Bản vẽ trạm trộn bê tông năng suất 30m3.giờ (autocad)

Trang 1

1


Trang 2

2


Trang 3

3


Trang 4

4


Trang 5

5


Trang 6

6


Trang 7

7


Trang 8

8


Trang 9

9


MỤC LỤC
trang
Lời nói đầu ............................................................................................. 2
Chương 1-Tính toán thiết kế băng tải dỡ liệu
I- Tính toán các thông số cơ bản của băng............................. 4
II- Thiết kế một số bộ phận chính của băng .......................... 7
III- Tính chọn băng cao su ..................................................... 11
IV- Thiết kế chế tạo tang chủ động và tang bị động .............. 12
V-Thiết kế tính toán cụm dẫn động ....................................... 16
VI-Tính toán thiết kế kết cấu thép ......................................... 27
VII-Tính chọn ổ lăn ............................................................... 50
VIII-Tính then ........................................................................ 51
IX -Tính toán mối ghép .......................................................... 52
X- Tính toán hệ thống căng băng ........................................... 54
XI- Hướng dẫn sử dụng, bảo dưỡng và sửa chữa .................... 55
Chương 2- Tính toán thiết kế khung giá đỡ

I—Sơ bộ chọn hình thức kết cấu................................................ 60
II- Tải trọng tác dụng lên kết cấu ........................................... 61
III- Nội lực phát sinh và biểu đồ nội lực .................................. 69
IV-Tính chọn mặt cắt của kết cấu ............................................ 76
V- Kiểm tra độ cứng của kết cấu ............................................. 82
Chương 3- Tính toán thiết kế hệ định lượng
I- Nhiệm vụ của hệ định lượng ................................................ 84
II- Nguyên lý của hệ định lượng .............................................. 84
III- Vấn đề bù sai trong quá trình định lượng .......................... 85
IV- Thiết kế thùng cân ximăng ................................................ 86
V- Thiết kế thùng cân nước ...................................................... 89
Chương 4- Kết luận
Phụ lục 1- Kết quả tính toán kết cấu thép của băng tải ............. 91
Phụ lục 2- Kết quả tính toán kết cấu thép của khung giá đỡ ..... 111

Trang 10

10


CHƯƠNG I
THIẾT KẾ BĂNG TẢI DỠ LIỆU.

I. Tính toán các thông số cơ bản của băng:
Các thông số thiết kế cơ bản:
- Tính chất của vật liệu (bêtông tươi).
÷

* Khối lượng riêng γ0=2,2 2,4 (T/m3).
÷

* Góc chảy tự nhiên ở trạng thái động γđ = 400 500
Năng xuất yêu cầu.
Căn cứ vào năng xuất yêu cầu ta thiết kế băng tải có năng xuất
Q= 30 (m3/h).
- Chiều dài vận chuyển(khoảng cách giữa hai tang dẫn động).
L=10 m.
-

-

Góc nghiêng băng tải β = 230.

-

Lựa chọn phương pháp xả liệu : Do thiết kế băng tải để vận chuyển bêtông
tươi nên ta lựa chọn phương pháp xả liệu theo quán tính (tự xả), có nghĩa là
vật liệu được chất trên băng, khi băng chuyển động vật liệu di chuyển hết
chiều dài sẽ tự văng ra ngoài nhờ lực quán tính.

1. Góc nghiêng của băng.
- Do góc chảy tự nhiên của bêtông tươi ở trạng thái động là rất lớn 40 0 500

-

nên góc nghiêng của băng lớn nhất có thể đảm bảo trong suốt quá trình làm
việc vật liệu không bị chảy về phía sau.
Do bêtông tươi là vật liệu dính ướt do đó ma sát giữa băng và vật liệu là rất
lớn do đó ta lựa chọn góc nghiêng của băng là β = 230.

2.Vận tốc của băng:
- Để đảm bảo yêu cầu về năng xuất của một dây truyền công nghệ thì việc lựa
chọn băng có vận tốc hợp lý phù hợp với năng xuất của dây truyền là điều
hết sức cần thiết.
- Thực tế vận tốc vận chuyển của các băng tải vận chuyển vật liệu xây dựng
÷

(bêtông tươi) thường có vận tốc v= (1 16) m/s.
Trang 11

11


-

Khi tính toán chọn vận tốc băng

v =1,1 m/s.

3.Chiều rộng băng:
Theo công thức 12-12 [2].

B= 1,1[

Q
k b v.γ 0

+0,05]

(m).

Trong đó : Q = 30γ0 (T/h) năng suất của băng.
v-

vận tốc của băng (v=1,1m/s).

γ0- khối lượng riêng của vật liệu (γ0 =2,4T/h).
K b- phụ thuộc hình dạng của băng. Với băng máng 3 con lăn.
Theo bảng 12.4[2] ta có: Kb = 550.
30
470.1,1

B = 1,1[
+ 0.05] =0,32(m).
Kết hợp với quy cách băng thường được chế tạo với chiều rộng 400, 500, 650,
(700), 800, (900), 1000, 1200, 1400, 1600, 2000, 2600 (mm).
Ta chọn băng có chiều rộng băng B = 500(mm).
4.Kiểm tra lại năng suất của băng:
Theo công thức 10.7 [1].
Q = 3600FKrKtvγ0 (T/h).
Trong đó:
F- diện tích mặt cắt ngang của dòng vật liệu trên băng.
V- tốc độ chuyển động của băng.

4
5

÷

Kr- hệ số rỗng của vật liệu. Kr = 0.85 0.9 (sách vlxd-2000.nxb xây dựng).

Kt – hệ số sử dụng thời gian.( Kt = 0.35).
Gọi B là chiều rộng băng, F là diện tích mặt cắt ngang của dòng vật liệu trên
băng phụ thuộc vào loại băng.

Được xác định với băng hình lòng máng như sau:
Trang 12

12


Diện tích mặt cắt ngang của dòng vật liệu được tinh theo công thức 10.10[1] là
tổng của diện tích tam giác (Ft) với diện tích hình thang (Fth).
Fb =Ft+ Fth (m2).
* Tính diện tích tam giác Ft
Ft=

1
2

1
2

B0 B0C tgβ3 = 0,25C B02 tgβ3 .
≈

(1)
≈

≈

Trong đó : β3 _ góc ở đáy của tam giác. β3 0,5 β2 0.35β1 200.
β2 - góc tự nhiên khi chuyển động.
β2- góc tự nhiên ở trạng thái tĩnh.
C- hệ số tính đến sự giảm diên tích vật liệu trên băng
chuyển động theo mặt phẳng nghiêng.
* Tính diện tích hình thang Fth
1
4

Fth= (B0 +B1 ). (B0 -B1 )tgα =

1
4

( B02 +B12 ) tgα

(2)

Trong đó: α -góc nghiêng của con lăn so với phương ngang
B1 - chiều dài của con lăn.
1
B

1
B

đặt B0 =K và
B1=K1
khi đó B0 =K.B và B1= K1B
thay vào (2) ta có :

Fth= 0,25(K2B2-K12B2) tgα =0,25B2(K
Trang 13

2

- K12) tgα
13


Thay vào (1) ta có
Ft=0,25C.K2B2 tgβ3
Từ (1) và (2) ta có:
Fb= 0,25B2[C K2 tgβ+(K2- K12) tgα].
Khi góc nghiêng của băng lớn hơn 200 thì C= 0,85 (trang45[3]).
Thay số ta được:
Fb= 0,25.5002[0,85. 0,852tg200+(0,852- 0,382) tg200].
Fb= 0,027 (m2).
Q = 3600F.Kr.Kt.v.γ0 (T/h).
Q = 36000.0,027.0,87.0,35.1,1.2,4 = 78,14 (T/h).
Qtt > Qy/c=30.2,4 =72(T/h).
II. Thiết kế một số bộ phận chính của băng.
- Đối với băng tải cao su bộ phận kéo chuyển động được là nhờ thiết bị dẫn
động mà bộ phận làm việc của nó là tang trống chủ động, bộ phận này truyền
lực kéo là nhờ ma sát. Do vậy để băng chuyển động được thì lực kéo của
trống chủ động phải thắng được các lực cản do băng gây ra.
- Lực cản là tổng hợp tất cả những lực làm cản trở chuyển động của băng.
- Lực kéo là lực do nguồn động lực sinh ra để làm cho băng chuyển động, để
băng chuyển động được thì này phải thắng được tổng lực cản gây ra.
1-Xác định lực kéo băng tải:
1.1-Theo đường đặc tính làm việc của băng:

Sơ đồ truyền động của băng đơn giản gồm 2 đoạn ở 2 nhánh song song và
2 đoạn cong qua 2 tang. Lực cản chuyển động trên 2 đoạn thẳng tỉ lệ với
chiều dài, lực cản ở các đoạn cong được tính thêm hệ số cản.
Từ công thức 12.14[2] .
Wc= Wct+ Wkt
Trong đó:
Wct =k(q+qb+q’cl)Lω’cosβ ( q+qb)Lsinβ
Wkt = k(qb+q’cl).Lω’’cosβ  qbLsinβ

(2.5)
(2.6)

Nếu coi ω’= ω’’= ω thì từ (2.5) và (2.6) ta có :
Trang 14

14


Wc =k(q+2qb+q’cl+ q’’cl)Lω’cosβ  qLsinβ
Trong đó :
Wc- tổng lực cản chung.
Wct- lực cản ở nhánh có tải.
Wkt- lực cản ở nhánh không tải.
k- hệ số tính đến lực cản phụ khi băng đi qua đuôi tang chỗ dỡ
tải, tang phụ và tuỳ thuộc vào chiều dài đặt băng.
Theo [2] lấy k = 4,5
q,qb (N/m) –Trọng lượng phân bố trên 2 mét chiều dài của vật liệu và của
tấm băng cao su.
q’cl,q’’cl(N/m)-Trọng lượng phần quay của các con lăn phân bố trên một
mét chiều dài của nhánh có tải và nhánh không tải.

ω’và ω’’- hệ số cản chuyển động của băng với các con lăn trên nhánh có
tải và nhánh không tải( giá tri gần bằng nhau).
Theo bảng 12.9[2] lấy ω’= ω’’= ω = 0,03
β- góc nghiêng đặt băng β = 230
dấu(+) tương ứng với đoạn chuyển động lên trên.
dấu(-) tương ứng với đoạn chuyển động đi xuống .
* Trọng lượng vật liệu bố trí trên 1m được xác định
Q
0,36.v

theo công thức 12.7[2]
q=
.
Trong đó :
Q =78,14 (T/h) - năng suất tính toán của băng truyền.
V=1,1 (m/s)
-vận tốc chuyển động của băng .
78,14
0,36 * 1,1

Ta có q=
=197,32 (N/m).
* Trọng lượng phân bố theo một mét băng theo bảng 12.2[2] với loại băng
B=500(mm) .
lấy qb =9 (kg/m) =90(N/m).
* Trọng lượng phần quay của các con lăn trên nhánh có tải và không tải phân bố
trên 1m chiều dài được xác định theo công thức 12.20[2]
qcl’= G’cl/l’cl (N/m).
Trang 15

15


và công thức
qcl’’= G’’cl/l’’cl (N/m).

12.21[2]

Trong đó :
Gcl’, Gcl’’ –trọng lượng phần quay của các con lăn trên nhánh có tải và
không tải (N).
l’cl, l’’cl - khoảng cách giữa hai hàng con lăn nhánh có tải và nhánh
không tải (m).
Gcl’, Gcl’’- trọng lượng phần quay của các con lăn ứng với B=500(mm) tra
theo bảng 12.8 [2].
Có Gcl’= 12,5 (N).
Gcl’’= 10,5 (N).
l’cl, l’’cl theo thực tế kiểm nghiệm.
l’cl= 600 (mm) = 0,6 (m).
l’’cl=1200 (mm) =1,2 (m).
Ta có : qcl’=

12,5
0,6

= 20,8 (N/m).

10,5
1,2

qcl’’=
= 8,75 (N/m).
thay các giá trị trên vào công thức ta có :
Wc = 4,5(197,32+2.90+20,8+ 8,75)10.0,03cos230 – 197,32.10Sin230
Wc=1277 (N).

1.2- Xác định lực căng tại nhánh ra và vào tang dẫn:

Trang 16

16


Từ công thức 12.44[2]và công thức 12.45[2] ta có :
k d t*W c
e

µα 0

−1

S r=
k d t*W c
e

µα 0

−1

µα

0

S r=
*e
Trong đó :
Sr- là lực kéo trên nhánh ra của tang chủ động.
Sv- là lực kéo trên nhánh vào của tang chủ động.
kđt –hệ số dự trữ lực kéo (kđt = 1,151,2).
α0 – góc ôm của băng (α0 =1800).
µ = 0,25 –tang bằng thép hoặc gang, không phủ vật liệu tăng ma
sát, bẩn (cát).
Wc- tổng lực cản của băng (N).

S r=
S r=

k dt .Wc
e µα 0 − 1

=1285,13(N).

k dt .Wc
e µα 0 − 1

µα 0

*

e

= 2817,53(N).

III.Tính chọn băng cao su:

Trang 17

17


* Do băng cao su làm việc với độ dốc tương đối lớn và chịu tải lớn. Nên khi
tính chọn băng, băng phải có số lớp vải nhiều làm tăng khả năng chịu kéo,
băng phải thiết kế thêm hệ thống gờ tăng hệ số ma sát giữa băng và vật liệu .
* Tính toán.
Xuất phát từ lực căng băng mới nhất để tính toán và kiểm tra độ bền
của băng . Lực căng băng lớn nhất xuất hiện ở điểm cuối khi vào tang dẫn
động. Khi đó :
Smax=Sv= 2817,53(N).
Theo công thức 12.39[2]
m.S m·
B.K d

ta có số lớp vải: i =
(lớp).
Trong đó :
i-số lớp vải có trong băng.
B- chiều rộng băng(mm).
Kđ-lực kéo đứt 1mm chiều rộng một lớp vải trong
băng(mm).
m- hệ số dự trữ độ bền của băng .

Tra bảng 12.10[2] .
ta có: i =

10.2817 ,53
500.55

= 1,02 (lớp).

Do vật liệu chuyển động trên băng có khối lượng riêng lớn (γ =2,4 T/m3). Do
đó ta lựa chọn băng có số lớp vải lớn để đảm bảo an toàn trong quá trình làm
việc.
Do đó ta lấy i= 3 lớp.
ΓΟCΤ

Ta chọn băng theo tiêu chuẩn
20-57.
* Băng có gờ, chiều rộng B= 500(mm).
* Số lớp vải
i= 3 (lớp).
* Chiều dài băng l=20 (m).
* Cách nối băng bằng cách dùng bản lề.
IV- Thiết kế chế tạo tang chủ động và tang bị động:
Trang 18

18


1. Cấu tạo tang chủ động:

2.Tính vỏ tang:

* Vật liệu chế tạo vỏ tang là thép Ct3.
*Với chiều rộng của băng
B = 500 (mm).
* Đường kính ngoài của tang D = 350 (mm).
+ Khi làm việc vỏ tang chịu tác dụng do tác dụng của lực căng băng , ta
coi đó là lực phân bố đều.
+ Đối với tang trống chủ động còn chịu lực xoắn từ trục lên vỏ tang.
Nhưng do tang chế tạo được lắp với trục qua then nên lực này rất nhỏ nên có thể bỏ
qua.

Từ phân tích ta có sơ đồ tính toán.

Trang 19

19


Tải trọng phân bố q được xác định như sau.

Hợp lực giữa Svvà Sr là S (N).
S=

1
2

(Sv+Sr).sinα0

α0- góc ôm của băng, lấy

α0 = 1800.

Vậy S = Sv+Sr = 1285,13 + 2817,53 = 4102,66(N).
S
l

-

4102,66
600

Ta có : q = =
= 6,84 (KG/cm).
Mô men lớn nhất có thể xác định theo công thức.
6,84 .60 2
8

1
8

Mumax = q.l2 =
= 3078 (KG.cm).
Từ công thức kiểm tra theo ứng suất cho phép

σ=

M u max
Wu

 [σ] = 1600(KG/cm2) thép Ct3
Trang 20

20


trong đó : Wu –mô men chống uốn của vỏ tang.
(D 4 − d 4 )
D

d
D

Wu = 0,1
= 0,1.D3[1-( )4]
(cm3).
Theo thực tế ta lựa chọn :
- Đường kính ngoài của tang sau khi chế tạo D = 350 (mm) = 35 (cm).
- Đường kính trong của tang sau khi chế tạo d = 338 (mm) = 33,8 (cm).
khi đó : Wu= 0,1.353[1-(

σ=

M u max
Wu

=

33,8
35

3087

558,4

)4] = 558,4 (cm3).

= 5,8 (KG/cm2).

Vậy với kích thước D = 350 (mm).
D =338 (mm).
Tang đảm bảo đủ bền.

3. Chọn mặt bích của tang:
Qua tìm hiểu thực tế ta lựa chọn thông số sau:
Vật liệu chế tạo thép Ct3, số lượng 2 cái.

Trang 21

21


4.Chọn moăy ơ:
Moăy ơ có tác dụng cố định vỏ tang với trục tang.
Vật liệu chế tạo thép Ct3, số lượng 2 cái .

Khi nghiên cứu chế tạo tang bị động để tiện chế tạo và đỡ tốn công ta làm tang bị
động giống tang chủ động .

V- Thiết kế tính toán cụm dẫn động:
1.Sơ đồ truyền động:
Ta chọn sơ đồ truyền động như hình vẽ

Trang 22

22


1. Động cơ điện.
2. Hộp giảm tốc.
3. Bộ truyền xích.
4. Băng tải cao su.
5. Trống chủ động.

Ta chọn kiểu truyền động này bởi vì nó có ưu điểm
- Sử dụng động cơ liền hộp giảm tốc nên gọn nhẹ hiệu quả kinh tế cao bố trí
đơn giản đồng thời hoạt động ổn định, bền.
- Hệ thống truyền động sử dụng bộ truyền xích thích hợp với chế độ làm việc
nặng nhọc và chế độ tải không đều.
- Có khả năng làm việc trong điều kiện ẩm ướt
Phù hợp vơi đặc điểm và điều kiện cuả trạm bêtông ximăng 30 m3/h.
- Làm việc ở chế độ trung bình.
- Chịu đươc chế độ tải trọng không đều.
- Làm việc được ở tình trạng ẩm ướt.
- Cự ly vận chuyển không lớn.
- Gọn nhẹ không tốn nhiều diện tích.
2. Chọn động cơ điện và phân phối tỉ số truyền:
a. Chọn động cơ điện:
- Để chọn được động cơ điện ta cần phải tính công suất cần thiết
Từ công thức :
10.22[1].
Trang 23

23


N
η

Nct =
Trong đó : Nct- công suất cần thiết của động cơ điện
N- Công suất kéo cần thiết của băng .
- Hiệu suất truyền động chung(=0,6 ÷0,95).
mặt khác ta lại có . (từ công thức 10.21[1].
Pv
102

N=
(KW).
Trong đó : P- lực kéo băng tải (lực vòng) (KG).
P = Sv-Sr = 2817,53 – 1285,13 =1532,4(N) = 153,24(KG).
v- vận tốc của băng (m/s); v = 1,1(m/s).
153,24 * 1,1
102

N=
 = 1.2

= 1,7 (KW).

Trong đó : 1 = 0,9 – hiệu suất của bộ truyền xích.
2 = 0,78 – hiệu suất của hộp giảm tốc.
 = 0,9.0,78 = 0,7

N
η

1,7
0,7

Nct =
=
= 2,41 (KW).
Ta chọn động cơ có công suất lớn hơn công suất cần thiết
Chọn loại động cơ liền hộp giảm tốc 3 pha :
Có các thông số : Công suất
N=3(KW).
Số vòng quay đầu ra n =100(v/p).
Tổng trọng lượng G = 60(kg).
b.Phân phối tỉ số truyền:

n
n

ra

Tỉ số truyền chung :
[v = ω.R =

πnR
30

i=
ntg =

tg

30v
πR

=
=

100
60

= 1,67.

30 * 1,1
0,175 * π

= 60 (v/p)].

c.Tính toán bộ truyền xích:
- Lý do sử dụng bộ truyền xích:
Trang 24

24


-

* Do bộ truyền xích làm việc ở chế độ nặng nhọc.
* Do vật liệu rơi xuống phân bố không đều mà lúc nhiều lúc ít , do vậy phải

có bộ truyền làm việc ổn định ở mọi chế độ tải.
Yêu cầu của bộ truyền xích:
* Bộ truyền làm việc 1 ca, trục đĩa xích có thể điều chỉnh.
* Chọn loại xích ống con lăn vì rẻ hơn xích răng vả lại không yêu cầu bộ
truyền làm việc liên tục.
* Lựa chọn số răng đĩa dẫn
với tỉ số truyền i =1,67.
ta chọn số răng đĩa dẫn Z1=16 (răng).
Số răng đĩa bị dẫn sẽ là Z2=1,67.16= 27 (răng).
* Tính bước xích:
Xác định hệ số điều kiện sử dụng . Hệ số điều kiện sử dụng được xác
định theo công thức 6.6[4].
k=kđ. kA. ko. kđ/c. kb. kc
Trong đó :
kđ - hệ số xét đến tính chất của tải trọng ngoài, nếu tải trọng êm
kđ = 1; nếu tải trọng va đập kđ =1,2÷ 1,5 (chọn kđ =1,2).
kA – hệ số xét đến chiều dài xích, nếu A=(30 ÷50)t thì
nếu A< 25t thì = 1,25; nếu A=(60 ÷80)t thì

kA=1;

kA = 0,8(chọn kA=1).

k0-hệ số xét đến cách bố trí bộ truyền, nếu đường nối hai tâm đĩa
xích làm với đường nằm ngang một góc nhỏ hơn 60 0 thì k0 =1; nếu lớn hơn
600 thì trị số k0 có thể lấy tới 1,25 (chọn k0 = 1).
kđ/c-hệ số xét đến khả năng điều chỉnh lực căng xích , nếu trục đĩa
xích có thể điều chỉnh được k đ/c =1; nếu dùng đĩa căng xích hoặc con lăn
căng xích kđ/c =1,1; nếu trục không điều chỉnh được và cũng không có đĩa và
con lăn căng xích kđ/c = 1,25(chọn kđ/c= 1).

kb-hệ số xét đến điều kiện bôi trơn, nếu bôi trơn liên tục (xích
nhúng dầu hoặc được dầu liên tục) kb =0,8; nếu bôi trơn nhỏ giọt kb =1;nếu
bôi trơn gián đoạn (định kì) kb = 1,5; (chọn kb=1,5).
kc-hệ số xét đến chế độ làm việc của bộ truyền, nếu làm việc 1 ca kc =1;
2 ca kc =1,25; 3 ca kc =1,45 (chọn kc =1) (chọn kc=1).
Vậy k = 1,2.1.1.1.1,5.1 = 1,8.
Trang 25

25