Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Băng Tải - Đồ Án ME3139

Đồ án nghiên cứu Me3139 đồ án trục vít bánh răng, thiết kế chi tiết, tính toán kỹ thuật theo tiêu chuẩn, đánh giá tính khả thi dự án.

• Người hướng dẫn: Thầy Thân Trọng Khánh Đạt
• Trường học: Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Cơ Khí
• Đề tài: Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Băng Tải
• Loại tài liệu: Đồ Án
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN - PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
• 1.1. Tính chọn công suất động cơ điện
• 1.2. Phân phối tỉ số truyền
• 1.3. Bảng thông số
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN
• 3.1. Tính toán các bộ truyền xích ngoài
• 3.2. Chọn loại xích
• 3.3. Tính toán các thông số và kiểm nghiệm
• 3.4. Thông số bộ truyền xích
• 3.5. Tính toán các bộ truyền trong hộp giảm tốc
• 3.6. Thông số kỹ thuật
• 3.7. Truyền động bánh răng
• 3.7.1. Chọn vật liệu
• 3.7.2. Tính toán thông số và kiểm định
• 3.7.3. Bảng thông số bộ truyền
• 3.8. Truyền động trục vít
• 3.8.1. Chọn vật liệu
• 3.8.2. Tính toán thông số và kiểm định
• 3.8.3. Xác định kích thước hình học của bộ truyền
• 3.8.4. Tính nhiệt truyền động trục vít
• 3.9. Kiểm nghiệm điều kiện bôi trơn ngâm dầu
• 4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ TRỤC - THEN - Ổ LĂN - NỐI TRỤC
• 4.1. Tính toán thiết kế trục và then
• 4.2. Chọn vật liệu
• 4.3. Xác định sơ bộ đường kính trục
• 4.4. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• LỜI CÁM ƠN

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Băng Tải

Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải là một phần quan trọng trong ngành cơ khí, đặc biệt trong các ứng dụng công nghiệp. Hệ thống này không chỉ giúp vận chuyển hàng hóa một cách hiệu quả mà còn tối ưu hóa quy trình sản xuất. Việc hiểu rõ về cấu trúc và nguyên lý hoạt động của hệ thống băng tải là cần thiết để đảm bảo hiệu suất và độ bền của thiết bị.

1.1. Định Nghĩa Hệ Thống Dẫn Động Băng Tải

Hệ thống dẫn động băng tải là một cơ cấu sử dụng để vận chuyển vật liệu từ điểm này đến điểm khác. Nó bao gồm các thành phần như động cơ, băng tải, và các bộ truyền động khác.

1.2. Lợi Ích Của Hệ Thống Băng Tải Trong Công Nghiệp

Hệ thống băng tải giúp giảm thiểu sức lao động, tăng năng suất và đảm bảo an toàn cho người lao động. Nó cũng giúp tiết kiệm thời gian và chi phí trong quá trình sản xuất.

II. Các Vấn Đề Thách Thức Trong Thiết Kế Hệ Thống Băng Tải

Trong quá trình thiết kế hệ thống băng tải, nhiều thách thức có thể phát sinh. Những vấn đề này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và độ bền của hệ thống. Việc nhận diện và giải quyết kịp thời các vấn đề này là rất quan trọng.

2.1. Tính Toán Công Suất Động Cơ Điện

Công suất động cơ điện là yếu tố quyết định đến khả năng vận hành của hệ thống băng tải. Việc tính toán chính xác công suất cần thiết giúp đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả.

2.2. Phân Phối Tỉ Số Truyền Trong Hệ Thống

Phân phối tỉ số truyền là một yếu tố quan trọng trong thiết kế. Nó ảnh hưởng đến tốc độ và mô-men xoắn của hệ thống, từ đó quyết định đến hiệu suất làm việc.

III. Phương Pháp Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Băng Tải

Có nhiều phương pháp khác nhau để thiết kế hệ thống băng tải. Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng, tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng.

3.1. Thiết Kế Các Bộ Truyền Động

Thiết kế các bộ truyền động là bước quan trọng trong quá trình thiết kế hệ thống băng tải. Các bộ truyền động như xích, bánh răng, và trục vít cần được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu suất.

3.2. Chọn Vật Liệu Cho Các Thành Phần

Việc chọn vật liệu cho các thành phần của hệ thống băng tải ảnh hưởng lớn đến độ bền và tuổi thọ của thiết bị. Các vật liệu cần phải đáp ứng được yêu cầu về độ cứng và khả năng chịu tải.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Hệ Thống Băng Tải

Hệ thống băng tải được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Từ sản xuất, chế biến thực phẩm đến vận chuyển hàng hóa, hệ thống này đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất.

4.1. Ứng Dụng Trong Ngành Sản Xuất

Trong ngành sản xuất, hệ thống băng tải giúp vận chuyển nguyên liệu và sản phẩm một cách nhanh chóng và hiệu quả, giảm thiểu thời gian chờ đợi.

4.2. Ứng Dụng Trong Ngành Chế Biến Thực Phẩm

Hệ thống băng tải trong ngành chế biến thực phẩm cần phải đáp ứng các tiêu chuẩn vệ sinh nghiêm ngặt, đảm bảo an toàn cho sản phẩm.

V. Kết Luận Về Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Băng Tải

Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải là một quá trình phức tạp nhưng cần thiết trong ngành công nghiệp hiện đại. Việc hiểu rõ các yếu tố ảnh hưởng đến thiết kế sẽ giúp cải thiện hiệu suất và độ bền của hệ thống.

5.1. Tương Lai Của Hệ Thống Băng Tải

Với sự phát triển của công nghệ, hệ thống băng tải sẽ ngày càng được cải tiến về hiệu suất và tính năng, đáp ứng tốt hơn nhu cầu của ngành công nghiệp.

5.2. Những Xu Hướng Mới Trong Thiết Kế

Xu hướng sử dụng vật liệu nhẹ và công nghệ tự động hóa trong thiết kế hệ thống băng tải đang ngày càng phổ biến, giúp nâng cao hiệu quả và giảm chi phí sản xuất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN - PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN. Tính chọn công suất động cơ điện. Phân phối tỉ số truyền.

Bảng thông số. THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN. Tính toán các bộ truyền xích ngoài. Chọn loại xích.

Tính toán các thông số và kiểm nghiệm. Bảng thông số bộ truyền xích. Tính toán các bộ truyền trong hộp giảm tốc. Thông số kỹ thuật.

Truyền động bánh răng. Truyền động trục vít. Kiểm nghiệm điều kiện bôi trơn ngâm dầu. THIẾT KẾ TRỤC - THEN - Ổ LĂN - NỐI TRỤC.

Tính toán thiết kế trục và then. Chọn vật liệu. Xác định sơ bộ đường kính trục. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực.

Tính toán trục. Chọn và kiểm nghiệm then. Tính toán và kiểm nghiệm độ bền trục. Chọn ổ lăn và nối trục.

THÂN MÁY, BULONG VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC. Xác định các kích thước cơ bản của vỏ hộp. Các chi tiết khác. DUNG SAI LẮP GHÉP.

TÀI LIỆU THAM KHẢO. LỜI CÁM ƠN Trong nền kinh tế hiện nay ngành công nghiệp phát triển mạnh. Công nghiệp hóa hiện đại hóa nền kính tế. Trong đó ngành cơ khí được xem là ngành chủ lực của nền công nghiệp.

Đối với sinh viên ngành cơ khí sau khi ra trường được trang bi đầy đủ kiến thức để góp phần xây dựng nền kinh tế nước nhà ngày càng phát triển mạnh. Nhất là ngành công nghiệp, trong xu thế công nghiệp hóa hiện đại hóa như hiện nay. Đối với em là sinh viên khoa cơ khí trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh đang học tập tại trường. Được sự tận tình chỉ bảo của các thầy cô đã cung cấp cho em rất nhiều kiến thức nền tảng để giúp ích cho tương lai bản thân cũng như mong muốn có thể góp phần vào nền công nghiệp của nước nhà.

Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Thầy Thân Trọng Khánh Đạt, người đã hướng dẫn, tận tình chỉ bảo và luôn sẵn lòng giúp đỡ chúng tôi trong suốt quá trình thực hiện đồ án này. Em hiểu rằng đồ án còn nhiều hạn chế cũng về nhiều mặt và rất mong nhận được sự góp ý chỉ bảo của quý thầy cô bảo vệ và thầy Thân Trọng Khánh Đạt để đồ án được hoàn thiện hơn. CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN - PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 2. Tính chọn công suất động cơ điện Chọn động cơ xoay chiều, ba pha, không đồng bộ kiểu ngắn mạch 1.1 Công suất tương đương của động cơ                   Với    kW 1.

Hiệu suất của bộ truyền Khớp nối đàn hồi : =1 Bánh răng trụ : =0,97 Bộ truyền vít : =0,84 Bộ truyền xích (để hở) : =0,93 Ổ lăn : =0,99 Vậy hiệu suất truyền động:         1. Công suất cần thiết và số vòng quay của động cơ điện a. Công suất cần thiết    kW  b. Số vòng quay sơ bộ Trên trục công tác    vg/ph   Tỉ số truyền sơ bộ    Với: Tỉ số bộ truyền ux =2,5 xích: Tỉ số hộp giảm tốc: uhgt =51 Số vòng quay sơ bộ của động cơ    vg/ph  Chọn số vòng quay đồng bộ nđb = 3000 vg/ph 4 1.

Chọn động cơ Theo động phụ lục I [1], ta chọn động cơ có các thông số sau: Công suất Vận tốc quay   Kiểu động cơ kW Vg/ph 4A112M2Y3 7,5 2922 0,88 87,5 2,2 2,0 2. Phân phối tỉ số truyền Tỉ số truyền thực sau khi chọn động cơ    Chọn: ux = 2,5 và uh = 51,4076 Tính tỉ số truyền ở trục vít        (2.1) Theo công thức (1.1) ta chọn được u1 = 2,235 và u2 = 23 Tính số vòng quay trên các trục ndc = 2922 (vg/ph) = n I nII =   vg/ph nIII =   vg/ph nIV =   vg/ph Tính công suất trên các trục PIII =    kW     PII =   kW  PI =   kW   5 Pđc =   kW   Momen xoắn:  Tđc =  Nmm TI =  Nmm TII =  Nmm TIII =  Nmm TIV =  Nmm 2. Bảng thông số Trục Động cơ I II III IV Thông số Tỉ số truyền ukn = 1 u1 = 2,235 u2 = 23 ux = 2,5 Số vòng quay 2922 2922 1307,383 56,839 22,736 (vg / ph) Công suất 6,766 6,699 6,433 5,404 4,975 (kW) Momen xoắn 22113,381 21894,405 46990,935 907971,639 2089692,558 (N.mm) 6 CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 3.

Tính toán các bộ truyền xích ngoài 3. Chọn loại xích  Chọn xích con lăn  Công suất truyền  kW  Số vòng quay  vg/ph  Tỉ số truyền  3. Tính toán các thông số và kiểm nghiệm a Chọn số răng đĩa xích  Số răng đĩa xích nhỏ:      răng  Số răng đĩa xích lớn:    răng b Xác định bước xích  Hệ số điều kiện sử dụng:  Với:  : Góc nhỏ hơn 600  : Khoảng cách trục a = (30 … 50).p  : Điều chỉnh bằng đĩa căng hoặc con lăn căng xích  : Bôi trơn tốt, nhỏ giọt, v < 4 m/s  : Tải trọng va đập nhẹ  : Làm việc 2 ca Vậy hệ số    Hệ số răng:     Hệ số số vòng quay   Tra bảng 5.5 [1], ta chọn được  m/s Vậy   7  Tính công suất tính toán  Với:  W  : Xích 1 dãy    Vậy   kW  Tra bảng 5.5 [1], ta chọn Bước xích:  mm Đường kính chốt:  mm Chiều dài ống:  mm  Thỏa điều kiện biên     kW  Theo bảng 5.5 [1], ta chọn số vòng quay tới hạn tương ứng bước xích 38,1mm là  , nên điều kiện  được thỏa. c Vận tốc trung bình v của xích      d Lực vòng có ích    e Tính toán kiểm nghiệm bước xích      Vậy khi  thỏa mãn điều kiện trên.

f Xác định khoảng cách trục sơ bộ và số mắt xích  Ta chọn sơ bộ khoảng cách trục   .  Số mắt xích x:               Tính lại khoảng cách trục: 8                                        Để xích không chịu lực căng quá lớn, khoảng cách trục a tính cần được giảm bớt một lượng  :    Vậy khoảng cách trục    g Kiểm tra số lần va đập của xích trong 1s      Tra bảng 5.9[1], ta chọn [i] = 20        h Kiểm nghiệm bộ truyền xích  Hệ số an toàn s  (3.1)   Với: Q = 127(kN) : Tải trọng phá hủy, tra theo bảng 5.2[1]  : Hệ số tải trọng động (tải va đập nhẹ)  (N) : Lực vòng : Lực căng do trọng lượng nhánh xích bị    động sinh ra (N)  : Lực căng do trọng trường nhánh xích bị   động (N)  : Khối lượng 1 mét xích được tra từ bảng 5.2[1]  : Hệ số phụ thuộc độ võng ( bộ truyền nằm ngang ) Do đó ta có      Theo bảng 5. Vậy    , nên bộ truyền đủ bền.  Hệ số tiếp xúc: 9      (3.2) Với:  : Hệ số kể đến ảnh hưởng của số răng đĩa xích, phụ thuộc z (z= 24)  : Hệ số tải trọng động, tra bảng 5.6[1]  : Hệ số phân bố không đều tải trọng (xích 1 dãy)  : Diện tích chiếu của bản lề, tra bảng 5.12[1] (mm2)   : Lực va đập trên m dãy xich (m = 1    dãy xích) (N)   : Modun đàn hồi (MPa)  Do đó,       Như vậy dùng Gang xám CH 28-48 tôi đạt độ rắn bề mặt HB429 sẽ đạt được ứng suất tiếp xúc cho phép    , đảm bảo được độ bền tiếp xúc cho răng dĩa 1.

Tương tự cho dĩa 2 (với cùng vật liệu và nhiệt luyện). i Thông số bộ truyền xích  Đường kính đĩa xích:                                                                                                   10 Với:      ( tra bảng5.  Lực tác dụng lên trục:    Với  (bộ truyền nghiêng một góc nhỏ hơn ). Bảng thông số bộ truyền xích Giá trị Thông số Kí hiệu Bánh dẫn Bánh bị dẫn 1) Bước xích; mm 38,1 2) Số răng dĩa xích 24 60 3) Đường kính vòng chia; mm 292 728 4) Đường kính vòng đỉnh; mm 308,5 746 5) Đường kính vong đáy; mm 269,5 705,5 6) Khoảng cách trục; mm 1508,5 7) Số mắt xích 122 8) Bán kính đáy; mm 11.

Tính toán các bộ truyền trong hộp giảm tốc 3. Thông số kỹ thuật  Thời gian phục vụ: L = 5 năm.  Quay 1 chiều, tải va đập nhẹ, 348 ngày/năm, 2 ca/ngày, 8 tiếng/ca.  Cặp bánh răng cấp nhanh ( bánh răng trụ):  Công suất trên bánh dẫn:  kW  Tỷ số truyền:   Số vòng quay trục dẫn:   Momen xoắn T trên trục dẫn:   Cặp bánh răng cấp chậm (trục vít):  Tỷ số truyền:   Công suất trên trục dẫn:   Số vòng quay trục dẫn:   Momen xoắn T trên trục dẫn:   Công suất trên bánh dẫn:   Số vòng quay trên bánh dẫn:  11  Momen xoắn T trên bánh dẫn:  3.

Truyền động bánh răng a Chọn vật liệu  Do công suất của 2 bánh răng nhỏ, và không có yêu cầu gì đặc biệt và theo thông nhất trong thiết kế, thuận tiện trong việc gia công chế tạo do đó chọn vật liệu nhóm 1 có độ rắn HB  350.