Đồ án Tính toán thiết kế máy trộn bê tông xi măng năng suất 6m3/h

t«ng xi m¨ng yªu cÇu lín th× cã thÓ s¶n xuÊt tõ c¸c nhµ m¸y s¶n xuÊt bª t«ng, c¸c tr¹m trén liªn hîp, cßn nÕu khèi l­îng yªu cÇu kh«ng lín th× cã thÓ s¶n xuÊt trùc tiÕp tõ c«ng tr­êng b»ng c¸c m¸y trén ®éc lËp. C¸c m¸y trén bª t«ng hiÖn nay còng rÊt phong phó vÒ chñng lo¹i vµ ®a d¹ng vÒ kÕt cÊu. Trong sè c¸c m¸y trén bª t«ng chóng ta chØ ®Ò cËp ®Õn nh÷ng lo¹i m¸y trén ®ang ®­îc sö dông réng r·i víi sè l­îng lín nhÊt. Ph©n lo¹i c¸c m¸y vµ thiÕt bÞ trén bª t«ng xi m¨ng theo c¸c quan ®iÓm sau: I. C¨n cø theo ph­¬ng ph¸p trén: ®­îc ph©n thµnh hai nhãm lµ nhãm m¸y trén tù do vµ nhãm m¸y trén c­ìng bøc. 1. Nhãm m¸y trén tù do (H×nh 1.1): C¸c trén ®­îc g¾n trùc tiÕp vµo thïng trén, khi thïng trén quay c¸c c¸nh trén sÏ quay theo vµ n©ng mét phÇn c¸c cèt liÖu lªn cao, sau ®ã ®Ó chóng r¬i tù do xuèng phÝa d­íi thïng trén ®Òu víi nhau t¹o thµnh hçn hîp bª t«ng. Lo¹i m¸y nµy cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n tiªu hao n¨ng l­îng Ýt nh­ng thêi gian trén l©u vµ chÊt l­îng hçn hîp bª t«ng kh«ng tèt b»ng ph­¬ng ph¸p trén c­ìng bøc. H×nh 1.1: M¸y trén h×nh nãn côt trén tù do 2. Nhãm m¸y trén c­ìng bøc (H×nh 1.2): Lµ lo¹i m¸y cã thïng trén cè ®Þnh cßn trôc trén trªn cã g¾n c¸c c¸nh trén khi trôc quay c¸c c¸nh trén khuÊy ®Òu hçn hîp bª t«ng. Lo¹i m¸y nµy cho phÐp trén nhanh, chÊt l­îng ®ång ®Òu vµ tèt h¬n m¸y trén tù do. Nh­îc ®iÓm cña nã lµ kÕt cÊu phøc t¹p, n¨ng l­îng ®iÖn tiªu hao lín h¬n. Th­êng dïng c¸c lo¹i m¸y nµy ®Ó trén c¸c hçn hîp bª t«ng kh«, m¸c cao hoÆc c¸c s¶n phÈm yªu cÇu chÊt l­îng cao. Trong c¸c m¸y trén c­ìng bøc hiÖn nay ®ang sö dông cã hai lo¹i: m¸y trén trôc ®øng vµ m¸y trén trôc ngang ®Òu lµ m¸y trén cã thïng trén cè ®Þnh. Ngoµi ra cßn cã c¸c lo¹i m¸y trén c­ìng bøc trôc ®øng thïng trén quay gäi lµ m¸y trén c­ìng bøc kiÓu hµnh tinh . H×nh 1.2: M¸y trén h×nh trô trén c­ìng bøc II. C¨n cø vµo ph­¬ng ph¸p ®æ bª t«ng xi m¨ng ra khái thïng chia thµnh bèn lo¹i: - Lo¹i ®æ bª t«ng b»ng c¸ch lËt nghiªng thïng - Lo¹i ®æ bª t«ng b»ng m¸ng dì liÖu - Lo¹i ®æ bª tæng qua ®¸y thïng - Lo¹i ®æ bª t«ng b»ng c¸ch thïng quay ng­îc l¹i. 1. Ph­¬ng ph¸p ®æ b»ng c¸ch lËt nghiªng thïng (h×nh 1.3): ChØ thÝch hîp víi c¸c m¸y trén kiÓu tù do cã dung tÝch thïng nhá h¬n 250 lÝt (®èi víi lo¹i lËt thïng b»ng lùc quay tay) vµ nhá h¬n 350 lÝt (lo¹i lËt thïng nhê lùc c­ìng bøc) H×nh 1.3: M¸y trén dì liÖu b»ng c¸ch lËt thïng 2. Ph­¬ng ph¸p ®æ b»ng m¸ng Khi muèn lÊy bª t«ng xi m¨ng ra ta ®­a m¸ng vµo, thïng trén quay sÏ ®æ bª t«ng vµo m¸ng ®Ó ch¶y ra ngoµi. Ph­¬ng ph¸p nµy ®æ chËm vµ kh«ng triÖt ®Ó. Th­êng ¸p dông víi c¸c m¸y trén kiÓu tù do h×nh trô cã dung tÝch thïng tõ 450 lÝt ®Õn 1000 lÝt. 3. Ph­¬ng ph¸p dì bª t«ng xi m¨ng qua ®¸y thïng (h×nh 1.4): D­íi ®¸y thïng cã cöa dì liÖu khi lÊy bª t«ng xi m¨ng ra ta quay tÊm cöa dì liÖu, bª t«ng sÏ tù ch¶y ra. ViÖc ®ãng më c¸c cöa sæ dì liÖu th­êng do c¸c xi lanh thñy lùc hoÆc h¬i Ðp ®iÒu khiÓn. Ph­¬ng ph¸p nµy th­êng ¸p dông cho c¸c m¸y trén chu kú kiÓu c­ìng bøc. Hinh1.4: M¸y trén dì liÖu qua ®¸y thïng 4. Ph­¬ng ph¸p dì bª t«ng xi m¨ng b»ng c¸ch quay thïng ng­îc l¹i víi chiÒu quay ban ®Çu (h×nh1.5): C¸nh trén sÏ ®Èy bª t«ng ra khái thïng. Ph­¬ng ph¸p nµy th­êng ¸p dông cho c¸c xe vËn chuyÓn bª t«ng xi m¨ng. H×nh 1.5: M¸y trén dì liÖu b»ng c¸ch quay ng­îc chiÒu III. C¨n cø vµo chÕ ®é lµm viÖc cña m¸y chia lµm 2 lo¹i. 1. M¸y trén bª t«ng xi m¨ng chu kú: Qu¸ tr×nh ®­a cèt liÖu vµo thïng trén vµ dì s¶n phÈm ra theo tõng mÎ. Do vËy cã thÓ khèng chÕ ®­îc thêi gian trén nªn chÊt l­îng bª t«ng tèt. 2. M¸y trén bª t«ng xi m¨ng liªn tôc: §©y lµ c¸c lo¹i m¸y trén mµ qu¸ tr×nh ®­a vËt liÖu vµo thïng, trén vµ dì s¶n phÈm bª t«ng xi m¨ng ra khái thïng ®­îc tiÕn hµnh liªn tôc do vËy mµ m¸y cã n¨ng suÊt trén cao. Nh­îc ®iÓm chñ yÕu cña lo¹i m¸y trén nµy lµ khã kiÓm tra thµnh phÇn cèt liÖu vµ chÊt l­îng trén, nªn chÊt l­îng s¶n phÈm cã thÓ kh«ng ®ång ®Òu. ChiÒu dµi cña thïng trén lín h¬n, lo¹i nµy Ýt ®­îc sö dông. IV. Ph©n lo¹i theo h×nh d¹ng vµ dung tÝch thïng: 1. Theo h×nh d¹ng cã thÓ chia thµnh: M¸y trén bª t«ng h×nh trô (H×nh 1.6): H×nh 1.6: M¸y trén bª t«ng h×nh trô M¸y trén bª t«ng h×nh nã côt (H×nh 1.7): M¸y trén bª t«ng h×nh qu¶ tr¸m (H×nh 1.8): H×nh 1.7: M¸y trén bª t«ng h×nh nãn côt H×nh 1.8: M¸y trén bª t«ng h×nh qu¶ tr¸m 2. Theo dung tÝch thïng cã: - M¸y trén bª t«ng xi m¨ng h×nh nãn côt th­êng dung tÝch thïng nhá cã lo¹i 50 lÝt; 100 lÝt; 150 lÝt; 175 lÝt; 250 lÝt .... - M¸y trén bª t«ng b×nh qu¶ tr¸m th­êng dung tÝch kho¶ng 250 - 750 lÝt vµ ®æ theo ph­¬ng ph¸p nghiªn thïng nhê xi lanh thñy lùc hoÆc h¬i Ðp. - M¸y trén bª t«ng xi m¨ng h×nh trô ®øng dung tÝch lín 450 - 2000 lÝt vµ h×nh trô nang dung tÝch 450 - 1000 lÝt. V. Dùa vµo kh¶ n¨ng di chuyÓn cña m¸y chia thµnh c¸c lo¹i: - Lo¹i cè ®Þnh . - Lo¹i di ®éng. VI. §Æc tÝnh kü thuËt cña mét sè lo¹i m¸y trén: §Æc tÝnh kü thuËt JZC-200 JZR-200 FR-750 JG-150 Dme7tm N­íc s¶n xuÊt Trung Quèc Trung Quèc Nga Trung Quèc Malaysia Dung tÝch thïng, lÝt 320 320 750 250 300 Dung tÝch s¶n xuÊt, lÝt 200 200 550 150 210 N¨ng suÊt trén, m3/h 8 68 10.5 4 10.5 Tèc ®é trén, vg/ph 17 17 20 17 24 C«ng suÊt ®éng c¬, kw 4 12HP(Diesel) 18.5 8HP(Diesel) 5.5 Tèc ®é di chuyÓn, km/h 20 20 20 20 20 KÝch th­íc, mm: + Dµi + Réng + Cao 2180 3200 4560 2280 2261 2140 2075 2000 2200 914 2150 2400 3500 2400 1600 Träng l­îng, kg 1360 1510 1800 1400 622 Ch­¬ng II Lùa chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ m¸y trén btxm I. TÇm quan träng cña BTXM Ngµy nay c¸c c«ng tr×nh x©y dùng d©n dông (nh­ nhµ cao tÇng, nhµ ë vÜnh cöu), c¸c c«ng tr×nh x©y dùng c«ng nghiÖp (c¸c c«ng tr×nh x©y dùng thñy lîi, c¸c nhµ m¸y thuû ®iÖn vµ c¸c c«ng tr×nh x©y dùng giao th«ng nh­ cÇu, ®­êng s©n bay, bÕn c¶ng ...) th­êng ®­îc x©y dùng b»ng bª t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp. V× c¸c vËt liÖu nµy cã tÝnh bÒn v÷ng, mü quan, vµ cã kh¶ n¨ng chèng ch¸y tèt. Bª t«ng xi m¨ng lµ mét lo¹i vËt liÖu hçn hîp nã cã thÓ kÕt hîp víi cèt thÐp t¹o ra kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp cãkh¶ n¨ng chÞu nÐn, uèn rÊt cao do vËy nã ®­îc sö dông réng r·i kh¾p mäi n¬i phôc vô cho c¸c c«ng tr×nh cã tÝnh bÒn v÷ng cao. II. Ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ m¸y trén BTXM: §Ó thiÕt kÕ ra m¸y trén n¨ng suÊt 6(m3/h), ta ®­a ra ba ph­¬ng ¸n. §ã lµ thiÕt kÕ m¸y theo kiÓu h×nh nãn côt, h×nh qu¶ tr¸m vµ h×nh trô: Ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ m¸y theo d¹ng h×nh nãn côt: M¸y trén h×nh nãn côt, c¸nh trén ®­îc g¾n tr­c tiÕp lªn vá thïng trén. ViÖc hoµ trén vËt liÖu cho vµo thïng nh­ sau: Trong qu¸ tr×nh thung quay, c¸c c¸nh trén n©ng mét phÇn vËt liÖu lªn trªn, sau ®ã ®Ó cho nã r¬i t­ do xuèng phÝa d­íi thïng hoµ trén víi nhau. ViÖc hoµ trén hçn hîp vËt liÖu cã thÓ thùc hiÖn ®­îc víi sù lùa chän hîp lý gãc nghiªng cña c¸nh trén vµ trôc trïng trén. ViÖc dì vËt liÖu thùc hiÖn b»ng c¸ch nghiªng lËt thïng. Th­êng sö dông cho m¸y trén cã dung tÝch nhá. 1.1.CÊu t¹o: H×nh 2.1: M¸y trén h×nh nãn côt 1.2.¦u, nh­îc ®iÓm: + ¦u ®iÓm: - Qóa tr×nh dì s¶n phÈm ra khái thïng b»ng ph­¬ng ph¸p lËt thïng, nªn ®æ t­¬ng ®èi s¹ch. - Do sö dông ph­¬ng ph¸p cÊp liÖu b»ng phÔu ch¹y trªn ®­êng ray, nªn kÕt cÊu cña phÔu nhá gän. - Tiªu hao n¨ng l­îng Ýt. - KÕt cÊu cña c¸nh trén ®¬n gi¶n. - KÕt cÊu cña thïng trén nhá gän h¬n so víi c¸c lo¹i m¸y cã cïng dung tÝch. + Nh­îc ®iÓm: - Do sö dông ph­¬ng ph¸p trén tù do nªn chÊt l­îng bªt«ng kh«ng cao so víi trén c­ìng bøc. - Do sö dông ph­¬ng ph¸p cÊp liÖu b»ng phÔu chËy trªn ®­êng ray, nªn khi thiÕt kÕ ph¶i tÝnh thªm ®­êng ray. - Do sö dông ph­¬ng ph¸p dì liÖu b»ng c¸ch lËt thïng, nªn khi dung tÝch thïng lín ®ßi hái lùc t¸c ®éng lín. - ChØ thÝch hîp cho n¨ng suÊt thÊp. Ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ m¸y theo d¹ng h×nh trô: Lo¹i m¸y nµy cã thïng trén cè ®Þnh, cßn trôc trén trªn cã g¾n c¸c c¸nh trén. Khi trôc trén quay c¸c c¸nh trén khuÊy ®Òu hçn hîp bªt«ng. 2.1.CÊu t¹o: H×nh 2.2: M¸y trén h×nh trô 2.2.¦u, nh­îc ®iÓm: + ¦u ®iÓm: - N¨ng suÊt cao, chÊt l­îng bªt«ng ®ång ®Òu vµ tèt h¬n m¸y trén tù do. - Do sö dông ph­¬ng ph¸p dì liÖu qua ®¸y thïng nªn qu¸ tr×nh dì t­¬ng ®èi s¹ch. - Do viÖc dì liÖu qua ®¸y thïng ®­îc thùc hiÖn b»ng xi lanh, nªn qu¸ tr×nh dì nhÑ nhµng. + Nh­îc ®iÓm: - N¨ng l­îng tiªu hao lín. - KÕt cÊu cña c¸nh trén vµ trôc trén phøc t¹p. - Do sö dông xi lanh ®Ó ®ãng më cöa x¶, nªn ph¶i tÝnh thªm c¬ cÊu ®ãng më. Ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ m¸y theo d¹ng h×nh qu¶ tr¸m: M¸y trén h×nh qu¶ tr¸m, c¸nh trén ®­îc g¾n tr­c tiÕp lªn vá thung trén. ViÖc hoµ trén vËt liÖu cho vµo thïng nh­ sau: Trong qu¸ tr×nh thung quay, c¸c c¸nh trén n©ng mét phÇn vËt liÖu lªn trªn, sau ®ã ®Ó cho nã r¬i t­ do xuèng phÝa d­íi thïng hoµ trén víi nhau. ViÖc hoµ trén hçn hîp vËt liÖu cã thÓ thùc hiÖn ®­îc víi sù lùa chän hîp lý gãc nghiªng cña c¸nh trén vµ trôc trïng trén. ViÖc dì vËt liÖu thùc hiÖn b»ng c¸ch nghiªng lËt thïng, hoÆc quay ng­îc chiÒu so víi chiÒu trén. 3.1.Sö dông ph­¬ng ph¸p dì liÖu b»ng c¸ch nghiªng lËt thïng: + ¦u ®iÓm: - Do sö dông ph­¬ng ph¸p dì liÖu b»ng c¸ch lËt thïng nªn qu¸ tr×nh dì t­¬ng ®èi s¹ch. - Do viÖc dì liÖu b»ng c¸ch lËt thïng nªn kÕt cÊu cña c¸nh trén ®¬n gi¶n. - KÕt cÊu thïng trén gän. + Nh­îc ®iÓm: - Khi tÝnh to¸n thiÕt kÕ ph¶i thiÕt kÕ thªm c¬ cÊu nghiªng lËt thïng, nªn tÝnh to¸n phøc t¹p h¬n. 3.1.Sö dông ph­¬ng ph¸p dì liÖu b»ng c¸ch quay ng­îc chiÒu: 3.1.1.CÊu t¹o: H×nh 2.3: M¸y trén h×nh qu¶ tr¸m 3.1.2.¦u, nh­îc ®iÓm: + ¦u ®iÓm: - Do sö dông ph­¬ng ph¸p dì liÖu b»ng c¸ch quay ng­îc chiÒu, nªn kh«ng ph¶i bè trÝ thªm c¬ cÊu nghiªng lËt thïng. - Do sö dông ph­¬ng ph¸p cÊp liÖu b»ng phÔu kh«ng sö dông ®­êng ray mµ quay quanh trôc, nªn viÖc tÝnh to¸n ®¬n gi¶n h¬n. + Nh­îc ®iÓm: - Do kh«ng sö dông ®­êng ray dÉn h­íng phÔu, nªn kÕt cÊu cña phÔu lín h¬n so víi sö dông ®­êng ray. - KÕt cÊu cña c¸nh trén phøc t¹p h¬n. KÕt luËn: Nh­ vËy c¨n cø vµo ph­¬ng ph¸p cÊp liÖu, dì liÖu vµ yªu cÇu n¨ng suÊt ®Ò ra. Ta chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ m¸y theo d¹ng h×nh qu¶ tr¸m, sö dông ph­¬ng ph¸p cÊp liÖu b»ng phÔu kh«ng cÇn ®­êng ray dÉn h­íng, vµ dì liÖu b»ng c¸ch quay ng­îc chiÒu. Nã võa tiÕt kiÖm ®­îc chi phÝ võa ®¶m b¶o ®­îc n¨ng suÊt. III. Giíi thiÖu vÒ thµnh phÇn chÝnh cña hçn hîp Bª T«ng Xi M¨ng. 1.B¶ng ®Þnh møc tû lÖ thµnh phÇn hçn hîp: Theo ®Þnh møc thµnh phÇn bª t«ng xi m¨ng , l­äng vËt liÖu tÝnh cho 1m3 bª t«ng xi m¨ng PC- 40 víi c¸c lo¹i ®¸ kh¸c nhau nh­ sau: a.Víi lo¹i ®¸ 1x2 (cm ) Thµnh phÇn §¬n vÞ M¸c Bª T«ng P150 P200 P250 P300 P400 Xi m¨ng Kg 273,4 283,3 327,2 373,7 424,2 C¸t m3 0,431 0,421 0,421 0,408 0,403 §¸ m3 0,851 0,844 0,841 0,834 0,829 N­íc Kg 180 185 190 190 195 b.Víi lo¹i ®¸ 2x4 (cm) Thµnh phÇn §¬n vÞ M¸c Bª T«ng P150 P200 P250 P300 P400 Xi m¨ng Kg 222,2 267,7 306,6 348,5 410,1 C¸t m3 0,45 0,447 0,439 0,437 0,442 §¸ m3 0,889 0,879 0,865 0,853 0,828 N­íc Kg 175 180 185 190 190 2.§Æc tÝnh cña vËt liÖu: 2.1.Khèi l­îng riªng cña vËt liÖu: - Xi m¨ng : gxm = (1.3 ¸ 1.6) T/m3 - C¸t : gc = (1.4 ¸ 1.8) T/m3 - §¸ : g® = (1.8 ¸ 2) T/m3 - Hçn hîp bª t«ng xi m¨ng : gbt = (1.8 ¸ 2.5) T/m3 2.2.Gãc ch©n nãn cña vËt liÖu: Xi m¨ng : jx = 300 ¸ 400 C¸t : jc = 300¸380 - §¸ : j® = 350 - Hçn hîp bª t«ng : jbt =350¸500 2.3.HÖ sè ma s¸t cña vËt liÖu víi thÐp: - Xi m¨ng :mx = 0,65 ¸ 0,9 - C¸t :mc = 0,42 ¸ 0,62 - §¸ :m® = 0,56 - Hçn hîp bª t«ng :mbt = 0,84 ¸ 1,0 Ch­¬ng III TÝnh to¸n thiÕt kÕ I.X¸c ®Þnh dung tÝch h×nh häc thïng trén: Theo yªu cÇu ®Ò tµi :thiÕt kÕ m¸y trén bª t«ng xi m¨ng. N¨ng suÊt m¸y : 6 [m3/h] -XuÊt ph¸t tõ c«ng thøc (3.45, [1]) tÝnh n¨ng suÊt cña m¸y trén ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: II = Vsx.f.m.Ktg (1) .Trong ®ã: II-N¨ng suÊt cña m¸y trén: Q1= 6 (m3/h) Vsx -Dung tÝch s¶n xuÊt cña thïng trén, hay lµ kh¶ n¨ng chøa c¸c phèi liÖu cÇn trén cña thïng trén,(m3). Ktg- HÖ sè sö dông thêi gian. Chän Ktg= 0.9 f- HÖ sè xuÊt liÖu. Vb-Dung tÝch bªt«ng ®· trén xong, (m3) Th«ng th­êng f = (0.65¸0.7), chän f = 0.7 m- Sè mÎ v÷a trén ®­îc trong 1 giê. t1-Thêi gian n¹p c¸c phèi liÖu vµo thïng trén, (s) t1=20(s) t2-Thêi gian trén hçn hîp, (s) t2=120(s) t3-Thêi gian x¶ bªt«ng, (s) t3=20(s) => m = 19 Thay vµo(1) ta cã: II = Vsx.f.m.Ktg Vsx= 0.5 (m3) => Vb=f.Vsx= 0.7x0.5 = 0.4 (m3) Vb = 0.4(m3) -Dung tÝch h×nh häc cña thïng trén lµ: VH =(2¸2,5)V1 = (2¸2.5)x0.5 = (1¸1.25),(m3) Ta chän : VH=1,2(m3) II.X¸c ®Þnh c¸c kÝch th­íc h×nh häc cña thïng trén: B¸n kÝnh cña thïng trén víi ®é chÝnh x¸c cÇn thiÕt cã thÓ lÊy b»ng b¸n kÝnh phÇn h×nh trô cña thïng trén, bëi lÏ phÇn lín hçn hîp tËp trung ë ®o¹n nµy trong qu¸ tr×nh trén. Ta cã: Trong ®ã: D: §­êng kÝnh cña thïng trén. L: ChiÒu dµi cña thïng trén. MÆt kh¸c ta cã: Chän: L = 1.3xD Thay vµo VH ta cã: D = 1.055(m) Chän D = 1200(mm) L = 1.3x1200 = 1560(mm) Chän L = 1600(mm) Chän s¬ bé kÕt cÊu cña thïng trén cã d¹ng: H×nh 3.1: KÕt cÊu thïng trén KÕt cÊu thïng trén ®­îc chia lµm ba phÇn, gåm cã hai phÇn h×nh nãn ë hai bªn, cßn phÇn h×nh trô ë gi÷a: + §èi víi phÇn h×nh nãn côt ë phÇn cÊp liÖu th× gãc nghiªng ®­îc chän sao cho ph¶i lín h¬n gãc dèc tù nhiªn cña vËt liÖu, th× trong qu¸ tr×nh cÊp liÖu vËt liÖu míi ch¶y vµo khoang trén nhanh ®Ó ®¶m b¶o n¨ng suÊt trén. + §èi víi phÇn h×nh nãn ë phÝa dì liÖu, th× gãc nghiªng cña nã ph¶i nhá h¬n gãc dèc tù nhiªn cña hçn hîp bª t«ng th× qu¸ tr×nh dì liÖu m¬Ý ®¶m b¶o ®­îc n¨ng suÊt. Ch­¬ng IV TÝnh to¸n thiÕt kÕ c¬ cÊu dÉn ®éng thïng trén vµ n©ng m¸ng tiÕp liÖu I.X¸c ®Þnh tèc ®é quay vµ c«ng suÊt dÉn ®éng thïng trén: PhÇn lín n¨ng l­îng truyÒn ®éng cho m¸y trén tù do bÞ tiªu hao cho viÖc n©ng hçn hîp trong thïng trén khi quay thïng. ë d¹ng tæng qu¸t, c«ng tiªu hao cho mét chu kú di chuyÓn khÐp kÝn cña hçn hîp theo c«ng thøc (3.48, [1]) ta cã: A = GcM.H , (J) Trong ®ã: GcM- Träng l­îng cña hçn hîp, (N). H- ChiÒu cao n©ng hçn hîp ë trong trïng trén, (m). Träng l­îng cña hçn hîp bªt«ng ë trong thïng trén ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (3.49,[1]) cã: GcM = V.r.g, (N) Trong ®ã: V- Dung tÝch cña hçn hîp bªt«ng ë trong thïng trén, (m3). r- Khèi l­îng riªng cña hçn hîp bªt«ng, (Kg/m3). g- Gia tèc r¬i tù do, (m/s2). Quü ®¹o chuyÓn ®éng cña hçn hîp ë trong thïng trén rÊt phøc t¹p. Mét phÇn hçn hîp ®­îc n©ng lªn b»ng c¸c c¸nh trén, phÇn cßn l¹i ®­îc n©ng lªn do t¸c dông cña lùc ma s¸t. C«ng suÊt cÇn tiªu hao®Ó n©ng hçn hîp x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (3.50,[1]): , (kw) Trong ®ã: G1- Träng l­îng hçn hîp vËt liÖu ®­îc n©ng lªn do t¸c dông cña lùc ma s¸t . Chän G1= 0,85xGcM , (N) G2- Träng l­îng hçn hîp vËt liÖu ®­îc n©ng lªn b»ng c¸c c¸nh trén. Chän G2= 0,15xGcM , (N) h1- ChiÒu cao n©ng cña hçn hîp do t¸c dông cña lùc ma s¸t, (m). h2- ChiÒu cao n©ng cña hçn hîp b»ng c¸nh trén, (m). Z1 vµ Z2 - Sè l­îng chu tr×nh khÐp kÝn cña hçn hîp sau mét vßng quay Cña thïng trén, ®­îc thùc hiÖn t­¬ng øngdo lùc ma s¸t vµ b»ng c¸c c¸nh trén. Sè vßng quay cña thïng trén, (v/s). H×nh 3.2: S¬ ®å x¸c ®Þnh c«ng suÊt quay thïng trén Theo s¬ ®å tÝnh to¸n trªn h×nh vÏ ta cã: h2 = R+ RSinb = R(1 + Sinb) Víi R lµ b¸n kÝnh thïng trén. Gãc b cã thÓ lÊy b»ng gãc ma s¸t, chän b = 450 Khi ®ã h2 » 1.7R ChuyÓn ®éng cña hçn hîp d­íi t¸c dông cña lùc ma s¸t phøc t¹p h¬n so víi tr­êng hîp ®· xÐt ë trªn. XÐt chuyÓn ®éng cña phÇn tö hçn hîp n»m trªn thµnh tang trén tµi ®iÓm A. Khi thïng trén quay th× phÇn tö nµy sÏ ®­îc n©ng lªn tíi ®iÓm B, ®­îc x¸c ®Þnh b»ng gãc ma s¸t j1, nh­ng do chÞu ¶nh h­ëng cña c¸c c¸nh trén vµ ®­îc t× lªn c¸c phÇn tö kh¸c. Do ®ã gãc n©ng thùc j2 sÏ lín h¬n (kho¶ng 900), sau ®ã phÇn tö nµy sÏ bÞ tr­ît xuèng theo bÒ mÆt cña hçn hîp. TiÕp nhËn gãc chuyÓn dÞch cña hçn hîp tõ ®iÓm A tíi diÓm B1 (j2 = 900), th× chiÒu cao n©ng cña hçn hîp do t¸c dông cña lùc ma s¸t lµ: h1 » R Sè l­îng chu tr×nh chuyÓn ®éng khÐp kÝn cña hçn hîp d­íi t¸c dông cña lùc ma s¸t sau mét vßng quay cña thïng trén (coi thêi gian mµ hçn hîp tr­ît xuèng vÒ vÞ trÝ ban ®Çu b»ng thêi gian n©ng lªn tíi ®é cao h1): Z1 = 2 Thõi gian n©ng hçn hîp b»ng c¸c c¸nh trén: , (s) ,(s) Thêi gian r¬i tù do cña hçn hîp tõ ®é cao h2: ,(s) , (s) Sè l­îng chu tr×nh chuyÓn ®éng khÐp kÝn cña hçn hîp do c¸c c¸nh trén thùc hiÖn ®­îc sau mét vßng quay cña thïng trén: Víi Thêi gian thùc hiÖn mét vßng quay cña thïng trén, (s). Theo kinh nghiÖm chän Z1 = Z2 = 2 VËy sè vßng quay cña thïng trén lµ: n = 16.27 (vg/ph) VËy chän n = 17 (vg/ph) VËy c«ng tiªu hao ®Ó n©ng hçn hîp lµ: ,(KW) Thay c¸c gi¸ trÞ G1 , G2 , h1 , h2 vµo c«ng thøc tÝnh N1 ta ®­îc: ,(KW) B¸n kÝnh cña thïng trén víi ®é chÝnh x¸c cÇn thiÕt cã thÓ lÊy b»ng b¸n kÝnh phÇn h×nh trô cña thïng trén, bëi lÏ phÇn lín hçn hîp ®­îc tËp trung ë ®o¹n nµy. Ngoµi c«ng ®Ó n©ng hçn hîp, ®éng c¬ cßn ph¶i tiªu hao n¨ng l­îng ®Ó kh¾c phôc lùc ma s¸t ë c¸c gèi ®ì thïng trén. Thµnh phÇn c«ng suÊt tiªu hao nµy cã thÓ ®­îc x¸c®Þnh theo c«ng thøc (3.58,[1]): ,(KW) Trong ®ã: GT- Träng l­îng thïng trén, (N). RT- B¸n kÝnh vµnh ®ai, (m) -B¸n kÝnh con l¨n ®ì, (m) kf – C¸nh tay ®ßn ma s¸t l¨n (kf = 0.001 m). w - VËn tèc gãc cña thïng trén, (rad/s). g - Gãc l¾p ®Æt con l¨n ®ì thïng trén. Chän g = 350 m - HÖ sè ma s¸t trong æ trôc cña thïng trén ®Ó l¾p ghÐp thïng trén víi ®Çu trôc ra cña hép gi¶m tèc. VËy c«ng suÊt cña ®éng c¬ dÉn ®éng cho thïng trén: , (KW) +Chän s¬ bé b¸n kÝnh con l¨n ®ì vµ b¸n kÝmh vµnh ®ai: = 0.115 (m) RT = 0.613 (m) *TÝnh s¬ bé träng l­îng thïng trén: - ThÓ tÝch cña c¸nh trén vµ c¸nh dì liÖu: Ta nhËn thÊy sau mçi vßng quay cña thïng trén c¸nh trén sÏ móc ®­îc 0.15 tæng khèi l­îng cña hçn hîp bª t«ng ë trong thïng trén. Do ®ã ta chän s¬ bé kÕt cÊu cña c¸nh trén vµ c¸nh dì liÖu nh­ h×nh vÏ: H×nh 3.3: C¸nh trén 1 H×nh 3.4: C¸nh trén 2 H×nh 3.5: C¸nh trén 3 + ThÓ tÝch c¸nh trén 1: (TÝnh s¬ bé) V1 = 2(0.65x0.1 + 0.15x0.33 + 2x0.5x0.16x0.15)x0.005 = 0.381x10-3(m3) V1 = 0.381x10-3(m3) + ThÓ tÝch c¸nh trén 2: (TÝnh s¬ bé) V2 = 2(0.65x0.12x0.005) = 0.468x10-3(m3) V2 = 0.468x10-3(m3) + ThÓ tÝch cña c¸nh trén 3: (TÝnh s¬ bé) V3 = 2x1x0.4x0.005 = 4x10-3(m3) V3 = 2.4x10-3(m3) VËy thÓ tÝch cña c¸nh trén lµ: VCT = V1 + V2 + V3 = 0.381x10-3 + 0.468x10-3 +2. 4x10-3 = 3.249x10-3(m3) VCT = 3.249x10-3(m3) ThÓ tÝch cña vá thïng trén: VVT = 15.7x10-3 (m3) VËy thÓ tÝch cña toµn bé thïng trén lµ: VT = VCT + VVT = 3.249x10-3 + 15.7x10-3 = 18.949x10-3(m3) VT = 18.949x10-3(m3) Träng l­îng cña thïng trén: GT = g.VT Víi g lµ träng l­îng riªng cña thÐp, chän g = 7.85 (T/m3) =>GT = 7.85x103x10x18.904x10-3 = 1483.964(N) GT = 1483.964(N) * Träng l­îng cña hçn hîp bªt«ng ë trong thïng trén: GCM = V.g.r ,(N) Trong ®ã: g: gia tèc träng tr­êng, g = 9.81(m/s2) r: Khèi l­îng riªng cña hçn hîp bªt«ng r = (1.8¸2.2)(T/m3) Chän r = 2 (T/m3) (rad/s) Chän s¬ bé V = Vsx = 0.5(m3) GCM = 0.5 x 2 x 103x 9.81 = 9.81x103(N) GCM = 9.81x103(N) Chän h1 =0.95 VËy: = 2.8 (kw) N®c1 = 2.8(kw) * C«ng suÊt ®éng c¬ dÉn ®éng c¬ cÊu n©ng h¹ phÔu cÊp liÖu: Trong ®ã: vn: VËn tèc n©ng phÔu, vn = 7 (m/ph) Q: Träng l­îng cña phÔu vµ vËt liÖu cÊp vµo, (N). h2: HiÖu suÊt truyÒn ®éng, chän h2 = 0.95 - Chän kÕt cÊu phÔu cÊp liÖu: C¨n cø vµo thÓ tÝch cña vËt liÖ c¸p vµo, ta chän s¬ bé kÕt cÊu cña phÔu cÊp liÖu (h×nh vÏ). - Träng l­îng cña phÔu cÊp liÖu: + ThÓ tÝch cña vá phÔu cÊp liÖu: C¨n cø vµo kÕt cÊu cña phÔu cÊp liÖu, ta tÝnh s¬ bé thÓ tÝch cña vá phÔu cÊp liÖu: Vvá = 8.4x10-3(m3) => Gvá = 7.85x103x10x8.4x10-3 = 659.4(N) Gvá = 659.4(N) H×nh 3.6: KÕt cÊu cña phÔu cÊp liÖu - Träng l­îng cña vËt liÖu cÊp vµo: VËt liÖu cÊp vµo gåm cã c¸t, ®¸ r¨m vµ xi m¨ng. ThÓ tÝch cña hçn hîp vËt liÖu cÊp vµo lµ 0.5(m3). C¨n cø vµo sè liÖu trong b¶ng thµnh phÇn cèt liÖu trong 1 m3 ë trªn ta cã träng l­îng cña hçn hîp vËt liÖu cÊp vµo(ë 0.5m3 )lµ: GVL = 8360 (N) VËy träng l­îng cña phÔu vµ vËt liÖu cÊp vµo lµ: Q = GVá + GVL = 659.5 + 8360 = 9019.4(N) VËy: N®c2 = 1.1(kw) ë ®©y ta cã thÓ sö dông hai ®éng c¬ dÉn ®éng ®éc lËp, khi ®ã viÖc tÝnh to¸n phøc t¹p. Do ®ã ta chän ph­¬ng ¸n dïng ®éng c¬ dÉn ®éng chung cã c«ng suÊt lµ: N = N®c1 + N®c2 = 2.8 + 1.1 = 3.9(kw) N = 3.9(k) II.Chän ®éng c¬ ®iÖn: C«ng suÊt dÉn ®éng thïng trén: N = 3.9(kw) Theo (b¶ng 2P, [2]), chän s¬ bé ®éng c¬ ®iÖn lo¹i A02-41-4, cã c¸c ®Æc tÝnh sau: C«ng suÊt danh nghÜa : N®c= 4 (kw) Sè vßng quay danh nghÜa: n®c= 1450(vg/ph) HÖ sè qu¸ t¶i : Khèi l­îng ®éng c¬ : m®c= 55.5(kg) III.Tû sè truyÒn chung: Tû sè truyÒn chung tõ trôc ®éng c¬ ®iÖn tíi thïng trén: Víi nt lµ sè vßng quay cña thïng trén. i = 85.88 MÆt kh¸c, ta cã: i = i1.i2.i3 Trong ®ã: i1: Tû sè truyÒn cña bé truyÒn ®ai. i2: Tû sè truyÒn cña hép gi¶m tèc. i3: Tû sè truyÒn cña cÆp b¸nh r¨ng ¨n khíp ngoµi. Chän: i3 = 5 i2 = 15.75 IV.Chän hép gi¶m tèc: C¨n cø vµo tû sè truyÒn vµ yªu cÇu vÒ l¾p gi¸p, ta chän hép gi¶m tèc ký hiÖu PM 250 cã c¸c ®Æc tÝnh sau: KiÓu hép: 2 cÊp b¸nh r¨ng trô r¨ng nghiªng. Tæng kho¶ng c¸ch trôc: A = Ab+ Ac= 100 +150 (mm) Tû sè truyÒn: i = 15.75 (ph­¬ng ¸n VI) KiÓu l¾p: Trôc ra, trôc vµo n»m kh¸c phÝa V. ThiÕt kÕ bé truyÒn ®ai: ThiÕt kÕ bé truyÒn ®ai thang truyÒn dÉn tõ ®éng c¬ ®iÖn ®Õn hép gi¶m tèc theo c¸c sè liÖu sau: C«ng suÊt ®éng c¬ ®iÖn N = 4(kw), sè vßng quay cña trôc dÉn n1= 1450(vg/ph), tû sè truyÒn i = 1.1, t¶i träng æn ®Þnh, bé truyÒn lµm viÖc 2 ca. 1. Chän lo¹i ®ai: Gi¶ vËn tèc ®ai v > 5(m/s), c ã thÓ dïng lo¹i ®ai B, tra b¶ng (5-11,[2]), ta cã kÝch th­íc tiÕt diÖn ®ai: Axh = 10.5x17(mm) DiÖn tÝch tiÕt diÖn: F = 138(mm2) H×nh 4.1: TiÕt diÖn ®ai 2. Chän ®­êng kÝnh b¸nh ®ai nhá: Tra b¶ng (5-14,[2]), chän D1= 200(mm) KiÓm nghiÖm vËn tèc cña ®ai theo ®iÒu kiÖn: Víi vmax =(3035)(m/s) 3. X¸c ®Þnh ®­êng kÝnh D2 cña b¸nh lín: : HÖ sè tr­ît, víi ®ai thang th× = 0.02 D2 = 1.1x200(1- 0.02) = 215.6 (mm) D2 = 215.6(mm) LÊy theo tiªu chuÈn b¶ng(5-15,[2]), chän D2= 220(mm) Sè vßng quaythùc cña trôc bÞ dÉn (n2,): n2, = 1300(vg/ph) Tû sè truyÒn: i, = 1.11 4. Chän s¬ bé kho¶ng c¸ch trôc A: C¨n cø vµo tû sè truyÒn i, vµ ®­êng kÝnh D2, chän s¬ békho¶ng c¸ch trôc A: A = 1.5D2 = 1.5x220 = 330(mm) A = 330(mm) 5. TÝnh chän chiÒu dµi ®ai L theo kho¶ng c¸ch trôc A: L = 1320(mm) LÊy theo tiªu chuÈn b¶ng (5-12,[2]): chän L = 1600(mm) KiÓm nghiÖm sè vßng ch¹y cña ®ai trong mét gi©y: 6. X¸c ®Þnh chÝnh x¸c kho¶ng c¸ch trôc A theo chiÒu dµi ®ai: A = 468(mm) MÆt kh¸c: A tho¶ m·n ®iÒu kiÖn Kho¶ng c¸ch nhá nhÊt, cÇn thiÕt ®Ó m¾c ®ai: Amin= A - 0.015L = 468 – 0.015x1600 = 444 (mm) Amin = 444(mm) Amax = A + 0.03L = 468 +0.03x1600 = 516 (mm) Amax = 516 (mm) 7. X¸c ®Þnh sè ®ai Z cÇn thiÕt: Chän øng suÊt c¨ng ban ®Çu . Tra b¶ng (5-17,[2]), chän øng suÊt cho phÐp . Trong ®ã: Ct: HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña chÕ ®é t¶i träng, tra b¶ng (5-6,[2]), chän Ct = 0.9 Ca: HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña gãc «m, tra b¶ng (5-18,[2]), chän Ca = 0.98 Cv: HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña vËn tèc, tra b¶ng (5-19,[2]), chän Cv = 0.94 Chän Z =2 8. §Þnh c¸c kÝch th­íc chñ yÕu cña b¸nh ®ai: ChiÒu réng b¸nh ®ai: B = (Z - 1)t +2.S Tra b¶ng (10-3,[2]), chän: t = 20(mm) S = 12.5(mm) h0 = 5(mm) B = (2 - 1).20 + 2x12.5 = 45(mm) B = 45(mm) §­êng kÝnh ngoµi cïng cña b¸nh ®ai: Dn1 = D1 + 2h0 = 200 + 2.5 =210(mm) Dn2 = D2 + 2h0 = 220 + 2.5 =230(mm) 9. TÝnh lùc c¨ng ban ®Çu vµ lùc t¸c dông lªn trôc: Lùc c¨ng ban ®Çu ®èi víi mçi ®ai: S0 = s0.F S0 = 1.2x138 = 165.6 (N) S0 = 165.6 (N) Lùc t¸c dông lªn trôc: R = 993.4 (N) VI. ThiÕt kÕ cÆp b¸ng r¨ng trô dÉn ®éng thïng trén: ThiÕt kÕ cÆp b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng dÉn ®éng thïng trén víi c¸c sè liÖu sau: C«ng suÊt N = 4(kw), sè vßng quay trong mét phótcña trôc dÉn n1 = 85(v/ph), tû sè truyÒn i = 5, bé truyÒn quay hai chiÒu, lµm viÖc trong 5 n¨m, mçi n¨m 300 ngµy, mçi ngµy 12 giê. T¶i träng æn ®Þnh, bé truyÒn ¨n khíp ngoµi. 1. Chän vËt liÖu lµm b¸nh r¨ng nhá: ThÐp 45, b¸nh r¨ng lín: ThÐp 35, ®Òu th­êng ho¸. Tra b¶ng (3-8,[2]) cã c¬ tÝnh cña hai lo¹i thÐp nµy: ThÐp 45: sb = 580(N/mm2) ; sch = 290(N/mm2); HB = 200 ThÐp 35: sb = 400(N/mm2) ; sch = 160(N/mm2); HB = 150 2. X¸c ®Þnh øng suÊt tiÕp xóc vµ øng suÊt uèn cho phÐp: -øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp: Sè chu kú t­¬ng ®­¬ng cña b¸nh lín x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (3-3,[2]): Nt®2 = 60.u.n2.T Trong ®ã: T: Tæng sè giê lµm viÖc n2: Sè vßng quay cña b¸nh bÞ dÉn, n2 = 17 (v/ph) u: Sè lÇn ¨n khíp cña mét r¨ng khi b¸nh r¨ng quay mét vßng, u =1 Nt®2 = 60x1x17x5x300x12 = 18.36x106 >N0 Tra b¶ng (3-9,[2]), chän N0 = 107 Sè chu kú lµm viÖc t­¬ng ®­¬ng cña b¸nh r¨ng nhá: Nt®1 = Nt®2.i =18.36x106x5 = 91.8x106 > N0 Do Nt® > N0 nªn chän hÖ sè chu kú øng suÊt tiÕp xóc K,N =1 + øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp cña b¸nh lín: [s]tx2 = 2.6x160 = 410(N/mm2) + øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp cña b¸nh nhá: [s]tx1 = 2.6x200 = 520(N/mm2) §Ó tÝnh bÒn ta sö dông gi¸ trÞ nhá [s]tx2 = 410(N/mm2) -øng suÊt uèn cho phÐp: Do t¶i träng kh«ng thay ®æi vµ Nt® > N0 , do ®ã ta chän hÖ sè chu kú øng suÊt uèn K,,N =1. + Giíi h¹n mái uèn cña thÐp 45: s-1 = 0.42sb = 0.42x580 = 243.6(N/mm2) + Giíi h¹n mái uèn cña thÐp 35: s-1 = 0.42sb = 0.42x400 = 168(N/mm2) + Chän hÖ sè an toµn n =1.5 + Chän hÖ sè tËp trung øng suÊt ë ch©n r¨ng Ks =1.8 Do r¨ng lµm viÖc hai mÆt ta sö dông c«ng thøc (3-6,[2]) cã: Víi b¸nh nhá: [s]u1 = [s]u1 = 90.2(N/mm2) Víi b¸nh lín: [s]u2 = [s]u2 = 62.2(N/mm2) 3. Chän s¬ bé hÖ sè t¶i träng K: K = 1.3¸1.5 Chän K = 1.4 4. Chän s¬ bé hÖ sè chiÒu réng b¸nh r¨ng: 5. X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch trôc A: Theo c«ng thøc (3-9,[2]) cã: Chän A = 400(mm) 6. TÝnh vËn tèc vßng cña b¸nh r¨ng vµ chän cÊp chÝnh x¸c chÕ t¹o b¸nh r¨ng: VËn tèc vßng ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (3-17,[2]) cã: Víi vËn tèc nµy tra b¶ng (3-11,[2]) ta chän cÊp chÝnh x¸c lµ 9 7. X¸c ®Þnh hÖ sè t¶i träng vµ kho¶ng c¸ch trôc A: + ChiÒu réng b¸nh r¨ng: b = YA . A = 0.3x400 = 120(mm) b = 120(mm) + §­êng kÝnh vßng l¨n b¸nh r¨ng nhá: Do ®ã: Yd = 0.9 + HÖ sè t¶i träng: K = Ktt . K® Trong ®ã: Ktt: HÖ sè tËp trung t¶i träng. Tõ Yd = 0.9, tra b¶ng(3-12,[2]), chän Ktb¶ng = 1.45 => Ktt = 1.2 K®: HÖ sè t¶i träng ®éng Tra b¶ng (3-14,[2]), chän K® = 1.2 VËy hÖ sè t¶i träng: K = Ktt . K® = 1.2x1.2 = 1.44 K = 1.44 Sai sè cña K lµ kh«ng ®¸ng kÓ, nªn kh«ng cÇn tÝnh l¹i kho¶ng c¸ch trôc A. VËy cã thÓ lÊy chÝnh x¸c A = 400(mm) 8. X¸c ®Þnh m« ®un, sè r¨ng vµ chiÒu réng b¸nh r¨ng: + M« ®un ph¸p mn ®­îc chän theo kho¶ng c¸ch trôc A: mn = (0.01¸0.02)A = (0.01¸0.02).400 =(4¸8)(mm) Chän mn = m = 8(mm) + X¸c ®Þnh sè r¨ng cña b¸nh nhá: Chän Z1 = 17 + X¸c ®Þnh sè r¨ng cña b¸nh lín: Z2 = i.Z1 = 5.17 = 85 Z2 = 85 + TÝnh sè r¨ng t­¬ng ®­¬ng theo c«ng thøc (3-37,[2]) cã: B¸nh nhá: Zt®1 = Z1 = 17 B¸nh lín: Zt®2 = Z2 = 85 + HÖ sè d¹ng r¨ng: Tra b¶ng (3-18,[2]), chän: B¸nh nhá: y1 = 0.357 B¸nh lín: y2 = 0.511 + KiÓm nghiÖm øng suÊt uèn theo c«ng thøc (3-33,[2]) cã: Víi b¸nh nhá: su1 = 27(N/mm2) < [s]u1 Víi b¸nh r¨ng lín: su2 = 18.86 (N/mm2) <[s]u2 9. KiÓm nghiÖm søc bÒn cña r¨ng khi chÞu qu¸ t¶i ®ét ngét trong thêi gian ng¾n: - øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (3-43,[2]) cã: + B¸nh nhá: [s]txqt1 = 2.5[s]tx1 = 2.5x520 =1300(N/mm2) [s]txqt1 = 1300(N/mm2) + B¸nh lín: [s]txqt2 = 2.5[s]tx2 = 2.5x410 =1025(N/mm2) [s]txqt2 = 1025(N/mm2) - øng suÊt uèn cho phÐp ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (3-46,[2]) ta cã: + B¸nh nhá: [s]uqt1 =0.8sch = 0.8x290 = 232(N/mm2) [s]uqt1 = 232(N/mm2) + B¸nh lín: [s]uqt2 =0.8sch = 0.8x160 = 128(N/mm2) [s]uqt2 = 128(N/mm2) - KiÓm nghiÖm søc bÒn tiÕp xóc theo c«ng thøc (3-13,[2]) stx = 404(N/mm2) - KiÓm nghiÖm øng suÊt tiÕp xóc lín nhÊt sinh ra khi qu¸ t¶i theo c«ng thøc (3-41,[2]) cã: Víi Kqt lµ hÖ sè qu¸ t¶i, chän Kqt = 1.8 => - KiÓm nghiÖm søc bÒn uèn: Theo c«ng thøc (3-42,[2]) ta cã: + Víi b¸nh nhá: + Víi b¸nh lín: 10. C¸c th«ng sè h×nh häc chñ yÕu cña bé truyÒn: + M« ®un ph¸p: mn = m = 8(mm) + Sè r¨ng: Z1 = 17 Z2 = 85 + Gãc ¨n khíp: a = 200 + §­êng kÝnh vßng chia: d1 = m.Z1 = 8.17 = 136(mm) + Kho¶ng c¸ch trôc: A = 400(mm) + ChiÒu réng b¸nh r¨ng: b = 120(mm) + §­êng kÝnh vßng ®Ønh r¨ng: De1 = d1 + 2.m = 136 + 2.8 = 152(mm) 11. C¸c th«ng sè h×nh häc chñ yÕu cña bé truyÒn: + Lùc vßng: P = 6609(N) + Lùc h­íng t©m: Pr = P.tga = 6609.tg200 = 2406(N) Pr = 2406(N) + Lùc däc trôc: Pa = P.tgb = 0 (v× lµ r¨ng th¼ng nªn b = 00) VII. TÝnh chän c¬ cÊu n©ng h¹ phÔu cÊp liÖu: 1. TÝnh lùc c¨ng c¸p: S¬ ®å bè m¾c c¸p cña côm c¬ cÊu n©ng h¹ phÔu cÊp liÖu: Nh×n theo A: H×nh 4.2: S¬ ®å m¾c c¸p n©ng h¹ phÔu cÊp liÖu XuÊt ph¸t tõ s¬ ®å m¾c c¸p cña côm c¬ cÊu n©ng h¹ phÔu cÊp liÖu, ta ®i x©y dùng s¬ ®å t×nh lùc c¨ng c¸p: H×nh 4.3: S¬ ®å tÝnh lùc c¨ng c¸p + Lùc c¨ng cña mét nh¸nh c¸p n©ng phÔu: Trong ®ã: Gvá: Träng l­îng cña vá thïng cÊp liÖu, (N). Gvá = 659.4(N) Gvl : Träng l­îng cña vËt liÖu cÊp vµo thïng, (N). Gvl = 8360(N) a,b,h: T­¬ng øng lµ c¸c c¸nh tay ®ßn. Ta nhËn thÊy khi phÔu cÊp liÖu cµng n©ng lªn cao th× h vµ b cµng nhá, cßn a cµng lín nªn lùc c¨ng c¸p cµng nhá. Do ®ã lùc c¨ng c¸p lín nhÊt khi b¾t ®Çu n©ng phÔu cÊp liÖu. VËy lùc c¨ng c¸p lín nhÊt t¸c dông lªn mçi nh¸nh c¸p cuèn vµo tang lµ: Trong ®ã: a = L1.Sina L1: Kho¶ng c¸ch tõ chèt quay cña phÔu tíi trôc cña tang cuèn c¸p. L1 =900(mm) a: Gãc nghiªng cña c¸p so víi ph­¬ng th¼ng ®øng, a = 420 b: Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m cña vá tíi khíp quay, b = 800(mm) h: Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m cña vËt liÖu khi b¾t ®Çu n©ng tíi khíp quay, h = 1100(mm). Smax = 8073(N) 2. TÝnh, chän d©y c¸p: KÝch th­íc d©y c¸p ®­îc chän dùa vµo c«ng thøc (2-10, [3]): Trong ®ã: S®: Lùc kÐo ®øt d©y theo b¶ng tiªu chuÈn, (N). n: HÖ sè an toµn bÒn, chän n = 5.5 = 8073x5.5 = 44402(N) XuÊt ph¸t tõ ®iÒu kiÖn trªn, ta chän lo¹i c¸p pk-P6x19 = 114 (GOCT2688-55), víi giíi h¹n bÒn c¸c sîi thÐp sb = 1600(N/mm2), chän ®­êng kÝnh d©y c¸p dc = 9.5(mm), cã lùc kÐo ®øt S® = 49900(N). 3. TÝnh, chän kÝch th­íc c¬ b¶n cña tang: + §­êng kÝnh tang: §­êng kÝnh tang nhá nhÊt cho phÐp ph¶i ®¶m b¶o ®é bÒn l©u cña c¸p, ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (2-12,[3]): Dt ³ dc (e - 1) Trong ®ã: Dt : §­êng kÝnh tang, (mm) dc : §­êng kÝnh c¸p, (mm) e : HÖ sè thùc nghiÖm, chän e =20 Dt ³ 9.5(20 - 1) = 180.5(mm) Chän Dt = 200(mm) + ChiÒu dµi toµn bé tamg: X¸c ®Þnh theo c«ng thøc (2-13,[3]): L = 2L2 + L1 + L0 Trong ®ã: L1: ChiÒu dµi phÇn tang kÑp ®Çu c¸p. L0: ChiÒu dµi phÇn c¾t ren, L = 2.t L2: ChiÒu dÇy thµnh bªn. Z = Z0 + Z1 Z0: Sè vßng c¸p lµm viÖc trªn tang. l: ChiÒu dµi cã Ých cña c¸p, l = 2166(mm) (vßng) Z1: Sè vßng dù ch÷ trªn tang, chän Z1 = 2(vßng) => Z = 6(vßng) t: B­íc cuèn c¸p. t = dc + (2¸3),(mm) = (11.5¸12.5)(mm) Chän t = 12(mm) => L0 = 6.12 = 72(mm) Chän L1 = 3.t = 3.12 = 36(mm) Chän L2 = 1.2dc = 11(mm) =>L = 2.11 + 36 +72 = 130(mm) Chän L = 130(mm) H×nh 4.4: KÕt cÊu tang + KiÓm tra bÒn tang: Do chiÒu dµi cña tang nhá vµ nhá h¬n ®­êng kÝnh tang. Do ®ã khi lµm viÖc ta chØ kiÓm tra søc bÒn nÐn theo c«ng thøc (2-15,[3]): Trong ®ã: Smax: Lùc c¨ng c¸p lín nhÊt, (N). d: BÒ dÇy thµnh tang, (mm). d = 0.02Dt + (6¸10) (mm) = 0.02x200 + (6¸10) (mm) = (10¸14) (mm) Chän d =12(mm) H×nh 4.5: S¬ ®å chÞu lùc cña tang t: B­íc cuèn c¸p, t = 12(mm) j: HÖ sè gi¶m ømg suÊt. Chän j = 0.8 (tang ®óc b»ng gang) K: HÖ sè phô thuéc vµo sè líp c¸p cuèn vµo tang, k = 1 => (N/mm2) sn = 52.75(N/mm2) Tang ®­îc ®óc b»ng gang CY15-32, cã giíi h¹n bÒn nÐn lµ dbn = 565(N/mm2), øng suÊt cho phÐp x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Víi k lµ hÖ sè an toµn, k = 5 => (N/mm2) VËy sn < [sn] (Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn nÐn) 4. TÝnh trôc ®ì phÔu cÊp liÖu: Trong qu¸ tr×nh n©ng phÔu cÊp liÖu, ta coi t¶i träng do vËt liÖu vµ träng l­îng b¶n th©n cña phÔu t¸c dông lªn trôc ®­îc ph©n bè ®ång ®Òu trªn phÇn phÔu tiÕp xóc víi trôc. Gäi q lµ t¶i träng ph©n bè trªn trôc vµ ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Trong ®ã: GVL: Träng l­îng cña vËt liÖu chøa trong phÔu, GVL = 8360(N) Gvá: Träng l­îng cña vá phÔu, Gvá = 659.4(N) a : Gãc nghiªng cña c¸p so víi ph­¬ng th¼ng ®øng, a = 420 l: ChiÒu dµi phÇn phÔu tiÕp xóc víi trôc, l =500(mm) Smax: Lùc c¨ng c¸p lín nhÊt, Smax = 8073(N) => q = 6(N/mm) +TÝnh ph¶n lùc ë gèi A vµ B: LÊy m« men t¹i ®iÓm A ta cã: => R2 = 1500(N) MÆt kh¸c ta cã: R1 + R2 = ql => R1 = ql – R2 = 6.500 – 1500 = 1500(N) R1 = 1500(N) + VÏ biÓu ®å lùc c¾t vµ m« men: H×nh 4.6: BiÓu ®å m« men uèn Khi n©ng phÔu cÊp liÖu th× trôc chñ yÕu chÞu uèn, nªn ta chØ kiÓm tra theo ®iÒu kiÖn bÒn uèn: Chän vËt liÖu lµm trôc lµ thÐp 45, cã [su] = 50(N/mm2) Chän mÆt c¾t cña trôc cã d¹ng h×nh vu«ng (chiÒu dµi c¹nh lµ a) ®Ó ®¬n gi¶n trong qu¸ tr×nh liªn kÕt víi phÔu cÊp liÖu. => MÆt kh¸c ta cã: => Chän a = 50(mm) + KiÓm tra theo ®iÒu kiÖn bÒn uèn: su = 26.88(N/mm2) < [su] (tho¶ m·n) + Chän kÕt cÊu trôc cã d¹ng: H×nh 4.7: KÕt cÊu trôc ®ì phÔu cÊp liÖu + T¹i mÆt c¾t A-A xuÊt hiÖn ®ång thêi c¶ øng suÊt uèn vµ øng suÊt c¾t. KiÓm tra theo lý thuyÕt bÒn thø 4. Ta cã: st®4 = 5.29(N/mm2) < [su] (Tho¶ m·n) VËy kÕt cÊu ®· chän ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn bÒn. 5.TÝnh trôc dÉn ®éng tang n©ng h¹ phÔu cÊp liÖu: H×nh 4.8: S¬ ®å bè trÝ côm c¬ cÊu n©ng h¹ phÔu cÊp liÖu +CÊu t¹o: 1: Tang cuèn c¸p 2: Trôc dÉn ®éng tang cuèn c¸p 3: Côm puli-tang 4: C¸p n©ng h¹ phÔu cÊp liÖu 5: Ly hîp ma s¸t 6: PhÔu 7: Trôc ®ì phÔu 8: Gi¸ ®ì 9: Trôc dÉn ®éng thïng trén 10: Tang lµm liÒn víi li hîp ma s¸t +Nguyªn lý lµm viÖc: Khi ®éng c¬ ®iÖn lµm viÖc th«ng qua bé truyÒn ®éng lµm cho trôc dÉn ®éng thïng trén quay. Khi ta ®ãng li hîp lµm cho tang g¾n trªn nã quay, khi ®ã c¸p ®­îc quÊn l¹i, lµm cho côm pu li – tang quay th«ng qua trôc (2). Khi ®ã phÔu ®­îc n©ng lªn, vËt liÖu ®­îc cÊp vµo thïng trén. C¨n cø vµo tèc ®é n©ng h¹ phÔu, tèc ®é trôc ra cña hép gi¶m tèc vµ ®­êng kÝnh tang cuèn c¸p ta chän ®­êng kÝnh puli lµ Dpli = 350(mm). Puli nµy ®­îc ®óc liÒn víi mét tang cuèn c¸p. a: Kho¶ng c¸ch tõ tang tíi gèi ®ì, a = 134(mm) b: Kho¶ng c¸ch gi÷a hai gèi ®ì, b = 960(mm) a: Gãc nghiªng cña c¸p so víi ph­¬ng th¼ng ®øng, a = 420 S: Lùc c¨ng c¸p tõ trôc dÉn ®éng truyÒn tíi trôc tang. N: C«ng suÊt cña hép gi¶m tèc, N = 4(kw) n: Sè vßng quay cña trôc dÉn, n = 85(v/ph) D: §­êng kÝnh tang, D = 0.2(m) => S = 4494(N) 5.1.TÝnh s¬ bé trôc: §­êng kÝnh trôc ®­îc tÝnh s¬ bé theo c«ng thøc (7-1,[2]) cã: Trong ®ã: Mx : M« men xo¾n, Mx = 828150(Nmm) [t]x: øng suÊt xo¾n cho phÐp, [t]x = (20¸35)N/mm2 Chän [t]x = 30(N/mm2) => Chän s¬ bé ®­êng kÝnh trôc d = 70(mm) 5.2.TÝnh gÇn ®óng trôc: H×nh 4.9: S¬ ®å bè trÝ trôc XuÊt ph¸t tõ s¬ ®å bè trÝ trôc ta ®i x©y dùng gi¶n ®å tÝnh to¸n cho trôc dÉn ®éng tang theo 2 ph­¬ng x vµ y: - X©y dùng gi¶n ®å tÝnh to¸n theo ph­¬ng y (ph­¬ng th¼ng ®øng): + TÝnh ph¶n lùc ë c¸c gèi A vµ B: LÊy m« men t¹i ®iÓm A ta cã: Trong ®ã: P1 = S + Smax . Cosa a: Gãc nghiªng cña c¸p so víi ph­¬ng th¼ng ®øng, a = 420 P2 = Smax . Cosa => => RBY = 5372(N) MÆt kh¸c ta cã: RAy + RBy = P1 + P2 => RAy = P1 + P2 - RBy = S + Smax . Cosa + Smax . Cosa - RBy => RAY = S +2Smax.Cosa – RBY =4494 + 2.8073. Cos420 – 5372 =11121(N) RAY = 11121(N) + VÏ biÓu ®å m« men: H×nh 4.10: BiÓu ®å m« men uèn theo ph­¬ng y - X©y dùng gi¶n ®å tÝnh to¸n theo ph­¬ng x (ph­¬ng ngang): + TÝnh ph¶n lùc ë c¸c gèi A vµ B: LÊy m« men t¹i ®iÓm A ta cã: Trong ®ã: P3 = Smax . Sina a: Gãc nghiªng cña c¸p so víi ph­¬ng th¼ng ®øng, a = 420 P 4 = Smax . Sina => => RBX = 5402(N) MÆt kh¸c ta cã: RAx + RBx = P3 + P4 RAX + RBX = 2Smax.Sina =>RAX = - RBX + 2Smax. Sina = 5402(N) RAX = 5402(N) H×nh 4.11: BiÓu ®å m« men uèn theo ph­¬ng x Ngoµi ra, trong qu¸ tr×nh lµm viÖc hai lùc S vµ Smax cßn lµm cho trôc bÞ xo¾n vµ m« men xo¾n ®ã lµ: Víi D lµ ®­êng kÝnh tang, D = 200(mm) => + VÏ biÓu ®å m« men xo¾n: H×nh 4.12: BiÓu ®å m« men xo¾n TÝnh m« men uèn ë nh÷ng tiÕt diÖn nguy hiÓm (tiÕt diÖn 1-1): Mu1-1 = 1581495(Nmm) ë tiÕt diÖn 2-2: Mu2-2 = 0(Nmm) TÝnh ®­êng kÝnh trôc ë hai tiÕt diÖn 1-1 vµ 2-2 theo c«ng thøc(7-3,[2]) cã: Trong ®ã: d: §­êng kÝnh trôc Mt® : M« men t­¬ng ®­¬ng Mu , Mx :m«men uèn vµ xo¾n ë tiÕt diÖn tÝnh to¸n, Nmm [s] : øng suÊt cho phÐp, chän vËt liÖu lµm trôc lµ thÐp 45 cã: [s] = 50(N/mm2) , sb = 600(N/mm2) §­êng kÝnh trôc ë tiÕt diÖn 1-1: => Chän d1-1 = 76(mm) ë tiÕt diÖn 2-2: => Chän d2-2 = 68(mm) 5.3.TÝnh chÝnh x¸c trôc: + KiÓm nghiÖm trôc ë tiÕt diÖn 1-1 theo c«ng thøc(7-5,[2]) cã: (1) Trong ®ã: ns : HÖ sè an toµn chØ xÐt riªng øng suÊt ph¸p. s-1 vµ t-1 : Giíi h¹n mái uèn vµ xo¾n øng víi chu kú ®èi xøng. s-1 = (0.4¸0.5) sb Chän s-1 =0.45 sb = 0.45x600 = 270(N/mm2) t-1 = (0.2¸0.3) sb chän t-1 = 0.25sb = 0.25x600 = 150(N/mm2) sa vµ ta : Biªn ®é øng suÊt ph¸p vµ tiÕp sinh ra trong tiÕt diÖn cña trôc. Do øng suÊt ph¸p biÕn ®æi theo chu kú ®èi xøng cã: smax =- smin = , sm = 0 Do øng suÊt tiÕp biÕn ®æi theo chu kú m¹ch ®éng cã: ta = tm = VËy: ys vµ yt : HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña trÞ sè øng suÊt trung b×nh ®Õn søc bÒn mái §èi víi thÐp c¸c bon trung b×nh chän ys = 0.1 vµ yt = 0.05 b : HÖ sè t¨ng bÒn trôc, b = 1 es vµ et : HÖ sè kÝch th­íc, xÐt ¶nh h­ëng cña kÝch th­íc tiÕt diÖn trôc ®Õn giíi h¹n bÒn mái Tra b¶ng (7-4,[2]) cã : es = 0.76 , et = 0.65 ks vµ kt :HÖ sè tËp trung øng suÊt thùc tÕ khi uèn vµ khi xo¾n. Tra b¶ng (7-8,[2]) cã: ks = 1.63 , kt = 1.5 => ; [n]: HÖ sè an toµn cho phÐp, [n] = (1.5¸2.5) VËy: ns = 3.07 nt = 13.59 Thay ns vµ nt vµo (1) ta cã: (Tho¶ m·n) 5.4. KiÓm nghiÖm then: + §­êng kÝnh trôc l¾p then f68, chiÒu dµi tang 130(mm). + Chän then ®Ó l¾p víi tang: Chän then b»ng theo TCVN150-64 (tra b¶ng 7-23,[2]) cã: b=20(mm), h = 12(mm), t = 6(mm), t1= 6.1(mm), k=7.4(mm), chän chiÒu dµi lµm viÖc cña then l=100(mm). + KiÓm nghiÖm vÒ søc bÒn dËp trªn mÆt c¹nh lµm viÖc cña then tÝnh theo c«ng thøc (7-11,[2]) cã: Trong ®ã: [sd] : øng suÊt dËp cho phÐp, tra b¶ng (7-20,[2]) cã: [sd] =80(N/mm2) d: §­êng kÝnh trôc, mm l: ChiÒu dµi then, mm b: ChiÒu réng then, mm k: PhÇn then l¾p trong r·nh cña trôc, mm => sd = 32.92(N/mm2) < [sd] (Tho¶ m·n) + KiÓm nghiÖm søc bÒn c¾t cña then theo c«ng thøc (7-12,[2]) cã: Víi [t]c :øng suÊt c¾t cho phÐp, tra b¶ng (7-21,[2]) cã [t]c = 120(N/mm2) => tc = 12.18(N/mm2) < [t]c (Tho¶ m·n) VËy kÕt cÊu cña trôc dÉn ®éng tang n©ng h¹ phÔu cÊp liÖu lµ: H×nh 4.13: KÕt cÊu trôc Ch­¬ng V TÝnh to¸n thiÕt kÕ kÕt cÊu thÐp I. TÝnh kÕt cÊu thÐp cña gi¸ ®ì tang n©ng h¹ phÔu cÊp liÖu: H×nh 5.1: KÕt cÊu thùc cña gi¸ ®ì tang XuÊt ph¸t tõ s¬ ®å thùc ta ®i x©y dùng gi¶n ®å tÝnh to¸n cho gi¸ ®ì tang: H×nh 5.2: Så ®å tÝnh kÕt cÊu thÐp cña gi¸ ®ì Smax: Lùc c¨ng c¸p lín nhÊt cña nh¸nh c¸p cuèn vµo tang, (N). a1: Gãc hîp bëi 2 thanh, chän a1 = 150 l: ChiÒu dµi thanh 1 a: Gãc hîp bëi ph­¬ng c¸p víi ph­¬ng th¼ng ®øng, chän a =420 + Néi lùc trªn c¸c thanh 1 vµ 2: Tõ s¬ ®å tÝnh ta cã 1. TÝnh,chän mÆt c¾t thanh 1: Coi thanh 1 lµ cét chÞu nÐn, do ®ã viÖc tÝnh chän mÆt c¾t thanh 1 ®­îc tÝnh theo cét chÞu nÐn ®óng t©m. Chän cét cã mÆt c¾t d¹ng thÐp [ VÏ biÓu ®å lùc däc trôc: H×nh 5.3: BiÓu ®å lùc däc trôc cña thanh 1 Theo ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ta cã: Trong ®ã: j1: HÖ sè uèn däc [s]: øng suÊt cho phÐp chän vËt liÖu lµm thanh 1 lµ thÐp CT3 cã [s] = 7600(N/cm2) Tr­íc hÕt ta gi¶ ®Þnh chän j1= 0.5 ta cã: Tra b¶ng thÐp [, chän thÐp cã sè hiÖu 50 cã: F = 6.16 (cm2), imin =0.954(cm) + KiÓm tra theo ®iÒu kiÖn ®é m¶nh: Tra b¶ng (11-2,[4]) chän j1, = 0.38 ¹ j1 Gi¶ ®Þnh chän Tra b¶ng thÐp [ chän sè hiÖu cña thÐp 65 cã: F = 7.54(cm2), imin =1.08(cm) + KiÓm tra theo ®iÒu kiÖn ®é m¶nh: Tra b¶ng (11-2,[4]) chän j2, =0.45 sai sè rÊt Ýt so víi j2 nªn kh«ng ph¶i trän l¹i. + KiÓm tra theo ®iÒu kiÖn æn ®Þnh: s = 5988.26(N/cm2) < [s] (Tho¶ m·n) VËy ta chän thanh 1 lµ thÐp [65, cã chiÒu dµi 1.3(m) 2. TÝnh,chän mÆt c¾t thanh 2: Coi thanh 2 lµ cét chÞu nÐn, do ®ã viÖc tÝnh chän mÆt c¾t thanh 2 ®­îc tÝnh theo cét chÞu nÐn ®óng t©m. Chän cét cã mÆt c¾t d¹ng thÐp [ VÏ biÓu ®å lùc däc trôc: H×nh 5.4: BiÓu ®å lùc däc trôc cña thanh 2 Theo ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ta cã: Trong ®ã: j1: HÖ sè uèn däc [s]: øng suÊt cho phÐp chän vËt liÖu lµm thanh 1 lµ thÐp CT3 cã [s] = 7600(N/cm2) Tr­íc hÕt ta gi¶ ®Þnh chän j1= 0.5 ta cã: Tra b¶ng thÐp [, chän thÐp cã sè hiÖu 65 cã: F = 7.54 (cm2), imin =1.08(cm) + KiÓm tra theo ®iÒu kiÖn ®é m¶nh: Tra b¶ng (11-2,[4]) chän j1, = 0.425 ¹ j1 Gi¶ ®Þnh chän Tra b¶ng thÐp [ chän sè hiÖu cña thÐp 80 cã: F = 8.98(cm2), imin =1.19(cm) + KiÓm tra theo ®iÒu kiÖn ®é m¶nh: Tra b¶ng (11-2,[4]) chän j2, =0.48 sai sè rÊt Ýt so víi j2 nªn kh«ng ph¶i trän l¹i. + KiÓm tra theo ®iÒu kiÖn æn ®Þnh: s = 4842(N/cm2) < [s] (Tho¶ m·n) VËy ta chän thanh 2 lµ thÐp [80 + KÕt cÊu thÐp cña gi¸ ®ì tang n©ng h¹ phÔu cÊp liÖu lµ: II.TÝnh to¸n thiÕt kÕ thïng trén: 1. X¸c ®Þnh c¸c lùc t¸c dông lªn thïng trén: Trong qu¸ tr×nh trén, thïng trén chñ yÕu chÞu lùc ly t©m do dßng vËt liÖu g©y ra vµ träng l­îng cña vËt liÖu. + Lùc li t©m: Trong ®ã: v: VËn tèc dßng vËt liÖu, (m/s) R: B¸n kÝnh thïng trén, (m) n: Tèc ®é quay cña thïng trén, (vg/ph) n = 17(vg/ph) m: Khèi l­îng cña hçn hîp bª t«ng ë trong thïng trén, (kg) m = 1000(kg) => Flt =1.9(kN) Gäi ¸p lùc t¸c dông lªn thïng trén lµ Pa ta cã: Pa = GCM + Flt =9.81 + 1.9 = 11.71(kN) 2. KiÓm tra bÒn theo chiÒu dÇy thïng trén: Coi thïng trén nh­ mét èng h×nh trô chÞu ¸p lùc bªn trong H×nh 5.5: S¬ ®å lùc t¸c dông lªn vá thïng trén ¸p dông lý thuyÕt bÒn Mo ta cã: (1) Trong ®ã: Pa: ¸p lùc t¸c dông lªn vá thïng trén,(kN/m2) Pb = 0 : ¸p lùc bªn ngoµi vá thïng trén. a: B¸n kÝnh trong thïng trén, a= 0.6(m) b: B¸n kÝnh ngoµi thïng trén, b=0.603(m) [sk]: Giíi h¹n bÒn kÐo cña vËt liÖu lµm vá thïng trén [sn]: Giíi h¹n bÒn nÐn cña vËt liÖu lµm vá thïng trén Ta chän vËt liÖu chÕ t¹o thïng trén lµ thÐp CT3 ta cã: [sk] = 3800(daN/cm2) = 380000(kN/m2) [sn] = 4200(daN/cm2) = 420000(kN/m2) Thay vµo (1) ta cã: sbMo = 2358.5(kN/m2) < [sk] (Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn) 3. KiÓm tra bÒn vá thïng trén: Coi thïng trén nh­ b×nh h×nh trô kÝn, chÞu ¸p lùc Pa , ta cã s¬ ®å ph©n bè ¸p lùc bªn trong thïng trén: H×nh 5.6: S¬ ®å lùc t¸c dông lªn vá thïng trén KiÓm tra bÒn theo lý thuyÕt bÒn Mo ta cã: Trong ®ã: t: ChiÒu dÇy thïng trén, (m) D: §­êng kÝnh thïng trén, (m) sk: øng suÊt theo ph­¬ng kinh tuyÕn sv: øng suÊt theo ph­¬ng vÜ tuyÕn => sbMo = 1060(kn/m2) < [sk] (Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn) III.TÝnh to¸n thiÕt kÕ c¸nh trén: 1. X¸c ®Þnh c¸c kÝch th­íc cña c¸nh trén: Ta nhËn thÊy khi thïng trén quay, t¹i mçi thêi ®iÓm c¸c c¸nh trén n©ng ®­îc kho¶ng 15% hçn hîp. Träng l­îng cña hçn hîp bª t«ng ë trong thïng trén lµ GCM = 9810(N), do ®ã sau mçi vßng quay c¸nh trén móc ®­îc l­îng bª t«ng lµ: GC = 0.036(T) ThÓ tÝch cña bª t«ng trªn bÒ mÆt c¸nh trén lµ: Víi gbt lµ träng l­îng riªng cña bª t«ng, (T/m3) gbt = (1.8¸2.5)T/m3 Chän gbt = 2.2(T/m3) => C¸nh trén ®­îc ®Æt nghiªng so víi ph­¬ng ngang mét gãc a = 150, vµ nghiªng mét gãc 300 so víi ph­¬ng th¼ng ®øng. H×nh 5.7: S¬ ®å bè trÝ c¸nh trén Ta coi diÖn tÝch mÆt c¾t ngang cña hçn hîp bª t«ng chøa trªn c¸nh trén cã d¹ng h×nh tam gi¸c, cã gãc ë ®¸y c¹nh lµ r H×nh 5.8: S¬ ®å mÆt c¾t ngang cña bª t«ng trªn c¸nh trén ThÓ tÝch cña hçn hîp bª t«ng ë trªn c¸nh trén lµ: Trong ®ã : L: ChiÒu dµi c¸nh trén, chän L= 0.65(m) b: H×nh chiÕu cña bÒ réng c¸nh trén lªn ph­¬ng ngang, (m) h: ChiÒu cao cña hçn hîp bª t«ng ë trªn c¸nh trén, (m) r: Gãc dèc tù nhiªn cña bª t«ng, r = (350¸500) chän r = 500 => => b = 227(mm) VËy chiÒu réng cña c¸nh trén lµ: b = 235(mm) 2. KiÓm tra bÒn c¸nh trén: 2.1. §èi víi c¸nh trén hµn trùc vµo vá thïng trén: Coi träng l­îng cña hçn hîp bª t«ng ph©n bè ®Òu trªn c¸nh trén. Ta coi kÕt cÊu nh­ mét d¹ng dÇm ngµm mét ®Çu: H×nh 5.9: BiÓu ®å m« men uèn Ta coi c¸nh trén cã d¹ng h×nh ch÷ nhËt, cã chiÒu réng lµ b, chiÒu dµi lµ L vµ chiÒu cao lµ h. H×nh 5.10: TiÕt diÖn ngang cñac¸nh trén Do chiÒu réng cña c¸nh trén nhá, nªn trong qu¸ tr×nh lµm viÖc c¸nh trén chØ chÞu uèn. Do ®ã ta kiÓm tra theo ®iÒu kiÖn uèn ta cã: Trong ®ã: su : ømg suÊt uèn, (N/mm2) Mumax : M« men uèn lín nhÊt, Mumax = 41418.75(Nmm) Wx : M« men chèng uèn quanh trôc x, (mm3) su = 42.48(N/mm2) Chän vËt liÖu lµm c¸nh trén lµ thÐp CT3 khi ®ã ta cã [su] = 160(N/mm2) => su = 42.48(N/mm2) < [su] (Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn) + KiÓm tra theo ®iÒu kiÖn c¾t: Trong ®ã: Qc: Lùc c¾t, N Sx: M« men tÜnh cña phÇn diÖn tÝch mÆt c¾t ngang cña c¸nh trén víi trôc x, mm3 Jx: M« men qu¸n tÝnh cña phÇn diÖn tÝch mÆt c¾t ngang cña c¸nh trén víi trôc x, mm4 [t] : øng suÊt c¾t cho phÐp, [t] = 0.6[su] = 0.6x160 = 96(N/mm2) => t = 2.8(N/mm2) < [t] (Tho¶ m·n) 2.1. §èi víi c¸nh trén sö dông c¸nh tay trén: C¸nh trén nµy ®­îc ®Æt vu«ng gãc víi thïng trén vµ hîp víi ph­¬ng th¼ng ®øng vµ ph­¬ng ngang mét gãc 450. Gäi P lµ träng l­îng cña khèi bª t«ng mµ c¸nh trén móc ®­îc. Coi hai c¸nh tay trén chÞu lùc nh­ nhau. H×nh 5.11: Lùc t¸c dông lªn c¸nh trén khi thïng trén quay Ta ®­a c¸nh tay trén vÒ d¹ng dÇm mét ®Çu ngµm nh­ sau: H×nh 5.12: BiÓu ®å m« men uèn + TÝnh chän mÆt c¾t c¸nh tay trén: §Ó ®¬n gi¶n trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n, ta coi c¸nh tay trén chØ chÞu uèn theo c«ng thøc (3-1,[4]) ta cã: Trong ®ã: Mumax: M« men uèn lín nhÊt, (Nmm) Mumax = P1.l P1: Träng l­îng cña bª t«ng t¸c dông lªn ®Çu c¸nh tay trén P1 = Gc = 0.036.104 = 360(N) l: ChiÒu dµi c¸nh tay trén, l = 200(mm) => Mumax = P1.l = 360.200 = 72000(Nmm) WCT: M« men chèng uèn cÇn thiÕt cña mÆt c¾t, (mm3) [su]: øng suÊt uèn cho phÐp cña vËt liÖu lµm c¸nh tay trén, chän vËt liÖu lµm c¸nh tay trén lµ thÐp CT3 ta cã: [su] = 160(N/mm2) => WCT ³ 450(mm3) Tra b¶ng thÐp gãc ta chän thÐp gãc 50x50x3 cã diÖn tÝch mÆt c¾t F = 2.96(cm2) + KiÓm tra bÒn c¸nh tay trén: KiÓm tra theo ®iÒu kiÖn c­êng ®é: su = 121.6(N/mm2) < [su] (Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn) VËy ta chän c¶ hai c¸nh tay trén lµ thÐp gãc 50x50x3 IV.TÝnh, chän ch©n chèng ®ì thïng trén: §Ó ®ì thïng trén ta së dông 4 ch©n chèng ®­îc bè trÝ nh­ h×nh vÏ. Bá qua träng l­îng cña c¸c chi tiÕt kh¸c, ta coi 4 ch©n chèng chØ chÞu t¸c dông cña träng l­îng cña thïng trén vµ träng l­îng cña hçn hçn hîp bª t«ng ë trong thïng trén. Coi 4 ch©n chèng chÞu lùc nh­ nhau vµ chñ yÕu chÞu nÐn. Gäi P lµ lùc nÐn lªn mét ch©n chèng ta cã: H×mh 5.13: S¬ ®å bè trÝ ch©n chèng H×nh 5.14: KÕt cÊu ch©n chèng P = 2824(N) + TÝnh,chän mÆt c¾t ch©n chèng: Ta ®­a ch©n chèng vÒ d¹ng cét chÞu nÐn, chän mÆt c¾t ngang cña cét cã d¹ng h×nh trßn, chiÒu dµi cña ch©n chèng l = 510(mm). XuÊt ph¸t tõ s¬ ®å kÕt cÊu ë trªn ta cã gi¶n ®å tÝnh to¸n: VÏ biÓu ®å lùc däc trôc: H×nh 5.15: BiÓu ®å lùc däc trôc cña ch©n chèng Theo ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ta cã: Trong ®ã: j : HÖ sè uèn däc [s]: øng suÊt cho phÐp cña vËt liÖu lµm ch©n chèng. chän vËt liÖu lµm ch©n chèng lµ thÐp CT3 cã [s] = 7600(N/cm2) Tr­íc hÕt ta gi¶ ®Þnh chän j= 0.5 ta cã: => FCT = 7.4(cm2) Tra b¶ng thÐp èng chän thÐp cã sè hiÖu 60 cã: F = 8.64 (cm2), cã bÒ dÇy 5(mm) + KiÓm tra theo ®iÒu kiÖn æn ®Þnh: s = 6540(N/mm2) < [s] (Tho¶ m·n) Chän kÕt cÊu cña ch©n chèng cã d¹ng: H×nh 5.16: KÕt cÊu ch©n chèng T­¬ng tù ta chän kÕt cÊu cña gi¸ ®ì thïng trén ®­îc t¹o thµnh tõ c¸c thÐp ch÷ [120, cã kÕt cÊu nh­ sau: H×nh 5.17: KÕt cÊu gi¸ ®ì thïng trén V.TÝnh to¸n liªn kÕt: Liªn kÕt ë ®©y ta chän lµ liªn kÕt hµn, do ®ã ta ®i tÝnh chiÒu cao ®­êng hµn vµ chiÒu dµi ®­êng hµn. -TÝnh ®­êng hµn cña c¸nh trén liªn kÕt víi vá thïng trén: Ta coi träng l­îng cña hçn hîp bª t«ng ph©n bè ®Òu ë trªn c¸nh trén, ta cã s¬ ®å liªn kÕt c¸nh trén víi vá thïng: H×nh5.18: S¬ ®å liªn kÕt c¸nh trén víi vá thïng + VÏ biÓu ®å m« men vµ lùc c¾t khi hçn hîp be t«ng t¸c dông lªn c¸nh trén: H×nh 5.19: BiÓu ®å m« men uèn Khi c¸nh trén lµm viÖc, d­íi t¸c dông cña träng l­îng bª t«ng lµm cho c¸nh trén bÞ uèn, lµm cho mèi hµn cã xu h­íng chÞu c¾t theo chiÒu däc thïng trén. Do ®ã ta tÝnh mèi hµn theo ®iÒu kiÖn c¾t: Coi tiÕt diÖn ngang cña mèi hµn cã dngj h×nh ch÷ nhËt víi chiÒu cao lµ dh vµ chiÒu dµi lµ lh. Trong ®ã: Qc : Lùc c¾t tÝnh to¸n, N Sh : M« men tÜnh cña mÆt c¾t ®­êng hµn, mm3 Jh : M« men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t ®­êng hµn, mm4 dh : ChiÒu cao ®­êng hµn, chän dh = 5(mm) lh: ChiÒu dµi ®­êng hµn, chän lh = 600(mm) [th]: øng suÊt tiÕp cho phÐp cña ®­êng hµn, N/mm2 Tra b¶ng cã [th] = 160(N/mm2) => th = 84.6(N/mm2) < [th] (Tho¶ m·n) + Ngoµi ra ta kiÓm tra thªm ®iÒu kiÖn uèn: Trong ®ã: Mu: M« men uèn, M = 41418.75(Nmm) Wu: M« men chèng uèn [s]: øng suÊt cho phÐp, (N/mm2) [s] = 0.65sb sb : Giíi h¹n bÒn cña vËt liÖu hµn, vËt liÖu hµn lµ thÐp CT3 ta cã: sb = 400(N/mm2) =>[s] = 0.65sb = 0.65x400 =260(N/mm2) VËy: s = 60(N/mm2) < [s] (Tho¶ m·n) Tµi liÖu tham kh¶o [1]. NguyÔn ThiÖu Xu©n, TrÇn V¨n TuÊn, NguyÔn ThÞ Thanh Mai, NguyÔn KiÕm Anh: M¸y s¶n xuÊt vËt liÖu vµ cÊu kiÖn x©y dùng - NXB X©y Dùng. [2]. NguyÔn Träng HiÖp, NguyÔn V¨n L©m: ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y – NXB ®¹i häc vµ trung häc chuyªn nghiÖp. [3]. §µo Träng Th­êng: TÝnh to¸n m¸y trôc [4]. NguyÔn V¨n Hîp, Ph¹m ThÞ NghÜa: KÕt cÊu thÐp m¸y x©y dùng-xÕp dì-Tr­êng ®¹i häc Giao Th«ng VËn T¶i. [5]. Vò §×nh Lai, NguyÔn Xu©n Lùu, Bïi §×nh Nghi: Søc bÒn vËt liÖu- NXB Giao Th«ng VËn T¶i. [6]. TrÇn Quang Quý, NguyÔn V¨n VÞnh, NguyÔn BÝnh: M¸y vµ thiÕt bÞ s¶n xuÊt vËt liÖu x©y dùng – NXB Giao Th«ng VËn T¶i [7]. NguyÔn V¨n Hîp, Ph¹m ThÞ NghÜa, Lª ThiÖn Thµnh: M¸y trôc vËn chuyÓn – NXB Giao Th«ng VËn T¶i. [8]. Hå Sü Cöu, Ph¹m ThÞ H¹nh: VÏ kü thuËt - Tr­êng ®¹i häc Giao Th«ng VËn T¶i. [9]. An HiÖp, TrÇn VÜnh H­ng: Dung sai vµ ®o l­êng c¬ khÝ - NXB Giao Th«ng VËn T¶i.