MỤC LỤC

MỤC LỤC…………………………………………………………………........……1

Phần I: GIỚI THIỆU………………………………………………….......….……..2

Phần II: TÍNH TOÁN VÍT TẢI LIỆU CHIỀU NGANG……………….........….…2

1. Thông số cơ bản ………………………………………………………………2

2. Đường kính cần thiết của vít tải ………………………………………..……2

3. Kiểm tra tốc độ quay của vít tải………………………………………………3

4. Công suất trên trục vít để băng làm việc…………………………….……3

5. Tính chọn động cơ điện…………………………………………………….…5

6. Kiểm nghiệm động cơ điện……………………………………………………5

7. Chọn hộp giảm tốc………………………………………………………….…6

8. Tính toán trục vít …………………………………………………………...…7

8.1. Các tải trọng tác dụng lên trục vít………………………………...…..….7

8.1.1. Mômen xoắn trên trục vít……………………………………………………7

8.1.3. Tải trọng ngang………………………………………………………..……8

8.2. Sơ đồ các tải trọng tác dụng lên trục vít………………………….….…9

8.2.1. Sơ đồ tải trọng phân bố lên trục vít do M_o gây ra……………………….…9

8.2.3. Sơ đồ tải trọng ngang phân bố lên trục vít do P_n gây ra …………….……10

8.3. Tính toán và chọn đường kính trục vít theo điều kiện bền………………11

8.4. Kiểm tra trục vít có xét đến sự ảnh hưởng của N_z ………………………...11

8.5. Kiểm tra trục vít theo hệ số an tồn cho phép………………………….……12

9. Tính toán chọn khớp nối………………………………………………..….......…11

9.1. Chọn khớp nối giữa động cơ và hộp giảm tốc. ……………………………14

9.2. Chọn khớp nối giữa hộp giảm tốc và trục vít …………………………..…15

10. Kiểm tra khớp nối. ……………………………………………………….........…16

10.1. Kiểm tra khớp vòng đàn hối ( khớp nối giữa động cơ - hộp giảm tốc) ……17

10.1.1. Kiểm tra theo ứng suất dập sinh ra giữa chốt và vòng đàn hồi……………...…17

10.1.2. Kiểm tra theo ứng suất uốn trong chốt…………………………...…..........……17

10.2. Kiểm tra khớp nối trục răng (khớp nối giữa hộp giảm tốc- ổ đỡ). ………...18

11. Tính tốn chọn ổ đỡ …………………………………………………….…...........…18

11.1. Tính tốn chọn ổ đỡ đầu trục vít ( khớp nối - trục vít ) …………….......……18

11.2. Tính tóan và chọn ổ đỡ trung gian và ổ đỡ cuối trục vít ………….…....…20

TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………...................….23

Phần I: GIỚI THIỆU

Băng vít là một loại máy vận chuyển liên tục không có bộ phận kéo. Bộ phận công tác của vít tải là vít cánh xoắn chuyển động quay trong một vỏ kín tiết diện tròn ở dưới. Khi vít chuyển động, cánh xoắn đẩy vật liệu di chuyển theo phương ngang. Vật liệu vận chuyển không bám vào cánh xoắn là nhờ trọng lượng của nó và lực ma sat giữa vật liệu , do đó vật liệu chuyển động trong máng theo nguyên lý truyền động vít- đai ốc. Vít tải có thể có một hoặc nhiều cánh xoắn. Vít tải thường dùng để vận chuyển san rải cc vật liệu ở dạng rời, độ kết dính không cao như hỗn hợp bê tông xi măng…

Vít tải có các ưu điểm là: khi san gạt vật liệu không tổn thất rơi vãi vật liệu, an toàn khi làm việc và sử dụng, rất thuận tiện cho việc v/c vật liệu nóng và độc hại.

Cơ cấu dẫn động trục vít trn my rải BTXM như hình dưới.

Phần II: TÍNH TOÁN VÍT TẢI LIỆU CHIỀU NGANG

1. Thông số cơ bản

Tính năng suất của máy rải: CT: (10.14) sách (1a) :

Q = h.B.V_m. .k_tg

Với : h-chiều dày lớp rải: 0.2m

B- bề rộng lớp rải : 7,4 m

V_m- vận tốc máy khi rải : 0-60 m/h

=> Năng suất :   Q = 0,2.7,4.60.2,3.0,7 = 142,9  chọn Q = 150 m3/h

Chiều dài băng vít : 7,4 mét.

2. Đường kính cần thiết của vít tải

Theo tiêu chuẩn về đường kính và bước vít của , tra bảng (9.1), trang 150, tài liệu [1] chọn:

- Đường kính vít : D = 800 mm.

- Bước vít :            S = 650 mm.

3. Kiểm tra tốc độ quay của vít tải

Tốc độ quay lớn nhất cho phép của vít tải :

A: hệ số phụ thuộc vật liệu .

Trabảng (9.3) , trang 151, tài liệu [1] với vật liệu ximăng : A = 30.

D : đường kính trục vít  D = 800 mm.

=> n_max = 33,54 (vòng/ phút )

Thoả mãn điều kiện làm việc.

5. Tính chọn động cơ điện

Công suất động cơ để truyền động băng

Dựa vào công suất động cơ, tra bảng (III.19.2), trang 199, tài liệu[1] chọn động cơ điện không đồng bộ 3 pha AO2 -61-6 có các thông số kỹ thuật như sau:

- Công suất định mức trên trục: N_đc= 10 kw.

- Tốc độ quay của trục:              n = 965 v/ ph.

- Hiệu suất :                               88%.

- Khối lượng động cơ điện :       135 kg.

* Thông số kích thước của động cơ điện:

Thông số kích thước của động cơ điện như bảng 1.

6. Kiểm nghiệm động cơ điện

 Ngòai việc kiểm nghiệm động cơ theo điều kiện phát nóng ta còn phải kiểm nghiệm động cơ về momen khởi động và sự quá tải về momen

Theo công thức trang 114, tài liệu [4]

M_đm.λ ≥ M_maxs

=> M_max= 70,05 N.m

- Đối với động cơ không đồng bộ , hệ số l_đmphải kể đến trường hợp điện áp của lưới điện cung cấp giảm đi 15% so với điện áp định mức.

Vậy động cơ AO2-61-6 được chọn thoả mãn điều kiện quá tải về momen.

7. Chọn hộp giảm tốc

Dựa vào tỉ số truyền giữa trục động cơ và  trục vít ta chọn hộp giảm tốc.

Theo tài liệu [2], trang 36, chọn hộp giảm tốc loại PM - 650 có các thông số kỹ thuật như sau:

Tỉ số truyền : i = 31,5

Tốc độ quay của trục quay : 1000 v/ ph.

8. Tính toán trục vít

8.1. Các tải trọng tác dụng lên trục vít

8.1.1. Mômen xoắn trên trục vít:

Theo công thức (9.8), trang 154, tài liệu [1]:

Ta có:

N_o : Công suất trên trục vít để băng làm việc N₀ = 6,98 kw.

n : Tốc độ quay của trục vít:                             n = 30 vòng/ phút.

=> M₀ = 226,85 kg

8.1.3. Tải trọng ngang

Tải trọng ngang tác dụng lên đoạn vít đặt giữa 2 gối trục :

L : Chiều dài băng vít                                               L = 7,4 m.

Khoảng cách giữa các gối đỡ                                    l =3,7 m

M_o : Mômen xoắn trên trục vít                                  M_o= 226,85 KG.m.

K :  Hệ số tính đến bán kính chịu tác dụng của lực k = 0,7

D :  Đường kính vít                                                     D = 0,8 m.

=> P_n = 405 KG

8.2. Sơ đồ các tải trọng tác dụng lên trục vít

Trục vít được xem như là một dầm liên tục có các ổ treo trung gian được xem như các gối đỡ . Dầm được chia thành 2 đoạn.

Vậy trục vít được đưa về thành 1 dầm siêu tĩnh bậc 2 , tách riêng từng tải trọng tác dụng lên trục vít để xác định biểu đồ nội lực tác dụng lên trục vít và xác định mômen lớn nhất tác dụng lên trục vít và xác định đường kính trục vít .

8.2.1. Sơ đồ tải trọng phân bố lên trục vít do M_o gây ra:

Sơ đồ tải trọng dọc phân bố lên trục vít do P_d gây ra như hình dưới.

8.2.3. Sơ đồ tải trọng ngang phân bố lên trục vít do P_n gây ra :

Biểu đồ nội lực do tải trọng phân bố ngang P_n  gây ra.

8.3. Tính toán và chọn đường kính trục vít theo điều kiện bền

- Chọn vật liệu chế tạo trục vít : Thép C45 có s_b= 600 N/mm²

Từ  biểu đồ nội lực xác định ở mục [2.8.2] ở trên ta có nội lực lớn nhất xuất hiện ở gối giữa trục có giá trị.

M_x= 1134,4 Nm

M_u= 1829,9 Nm.

N_z= 4847  N

Do ảnh hưởng của N_z đến sức bền trục là nhỏ so với ảnh hưởng của M_x và M_z. Vì vậy tạm thời ta bỏ qua ảnh hưởng của N_z mà chỉ tính ảnh hưởng của M_x và M_z. Sau đó tính đến ảnh hưởng của N_z.

Trong công thức trên :

:Mômen xoắn tại vị trí có nội lực lớn nhất = 1134,4 Nm

: Mômen uốn tại vị trí có nội lực lớn nhất = 1829,9 Nm

=> M_u = 2076,9 N.m   

Chọn đường kính ngoài trục vít:     D = 100 mm.

Đường kính trong trục vít:            d= 0,8.D = 80 mm.

8.5. Kiểm tra trục vít theo hệ số an tồn cho phép

Theo công thức (7.5), trang 120, tài liệu [7].

Hệ số an tồn cho phép :  [n] = ( 1,5 - 2,5 )

Khi tính tốn nếu n nhỏ hơn hệ số an tồn cho phép [n] thì phải tăng đường kính của trục hoặc chọn lại vật liệu của trục có sức bền cao hơn so với vật liệu đã chọn. Nếu ngược lại n quá lớn so với [n] thì giảm bớt đường kính trục hoặc chọn lại vật liệu có sức bền thấp hơn để đảm bảo yêu cầu kết cấu nhỏ gọn và tính kinh tế.

Tra bảng (7.6), trang 125, tài liệu [7]. Chọn k_s = 2,5; k_t = 1,52.

e_s, e_t : Hệ số kích thước .

Tra bảng (7.4), trang 123, tài liệu [7]: 

e_s = 0,64.

e_t = 0,53

=> n = 19,02 > [n]

Vậy kích thước trục vít được chọn thoả mãn điều kiện về hệ số an toàn

9. Tính toán chọn khớp nối

Khớp nối để nối cố định các trục, chỉ khi nào dừng máy tháo nối các trục thì các trục mới rời nhau.

Chọn khớp nối căn cứ vào mômen mà khớp phải truyền và đường kính trục mà khớp cần phải nối.

Theo công thức (9.1), trang 221, tài liệu [7].

M_x= k₁.k₂.M_đm.     (18)

9.1. Chọn khớp nối giữa động cơ và hộp giảm tốc.

Ta có:

k₁: Hệ số tính đến mức độ quan trọng của kết cấu k₁=1,2.

k₂: Hệ số tính đến độ làm việc của khớp nối          k₁=1,3.

Mômen truyền qua khớp :

=> M_x= k₁.k₂.M_đm= 1,2.1,3.10,1 = 15,756 KG.m = 157,6 N.m.

* Các thông số kích thước của khớp nối trục vòng đàn hồi:

Các thông số kích thước của khớp nối trục vòng đàn hồi nhu bảng 2.

9.2. Chọn khớp nối giữa hộp giảm tốc và trục vít .

Ta có:

k₁: Hệ số tính đến mức độ quan trọng của kết cấu k₁=1,2.

k₂: Hệ số tính đến độ làm việc của khớp nối          k₁=1,3.

* Mômen truyền qua khớp :

=> M_x= k₁.k₂.M_đm= 1,2.1,3.318,3 =496,5 KG.m

Căn cứ vào mômen truyền và đường kính trục của hộp giảm tốc ở trên ta chọn khớp nối trục giữa hộp giảm tốc và ổ đỡ đầu trục vít là khớp nối trục răng M' có mômen xoắn M_x= 11800 N.m

* Các thông số kích thước của khớp nối răng M' theo GOCT 5006 - 55

Các thông số kích thước của khớp nối răng M' theo GOCT 5006 - 55 như bảng 3.

10. Kiểm tra khớp nối.

10.1. Kiểm tra khớp vòng đàn hối ( khớp nối giữa động cơ- hộp giảm tốc).

Sau khi chọn kích thước nối trục theo trị số mômen xoắn và đường kính trục cần kiểm nghiệm theo ứng suất dập sinh ra giữa chốt và vòng cao su , ứng suất uốn trong chốt.

10.1.1. Kiểm tra theo ứng suất dập sinh ra giữa chốt và vòng đàn hồi.

Ta có:

Đường kính bao ngòai của khớp :           D = 220 mm

D₀ » D- d₀ – (10 ¸ 20 ) mm  = 172 mm.

Đường kính chốt :                                     d_c =14 mm.

Chiều dài tồn bộ vòng đàn hồi:             l_v= 28 mm.

Hệ số tải trọng động :                               K = 1,5 - 2.

Mômen xoắn danh nghĩa truyền qua khớp:               M_x= 226,85 N.m

Ứng suất dập cho phép của vòng cao su, có thể lấy [s]_d = (2 - 3)  N/mm²

=> e_u = 1,995 < [e_u]

10.1.2. Kiểm tra theo ứng suất uốn trong chốt.

Ta có:

Số chốt : Z= 8.

Đường kính vòng trong của chốt :           D₀= 172 mm

Đường kính chốt :                                     d_c =14   mm.

Chiều dài chốt:                                          l_c=33    mm.

Ứng suất uốn cho phép của chốt, có thể lấy [s]_u = (60 - 80)  N/ mm².

=> e_u = 62,2 <[e_u]

Vậy khớp nối thoả mãn điều kiện về sức bền uốn của chốt.

10.2. Kiểm tra khớp nối trục răng (khớp nối giữa hộp giảm tốc- ổ đỡ).

Đối với nối trục răng sau khi chọn kích thước nối trục theo trị số mômen xoắn và đường kính trục cần kiểm nghiệm theo điều kiện sau:

M_t= K.M_x £ M _bảng.        (20)

Þ  M_t= 2.2668,5 = 5337 £ M _bảng.

Vậy khớp nối giữa hộp giảm tốc và ổ đỡ đầu trục vít là thoả mãn điều kiện

11. Tính tốn chọn ổ đỡ

Tuỳ theo điều kiện làm việc cụ thể để ta chọn ổ sau cho phù hợp với các yếu tố như : trị số, phương chiều và đặt tính thay đổi của tải trọng tác dụng lên ổ là tải trọng tĩnh, tải trọng va đập hay tải trọng thay đổi , vận tốc và thời gian phục vụ của ổ ,các chỉ tiêu về kinh tế .

11.1. Tính tốn chọn ổ đỡ đầu trục vít ( khớp nối - trục vít )

Chọn ổ đũa nón đỡ chặn ở đầu trục vít và khớp nối vì loại ổ này chịu đồng thời được các lực hướng tâm và dọc trục tác dụng về cùng 1 phía .ổ này có thể tháo được ( tháo rời vòng ngồi). Thường lắp 2 ổ đặt đối nhau, nhờ vậy mà có thể cố định trục theo 2 chiều .Nhưng ổ đũa nón đỡ chặn không cho phép vòng quay ổ bị lệch, vì vậy trục phải đủ cứng và lắp phải cẩn thận.

Để chọn  ổ ta tiến hành theo trình tự sau :

- Tuỳ điều kiện sử dụng chọn loại ổ .

- Xác định hệ số khả năng làm việc để chọn kích thước ổ.

Từ biểu đồ nội lực N _z ta có  R = 969,4 kG.

Vậy Q = R.K_V. K_n.K_t =  969,4.1.1.1 = 969,4kG.

=> C = 9694 (30,63.8000)^0,3= 40112

Dựa vào hệ số khả năng làm việc của ổ chọn ổ đũa côn đỡ chặn.

Theo GOCT 333- 59 ta chọn ổ đỡ côn có kí hiệu 2007122  có C_bảng= 290000

* Các thông số kích thước của ổ:

Các thông số kích thước của ổ như bảng 4.

11.2. Tính tóan và chọn ổ đỡ trung gian và ổ đỡ cuối trục vít .

Chọn ổ bi lòng cầu hai dãy cho ổ đỡ trung gian và ổ đỡ cuối trục vít .

Do đặt tính của ổ này là chịu tải hướùng tâm, nhưng có thể đồng thời chịu tải trọng hướng tâm và tải trọng chiều trục về hai phía và ổ này được sữ dụng nhiều cho trục có nhiều gối đỡ.

C = Q (n.h )^0,3 < C_bảng.

Từ biểu đồ nội lực Nz  do P_n  gây ra:  R = 152 kG.

Vậy Q = ( K_V.R +m.A ). K_n.K_t = ( 152.1+ 1,5.969,4 ). 1.1 = 1606,1kG.

=> C = 1606,1(30,6.12000)^0,3= 750314

Dựa vào hệ số khả năng làm việc của ở ta chọn ổ bi đỡ lồng cầu 2 dãy.

Theo GOCT 5720 - 51 ta chọn ổ bi đỡ lồng cầu 2 dãy có kí hiệu 1520 có C_bảng=112000

* Các thông số kích thước của ổ bi đỡ lòng cầu 2 dãy:

Các thông số kích thước của ổ bi đỡ lòng cầu 2 dãy như bảng 6.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Tính toán máy nâng chuyển

[2]. Máy trục- vận chuyển

[3]. Máy nâng chuyển.

[4]. Trang bị điện máy xây dựng

[5]. Hướng dẫn thiết kế trang bị điện cần trục

[6]. Sức bền vật liệu

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"