đồ án môn học máy vận tải, tính toán thết kế băng tải trong vận tải mỏ khac linh

Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ

Lời nói đầu
Đồ án môn học Máy nâng chuyển là một đồ án chuyên ngành của ngành Máy
& Thiết bị mỏ. Qua đồ án này sẽ giúp sinh viên nắm chắc những kiến thức đã đợc
học và dần tiếp cận với công việc thực tế tính toán thiết kế các máy nâng chuyển
trong vận tải mỏ. Trong đồ án môn học này em đã đợc giao nhiệm vụ tính toán thiết
kế băng tải với các thông số:
- Năng suất yêu cầu: Q
yc
(t/h)=130.
- Chiều dài làm việc: L(m)= 260.
- Vận tải xuống dốc: (độ)= 8
0
.
- Khối lợng riêng của vật liệu vận tải: (t/m
3
) = 1,1
Đồ án đợc thực hiện với sự hớng dẫn tận tình của thầy giáo Nguyễn Hữu Việt. Tuy
nhiên do trình độ bản thân còn hạn chế nên trong quá trình tính toán không tránh
khỏi những sai sót, vì vậy em mong đợc sự chỉ bảo thêm của các thầy và những ý
kiến đóng góp của các bạn để bản đồ án của em đợc hoàn thiện hơn. Qua đây em bày
tỏ lòng cảm ơn chân thành đến thầy giáo Nguyễn Hữu Việt đã tận tình hớng dẫn để
em có thể hoàn thành đợc đồ án môn học này.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà nội, ngày 20 tháng10 năm 2011
Nguyễn Khắc lĩnh


Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53
1

Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ
Chơng I
Giới thiệu chung về băng tải
1.1 Chức năng nhiệm vụ và đặc tính kĩ thuật và lĩnh vực ứng dụng
Khoáng sản hữu ích, vật liệu xây dựng đang chiếm tỉ lệ quan trọng trong nền
kinh tế quốc dân. Việc cơ giới hóa vận tải sẽ đảm bảo năng suất yêu cầu ngày càng
tăng cao, giảm sức lao động cho công nhân vận tải. Việc đa các qui trình công nghệ
mới, cơ giới hoá toàn bộ, đòi hỏi phải hoàn thiện các sơ đồ và các thiết bị vận tải, về
kết cấu các chề độ vận hành. Muốn đợc nh vậy phải áp dụng chế độ vận tải liên tục
đảm bảo năng suất cao, chất lợng tốt. Một trong những thiết bị đó là băng tải. Băng
tải là thiết bị vận tải liên tục có năng suất cao, đợc ứng dụng rộng rãi trong nhiều
nghành kinh tế quốc dân. Trong công nghiệp nỏ dùng để vận chuyển đất đá thải,
khoáng sản hữu ích ( than, đá , quặng ) vật liệu, chèn lò, các chi tiết cụm chi tiết
của các máy móc, thiết bị. Trong các nhà máy cơ khí sản suất dây truyền để vận
chuyển các chi tiết bán thành phẩm. Bên cạnh đó băng tải còn đợc ứng dụng trong
các dây truyền sản xuất xi măng hay còn ứng dụng vận chuyển hàng hoá tại các sân
bay, cửa khẩu, nhà máy bánh kẹo Trong các mỏ hầm lò băng tải đ ợc sử dụng trong
các lò vận tải chính và trong các giếng nghiêng. Trong các đờng lò nối với lò chợ ng-
ời ta cũng lắp đặt các băng tải bán cố định có kiết cấu thích hợp cho việc thay đổi
chiều dài liên tục hay định kỳ. Đối với quặng cứng cần đập vỡ trớc khi vận chuyển
lên băng tải chỉ dùng trong các lò bằng, trong giếng nghiêng và trên mặt bằng mỏ
Tiền đầu t các thiết bị băng tải lúc đầu không lớn lắm so với các thiết bị vận tải
khác dùng trong công nghiệp mỏ, giá thành vận tải tính theo tấn/ km rẻ hơn rất nhiều
so với ô tô trừ đờng sắt. Ngày nay nhiều nớc trên thế giới có công nghiệp phát triển
đã tự thiết kế và chế tạo băng tải dùng hoặc xuất khẩu. Trớc đây chúng ta vẫn thờng
nhập băng tải của các nớc trên thế giới để dùng trong công nghiệp mỏ : Liên Xô, Ba
lan, Trung Quốc, Nhật Bản nhng trong giai đoạn hiện nay chúng ta đã chế tạo đợc
băng tải có B =800 ữ 1000 mm, i =4-5 lớp.
Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53
2

Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ
1.2 Giới thiệu kết cấu băng tải.
Băng tải gồm có trạm dẫn động, trạm kéo căng và hệ thống con lăn đỡ băng,
tấm băng và hệ thống dỡ tải. Băng tải có thể đặt và làm việc trên mặt phẳng nằm
ngang hay nghiêng. Vật liệu trên băng tải đợc dỡ ra đầu cuối của hành trình băng
hoặc giữa băng. Lực kéo băng đợc truyền từ tang dẫn động bằng ma sát và lực kéo đó
phụ thuộc nhiều vào hệ số ma sát, góc ôm của băng với tang dẫn động và sức cằng
ban đầu của băng. Những thông số cơ bản của băng tải là năng suất , chiều rộng băng
, tốc độ chuyển động băng và công suất động cơ. Băng tải có các loại cố định nửa cố
định và di động .
Băng tải sẽ thiết kế là băng tải cố định , Có năng suất yêu cầu Q= 2300 t/h.
chiêu dài băng tải L = 320 m, =12,5
o
, = 1,25 t/m
3
.
Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53
3
Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ
Hình 2- Trạm dẫn động
Trạm dẫn động của băng tải gồm tang dẫn động, hộp giảm tốc, khớp nối và cơ
cấu làm sạch băng. Tất cả các bộ phận trên đây phục vụ cho mục đích dẫn động băng
tải. Trạm dẫn động hoạt động bằng cách trạm truyền lực kéo bằng ma sát vì sự nén
băng vào tang dẫn động nhờ sức căng của nó
Hình3- Trạm kéo căng bằng đối trọng
Trạm kéo căng làm nhiệm vụ tạo ra lực căng ban đầu cần thiết để truyền lực
kéo từ tang sang cho băng, hạn chế độ võng quá mức cho phép giữa hai hàng con lăn
trên nhánh có tải, bù trừ độ giãn dài của băng tải trong quá trình làm việc.
Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53
4

Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ

Hình 4- Tấm băng
Trong các bộ phận cấu thành băng tải thì tấm băng là một bộ phân chủ yếu
làm nhiệm vụ kéo tải và đồng thời làm nhiệm vụ chứa đựng vật liệu vận tải
Hình 5- Hệ thống dỡ tải
1. Hệ thống dỡ tải
2. Tang dẫn động
1.3 Sơ đồ động học của máy.
Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53
5
1
2
Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ
- Nguyên lí làm việc của băng tải cố định.
Dây băng 1 vòng qua các tang chủ động ở đầu 2 và tang kéo căng phía đuôi 3
rồi đợc nối thành vòng kín. Các con lăn nhánh có tải 5 và nhánh không tải 4 dùng để
đỡ dây băng, đợc lắp trên cả chiều dài băng tải. Để tăng góc ôm trên tang chủ động
( tăng khả năng kéo) ngời ta lắp thêm con lăn ép băng 7
Phần II
Tính toán thiết kế băng tải
2.1. Tính và chọn các thông số của băng tải.
2.1.1. Theo
[ ]
188
2
chiều rộng băng đợc tính theo công thức

+= 05,0
C v.K
Q
.1,1B
yc


(m) (1)
Trong đó:
yc
Q
: Năng suất yêu cầu của băng tải (t/h)
yc
Q
= 130 , t/h
k: Hệ số năng suất
Chọn theo bảng 5.7
[ ]
189
2
: k = 240
v: Tốc độ chuyển động của băng , m/s
Ta chọn sơ bộ theo bảng 5.8
[ ]
189

2
: v =1,25 m/s
: Khối lợng vật liệu vận tải
Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53
6
Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ
= 1,1 , t/m
3
C

: Hệ số kể đến ảnh hởng của độ dốc đặt băng đến năng suất vận tải
Theo 5.6
[ ]
188
2
: Tra theo góc nghiêng đặt băng
Chọn C

= 0,97
Thay vào (1) ta đợc:








+= 05,0
97,0.25,1.1,1.240

130
.1,1B
, m
B = 0,756 m
Ta chọn chiều rộng băng tiêu chuẩn với B
tc
> B
Vậy lấy sơ bộ chiều rộng băng tải B= 800 mm
Kiểm tra chiều rộng băng theo kích thớc cỡ hạt vật liệu:
Với vật liệu nguyên khai:
200.5,2
max
+ aB
Lấy
)(19966
max
mma ữ=
là kích thớc lớn nhất của vật liệu vận tải
B = 800 > 2,5.199 + 200 = 697,5 mm
Vậy chiều rộng băng là hợp lý
Để đảm bảo năng suất yêu cầu cho trớc Q
yc
= 130 t/h khi lấy chiều rộng băng là
B= 800 mm, thì vận tốc băng là:
v
t
= v.
2
2
B

B
t
= 1,25
2
2
800
756
= 1,181 m/s.
Do sai lệch vận tốc so với chọn trớc không lớn nên ta lấy theo vận tốc chọn theo tiêu
chuẩn.
2.1.2. Kiểm tra năng suất thiết kế:
Theo [2] Năng suất thiết kế tính theo công thức
v.F.3600Q
tt
=
(t/h) (5)
Với v: Tốc độ chuyển của băng v = 1,25 (m/s)

: Khối lợng riêng vật liệu vận tải = 1,1 t/m
3
F
: Diện tích
d
tgCbF



4
1
2

=
m
2
Trong đó
: Góc chảy tự nhiên của vật liệu = 15
0
b : Chiều dài mang tai của con bang
Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53
7
Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ
b=(0,9B - 0.05)=0,67 m

F=
0
15.97,0.67,0.
4
1
tg
=0.043535 m
2
Vậy
)/(5,21525,1.1,1.043535,0.3600 htQ
tt
==
Năng suất thiết kế lớn hơn năng suất yêu cầu là hợp lý.

2.1.3. Xác định khối lợng phân bố trên 1 mét chiều dài của băng
Căn cứ vào chiều rộng băng B= 800 mm, theo bảng 5.1
[ ]
162

2
ta chọn loại băng tải
0
Khối lợng phân bố trên 1 mét vật liệu vận tải trên băng (q):
===
25,1.6,3
130
.6,3 v
Q
q
28,89 kg/m
Khối lợng 1 mét băng là:
Theo
[ ]
189
2
:
( )
b
''
1
'
b
nBq ++=
kg/m (2)
B: chiều rộng băng tiêu chuẩn B = 800 mm = 0,8 m
n
1
: Số lớp vải trong băng , phụ thuộc vào chiều rộng băng B=800 (m)
Chọn theo bảng 5.1

[ ]
162
2
lấy n
1
= 5


= 3 ữ 6 mm: Chiều dày lớp cao su có bề mặt trên tiếp xúc vật liệu vận tải
(mm): Chọn

= 4 mm


= 1 ữ 2 mm: Chiều dày lớp cao su có bề mặt không trên tiếp xúc vật liệu vận
tải (mm): Chọn

= 2 mm
= 1 ữ 3 mm: Chiều dày mỗi lớp vải, chọn = 1,5 mm

b
= 1,1 t/m
3
: Khối lợng riêng của vật liệu làm băng
Thay các số liệu vào (2) ta đợc:
=++= 1,1).25,1.54.(8,0
b
q
11,88 kg/m
2.1.4. Khối lợng phần quay của các con lăn

Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53
8
Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ
Theo
[ ]
190
2
ta có :
Khối lợng phân bố của phần quay con lăn trên nhánh có tải, kg/m.
'
'
'
cl
l
G
q =
(kg/m) (3)
Khối lợng phân bố của phần quay con lăn trên nhánh không tải, kg/m.
''
''
''
cl
l
G
q =
(kg/m) (4)
G

, G

: Khối lợng phần quay của con lăn tơng ứng nhánh có tải và không có tải
(kg) :
Theo bảng 1.6
[ ]
50
1
Chọn đờng kính con lăn có tải D

= 127 mm và con lăn không tải
là D

= 127mm
Theo bảng 1.6
[ ]
50
1
Chọn khối lợng con lăn có tải
'
cl
G
= 22 kg và khối lợng con lăn
không tải là
kgG
cl
19
''
=
.
l

, l

: Khoảng cách giữa hai hàng con lăn nhánh có tải và không tải (m)
Theo bảng 5.4
[ ]
169
2
: Chọn l

= 1,3 m
Chọn l

=2 l

=2,6 m
Thay vào (3) và (4) ta đợc:
==
3,1
22
'
cl
q
16,92 kg/m
==
6,2
19
''
cl
q
7,31 kg/m

2.2. Xác định sức cản chuyển động.
- Băng tải chở vật liệu lên dốc nên:
Theo công thức 5.32
[ ]
190
2
và 5.33
[ ]
190
2
:
Sức cản chuyển động trên nhánh không tải là:
''''
.).[(
clbkt
qqW +=
gLq
b
.].sin.cos +
(N) (6)
Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53
9
Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ
Sức cản chuyển động trên nhánh có tải là:
.).qqq[(W
''
clbct
++=
gLqq
b

.].sin).(cos +
(N) (7)
Trong đó:
q
b
: Khối lợng 1m băng
=
b
q
11,88 kg/m
q: Khối lợng phân bố trên một mét vật liệu vận tải , q= 28,98 kg/m
'
cl
q
: Khối lợng phần quay con lăn nhánh có tải trên 1(m) chiều dài
92,16
'
=
cl
q
kg/m
''
cl
q
: Khối lợng phần quay con lăn nhánh không tải trên 1(m) chiều dài :
31,7
''
=
cl
q

kg/m

: Góc dốc đặt băng
0
8 =
L: Chiều dài băng tải L = 260 m
g = 9,81 m/s
2
: Gia tốc trọng trờng


,

: Hệ số sức cản chuyển động trên nhánh có tải và không tải
Thực tế trên nhánh có tải và không tải có giá trị khác nhau. Nhng sai khác
không nhiều nên coi gần bằng nhau
Theo bảng
[ ]
191
2
: Ta lấy

=

= 0,04
Thay các số liệu vào công thức (6), (7) ta đợc:
81,9.260].8sin.88,118cos.042,0).31,788,11[(
00
++=
kt

W
(N)
kt
W
= 6253 N
81,9.260].8sin).88,1192,28(8cos.042,0).92,1688,1192,28[(
00
+++=
ct
W

ct
W
= -8340 N
Tổng sức cản:
ktct
WWWo +=
=
Wo
-8340+6253 N
=Wo
-2087 N
- Do W
ct
< 0 , W
kt
> 0 , W
0
< 0 nên
Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53

10
Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ
2.3. Tính toán và vẽ biểu đồ sức căng băng.
- Để tính toán sức căng băng ta dùng phơng pháp đuổi điểm.
S
max
: Lực căng lớn nhất kiểm tra sức bền.
min
S
: Lực căng nhỏ nhất để kiểm tra độ võng ,
r
S
: Lực căng tại điểm ra khỏi tang đẫn động
S
t
: Lực căng tại điểm tới tang dẫn động
Theo ole ta có:

.
f
tr
eSS =

Theo 1-7
[ ]
53
1

f: Hệ số ma sát, lấy f = 0,35

: Góc ôm băng trên tang , lấy

= 210
o


f
e
: Nhân tố kéo tang chủ động

f
e
= 3,61
Nhng ta có:
S
1
= S
r
S
2
=
121
W S +
= |S
1
+W
ct
|= - ( S
1
+W

ct
)
S
3
= K.S
2
=K.|S
1
+W
ct
|Với K = 1,02ữ1,03
S
4
= S
t
= S
3
+ W
34
= - K.S
1
- K.W
ct
+ W
kt
Mà S
t
= - K.

.

f
t
eS
- K.W
ct
+ W
kt
S
4
.(1 - k.e
f

) = - K.W
ct
+ W
kt

f
ktct
ek
WWK
S
.1
.
4
+
+
=

Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53

11
Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ
Để đảm bảo tin cậy cho vân hành, tăng thêm 25% giá trị S
4


f
ktct
ek
WWK
S
.1
.
.25,1
4
+
+
=

Vậy
NS 4013
025,1.61,31
6253)8340.(025,1
.25,1
4
=
+
+
=
S

1
= S
r
= S
t
.

f
e
=4013.3.61=14488
S
2
=
121
W S +
= |S
1
+W
ct
|= - ( S
1
+W
ct
)
S
3
= K.S
2
=K.|S
1

+W
ct
|Với K = 1,02ữ1,03
S
3
= S
4
- W
ct
=894 - (-8340)=9234
NWSS
N
K
S
S
kt
275662539009
9009
025,1
9234
21
3
2
===
===
Kiểm tra độ võng băng trên nhánh có tải.
1min
SS =
phải thỏa mãn điều kiện
S

1
> 5.( q + q
b
).g.l

.cos = 5. ( 28,98 + 11,88).1,3.9,81.cos8
o
S
1
= 2756 N > 2580 N
Vậy đã thoả mãn điều kiện
Kiểm tra độ bền .
S
max
= S
3
[ S
d
] =
n
p.n.B.10
d1
3
Theo công thức5.3
164
]2[
Trong đó:
p
d
= 550 N/mm Tra theo bảng 5.1

162
]2[

B = 800 mm Chiều rộng băng
n
1
: Số lớp vải trong băng , n
1
= 5
n : Hệ số an toàn của băng
n =
chdptmnol
o
k.k.k.k
n

Khi chuyển động ổn định : n
o
= 7
Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53
12
Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ
k
ol
- hệ số kể trên sự làm việc không đều của các lớp vải trong băng lấy k
ol
= 0,88
k
mn
- hệ số kể đến độ bền mối nối lấy k

mn
= 0,9
k
pt
- hệ số tính đến mức độ phức tạp của tuyến lấy k
pt
= 0,9
k
chd
- hệ số tính đến chế độ làm việc của băng lấy k
chd
= 1,1
n =
1.1.9,0.9,0.88,0
7
= 8,93
S
max
= S
3
=9234 N [ S
d
] =
93,8
550.5.8,0.10
3
= 246360 N
Vậy thoả mãn điều kiện bền đứt
2.4 Tính toán công suất và lựa chọn động cơ:
- Trạm dẫn động phải tạo ra lực kéo đủ lớn khắc phục tất cả sức cản chuyển động

của băng
- Do W
ct
> 0 , W
kt
< 0 , W
0
< 0 nên vị trí trạm dẫn động sẽ đợc đặt ở phía trên nh
hình vẽ trên

Wkt
Wo
Wct
ax
Wkt > 0,Wct < 0,Wo < 0,
St<Smax
Biểu đồ sức căng
Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53
13
Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ
Tổng công suất tính toán động cơ có trạm đẫn động do là W
o
< 0 nên tính công suất
đợc tính theo công thức sau: Theo công thức 5.60
197
]2[

1000

.

,
vSS
KN
RT
dttt

=
(KW) ( ** )
Trong đó:

,
v
vận tốc khi máy phát làm việc chế độ máy khéo
,
v
=1,06.v =1,325
m/s
v = 1,25 m/s
dt
K
: Hệ số dự trữ công suất

)15,11,1(K ữ=
Ta lấy K =1,1
: Hiệu suất bộ chuyển động
Với tang hình trụ
92,087,0 ữ=
Ta lấy tang có
92,0=
Thay vào phơng trình ( ** ):

497,292,0.
1000
325.1.2756894
.1,1 =

=N
(KW)
- Với công suất trên ta lựa chọn hai động cơ có công suất 4,0 kw và tốc độ
n=907vg/ph cùng dẫn động cho một tang dẫn động.
2.5 . Tính chọn kích thớc của tang.
- Vật liệu làm tang: bằng thép bên ngoài bọc cao su để có tác dụng tăng độ bám
dính.
- Đờng kích tang ( đối băng cao su cốt vải ):
Theo công thức 5.21
176
]2[
D
t
= k
1
.k
c
.n
1
, mm
Trong đó:
k
1
: Hệ số phụ thuộc chủng loại lớp vải , lấy k

1
= 125
k
c
: Hệ số phụ thuộc công dụng của tang , lấy k
c
= 1 trạm dẫn động
một tang
Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53
14
Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ
n
1
: Số lớp vải trong băng , n
1
= 5
Vậy ta tính đợc :
D
t
= 125.1.5 = 625 mm
Lấy theo tiêu chuẩn kích thớc đờng kính tang: D
t
= 630 mm
- Đờng kính tang đợc kiểm tra theo áp suất do băng tác dụng lên bề mặt tang p
b
Theo công thức 5.23
177
]2[
P
b

=
)SS.(
BD
360
rt
t
+

=
)2756894.(
630.800.14,3.210
360
+
P
b
= 0.04 Mpa < 0,2 ữ 0,3 Mpa
Vậy thoả mãn điều kiện áp suất
- Bề rộng tang:
B
t
= B + ( 150 ữ 200 ) , mm
B
t
= 800 + 150 = 950 mm
- Mômen xoắn trên trục tang dẫn động:
M
x
= 0,5.k
dt
.

)(
tr
SS
.D
t

Trong đó :
k
dt
: Hệ số dự trữ tính đến tổn thất cha kể đến, lấy k
dt
= 1,15
W = (S
t
- S
r
) = (2756 - 894) = 1862 N : Lực vòng trên tang dẫn động
Vậy ta tính đợc :
M
x
= 0,5.1,15.1862.630 = 0.675.10
6
, Nmm
2.6: Tính kiểm tra chiều dài băng tải theo công suất đã chọn
-Ta kiểm tra chiều dài băng tải theo công thức
[ ]
58
1
:
]sin.cos.).2.[(

1000
''''
qwqqqqgvK
N
L
clclb
+++
=

N
: Công suất động cơ, ta chọn 1 động cơ cho tang dẫn động với N =840 [kw]
Vậy
]
00
8sin98.288cos042,0).31,792,1688,11.298.28[(81,9.25,1.15,1
85,0.4.1000
+++
=L
L = 290 [m]
Vậy với chiều dài làm việc là L = 260m thì công suất lắp đặt đủ đáp ứng yêu cầu.
Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53
15
Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ
2.7. Tính chọn bộ truyền động trung gian
- Vận tốc của băng là : v
b
= 1,25 m/s
Vậy vận tốc của tang : v
tg
= v

b
= 1,25 m/s
Mà : v
tg
=
60
D.n.
ttg

n
tg
=
t
tg
D.
v.60

=
63,0.3,14
25,1.60
= 37,9 vg/ph
Tỷ số truyền của hộp giảm tốc , i :
i =
tg
dc
n
n
=
9,37
907

= 23,93
Theo tài liệu
26
]4[
:
Từ tỷ số truyền trên ta chọn loai hộp giảm tốc bánh răng trụ . Sơ đồ hộp giảm tốc
nh sau:
3
4
1. Bánh răng; 2. ổ lăn
3. Động cơ ; 4. Khớp nối
2
1
- Công suất trục ra của hộp giảm tốc :
N
tr
= N
đc
.
kn
.
đ
.2
br
.
Trong đó:
N
đc
: Công suất động cơ , N
đc

= 4 kW

kn
: Hiệu suât khớp nối , chọn loai khơp nối có
kn
= 0,99

br
: Hiệu suất bộ truyền bánh răng , lấy
br
= 2.0,98
Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53
16
Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ

đ
: Hiệu suất bộ truyền đai , lấy
đ
= 0,98
Vậy ta tính đợc công suất trục ra của hộp giảm tốc:
N
tr
= 4.0,98.0,99 0,98
2
= 3,73 kW
- Mômen xoắn trên trục ra của hộp giảm tốc :
M
x
=
tg

tr
6
n
N.10.55,9
=
9,37
73,3.10.55,9
6
= 0,94.10
6
, Nmm
- Đờng kính trục ra của hộp giảm tốc :
Theo tài liệu
114
]3[
ta có:
d
tr

3
x
x
].[2,0
M


,mm .
Trong đó :
Chọn []
x

= 20: ứng suất xoắn cho phép , vật liệu thép 45
M
x
: mômen xoắn , M
x
= 0.94.10
6
Nmm
Vậy ta tính đợc:
d
tr

3
6
20.2,0
10.94,0

= 61,7 ,mm .
Chọn theo tiêu chuẩn lấy d
tr
= 65 , mm
- Khớp nối :
Khớp nối đợc tính toán theo mômen xoắn :
Mônmen xoắn trên trục động cơ: Theo công thức 9-1
221
]3[
M
t
= K .M
x

= 9,55.10
6
.
dc
dc
n
N.K
= 9,55.10
6
.
907
4.2,1
( K hệ số tải trọng động , theo bảng 9-1
222
]3[
)
M
t
= 0,051.10
6
Nmm
Vậy từ M
t
theo tài liệu
11
]4[
Chọn loại khớp nối chữ thập
2.8. Tính toán cơ cấu kéo băng tải
Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53
17

Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ
- Trong quá trình làm việc, băng bị giãn dài và trùng lại làm cho độ võng giữa hai
giá đỡ con lăn vợt quá giới hạn cho phép , gây sức cản phụ khi băng đi qua các con
lăn , làm giảm sức căng ban đầu của băng tại thời điểm rời tang dẫn động gây ra hiện
tợng trợt băng trên tang.
- Để khắc phục hiện tợng trên, ta lắp đặt trạm kéo căng. Trạm kéo căng làm nhiệm
vụ tạo ra lực căng ban đầu cần thiết để truyền lực kéo từ tang sang cho băng, hạn chế
độ võng quá mức cho phép giữa hai hàng con lăn trên nhánh có tải, bù trừ độ giãn dài
của băng tải trong quá trình làm việc.
Trạm kéo căng phải đảm bảo:
Chiều dài hành trình kéo căng của băng
Có kết cấu nhỏ gọn, băng ít bị uốn gập.
Có thể tự động điều chỉnh đợc sức căng trong băng thích nghi với chế
độ tải .
- Chiều dài của băng tải là 260m nên có thể dùng kéo căng bằng đối trọng, thiết bị
kéo căng bằng đối trọng đảm bảo lực kéo căng là không đổi, tự động thay đổi chiều
dài của bộ phận kéo do thay nhiệt độ và độ mòn, giảm đợc tải trọng lớn khi bị quá
tải, đây là u điểm lớn nhất của nó .
- Vì sức căng tại điểm 4 là nhỏ nhất nên ta bố trí thiết bị kéo căng tại điểm 4
Dựa vào sơ đồ kết cấu trong át lát
Vì sơ đồ băng có bốn điểm nên lực cần kéo căng ở đuôi băng tính theo công thức:


cos).(
3
SSP
+
(N)
32
S,S

: lực căng băng tại điểm 2 và 3 ở đuôi băng [N]
Thay vào công thức trên ta có:
NP
o
36138cos).2756894( =+

- Tính toán xác định trọng lợng đối trọng
Khối lợng đối trọng tính theo công thức 5.61
197
]2[
m
đt
=
plpl
kc
.i.g
F

, kg
Trong đó :
Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53
18
Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ
F
kc
: Lực kéo căng cần thiết, F
kc
= P

pl

: Hiệu suất palăng lấy
pl
= 0,95
i
pl
: Bội suất palăng lấy i
pl
= 1
g : gia tốc trọng trờng, lấy g = 9,81 m/s
2
m
đt
=
95,0.1.81,9
3613
= 387,6 kg
- Hành trình kéo căng :
L =
2
LL
'''
+
=
o
E2
L
.( S
tb

+ S

tb

)
L =
th
l
S.2
L.
.( S
tb

+ S
tb

) , m
Trong đó :
E
o
: Độ cứng của băng , N
L : Chiều dài làm việc của băng , L = 260 m

l
: Độ giãn dài tơng đối của băng lấy theo tiêu chuẩn, băng cao su
l
= 0,015
S
tb

, S
tb

: Sức căng trung bình nhánh có tải và nhánh không tải
S
tb

=
N
SS
5883
2
90092756
2
21
=
+
=
+

S
tb

=
N
SS
5064
2
8949234
2
43

=
+
=
+
S
th
: Lực căng băng tới hạn, N
S
th
= [ S
d
] =
2,8
550.5.8,0.10
3
= 286293 N
Vậy khi đó ta tính đợc hành trình kéo căng:
L =
286293.2
260.015,0
.( 5883 + 5064 ) = 1,59 m
- Căn cứ vào :
L = 0,08 m
F
kc
= 3613 N
Ta chọn trạm kéo căng
Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53
19
Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ

2.9. Tính toán trục tang :
- Thông số trục tang :
Vật liệu làm trục tang, chọn loại thép C45
C Si Mn S P Ni Cr
0,4 ữ
0,5
0,17ữ
0,37
0,5 ữ
0,8
0,045 0,045 0,3 0,3
Đờng kính trục tang đợc tính nh sau:
Theo tài liệu
114
]II[
ta có:
d
tr

3
x
tg
].[2,0
M


,mm .
Trong đó :
M
tg

: Mômen xoắn trục tang , M
tg
= 0.96.10
6
Nmm
Chọn []
x
= 20: ứng suất xoắn cho phép, vật liệu thép 45
d
tr

3
x
x
].[2,0
M


=
3
6
20.2,0
0,96.10
=62 mm .
Lấy theo tiêu chuẩn : d
tr
= 65 mm
Bề rộng tang : B
t
= 950 mm

Chiều dài trục tang :
Theo tài liệu
[ ]
32
4
chọn sơ bộ theo B
t
:
L = 1100 mm
Các lực tác dụng vào trục tang :
Mômen xoắn trên trục ra của hộp giảm tốc tác dụng lên :
M
x
= 0,96.10
6
, Nmm
Lực vòng tác dụng vào trục tang :
P =
Sr -St
=
8942756
= 1862 N
Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53
20
Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ
P
1
= P
2
=

2
P
= 1862N
Lực uốn do trọng lợng bản thân của tang dẫn :
P
u
= V
tg
.
tg
.g
g : Gia tốc trọng trờng, lấy g = 9,81 m/s
2

Vật liệu thép C45 nên lấy :
tg
= 7,852 kg/ dm
3
Từ hình trên ta tín h đợc : V
tg
= 213619074 mm
3
= 253,62dm
3

P
u
= 213,62 . 7,852 = 1677 kg = 16451 N.
P
1

= P
2

= P
u
/ 2 = 8225,5 N.
- Tính phản lực trên gối đỡ :


)(AM
x
= P
1
. 120 + P
2
.1670 - R
Bx
1790 = 0 (1)

)( AM
y
= P
1

.120 + P
2

.1670 - R
By

.1790 =0 (2)

x
F
= R
Ax
- P
1
- P
2
+R
BX
= 0 (3)

y
F
= R
Ay
- P
1

- P
2

+ R
BY
= 0 (4)
-Từ (1) và (2) ta tìm đợc :
R
Bx

=
1790
1670.P120.P
21
+
= 111573 N .
R
By
=
1790
1670.P120.P
'
2
'
1
+
= 8225,5 N
- Thay vào (3) và (4) ta tìm đợc
R
Ax
= P
1
+ P
2
- R
BX
= 111573 N
R
Ay
= P

1

+ P
2

- R
By
= 8225,5 N
- Vậy ta tính đợc các phản lực tại các gối đỡ là :
R
Bx
= 111573 N , R
By
= 8225,5 N
R
Ax
= 111573 N ,R
Ay
= 8225,5 N
Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53
21
Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ
Bản vẽ biểu đồ nội lực trục tang.
Xét mômen tại các tiết diện nguy hiểm để kiểm nghiệm tang:
Xét bên trái tiết diện I-I nơi có mômen nguy hiểm:
Tiết diện I-I:
M
ud
= 120.8225,5 = 987060N/mm
2

M
un
= 120.111573 = 13388760N/mm
2
M
u
=
2
ud
2
un
MM +
M
u
=
22
13388760987060 +
=13,43.10
6
N/mm
2
.
M
x
= 2.67.10
6
N/mm
2
.
M

tđ
=
2
x
2
u
M.75,0M +

Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53
22
Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ
=
2626
)10.67.2.(75,0)10.43,13( +
= 116821936 N/mm
2
.
d
1I

3
td
].[1,0
M

= 286 mm .
Xuất phát từ yêu cầu về độ bền lắp ghép, công nghệ ta chọn đờng kính các đoạn trục
nh sau :
Đờng kính chỗ lắp tang : d
1I

= 290 mm .
Đờng kính chỗ lắp ổ lăn : d
1I
=d
1o
= 285 mm .
Đờng kính chỗ lắp khớp nối : d
kn
= 280 mm .
Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi :
- Do tác dụng của ứng suất uốn và ứng suất xoắn nên trục bị hỏng do mỏi vì
vậy phải kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi theo hệ số an toàn .
- Theo công thức 7.5
104
]III[
:
n
22
nn
n.n


+
[n] =1,5 ữ 2,5.
n

: hệ số an toàn kể riêng ứng suất pháp .
Theo công thức 7.6
104
]III[

: n

=
ma
1

k






+

.
n

: hệ số an toàn kể riêng ứng suất tiếp .
Theo công thức 7.7
104
]III[
: n

=
ma
1

k

+

.
- Với :
+. Giới hạn mỏi của chu kỳ đối xứng .
Vật liệu thép C45 chọn theo tài liệu [III] Bảng7-2
119
]III[

-1
=(0,4 ữ 0,5 ).
b
=0,45. 600 = 270.

-1
=(0,2 ữ 0,3).
b
=0,25. 600 = 150.
Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53
23
Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ
+. Hệ số ảnh hởng ứng suất trung bình độ bền mỏi .


,

.
Vật liệu làm trục bằng thép cácbon C45 :

= 0,15 .


=0,12 .
+. Hệ số ảnh hởng của kích thớc, tiết diện trục tới độ bền mỏi:

= 0,78 .

= 0,67 .
+. Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và xoắn ( k

,k

).
k

= 1,75 .
k

= 1,50 .
+. Trục không đợc tăng độ bền nên = 1 .
+. Môn men chống uốn W =
32
3
d

+. Mômen chống xoắn W =
16
3
d

- Xét trên tiết diện I-I :
d
I-I
=d
1o
= 290 mm .
M
u
= 13,43.10
6
N/mm
2
.
M
x
= 2.67.10
6
N/mm
2
.
ứng suất uốn :
m
= 0.

a
=
max
=-
min
=
W
M
u
=
32
290.
10.43,13
3
6

= 5,6.
ứng suất xoắn :
m
=
a
=1/2
max
= 1/2
W
M
u
=
16
290.

10.67.2
.
2
1
3
6

= 13,9
n

=
ma
1

k






+

=
6,5.
78,0
75,1
270
=21,49.
n

=
ma
1

k






+

=
9,13.12,09,13.
67,0
5,1
150
+
= 4,57
Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53
24
Đồ án Máy Nâng Chuyển Bộ môn Máy & Thiết bị mỏ
n
22
57,449,21
57,4.49,21
+
= 5,35 [n] =1,5 ữ 2,5.

Vậy với các đoạn trục chọn trên thoả mãn điều kiện bền.
Nguyễn Khắc Lĩnh Lớp Máy & Thiết bị mỏ K53
25