Đồ án tốt nghiệp thiết kế hệ thống cấp liệu băng tải

1

MỤC LỤC


2
DANH MỤC BẢNG BIỂU


3
DANH MỤC HÌNH VẼ


4
LỜI NĨI ĐẦU
Đất nước ta đang trên con đường Cơng Nghiệp Hóa-Hiện Đại Hóa theo
định hướng XHCN trong đó nghành cơng nghiệp đóng vai trị rất quan trọng.
Các hệ thống máy móc ngày càng trở nên phổ biến và hiện đại và từng bước
thay thế sức lao động của con người. Để tạo ra được và làm chủ những máy
móc như thế địi hỏi mỗi chúng ta phải tìm tịi, nghiên cứu rất nhiều. Là
những sinh viên ngành thiết kế cơ khí chúng em ln thấy được tầm quan
trọng của những kiến thức mà mình được tiếp thu từ thầy cô.
Thực hiện Đồ án tốt nghiệp là công việc quan trọng và hữu ích giúp cho
sinh viên chúng em tự hệ thống lại kiến thức đã học trong những năm qua,
nâng cao khả năng tự học, tìm kiếm, tổng hợp tài liệu, cải thiện kĩ năng làm
việc theo nhóm, đem những lý thuyết được học vận dụng vào thực tế giúp cho
sinh viên đúc kết được nhiều kinh nghiệm hữu ích, quý giá làm hành trang
cho công việc sau khi ra trường. Đồng thời, thơng qua q trình thực hiện đồ
án sẽ tạo mối quan hệ gần gũi hơn, thân thiết hơn giữa thầy cơ và sinh viên.
Vì kiến thức cịn hạn chế, kinh nghiệm thực tế khơng nhiều nên khơng
tránh được những thiết sót. Chúng em rất mong nhận được những ý kiến đánh

giá, chỉ bảo của quý thầy cô và các bạn.
Chúng em xin chân thành cám ơn q thầy cơ, đã tận tình hướng dẫn,
giúp đỡ chúng em hoàn thành Đồ án tốt nghiệp này. Đặc biệt chúng em xin
chân thành cảm ơn thầy Hoàng Xuân Khoa đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn
chúng em hồn thành đồ án.


5
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Giới thiệu chung
1.1.1 Cơ sở lý luận và thực tiễn
a. Tình hình nghiên cứu ở nước ngồi
Phân vi sinh hay phân bón vi sinh là loại phân bón được dùng phổ biến
hiện nay trong lĩnh vực nông nghiệp công nghệ cao của nhiều nước trên thế
giới, trong đó có Việt Nam. Bản chất phân vi sinh là những chế phẩm trong đó
có chứa các lồi vi sinh vật có ích. Có nhiều nhóm vi sinh vật có ích bao gồm
vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn được sử dụng để làm phân bón.
Hệ thống cấp liệu băng tải đã được sử dụng nhiều trong hệ thống làm
phân vi sinh ở nhiều nước trên thế giới, đặc biệt là Nhật Bản, Israel...nhưng
giá thành đắt và kích thước lớn, chưa phù hợp với điều kiện sản xuất ở Việt
Nam.
b. Tình hình nghiên cứu trong nước
Hầu hết các cơ sở sản xuất phân vi sinh đều phải có 1 cơng nhân đứng
phụ trách phần cấp liệu đầu vào cho dây truyền. Điều này làm ảnh hưởng đến
kinh tế cũng như năng suất của dây truyền. Hệ thống cấp liệu băng tải thực tế
mới được sử dụng chủ yếu trong các dây truyền làm gạch, còn dây truyền làm
phân vi sinh thực tế chưa được áp dụng.
1.1.2 Giới thiệu hệ thống cấp liệu băng tải
Máy cấp liệu băng tải là thiết bị khơng thể thiếu trong hoạt động sản xuất
khép kín và tự động. Máy được thiết kế dùng để cấp liệu đầu vào phù hợp

cho các dây truyền sản xuất: phân vi sinh, khai thác khoáng sản, than đá, vật
liệu xây dựng...Sự ra đời của máy sẽ giúp khâu cấp liệu đầu vào của dây
truyền sản xuất phân vi sinh được tự động hóa, thuận tiện, nhanh chóng. Cơng
năng của máy phù hợp với dây truyền của các cơ sản xuất phân bón vi sinh
hiện nay.
Máy cấp liệu có nhiệm vụ chuyển, cung cấp liệu một cách định lượng và
liên tục xuống các hệ thống khác. Vật liệu được đưa vào thùng chứa liệu, hệ


6
thống băng tải và con lăn sẽ chuyển vật liệu đi ra ngoài ngoài thùng chứa. Vật
liệu khi qua cửa thùng và được cơ cấu gạt sẽ được điều phối và bới tơi. Từ đó,
lượng vật liệu ra ngồi với một lượng ổn định và liên tục.
Máy cấp liệu phù hợp cho nhiều dạng vật liệu, kể cả những loại vật liệu
có độ ẩm lớn mà máy cấp liệu rung khơng chuyển xuống được: đất, cao lanh,
quặng đất... Máy có kết cấu vững chắc, hoạt động ổn định, dễ vận hành, năng
suất cao, chế tạo đơn giản, theo đúng quy cách.
- Các bộ phận chính của một hệ thống cấp liệu bao gồm:
+ Phễu chứa và cấp liệu
+ Cơ cấu tay gạt vật phẩm
+ Hệ thống con lăn băng tải
+ Băng tải vận chuyển vật phẩm
+ Bộ phận dẫn và truyền động: động cơ, hộp giảm tốc, bộ truyền đai,
xích.
+ Một số bộ phận, chi tiết phụ khác

Hình 1. 1 Hệ thống máy cấp liệu băng tải


7

1.1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Nghiên cứu, tính toán, thiết kế hệ thống cấp liệu băng tải của dây truyền
làm phân vi sinh với năng suất từ 3 tấn đến 5 tấn trong 1 giờ.
Mục tiêu kinh tế - xã hội: Đảm bảo yếu tố giá thành rẻ, hợp lý đối với
điều kiện ở Việt Nam.
Mục tiêu khoa học công nghệ: Đảm bảo chất lượng cơ cấu được chế tạo
ra. Hệ thống dễ vận hành sử dụng, đạt được năng suất theo yêu cầu.
1.1.4 Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu, khảo sát các hệ thống cấp liệu băng tải đã có ở trong và
ngồi nước, lựa chọn hệ cơ cấu phù hợp với đề tài.
Tính tốn, lựa chọn mơ hình nguyên lý phù hợp với đề tài.
Thiết kế hệ cơ cấu đảm bảo chất lượng và giá thành.
Thiết kế để đạt năng suất yêu cầu.
1.1.5 Mục tiêu thiết kế
Tính lắp lẫn: Khi thay thế các chi tiết có thể lắp với nhau một cách dễ
dàng, thuận tiện, nhanh chóng đảm bảo tính chất của mối ghép, chính xác
Mơi trường: Do vật liệu được vận chuyển trên nên đảm bảo q trình vận
chuyển có ít bụi, mơi trường làm việc ít độc hại, ít gây ô nhiễm môi trường.
Vận hành: Dễ dàng, thao tác an tồn cho cơng nhân.
Bảo dưỡng: nhất thiết phải lập kế hoạch kiểm tra toàn bộ hệ thống để
đảm bảo hệ thống hoạt động liên tục, tránh sự cố bất ngờ xảy ra.
An toàn: Các bộ phận của hệ thống ln phải có những thiết bị an toàn
để bảo vệ cho người sử dụng. Tất cả các bộ phận của hệ thống cần được che
chắn để đảm bảo an toàn cho người sử dụng và thiết bị xung quanh.


8
Kết luận: Hệ thống cấp liệu băng tải được sử dụng trong dây truyền sản
xuất phân vi sinh sẽ loại bỏ việc cấp liệu thủ công trong dây truyền sản xuất,
cho năng suất cao, máy có thể vận hành liên tục, làm việc trong thời gian

dài,vận chuyển theo một hướng đã định là phương ngang. Bên cạnh đó hệ
thống cịn có cấu tạo đơn giản, bền, làm việc ít gây ồn, năng suất cao và tiêu
hao năng lượng không cao.
Từ cấu tạo, ưu điểm của hệ thống cấp liệu, chúng ta sẽ đi tính tốn thiết
kế hệ thống cấp liệu băng tải cho dây chuyền làm phân vi sinh với năng xuất
từ 3 tấn đến 5 tấn trong 1 giờ.


9
CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG BĂNG TẢI
Bảng 2. 1 Số liệu đầu vào băng tải
Năng suất

3 (tấn/h)

Chiều dài vận chuyển
Tốc độ băng tải
Khối lượng riêng vật liệu
Băng tải làm việc theo phương ngang

2,5 (m)
0,25 (m/s)
0,4 (tấn/m3)

Trong tính tốn thiết kế băng tải chúng ta cần phải tính tốn xác định bề
rộng băng tải, diện tích mặt cắt ngang, công suất, dây băng và cấu trúc hệ
thống băng tải...
2.1 Xác định độ rộng tối thiểu của băng tải
Độ rộng băng tải phụ thuộc lưu lượng cần vận chuyển và kích cỡ vật
phẩm cần vận chuyển trên băng. Kích cỡ vật phẩm càng lớn thì độ rộng băng

tải càng phải rộng.
Bề rộng của băng tải được xác định theo cơng thức:
Trong đó:
kG= 1 là hệ số giảm năng suất do độ dốc đặt máy
kb = 325 là hệ số phụ thuộc hình dạng băng
V = 0,25 là tốc độ vận chuyển của băng (m/s)
γ

= 0,4 là trọng lượng riêng của vật liệu vận chuyển (tấn/)

Chiều rộng băng còn được kiểm tra theo kích thước hạt vật liệu lớn nhất amax :
B = 2amax + 200 = 2.100 + 200 = 400 (mm)
Với amax = 100 (mm)
Vậy với loại vật liệu cần vận chuyển là phân vi sinh, ta chọn loại băng có
bề rộng: B = 750 (mm) (Tra bảng 1[1])
2.2 Xác định vận tốc của băng tải


10
Vận tốc băng tải cần giới hạn tùy thuộc dung lượng của băng, độ rộng
của băng và đặc tính của vật liệu cần vận chuyển.
Theo bảng 3[1] ta có vận tốc lớn nhất của băng tải: V max = 180 (m/ph) =
3 (m/s).
Đảm bảo không vượt quá trị số vận tốc ở bảng 3 [1], và đạt được lưu
lượng vận chuyển theo yêu cầu cho trước. Vậy ta chọn vận tốc của băng tải là
V=0,25 (m/s)
2.3 Diện tích mặt cắt ngang dịng chảy
(m2)
Trong đó:
A: Diện tích mặt cắt ngang dịng vận chuyển (m2)

B: Độ rộng băng tải (m)
K: Hệ số tính tốn mặt cắt dịng chảy
Theo bảng 4[1] ta có: K=0,0591
=> A= 0,0591.(0,9.0,75-0,05) 2 = 0,023 (m 2 )
2.4 Góc mái
Góc mái của một đống vật phẩm là góc hình thành giữa đường nằm
ngang và mái dốc của đống vật phẩm (hình 2.1). Theo bảng 5[1] ta có góc mái
ϕ = 200

Hình 2. 1 Góc mái
2.5 Khối lượng riêng tính tốn
Khối lượng riêng tính tốn của các khối vật phẩm có tính đến khoảng
cách giữa các hạt hay các đối tượng khi vận chuyển


11
Dựa theo bảng 6[1] ta có khối lượng riêng tính toán: γ = 0,38 – 0,45
(tấn/m3)
Chọn γ = 0,4 (tấn/m3)
2.6 Hệ số ảnh hưởng của độ dốc băng tải
Băng tải càng dốc thì lưu lượng vận chuyển vật liệu được càng thấp.
Theo bảng 7[1], vì băng tải làm việc theo phương ngang nên ta có hệ số ảnh
hưởng của độ dốc băng tải s = 1
2.7 Con lăn đỡ băng
Con lăn đỡ đảm bảo vị trí của tấm băng theo chiều dài vận chuyển và
hình dạng của tấm băng trên nhánh có tải. Với băng vận chuyển vật liệu rời,
có tấm chắn bên sườn và chiều rộng băng là B = 750 (mm) nên ta chọn trên
nhánh có tải và nhánh khơng có tải lắp đặt một con lăn. Đường kính con lăn
dcl được chọn theo dãy tiêu chuẩn, theo [6] khi B = 750 (mm) thì d cl = 76
(mm)

- Dựa vào bảng 12[1], 24[1] và 25[1] thì khoảng cách giữa hai hàng con
lăn trên nhánh có tải ta lấy bằng 1200 (mm)
Vì ở đây, phần lớn chiều dài băng tải đều đóng vai trị là trạm chất tải
nên để giữ cho băng tải không bị trùng, chống va đập do động năng của vật
liệu gây ra thì khoảng cách đặt con lăn phải dày hơn.
Khoảng cách giữa 2 hàng con lăn là: L’cl = . 1200 = 300 (mm)
- Ở nhánh không tải khoảng cách giữa hai trục con lăn được lấy:
L”cl = 1250 (mm)
2.8 Tính tốn thiết kế cơ cấu kéo căng băng
Cơ cấu kéo căng băng có nhiệm vụ tạo ra sức căng cần thiết cho băng,
đảm bảo cho băng bám chặt vào tang dẫn và giảm độ võng của băng theo
chiều dài. Có 2 loại cơ cấu căng băng thường dùng là cơ cấu căng băng dùng
vít và cơ cấu căng băng dùng đối trọng.
Vì băng tải có chiều dài khơng lớn. Chọn cơ cấu dùng vít - đai ốc dạng
cưỡng bức làm kéo căng băng. Khi đai ốc định vị trên khung, vặn cho vít


12
quay và đẩy trục tang di chuyển một quãng L làm căng băng. Kết cấu kiểu
này cấu tạo đơn giản, chắc chắn, có độ tin cậy cao. Hành trình làm việc của
vít phụ thuộc vào chiều dài băng tải (thường lấy khoảng 1-1,5% chiều dài
băng tải nhưng không lấy được > 400 mm)

Hình 2. 2 Thiết bị căng băng
2.9 Tính tốn cơng suất truyền dẫn băng tải
Cơng suất làm quay trục con lăn kéo băng tải được tính theo cơng thức sau:
P = P1+P2+P3+Pt (kW)
Trong đó:
P1: Cơng suất cần thiết kéo băng tải không tải theo phương ngang
P2: Công suất cần thiết kéo băng tải có tải theo phương ngang

P3: Cơng suất cần thiết kéo băng tải có tải theo phương đứng
P3=0 (kW)
Pt: Công suất cần thiết dẫn động cơ cấu gạt vật phẩm
P4=0 (kW)
Các thành phần công suất được tính tốn như sau:
P1 =
P2 =

Trong đó:
f: Hệ số ma sát của các ổ lăn đỡ con lăn
W: Khối lượng các bộ phận chuyển động của băng tải, khơng tính
khối lượng vật phẩm được vận chuyển (kg/m)


13
Wm: Khối lượng vật phẩm phân bố trên một đơn vị dài của băng tải
(kg/m)
Theo CT10[1] ta có: Wm = = = 480 (kg/m)
V: Vận tốc băng tải (m/ph)
H: Chiều cao nâng (m)
l: Chiều dài băng tải theo phương ngang (m)
l0: Chiều dài băng tải theo phương ngang được điều chỉnh (m)
Ta có:
= + 2.13 = 212,5 (kg/m)
Trong đó:
: Khối lượng phân bố của băng tải
Theo bảng 13[1] ta có: W1 =13 (kg/m)
: Khối lượng các chi tiết quay của một cụm các con lăn đỡ tải (kg)
: Khối lượng các chi tiết quay của một cụm các con lăn đỡ nhánh
băng tải đi về (kg)

Theo bảng 11[1] ta có: Wc = 13,2 (kg/bộ) ; Wr = 11,6 (kg/bộ)
: Bước con lăn đỡ tải (m)
: Bước con lăn đỡ nhánh chạy khơng (m)
Theo bảng 8[1] ta có: f = 0,03; l0 = 49 (m)
Ta có:
P1 = = 0,805 (kW)
P2 = = 1,818 (kW)
=> P = 0,805 + 1,818 = 2,623 (kW )
2.10 Lực căng dây băng tải
Trong quá trình làm việc băng tải chịu tác dụng một số lực như lực vòng,
lực kéo, lực căng trên 2 nhánh băng tải…những lực này được biểu diễn sơ đồ
(hình 2.2).


14

Hình 2. 3 Sơ đồ lực căng dây băng tải
2.10.1 Lực vòng
Fp =

= 1070,2 (kg) = 10702 (N)

2.10.2 Lực căng trên 2 nhánh băng tải
F1 = Fp (N)
F2 = Fp (N)
Trong đó:
F1,F2: Lần lượt là lực căng trên nhánh có tải và nhánh không tải (N)
Mối quan hệ giữa F1,F2 tương tự như mối quan hệ trong bộ truyền đai:
và
Trong đó:

e: Cơ số logarit tự nhiên

(e = 2,718)

µ: Hệ số ma sát giữa puly và dây đai
θ: Góc ơm giữa dây đai và puly
Theo bảng 16[1] ta có: µ = 0,3
Theo bảng 15[1] ta có: θ = 1800 = 3,14 ( rad)
Vậy ta có:
F1 = 10702 = 17540 (Ν)
F2 = 10702 = 6838 (Ν)
2.10.3 Lực căng tối thiểu
Lực căng tối thiểu được xác định nhằm giữ cho dây băng tải không bị
trượt quá 2% khoảng cách giữa các con lăn.


15
(kg)
(kg)
Trong đó:
F4C: Lực căng tối thiểu trên nhánh căng
F4r: Lực căng tối thiểu trên nhánh trùng
Wm: Khối lượng vật phẩm phân bố trên một đơn vị dài của băng tải
W1: Khối lượng phân bố của băng tải
lc: Bước các con lăn nhánh có tải
lr: Bước các con lăn đỡ nhánh chạy khơng
Theo bảng 13[1] ta có: W1 = 13 (kg/m)
Theo bảng 12[1] ta có: lc = 0,3 (m); lr = 1,25 (m)
Vậy ta có:
F4c = 6,25.0,3.(480+13) = 924,4 (kg) = 9244 (N)

F4r = 6,25.1,25.13 = 101,6 (kg) = 1016 (N)
2.10.4 Lực kéo lớn nhất
Lực kéo lớn nhất được dùng để tính chọn dây băng tải theo độ bền
Theo bảng 14[1] ta có:
Fmax = Fp + F4c F4r = 10702 + 9244 1016 = 18930 (N)
2.11 Tính chọn dây băng
Với loại vật liệu cần vận chuyển là phân vi sinh nên ta chọn loại dây
băng tải dệt nhiều lớp.
Thông số đánh giá sức bền của dây băng tải được tính theo giá trị lực
kéo lớn nhất tác dụng lên dây Fmax theo cơng thức sau:
F.ST =
Trong đó:
Fmax: Lực kéo lớn nhất (kg)
SFz: Hệ số an toàn
Be: Chiều rộng dây băng tải (cm)
Theo bảng 19[1] ta có: SFz = 8


16
Ta có: ST-N0 =

= 252,4

Theo bảng 18[1] ta chọn loại đai Nylon Fabric có kí hiệu: NF 315/2-3
2.12 Cấu trúc hệ thống băng tải
* Tang dẫn động:
Theo tài liệu [2] đường kính của tang được tính theo cơng thức sau:
Dtd =
Trong đó: Z là số lớp cốt của băng Z = 2÷3
⇒ Dtd = (120÷150).( 2÷3) = (240÷450)

Ta chọn đường kính của tang theo tiêu chuẩn: Dtd = 320 (mm)
* Đường kính tang bị dẫn lấy bằng đường kính tang dẫn: Dbd = 320 mm
Chiều dài tang được xác định theo công thức:
Lt=B+2C = 750 + 2.50 = 850 (mm)
Trong đó:
B: Là chiều rộng băng (B = 750 (mm))
C=40÷60 (mm). Chọn C=50 (mm)

Hình 2. 4 Cấu tạo tang dẫn động
* Tốc độ quay của tang:
ntg = = = 15 (vg/ph)
Kết luận: Từ q trình tính tốn trên ta đưa ra được bẳng các thông số của hệ
thống băng tải.


17
Bảng 2. 2 Thông số hệ thống băng tải
Bề rộng băng tải (mm)
Vận tốc băng tải (m/s)
Công suất truyền dẫn băng tải (kW)
Lực vòng ( lực kéo) (N)
Loại băng tải cao su
Đường kính tang băng tải (mm)
Chiều dài tang dẫn (mm)
Số vịng quay tang dẫn (vg/ph)
Đường kính con lăn đỡ (mm)

B = 750
V = 0,25
P = 2,623

Fv = 10702
NF 315/2-3
Dtd = Dbd = 320
Ltd = 850
ntd = 15
dcl = 76


18
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ PHẬN TRUYỀN ĐỘNG VÀ
CÁC CHI TIẾT CỦA HỆ THỐNG BĂNG TẢI
3.1 Chọn động cơ điện và phân phối tỷ số truyền
3.1.1 Chọn động cơ
a) Xác định công suất cần thiết đặt lên trục động cơ
Công suất yêu cầu đặt lên trục động cơ:
Trong đó:
Pct = 2,623 (kW) : Cơng suất trên trục cơng tác
: Hiệu suất truyền động của máy

Bảng 3. 1 Hệ số hiệu suất các bộ truyền
Kí hiệu

Tên gọi
Hiệu suất bộ truyền xích
Hiệu suất một cặp bánh răng
Hiệu suất ổ lăn
Hiệu suất bộ truyền đai
=> ƞ = 0,95.0,97,0,992.0,96 = 0,867

=> Công suất yêu cầu đặt lên trục động cơ:

b) Xác định tốc độ quay đồng bộ của động cơ
Xác định tốc độ quay sơ bộ:

Số vịng quay trên trục cơng tác:
Tỷ số truyền sơ bộ:
Bộ truyền ngoài là bộ truyền đai và bộ truyền xích nên
ta chọn: uđ = 3,5 ; ux = 3
Chọn sơ bộ tỷ số truyền hộp: usbh = 4,5
=>

Giá trị
0,96
0,97
0,99
0,95


19
=>
Điều kiện chọn động cơ:

Dựa vào bảng 1.3 [3]:
Ta chọn động cơ:
ndb = 750 (vg/ph)
Pdc = 4 (kW)
Bảng 3. 2 Thông số động cơ
Kiểu động
cơ

Công suất

4A132S8Y3 4 kW

Vận tốc
quay

Cosφ

720 vg/ph

0,7

3.1.2 Phân phối tỉ số truyền
Xác định tỉ số truyền chung:
Mà: uch = uh.uđ.ux
Với: uđ = 3,5; ux = 3
=>
Tính cơng suất trên các trục:
Trục công tác: Pct = 2,623 (kW)
Trục II:
Trục I:
Trục động cơ:
Số vòng quay trên các trục:
Trục động cơ: ndc = 720 (vg/ph)
Trục I:
Trục II:
Trục công tác:

η

Tk

%

83

2,2

Tdn

1,8


20
Moment xoắn trên từng trục:
Trục động cơ:
Trục I:
Trục II:
Trục công tác:

Bảng 3. 3 Thông số kỹ thuật các trục
Trục
Thông số
Công suất (kW)
Số vòng quay
(vg/ph)
Moment xoắn
(Nmm)
Tỉ số truyền

Trục động
cơ

Trục I

Trục II

Trục cơng
tác

3,025

2,874

2,76

2,623

720

206

46

15

40123

133236

573000

1669977

Ud = 3,5

Uh = 4,57

3.2 Thiết kế bộ truyền ngồi – Bộ truyền đai thang
3.2.1 Chỉ tiêu tính tốn
- Khả năng kéo của đai
- Tuổi thọ của đai
3.2.2 Chọn đai
Từ công suất truyền: P = 3,025 (kW)
Tra bảng 5-13 [4], ta chọn đai thang loại Б.
Thông số của loại đai Б là:
a = 17 (mm); h = 10,5 (mm); ao = 14 (mm)
ho = 4,1 (mm); F = 138 (mm2)
3.2.3 Định đường kính bánh đai nhỏ D1
Theo bảng 5-14 [4], ta chọn D1 = 140 (mm)
Kiểm nghiệm vận tốc của đai:

Ux = 3


21
Thoả mãn điều kiện v < vmax = (30 ÷ 35) (m/s)
3.2.4 Tính đường kính D2 của bánh lớn
Trong đó : ndc = 720 (v/ph): số vòng quay của trục dẫn
n1 = 206 (v/ph): số vòng quay của trục bị dẫn

ξ = 0,02: hệ số trượt của đai thang
Theo bảng 5-15 [4], ta chọn D2 = 500 (mm)
Số vòng quay thực của trục bị dẫn:
= = .100% = 3,883% < 4%
Số vịng quay so với u cầu sai lệch ít nên khơng cần chọn lại đường
kính D2.
3.2.5 Chọn sơ bộ khoảng cách trục A
Theo bảng 5-16 [4], với i = 3,5 ta chọn A = 1,45D2 = 1,45.500 = 725 (mm)
3.2.6 Tính chiều dài L theo khoảng trục A sơ bộ
Theo công thức (5-1) [4]:

Dựa vào bảng 5-12 [4], ta chọn chiều dài qua lớp trung hoà: L = 2500 (mm).
Kiểm nghiệm số vòng chạy u trong 1 giây:
Thoả mãn điều kiện u < umax =10.
3.2.7 Xác định chính xác khoảng cách trục A
Từ chiều dài đai đã lấy theo tiêu chuẩn, theo công thức (5-2) [4]:

Khoảng cách trục A phải thoả mãn điều kiện sau:


22
0,55(D1 + D2) + h

≤

A

≤

2(D1 + D2)

⇔ 0,55(140 + 500) + 10,5
⇔

≤

≤

A 2(140 + 500)

352 < A = 725 < 1280

Vậy khoảng cách trục A thoả mãn điều kiện.
Khoảng cách nhỏ nhất, cần thiết để mắc đai:
Amin = A - 0,015L = 725 - 0,015.2500 = 678,5 (mm)
Khoảng cách lớn nhất, cần thiết để tạo lực căng:
Amax = A + 0,33L = 725 + 0,33.2500 = 1550 (mm)
3.2.8 Tính góc ôm α 1
Theo công thức (5-3) [4]:
α1 = 1520> 1200 (thoả mãn điều kiện)
3.2.9 Xác định số đai Z cần thiết
Chọn ứng suất ban đầu σ0 = 1,5 (N/mm2), tra bảng 5-17 [4], ta tìm được ứng
suất có ích cho phép:[σp]o = 1,69 (N/mm2)
Tra bảng 5-6 [4], ta chọn hệ số xét đến ảnh hưởng của chế độ tải trọng: Ct=0,9
Tra bảng 5-18 [4], ta chọn hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ơm: Cα = 0,92
Tra bảng 5-19 [4], ta chọn hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc: Cv = 1,04
Tính số đai:
Vậy ta chọn Z = 2
3.2.10 Định các kích thước chủ yếu của bánh đai
Chiều rộng bánh đai: B = (Z – 1).t + 2S

Tra bảng (10-3) [4], ta được t = 20 ; S = 12,5 ; ho = 5
⇒ B = (2-1).20 + 2.12,5 = 45 (mm)
Đường kính ngồi cùng của bánh đai bánh dẫn:
= D1 + 2ho = 140 + 2.5 = 150 (mm)
Đường kính ngồi cùng của bánh đai bánh bị dẫn:


23
= D2 + 2ho = 500 + 2.5 = 510 (mm)
3.2.11 Tính lực căng ban đầu So và lực tác dụng lên trục R
Lực căng ban đầu với mỗi đai:
So = σo .F = 1,5.138 = 207 (N)
Lực tác dụng lên trục:
Rđ = 3.So.Z. = 3.207.2. = 1208 (N)
Bảng 3. 4 Thông số thiết kế của bộ truyền đai thang


24
3.3 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
3.3.1 Chỉ tiêu tính tốn
Khi thiết kế cần tiến hành theo các chỉ tiêu sau :
+ Độ bền tiếp xúc
+ Độ bền uốn
+ Kiểm nghiệm răng về độ quá tải
3.3.2 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng
Bộ truyền đai thang

Loại

Thông số

Б
Đường kính bánh đai nhỏ D1 (mm)
140
Đường kính bánh đai lớn D2 (mm)
500
Vận tốc của bánh đai v (m/s)
5,278
Tỷ số truyền i
3,5
Chiều dài đai L (mm)
2500
Khoảng cách trục A (mm)
725
153
Góc ơm α1 (°)
Số đai Z (chiếc)
2
Chiều rộng bánh đai B (mm)
45
Lực căng ban đầu So (N)
207
Lực tác dụng lên trục Rđ (N)
1208
Bánh nhỏ: Ta chọn thép 45 thường hoá và đường kính phơi (100 ÷ 300)
(mm) tra bảng 3-8 [4], ta biết được cơ tính của loại thép này:
σbk = 580 (N/mm2) ;

σch = 290 (N/mm2) ;

HB = 200

Bánh lớn: ta chọn thép 40 thường hố và đường kính phơi (300 ÷ 500)
(mm) tra bảng 3-8 [4], ta biết được cơ tính của loại thép này:
σbk = 520 (N/mm2) ;

σch = 260 (N/mm2) ;

HB = 170

3.3.3 Định ứng suất cho phép
Số chu kỳ làm việc của bánh lớn:
N2 = 60.u.n2.T
Trong đó:
u =1 : số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay một vòng


25
n2 = 60 (vg/ph) số vòng quay trong một phút của bánh răng
T = 15000 (h) tổng số thời gian làm việc
N2 = 60.1.46.15000 = 4,14.107
Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ:
N1 = i.N2 = 4,57.4,14.107 = 18,92.107
Vì N1 và N2 đều lớn hớn số chu kỳ cơ sở (N o = 107) của đường cong mỏi
tiếp xúc và đường cong mỏi uốn nên đối với bánh nhỏ và bánh lớn đều lấy =
=1
* Ứng suất tiếp xúc cho phép tra bảng 3-9 [4]:
+ Bánh nhỏ : [σH]tx1 = 2,6.200 = 520 (N/mm2)
+ Bánh lớn : [σH]tx2 = 2,6.170 = 442 (N/mm2)
Để định ứng suất uốn cho phép, lấy hệ số an toàn n = 1,5 và hệ số tập

trung ứng suất ở chân răng Kσ=1,8 (vì là thép thường hố, phơi rèn), giới hạn
mỏi của:
+ Thép 45 là σ-1 = 0,43.σbk = 0,43.580 = 249,4 (N/mm2),
+ Thép 40 là σ-1 = 0,43.σbk = 0,43.520 = 223,6 (N/mm2)
* Ứng suất uốn cho phép theo cơng thức (3-5) [4], vì băng tải làm việc một
chiều:
+ Bánh nhỏ:
+ Bánh lớn:
Sơ bộ chọn hệ số tải trọng: K = 1,3
Chọn hệ số chiều rộng bánh răng: ΨA = 0,4
*Tính khoảng cách trục A công thức (3-9) [5]:
Chọn sơ bộ A = 212 (mm)
*Tính vận tốc vịng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng:
+ Vận tốc vòng: