Tính toán thiết kế băng cao su nghiêng ngang

Gvhd :Ths. Nguyễn Văn Hùng Svth :Nguyễn Hồng Phương
LỜI NÓI ĐẦU
Băng tải là một trong những loại máy vận chuyển được sử dụng rất phổ biến hiện
nay . Nó được sử dụng trong nhiều ngành kinh tế quốc dân . Đặc biệt là trong các cảng
biển , xí nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng ,phân bón …
Băng tải có nhiều ưu điểm như : khối lượng vận chuyển lớn , tính liên tục cao , sử dụng
lượng nhân công ít . Bên cạnh những ưu điểm đó nó cũng có những nhược điểm như là:
diện tích chiếm chỗ lớn , thiết bò cồng kềnh , không vận chuyển được các loại hàng có
khối lượng lớn .
Trong qúa trình làm đồ án môn học này tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của
các thầy cô giáo trong khoa Cơ giới hóa xếp dỡ cảng . Đã không quản thời gian giúp đỡ
tôi hoàn thành đồ án môn học này . Qua đây cũng thành thật cám ơn cán bộ Phòng kỹ
thuật xí nghiệp xi măng Hà Tiên đã có những hướng dẫn giới thiệu bổ ích giúp cho quá
trình thực hiện đồ án môn học của tôi được thuận tiện hơn.
Tôi xin trân trọng cám ơn sự giúp đỡ qúi báu đó của qúi vò . Đặc biệt , sự hướng dẫn tận
tình của thầy Nguyễn Văn Hùng.
Đây là đồ án môn học , với trình độ chuyên môn còn hạn chế nên không khỏi tránh
được những thiếu sót . Rất mong qúi vò và các bạn sinh viên đồng nghiệp đóng góp ý
kiến cho đồ án này . Trân trọng cám ơn .

Tp.HCM 7/12/2006
Thiết kế môn học Máy vận chuyển liên tục
1
Gvhd :Ths. Nguyễn Văn Hùng Svth :Nguyễn Hồng Phương
Chương 1 : GIỚI THIỆU VỀ BĂNG ĐAI CAO SU
C 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 cơng 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 ) .
đ 2 . Các thông số kỹ thuật của băng cao su .
Băng cao su nghiêng ngang vận chuyển muối công nghiệp có các thông số sau :
- Năng suất : Q = 45 T/h .
- Chiều dài vận chuyển theo phương ngang : L
n
= 45 m .
- Chiều cao vận chuyển : H = 2m.
- Tốc độ chuyển động của dây băng : v = 1.6 m/s .
- Khối lượng riêng của hàng : γ = 1 T/m
3
.
- Thiết bò dỡ tải kiểu gạt .
- Hệ thống cấp liệu bằng phễu .
Thiết kế môn học Máy vận chuyển liên tục
2
Gvhd :Ths. Nguyễn Văn Hùng Svth :Nguyễn Hồng Phương
Hình 1- Băng cao su nghiêng ngang
Thiết kế môn học Máy vận chuyển liên tục
3
Gvhd :Ths. Nguyễn Văn Hùng Svth :Nguyễn Hồng Phương
Chương 2 : TÍNH TOÁN BĂNG CAO SU
Tính toán băng cao su nghiêng ngang để vận chuyển muối công nghệp dỡ tải kiểu
gạt với các thông số sau :
- Q = 45 T/h .
- L
n
= 45 m .
Cơ sở tính toán chính dựa trên tài liệu tính toán MÁY NÂNG CHUYỂN [ I ].

C
1 . Tính toán chiều rộng của băng cao su .
- Theo bảng (4.1) ta tìm được góc dốc tự nhiên của hàng ở trạng thái chuyển động là
35
0
; ở trạng thái tónh là 40
0
.
- Hệ số ma sát ở trạng thái tónh : Với thép 0,49 ÷ 1,2 , với cao su là f
0
= 0,63.
-Hệ số ma sát ở trạng thái chuyển động
f
đ
= (0,7÷0,9) f
0
= 0,8f
0
= 0,504.
Hệ số ma sát f
đ
= tg
ρ
với
ρ
là góc ma sát
0
2774,26504,0 ≈==⇒ arctg
ρ
. Từ đó ta có góc nghêng của băng là :

00
121527)1510( =−=÷−=
ρβ
⇒
Chiều dài đoạn nghiêng được xác đònh
sin
mL
LL
H
6,9
12sin
2
sin
22
0
1
11
≈==⇒==
β
β
⇒
Chiều dài đoạn băng ngang là :

m
tg
H
tg
H
L 366,35
12

4545
0
2
≈=−=−=
β
-Từ bảng (6.2) Ta chọn vận tốc chuyển động của dây băng là 1,6m/s
-Chiều rộng dây băng (công thức 6.6 )
)(33,0)05,0
97,0.470.1.6,1
45
(1,1)05,0
...
(1,1 m
kkv
Q
B =+=+=
β
γ
Trong đó lấy k = 470 (bảng 6.13) đối với góc dốc của hàng rời trên dây
băng đến 12
0
.
-Theo quy đònh ở bảng 4.2 , từ bảng 4.3 ta chọn dây băng công dụng chung
loại 2, rộng B= 400mm có 3 lớp màng cốt bằng vải bạt B-820 có bọc cao su
ở mặt làm việc dày 3mm và mặt không làm việc dày 1mm.
-Ký hiệu dây băng đã chọn là :
Dây băng L2-400-3B-820-3-1-
62
−Γ
OCT

Chiều rộng nhỏ nhất của dây băng (công thức 6.1)
B
min
= 2a’ + 200 (mm) = 2.2 + 200 = 204 < 400 (mm)
Thiết kế môn học Máy vận chuyển liên tục
4
Gvhd :Ths. Nguyễn Văn Hùng Svth :Nguyễn Hồng Phương
S 2 . Tính toán các lực căng băng .
* Tải trọng trên một đơn vò chiều dài do khối lượng hàng (công thức 5.12)
Q = 3,6q.v (T/h)
⇒

)/(88125,7
6,1.6,3
45
6,3
mkG
v
Q
q ≈===
* 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
= 1,5 mm : Chiều dày một lớp màng cốt ( 4.5 , [ I ] ).
δ
1
= 3 mm : Chiều dày lớp bọc cao su mặt làm việc của dây băng .
δ
k
= 1 mm : Chiều dày lớp bọc cao su mặt không làm việc của dây băng.
i = 3 : Số lớp màng cốt .
⇒ δ = 3 + 3×1,5 +1 =8,5 (mm) .
Suy ra : q
b
= 1,1 . 0,4 . 8,5 = 3,74 ( kg/m );


Theo qui đònh ở bảng 6.8,[ I ] lấy đường kính con lăn đỡ bằng 83 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
= 3000
mm.
Ở đoạn cong của băng, khoảng cách giữa các con lăn đỡ lấy bằng ½ khoảng cách giữa
các con lăn đỡ thẳng tức là bằng 700 mm đối với nhánh chòu tải và 1250mm đối với

nhánh băng không tải.
Từ bảng 6.15 [ I ] , ta tìm được khối lượng phần quay của các con lăn đỡ hình lòng
máng G
c
= 11,5 (kg ).
Tải trọng trên một đơn vò chiều dài do khối lượng phần quay của các con lăn :
- Ở nhánh có tải :
-
)/(2,8
4,1
5,11
1
mkG
l
G
q
l
l
≈==
- Ở nhánh không tải :
-
)/(83,3
3
5,11
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 khối lượng phần chuyển động của băng tải :
q
bt
= 2×q
b
+ q
l
+ q
k
= 2×3,74 + 8,2 +3,38 = 19,51 ( KG/m ) ; ( 6.7 , [ I ] )
Thiết kế môn học Máy vận chuyển liên tục
5
Gvhd :Ths. Nguyễn Văn Hùng Svth :Nguyễn Hồng Phương
Để xác đònh sơ bộ lực kéo của băng theo công thức 6.8 , đầu tiên ta tìm :
+ Hệ số cản : ω = 0,02 ; tra bảng 6.16 , [ I ] .
+ Chiều dài của dây băng theo phương ngang : L
n
= 45 ( m) .
+ Hệ số : m = m
1
× m
2
× m
3
× m
4
× m

5
= 1,1 × 1,04 × 1 × 1 × 1 =1,144 ; ( 6.8 , [ I ]) .
+ Lực cản của thiết bò dỡ tải kiểu thanh gạt :
W
g
= ( 2,7 ÷ 3,6 ) × q × B = 3x8 × 0,5 = 12 ( KG );
Lực kéo của băng :
W
o
= [ ω.L
n
.( q + q
bt
) +q.H ].m +W
g
; ( 6.8 , [ I ] ) .
= [ 0,02 . 45 .( 8+ 19,51 )+8.2 ]. 1,144 + 12 = 58,63 ( KG ) .
Từ bảng 6.6 lấy hệ số bám giữa dây băng cao su với tang thép trong không khí ẩm :
µ =0,25
Lấy góc ôm của dây băng trên tang bằng 200° , theo bảng 6.19 ,[ I ] tìm được hệ số:
k
s
= 1,75.
Lực căng tónh lớn nhất của dây băng :
S
max
=

k
s

. W
o
= 1,75 . 58,63 = 102,6 ( KG ).
Theo bảng 6.18,[ I ] dự trữ độ bền tiêu chuẩn qui đònh của dây băng n
0
= 9 .
Theo bảng 4.7,[ I ] , giới hạn bền của lớp màng cốt trong dây băng đã chọn :
k
c
= 55 ( KG/cm ) .
Kiểm tra số lớp màng cốt cần thiết trong dây băng (công thức 6.10) :
342,0
40.55
9.6,102
.
.
0max
<===
Bk
nS
i
c
Như vậy là thỏa mãn .
Đường kính cần thiết của tang truyền động (công thức 6.3) :
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 môn học Máy vận chuyển liên tục
6
Gvhd :Ths. Nguyễn Văn Hùng Svth :Nguyễn Hồng Phương


3 . Tính toán chính lực ở các điểm trên băng .
Hình 2 – Sơ đồ tính toán băng đai nghiêng ngang
Băng được phân chia ra thành từng đoạn , giới hạn của chúng được đánh số thứ tự như
hình 2.
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 .Lực cản ở tang
lệch Wq (công thức 5.23) được xác đònh với giá trò của hệ số k
q
=1,03 (hệ số tăng lực
căng của bộ phận kéodo lực cản chi tiết quay) tức giả thiết rằng góc ôm của dây băng
trên tang lệch gần 90
0
.
Theo công thức (5.28) lực căng tại điểm 2 :

S
2
= S
1
+ W
q
= S
1
+ S
v
(k
q
-1)
= S
1
+ S
1
(1,03-1) = 1,03S
1
Lực cản trên đoạn thẳng không tải 2-3 (công thức 5.20)
W
23
= W
k
= q
b
.L
2-3
.ω = 8,505 . 35 . 0,02 = 5,95 (kG)
Với q

b
= 3,74 + 3,38 = 8,505 (kG/m)
Thiết kế môn học Máy vận chuyển liên tục
7
Gvhd :Ths. Nguyễn Văn Hùng Svth :Nguyễn Hồng Phương
Là tải trọng trên một đơn vò chiều dài do khối lượng phần chuyển động trên nhánh
băng không tải.
L
2-3

≈
L
2
=35 m. Chiều dài đoạn 2-3 ; ω = 0,02 : Hệ số cản chuyển động của dây băng
trên các con lăn đỡ.
Lực căng tại điểm 3 :
S
3
= S
2
+ W
2-3
= 1,03S
1
+ 5,95 (kG).
Góc ở tâm đoạn cong 3-4 là α = 1,06 rad.
Hệ số k ( công thức (5.22))
K= e
ωα
= 2,718

0,02.1,06
= 1,0215
Lực cản trên đoạn cong 3-4(dãy con lăn) theo công thức (5.21) là :
W
c
= S
v
(k-1) = S
3
(1,0215 -1) =0,0215 S
3
Lực căng tại điểm 4 :
S
4
= S
3
+ W
c
= S
3
+ 0,0215S
3
= 1,0215S
3
=1,0215(1,03S
1
+ 5,95)
=1,052.S
1
+ 6,08

Lực cản trên đoạn 4-5 :
W
4-5
= q
b
.L
4-5
.ω.cosβ – q
b
.L
4-5
.sinβ = 8,505 . 9,5 (0,02.cos12
0
– sin 12
0
) = -15,2 kG
Ở đây thành phần thứ hai mang dấu (- ) nghóa là phần khối lượng của các thành phần
chuyển động ở đoạn băng không tải 4-5 hướng theo chiều chuyển động.
Lực căng tại điểm 5 :
S
5
= S
4
+ W
4-5
= 1,052.S
1
+ 6,08 – 14,42 =1,052S
1
– 8,34

Lực căng tại điểm 6 :
S
6
= S
5
+ W
q
= S
5
+ S
5
(k
q
– 1) = S
5
+ S
5
.0,03 =1,03S
5
= 1,08356S
1
-8,59.
Ở đây W
q
là lực cản tang lệch (xem ở trên ).
Lực căng tại điểm 7 (giả thiết rằng ở công thức 5.23 hệ số k
q
=1,05 khi α = 180
0
).

S
7
= S
6
+ W
q
= S
6
+ S
6
( 1,05 -1) = 1,05S
6
= 1,14S
1
-9.
Lực cản tại điểm vào tải để truyền cho hàng có tốc độ của bộ phận kéo :( 5.24,[ I ] ).
W
t
=
)(2
36
6,1.45
36
.
kG
vQ
==
Lực cản do thành dẫn hướng của máng vào tải ( công thức 5.25)
W
m

= 5 . l = 5 . 1,2 = 6 (KG); ( công thức 2.25,[ I ] ).
Với l là chiều dài của máng vào tải ( l = 1200mm – Bảng 6.12 )
Tổng lực cản khi vào tải :
W
vt
= W
t
+ W
m
= 2 + 6 = 8 (KG ) ;
Lực căng tại điểm 8 :
S
8
= S
7
+ W
vt
= 1,14. S
1
– 9 + 8 = 1,14S
1
- 1
Lực cản trên đoạn 8-9 (công thức 5.17)
W
8-9
= W
h
= (q + q
b
)(ω.L

n
+ H) = ( 8 + 12,875 )( 0,02 . 9,5 . cos12
0
+ 9,5.sin12
0
)
= 45,11
≈
45 kG
q
b
= 4,675 + 8,2 = 12,875(kG/m ) là tải trọng trên một đơn vò chiều dài
do phần chuyển động của băng tải ở đoạn chứa tải.
L
n
= L
8-9
. cosβ = 9,5.cos12
0
. Chiều dài hình chiếu ngang của đoạn 8-9
Thiết kế môn học Máy vận chuyển liên tục
8