đồ án môn học máy vận tải, tính toán thết kế máng cào trong vận tải mỏ mang cao

Đồ án máy nâng chuyển Bộ môn Máy và triết bị mỏ

Lời Nói Đầu
Trong tiến trình phát triển của nền kinh tế quố dân công nghiệp mỏ đóng vai trò
hết sức quan trọng . Nó cung cấp đầu đủ các loại máy móc cho nền công nghiệp
nói chung và ngành mỏ nói riêng.
Máy vận tải là khâu khá quan trọng trong dây chuyền công nghệ khai thac mỏ.
Việc tính toán và thiết kế chính xác nhằm nâng cao chất lợng và hiệu quả trong
khai thác. Trong học kỳ vừa qua em đã hoàn thành môn học Máy vận tải và đồ án
môn học là tất yếu mỗi sinh viên chúng em phải làm để tích lũy vốn kiến thức mà
thày giáo đã truyền đạt. Trong quá trình làm em có sử dụng một số tài liệu hớng
dẫn của các thày trong bộ môn : Máy và tổ hợp thiết bị vận tải mỏ. PGS. TS.
Nguyễn Văn Kháng .
Và một số tài liệu khác
Trong quá trình làm không thể tránh khỏi những nhầm lẫn mong thày giáo chỉ
bảo thêm để em tiến bộ. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của thày cùng tập
thể lớp Máy và thiết bị mỏ K48 đã giúp em hoàn thành đề tài này.
Hà Nội, tháng 2 năm 2007
SV : Lê Cát Lợng

Phần I : tính toán lựa chọn máng cào
I , Lựa chọn máng cào xác định B và H
Tra bảng 4.1/143( I ) có k
cđ
= 0,8 ;

C
= 0,85 ( tra bảng 4.1/143 [ I ] )
Lê Cát lợng lớp máy và thiết bị mỏ
Trờng đại học mỏ địa chất hà
nội

1
Đồ án máy nâng chuyển Bộ môn Máy và triết bị mỏ
Theo công thức k
m
=
m
m
h
B
= 2,4
ữ
4 ( 143[ I ] )
Ta chọn k
m
= 3

B
m
= 3h
m

Có thể xác định h
m
từ điều kiện Q = Q
yc

h
m
=
vCkk

Q
cdm
yc
3600



Q
yc
: Năng suất vận tải yêu cầu
k
m
: Hệ số tỷ lệ giữa chiều rộng và chiều cao máng k
m
= 3
k
cđ
: Hệ số chất đầy máng , ta chọn k
cđ
= 0,8

C
: Hệ số kể đến ảnh hởng của độ dốc đặt băng đến năng suất vận tải.

C
= 0,85

: khối lợng riêng cục vật liệu vận tải.

= 1,15

v : vận tốc xích máng cào . Chọn v = 0,73 m/s
Thay số vào ta đợc
h
m
=
73,0.15,1.85,0.8,0.3.3600
150
= 0,16 (m)
Vậy B
m
= 3.0,16 = 0,48 (m)
Kiểm tra lại B
m
theo công thức B
m


X
c
.a
max
X
c
: Hệ số tỷ lệ. Vì máng cào một xích chở vật liệu đã phân cấp nên X
c
= 6
a
max
: Khối lợng cục vật liệu to nhất ta chọn a
max

= 70 mm
Nh vậy B
m
thoả mãn yêu cầu 0,48 > 0,07.6 ( = 0,42 )
Căn cứ vào Q
yc
ta chọn máng C 53 ( NGA)
Thông số kỹ thuật v
x
= 0,73 , q
o
= 13,5 kg/m , f
o
= 0,35 , f = 0,45 , F
KC
= 5000 N
Lê Cát lợng lớp máy và thiết bị mỏ
Trờng đại học mỏ địa chất hà
nội
2
Đồ án máy nâng chuyển Bộ môn Máy và triết bị mỏ
S
đ
= 220000 N , N
đc
= 32 kW , E
o
= 1,8.10
7

Kiểm tra lại kích thớc máng xem có đạt yêu cầu không
Q
t
= F
o
.3600.k
cđ
.

.v.

C
F
o
= B.h = 0,48 . 0,16 = 0,0768 (m
2
)
Q
t
= 3600 . 0,0768 . 0,8 . 1,15 . 0,73 . 0,85 = 157,8
Q
t
> Q
yc
=150. Vậy kích thớc máng đảm bảo hết năng suất yêu cầu
Kết Luận:
Máng C 53 ( NGA ) B = 0,48 ( m ) ; h = 0,16 ( m ) đảm bảo hết năng suất vận
tải yêu cầu khi làm việc

II , Tính sức cản chuyển động
* Sức cản chuyển động trên nhánh có tải tính theo công thức [4.12/I(144)]
W
ct
= L.g.[ ( q.f + q
o
.f
o
)cos

- ( q + q
o
)sin

]
Ta có q =
v
Q
yc
6,3
( kg/m ) vì q =
svm
hQ
/
tan/
=
v
Q
3600
1000

q =
)/(73,0
)/(150
sm
ht
=
)/(73,0
)/(
3600
1000
.150
sm
skg
= 57 ( kg/m )
Tra bảng [ 4.2/I(151) ] đợc f = 0,4
Lê Cát lợng lớp máy và thiết bị mỏ
Trờng đại học mỏ địa chất hà
nội
3
Đồ án máy nâng chuyển Bộ môn Máy và triết bị mỏ
f
o
= 0,35
f : Hệ số ma sát giữa vật liệu và máng
f
o
: Hệ số ma sát giữa xích và thanh gạt , máng

: Góc dốc

= 10
0

L : Chiều dài làm việc thực tế L = 110 m
q : Khối lợng phân bố của 1m vật liệu trên máng
q
o
: Khối lợng 1m xích và thanh gạt , 13,5 kg/m
W
ct
= 110 . 9,8 [ ( 57 . 0,4 + 13,5 . 0,35 ) cos10
0
( 57 + 13,5 ) sin10
0
]
W
ct
= 16 . 10
3
( N )
* Sức cản chuyển động trên nhánh không tải tính theo công thức [4.13/I(144)]
W
kt
= L.g( q
o
. f
o
cos

+ q
o
sin

)
Thay số vào ta đợc
W
kt
= 110.9,8 (13,5 . 0,35 . cos10
0
+ 13,5 . sin10
0
)
W
kt
= 7,5.10
3
( N )
Vậy W
ct
> W
kt
> 0

Đặt trạm dẫn động ở đầu dỡ tải là hợp lý
III , Xác định sức căng xích máng cào
Khi máng cào làm việc trong xích xuất hiện lực căng gồm 2 thành phần : Sức căng
tĩnh và sức căng động
S = S

t
+ S
đ

Trong đó
S
t
: Sức căng tĩnh phụ thuộc chủ yếu vào sức cản chuyên động
S
đ
: Sức căng động phụ thuộc vào sự ăn khớp giữa xích và đĩa xích
* Sức căng tĩnh :
Lê Cát lợng lớp máy và thiết bị mỏ
Trờng đại học mỏ địa chất hà
nội
4
Đồ án máy nâng chuyển Bộ môn Máy và triết bị mỏ

V
10
0
3
4
1
2
W
ct
W
kt
F

kc
Để tính sức căng tĩnh của tất cả các điểm đặc biệt. Thông thờng điểm 1 là điểm
dời khỏi xích đĩa chủ động và đánh số theo thứ tự tăng dần của xích
Theo hớng chuyển động sức căng tại 1 điểm bất kì nào đó (S
i
) bằng sức cản tại
điểm trớc đó S(i-1) cộng với sức cản chuyển động giữa hai điểm đó W(i-1)
Nghĩa là S
i
= S(i-1) + W(i-1)
Để ăn khớp tốt với xích ngời ta lấy sức căng tại điểm rời :
S
1
= S
r
= ( 3000
ữ
5000 )N ta chọn S
1
= S
r
= 3000 (N)
S
2
= S
1
+ W
1-2
= S
r

+ W
kt

= 3000 + 7,5.10
3
=10,5.10
3
(N)
S
3
= S
2
+ W
2-3
= S
2
+ W
dh
=

.S
2


= 1,05 : Hệ số tăng sức cản của xích qua đĩa bị dẫn , thay số vào ta đợc
S
3
= 1,05 . 10,5.10
3
= 11025 (N)

S
4
= S
3
+ W
ct
= 11025 + 16.10
3
= 27025 (N) = S
t max
* Sức căng động
Sức cản động học lớn nhất xuất hiện tại điểm xích vào ăn khớp với đĩa xích đợc
xác định theo công thức 2.89/[I](81)
S
đh
= 2L (kq + 2kq
o
). a
max

kvà k: Hệ số tham gia tải trọng động của vật liệu vận tải và của xích kéo
k = 0,4 và k = 0,5 vì L = 110 m
Lê Cát lợng lớp máy và thiết bị mỏ
Trờng đại học mỏ địa chất hà
nội
5
Đồ án máy nâng chuyển Bộ môn Máy và triết bị mỏ
q = 57 kg/m : Khối lợng phân bố của 1m vật liệu trên máng
q
o

= 13,5 kg/m : Khối lợng của 1m xích và thanh gạt
a
max
: Gia tốc cực đại của xích đợc xác định nh sau
a
max
=
x
lZ
v
.
2
2
2
2

, m/s
2
Trong đó : v = 0,73 m/s vận tốc xích
Z = 8 số răng đĩa xích chủ động
l
x
= 0,08 m bớc xích
Thay vào , nhận đợc
a
max
= 2.(3,14)
2
.
08,0.8

73,0
2
2
= 2,05 m/s
2

và S
đh
= 2.110( 0,4.57 + 2.0,5.13,5 ).2,05 = 16371 N
Sức căng toàn phần trong xích
S
max
= S
t max
+ S
đh
= 27025 + 16371 = 43396 N
Kiểm tra độ bền của xích theo hệ số dự trữ độ bền n
p

Theo tải trọng tĩnh
n
b
=
maxt
d
S
S
=
27025

220000
= 8,14 > 6
Nếu kể đến tải trọng động
n
b
=
max
S
S
d
=
43396
220000
= 5,06 > 4
Kết luận :
Nh vậy hệ số dự trữ độ bền theo cả hai điều kiện đều đảm bảo , xích máng cào
C 53 (NGA) làm việc tốt
Lê Cát lợng lớp máy và thiết bị mỏ
Trờng đại học mỏ địa chất hà
nội
6
Đồ án máy nâng chuyển Bộ môn Máy và triết bị mỏ
IV , Tính toán công suất động cơ máng cào
Theo giáo trình máy vận tải , bằng phơng pháp tính chính xác công suất động cơ
ta phải kể đến tất cả sức cản phụ khi đó lực kéo đợc xác định theo công thức
F
K
= W = S
t
S

r
+ W
cđ
(*)
Trong đó :
S
t
= S
4
= 27025 N : sức căng tới của xích
S
r
= S
1
= 3000 N : sức căng tại điểm rời của xích
W
cđ
= ( 0,03
ữ
0,05 )( S
t
+ S
r
) = 0,04.( 27025 + 3000 ) = 1201 N
Thay số vào công thức (*) ta sẽ đợc
F
K
= 27025 3000 + 1201 = 31226 N
Theo [I] công suất của động cơ đợc xác định nh sau
N

đ/c
= K
dtr
.

.1000
.vF
k
(kW)
Trong đó :
K
dtr
: Hệ số dự trữ công suất động cơ đề phòng quá tải lấy K
dtr
= 1,1
v : Vận tốc xích , v = 0,73 m/s

: Hiệu suất bộ truyền (

= 0,85 )
F
K
= 31226 N
Thay số vào ta có :
N
đ/c
=1,1.
85,0.1000
73,0.31226
= 29,5 kW

So với công suất lắp đặt N
đ/c (1)
= 32kW, công suất động cơ tính toán nhỏ hơn,
động cơ làm việc non tải
* Tính chiều dài lớn nhất của máng cào lò chợ
Lê Cát lợng lớp máy và thiết bị mỏ
Trờng đại học mỏ địa chất hà
nội
7
Đồ án máy nâng chuyển Bộ môn Máy và triết bị mỏ
Khi năng suất và công suất vận tải không đổi thì chiều dài làm việc phụ thuộc
vào độ dốc đặt máng (

) trong quá trình khai thác chiều dài lò chợ có thể thay
đổi ( tăng hay giảm ) phụ thuộc vào quá trình khai thác
Do đó với góc đặt máng

= 10
o
vận tải xuống dốc ta tính đợc chiều dài làm
việc lớn nhất của máng theo công thức
L =
vgfqfq
N
.)]sincos(cos 2.[1,1
1000
00


+

, m (**)
Trong đó :
N = 32 kW : Công suất động cơ máng cào
dc

= 0,95 : Hiệu suất động cơ
1,1 : Hệ số kể đến sức cản phụ thuộc do xích bị uốn cong hoặc đi qua
đĩa xích chủ động hoặc bị động
Từ (**) thay số vào ta nhận đợc
L =
172
73,0.8,9)].173,0984,0.4,0(57984,0.35,0.5,13.2.[1,1
95,0.32.1000
=
+
m
Kết luận :
Nh vậy với góc đặt máng

= 10
0
vận tải xuống dốc, chiều dài có thể lắp đặt
máng cào C 53 (NGA) là 172m
V , Tính chọn bộ truyền động trung gian
Tỷ số truyền (i
gt
) của hộp giảm tốc phải tơng đơng tỷ số giữa tốc độ động cơ
và tốc độ đĩa xích chủ động
i =
dx

dc
n
n

n
đc
: Tốc độ động cơ ( vòng/phút )
Lê Cát lợng lớp máy và thiết bị mỏ
Trờng đại học mỏ địa chất hà
nội
8
Đồ án máy nâng chuyển Bộ môn Máy và triết bị mỏ
n
đx
: Tốc độ của đĩa xích ( vòng/phút )
Dựa vào công suất động cơ N
đc
= 32 kW tra bảng 2P[II]/232 ta đợc tốc độ của
động cơ n
đc
= 2900 (vòng/phút)
VI , Thiết kế cơ cấu kéo căng
Thông số cơ bản để tính thiết bị kéo căng là hành trình kéo căng
L
( độ giãn
dài ) và lực căng của cơ cấu kéo căng
*/ Hành trình kéo căng đợc xác định theo công thức (4.6[I]/141)

L
=

L
n
+
L
d
Trong đó :
L
n
- độ d để nối 2 đầu xích lại với nhau

L
n
= ( 0,5
ữ
0,6 )l
x
= 0,6.0,08 = 0,048(m) = 48 (mm)
L
d
- độ dãn dài của xích

L
d
=
)'''(
0
tbtb
kdx
SS
ECZ

L
+
Trong đó S
tb
, S
tb
Lực căng trung bình trên nhánh có tải và không tải
S
tb
=
2
21
SS +
= S
1
+
2
kt
W
= 3000 +
2
10.5,7
3
= 6750 N
S
tb
= S
3
+
2

ct
W
= S
1
+ W
kt
+
2
ct
W
= 3000 + 7,5.10
3
+
2
10.16
3
= 18500 N
Z
x
: số lợng xích máng cào ở đây Z
x
= 1
Theo công thức (2.84[I]/78) C
kd
= 1 vì máng cào là 1 xích
E
0
: Độ cứng của xích lấy theo đặc tính kỹ thuật bảng (4.3[I]/151)
E
0

= 1,8.10
7
N
Lê Cát lợng lớp máy và thiết bị mỏ
Trờng đại học mỏ địa chất hà
nội
9
Đồ án máy nâng chuyển Bộ môn Máy và triết bị mỏ
Than số vào ta đợc
L
d
=
)185006750(
10.8,1.1.1
10.110
7
3
+
= 154,3 mm
Hành trình kéo căng

L
= 48 + 154,3 = 202,3 mm
Lực kéo căng máng cào đợc tính theo công thức
F
kc
= S
t
+ S
r

+ T
Trong đó : T lực cần thiết để di chuyển gối đỡ trong rãnh trợt hoặc di chuyển xe
con
T = G
kc
.f ,N
G
kc
: Trọng lợng của trạm kéo căng , G
kc
= m
kc
.g = 350.9,8 = 3430 N
m
kc
: khối lợng trạm kéo căng lấy m = 350 kg
f : Hệ số sức cản , nếu trợt trong rãnh , f = 0,35
ữ
0,45 , nếu gối đặt trên xe con , f
= 0,008
ữ
0,010
T = 3430.0,4 = 1372 N
Vậy : F
kc
= 27025 + 3000 = 30025 N

Lê Cát lợng lớp máy và thiết bị mỏ
Trờng đại học mỏ địa chất hà
nội

10
§å ¸n m¸y n©ng chuyÓn Bé m«n M¸y vµ triÕt bÞ má
Lª C¸t lîng líp m¸y vµ thiÕt bÞ má
Trêng ®¹i häc má ®Þa chÊt hµ
néi
11