Thiết kế máy nghiền nón

MUÏC LUÏC Toång quan ………………………………………………………………… 2 Tính toaùn ………………………………………………………………… 7 1. Xaùc ñònh tyû soá nghieàn ……………………………………….. 7 2. Xaùc ñònh kích thöôùc sô boä cuûa maùy …………………………7 3. Xaùc ñònh naêng löôïng nghieàn theo möùc nghieàn………………8 4. Tính goùc oâm …………………………………………………10 5. Xaùc ñònh vaän toác leâch taâm ………………………………… 12 6. Xaùc ñònh coâng suaát …………………………………………..13 7. Xaùc ñònh naêng suaát nghieàn …………………………………. 14 8. Tính toaùn boä truyeàn………………………………………….. 15 8.1. Thieát keá boä truyeàn ñai ……………………………….. 16 8.2. Thieát keá boä truyeàn baùnh raêng coân …………………… 18 8.3 Tính toaùn thoâng soá boä truyeàn baùnh raêng coân 20 9. Thieát keá truïc 24 9.1 Kieåm nghieäm ñoä beàn moûi cuûa truïc 34 10. Choïn oå laên cho truïc 34 Taøi lieäu tham khaûo 36 TOÅNG QUAN VEÀ MAÙY NGHIEÀN NOÙN Hieän nay nöôùc ta ñang treân ñaø phaùt trieån neân vieäc xaây döïng cô sôû haï taàng vaø caùc coâng trình kieán truùc, nhaø ôû phaùt trieån maïnh. Tröôùc ñaây vieäc xaây döïng chuû yeâu döïa treân söùc ngöôøi neân naêng suaát khoâng cao, chaát löôïng cuõng khoâng ñaûm baûo. Trong maáy thaäp kæ gaàn ñaây, neàn kinh teá cuõng nhö khoa hoïc kyõ thuaät cuûa ta raát phaùt trieån neân ta cuõng daàn daàn aùp duïng caùc loaïi maùy töï ñoäng vaøo quaù trinh xaây döïng nhaèm giaûm söùc lao ñoäng cho con ngöôøi, taêng naêng suaát lao ñoäng ñoàng thôøi naâng cao chaát löôïng cuûa coâng vieäc. Caùc maùy phuïc vuï cho quaù trình xaây döïng coù nhieàu chuûng loaïi, töø maùy vaän chuyeån nhö caùc loaïi xe maùy uûi, caàn truïc….maùy taïo ra caùc nguyeân lieäu ban daàu nhö maùy ñaäp ñaù, maùy nghieàn…Caùc maùy xaây döïng treân, nhaát laø caùc maùy ñaäp ñaù giöõ vai troø raát quan troïng trong caùc coâng trình xaây döïng. Coù nhieàu chuûng loaïi maùy ñaäp ñaù, tuøy vaøo muïc ñích söû duïng maø ta choïn loaïi maùy thích hôïp. Sau ñaây laø moät soá loaïi maùy ñaäp ñaù tieâu bieåu: Maùy ñaäp maù: laø loaïi maùy duøng ñeå ñaïo caùc vaät lieäu coù kích thöôùc, côõ cuïc trung bình vaø lôùn. Keát caáu cuûa maùy thöôøng ñôn giaûn, beàn, deã daøng trong vieäc söû duïng. Vaät lieäu trong maùy ñöôïc nghieàn giöõa hai maù coá ñònh vaø di ñoäng theo chu kyø. Maùy ñaäp truïc: ñöôïc söû duïng roäng raõi trong coâng nghieäp saûn xuaát vaät lieäu xaây döïng, ñaëc bieät duøng ñeå nghieàn nhöõng loaïi vaät lieäu dính vaø aåm öôùt. No cuõng ñöôïc söû duïng ñeå ñaäp laàn hai nhöõng vaät lieäu cöùng nhö ñaù voâi, than, caùc loaïi quaëng…Quaù trình ñaäp vaät lieäu trong maùy ñaäp truïc ñöôïc thöïc hieån bôûi hai truïc ñaäp quay ngöôïc chieàu nhau. Vaät lieäu ñem ñaäp ñöa vaøo phía treân loït qua khe hôû giöõa hai truïc vaø bò boùp naùt ôû ñaáy, saûn phaåm sau khi ñaäp töï thaùo ra khoûi maùy döôùi taùc duïng cuûa troïng löïc. Maùy ñaäp buùa: coù voû baèng theùp, maët trong loùt caùc taám ñaäp laøm baèng theùp CT5. Ñeå caùc cuïc vaät lieäu ñöôïc ñaäp maïnh hôn, ngöôøi ta laøm caùc taám ñaäp coù gaén ôû phía treân beà maët ñaäp. Phía döôùi cuûa voû coù hai cöûa(moãi phía moät cöûa) coù naép ñoùng kín. Caùc cöûa naøy duøng ñeå söûa chöõa maùy ñaäp vaø quan saùt maùy. Khi truïc quay döôùi taùc duïng cuûa löïc ly taâm caùc buùa ñöïôc vaêng ra theo chieàu höôùng taâm vaø gaây neân löïc ñaäp raát lôùn ñaäp naùt vaät lieäu. Caùc maùy naøy thöôøng duøng ñeå ñaäp apatit klinker… Chuùng ta seõ nghieân cöùu veà maùy ñaäp noùn ñaäp thoâ, moät loaïi maùy ñaäp khaù thoâng duïng hieän nay thöôøng duøng ñeå ñaäp caùc loaïi ñaù côõ lôùn vaø trung bình. Maùy ñaäp noùn: duøng ñeå nghieàn vaät lieäu coù kích côõ lôùn vaø trung bình. Trong maùy ñaäp noùn vaät lieäu ñöïôc phaù vôõ giöõa noùn ngoaøi vaø noùn trong baèng phöông phaùp eùp noùn trong leân vaät lieäu. Noùn naøy hoaëc seõ laëc quanh ñieåm coá ñònh hay dòch chuyeån theo quyõ ñaïo troøn, thöïc hieän chuyeån ñoäng tònh tieân. Trong nhöõng chuyeån ñoäng treân cuûa noùn seõ taïo ra nhöõng hình noùn hoaëc laïi gaàn hoaëc taùch xa nhau. Khi noùn ñeán gaàn, vaät lieäu seõ bò ñaäp vôõ, khi taùch xa vaät lieäu seõ rôi xuoáng döôùi. Hình minh hoaï maùy nghieàn noùn: Sô ñoà ñoäng cuûa maùy nghieàn noùn: Nguyeân lyù laøm vieäc: Buoàng nghieàn trong maùy nghieàn noùn ñöôïc taïo neân bôûi hai maët noùn, trong ñoù coù moät maët noùn coá ñònh vaø noùn di ñoäng. Noùn di ñoäng 2 ñöôïc gaén cöùng vôùi truïc noùn 3 ma ñaàu döôùi cuûa noù ñöôïc loàng vaøo baïc leäch taâm 4 sao cho ñöôøng taâm cuûa truïc noùn leäch moät goùc naøo ñoù so vôùi ñöôøng taâm cuûa maùy nghieàn ( ñöôøng truïc cuûa chuyeån ñoäng quay troøn). Truïc noùn ñöôïc treo treân xaø ñôõ 1. Vì vaäy nhöõng maùy nghieàn naøy coøn ñöôïc goïi laø maùy nghieàn noùn coù truïc noùn coâng xoân. Baïc leäch taâm ñöôïc daãn ñoäng quay troøn nhôø cô caáu daãn ñoäng neân noùn di ñoäng nhaän ñöôïc chuyeån ñoäng laéc. Taâm laéc cuûa maùy truøng vôùi taâm oå treo truïc noùn. Khi maùy nghieàn noùn laøm vieäc ñöôøng taâm cuûa truïc noùn di ñoäng vaïch thaønh moät maët coù ñænh laø ñieåm O, khi ñoù caùc ñöôøng sinh cuûa maët noùn di ñoäng laàn löôït tieán saùt vaøo maët coá ñònh, roài sau ñoù laïi taùch xa chuùng, cöù nhö laø maët noùn di ñoäng laên treân maët noùn coá ñònh qua lôùp ñaù nghieàn trong buoàng nghieàn. Do vaäy, vieäc nghieàn ñaù lieân tuïc ñöôïc thöïc hieän. Vaäy veà nguyeân taéc maùy nghieàn noùn laøm vieäc cuõng töôngtöï nhö maùy nghieàn maù, nhöng trình nghieàn vaø xaû ôû ñaây laø lieân tuïc, voøng vuøng nghieàn vaø vuøng xaû laø ñoái xöùng nhau vaø thay ñoåi theo chieàu quay cuûa noùn nghieàn di ñoâng. Chính vaäy, vaøo baát cöù thôøi ñieåm naøo cuõng xaûy ra söï tieán saùt hai maët noùn vaøo nhau taïi choã naøo ñoù vaø ôû ñoù vaät lieäu bò nghieàn, coøn vuøng ñoái xöùng qua taâm maùy, maët noùn di ñoäng laïi taùch xa noùn coá ñònh neân taïi ñoù cöûa xaû ñeå môû roäng ñeå ñaù rôi xuoáng. Chuyeån ñoäng cuûa noùn di ñoäng laø phöùc taïp. Khi khoâng taûi, löïc ma saùt giöõa truïc vaø leäch taâm lôùn hôn ma saùt giöõa truïc vaø oå treo. Do ñoù noùn di ñoäng chuyeån ñoäng quay troøn quanh ñöôøng taâm mình theo höôùng quay cuûa baïc leäch taâm vôùi toác ñoä n1. Phuï thuoäc vaøo töông quan giöõa caùc löïc ma saùt, soá voøng quay n1 coù theå thay ñoåi töø 0 ñeán n – soá voøng quay cuûa baïc leäch taâm. Chuyeån ñoäng quay ñoù cuûa noùn di ñoäng laø khoâng coù lôïi, vì seõ taïo ra taûi troïng ñoäng lôùn ôû thôøi ñieåm naïp lieäu. Ñeå khaéc phuïc hieän töôïng naøy, ta ñaët cô caáu phanh, haõm chuyeån ñoäng quay ñoù. Maùng xaû lieäu coù theå boá trí ôû moät beân hay ôû chính taâm maùy. Maùng xaû lieäu ñaët ôû moät beân laøm taêng chieàu cao cuûa maùy vaø khe xaû thöôøng bò taéc. Maùng xaû lieäu ñaët hai beân khaéc phuïc ñöïôc nhöôïc ñieåm treân song ñoøi hoûi hai baêng taûi thu saûn phaåm. Maùng xaû lieäu ñaët ôû chính taâm vöøa ñaûm baûo vöøa khoâng taéc vöøa deã thaùo laép. Maùy nghieàn noùn thöôøng söû duïng daãn ñoäng baèng ñai vì deã söû duïng, song coàng keành, naëng neà vaø khoù khôûi ñoäng khi buoàng nghieàn chöùa vaät lieäu. Sau ñaây chuùng ta seõ ñi vaøo phaàn tính toaùn cuï theå caùc thoâng soá kyõ thuaät cuûa maùy nghieàn noùn nghieàn thoâ. TÍNH TOAÙN maùy nghieàn noùn 1. Xaùc ñònh tyû soá nghieàn Tyû soá nghieàn laø tyû soá giöaõ kích thöôùc trung bình cuïc vaäy lieäu naïp vaø kích thöôùc trung bình cuûa cuïc vaät lieäu xaû. Tyû soá nghieàn i laø ñaïi löôïng ñaëc tröng cho naêng löôïng nghieàn , giaù trò i caøng lôùn thì naêng löôïng nghieàn caøng cao ngöôïc laïi giaù trò i caøng nhoû thì naêng löôïng nghieàn caøng nhoû . Vôùi b laø chieàu roäng khe naïp lieäu (mm) d laø chieàu roäng khe ra lieäu (mm) Theo taøi lieäu thieát keá maùy ñaäp noùn cuûa Lieân Xoâ thì maùy KKD-900/160 coù: Chieàu roäng khe naïp lieäu b=900 mm Chieàu roäng khe ra lieäu d=160 mm Vaäy tyû soá nghieàn laø: Ta thieát keá maùy nghieàn noùn ñeå nghieàn ñaù graphit. Moät soá thoâng soá kyõ thuaät cuûa ñaù graphit: Tyû troïng g=2630 kg/m3 sneùn = 120 ÷ 160 MN/m2 snöùt gaõy = 22,8 MN/m2 sva ñaäp=6,57 MN/m2 Modul ñaøn hoài E= (5,15 ÷ 6,14 )x104 MN/m2 Heä soá ma saùt tröôït giöõa vaät lieäu vaø taám ñaäp f=0,3 2. Xaùc ñònh kích thöôùc sô boä cuûa maùy Qua caùc taøi lieäu thieát keá cuûa Lieân Xoâ, moät soá ñaëc tinh kyõ thuaät cuûa maùy ñaäp noùn ñaäp thoâ KKD 900/160, ta duøng ñeå tham khaûo: Kích thöôùc ñaù naïp lôùn nhaát 750 mm Chieàu roäng cöûa naïp 900 mm Chieàu roäng cöûa xaû 160 mm Naêng suaát öùng vôùi khe hôû ra ñaù 320m3/h Ñöôøng kính cô sôû noùn coân di ñoäng 1640 mm Baùn kính leäch taâm cuûa truïc 16 mm Soá voøng quay cuûa coân di ñoäng 2 v/s Coâng suaát ñoäng cô 250 KW Khoái löôïng maùy khoâng keå ñoäng cô 150 Taán Kích thöôùc bao: Daøi : 6940 mm Roäng : 3940 mm Cao : 3440 mm Goùc oâm noùn coá ñònh a1 = 130 Goùc oâm noùn di ñoäng a2 = 120 3. Xaùc ñònh naêng löôïng nghieàn theo möùc nghieàn Coù nhieàu caùch xaùc ñònh naêng löôïng nghieàn, ta coù theå döïa treân caùc ñònh luaät cô baûn sau: Ñònh luaät Rittinger: Coâng tieâu toán ñeå laøm nhoû vaät lieäu seõ tæ leä thuaän vôùi beà maët nhaän ñöôïc cuûa vaät lieäu thaønh phaåm. Töùc laø khi phaù vôõ cuïc vaät lieäu seõ xuaát hieän caùc beà maët môùi, khi ñoù lôùp phaân töû cuûa nhöõng beà maët naøy seõ taïo ra naêng löôïng chæ ñöôïc goïi laø naêng löôïng veà maët cuûa vaät theå. Naêng löôïng nghieàn tyû leä thuaän vôùi soá beà maët nhaän ñöôïc (J/kg) (1.4[1]) Vôùi i laø möùc nghieàn D laø kích thöôùc côõ cuïc vaät lieäu (m) k laø heä soá khoâng ñoåi Ñònh luaät Rintinger khoâng tính ñeán naêng löôïng cho bieá daïng ñaøn hoài, bieân daïng deûo cuûa vaät theå maø chæ tính ñeán naêng löôïng taïo ra beà maët môùi vaø caùc hieän töôïng lieân quan tôùi noù. Ñinh luaät naøy thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå tính naêng löôïng nghieàn trong quaù trình nghieàn mòn. Ñònh luaät Kirpitrev & Kik: Naêng löôïng caàn thieät ñeå nghieàn hình daïng hình hoïc cuûa vaät naøo ñoù seõ tæ leä thuaän vôùi theå tích hay khoái löôïng cuûa chính vaät ñoù. Ñònh luaät ñöôïc bieåu dieãn baèng coâng thöùc: A=ktlxDV Hay coøn ñöôïc xaùc ñònh baèng coâng thöùc (J) (1.8[1]) Theo ñònh luaät naøy thì chæ tính ñeán naêng löôïng tieâu toán cho bieán daïng ñaøn hoài vaø bieán daïng deûo cuûa vaät lieäu nghieàn maø khoâng quan taâm ñeán naêng löôïng taïo ra caùc beà maët môùi ñeå thaéng caùc thaønh phaàn löïc ma saùt ngoaøi, trong vaø naêng löôïng maát maùt do soùng aâm, ñieän vaø hieän töôïng nhieät. Vì vaäy noù ñöôïc söû duïng trong quaù trinh va ñaäp. Ñònh luaät Bond Ñaây laø ñònh luaät keát hôïp giöõa hai ñònh luaät Rintinger vaø Kirpitrev-Kik.Theo ñònh luaät naøy thì naêng löôïng truyeàn cho vaät nghieàn khi neùn luùc ñaàu phaân boá theo khoái löôïng sau ñoù seõ taäp trung vaøo caùc beà maët xuaát hieän tæ leä vôùi D3, nhöng khi daàn xuaát hieän treân beà maët veát nöùt thì naêng löôïng naøy seõ taäp trung vaøo caùc beà maët ôû caùc caïnh veát nöùt khi ñoù noù seõ tæ leä vôùi D2. Treân cô sôû naøy cho raèng coâng phaù vôõ vaät theå seõ tæ leä vôùi D2,5. Nhö vaäy ñònh luaät Bond ñöôïc bieåu dieãn baèng coâng thöùc: Do ñònh luaät Bond laø ñònh luaät keát hôïp giöõa hai ñònh luaät Rintinger vaø Kirpitreve-Kik neân thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå tính naêng löôïng nghieàn trong vuøng giöõa ñaäp nhoû vaø nghieàn thoâ. Qua ba ñònh luaät treân ta thaáy ñònh luaät cuûa Kirpitreve-Kik laø phuø hôïp ñeå tính naêng löôïng nghieàn cho maùy ñaäp noùn cuûa ta.Vì vaäy ta coù theå xaùc ñònh naêng löôïng nghieàn theo coâng thöùc: Trong ñoù s : öùng suaát beàn neùn cuûa vaät lieäu s = 130 (MN/m2) E : moâ ñun ñaøn hoài cuûa vaät lieäu E = 6x104 (MN/m2) V : theå tích ñaù bò nghieàn sau moät voøng quay(m3).Theå tích naøy ñöôïc xaùc ñònh laø hieäu soá cuûa theå tích khi naïp vaø theå tích khi xaû Trong ñoù: D laø ñöôøng kính lôùn nhaát cuûa ñaù naïp trong buoàng nghieàn (m) d laø ñöôøng kính lôùn nhaát cuûa saûn phaåm nghieàn (m) Dtb, D’tb laø ñöôøng kính trung bình öùng vôùi voøng troøn vuøng naïp vaø vuøng xaû(m) Neáu nhaän Dtb»D’tb»DH thì ta coù: ==164,4KJ 4.Tính goùc oâm Ta nhaän thaáy quaù trình ñaäp trong maùy ñaäp noùn cuõng gaàn gioáng nhö trong maùy ñaäp maù, chæ khaùc ôû choã laø trong maùy ñaäp noùn quaù trình tieán haønh moät caùch lieân tuïc. Vì vaäy goùc oâm cuûa maùy ñaäp noùn ñöôïc tính töông töï nhö maùy ñaäp maù, xaùc ñònh döïa treân ñieàu kieän caân baèng cuïc vaät lieäu. Vaät lieäu trong maùy nghieàn chæ nghieàn ñöôïc khi goùc giöõa hai maù ñaäp khoâng quaù moät giaù trò giôùi haïn naøo ñoù. Neáu vöôït qua giaù trò ñoù thì vaät lieäu khoâng giöõ laïi treân maù ñaäp maø bò troài leân treân . Nhöng maët khaùc neáu goùc naøy quaù nhoû thì möùc ñoä nghieàn seõ thaáp, naêng suaát nghieàn khoâng cao Sô ñoà xaùc ñònh goùc oâm Goïi a laø goùc oâm giöõa hai maù coá ñònh vaø di ñoäng a = a1 + a2 Trong ñoù : a1, a2 laø goùc oâm cuûa hai maù coá ñònh vaø di ñoäng. G laø troïng löôïng cuïc vaät lieäu P vaø P1 laø löïc eùp cuûa hai maù taùc duïng leân cuïc vaät lieäu T vaø T1 laø löïc ma saùt cuûa hai maù taùc duïng leân cuïc vaät lieäu T = fxP Vôùi f laø heä soá ma saùt giöõa vaät lieäu vaø maù f=0,32 Ñieàu kieän caân baèng cuûa cuïc vaät lieäu khi hai noùn eùp laïi : Ñaët tgj = f vôùi j laø goùc ma saùt trong cuûa vaät lieäu Nhö vaäy vôùi giaù trò a=2j thì cuïc vaät lieäu seõ ôû traïng thaùi khoâng oån ñònh, vaäy ñeå quaù trình nghieàn ñöôïc thuaän lôïi thì phaûi laáy a < 2j a=2j =2 arctg f = 2 arctg(0,3)=33,40 Maø anp = 0.7xa = 230 maø anp = a1 + a2 , vaäy ta coù : a1 = 120 a2 = 110 5. Xaùc ñònh vaän toác truïc leäch taâm Xeùt cuïc vaät lieäu rôi ôû ñoä cao h Khi maù di ñoäng taùch hoaøn toaøn thì truïc leäch taâm quay ñöôïc nöûa voøng. Khi ñoù thôøi gian taùch maù laø Trong ñoù n : laø soá voøng quay cuûa truïc leäch taâm (vg/s) w : laø vaän toác goùc (rad/s) Khoaûng thôøi gian ñoù vaät lieäu phaûi rôi kòp xuoáng Vaäy => Tính ñoä cao h theo haønh trình di ñoäng s cuûa maù di ñoäng Haønh trình maù di ñoäng Vôùi r laø baùn kính leäch taâm Vaäy ta coù ñoä cao h laø => = Maø w=2pn => Ta coù baùn kính leäch taâm laø r = 16 (mm) Vaäy ta coù Vaäy n = 4x60 = 240 (vg/ph) 6. Xaùc ñònh coâng suaát - Coâng suaát lyù thuyeát (W) Trong ñoù DH laø ñöôøng kính ñaùy noùn di ñoäng D , d laàn löôït laø kích thöôùc cuûa vaät lieäu naïp vaø xaû n soá voøng quay truïc leäch taâm (vg/s) E moâ ñun ñaøn hoài cuûa vaät lieäu sn öùng suaát neùn cuûa vaät lieäu Vaäy ta coù coâng suaát laø Coâng suaát ñoäng cô Vôùi h = hbr*hk = 0,93*0,98*0,95 = 0,87 laø hieäu suaát truyeàn ñoäng hbr hieäu suaát boä truyeàn baùnh raêng hk hieäu suaát khôùp hieäu suaát đai Choïn ñoäng cô coù caùc thoâng soá sau + coâng suaát danh nghóa N = 250(kw) + soá voøng quay n = 1500 (vg/ph) + heä soá cosj 0.92 + hieäu suaát h = 94,5% + Tmax/Tdn 1,9 Suy ra kieåu ñoäng cô4A35554YY3 7.Xaùc ñònh naêng suaát nghieàn Naêng suaát khoái löôïng Trong ñoù g khoái löôïng rieâng (kg/m3) Qv naêng suaát theå tích Naêng suaát theå tích Thay caùc thoâng soá vaøo ta ñöôïc QV=1125(m3/h) Vaäy naêng suaát khoái löôïng laø Qk = Qv xg = 2958 (T/h) 8.Tính toaùn boä truyeàn Sô ñoà truyeàn ñoäng Sô ñoà truyeàn ñoäng cuûa maùy nghieàn bao goàm töø ñ doäng cô (5) tôùi boä truyeàn ñai (4) thoâng qua khôùp (6) tôùi boä truyeàn baùnh raêng coân Tyû soá truyeàn toaøn boä laø Trong ñoù ndc laø soá voøng quay cuûa ñoäng cô ntruc laø soá voøng quay cuûa truïc leäch taâm vaäy Tyû soá truyeàn cho boä truyeàn ñai laø id = 3,5 Tyû soá cho boä truyeàn baùnh raêng coân laø ibr = 2,5 Moâ men xoaén treân truïc ñoäng cô laø Moâ men xoaén treân truïc baùnh raêng T1 = Txid = 1591667x3,5 = 5570833Nmm 8.1 Thieát keá boä truyeàn ñai 1) Choïn loaïi ñai vaø vaät lieäu: + Choïn loaïi ñai:Vì tæ soá truyeàn ñai laø 3,5 neân söû duïng ñai thang heïp. +Vaät lieäu: cao su. 2) tính toaùn caùc thoâng soá cuûa ñai: Choïn ñai tieát dieän yB coù: bt = 19 mm A = 278 mm2 b = 22 mm d1 = 224 315 mm h = 18 mm l = 20008000 mm y0 = 4,8 mm choïn ñöôøng kính ñai nhoû =350mm +Vaän toác ñai: v = 24,7 m/s Ñöôøng kính baùnh ñai lôùn: d2 = u.d1= 3,5*315= 1102 mm Ñeå thuaän tieän hôn trong cheá taïo ta choïn ñöôøng kính baùnh ñai lôùn laø 1120mm Khoảng caùch truïc a caàn thoaû ñieàu kieän sau: 0,55(d1+d2) + h ≤ a ≤2(d1+d2) => 797,35 mm ≤ a ≤ 2834 mm Ta choïn khoaûng caùch truïc a=2000 mm Chieàu daøi ñai: =6302 mm Theo baûng tieâu chuaån (4.13-[2]) ta choïn L = 6300 mm Nghieäm soá voøng chaïy cuûa ñai trong moät giaây: i = =3,9 < imax=10 Khoaûng caùch truïc a theo chieàu daøi tieâu chuaån: l = 6300 mm a = vôùi: =4075mm (1102-315)/2=393,5 mm 1999mm Goùc oâm a1 treân baùnh ñai nhoû: theo (4.2-[5]):=1580 > 1200( thoaû) Xaùc ñònh soá ñai: Soá ñai Z ñöôïc tính theo (4.16-[4]) Z = P1: coâng suaát treân baùnh chuû ñoäng P1 = Plv = 250KW : coâng suaát cho pheùp, theo baûng 4.19 vôùi v = 24,7, ñai loaïi B, d1 = 315 mm ta ñöôïc [P0]=6 KW Kñ : heä soá taûi ñoäng, theo baûng (4.7-[5]) vôùi taûi va ñaäp khoâng oån ñònh taûi troïng môû maùy ñeán 300%, Kñ = 1,5 :heä soá aûnh höôûng cuûa ogùc oâm : =1-0,003(180-a1)=0,934 Cl: heä soá keå ñeán aûnh höôûng cuûa chieàu daøi ñai, theo baûng (4.16-[3]) Cu: heä soá aûnh höôûng tæ soá truyeàn, theo baûng 4.17[4] vôùi = 3,5 Cz: heä soá keå ñeán aûnh höôûng cuûa söï phaân boá khoâng ñeàu cuûa taûi troïng, tra baûng (4.18-[4]) Vôùi Vaäy ñai Choïn Z = 23 ñai Chieàu roäng cuûa baùnh ñai: theo (4.17-[4]) B = ( Z – 1 ).t + 2e Theo baûng (4.21-[2]) vôùi ñai thang loaïi B, ta coù: e = 17 mm t =26 mm h0 = 5 mm => B= (23-1)x26 + 2x 17= 606 mm ñöôøng kính ngoaøi baùnh ñai nhoû: da1 = d1 + 2h0 = 315 + 2.5= 325 mm ñöôøng kính ngoaøi baùnh ñai lôùn: da2 = d2 + 2.h0 = 1102 + 2.5 = 1115 mm (choïn da2 =1200mm) 8.2 Thieát keá boä truyeàn baùnh raêng coân Choïn vaät lieäu: + Do khoâng coù yeâu caàu ñaëc bieät vaø theo quan ñieåm thoáng nhaát hoaù trong thieát keá choïn vaät lieäu hai caáp baùnh raêng nhö nhau: +Baùnh nhoû: theùp 45 toâi caûi thieän ñaït ñoä raén : HB241……285 coù MPa, MPa +Baùnh lôùn: theùp 45 toâi caûi thieän ñaït ñoä raén : HB192……240 coù MPa, MPa Xaùc ñònh öùng suaát cho pheùp: Baùnh nhoû: HB1 = 245, baùnh lôùn HB2 = 230. MPa MPa Theo (6.5-TL4) NHO = 30.HB2,4 NHO1 = 30.2452,4 = 1,6.107 NHO2 = 30.2302,4 = 1,39.107 NHE1 = NFE1 = 60.c.n. = 60.1.599,6.51840 = 1,33.109 NHE2 = NFE2 = 60.c.n. = 60.1.125,4.3.51840 = 0,39.109 > NHO2 = 1,39.107 Do ñoù: MPa MPa Vaäy ñeå tính baùnh raêng coân raêng thaúng ta laáy: MPa Taûi quay moät chieàu: KFC = 1 SF = 1,75 MPa MPa MPa ( NF0 = 4.106 < NFE1 = 1,86.109 ) MPa ( KKL2 = 1 ) 8.3 Tính toaùn thoâng soá boä truyeàn baùnh raêng coân raêng thaúng: Xaùc ñònh chieàu daøi coân ngoaøi: Theo coâng thöùc (6.52a[2]): Vôùi: KR = 0,5.Kd ( baùnh raêng coân raêng thaúng baèng theùp ) Kd = 100.MPa MPa1/3 Choïn Kbe theo baûng (6.21-[2]), choïn Kbe = 0,25 Truïc baùnh coân laép treân oå ñuõa, sô ñoà 1-[2], HB < 350, tra ñöôïc Do ñoù: 416mm Ñöôøng kính chia ngoaøi: =461 mm Tra baûng (6.22-[1]) ta ñöôïc zp1 = 30 Vôùi HB < 350, z1 = 1,6.zp1 = 1,6.30 = 48 Ñöôøng kính trung bình vaø moñun trung bình: =(1-0,5.0,25).461=403,3 mm mtm = Moñun voøng ngoaøi: mte ==9,6 Tra baûng (6.8-[4]), laáy theo tieâu chuaån mte = 9 7,875 z1 =51,2 Laáy z1 = 51 raêng Soá raêng lôùn: z2 = u.z1 =1,5.51 = 76,8 Laáy z2 = 78 raêng Tæ soá truyeàn thöïc teá: Do ñoù : < 5 % ( thoaõ) Goùc coân chia: =330 570 Heä soá dòch chænh: tra baûng 6.20 vôùi z1 = 8 ta choïn heä soá dòch chænh: x1 = 0,16 x2 = -0,16 Ñöôøng kính trung bình cuûa baùnh nhoû: dm1 = z1.mtm = 51.7,875 = 402 mm Chieàu daøi coân ngoaøi: Re = 447 mm Kieåm nghieäm raêng veà ñoä beàn tieáp xuùc: Theo (6.8-[4]) Theo baûng (6.5-[2]): ZM = 274 MPa1/3 baûng (6.12-[2]): vôùi xt = x1 + x2 = 0 ZH = 1,76 Theo (6.59-[2]): = vôùi Theo (6.61-[2]): Baùnh raêng coân raêng thaúng Vaän toác voøng: m/s Baûng (6.13-[4]) duøng caáp chính xaùc 8 ( v < 10 m/s ) Theo (6.64-[2]) 9,35 ( baûng 6.15-[2]): vôùi HB1, HB2 < 350, raêng thaúng tra ñöôïc baûng 6.16-[4]: m < 3,55, caáp chính xaùc 8 tra ñöôïc g0 = 61 ) Theo (6.63-[4]): Trong ñoù: b = Kbe.Re = 0,25.131,4 = 32,85 mm Do ñoù: KH = 1,105.1.1,002 = 1,1072 Thay vaøo (6.58-[2]): MPa Theo (6.1-[2]) vaø (6.1a-[2]) MPa v < 5 m/s Zv = 1 Ra = 2,5……1,25 da < 700 mm KXH = 1 Nhö vaäy: . Baùnh raêng ñuû beàn veà ñoä beàn tieáp xuùc Kieåm nghieäm raêng veà ñoä beàn uoán: Theo (6.65-TL1): vôùi Kbe = 0,25 Baûng( 6.21-[2]) Theo (6.64-[4]) =24,9 Baûng (6.15-[4]) HB2 < 350 HB, raêng thaúng, khoâng vaùt ñaàu raêng Baûng (6.16-[4]) g0 = 61 Do ñoù: KFv = ( Baùnh raêng coân raêng thaúng ) Do ñoù: KF = 1,5.1.2,4 = 2,76 Vôùi raêng thaúng: , vôùi Vôùi x1 = 0,24 ; x2 = - 0,24 tra baûng (6.18-TL4) ta ñöôïc: YF1 = 3,53 ; YF2 = 3,55 Thay caùc giaù trò vöøa tính ñöôïc vaøo (6.65-TL1) ta ñöôïc: MPa < MPa MPa < MPa Caùc thoâng soá vaø kích thöôùc cuûa boä truyeàn baùnh raêng coân: Chieàu daøi coân ngoaøi: Re = 416 mm Monñun voøng ngoaøi: mte = 9 mm Chieàu roäng vaønh raêng: bw = 111 mm Tæ soá truyeàn: u = 1,5 Goùc nghieâng cuûa raêng: Soá raêng baénh raêng: z1 = 51 raêng z2 = 78 raêng Heä soá dòch chænh chieàu cao: x1 = 0,12 ; x2 = -0,12 Ñöôøng kính chia ngoaøi: de1 = 461 mm de2 = 702 mm Goùc coân chia: 1=330 ; 2=570 Chieàu cao raêng ngoaøi: he = 9,6mm Ñöôøng kính ñænh raêng ngoaøi: da1 = 653 mm da2 = 813 mm 9.Thieát keá truïc Choïn vaät lieäu cheá taïo truïc laø theùp 45 coù = 600 MPa .ÖÙng suaát xoaén cho pheùp = 15…30 Mpa Thieát keá truïc cuûa baùnh raêng coân nhoû: +Löïc voøng : Ft1= Ft2 = = = 24168,47 N +Löïc höôùng taâm: Fr1= Fa2 = Ft1.tgα.cosd1 = 4791N +Löïc doïc truïc Fa1=Fr2= Ft1.tgα.sind1=6894N Coâng suaát treân truïc baùnh raêng coân nhoû: KW Soá voøng quay: vg/ph Coâng suaát treân truïc baùnh raêng coân nhoû: KW Soá voøng quay: vg/ph Momen xoaén treân truïc I : TI = = 5922929,7Nmm TII = = 9446377,3 Nmm Phaân tích caùc löïc taùc duïng leân truïc : +Trong maët phaúng Oyz : Ma1 = Nmm *= 0 * +Trong maët phaúng Oxz : *= 0 * => Moâ men töông ñöông taïi vò trí coù moâmen lôùn nhaát laø Thay soá vaøo ta coù Mtd =2187630 Nmm Ñöôøng kính truïc trong ñoù sb laø giôùi haïn beàn cuûa vaät lieäu sb = 450 (N/mm2) Vaäy d = 220,48 (mm) Theo tieâu chuaån ta choïn d = 220 (mm) Keát caáu truïc: Sô ñoà löïc taùc duïng leân maù Taïi töøng vò trí cuûa truïc seõ chòu caùc löïc taùc duïng khaùc nhau, caùc löïc taùc duïng leân chuû yeáu laø troïng löôïng cuûa vaät nghieàn vaø löïc do baùnh raêng coân taùc ñoäng leân . Sô ñoà vaät lieäu taùc duïng leân truïc Troïng löôïng caùc cuïc vaät lieäu Trong ñoù V laø theå tích cuïc vaät lieäu Vaäy ta coù G1 = 15174(N) G2 = 12474(N) G3 = 9712(N) G4 = 7866 (N) G5 = 690 (N) LöÏc taùc duïng cuûa caùc cuïc vaät lieäu leân truïc P1 = G1*sin120 = 3155 (N) P2 = (G2+G1)*sin120 = 5748 (N) P3 = (G1+G2+G3)*sin120 = 7767 (N) P4 = (G1+G2+G3+G4)*sin120 = 9403 (N) P5 = (G1+G2+G3+G4+G5)*sin120 = 9546(N) Sô ñoà löïc taùc duïng leân truïc: +Trong maët phaúng Oyz : = 258968 Nmm *= 0 * +Trong maët phaúng Oxz : *= 0 * => Moâ men töông ñöông taïi vò trí coù moâmen lôùn nhaát laø Thay soá vaøo ta coù Mtd =6498231 Nmm Ñöôøng kính truïc trong ñoù sb laø giôùi haïn beàn cuûa vaät lieäu sb = 450 (N/mm2) Vaäy d = 380 (mm) Theo tieâu chuaån ta choïn d = 380 (mm) Keát caáu truïc: 9.1 Kieåm truïc veà ñoä beàn moûi : Do chöa xeùt ñeán moät soá yeáu toá aûnh höôûng ñeán ñoä beàn moûi truïc nhö ñaëc tính thay ñoåi cuûa chu kyø öùng suaát, söï taâp trung öùng suaát , yeáu toá kích thöôùc, chaùt löôïng beà maët …vì vaäy caàn kieåm tra ñoä beàn moûi khi keå caùc yeáu toá treân. + Keát caáu truïc vöøa thieát keá ñaûm baûo ñöôïc ñoä beàn moûi neáu heä soá an toaøn taïi caùc tieát dieâïn nguy hieåm thoûa ñieàu kieän sau: theo [4] Sjk = ³ [s] (10.19) Vôùi [s] = 2,5 : laø heä soá an toaøn cho pheùp . Theùp 45 toâi caûi thieän [4] coù sb = 785MPa. s-1 = 0,436 . sb = 342,26 MPa. t-1 = 0,58 .s-1 = 198,5 MPa. Theo baûng 10.7[4] :Heä soá aûnh höôûng cuaû öùng suaát trung bình ñeán ñoä beàn moûi cs = 0,1 ; ct = 0,05 + Caùc truïc hoäp giaûm toác ñeàu quay , öùng suaát uoán thay ñoåi theo chu kyø ñoái xöùng do ñoù saj tính theo [4]: sajk = smaxjk = Mkj / Wkj ; smjk = 0 (10.22) vôùi sajk : bieân ñoä cuûa öùng suaát phaùp taïi tieát dieän j truïc k. smjk : trò soá trung bình cuûa öùng suaát phaùp taïi tieát dieän j truïc k Vì truïc quay moät chieàu neân öùng suaát xoaén thay ñoåi theo chu kyø maïch ñoäng , do ñoù tmjk = tajk tính theo [4] tmjk = tajk = tmaxjk /2 = Tjk / 2Wojk . (10.23) Vôùi tmjk : trò soá trung bình öùng suaát tieáp taïi tieát dieän j truïc k. tajk : bieân ñoä öùng suaát tieáp taïi tieát dieän j truïc k . tmaxjk : bieân ñoä öùng suaát tieáp max taïi tieát dieän j truïc k . Wkj;W0kj:momen caûn uoán vaø momen caûn xoaén; + Xaùc ñònh caùc heä soá ksdjk vaø ktdjk ñoái vôùi caùc tieát dieän nguy hieåm theo [4] : ksdjk = ( ks / Ôsjk + kx –1 ) / ky. (10.25) ktdjk = ( kt / Ôtjk + kx –1 ) / ky. (10.26) Vôùi kx : heä soá taäp trung öùng suaát do traïng thaùi beà maët theo [4] : ky : heä soá taêng beàn maët truïc . + Caùc truïc gia coâng treân maùy tieän , taïi caùc tieát dieän nguy hieåm yeâu caàu ñaït : Baûng 10.8[4] Ra = 2,5…0,63 mm Þ kx = 1,1 . + Khoâng duøng caùc bieän phaùp taêng beàn beà maët Þ ky = 1,65 + Theo 10.12 [4] , khi duøng dao phay ngoùn heä soá taäp trung öùng suaát taïi raõnh then öùng vôùi vaät lieäu coù sb = 785MPa laø ks = 2,01 ; kt = 1,88 + Theo 10.10[4] tra heä soá kích thöôùc Ôsjk vaø Ôtjk öùng vôùi ñöôøng kính taïi tieát dieän nguy hieåm thöù j truïc k . Töø ñoù xaùc ñònh ks/Ôs vaø k /Ôt . + Theo 10.11[4] tra ñöôïc ks/Ôs =2.25vaø kt/Ôt =1.75 , do laép caêng ( neân choïn giaù trò lôùn ). + Xaùc ñònh heä soá an toaøn . + Xaùc ñònh heä soá an toaøn chæ xeùt rieâng öùng suaát phaùp : ss theo [4] : ssjk = s-1/(ksdjk.sajk) (do smjk = 0 ). + Xaùc ñònh heä soá an toaøn chæ xeùt rieâng öùng suaát tieáp : st theo [4]: ssjk = t-1/(ktdjk.tajk) (do ct = 0). + Xaùc ñònh heä soá an toaøn S theo [4] : Sjk =³[s] (10.19) Vôùi [s] = 2,5 : laø heä soá an toaøn cho pheùp . D (mm) es et saj Mj/wj tmj Tj/2W0j Ksd Ktd Ss St S 380 0,9 0,85 10,41 5,38 1,6 1,25 24,17 27,3 18,09 260 0,89 0,83 42,34 4,52 1,35 1,38 5,99 31,82 5,88 225 0,91 0.88 0 9,35 1,65 1,88 27,57 180 0,86 0,79 35,65 7,73 1,42 1,45 6,58 17,7 6,16 120 0.,5 0,78 0 13,5 1,44 1,47 10.0 105 0,81 0,76 37,14 0 1,51 1,5 6,1 + Vaäy taát caû giaù caùc giaù trò ñieàu thoõa. 10. Choïn oå laên cho truïc Choïn oå laên theo khaû naêng taûi troïng ñoäng : Cd = Q Trong ñoù : L = 60.n Lh/106. Vôùi Lh = soá naêm.(soá ngaøy/soá naêm).soá ca.(soá giôø/ca) Tra baûng 11.2[4]:Lh= 38400 nI= 428,6g/phuùt L = 60.428,6.3840/106 =9,87 trieäu voøng + Xaùc ñònh caùc löïc doïc truïc : * Löïc doïc truïc toång treân truïc = 223,56 N Fr= FrB= 856 N Tæ soá : = = 0,26 < 0,35 Choïn oå ñuõa loøng caàu hai daõy. * Ñöôøng kính ngoõng truïc d= 100 mm Theo tieâu chuaån GOST 8338 – 75 : choïn sô boä oå coù kyù hieäu 53620H C =61 kN C0 = 49 kN + Xaùc ñònh caùc heä soá X vaø Y : X = 1 , Y = 0 Q0 = (X.V.Fr0 + Y.Fa0).kd.kt V = 1 : Heä soá keå ñeán voøng trong quay. Kt = 1 : Heä soá keå ñeán aûnh höôûng nhieät ñoä (t<=1050C) Tra baûng 11.3[1]: Kd = 1,1 : Heä soá keå ñeán ñaëc tính taûi troïng ( coù va ñaäp ï) Q0 = 941.6 N +Taûi troïng ñoäng töông ñöông : QE = = Q0=893.2 N Cd = QE . =0, 8932.( 3329)0,3 = 10,17 kN < C =49 kN Thoûa ñieàu kieän taûi ñoäng. +Kieåm nghieäm ñieàu kieän taûi tónh : X0 = 0,5 ; Y0 = 0,47 Qt = X0.Fr + Y0.Fa = 0,5. 856+ 0,47. 223,56 = 533 N< C0 = 490kN Thoûa ñieàu kieän taûi tónh. TAØI LIEÄU THAM KHAÛO Tính toaùn maùy truïc – Huyønh Vaên Hoaøng – Ñaøo Troïng Thöôøng – NXB Khoa hoïc kyõ thuaät. Maùy naâng chuyeån 1,2,3 – Ñaøo Troïng Thöôøng – Nguyeãn Ñaêng Hieáu – NXB Khoa hoïc kyõ thuaät Maùy saûn xuaát vaät lieäu vaø caáu kieän xaây döïng – Nguyeãn Hoàng Ngaân – NXB Ñaïi Hoïc Quoác Gia TPHCM Tính toaùn thieát keá heä daãn ñoäng cô khí – Trònh Chaát – Leâ Vaên Uyeån- NXB Giaùo Duïc Chi tieát maùy – Nguyeãn Höõu Loäc – NXB Ñaïi Hoïc Quoác Gia TPHCM Atlas maùy xaây döïng