 m.
- β : Góc ma sát giữa hàng vận chuyển với vít
)acrtg(fβ
d

=
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 tĩnh f
o
= 0,6.

( )
.6425farctgβ
0,480,8.0,6f
/0
d
d
==
==

( )
237,1KG
642515140,7.0,5.tg
2.34,56
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]:
Trong đó :
-
β
: góc nghiêng của băng vít.
0
15
=
β
- L : Chiều dài băng vít theo phương ngang L = 27 m.
- Khoảng cách giữa các gối đỡ l = 3 m
- M
o
: Mômen xoắn trên trục vít M
o
= 34,56 KG.m.
- K : Hệ số tính đến bán kính chịu tác dụng của lực k = 0,7
- D : Đường kính vít D = 0,5 m.
KGP
n
2,2115cos.
27.5,0.7,0
3.56,34.2
0
==⇒
 Tải trọng dọc phân bố đều trên trục vít :

8,78KG/m
27
237,1
L
P
p
d
d
===
 Tải trọng ngang phân bố đều trên trục vít :

7,07KG/m
3
21,2
l
P
p
n
n
===
 Mômen xoắn phân bố đều trên trục vít :
SV: NGUYỄN TUẤN ANH Trang9