CHƯƠNG 12: MÁY VẬN CHUYỂN LIÊN TỤC

Chia sẻ: Đỗ Hồng | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:17

Thêm vào BST

Báo xấu

586
lượt xem 147
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Máy vận chuyển liên tục là các loại máy móc dùng để vận chuyển vật liệu rời vụn, mà vật liệu vận chuyển tạo thành dòng liên tục hoặc từng quãng đều nhau theo một hướng nhất định. Máy vận chuyển liên tục làm việc ở các công đoạn trung gian nhằm chuyển tải các sản phẩm theo quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp, nhà máy.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: CHƯƠNG 12: MÁY VẬN CHUYỂN LIÊN TỤC

Ch¬ng 12 M¸y vËn chuyÓn liªn tôc 12.1. Nh÷ng vÊn ®Ò c¬ b¶n 12.1.1. C¸c lo¹i m¸y vËn chuyÓn liªn tôc 82
M¸y vËn chuyÓn liªn tôc lµ c¸c lo¹i m¸y mãc dïng ®Ó vËn chuyÓn vËt liÖu rêi vôn, mµ vËt liÖu vËn chuyÓn t¹o thµnh dßng liªn tôc hoÆc tõng qu·ng ®Òu nhau theo mét híng nhÊt ®Þnh. M¸y vËn chuyÓn liªn tôc lµm viÖc ë c¸c c«ng ®o¹n trung gian nh»m chuyÓn t¶i c¸c s¶n phÈm theo quy tr×nh c«ng nghÖ s¶n xuÊt cña xÝ nghiÖp, nhµ m¸y. Khi lµm viÖc ®éc lËp, m¸y chuyÓn liªn tôc lµm nhiÖm vô c¬ giíi ho¸ mét kh©u nÆng nhäc. M¸y vËn chuyÓn liªn tôc cã kh¶ n¨ng thay ®æi híng vËn chuyÓn vµ sö dông ® îc trong mäi ®Þa h×nh, kh«ng cÇn cã nÒn mãng v÷ng ch¾c, cã thÓ tù thay ®æi ®é dèc, vÞ trÝ dì t¶i, chÊt t¶i. Nh vËy a) c) d) b) e) f) g) H×nh 12-1. C¸c lo¹i m¸y vËn chuyÓn liªn tuc: a- B¨ng t¶i cao su, b- B¨ng b¶n, c- VÝt t¶i, d-B¨ng con l¨n, e- B¨ng chuyÒn l¾c, f- Guång t¶i, g- VËn chuyÓn b»ng khÝ nÐn m¸y vËn chuyÓn liªn tôc ®ãng vai trß quan träng trong d©y chuyÒn c¬ giíi ho¸, tù ®éng ho¸ s¶n xuÊt. C¸c m¸y lo¹i nµy cã thÓ l¾p ®Æt trong c¸c nhµ m¸y c¬ khÝ, nhµ m¸y thùc phÈm, xi m¨ng, trªn bÕn c¶ng, hÇm má, c¸c c«ng tr êng x©y dùng.v. .v. M¸y vËn chuyÓn liªn tôc rÊt ®a d¹ng, phô thuéc vµo môc ®Ých sö dông, chñng lo¹i vËt liÖu vËn chuyÓn, tÝnh chÊt c«ng nghÖ cña s¶n xuÊt mµ lùa chän m¸y vËn chuyÓn liªn tôc thÝch hîp v× vËy mçi lo¹i vËt liÖu cã yªu cÇu d©y chuyÒn riªng biÖt. 83
Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc, cã thÓ nèi dµi thªm hoÆc c¾t ng¾n thiÕt bÞ cho phï hîp víi ®iÒu kiÖn chÊt t¶i, dì t¶i vµ vÞ trÝ ®Æt m¸y. Dùa vµo kÕt cÊu, tÝnh chÊt vËt liÖu vËn chuyÓn, nguyªn lý vµ môc ®Ých sö dông mµ ta cã mét sè d¹ng m¸y vËn chuyÓn liªn tôc tiªu biÓu: B¨ng t¶i cao su, b¨ng b¶n, vÝt t¶i, b¨ng con l¨n, guång t¶i, b¨ng chuyÒn l¾c, b¨ng chuyÒn rung, vËn chuyÓn b»ng khÝ nÐn, vËn chuyÓn b»ng thuû lùc (h×nh 12-1). 12.1.2. VËt liÖu vËn chuyÓn. VËt liÖu vËn chuyÓn cã ¶nh h ëng rÊt lín tíi m¸y vËn chuyÓn. Do vËy cÇn nghiªn cøu kü vËt liÖu vËn chuyÓn ®Ó lùa chän m¸y vËn chuyÓn thÝch hîp, n©ng cao hiÖu qu¶, n¨ng suÊt, n©ng cao tuæi thä m¸y, h¹ gi¸ thµnh s¶n phÈm. VËt liÖu vËn chuyÓn cã thÓ lµ rêi, vôn nhá nh ®¸, sái, c¸t, than ®¸, v«i bét, xi m¨ng, c¸c lo¹i ngò cèc v..v. Nhng còng cã thÓ vËn chuyÓn vËt liÖu rêi ®· ®îc bao gãi nh bao xi m¨ng, hµng côc lín nh ph«i ®óc, mét bé phËn m¸y. Nh vËy ®Æc trng cña vËt liÖu cÇn nghiªn cøu nh÷ng vÊn ®Ò sau: 1. KÝch th íc h¹t H×nh 12-2. VËt liÖu vËn chuyÓn & tÝnh chÊt cña chóng: a- VËt vËt liÖu vËn liÖu sµng ph©n lo¹i, b- VËt liÖu cha ph©n lo¹i, c- VËt liÖu ®· chuyÓn. ph©n lo¹i, d, e - X¸c ®Þnh gãc ch¶y tù nhiªn cña vËt liÖu NÕu kÝch thíc cña c¸c côc vËt liÖu lµ a1, a2 , a3, th× kÝch thíc danh nghÜa cña h¹t cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc: a 1a 2 a 3 a= 3 (12-1) 84
Nhãm côc vËt liÖu cã kÝch th íc h¹t tõ amax ®Õn 0,8 amax th× gäi ®ã lµ nhãm lín nhÊt. NÕu amax , amin lµ kÝch thíc lín nhÊt vµ nhá nhÊt cña ®èng vËt liÖu vËn chuyÓn a max > 2,5 lµ vËt liÖu nguyªn khai cha ph©n lo¹i (h×nh 12-2b), tû sè mµ tû sè a min a max < 2,5 lµ vËt liÖu ®· ®îc tuyÓn chän (h×nh 12-2 c). §Æc tr ng cña vËt liÖu vËn a min chuyÓn lµ kÝch thíc h¹t trung b×nh: a max + a min a= 2 2. Khèi lîng riªng Lµ khèi lîng vËt liÖu vËn chuyÓn trªn mét ®¬n vÞ thÓ tÝch t/m 3 phô thuéc vµo ®é Èm, lo¹i vËt liÖu, ®é nÐn vµ c¸c tÝnh chÊt c¬ lý kh¸c. Tû sè gi÷a khèi l îng riªng cña vËt liÖu ë d¹ng nguyªn khèi γ ' vµ khèi lîng riªng vËt liÖu ®· ®îc khai th¸c (ë d¹ng rêi) γ ®îc gäi lµ hÖ sè t¬i xèp: γ' k tx = >1 γ ktx= 1,1 ÷ 1,4; §èi víi ®Êt ®¸ mÒm vµ than: ktx= 1,6 ÷ 1,8. §èi víi ®Êt ®¸ cøng: Cã thÓ c¨n cø vµo khèi lîng riªng cña vËt liÖu ®Ó ph©n lo¹i vËt liÖu: nhÑ γ ≤ 0,6 T/m , vËt liÖu trung b×nh γ = 0,6 ÷ 1,1 T/m3, vËt liÖu nÆng γ = 1,1 ÷ 2 T/m3, lo¹i rÊt 3 nÆng > 2 T/m3. 3. Gãc néi ma s¸t VËt liÖu khi r¬i ch¶y thµnh ®èng t¹o víi mÆt ph¼ng ngang mét gãc ρ gäi lµ gãc ch¶y tù nhiªn hay gãc néi ma s¸t. Gãc néi ma s¸t phô thuéc lo¹i vËt liÖu, ®é Èm, h×nh d¹ng vµ kÝch thíc h¹t, ®é dÝnh kÕt. Khi vËn chuyÓn vËt liÖu trªn c¸c m¸y vËn chuyÓn liªn tôc, gãc ch¶y tù nhiªn cña vËt liÖu sÏ nhá ®i do lùc ®éng khi vËn chuyÓn vµ gäi lµ gãc ch¶y tù nhiªn ®éng hay néi ma s¸t ®éng. Gãc néi ma s¸t ®éng nhá h¬n gãc néi ma s¸t tÜnh (h×nh 12-2d, e): ρ®2= (0,35 ÷ 0,7) ρt1 4. TÝnh mµi mßn. 85
Mçi lo¹i vËt liÖu cã tÝnh mµi mßn kh¸c nhau. §é mµi mßn ¶nh h ëng tíi bÒ mÆt thiÕt bÞ vËn chuyÓn. Do ®ã cÇn lùa chän m¸y vËn chuyÓn thÝch hîp ®Ó n©ng cao tuæi thä cña m¸y vµ b¶o ®¶m tèt ®îc kü thuËt vËn chuyÓn. 5. §é Èm Lµ lîng níc chøa trong vËt liÖu. §é Èm ®îc x¸c ®Þnh: G1 − G 2 ω= 100% G2 trong ®ã: G1 - khèi lîng vËt liÖu tríc khi sÊy, kg; G2 - khèi lîng vËt liÖu sau khi sÊy, kg; §é Èm vËn chuyÓn than ë vïng má kh«ng v ît qu¸ ω = 2 ÷ 3%; xi m¨ng, bét ω = 1,5 ÷ 2%; vËt liÖu rêi dÔ ®ãng côc ω = 2 ÷ 3%. 6. TÝnh dÝnh b¸m vµ c¸c tÝnh chÊt ho¸ häc kh¸c Mét sè lo¹i vËt liÖu cã tÝnh chÊt dÝnh kÕt tù nhiªn ®ãng thµnh tõng t¶ng, còng cã lo¹i dÝnh kÕt vµo m¸y vËn chuyÓn. NhiÒu vËt liÖu vËn chuyÓn cã tÝnh chÊt ¨n mßn ho¸ häc. Do vËy cÇn ph©n tÝch kü ®Ó lùa chän thiÕt bÞ vËn chuyÓn chèng ® - îc nh÷ng ®Æc tÝnh ho¸ häc nµy. 12.2. C¸c th«ng sè cña m¸y vËn chuyÓn 12.2.1. N¨ng suÊt m¸y vËn chuyÓn N¨ng suÊt vËn chuyÓn ®îc tÝnh theo c«ng thøc: Q = Vγ , t/h; (12-2) trong ®ã: V - n¨ng suÊt vËn chuyÓn m3/h; γ - khèi lîng riªng cña vËt liÖu, t/m3. N¨ng suÊt cã ba lo¹i: 1. N¨ng suÊt tÝnh to¸n hay n¨ng suÊt lý thuyÕt lµ sè lîng vËt liÖu lín nhÊt ®îc chuyÓn qua thiÕt bÞ trong mét ®¬n vÞ thêi gian. Tuú theo ®iÒu kiÖn cã hÖ sè tiÕp nhËn kh«ng ®Òu kt® vµ theo n¨ng suÊt ca: A ca k kd Q tt = k kd = Q tb T k tg HÖ sè sö dông tÝnh theo thêi gian: 86
T k tg = ≤1 Tca N¨ng suÊt trung b×nh trong mét ca: A ca Q tb = ,t / h Tca §èi víi m¸y vËn chuyÓn liªn tôc: Qtt = 3600 F v ; m3/h. (12-3) khi vËn chuyÓn khèi vËt liÖu ph©n bè ®Òu: Qtt= 3600 qvl v , kg/h; (12- 4) trong ®ã: kt® - hÖ sè cÊp liÖu kh«ng ®Òu; Aca- s¶n lîng kÕ ho¹ch yªu cÇu trong mét ca, t/ca Tm - thêi gian lµm viÖc thùc cña m¸y, h; F - diÖn tÝch tiÕt diÖn cu¶ dßng vËt liÖu, m2; v - vËn tèc vËn chuyÓn cña m¸y, m/s; qvl - khèi lîng vËt liÖu trªn mét m dµi. 2. N¨ng suÊt kü thuËt lµ kh¶ n¨ng vËn chuyÓn theo kÕt cÊu cña m¸y hay cßn gäi n¨ng suÊt lý lÞch m¸y. Khi chän ph¬ng tiÖn vËn chuyÓn th× : Qkt ≥ Qtt. 3. N¨ng suÊt vËn hµnh lµ n¨ng suÊt thùc cña m¸y khi lµm viÖc thùc tÕ trªn c«ng tr×nh. ë ®©y cã tÝnh tíi nh÷ng ®iÒu kiÖn cô thÓ khi l¾p ®Æt m¸y: Q vh k sd =
chuyÓn ®éng ®Ó vËn chuyÓn vËt liÖu ®i mét qu·ng ® êng vµ ®é cao nhÊt ®Þnh. §èi víi m¸y vËn chuyÓn liªn tôc, lùc c¶n chuyÓn ®éng chñ yÕu lµ lùc ma s¸t tû lÖ víi träng lîng vËt liÖu vËn chuyÓn, do vËy trong tÝnh to¸n th êng sö dông hÖ sè c¶n riªng. 1. Lùc c¶n chuyÓn ®éng khi trît: Wc= G f = Fms (12-6) 2. Lùc c¶n chuyÓn ®éng trong c¸c æ b¸nh xe vµ khíp. Trong trêng hîp bé phËn di chuyÓn lµ b¸nh xe th× (h×nh 12-3): D d d d d = M L + M o = N' k + F' + F" = eN + µN + µWc Wc 2 2 2 2 2 Tõ ®ã: 2e + µd Wc = N D − µd V× D >> d nªn 2e + µd Wc ≈ N = N wc (12- D 7) v §èi víi b¸nh xe cã thµnh, ma s¸t gi÷a thµnh víi N ®êng ray ®îc ®a vµo hÖ sè c; vËy: F F" 2e + µd Wc = N ω c= N , N; Wc c D D (12-8) d N trong ®ã: G - träng lîng vËt liÖu lªn bÒ mÆt, N; N - ph¶n lùc cña nÒn lªn b¸nh xe, N; e f - hÖ sè ma s¸t trît; e - hÖ sè ma s¸t l¨n cña b¸nh xe lªn ®êng, m; H×nh 12-3. Lùc c¶n chuyÓn ®éng c - hÖ sè c¶n cña thµnh b¸nh xe lªn ray; µ - hÖ sè ma s¸t trît cña æ trôc; D - ®êng kÝnh cña b¸nh xe, m; d - ®êng kÝnh ngçng trôc, m; ωc- hÖ sè c¶n riªng cña chuyÓn ®éng chÝnh. 88
HÖ sè c¶n phô thuéc vµo kÕt cÊu, møc ®é chÊt t¶i, t×nh tr¹ng kü thuËt cña m¸y, ®é Èm cña m«i trêng. Mét sè gi¸ trÞ hÖ sè c¶n cña mét sè m¸y chuyÓn trªn tuyÕn cè ®Þnh vµ di ®éng: ωc = 0,02 ÷ 0,03 B¨ng chuyÒn ®Æt cè ®Þnh: ωc = 0,03 ÷ 0,04 B¨ng chuyÒn ®Æt nöa cè ®Þnh: ωc =0,04 B¨ng chuyÒn c¸p ®Æt nöa cè ®Þnh: ωc = 0,0 ÷ 0,12 B¨ng chuyÒn xÝch: ωc = 0,02 ÷ 0,03 B¨ng b¶n ®Æt trªn tuyÕn th¼ng: 3. Lùc c¶n khi vËn chuyÓn vËt liÖu lªn dèc Khi vËn chuyÓn vËt liÖu rêi lªn dèc b»ng b¨ng t¶i cao su, m¸ng cµo hoÆc b¨ng b¶n th× lùc c¶n ®îc tÝnh theo tæng nh¸nh cã t¶i vµ kh«ng cã t¶i trªn suèt chiÒu dµi ®ã. - Lùc c¶n trªn nh¸nh cã t¶i: Wct= [(qvl+qb) (ωb1 cos β ± sin β) + q c1ωc1 ]Lg =[(qvl+qb+qcl) ωcos β ± (q vl + q b ) sin β]Lg , N; (12-9) - Lùc c¶n trªn nh¸nh kh«ng cã t¶i: ωb2cos β sin β) + q c 2ωcl ]Lg =[(qb+qcl)ωcos β q b sin β]Lg , Wkt = [qb( N; (12-10) trong ®ã: ω - hÖ sè c¶n chuyÓn ®éng cña nh¸nh cã t¶i vµ kh«ng t¶I; ωcl - hÖ sè c¶n cña con l¨n. ωbl , ωb2 - hÖ sè c¶n chuyÓn ®éng cña b¨ng trªn nh¸nh cã t¶i vµ kh«ng t¶i. Thùc tÕ tÝnh to¸n thêng lÊy c¸c hÖ sè c¶n nµy cã gi¸ trÞ b»ng nhau, do vËy c¸c c«ng thøc chung tÝnh lùc c¶n cña nh¸nh cã t¶i vµ kh«ng t¶i chØ lÊy mét ký hiÖu hÖ sè lùc c¶n ω. ± lµ x¸c ®Þnh chiÒu chuyÓn ®éng lªn dèc vµ xuèng dèc cña m¸y vËn chuyÓn; qb - khèi lîng cña b¨ng t¶i trªn mét mÐt dµi, kg/m; qv l- khèi lîng cña vËt liÖu trªn mét mÐt dµi, kg/m; qc1, qc2 - khèi lîng cña phÇn c¸c con l¨n tham gia chuyÓn ®éng trªn mét mÐt dµi, kg/m; L - chiÒu dµi tuyÕn vËn chuyÓn cña m¸y, m; β - gãc nghiªng ®Æt m¸y, ®é. 89
4. Lùc c¶n khi ®i qua hai ®Çu tang, b¸nh xe, rßng räc, dÉn h íng: Lùc c¶n cña bé phËn chuyÓn ®éng khi ®i qua ®o¹n cong ® îc tÝnh theo c«ng thøc: Wc= k (Wct+Wkt), N; (12- 11) trong ®ã: k- hÖ sè kÓ ®Õn lùc c¶n cña b¨ng t¶i khi ®i qua ®o¹n cong; L- chiÒu dµi b¨ng (m) ; g- gia tèc träng trêng, Nm/s2. 12.2.3. Bé phËn truyÒn lùc kÐo Tõ ®Æc ®iÓm cña lo¹i m¸y vËn chuyÓn liªn tôc ng êi ta sö dông c¸c h×nh thøc truyÒn chuyÓn ®éng tõ tr¹m dÉn ®éng ®Õn bé c«ng t¸c ( mang t¶i) nh sau: TruyÒn ®éng b»ng ma s¸t, b»ng ¨n khíp xÝch, b»ng lùc qu¸n tÝnh, thuû lùc hoÆc khÝ nÐn. Th«ng dông vµ ®¬n gi¶n nhÊt lµ dïng truyÒn ®éng b»ng ma s¸t dÝnh b¸m vµ xÝch ¨n khíp. 1. TruyÒn lùc b»ng ma s¸t a) Lý thuyÕt c¬ b¶n Khi nghiªn cøu truyÒn ®éng b»ng ma s¸t trong d©y ®ai thang, ®ai dÑt, d©y c¸p trªn rßng räc trong m¸y trôc vµ thang m¸y, phanh ®ai trong ch ¬ng 4 ta ®· gÆp h×nh thøc truyÒn ®éng b»ng ma s¸t nµy. Trong m¸y vËn chuyÓn liªn tôc, h×nh thøc truyÒn ®éng b»ng ma s¸t sö dông c¸c tÊm b¨ng cao su uèn theo mÆt tang vµ trªn mÆt b¨ng mang theo vËt liÖu vËn chuyÓn ® îc sö dông rÊt phæ biÕn. §ã lµ c¸c lo¹i b¨ng t¶i ng¾n vµ b¨ng t¶i dµi, c¸c guång t¶i. §Æc ®iÓm cña lo¹i truyÒn ®éng nµy lµ lµm viÖc rÊt ªm, cã tèc ®é lín vµ rÊt ®¬n gi¶n, kh«ng thËt ®ßi hái ®é chÝnh x¸c qu¸ cao trong chÕ t¹o vµ rÊt phï hîp ®iÒu kiÖn vËn chuyÓn hµng rêi. Trong phÇn phanh ®ai ë ch¬ng 4, chóng ta ®· nghiªn cøu b¶n chÊt cña c«ng thøc ¥ le. C«ng thøc nµy cho ta mèi quan hÖ cña lùc vµo S v vµ lùc ra Sr khi ®ang lµm viÖc cña mét tÊm b¨ng dÎo bÊt kú ¸p s¸t trªn bÒ mÆt tang kh«ng chuyÓn ®éng b»ng mét gãc «m α nµo ®ã vµ ®îc thÓ hiÖn: α Sra= Svao ef (12-12) Khi tang cha chuyÓn ®éng, díi t¸c C dông cña hai lùc c¨ng trªn hai nh¸nh αB cña b¨ng SA vµ SB mµ trªn cung «m αA B xuÊt hiÖn sù biÕn d¹ng ®µn håi tõ hai A 90 SB SA
®Çu tiÕp xóc cña b¨ng vµ tang ®Õn mét ®iÓm C nµo ®ã trªn cung «m. Theo c«ng thøc ¥ le cã thÓ viÕt (h×nh 12-4): SA= SC e fα A SB = SC e fα B Hay cã thÓ viÕt: H×nh 12-4. BiÓu ®å lùc c¨ng b¨ng trªn cung «m SB= SA e f ( α B −α A ) cña tang dÉn Khi SA kh«ng thay ®æi ta cã thÓ viÕt: Smax = SA e fα B (12-13) SA Smin = SA e − fα = (12- B efα 14) NÕu gi¶m tiÕp SB th× xuÊt hiÖn trît tr¬n gi÷a b¨ng vµ tang. Trªn tang dÉn ®éng, trong qu¸ α tr×nh truyÒn lùc kÐo tõ tang sang αt b¨ng, lùc c¨ng b¨ng ë nh¸nh vµo α tr St Pmax B tang bao giê còng lín h¬n lùc ë S tr nh¸nh ra khái tang ( SV > Sr); ®ång A thêi gi÷a b¨ng vµ tang cã sù trît ®µn håi. HiÖn tîng trît ®µn håi xÈy x S ma SB ra theo híng tõ chç cã lùc c¨ng nhá SA ®Õn chç cã lùc c¨ng lín trªn cung «m cña b¨ng víi tang. Trªn cung «m α thêng cã hai thµnh phÇn: cung tÜnh αt (trªn nh¸nh H×nh 12-5. BiÓu ®å quan hÖ lùc c¨ng gi÷a hai nh¸nh vµo tang lùc c¨ng trong b¨ng kh«ng thay ®æi) vµ cung tr ît ®µn håi αtr(lùc c¨ng b¨ng gi¶m dÇn theo chiÒu quay): α = αt + αtr Theo nghiªn cøu cña N.E. Giuc«vski vµ N. P. Pªtr«v cã thÓ viÕt: Sv ≤ Sr e fα tr = Sr e f ( α − α tr ) (12- 15) b) T¨ng lùc kÐo 91
Lùc kÐo hay lùc vßng mµ tang truyÒn cho b¨ng b»ng ma s¸t ® îc x¸c ®Þnh tõ c«ng thøc: 2M α-αt ) P = Sv - Sr = Sr ef( = D (12-16) Trong ®ã: α-αt ) ef( - Thµnh phÇn lùc kÐo cña tr¹m dÉn ®éng; Khi S v = Sr th× lùc kÐo b»ng kh«ng; S v < Sr th× lùc kÐo ©m, tr¹m dÉn ®éng lµm viÖc ë chÕ ®é phanh h·m ( khi ®ã ®éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é m¸y ph¸t. Nh vËy lùc kÐo ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i khi lùc c¨ng b¨ng t¹i thêi ®iÓm rêi khái tang dÉn ®éng kh«ng thay ®æi vµ α = αtr hay: e αf − 1 = Sr (efα − 1) Pmax = S − Sr = S max max v v fα e Trªn h×nh 12-5 lµ biÓu ®å lùc c»n b¨ng khi truyÒn lùc kÐo cùc ®¹i P max vµ lùc kÐo b×nh thêng P. Kh¶ n¨ng dù tr÷ lùc ma s¸t ®îc biÓu thÞ b»ng hÖ sè an toµn k’: e fα − 1 Pmax = f (α − α t ) k ’= −1 P e (12-17) HÖ sè k’ cã thÓ chän trong kho¶ng 1,2 ÷ 1,8. Khi 1 < k’ < 1,2 tr¹m dÉn ®éng lµm viÖc kh«ng æn ®Þnh. Khi k ’ ≤ 1 kh¶ n¨ng dù tr÷ lùc ma s¸t cña tr¹m dÉn ®éng kh«ng cã do trît tr¬n trªn tang. Nh vËy viÖc t¨ng kh¶ n¨ng kÐo cña b¨ng phô thuéc vµo S r, hÖ sè ma s¸t f vµ gãc «m α . Trong thùc tÕ ngêi ta dïng mäi biÖn ph¸p ®Ó t¨ng lùc kÐo tËp trung vµo hai nguyªn nh©n f vµ α . Cßn nÕu t¨ng Sr th× dÉn ®Õn t¨ng kÝch thíc tiÕt diÖn b¨ng sÏ kh«ng kinh tÕ. 2. TruyÒn lùc b»ng ¨n khíp Trong mét sè m¸y vËn chuyÓn liªn tôc, ng êi ta thêng sö dông truyÒn ®éng xÝch nh ë m¸ng cµo, b¨ng b¶n, guång t¶i xÝch. §Æc ®iÓm cña lo¹i m¸y vËn chuyÓn nµy lµ bé phËn chÊt t¶i thêng b»ng kim lo¹i vµ liªn kÕt l¹i thµnh m¸ng dµi tõ nh÷ng tÊm ng¾n xÕp liÒn nhau. XÝch dïng truyÒn ®éng trong m¸y vËn chuyÓn liªn tôc còng lµ c¸c lo¹i xÝch hµn, xÝch b¶n lÒ vµ xÝch b¶n. B íc xÝch hµn dïng trong m¸y vËn chuyÓn th êng cã tx = 50, 64, 80, 86; ®èi víi xÝch dËp tx = 80 vµ xÝch b¶n lÒ tx = 100, 125, 160, 200 mm. a) §éng häc cña xÝch kÐo: 92
ChuyÓn ®éng cña xÝch kÐo lµ chuyÓn ®éng kh«ng ®iÒu hoµ, v tb ≠ v ho¹t ®éng cña xÝch. Sù thay ®æi c¸c b¸n kÝnh quay tøc thêi b¸nh xÝch dÉn ®éng lµm cho xÝch còng uèn theo trong qu¸ tr×nh ¨n khíp. Khi biÕt z m¾t xÝch chuyÓn ®éng sau mét vßng quay, bíc xÝch t vµ vËn tèc quay n th× vËn tèc trung b×nh ®îc tÝnh: Znt v tb = , m/s; (12-18) 60 ë ®©y vËn tèc vßng lµ: v= ωR (12- 19) T¹i mét thêi ®iÓm bÊt kú cña gãc ϕ ( kÓ tõ ®Ønh vµo khíp) ta cã vËn tèc cña xÝch theo x vµ y (h×nh 12-6): v x= vcos ϕ = ωR cos ωt (12-20) Khi m¾t xÝch chuyÓn ®éng tõ ®iÓm 1 ®Õn ®iÓm 3 mét gãc ϕ th× gãc gi÷a m¾t xÝch ë vÞ trÝ 1 vµ trôc y biÕn ®æi tõ - α ®Õn + α; cßn t¹i ®iÓm 2 gãc α = 0. vx y 2 1 3 vy ax v vx 0 α t t β ϕ b) S (x,t) R ϕ 0 2 dx x ω R t a) c) L H×nh 12-6. S¬ ®å x¸c ®Þnh ®éng häc vµ ®éng lùc häc xÝch kÐo Gãc ϕ phô thuéc sè r¨ng z, vËn tèc gãc ω vµ thêi gian t hay cã thÓ viÕt: π ϕ = ωt − . (12- z 21) Gia tèc ®îc tÝnh: 93
dv x ωRd cos ϕ dϕ π = = −ωR sin ϕ = −ω2 R sin ϕ = Rω2 sin(ωt − ) ax = dt dt dt z Nh vËy t¹i ®iÖm 1 vµ 3 th× ϕ = ± α vµ sinϕ =  sinϕ. T¹i ®iÓm 2 th× gãc ϕ = 0, sinϕ = 0 dÉn ®Õn ax= 0. tx Khi kÝch thíc bíc xÝch tx tÝnh b»ng mÐt, b¸n kÝnh R b»ng mÐt th× sin α = . Tõ 2R ®ã x¸c ®Þnh gia tèc tõ ®iÓm 1 ®Õn ®iÓm 3: π2n 2 t n 2t t t a x = ± Rω2 = ±ω2 = ± ≈± (12- 2R 2 900.2 180 22) 60 v tb NÕu thay n = vµo c«ng thøc 12-22 th×: Zt 20v tb ax ≈ ± (12- z2t 23) §¹i lîng gia tèc cùc ®¹i cña xÝch phô thuéc vµo vËn tèc quay cña b¸nh xe dÉn ®éng, chiÒu dµi m¾t xÝch hay bíc xÝch. §Ó gi¶m t¶i träng ®éng xuÊt hiÖn trong xÝch ngêi ta hay sö dông xÝch bíc ng¾n. ViÖc xuÊt hiÖn t¶i träng ®éng trong xÝch g©y háng xÝch do mái. Trªn h×nh 12-6b lµ biÓu ®å vËn tèc vµ gia tèc xÝch kÐo theo bíc xÝch. b) §éng lùc häc cña xÝch kÐo: T¶i träng ®éng xuÊt hiÖn trong xÝch kÐo do chuyÓn ®éng kh«ng ®iÒu hoµ cña xÝch. Khi gia tèc xÝch thay ®æi tõ +amax ®Õn - amax ®îc thÓ hiÖn trªn h×nh 12-6a th× lùc qu¸n tÝnh cña xÝch còng ® îc thay ®æi theo c¸c gi¸ trÞ kh¸c nhau. Khi gia tèc d ¬ng th× lùc qu¸n tÝnh ngîc víi chiÒu chuyÓn ®éng vµ xÝch bÞ c¨ng. Ng îc l¹i khi gia tèc ©m th× lùc qu¸n tÝnh cïng chiÒu chuyÓn ®éng víi xÝch vµ xÝch bÞ chïng. Nh vËy t¶i träng ®éng ë ®©y lu«n lu«n ®æi dÊu vµ g©y ra va ®Ëp gi÷a b¸nh xe vµ xÝch. Khi dïng hÖ sè t¶i träng ®éng k® cã thÓ tÝnh t¶i träng ®éng trong xÝch kÐo: S ® = k® m a (12-24) Sù kh¶o s¸t chuyÓn vÞ hçn hîp s cña bé phËn kÐo t¹i mét thêi ®iÓm bÊt kú cã thÓ tæng hîp tõ hai thµnh phÇn: s = s1(t) + s2(t) 94
s 2 ( x , t ) Rϕ( t ) = x L R xϕ( t ) Tõ ®ã: s2(x,t) = L §éng n¨ng cña hÖ thèng: E = E1 + E2 Trong ®ã E1 lµ ®éng n¨ng cña khèi lîng chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn: L ∂s 2 dm E1 = ∫ ( ) (12- ∂t 2 0 25) E2 lµ ®éng n¨ng cña khèi lîng chuyÓn ®éng quay: J dϕ ∂s 1 2 (+ ) E2 = (12-26) 2 dt ∂t R ThÕ n¨ng cña hÖ thèng víi ®é cøng C cña c¬ cÊu kÐo: C 2. 2 ET = ϕR (12-27) 2 Ph¬ng tr×nh vi ph©n cña qu¸ tr×nh dao ®éng: d 2ϕ + p 2ϕ = λ 0a (t ) (12-28) 2 dt Trong ®ã: 3C p= m 2 λ 0 = ω2 vµ a = - ω2Rsin(ωt - π/z) 3 Gi¶i ph¬ng tr×nh t×m ®îc: π π π 32 ω sin  sin p( t − ) sin ω( t − )  zω + zω ϕ= 2 2 z   p − ω2  sin p π π  sin ωz   z π   3 CRω2  sin p z  2 sin pt 0 + sin ωt 0  = A(a sin pt 0 + sin ωt 0 ) S® = C R ϕ = 2  (12- π p − ω2  sin p  ωz   29) 95
Trong ®ã: π t0 = t − ωz π sin z a= pπ sin ωz T¶i träng ®éng cã gi¸ trÞ lín nhÊt khi gi¸ trÞ sin ωt = 1   π   sin mRω 2 1 +  z = max Sd 2  mω π 3.C 2(1 − )  sin  z mω2 3C   (12-30) Khi sö dông xÝch ®Ó truyÒn chuyÓn ®éng cho m¸ng cµo, b¨ng b¶n th× khèi l îng tham gia vµo t¶i träng ®éng cña xÝch cã tÝnh c¶ khèi l îng vËt liÖu. Trong trêng hîp chiÒu dµi tuyÕn vËn chuyÓn lµ L, khèi l îng tham gia chuyÓn ®éng theo vßng khÐp kÝn, b¨ng kh«ng dµi cã thÓ tÝnh khèi l îng g©y ra t¶i träng ®éng: L(q vl + q xich ) m= g (12-31) Trong thùc tÕ gia tèc cùc ®¹i kh«ng thÓ truyÒn tøc thêi cho tÊt c¶ khèi l îng tham gia chuyÓn ®éng, bëi v× xÝch cã tÝnh ®µn håi ¨n khíp víi b¸nh xe dÉn ®éng b»ng khíp cã ®é hë, vËt liÖu kÐo theo kh«ng ph¶i lµ cøng tuyÖt ®èi. Do vËy khi x¸c ®Þnh lùc qu¸n tÝnh cùc ®¹i chØ tÝnh nh÷nh khèi lîng nµo trùc tiÕp tham gia t¶i träng ®éng. V× vËy khèi lîng ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: L.(k ' q vl + k ' '2q xich ) m= g (12-32) k' vµ k" lµ c¸c hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh hëng c¸c khèi lîng vËt liÖu vµ xÝch trùc tiÕp g©y ra t¶i träng ®éng. §èi víi b¨ng b¶n k' = 0,8 ÷ 0,9, guång t¶i k = 1. Cßn k" phô thuéc chiÒu dµi thiÕt bÞ: k"= 1 khi L ≤ 25m; k"= 0,75 khi L = 26 ÷ 60m; k" = 0,5 khi L > 60m. §é cøng cña xÝch kÐo cã ¶nh hëng ®Õn vËn tèc lan truyÒn däc sãng ®µn håi. VËn tèc ®ã trong trêng hîp chung cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: 96
Eg c= (12-33) q xich E - ®é cøng cña vËt liÖu chi tiÕt lµm xÝch N/m2; Trong trêng hîp cô thÓ m¸y vËn chuyÓn cã chiÒu dµi trung b×nh tèc ®é lan truyÒn sãng ®µn håi däc cã thÓ x¸c ®Þnh: Eg c= , m/s. k ' q vl + 2k" q xich (12-34) c = 600 m/s cho xÝch b¶n uèn cong cã bíc tx = 0,07m; c = 1000 ÷ 1200 m/s cho xÝch dËp cã t x = 0,08m; khi kh«ng tÝnh ®Õn ®é vâng. Trong thùc tÕ v× cã ®é vâng cña xÝch gi÷a 2 gèi tùa nªn trong xÝch xuÊt hiÖn nh÷ng giao ®éng ngang. Do ®ã n¨ng l îng bÞ mÊt m¸t trong c¸c khíp nèi xÝch vµ vËn tèc lan truyÒn sãng ®µn håi däc trong xÝch bÞ gi¶m. c) Céng hëng trong xÝch kÐo C¸c c«ng thøc tÝnh trªn chØ dïng cho xÝch ng¾n v× kh«ng tÝnh ®Õn dao ®éng ®µn håi. Khi m¸y vËn chuyÓn cã tuyÕn lín, lùc c¨ng xÝch lín, víi mét gi¸ trÞ nhÊt ®Þnh vÒ vËn tèc, chiÒu dµi bíc xÝch cã kh¶ n¨ng sinh ra céng hëng nÕu chu kú dao ®éng riªng cña xÝch b»ng chu kú c ìng bøc cña xÝch. T¶i träng ®éng khi céng h ëng sÏ cã gi¸ trÞ lín gÊp béi nªn dÔ g©y ra ®øt xÝch. V× vËy cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña xÝch ®Ó kh«ng xÈy ra céng hëng. Cã thÓ tÝnh chiÒu dµi tíi h¹n cña m¸y khi xuÊt hiÖn céng hëng: 2 π 4L tx = = , s; (12- v tb ω.z C 35) trong ®ã hai gi¸ trÞ ®Çu lµ chu kú dao ®éng c ìng bøc tõ ngoµi cña xÝch kÐo b»ng chu kú ¨n khíp mét r¨ng cña b¸nh dÉn. Gi¸ trÞ sau lµ chu kú dao ®éng riªng cña xÞch. tx- bíc xÝch, m; πC t xC L th = = Tõ ®ã chiÒu dµi tíi h¹n: , m. (12-36) 4 v tb 2ωz t x C' T¬ng tù tÝnh ®îc v th = , m/s. (12- 4L tb 37) 97
πC' z th = 2ωL tb (12-38) 4L th v tb t x th = (12-39) C Tõ ®ã lo¹i trõ céng hëng b»ng c¸ch ®iÒu chØnh mét trong nh÷ng th«ng sè trªn. HÖ sè dù tr÷ bÒn cña xÝch kÐo ®îc x¸c ®Þnh: Khi tÝnh to¸n tÜnh Sd n= ≥6 St (12-40) Khi tÝnh to¸n ®éng Sd n= ≥6 (12- St +Sdg 41) S® - lùc kÐo ®øt xÝch, N; St - lùc kÐo tÜnh, N; Sdg - lùc kÐo ®éng trong xÝch kÐo, N; 98