Tính toán thiết kế hệ thống cơ khí cho băng tải để vận chuyển đá răm
Đồ án kỹ thuật môn Kỹ thuật cơ khí
---
Đại học Thái Nguyên
Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT
Số: 07-2011
- Sinh viên thiết kế:
- Lớp:
- Ngành:
- Giáo viên hướng dẫn:
- Ngày giao đề tài:
- Ngày hoàn thành:
- Tên đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống cơ khí cho băng tải để vận chuyển đá răm.
- Số liệu đầu vào:
- Năng suất vận chuyển: 200 tấn/giờ;
- Chiều cao nâng: 10 mét;
- Chiều dài băng tải: 150 mét;
- Các yêu cầu nội dung:
- Xác định các thông số cơ bản của băng tải;
- Tính chọn hộp giảm tốc theo tiêu chuẩn;
- Tính thiết kế bộ truyền ngoài hộp và khớp nối;
- Tính thiết kế một vài chi tiết trong hệ thống (do giáo viên chỉ định);
- Các bản vẽ thiết kế:
- Bản vẽ chung hệ thống, bao gồm hộp giảm tốc;
- Bản vẽ hộp giảm tốc, có các thông số kích thước để xác định không gian, kích thước và chế độ lắp với các chi tiết ngoài hộp và bố trí bu lông nền;
- Bản vẽ chế tạo các chi tiết đã tính toán.
Giáo viên hướng dẫn:
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Trang: 1
Lớp: LT09CCM04
---
LỜI NÓI ĐẦU
Trong công cuộc xây dựng đất nước, ngành cơ khí nói chung và ngành cơ khí chế tạo máy nói riêng là một ngành then chốt trong nền kinh tế quốc dân. Phạm vi sử dụng của ngành chế tạo máy rất rộng rãi. Ngành chế tạo máy là nền tảng của công nghiệp chế tạo máy. Trong sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, muốn có những tiến bộ vượt bậc thì không thể không coi trọng ngành này.
Với các kiến thức đã được trang bị, nay em được giao đề tài đồ án kỹ thuật "Thiết kế trạm dẫn động băng tải vận chuyển đá răm". Băng tải là thiết bị vận chuyển có nhiều tính năng ứng dụng vào các dây chuyền sản xuất, vận chuyển nguyên liệu, bán thành phẩm và thành phẩm. Đây là loại thiết bị vận chuyển tĩnh tại có khả năng vận chuyển sản phẩm xa tới hàng trăm mét và lên cao tới hàng chục mét. Chi phí cho vận chuyển so với tất cả các loại thiết bị vận chuyển tĩnh tại (kể cả lưu động) là một trong những loại có chi phí vận chuyển thấp nhất.
Với đề tài đồ án kỹ thuật "Thiết kế trạm dẫn động băng tải vận chuyển đá răm" mà em được giao, mang lại cho em nhiều điều bổ ích, giúp em phần nào củng cố thêm được kiến thức đã tích lũy trong mấy năm học vừa qua. Trong thời gian làm đồ án, được sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo: TS. Nguyễn Văn D và các thầy cô giáo trong bộ môn, cùng với sự nỗ lực cố gắng của bản thân đến nay đồ án của em đã được hoàn thành. Tuy nhiên, với kiến thức còn hạn chế, tài liệu tham khảo còn thiếu cho nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong dưới sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn, đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày ... tháng ... năm 2011
Sinh viên:
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Trang: 2
Lớp: LT09CCM04
---
PHẦN 1: GIỚI THIỆU SƠ BỘ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
1.1 Giới thiệu hệ dẫn động băng tải
Đặc điểm của hệ dẫn động băng tải
Hệ dẫn động băng tải là một loại máy được dùng khá rộng rãi trong nhà máy, công trường có đặc điểm là số lượng vận chuyển lớn, kết cấu đơn giản, sửa chữa thuận tiện, linh kiện tiêu chuẩn hóa, được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, có thể dùng để vận chuyển, dây chuyền sản xuất, công trình xây dựng, trạm thủy điện và bến càng vv, phòng sản xuất trong khai thác mỏ, luyện kim, hóa chất, đúc, vật liệu xây dựng, vv, có thể vận chuyển vật liệu rời hoặc vật phẩm thành kiện, đáp ứng các yêu cầu dây chuyền sản xuất và hình thức phân bố và căn cứ yêu cầu công nghệ vận chuyển, có thể thiết kế một máy vận chuyển, cũng có thể kết hợp nhiều băng tải cao su hoặc cầu hành với thiết bị băng chuyền khác hoặc hệ thống băng tải ngang hoặc băng tải nghiêng, để thực hiện tính liên tục và tự động hóa trong khâu sản xuất, nâng cao năng suất và giảm bớt cường độ lao động.
Băng tải làm việc được nhờ lực ma sát giữa bề mặt đai và tang dẫn, một băng tải thường được cấu tạo bởi ba bộ phận chính: động cơ truyền lực và mô men xoắn, hộp giảm tốc và băng tải. Hộp giảm tốc thường dùng cho băng tải là hộp giảm tốc bánh răng trụ một, hai cấp, bánh vít – trục vít, bánh răng – trục vít.
Ưu nhược điểm của hệ dẫn động băng tải
Băng tải cấu tạo đơn giản, bền, có khả năng vận chuyển vật liệu theo hướng nằm ngang, nằm nghiêng (hay kết hợp cả hai) với khoảng cách lớn, làm việc êm, năng suất tiêu hao không lớn. Nhưng băng tải còn có một số hạn chế như: tốc độ vận chuyển không cao, độ nghiêng băng tải nhỏ ( < 240), không vận chuyển được theo hướng đường cong.
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Trang: 3
Lớp: LT09CCM04
---
1.2 Cấu tạo chung của hệ dẫn động băng tải
Hình 1.4 Cấu trúc một hệ băng tải
- Tail pulley: pu-ly bị động
- Feed chute: máng cấp vật phẩm
- Loading skirt: vùng cấp vật phẩm lên băng tải
- Tripper: Cơ cấu gạt vật phẩm
- Head pulley and drive: Pu ly dẫn động
- Discharge chute: máng nhận vật phẩm
- Snub and bend pulley: puly căng và dẫn hướng băng tải
- Return idler: con lăn nhánh quay về (nhánh không làm việc)
- Carrying idler: con lăn ở nhánh mang tải
- Troughing carrying idler: con lăn tạo máng
Góc máng (Trough angle). Có thể bố trí dây băng tải nằm ngang (Flat belt), tương tự như bộ truyền đai dẹt. Tuy nhiên, người ta thường sử dụng thêm các con lăn đặt nghiêng (con lăn máng – Troughing idlers) để uốn dây băng tải thành dạng máng lõm, nhằm vận chuyển vật phẩm được ổn định hơn.
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Trang: 4
Lớp: LT09CCM04
---
Hình 1.5 Tạo dạng máng cho băng tải bằng các con lăn máng
Hình 1.6 Con lăn phẳng và các con lăn máng
Góc độ
Khi vật phẩm được đổ thành đống, góc đỉnh đống vật liệu được gọi là góc mái (Surcharge angle). Góc mái khi vận chuyển nhỉnh hơn so với khi đứng yên.
Hình 1.7 Góc mái của đống vật phẩm
1.2 Mục tiêu thiết kế
Hiện nay nhiều nước trên thế giới có nền công nghiệp phát triển đã tự thiết kế và chế tạo băng tải có năng suất cao để sử dụng hoặc xuất khẩu. Chúng ta đã phải nhập nhiều loại băng tải của nhiều nước trên thế giới để dùng trong công nghiệp mỏ như Liên Xô, Ba Lan, Trung Quốc... Vì vậy việc thiết kế và chế tạo băng tải trong nước là một nhu cầu cần thiết.
Băng tải chế tạo ra phải đảm bảo các thông số đầu vào, các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật cũng như khả năng làm việc trong thời gian nhất định.
Mục tiêu thiết kế băng tải trong đồ án: Tính toán thiết kế hệ thống cơ khí cho băng tải để vận chuyển đá răm.
Các số liệu ban đầu như sau:
- Năng suất vận chuyển: 200 tấn/giờ
- Chiều dài băng tải: 150m
- Chiều cao nâng: 10m
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Trang: 5
Lớp: LT09CCM04
---
PHẦN II: T
ÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ
2.1 Lựa chọn phương án thiết kế
2.1.1 Chọn loại băng tải
Để lựa chọn phương án thiết kế, ta phải căn cứ vào các đặc tính kỹ thuật và tính chất làm việc của băng tải. Có nhiều loại băng tải như băng tải dây cao su, băng tải dây thép, băng tải xích, băng tải cấp liệu...
Trong các phương án trên, băng tải cao su được lựa chọn cho đề tài vì khả năng làm việc linh hoạt, độ bền cao, giá thành hợp lý và dễ bảo dưỡng.
2.1.2 Chọn hệ thống dẫn động
Hệ thống dẫn động bao gồm động cơ điện, hộp giảm tốc và các cơ cấu truyền động như dây đai, xích hay bánh răng.
Hộp giảm tốc thường dùng là hộp giảm tốc bánh răng trụ một cấp hoặc hai cấp.
Động cơ điện được chọn có công suất phù hợp với yêu cầu truyền động, đảm bảo đủ mô-men xoắn và hiệu suất cao.
- **Tốc độ băng tải (v):** Được tính toán dựa trên yêu cầu vận chuyển và các thông số kỹ thuật khác.
2.1.4 Tính toán lực kéo băng tải
Lực kéo băng tải được tính dựa trên khối lượng vật liệu, chiều dài và chiều cao nâng.
2.1.5 Tính chọn động cơ và hộp giảm tốc
- **Động cơ:** Chọn loại động cơ có công suất phù hợp với yêu cầu công suất băng tải.
- **Hộp giảm tốc:** Chọn loại hộp giảm tốc phù hợp với yêu cầu truyền động, có khả năng chịu tải tốt và hiệu suất cao.
---
PHẦN III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG
3.1 Tính toán chi tiết hệ thống dẫn động
3.1.1 Tính toán công suất động cơ
Công suất động cơ được tính dựa trên lực kéo băng tải và tốc độ băng tải.
3.1.2 Tính toán tỷ số truyền của hộp giảm tốc
Tỷ số truyền của hộp giảm tốc được tính dựa trên tốc độ động cơ và tốc độ băng tải.
3.1.3 Chọn hộp giảm tốc
Dựa trên tỷ số truyền và yêu cầu công suất, chọn loại hộp giảm tốc phù hợp.
3.2 Thiết kế các chi tiết trong hệ thống
3.2.1 Thiết kế pu-ly và con lăn
- **Pu-ly:** Thiết kế pu-ly dẫn động và pu-ly bị động, đảm bảo khả năng truyền lực và độ bền.
- **Con lăn:** Thiết kế con lăn nhánh mang tải và con lăn nhánh không làm việc, đảm bảo khả năng chịu tải và độ bền.
3.2.2 Thiết kế khung băng tải
- **Khung băng tải:** Thiết kế khung băng tải đảm bảo độ cứng vững, khả năng chịu tải và dễ dàng lắp đặt.
---
PHẦN IV: BẢN VẼ THIẾT KẾ
4.1 Bản vẽ chung hệ thống
Bao gồm các thành phần chính của hệ thống như băng tải, hộp giảm tốc, động cơ và các chi tiết khác.
4.2 Bản vẽ hộp giảm tốc
Bao gồm các thông số kích thước, không gian lắp đặt và bố trí bu lông nền.
4.3 Bản vẽ chi tiết các thành phần
Bao gồm các chi tiết đã được tính toán như pu-ly, con lăn và khung băng tải.
---
KẾT LUẬN
Trong đồ án này, chúng ta đã thực hiện tính toán và thiết kế hệ thống cơ khí cho băng tải để vận chuyển đá răm. Hệ thống bao gồm các thành phần chính như băng tải cao su, động cơ điện, hộp giảm tốc và các chi tiết truyền động khác. Các tính toán và thiết kế đảm bảo đáp ứng các yêu cầu về năng suất vận chuyển, chiều dài và chiều cao nâng của băng tải.
Qua đồ án này, sinh viên có thể nắm vững các kiến thức về tính toán và thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, cũng như áp dụng vào thực tế sản xuất và công nghiệp.
---
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Sách giáo trình về thiết kế máy và hệ thống dẫn động cơ khí.
2. Các tài liệu và tiêu chuẩn về băng tải và hộp giảm tốc.
3. Các tài liệu hướng dẫn về thiết kế và tính toán chi tiết máy.
---
PHỤ LỤC
Các bản vẽ thiết kế và các tính toán chi tiết kèm theo.