Thiết kế băng cao su nghiêng vận chuyển cát khô

GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng Phúc
Chương 1 : GIỚI THIỆU VỀ BĂNG ĐAI CAO SU
 1 . Giới thiệu .
Băng đai cao su là loại máy vận chuyển liên tục với bộ phận kéo bằng tang có gắn
dây băng cao su tạo thành máng mang tải , trong đó vật liệu vận chuyển không có
chuyển động tương đối, đối với băng nên khi vận chuyển không bò nghiền nát .
Băng đai cao su được dùng nhiều trong các ngành công nghiệp như :khai khoáng ,
vật liệu xây dựng,vận chuyển than,vận chuyển muối công nghiệp …
Người ta dùng băng đai cao su để vận chuyển hàng rời , hàng kết dính hoặc hàng
đơn chiếc ( có khối lượng không lớn ) .
 2 . Các thông số kỹ thuật của băng cao su .
Băng cao su nghiêngâ có các thông số sau :
- Hàng vận chuyển : cát khô
- Năng suất : Q = 80 T/h .
- Chiều dài vận chuyển theo phương ngang : L
n
= 60 m .
- Chiều cao vận chuyển :H=2,5m
- Tốc độ chuyển động của dây băng : v = 1.3 m/s .
- Khối lượng riêng của cát khô :
)/(65.14.1
3
mT÷=
γ
- Góc nghiêng băng tải :
0'0
15232041,0
60
5,2
<=⇒==
ββ

tg

thoả mãn điều kiên góc nghiêng giới hạn
- Chương 2 : TÍNH TOÁN BĂNG CAO SU
Tính toán băng cao su nghiêng để vận chuyển cát khô với các thông số sau :
- Q =80 T/h .
- L
n
= 60 m .
Cơ sở tính toán dựa trên tài liệu tính toán MÁY NÂNG CHUYỂN [ I ].
 1 . Tính toán sơ bộ .
Ta lựa chọn băng tải có long máng vì cát khô có góc dốc tự nhiên lớn:30
0
Chiều rộng băng:
34,005,0
6,1.550.3,1
80
1,105,0
..
1,1 =+=+=
β
γ
kkv
Q
B
p
m
Trong đó k
550=
p

đối với góc dốc hàng rời trên dây băng 15
0
,k
1=
β
đối với góc
nghiêng băng nhỏ hơn 10
0
Theo qui đònh ở bảng 4.2 [ I ] và từ bảng 4.3 [ I ] ta chọn dây băng công dụng chung
loại 2 .
Thiết kế băng cao su ngang Trang 1
GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng Phúc
Theo bảng 4.4 [ I ] chọn loại dây băng có B = 400 mm , có 3 lớp màng cốt bằng vải
bạt B–820 , có bọc cao su ở hai mặt làm việc dày 4 mm và mặt không làm việc dày 2
mm ( Bảng 4.6 , [ I ] ) .
Sơ bộ chọn dây băng : L2 – 800 –4B – 820 – 3 – 1 ΓOCT 20 – 62 .
 2 . Tính toán các lực căng băng .
* Tải trọng trên một đơn vò do khối lượng hàng :

3,6
Q
q
v
=
×
Trong đó:
• Q=80T/h : năng suất dây băng
• v=1.3m/s : vận tốc dây băng

Kg

V
Q
q 1.17
3,16,3
80
6,3
=
×
=
×
=
* Tải trọng trên một đơn vò chiều dài do khối lượng dây băng :
q
b
= 1,1 . B . δ ( công thức 4.11,[ I ] );
Trong đó :
B =400 mm : Chiều rộng dây băng .
Chiều dày dây băng :
δ = δ
1
+ i.δ
m
+ δ
k ;
( 4.1 , [ I ] )
δ
m
= 1,3 mm : Chiều dày một lớp màng cốt ( 4.5 , [ I ] ).
δ
1

= 4 mm : Chiều dày lớp bọc cao su mặt làm việc của dây băng .
δ
k
= 2 mm : Chiều dày lớp bọc cao su mặt không làm việc của dây băng.
i = 3 : Số lớp màng cốt .
⇒ δ = 4 + 3×1,3 +2 =10 (mm) .
Suy ra : q
b
= 1,1 . 0,4 . 10 = 4,4( kg/m );
* Sơ bộ chọn con lăn đỡ long máng trên nhánh có tải và con lăn thẳng trên nhánh
không tải


Theo qui đònh ở bảng 6.8,[ I ] lấy đường kính con lăn đỡ bằng 102 mm .
Theo số liệu ở bảng 6.9 ,[ I ] lấy khoảng cách giữa các con lăn đỡ ở nhánh băng làm
việc l
t
= 1400 mm , khoảng cách giữa các con lăn đỡ ở nhánh băng không tải l
k
= 2800
mm.
Từ bảng 6.15 [ I ] , ta tìm được khối lượng phần quay của các con lăn đỡ nằm ngang G
t
= 10 (kg ).
Tải trọng trên một đơn vò chiều dài do khối lượng phần quay của các con lăn :
- Ở nhánh có tải :
)/(14,7
3,1
10
mKg

l
G
q
c
c
c
===
- Ở nhánh không tải :
Thiết kế băng cao su ngang Trang 2
GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng Phúc

)/(6,3
8,2
10
mKg
l
G
q
k
k
k
===
Như vậy phù hợp với số liệu cho trong bảng 6.10 , [ I ] .
*Tải trọng trên một đơn vò chiều dài do phần chuyển động của băng tải :
q
bt
= 2×q
b
+ q
l

+ q
k
= 2×4,4 + 7,14 +3,6 = 19,27 ( KG/m ) ; ( 6.7 , [ I ] )
* Xác đònh sơ bộ lực kéo
Để xác đònh sơ bộ lực kéo của băng , đầu tiên ta tìm :
+ Hệ số cản : ω = 0,035 ; tra bảng 6.16 , [ I ] .
+ Chiều dài của dây băng theo phương ngang : L
n
=60 ( m) .
+ Hệ số : m = m
1
× m
2
× m
3
× m
4
× m
5
= 1,1 × 1,02 × 1 × 1 × 1 =1,122 ; ( 6.8 , [ I ])
Lực kéo của băng :
W
o
= [ ω.L .( q + q
b
) +q.H ].m ( 6.8 , [ I ] ) .
= [ 0,035 .60 .(17,1 + 19,27)+17,1.2,5 ]. 1.122 =133,7 ( KG ) .
Lực căng tónh lớn nhất của dây băng :
S
max

=

k
s

. W
o
( KG)
W
o =
133,7 kg : lực cản tổng cộng trên băng
K
s
:hệ số phụ thuộc vào góc ôm của băng

1
.
−
=
µα
αµ
e
e
k
s
Trong đó:
u= 0,25 :hệ số ma sát giữa băng và tang
α= 200 ·= 3,49 rad :góc ôm băng
e= 2,78 => K
s

=1,85
=> S
max
=

1,85.133,7 = 247,345 ( KG)
Theo bảng 6.18,[ I ] dự trữ độ bền tiêu chuẩn qui đònh của dây băng n = 9 .
Theo bảng 4.7,[ I ] , giới hạn bền của lớp màng cốt trong dây băng đã chọn :
k = 55 ( KG/cm ) .
Kiểm tra số lớp màng cốt cần thiết trong dây băng :

301,1
4055
9345,247
40
0max
<=
×
×
=
×
×
=
c
k
nS
i
Như vậy là thỏa mãn .
Đường kính cần thiết của tang truyền động :
D

t
≥ a.i = 125 . 3 = 375 (mm) ; ( 6.10,[ I ] ).
Ở đây hệ số a = 125 lấy theo bảng 6.5,[ I ] , còn đường kính D
t
= 400 (mm) Phù hợp
với dãy tiêu chuẩn của ΓOCT 10624 – 63 .
Đường kính tang căng băng lấy bằng 0,8.D
t
= 0,8.400 = 320 (mm).
Chiều dài của tang truyền động và tang căng băng lấy theo qui đònh :
L
t
= B + 100 = 400 + 100 =500 (mm) ;
Thiết kế băng cao su ngang Trang 3
GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng Phúc
 3 . Tính toán chính lực ở các điểm trên băng .
Để tính toán lực kéo băng tải chính xác, cần thông qua tính toán lực căng băng ở tất cả
các điểm theo đường chuyển động của băng. Ta đánh dấu thứ tự tất các vò trí đặc biệt
có thay đổi lực căng , điểm bắt đầu có lực căng nhỏ nhất và điểm tiếp theo có lực
căng tăng dần được xác đònh theo công thức:
S
i+1
=S
i
+ W
i+(i+1)

Trong đó:
S
i+1

:lực căng băng tại điểm thứ i+1
S
i
: lực căng băng tại điểm thứ i
W
i+(i+1)
Băng được phân chia ra thành từng đoạn , giới hạn của chúng được đánh số thứ tự như
hình 1.1 .
Xác đònh lực căng của dây băng tại từng điểm riêng của băng theo phương pháp đi
vòng theo chu vi . Bắt đầu từ điểm 1, lực căng tại đây là S
1
chưa biết .
- Xét đoạn (1-2):
S
2
= S
1
+ W
12

W
12
:lực cản chuyển động trên nhánh không tải
W
12
=

ω.L .( q
b
+ qk ) +(q

b
+q
k
).H (kg)
Trong đó:
q
b
=4,4 kg :trọng lượng phân bố trên 1m chiều dài băng
q
k
=3,6 kg :trọng lượng phần quay của các con lăn phân bố trên 1m chiều dài nhánh
không tải
ω = 0,035 :hệ số cản chuyển động của băng đối với con lăn trên nhánh không tải
 W
12
= (4,4 +3,6).60.0,035 + 4,4.2.5 = 27,8 (kg)
Vậy S
2
= S
1
+ W
12
= S
1
+27,8
- Xét đoạn (2-3)
Lực căng tại điểm 3 :
S
3
= S

2
+ W
23
= S
v
.(k
r
– 1)
W
23
: lực cản khi tang vòng qua tang bò động
Thiết kế băng cao su ngang Trang 4
4
1
2
3
5
1
GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng Phúc
W
23
= S
v
.(k
r
– 1) = S
2
.(k
r
– 1)

k
r
: hệ số tăng lực căng cho lực cản tại chi tiết quay
Với α= 200 :ta chọn k
r
=1,07
W
23
= S
2
.(k
r
– 1)=( S
1
+ 27,8)(1,07-1) = 0,07(S
1
+ 28,7)
 S
3
= S
2
+ W
23
= S
1
+ 27,8 +0,07 S
1
+ 8,1 = 1,07 S
1
+29,8 (kg)

- Xét đoạn (3-4)
S
4
= S
3
+ W
34
W
34
: lực cản chuyển động trên nhánh có tải
W
34
= ω.L .(q
vl
+ q
b
+ ql ) +(q
vl
+q
b
).H (kg)
q
vl
=17,1 kg: trọng lượng phân bố trên 1m dài
ql= 7,14 kg: trọng lượng phần quay của các con lăn chòu tải phân bố trên 1m dài của
nhánh có tải
 W
34
=(17,1+4,4+7,14).60.0,035 +(17,1+7,14).2,5 =120,744(kg)
 S

4
= S
3
+ W
34
= 1,07 S
1
+29,8 +120,744 =1,07 S
1
+150,544 (kg)
- Xét đoạn (4-5)
S
5
= S
4
+ W
45
W
45
= W
t
+ W
m
Lực cản tại điểm vào tải để truyền cho hàng có tốc độ của bộ phận kéo :( 5.24,[ I ] ).

)(9,2
36
3,1.80
36
.

Kg
vQ
W
t
===
Lực cản do thành dẫn hướng của máng vào tải :
W
m
= 5 . 1 = 5 (KG); ( công thức 2.25,[ I ] ).
Tổng lực cản khi vào tải :
W
45
= W
t
+ W
m
= 2,9 + 5 = 7,9 (KG ) ;
S
5
= S
4
+ W
45
=1,07 S
1
+ 150,544 + 7,9 = 1,07 S
1
+ 158,644(*)
Dùng biểu thức Ơle quan hệ giữa lực căng của nhánh đi vào và nhánh đi ra khỏi tang
truyền động :

S
v
= S
r
.e
µ
.
α
=>S
5
= S
1
.e
µ
.
α
= S
1
.e
0,25.3,49
= 2,39.S
1
; (**)
Trong đó :
+ µ = 0,25 : Hệ số bám giữa dây băng cao su với tang thép .
+ α = 200° = 3.49 rad : Góc ôm của dây băng trên tang chủ động
Từ (*) và (**) suy ra :
1,07. S
1
+ 158,644 = 2,39.S

1
⇒ S
1
= 120,185 ( KG ) ;
Giá trò các lực căng dây băng ở các điểm còn lại :
S
2
= S
1
+ 27,8 =147,985( KG ) ;
S
3
= 1,07 S
1
+ 29,8 = 1,07. 120,185 + 29,8 = 158,4 ( KG ) ;
S
4
= 1,07. S
1
+ 143,46 =1,07. 120,185 + 150,544 = 265,338 ( KG ) ;
S
5
= 1,07. S
1
+ 150,96 = 1,07. 120,185+158,4 = 287 ( KG ) ;
Thiết kế băng cao su ngang Trang 5
GVHD : Nguyễn Văn Hùng SVTH : Nguyễn Hồng Phúc
Xây dựng biểu đồ lực căng dây băng :H 2.1
287
265,338

158,4
147,985
120,185
5
4
32
1
Hình 2.1 : Biểu đồ lực căng dây băng .
- Sức căng lớn nhất trên băng xuất hiện:
S
max
= S
5
= 287 ( KG ) .
Ta kiểm tra độ bền dây băng , số lớp màng cốt cần thiết :

3174,1
4055
9287
0.max
<=
×
×
=
×
×
=
Bk
nS
i

c
Như vậy là thỏa mãn .
- Lực cản tổng cộng trên băng:

W
0
=S
5
– S
1
= 287 – 120.185 = 166.815 (kg)
Kiểm tra đường kính tang truyền động theo áp lực dây băng lên tang :
µα
npB
W
D
t
O
T
..
.360
=
Trong đó :
W
o
= 166,815 ( KG ) :
p
t
= 10000 ( KG ) : áp lực cho phép của dây băng lên tang
α =200° ;

µ = 0,25 ;
mm
PB
W
D
t
t
4,01,0
25,0.200.14,3.10000.4,0
815,166.360
....
360
0
<===
µαπ
Như vậy là thỏa mãn .
 4 . Tính toán chọn động cơ điện và hộp giảm tốc .
Thiết kế băng cao su ngang Trang 6