Thiết kế băng gầu đứng Q=45T/h, h=30m

TKMH: Máy Vận Chuyển Liên Tục GVHD: Nguyễn Văn Hùng
THUYẾT MINH MÁY VẬN CHUYỂN LIÊN TỤC
Đề tài:
TK BĂNG GẦU ĐỨNG VẬN CHUYỂN THAN CỐC CỤC VỪA NĂNG
SUẤT Q
0
= 90 (m
3
/h), CHIỀU CAO NÂNG H = 30(m)
Phần I. Giới thiệu chung
1. Khái niệm
Gầu tải được sử dụng để vận chuyển các vật dạng cục, dạng hạt và dạng bụi như than
gỗ, than bùn, sỏi, đá dăm, cát, xi măng, hóa chất, hạt, bột… Gầu tải được sử dụng ở các nhà
máy, công xưởng, nhà máy điện, kho ngũ cốc, cảng…
2.Phân loại
a.Theo chiều vận chuyển vật, gầu tải được chia thành gầu tải đứng và gầu tải nghiêng.
Loại gầu tải nghiêng thì phức tạp hơn về kết cấu và được sử dụng ít hơn.
b.Theo kiểu bộ phận kéo, gầu tải được chia thành gầu tải băng, gầu tải một xích, gầu tải
hai xích và ít hơn là gầu tải cáp. Trong hai kiểu gầu tải thì các gầu được bắt cứng vào bộ phận
kéo chỉ ở các thành sau, gầu tải hai xích thì các gầu có thể bắt chặt vào bộ phận kéo ở phần
lưng lẫn ở thành bên.
Gầu tải băng được sử dụng để vận chuyển các vật thể dạng hạt, dạng cục nhỏ và dạng
bột, khô. Vật liệu dễ dàng được xúc vào và đổ ra khỏi gầu. Gầu làm việc êm và cho phép tốc
độ chuyển động của băng trong giới hạn 0,8 ÷ 3,5 (m/s). Nhưng độ bền băng hạn chế; năng
suất đến 80 (m
3
/h) và chiều cao nâng đến 50 m.
Gầu tải xích cho năng suất cao hơn, đến 300 (m
3
/h), và được sử dụng để vận chuyển các
vật thể dạng cục to, ẩm, khó xúc và làm việc ở chế độ nặng. Tốc độ chuyển động của gầu tải

xích trong giới hạn 0,4 ÷ 1,2 (m/s); đối với vật thể dạng cục, dạng hạt, dạng cục nhỏ không mài
mòn và ít mài mòn tốc độ được lấy đế 1,6 (m/s). Gầu tải một xích làm việc với các gầu có
chiều rộng 160 ÷ 250 (mm), còn gầu tải hai xích làm việc với các gầu có rộng hơn.
Tùy thuộc vào sự bố trí các gầu ở trên băng hoặc trên xích mà có thể có gầu đặt cách
nhau và có gầu tiếp hợp. Sự bố trí gầu phụ thuộc vào đặc tính vật liệu và phương pháp chất tải
và dỡ tải. Khi bố trí gầu tiếp hợp thì ống chất tải được bố trí cao và sự chất tải được tiến hành
trực tiếp bằng sự truyền vào gầu. Phương pháp này được dùng cho các dạng cục lớn và mài
mòn, với tốc độ đến 1 (m/s).
Khi gầu bố trí cách nhau thì ống chất tải được bố trí thấp và sự chất tải được tiến hành
bằng cách xúc khi tốc độ chuểyn động 0,8 ÷ 2 (m/s). Phương pháp này được dùng cho các vật
liệu dạng cục nhỏ ít mài mòn và không mài mòn, vật liệu dạng hạt và dạng bụi. Các loại vật
liệu này khi xúc thì không gây lực cản lớn.
Theo phương pháp dỡ tải có:
Gầu có dỡ tải li tâm, phương pháp này dùng cho xích tải có gầu đặt cách nhau và tốc độ
chyển động 1 ÷ 2 (m/s).
Gầu có sự dỡ tải tự chảy có dẫn hướng, phương pháp này dùng cho gầu tải có gầu tiếp
hợp và tốc độ chyển động 0,4 ÷ 0,8 (m/s).
Gầu có sự dỡ tải tự do, tự chảy, phương pháp này dùng khi các gầu đặt cách nhau và tốc
độ chyển động 0,6 ÷ 0,8 (m/s).
Ưu điểm: của gầu tải là kích thước bao trong hình chiếu bằng nhỏ, dải năng suất rộng
từ 5 ÷ 30 (m
3
/h) và chiều cao nâng lớn, trường hợp cá biệt có thể đạt tới 75 m.
SVTH: Nguyễn Thò Kim Anh 1 -
TKMH: Máy Vận Chuyển Liên Tục GVHD: Nguyễn Văn Hùng
Nhược điểm: không cho phép quá tải nên cần phải cấp tải một cách điều hòa. Nếu
không đảm bảo được thì gầu quá tải sẻ bò hỏng.
2. Các bộ phận hợp thành
Các thông số cơ bản của gầu tải đứng tónh tại công dụng chung được xác lập bằng tiêu
chuẩn. Tiêu chuẩn này xem xét đến ba kiểu gầu sau:

Gầu sâu có dung tích 0,75
÷
15,5 (l), dùng để vận chuyển các vật liệu khô.
Gầu nhỏ có dung tích 0,65
÷
15 (l), dùng để vận chuyển các vật liệu ẩm và dính.
Gầu sâu và nhỏ được lắp dặt cách nhau trên các gầu tải có tốc độ cao. Chất tải bằng
cách xúc vật liệu trong máng và dỡ tải chủ yếu bằng lực li tâm. Bước gầu là 300, 400, 500 và
600 mm.
Gầu có góc nhọn với dẫn hướng ở thành bên có dung tích 1,5
÷
130 (l), dùng để vận
chuyển các vật liệu dạng cục, nặng và mài mòn. Chúng được sử dụng khi bố trí tiếp hợp trên
bộ phận kéo. Bước gầu là 160, 200, 250, 320, 400, 500 và 630 mm. Chất tải được tiến hành
bằng cách đổ vật liệu trực tiếp vào gầu, còn dỡ tải bằng phương pháp tự chảy. Khi gầu lật thì
các dẫn hướng ở thành bên sẽ tọa ra một máng để hướng dòng vật liệu vào ống dỡ tải ở đầu
trên của gầu tải.
Gầu thường được chế tạo từ thép tấm bằng cách dập khuôn và hàn cũng như đúc bằng
gang rèn, cũng có thể chế tạo gầu bằng chấtt dẻo có cốt bằng sợi thủy tinh. Các loại gầu này
có độ bền cao và trọng lượng nhỏ, được sử dụng để vận chuyển hóa chất, đất nhiên liệu cứng
và nhiều vật liệu khác.
Thường dùng xích và băng làm bộ phận kéo, cũng có thể sử dụng băng kim loại. Xích
được sử dụng là xích tấm và xích ống lót con lăn, xích hàn, xích tháo lắp và các loại xích khác.
Thiết bò truyền động thường dùng là hộp giảm tốc. Đường kính tang dẫn động của gầu tải băng
D = (125 ÷ 150)i (mm), i là số lớp đệm băng. Khi dỡ tải ly tâm đường kính tang và số vòng
quay cần phải phối hợp với tốc độ của băng. Chiều dài tang đựơc lấy lớn hơn chiều rộng băng
50 (mm). Các gầu tải được trang bò khóa tự động. Tang kéo căng cũng có những kích thước như
tang dẫn động. Thiết bò kéo căng thường sử dụng là vít, cũng có thể là vít – lò xo hoặc đối
trọng. Phần vỏ đứng thường có các đoạn tiêu chuẩn có độ cao 2 ÷ 2,5 (m), ở các đoạn giữa
được lắp các dẫn hướng đặc biệt đễ chống lắc cho bộ phận kéo.

SVTH: Nguyễn Thò Kim Anh 2 -
TKMH: Máy Vận Chuyển Liên Tục GVHD: Nguyễn Văn Hùng
Phần II. Tính toán thiết kế
1. Các thông số và chọn gầu
Năng suất Q
0
= 90 (m
3
/h)
Chiều cao nâng H = 30 (m)
Chọn gầu là gầu đáy nhọn có thành dẫn hướng kí hiệu là O.
Băng gầu dùng dây băng thấp tốc loại ΠO, bộ phận kéo là dây đai, dỡ tải theo phương
pháp trọng lực.
Vận tốc gầu v
g
= 0,8 (m/s)
Vận tốc dây băng v
b
= 0,8 (m/s)
Hệ số điền đầy gầu ψ = 0,6
Khối lượng riêng của than cốc γ = 0,5 (T/m
3
)
2.tính toán sơ bộ băng gầu
 Sơ đồ tính toán:
a) sơ đồ tính toán
b) biểu đồ lực căng của bộ phận kéo băng gầu đứng
 Năng suất của băng gầu
Q = Q
0

. γ = 90. 0,5 = 45 (T/h)
 Dung tích cần thiết của gầu trên một đơn vò chiều dài được tính theo CT
8 – 14 sách TTMNC
3,6. . .
g
Q
i
v
ψ γ
=
Q: năng suất của băng
SVTH: Nguyễn Thò Kim Anh 3 -
TKMH: Máy Vận Chuyển Liên Tục GVHD: Nguyễn Văn Hùng
v: vận tốc của gầu, tra bảng 11 – 1 sách MVCLT - Nguyễn Hồng Ngân chọn
v = v
g
= 0,8 (m/s)
45
52( / )
3,6.0,8.0,6.0,5
g
i l m⇒ = =
Tra bảng 8 – 7 sách TTMNC lấy i
g
= 40 (l/m), chọn gầu sâu dung tích i
0
= 16 (l), bước
gầu t
g
= 630 (mm), chiều rộng gầu B = 500 (mm), chiều rộng dây băng rộng hơn chiều rộng

gầu từ 25 ÷ 150 (mm), lấy B
b
= 650 (mm). Chiều dài tang đựơc lấy lớn hơn chiều rộng băng 50
(mm), lấy L
T
= 700 (mm)
 Tải trọng trên một đơn vò chiều dài của khối lượng hàng được tính theo CT
8 – 7 sách TTMNC
q
b
= Q . k
k: hệ số, tra bảng 8 – 9 sách TTMNC chọn k = 0,6
⇒ q
b
= 45.0,6 = 27 (KG/m)
 Lực cản lúc múc hàng được tính theo CT 8 – 7 sách TTMNC
W
m
= q . k
m
k
m
: hệ số múc ( công riêng để múc 1 kg hàng) (kg.m/kg), tra bảng 8 – 10 sách
TTMNC chọn k
m
= 2,5
⇒ W
m
= 20,8 . 2,5 = 52 (KG)
 Công suất cần thiết trên trục truyền động cơ để băng làm việc được tính

theo CT8 – 7 sách TTMNC
. .
0,003. . . 1
b m
q v c k
N Q H
Q H
 
= + +
 
 
c: hệ số tính đến chi phí năng lượng để khắc phục lực cản do trọng tâm gầu và
hàng đặt côngson với bộ phận kéo, tra bảng 8 – 11 sách TTMNC chọn c = 1,5
27.0,6.1,5 2,5
0,003.45.30 1 6,57( )
45 30
N kW
 
⇒ = ⋅ + + =
 
 
 Lực vòng trên tang truyền động được tính theo CT 8 – 16 sách TTMNC
102. 102.6,57
1117,67( )
0,6
N
P KG
v
= = =
 Lực căng lớn nhất trong dây băng được tính theo CT 8 – 17 sách TTMNC

max
1
e
S P
e
µα
µα
= ⋅
−
µ: hệ số bám giữa dây băng cao su và tang, tra bảng 6 – 6 sách TTMNC chọn
µ = 0,2 (không khí ẩm)
α: góc ôm dây băng trên tang, α = 180
0
e
µα
: yếu tố lực kéo, tra bảng 8 – 12 sách TTMNC chọn e
µα
= 1,87
max
1,87
1117,67 2402,35( )
1,87 1
S KG= ⋅ =
−
 Tính lớp màng cốt trong dây băng được tính theo CT 8 – 18 sách TTMNC
max 0
0
.
. .
c

S n
i
k B k
≥
n
0
: hệ số dự trữ độ bền tiêu chuẩn, tra bảng 6 – 18 sách TTMNC chọn n
0
= 9 với
giả thiết số lớp màng cốt trong dây băng không lớn hơn 4
k
c
: giới hạn bền của lớp màng cốt tra bảng 4 – 7 sách TTMNC chọn
k
c
= 115 (KG/cm)
SVTH: Nguyễn Thò Kim Anh 4 -
TKMH: Máy Vận Chuyển Liên Tục GVHD: Nguyễn Văn Hùng
B: bề rộng dây băng
k
0
: hệ số tính đến dây băng bò yếu ở chỗ lắp gầu, k
0
= 0,9
2402,35.9
3,2
115.65.0,9
i ≥ =
Chọn i = 4
 Đường kính tang truyền động được tính theo CT 8 – 12 sách TTMNC

D
T
≥ 0,6 . v
2
= 0,6 . 0,8
2
= 0,384 (m)
Lấy D
T
= 0,4 (m)
Theo biểu thức 8 – 19 sách TTMNC có điều kiện
i ≤ 10.D
T
⇔ 4 = 10.0,4 : được thỏa mãn
 Khối lượng 1m dây băng được tính theo CT 4 – 11 sách TTMNC
q
b
= 1,1.B.δ (kg/m)
B: bề rộng dây băng, B = B
b
= 0,65 (m)
δ: chiều dày dây băng được tính theo CT 4 – 12 sách TTMNC
δ = δ
i
+ i. δ
m
+ δ
k
δ
i

: chiều dày lớp bọc cao su ở mặt làm việc tra bảng 4 – 6 sách TTMNC
chọn δ
i
= 6 mm
δ
m
: chiều dày lớp bọc cao su màng cốt, tra bảng 4 – 6 sách TTMNC chọn
δ
m
= 2,3 mm
δ
k
: chiều dày lớp bọc cao su ở mặt không làm việc tra bảng 4 – 6 sách
TTMNC chọn δ
i
= 2 mm
⇒ δ = 6 +4.2,3 +2 = 15,2 (mm)
⇒ q
b
= 1,1.0,65.15,2 = 10,87 (KG/m)
 Tải trọng gầu trên một đơn vò chiều dài do khối lượng gầu được xác đònh theo CT
8 – 6 sách TTMNC
g
g
g
G
q k
t
= ⋅
G

g
: khối lượng của gầu, tra bảng 8 – 8 sách TTMNC chọn G
g
= 14,7 (kg)
t
g
: bước gầu, t
g
= 0,63 (m)
k: hệ số tính đến khối lượng các chi tiết lắp ghép, k = 1,14
14,7
1,14 26,6( / )
0,63
g
q KG m⇒ = ⋅ =
 Tải trọng gầu trên một đơn vò chiều dài do khối lượng phần hành trình của băng
gầu được xác đònh theo CT 8 – 4 sách TTMNC
q
bg
= q
b
+ q
g
= 10,87 + 26,6 = 37,47 (KG/m)
3. Tính chính xác lực kéo của băng gầu theo phương pháp đi vòng theo chu vi băng.
Ta chia chu tuyến băng thành 4 đoạn riêng biệt tính từ điểm 1 tới điểm 4, mỗi đoạn có
các dạng lực cản khác nhau. Bỏ qua lực cản ở tang, lực đổi hướng ở đoạn a và b, ta bắt đầu tính
từ điểm 1. Tại đó lực căng S
1
sẽ nhỏ nhất,tại điểm 1 có lực căng tại nhánh ra của tang dẫn

động.
S
1
= S
min
= S
ra
 Lực căng tại điểm 2 được xác đònh theo CT 8 – 23 sách TTMNC
S
2
= k
q
. S
1
+ W
m
k
q
: hệ số tăng lực căng của bộ phận kéo do lực cản tại chi tiết máy, chọn
k
q
= 1,05
SVTH: Nguyễn Thò Kim Anh 5 -
TKMH: Máy Vận Chuyển Liên Tục GVHD: Nguyễn Văn Hùng
W
m
: lực cản múc hàng
⇒ S
2
= 1,05.S

1
+ 52
 Lực căng tại điểm 3 được xác đònh theo CT 8 – 24 sách TTMNC
S
3
= S
2
+ (q + q
bg
).H =,05.S
1
+ 52 + (20,8 +37,47).30
= 1,05.S
1
+ 1800,1
 Lực căng tại điểm 4 được xác đònh theo CT 8 – 26 sách TTMNC
S
4
= S
1
+ q
bg
.H = S
1
+ 37,47.30 = S
1
+ 1124,1
 Từ biểu thức 8 – 20 sách TTMNC ta có
S
3

≤ S
4
. e
µα

= 1,87.S
4
⇔ 1,05.S
1
+ 1800,1 ≤ 1,87.(S
1
+ 1124,1)
⇔ 1,05.S
1
+ 1800,1 ≤ 1,87.S
1
+ 2102,1
⇔ S
1
≥ 368 (KG)
Từ biểu thức 5 – 30 sách TTMNC ta có điều kiện
S
min
≈ 0,1.P ⇒ S
min
≈ 0,1. 1117,67 = 111,7 (KG): điều kiện
được thỏa mãn
Lấy S
min
= 368 (KG)

 Lực căng băng ở các điểm còn lại
S
2
= 1,05.368 + 52 = 438,4 (KG)
S
3
= 1,05.368 + 1800,1 = 2186,5 (KG)
S
4
= 368 + 1124,1 = 1492,1 (KG)
Vì giá trò S
3
= S
max
= 2186,5 (KG) nhỏ hơn giá trò tìm được theo tính toán sơ bộ
S
max
= 2405,35 (KG) . Vì vậy không cần kiểm tra theo CT 8 – 17 sách TTMNC.
4. Chọn dộng cơ điện
 Lực kéo trên tang đựơc tính theo CT 8 – 26 sách TTMNC
W
0
= k
q
.S
n-1
– S
n
= k
q

.S
3
– S
4
= 1,05.1915,6 – 1234,1 = 777,28
(KG)
 Công suất trên trục truyền động của băng gầu đựơc tính theo CT 7 – 10 sách
TTMNC
0
0
. 777,28.0,8
6,1( )
102 102
W v
N kW= = =
 Công suất cần thiết của động cơ
0
.k N
N
η
=
k: hệ số dự trữ, k = 1,25
η: hiệu suất cảu hộp giảm tốc 2 cấp tra bảng 5 – 1 sách TTMNC chọn
η = 0,96
1,25.6,1
7,94( )
0,96
N kW⇒ = =
Tra bảng III 22.2 sách TTMNC chọn động cơ điện A02 – 61 – 6 có
Công suất đònh mức trên trụcN = 10 (kW)

Tốc độ quay của trục i= 965 (vòng/phút)
Hiệu suất η = 88 %
Khối lượng động cơ m = 135 (kg)
SVTH: Nguyễn Thò Kim Anh 6 -