Nghiên Cứu Thiết Kế Hệ Thống Băng Tải Xích Tự Động Cào Tro Xỉ Trong Nhà Máy Nhiệt Điện

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BĂNG TẢI XÍCH TỰ ĐỘNG CÀO TRO XỈ CỦA LÒ HƠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CHẠY THAN

1.1. Mô tả hệ thống thuyền xỉ trong nhà máy nhiệt điện đốt than

1.2. Các loại xích kéo trong hệ thống xích tải cào

1.3. Các loại băng tải cào

1.4. Các loại bánh xích

1.5. Con lăn điều hướng

1.6. Bộ thống số cho trước

1.7. Kết luận chương một

2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XÍCH TẢI

2.1. Tải trọng tác dụng lên xích và phương pháp tính xích

2.2. Tính toán xích kéo

2.3. Lực căng xích tối thiểu trên nhánh có tải

2.4. Tính toán lực căng theo chu tuyến

2.5. Lựa chọn loại xích kéo

2.6. Tính chiều dài và số mắt xích yêu cầu

2.7. Các chi tiết nối xích

2.8. Kết luận chương hai

3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN BÁNH XÍCH DẪN ĐỘNG VÀ CỤM CON LĂN ĐỔI HƯỚNG

3.1. Các thông số của bánh xích

3.1.1. Số răng bánh xích

3.1.2. Đường kính vòng chia của bánh xích

3.1.3. Chiều dày vành răng

3.1.4. Biên dạng răng và các thông số khác

3.2. Tải trọng tác dụng và ứng suất trên răng bánh xích

3.3. Các thông số của cụm con lăn đổi hướng

3.3.1. Đường kính vòng chia của bánh xích

3.3.2. Kích thước rãnh con lăn đổi hướng

3.4. Kết cấu phần may ơ lắp con lăn đổi hướng

3.5. Kết luận chương ba

4. CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRỤC, BĂNG CÀO VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG

4.1. Sơ đồ kết cấu trục dẫn động

4.2. Tính phản lực và biểu đồ mô men

4.3. Thiết kế trục dẫn động

4.3.1. Tính chọn đường kính và chiều dài các đoạn trục

4.3.2. Tính mối ghép trục với chi tiết đĩa xích và khớp nối

4.4. Tính toán kiểm nghiệm

4.4.1. Tính kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi

4.4.2. Tính kiểm nghiệm trục theo độ bền tĩnh

4.4.3. Tính kiểm nghiệm trục về độ cứng

4.5. Tính toán thiết kế băng cào

4.5.1. Tính toán thông số để thiết kế

4.5.2. Tính kiểm nghiệm độ bền của băng cào

4.6. Tính toán thiết kế các chi tiết liên kết giữa băng cào và xích

4.6.1. Tải trọng tác dụng và sơ đồ tính

4.6.2. Kích thước của tai liên kết và tính kiểm nghiệm độ bền

4.6.3. Tính kiểm nghiệm tai liên kết bằng phương pháp phần tử hữu hạn

4.7. Hệ thống điều khiển tự động

4.7.1. Nguyên lý làm việc

4.7.2. Thiết kế hệ thống điều khiển

4.7.3. Sơ đồ thuật toán điều khiển hệ thống

4.8. Kết luận chương bốn

KẾT LUẬN CỦA LUẬN VĂN

I. Tổng Quan Hệ Thống Băng Tải Xích Cào Tro Xỉ Giới Thiệu

Hệ thống băng tải xích cào được sử dụng rộng rãi để vận chuyển liên tục vật liệu rời. Cấu tạo chung bao gồm xích kéo (bộ phận kéo), đĩa xích dẫn động, và các băng cào gắn trên xích. Băng cào gạt vật liệu, tạo dòng di chuyển theo máng, qua con lăn đổi hướng để vận chuyển lên cao và ra ngoài. Trạm căng xích đảm bảo lực căng cần thiết, tránh nghiêng băng cào. Hệ thống này đặc biệt quan trọng trong nhà máy nhiệt điện để vận chuyển tro xỉ. Luận văn này tập trung vào việc nghiên cứu băng tải để làm chủ công nghệ.

1.1. Nguyên Lý Hoạt Động Hệ Thống Vận Chuyển Tro Xỉ

Năng lượng từ động cơ truyền qua hộp giảm tốc đến trục dẫn động xích kéo thông qua khớp nối và đĩa xích. Khi trục quay, đĩa xích quay theo, kéo xích chuyển động, đưa vật liệu đi. Trong hệ thống xích tải thuyền xỉ, tro xỉ đáy lò được vận chuyển dọc máng ngập nước để làm nguội, sau đó nghiêng lên cao để tách nước, rồi đưa vào máy nghiền xỉ. Nhánh xích không tải quay trở lại dọc theo máng khô.

1.2. Ứng Dụng Băng Tải Xích Tự Động Trong Công Nghiệp

Hệ thống băng tải xích tự động không chỉ giới hạn trong nhà máy nhiệt điện. Chúng có thể được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, từ khai thác mỏ đến chế biến thực phẩm, ở bất cứ đâu cần vận chuyển vật liệu rời số lượng lớn một cách liên tục. Thiết kế linh hoạt cho phép thích ứng với nhiều loại vật liệu và điều kiện môi trường.

II. Thách Thức Vấn Đề Thiết Kế Băng Tải Xích Cào Tro Xỉ

Việc thiết kế hệ thống băng tải xích trong nhà máy nhiệt điện đối mặt với nhiều thách thức. Nhiệt độ cao của tro xỉ, môi trường ăn mòn, và yêu cầu vận hành liên tục đòi hỏi vật liệu và thiết kế phải đặc biệt. Các hệ thống nhập khẩu thường đắt đỏ và khó bảo trì. Nghiên cứu này hướng đến việc giải quyết các vấn đề này, tạo ra một giải pháp thiết kế băng tải xích hiệu quả và bền vững.

2.1. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Tuổi Thọ Băng Tải Xích

Nhiệt độ, độ ẩm, thành phần hóa học của tro xỉ và tải trọng tác động là những yếu tố chính ảnh hưởng đến tuổi thọ băng tải. Việc lựa chọn vật liệu băng tải phù hợp, áp dụng các biện pháp bảo vệ chống ăn mòn, và thiết kế hệ thống bôi trơn hiệu quả là rất quan trọng.

2.2. Tối Ưu Hóa Hiệu Quả Năng Lượng Hệ Thống Băng Tải

Việc giảm thiểu ma sát trong hệ thống, lựa chọn động cơ và hộp giảm tốc phù hợp, và điều khiển tốc độ băng tải theo tải trọng thực tế là những cách để tối ưu hóa hiệu quả năng lượng. Việc sử dụng các vật liệu nhẹ hơn cho băng cào cũng có thể giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ.

2.3. An Toàn Trong Vận Hành Bảo Trì Băng Tải Xích

An toàn băng tải là yếu tố hàng đầu. Các biện pháp an toàn như che chắn các bộ phận chuyển động, trang bị hệ thống dừng khẩn cấp, và đào tạo nhân viên vận hành là bắt buộc. Lịch trình bảo trì băng tải định kỳ cũng cần được tuân thủ nghiêm ngặt.

III. Phương Pháp Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Xích Tải Cào

Việc tính toán tải trọng, lực căng xích, lựa chọn loại xích phù hợp, và thiết kế bánh xích là những bước quan trọng trong thiết kế hệ thống băng tải xích tự động. Cần phân tích điều kiện làm việc để thiết lập biểu thức tính toán thiết kế và lựa chọn hệ thống xích kéo phù hợp, cũng như các đầu nối xích.

3.1. Tính Toán Lực Căng Xích Tải Trọng Tác Dụng

Việc tính toán chính xác lực căng xích và tải trọng tác dụng là chìa khóa để đảm bảo độ bền của hệ thống. Cần xem xét trọng lượng vật liệu, ma sát, góc nghiêng, và các yếu tố khác để xác định lực căng tối đa và tối thiểu.

3.2. Lựa Chọn Vật Liệu Kích Thước Xích Phù Hợp

Việc sử dụng mô phỏng hệ thống băng tải bằng phần mềm chuyên dụng giúp đánh giá hiệu quả thiết kế và tối ưu hóa các thông số vận hành. Mô phỏng có thể dự đoán được ứng suất, biến dạng, và tuổi thọ của các bộ phận.

IV. Thiết Kế Bánh Xích Con Lăn Đổi Hướng Cho Băng Tải

Bánh xích và con lăn đổi hướng đóng vai trò quan trọng trong việc dẫn hướng và truyền lực cho xích. Việc thiết kế bánh xích và con lăn cần đảm bảo ăn khớp chính xác với xích, giảm thiểu ma sát, và chịu được tải trọng cao. Cần tính toán, thiết kế kết cấu bánh xích và cụm con lăn đổi hướng trên hệ thống băng tải tro xỉ.

4.1. Các Thông Số Quan Trọng Của Bánh Xích Dẫn Động

Số răng, đường kính vòng chia, chiều dày vành răng, và biên dạng răng là những thông số quan trọng cần được tính toán kỹ lưỡng. Biên dạng răng cần được thiết kế để giảm thiểu mòn và đảm bảo ăn khớp êm ái với xích.

4.2. Thiết Kế Cụm Con Lăn Đổi Hướng Kết Cấu Mayơ

Đường kính vòng chia, kích thước rãnh con lăn, và kết cấu mayơ là những yếu tố cần được xem xét. Mayơ cần được thiết kế để lắp cố định hoặc lồng không trên trục, tùy thuộc vào yêu cầu của hệ thống. Kết cấu chịu lực phải đảm bảo, sử dụng vật liệu tốt.

4.3. Vật Liệu Chế Tạo Bánh Xích Con Lăn Chịu Mài Mòn

Vật liệu cần có độ cứng cao, khả năng chịu mài mòn tốt, và chịu được tải trọng va đập. Thép hợp kim và gang là những lựa chọn phổ biến. Vật liệu cần có khả năng chịu nhiệt tốt.

V. Thiết Kế Trục Băng Cào Hệ Thống Điều Khiển Tự Động

Trục dẫn động, băng cào, và hệ thống điều khiển tự động là những thành phần quan trọng để đảm bảo vận hành hiệu quả của hệ thống băng tải cào. Việc thiết kế các thành phần này cần đảm bảo độ bền, độ tin cậy, và khả năng tự động hóa cao. Cần tính toán thiết kế, kiểm nghiệm hệ thống trục dẫn động và các băng cào.

5.1. Tính Toán Thiết Kế Trục Dẫn Động Chịu Tải Trọng Lớn

Cần tính toán phản lực, vẽ biểu đồ mô men, và lựa chọn vật liệu phù hợp. Mối ghép trục với đĩa xích và khớp nối cũng cần được thiết kế cẩn thận để đảm bảo truyền lực hiệu quả.

5.2. Thiết Kế Băng Cào Kiểm Nghiệm Độ Bền Vật Liệu

Cần tính toán thông số thiết kế, lựa chọn vật liệu phù hợp, và kiểm nghiệm độ bền của băng cào. Các chi tiết liên kết giữa băng cào và xích cũng cần được thiết kế cẩn thận.

5.3. Tự Động Hóa Hệ Thống Băng Tải Xích Cào Tro Xỉ

Hệ thống điều khiển tự động giúp tăng hiệu quả vận hành, giảm thiểu sự can thiệp của con người, và đảm bảo an toàn. Hệ thống có thể bao gồm các cảm biến, bộ điều khiển PLC, và hệ thống truyền động.

VI. Ứng Dụng Thực Tế Đánh Giá Hiệu Quả Hệ Thống Mới

Sau khi thiết kế, cần tiến hành xây dựng mô hình thử nghiệm hoặc ứng dụng thực tế để đánh giá hiệu quả của hệ thống băng tải xích tự động mới. Dữ liệu thu thập được sẽ được sử dụng để tối ưu hóa thiết kế và cải thiện hiệu suất. Từ đó, có thể ứng dụng rộng rãi vào các nhà máy nhiệt điện

6.1. Phân Tích Kết Quả Vận Hành So Sánh Với Hệ Thống Cũ

So sánh các chỉ số như năng suất, hiệu quả năng lượng, độ bền, và chi phí bảo trì để đánh giá ưu điểm của hệ thống mới. Tìm ra các vấn đề cần cải thiện.

6.2. Đề Xuất Giải Pháp Cải Tiến Tối Ưu Hóa Thiết Kế

Dựa trên kết quả đánh giá, đề xuất các giải pháp để cải thiện thiết kế, lựa chọn vật liệu, và điều khiển hệ thống. Tiếp tục nghiên cứu băng tải công nghiệp để ứng dụng hiệu quả nhất.

Nghiên Cứu Thiết Kế Hệ Thống Băng Tải Xích Tự Động Cào Tro Xỉ Của Lò Hơi Chạy Than