Thiết kế băng gầu nghiêng Q=100T

GIÔÙI THIEÄU BAÊNG GAÀU NGHIEÂNG —– Baêng gaàu nghieâng laø 1 loaïi maùy vaän chuyeån lieân tuïc chuùng goàm boä phaän keùo voâ taän (ôû daïng daây baêng hay 1 hay 2 daây xích keùo) ñöôïc laép vôùi gaàu ,thieát bò caêng baêng,thieát bò truyeàn ñoäng, naép vaøo taûi dôõ taûi vaø voû baêng.Truyeàn ñoäng ñöôïc thöïc hieän töø ñoäng cô qua hoäp giaûm toác roài truyeàn qua truïc daãn tôùi ñóa xích (tang) qua xích (baêng) laøm xích (baêng) chuyeån ñoäng töø ñoù keùo theo gaàu chuyeån ñoäng vaän chuyeån haøng hoaù .Phanh hoaëc haõm duøng ñeå khaéc phuïc söï töï chuyeån ñoäng tuyø tieän cuûa boä phaän coâng taùc hoaëc theo chuyeån ñoäng theo höôùng ngöôïc laïi. Phöông vaän chuyeån cuûa baêng gaàu theo phöông ñöùng hoaëc phöông nghieâng vôùi goùc nghieân nhoû so vôùi truïc thaúng ñöùng Vaät lieäu vaän chuyeån nhö la:ø caùt, daù soûi, xi maêng, than… Baêng gaàu ñöôïc söû duïng phoå bieán trong caùc xí nghieäp hoaù chaát, caùc xí nghieäp xi maêng, than, caùc tram nghieàn thöùc aên gia suùc... TÍNH TOAÙN BAÊNG GAÀU NGHIEÂNG Tính toaùn thieát keá baêng gaàu vaän chuyeån than coác coù caùc thoâng soá cô baûn: Naêng suaát cuûa baêng gaàu: Q=100 T/h Chieàu cao naâng haøng:h=30m Goùc nghieâng β=750 1.Tính toaùn choïn loaïi baêng gaàu vaø gaàu Do haøng vaän chuyeån laø than coác coù ñaëc tính laø gioøn vaø khoâng ñöôïc vôõ vuïn neân theo baûng 8.5vaø 8.2 ta choïn ñöôïc baêng gaàu daây xích toác ñoä chaäm, dôõ taûi töï chaûy coù höôùng, laép gaàu ñaùy troøn (Gaàu loaïi C), laép vaøo boä phaän keùo baèng thaønh beân. Heä soá trung bình ñieàn ñaày gaàu y=0,6 toác ñoä daây xích quy ñònh 0,4-0,63 m/s choïn toác ñoä v=0,5m/s. Theo baûng 4.1 (T.T.M.N.C – Phaïm Ñöùc) ta coù: Ñoái vôùi vaät lieäu laø than coác cuïc vöøa coù: Khoái löôïng rieâng: =0.48 ÷ 0.53 (T/m3) Goùc doác töï nhieân: + Traïng thaùi töï nhieân : 35 ÷ 50ْ + Traïng thaùi chuyeån ñoäng: 30ْ Heä soá ma saùt ôû traïng thaùi tónh: Vôùi theùp 0.84 Nhoùm maøi moøn: D (Nhoùm maøi moøn nhieàu). Dung tích caàn thieát cuûa gaàu treân 1 ñôn vò chieàu daøi: ig= (l/m) Trong ñoù: Q: Naêng suaát tính toaùn cuûa baêng gaàu ( T/h) v: Toác ñoä gaàu (m/s) : Heä soá ñaày gaàu : Khoái löôïng rieâng cuûa haøng Theo baûng 8.7 (TTMNC)laáy ig=187 dung tích caàn thieát cuûa gaàu i0 =118 (l), böôùc gaàu tg = 630 mm. Theo baûng 8.1 ta coù caùc thoâng soá cuûa gaàu: B = 800 mm ; l = 435 mmm ; h = 615 mm ; r = 160 mm. 2. Tính toaùn choïn xích keùo : Taûi troïng treân 1 ñôn vò chieàu daøi cuûa khoái löôïng haøng: q= Taûi troïng treân moät ñôn vò chieàu daøi cuûa khoái löôïng phaàn chuyeån ñoäng cuûa xích Coâng thöùc (8.7) qb= Q.k =100 *0.8 = 80 KG/m Vôùùi k=0.8 heä soá laáy theo baûng (8.9_TTMNC_Phaïm Ñöùc) öùng vôùi loaïi daây xích laø 2 xích ПГ:ПМ Löïc caûn muùc haøng (CT 8.13): Wm=q*km=55.5*1.7 = 94.35KG Vôùi km=1.7: Heä soá muùc. Theo baûng (8.10) öùng vôùi haøng cuïc vöøa vaø lôùn vôùi v = 0.5m Coâng suaát caàn thieát treân truïc truyeàn ñoäng ñeå baêng laøm vieäc (8.15): N= 0,003*Q*H(1++ ) = 0,003*100*30(1+ + ) = 10.66 KW c =1,1: laø heä soá tính ñeán chi phí naêng löôïng ñeå khaéc phuïc löïc caûn do troïng taâm gaàu vaø haøng ñaët coâng son so vôùi boä phaän keùo (laáy theo baûng (8.11)). Löïc voøng treân voøng troøn cô sôû cuûa ñóa xích: p= = = 2174.64 KG Ta choïn sô boä söùc keùo cuûa baêng gaàøu 2 xích keùo ñöôïc tính theo löïc ñöùt Pd1= 0,6*Sd Sd= == 3624.64 KG Ñöôøng kính cô sôû cuûa ñóa xiùch ñoái vôùi ñóa xích truyeàn ñoäng thaáp toác, dôõ taûi töï chaûy (8.12): Dt³ 0,6*v2=0,6*0,52=0,15(m) Ta coù böôùc gaàøu =630 mm neân theo baûng (8.6) ta ñöôïc böôùc xích laø 320mm. Soá raêng ñóa xích truyeàn ñoäng laø 6 Soá raêng ñóa xích caân baèng laø 6 Laáy gaàn ñuùng khoái löôïng cuûa gaøu Gg=45,5kg Theo coâng thöùc (8.6) ta tìm ñöôïc taûi troïng treân moät ñôn vò chieàu daøi do khoái löôïng gaàu: qg= * k = =82.3 KG/m tg=0,63 böôùc gaàøu k= 1,14 heä soá tính ñeán khoái löôïng caùc chi tieát ñeå laép gaàu. Theo baûng III.12 duøng xích bkÕ loaïi 1 ta tìm ñöôïc caùc thoâng soá cuûa xích theo böôùc xích: Böôùc xích t= 320 mm Khoaûng caùch giöõa 2 taám trong cuøng B= 52mm Chieàu roäng taàm l = 60 mm Taûi troïng phaù huyû khoâng nhoû hôn 30.000 KG. Khoái löôïng xích treân 1 meùt chieàu daøi khoâng lôùn hôn 28.8 kg (qx=28.8kg). Khoái löôïng treân 1 ñôn vò chieàu daøi cuûa phaàn haønh trình baêng: qbg = qx+qg = 82.3 + 28.8 = 111 KG/m 3.Tính chính xaùc löïc keùo cuûa daây xích: Theo phöông phaùp quay voøng theo chu vi baêng baét ñaàu töø ñieåm 1. Löïc caêng taïi ñieåm 1 laø löïc caêng nhoû nhaát S1=Smin . Theo bieåu thöùc (5.31) Laáy Smin=S1³ 5q>50 KG S1³ 5* 55.5 = 277.5 KG q: Troïng löôïng haøng treân moät ñôn vò chieàu daøi. Löïc caêng ôû ñieåm 2(coâng thöùc 8.23) S2=kq*S1+Wn=1,05*S1+94.35 kq=1,05: Heä soá taêng löïc caêng cuûa boä phaän keùo do löïc caûn taïi chi tieát quay (theo coâng thöùc 5.23) Wn = 94.35(löïc caûn muùc haøng) =>S2=1,05*S1 + 94.35=1,05* 277.5 + 94.35= 385.725 KG löïc caêng taïi ñieåm 3(coâng thöùc 8.24) S3=S2+(q+qc)*H S3= 385.75 + 4995 = 5380.725 KG Löïc caêng ôû ñieåm 4 S4=S1+qc*H S4= 277.5 + 111*30 = 3607.5 KG Taûi troïng ñoäng cuûa baêng gaøu Sñ= == 663.66 KG Löïc caêng tính toaøn cuûa boä phaän keùo Stt=Smax+Sñ=5380.725 + 663.66 = 6044.38 KG Boä phaän keùo duøng 2 xích thì löïc caêng tính toaøn 1 xích laáy: Stt1=0,6*Stt=0,6*6044.38 = 3626.6 KG Tair troïng phaù huyû xích khoâng ñöôïc nhoû hôn (CT 7.15) Sphaùhuyû=KStt1 Sphaùhuyû³ 8*3626.6 = 29013.048 KG K: heä soá döï tröõ ñoä beàn xích laáy K = 8 SPH=30.000 > 29013.048 KG Xaùc ñònhlöïc keùotreân ñóa xích coù tính ñeán löïc caûn cuûa ñóa xích (coâng thöùc 8.28) W0= kq*Sn-1-Sw = 1,05*5380.725 – 3607.5 = 2042.26KG 4.Tính toaùn choïn ñoäng cô: a. Coâng suaát treân truïc truyeàn ñoäng cuûa baêng gaøu (coâng thöùc 7.9) N0== = 10.01 (KW) b. Coâng xuaát caàn thieát ñeå truyeàn ñoäng baêng gaøu (coâng thöùc 6.15) N== = 12.5 (kw) Vôùi k = 1.2 heä soá döï tröõ. c. Theo ГОСТ_184_71 choïn ñoäng cô ñieän д32 coù caùc thoâng soá cô baûn : Coâng suaát : N = 14.5 KW Soá voøng quay: n= 600 v/p Hieäu suaát :h= 89% d. Xaùc ñònh coâng suaát quay cuûa truïc truyeàn ñoäng baêng gaàu (coâng thöùc 7.16) nt= = =15.625 (voøng/phuùt) Thoâng soá cô baûn cuûa ñoäng cô ñieän: L = 707.5 mm H = 451 mm 5.Tính toaùn choïn hôïp giaûm toác : tyû soá truyeàn caàn thieát cuûa boä truyeàn i = = = 38.4 Coâng suaát treân truïc quay nhanh cuûa hoäp giaûm toác:Nt = kt* Ndc = 1* 14.5 KW Vôùi hoäp giaûm toác cuûa maùy vaän chuyeån lieân tuïc choïn kt = 1 - Töø baûng III 22.2 choïn hoäp giaûm toác baùnh raêng truï 2 caáp ñaët ngang: Õ2-350 coù: Tyû soá truyeàn: i = 41,34 Coâng suaát cho pheùp treân truïc quay nhanh N= 16.3 KW Soá voøng quay cho pheùp : n= 1000v/p - Töø tyû soá truyeàn tìm ñöôïc ta tính chính xaùc toác ñoä daây xích (coâng thöùc 6.17) vt = = =0,464 m/s Tính chính xaùc cuûa baêng gaàøu (coâng thöùc 8.29): Q= 3,6*i0* vt*ψ* g *== 93.86 (T/h) Vôùi :i0= 118 (l): dung tích caàn thieát cuûa gaàu vt = 0,464 : vaän toác thöïc cuûa xích ψ = 0,6 : heä soá ñieän ñaày g = 0,5 :khoái löôïng rieâng cuûa haøng tg = 0,63m :böôùc gaàu Vaäy sai leäch trong giôùi haïn cho pheùp £ 10% : thoaõ maõn Thoâng soá cô baûn cuûa hoäp giaûm toác kieåu P2-350: 6. Tính choïn xích – Ñóa xích: - Nhö treân ta ñaõ choïn loaïi xích kieåu BkP loaïi 1 coù: - Böôùc xích : 320 mm - Chieàu roäng taám B=60mm - Khoái löôïng 1 m xích 28.8 kg - Taûi troïng phaù huyû :30.000 kg - Khoaûng caùch giöõa caùc taám 52mm Xaùc ñònh löïc caêng daây xích trong thôøi gian khôûi ñoäng coâng thöùc 6.23 : Sxñ =+ sr = + 385.72 = 4460.31 KG Vôùi kM = 1.3 :Heä soá tæ soá giöõa momen khôûi ñoäng vaø moâmen ñònh möùc cuûa ñoäng cô ñieän theo cataloge. Boä phaän keùo duøng 2 xích neân löïc caêng tính toaùn cuûa 1 xích laø: Skd1= 0,6*4460.31 = 2676.18 KG Taûi troïng cho pheùp khi heä soá an toaøn k=8 (coâng thöùc 7.21) [S]===3750(kg) - Kieåm tra ñoä beàn xích trong thôøi gian khôûi ñoäng (coâng thöùc 7.20) Skd £ 1,5[S] = 1.5*3750 = 5626 KG Vaäy xích choïn thoaõ maõn. Tính choïn ñóa xích : - Theo baûng 8.6 ta choïn soá raêng ñóa xích truyeàn ñoäng 6, soá raêng ñóa caêng xích 6. - Ñöôøng kính voøng chia cuûa ñóa xích truyeàn ñoäng vaø caêng baêng Ddx= ==640 mm Theo tieâu chuaån choïn ñöôøng kính ñóa xích laø : 630 mm Modun raêng ñóa xích: m = Laáy m = 100 Chieàu cao raêng: h = 2.25*m = 2.25*100= 225 mm Chieàu roäng ñóa xích: b = 50 mm 7. Tính toaùn choïn phanh: Moâ men phanh treân truïc truyeàn ñoäng cuûa baêng gaàu(5.36) MT=h(q*H-CG(Wo-qH))Do/2 =0.96(55.5*30-0.52118-55.5*30)*0.315 =434.85 KGm h:hieäu suaát cuûa ñóa xích q:khoái löôïng haøng treân 1 dôn vò chieàu daøi Wo :löïc keùo cuûa baêng CG=0.5:heä soá giaûm nhoû löïc caûn cuûa xích Do:ñöøng kính tang truyeàn ñoäng Tra baûngIII39.2 ta choïn phanh TT-200 coù moâ men phanh lôùn nhaát laø 2000KGm Ñöôøng kính 2000mm Chieàu roäng 95mm Haønh trình lôùn nhaát cuûa phanh 1.3 mm Thôøi giang ñoáng phanh nhoû nhaát 0.4s Thôøi gian ñoùng phanh nhoû nhaát 0.2s Ñoùng vaø môû phanh lôùn nhaát 4s Cho pheùp soá laàn ñoùng phanh :720 Cho pheùp thôøi gian ñoùng phanh:100% Khoái löôïng:35.5 kg 8. Choïn khôùp noái: Momen ñònh möùc cuûa ñoäng cô [ coâng thöùc 1.62 “TTMNC” ]: Mñm = 23.56 (KGm ) Nñmcoâng suaát ñònh möùc cuûa ñoäng cô n-toác ñoä quay dònh möùc cuûa ñoäng cô Momen tính toaùn ñeå choïn khôùp noái [coâng thöùc 16-5 “TTMNC” ]: Mk = Mñm . k1 .k2 Trong ñoù: _ k1 :heä soá tính ñeán möùc ñoä quan troïng cuûa cô. Tra baûng 1-21 “TTMT”, ta choïn k1 = 1,2. _ k2: heä soá tính ñeán cheá ñoä laøm vieäc cuûa cô caáu. Tra baûng 1-21 “TTMT”, choïn k2 = 1,2. Vaäy: Mk = 23.56.1,2.1,2 = 33.93 (Kg.m) Theo baûng III-34 “TTMNC”, choïn khôùp truïc choát –oáng loùt MYBП – 60 Coù Mx=70KG.m, coù caùc kích thöôùc cô baûn [baûng III-3(I)]: D mm D1 mm l mm lk mm lM mm L mm Momen ñaø Kg.m 220 208 140 42 45 286 0.25 Khoái löôïng lôùn nhaát cuûa khôùp : m = 28kg Hình veõ: * Choïn baùnh phanh: Töø tính toaùn choïn phanh ôû treân ta choïn loaïi khôùp noái truïc ñaøn hoài choát – oáng loùt coù baùnh phanh coù caùc thoâng soá cô baûn: D D1 L Khoái lg. max Momen ñaø 200 140 95 25 0.5 * Choïn thieát bò caêng baêng: Löïc ôû thieát bò caêng baêng theo coâng thöùc 6.20 ta coù Sc =Scv+Scr =277.5 + 385.725 = 663.224 KG Vôùi: Scv :löïc caêng xích ôû ñieåm ñi vaøo ñóa xích caêng baêng Scr : Löïc caêng xích ôû ñieåm ñi ra ñóa xích caêng baêng Töø baûng III.56 ta choïn thieát bò caêng baêng baèng vít kyù hieäu 8032-50-50 coù löïc keùo lôùn nhaát ôû tang caêng baêng laø 1650kG 9.Tính toaùn truïc truyeàn ñoäng: Choïn vaät lieäu laøm truïc laø theùp C45 toâi coù: sb³ 850 Mpa s1³ 340 Mpa vaø ÖÙng suaát xoaén cho pheùp :[] = 20 Mpa Tính chính xaùc coâng suaát cuûa truïc truyeàn ñoäng: No = N×η =14.5×0.9 = 13.05 KW Löïc taùc duïng leân ñóa xích: - Löïc voøng: Pt = N Do boä phaän truyeàn ñoäng bao goàm 2 ñóa xích neân löïc voøng taùc duïng leân 1 ñóa xích laø: Pt1 = =1479 N Löïc höôùng taâm: F = =1153.8 N Löïc höôùng taâm taùc duïng leân moät ñóa xích: F1 = = 576.9 N Momen xoaén taùc duïng leân truïc ñóa xích: Mx = 9.55×106×Nm Momen xoaén taùc duïng leân 1 ñóa xích: Mx1= = 3988.08 Nm Xaùc ñònh sô boä ñöôøng kính truïc: d Sô ñoà truïc truyeàn ñoäng ñöôïc ñöa veà sô ñoà tính ñôn giaûn: Ta xaùc ñònh ñöôïc momen uoán vaø momen xoaén taùc duïng leân truïc cuûa ñóa xích truyeàn ñoäng : - Bieåu ñoà momen uoán trong maët phaúng y-z: Bieåu ñoà momen uoán trong maët phaúng x-z: Momen uoán taïi tieát dieän nguy hieåm (taïi C vaø D): Mutd= =158753.098 Nmm Momen töông ñöông taïi tiíet dieän nguy hieåm: Mtñ = Nmm Ñöôøng kính truïc ôû tieát dieän nguy hieåm laø : dnn=dmm³ =95.22 mm Choïn d=96 mm * Kieåm nghieäm söùc beàn truïc: Ta coù d=96 mm Vôùi theùp 45 toâi sB= 900 N/mm2 s-1=0.45*sb= 405 N/mm2 i-1=0.25*sb = 225N/mm2 tính chính xaùc truïc theo coâng thöùc 7.5 CTM n= Vôùi: [n]=2.5 n, n: Heä soá an toaøn chæ xeùt ñeán öùng suaát vaø xoaén. Ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: n= n= Vôùi sa, sm, tm, : Bieân ñoä vaø giaù trò trung bình cuûa öùng suaát Vì truïc quay neân öùng suaát uoán thay ñoåi theo chu kì ñoái xöùng: sa1 =smax =1.794 sm=0 Do truïc quay 1 chieàu neân öùng suaát xoaén thay ñoåi theo chu kì maïch ñoäng: tm= ta = 11.27 Heä soá tính ñeán aûnh höôûng cuûa öùng suaát trung bình ñeán ñoä beàn moûi vaø phuï thuoäc vaøo cô tính cuûa vaät lieäu. Vôùi theùp cacbon trung bình: = 0.1 = 0.05 Heä soá kích thöôùc,xeùt aûnh höôûng cuûa kích thöôùc tieát dieän truïc ñeán giôùi haïn moûi. β: Heä soá taêng beàn beà maët. β =1.6 Vôùi truïc coù then : Neân ta coù:n= = 114.93 n==10.475 suy ra: n==107>[n] vaäy thoaû maõn ñieàu kieän Do truïc coù raõnh then neân choïn ñöôøng kính truïc taïi maët caét nguy hieåm: d=105mm Tính toaùn then: Ñeå coá ñònh ñóa xích theo phöông tieáp tuyeán noùi caùch khaùc laø ñeå truyeàn moâ men ,chuyeån ñoäng töø truïc ñeán ñóa xích vaø ngöôïc laïi ta duøng then Choïn then baèng theo baûng 7-23 Vì ñöôøng kính d=105 mm neân ta choïn ñöôïc then coù b=28,h=16 treân truïc t=8, treân loå t1=8,2, k=10 kieåm nghieäm then : kieåm nghieäm theo söùc beàn daäp (coâng thöùc 7.11 CTM) sd=Nmm2 Mx=3988080Nmm l=0,8lm=76 mm(lmchieàu daøi mayjô), d=105, k=10 sd= 99.95 N/mm2 < [sd] = 150 N/mm2 maø [tc]=87N/mm2neân tc£[tc] vaä then treân thoûa maõn ñieàu laøm vieäc *choïn oå ñôõ: phaûn löïc ôû caùc goái ñôõ YA=YB=576.9 N XA=XB=1479 N choïn oå bi döïa vaøo khaû naêng laøm vieäc C=Q(nh)0,3 (8.4 chi tieát maùy) Soá voøng quay cuûa oå baèng 20 voøng/phuùc Soá giôø laøm vieäc h=10500 giôø Q=(kvR+mAt)knkt (coâng thöùc 8.6) Vì taûi troïng doïc truïc khoâng coù neân A=0 Suy ra Q=KvknktR Tra baûng ta coù Kv=1,1(baûng 8.5) Kn=1(baûng 8.4) Kt=1,1 (baûng 8.3) R=N Suy ra Q=1,1*1587.5*1*1,1=1920.9 N Suy ra C=1920.9(20*10500)0,3=1920.9*39,5=75876 Tra baûng ta choïn ñöôïc ôû bi ñôõloøng caàu 2 daõy kyù hieäu 1218 coù D=160, d=90, B=40 Ñöôøng kính bi : 15.88 ,heä soá khaû naêng laøm vieäc C:245000 Taûi troïng tónh cho pheùp 345000 Soá voøng quay trong 1 phuùt :1600 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO 1. Tính toaùn maùy naâng chuyeån Phaïm Ñöùc 2. Höôùng daãn thieát keá chi tieát maùy Nguyeãn Höõu Loäc 3. Thieát keá chi tieát maùy Nguyeãn Troïng Hieäp Nguyeãn Vaên Laãm