Đề án kỹ thuật Thiết kế băng tải vận chuyển đá răm 2014

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] PGS.TS Vũ Ngọc Pi - Tính toán băng tải
Trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên (6/2001).
[2]. PGS. TS Trịnh Chất – TS Lê Văn Uyển
Tính toán hệ dẫn động cơ khí - (Tập I).
[3] PGS.TS Vũ Ngọc Pi - Hộp giảm tốc tiêu chuẩn Trường đại học kỹ thuật công
nghiệp thái nguyên.
[4] PGS. TS Trịnh Chất – TS Lê Văn Uyển - Tính toán hệ dẫn động cơ khí - (2
Tập).
[5] PGS.TS. Vũ Ngọc Pi; TS Nguyễn Văn Dự - Hướng dẫn thiết kế đồ án chi tiết
máy. Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên
[6]. PGS.TS Vũ Ngọc Pi - Trần Thọ - Nguyễn Thị Quốc Dung - Nguyễn Thị
Hồng Cẩm - Cơ sở thiết kế máy và chi tiết máy Trường đại học kỹ thuật công
nghiệp Thái Nguyên, 2001
[7] Bài giảng máy nâng chuyển Trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái
Nguyên, 2009
[8] PGS.TS VÕ QUANG PHIÊN – TH.S CAO TRỌNG KHUÔNG – TH.S ĐẶNG
TRẦN VIỆT – T.S ĐINH VĂN CHIẾN – At lát máy nâng chuyển Trường ĐH Mỏ
Địa Chất Hà Nội –2002.
[9] Bài giảng sức bền vật liệu Trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái
Nguyên, 2010
[10] và
/>[11] Screw Conveyor Catalog & Engineering Manual
[12] />roi aspx
[13] -Xin-hoi-cach-gia-cong-
xoan- vit.html?p=131255#post131255 và
/>v=fZewUbxYhlI&NR=1&feature=endscreen
[14] TS. Nguyễn Văn Dự - Hướng dẫn tính toán băng tải
1
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển của thế giới và xu huớng hội nhập kinh tế quốc tế,

đất nước ta đang dần đổi mới và buớc vào thời kì công nghiệp hoá, hiện đại hoá,
vừa xây dựng cơ sở vật chất – kỹ thuật vừa phát triển nền kinh tế đất nuớc. Hiện
nay, nước ta đang mở rộng việc xây dựng và phát triển các khu công nghiệp, nhà
máy, các cơ sở sản xuất….từ đó, hệ thống máy móc ngày càng trở nên phổ biến
và từng bước thay thế sức lao động của con người … Do đó, ngành Cơ khí chế
tạo máy không thể thiếu và có vai trò rất quan trọng trong quá trình xây dựng và
phát triển đất nước.
Trong các trương trình giảng dạy bậc Đại học của các khối ngành kỹ thuật
việc thiết kế đồ án môn học là một nhiệm vụ quan trọng đối với tất cả mọi ngành
nghề. Giúp cho sinh viên hiểu sâu, hiểu kỹ và tổng hợp được những kiến thức
cơ bản của môn học Đối với ngành Cơ khí, đây là một công việc thiết thực,
không những giúp cho sinh viên được hòa mình vào thực tế, tích lũy kinh
nghiệm, được khẳng định những kiến thức đã học trên lý thuyết, mà còn hình
thành tác phong và khả năng ngề nghiệp của một kỹ sư cơ khí thực thụ trong
tương lai.
Đề án kỹ thuật là học 1 phần nằm trong chương trình đào tạo kỹ sư Cơ khí
trường ĐHKT Công nghiệp Thái Nguyên. Đây là 1 học phần mới nằm trong các
học phần tự chọn trong trương trình đào tạo. Mục đích của học phần là nhằm
cho sinh viên tìm hiểu nghiên cứu về một số các loại dây truyền , kết cấu máy
nâng chuyển cơ khí thông dụng trong thực tế như các trạm dẫn động băng tải,
xích tải , gầu tải, cầu trục .v.v. Đề tài thiết kế của em được giao là “Tính toán
thiết kế băng tải vận chuyển đá răm”. Sau một quá trình tìm hiểu, nghiên cứu
và thiết kế, đặc biệt nhờ có sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các thầy giáo Vũ
Ngọc Pi-Nguyễn Văn Trang cùng các thầy cô trong bộ môn Kỹ thuật Cơ khí,
đến nay em đã hoàn thành đề tài đồ án của mình với một bản thuyết minh và các
bản vẽ theo yêu cầu đề tài.
Trong quá trình làm đề án, mặc dù em cố gắng để đề án hoàn thiện nhất,
nhưng do điều kiện thời gian và kinh nghiệm hạn chế, nên đồ án không tránh
khỏi những thiếu sót. Kính mong thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để đề án
của nhóm được hoàn thiện nhất.

Em xin trân thành cám ơn !
Sinh viên thực hiện
Lê Mạnh Đức-Trần Văn Duẩn
2
PHẦN 1
GIỚI THIỆU
1.1 Giới thiệu về các hệ thống vận chuyển vật liệu rời
Hệ dẫn động vận chuyển vật liệu rời là một loại máy được dùng khá rộng
rãi trong nhà máy, công trường có đặc điểm là số lượng vận chuyện lớn, kết
cấu đơn giản, sửa chữa thuật tiện, linh kiện tiêu chuẩn hoá, được sử dựng trong
nhiều lĩnh vực, có thể dụng để vận chuyển, dây chuyền sản xuất, công trình xây
dựng trạm thủy điện và bến càng vv, phòng sản xuất trong khai thác mỏ, luyện
kim ,hoá chất, …
a,Băng tải
Băng tải là một máy vận chuyển vật liệu rời theo phương ngang bằng cách
cho vật liệu nằm trên một mặt băng chuyển động. Vật liệu sẽ được mang từ đầu
này tới đầu kia của băng và được tháo ra ở cuối băng.
Băng tải gồm một băng bằng cao su hoặc vải hoặc bằng kim loại được mắc
vào hai puli ở hai đầu. Bên dưới băng là các con lăn đỡ giúp cho băng không bị
chùng khi mang tải. Một trong hai puli được nối với động cơ điện con puli kia là
puli căng băng. Tất cả được đặt trên một khung bằng thép vững chắc. Khi puli
dẫn động quay kéo băng di chuyển theo.
Hình 1.1. Băng tải
3
Ưu điểm
- An toàn cao, cấu tạo đơn giản, bền, làm việc không ồn.
- Có khả năng vận chuyển vật liệu rời và đơn chiếc theo các hướng nằm
ngang, nằm nghiêng và kết hợp cả hai.
- Không làm hư hỏng vật liệu do vật liệu không có chuyển động tương đối
với mặt băng.

- Vốn đầu tư và chế tạo không lớn; có thể tự động hóa.
- Vận hành đơn giản, bảo dưỡng dễ dàng.
- Tiêu hao năng lượng ít.
- Năng suất vận chuyển lớn có thể đạt 500 tấn/h.
Nhược điểm
- Băng tải có độ dốc cho phép không cao, thường từ 16-24° tùy theo vật liệu;
- Không thể vận chuyển theo đường cong;
- Không vận chuyển được vật liệu dẻo, dính kết.
- Tốc độ vận chuyển không cao.
b,Gầu tải
Để vận chuyển những vật liệu rời (dạng bột, hạt, cục nhỏ) đi theo phương
thẳng đứng hoặc nghiêng trên 50° người ta dùng gầu tải.
Hình 1.2. Cấu tạo gầu tải
4
Ưu điểm
- Chiều cao nâng có thể đạt được H = 50÷55 m.
- Năng suất vận chuyển lớn có thể đạt 500 tấn/h.
- Phương vận chuyển thẳng đứng.Vận chuyển nghiêng với góc nhiêng>50°.
- Hoạt động ổn định, độ tin cậy cao, dễ bảo dưỡng, tuổi thọ cao.
- Cấu tạo đơn giản.
- Có thể nạp liệu ở vị trí tùy thích.
Nhược điểm
- Kích thước và khối lượng lớn nên khó vận chuyển lắp đặt, chiếm nhiều
diện tích.
- Nếu vật liệu vận chuyển lớn gây va đập, dễ sinh tiếng ồn.
- Dễ bị quá tải nếu tiếp liệu không đều, nên cần nạp liệu một cách đều đặn.
- Chiều cao bị hạn chế do cấu tạo động học.
- Không vận chuyển theo phương ngang được.Khi vận chuyển nghiêng góc
nghiêng phải >50°.
Phạm vi sử dụng

- Gầu tải sử dụng để vận chuyển vật liệu dạng than cám hay vật liệu dạng
khối như than, xi măng, quặng, sắt, thép, đất sét…dùng trong công nghiệp.
Ngoài ra gầu tải còn được sử dụng để vận chuyển các vật phẩm trong nông
nghiệp như thóc, ngô…
- Cơ cấu gầu tải dùng để vận chuyển một khối lượng nguyên vật liệu lớn ở
các độ cao khác nhau theo chiều thẳng đứng hay chiều nghiêng, đổ thành đống
không gây bụi.
c,Vít tải
Là một loại máy vận chuyển liên tục không có bộ phận kéo.
5
Hình 1.3 Vít tải đặt ngang.
Vít tải dùng để vận chuyển vật liệu có chiều dài đến 40 m, chủ yếu dùng
để vận chuyển vật liệu hạt rời và mịn như xi măng, sỏi, cát, đá dăm và các loại
hỗn hợp ẩm nước như bê tông, vữa Dùng làm cơ cấu cấp liệu cưỡng bức , trong
các trạm trộn bê tông, máy san hỗn hợp làm đường nhựa
Năng suất vận chuyển có thể đạt 20 ÷ 30 m
3
/h, đối với loại vít có kích
thước lớn có thể đạt 100m
3
/h.
Kích thước đường kính ngoài của vít tải thường được tiêu chuẩn hoá và
được quy định theo dãy kích thước: 150, 200, 250, 30, 400; 500; 600mm.
thường đặt đứng, nghiêng hoặc ngang.
Vận chuyển vật liệu bằng vít tải có nhiều ưu điểm
- Vật liệu chuyển động trong hộp kín, nhận và dỡ tải bất cứ vị trí nào nên
không bị tổn thất, rơi vãi, an toàn.
- Kết cấu đơn giản, rẻ tiền, có thể vừa vận chuyển vừa trộn.
- Diện tích chiếm chỗ lắp đặt nhỏ, khả năng thao tác dễ dàng thuận tiện.
Tuy nhiên vít tải cũng có một số nhược điểm như

- Do có khe hở giữa lòng máng và cánh vít nên dễ nghiền nát một phần vật
liệu.
- Vì có ma sát lớn và chủ yếu là ma sát trượt nên chóng mòn cánh xoắn và
lòng máng. Cũng chính nguyên nhân này mà tổn thất năng lượng lớn.
- Chỉ vận chuyển được vật liệu rời, không vận chuyển được các vật liệu có
tính dính bám lớn hoặc dạng sợi do bị bám vào trục gây kẹt
Phạm vi sử dụng
Do có những ưu điểm nhất định và thích hợp với một số loại vật liệu và
công nghệ vận chuyển nên vít tải được sử dụng trong ngành xây dựng và các
ngành công nghiệp hoá chất, thực phẩm.
KẾT LUẬN:
6
Từ yêu cầu của đề án đưa ra để vận chuyển đá răm thì lựa chọn hệ thống
vận chuyển băng tải là tối ưu nhất do:
- Năng suất cao thích hợp với vận chuyển ngoài trời
- Vật liệu chuyển động trong hộp kín của vít tải vật liệu sẽ bị nghiền mắc cánh
vít tải hoặc mòn cánh vít tải => chất lượng không được đảm bảo.
- Đảm bảo vận chuyển theo phương ngang với góc nghiêng nhỏ mà gầu tải
không thể vận chuyển được
1.2 Giới thiệu về hệ thống băng tải
a, Cấu tạo chung của hệ dẫn động băng tải
Hình 1.4 Cấu trúc một hệ băng tải
- Tail pulley: pu-ly bị động
- Feed chute: máng cấp vật phẩm
- Loading skirt: vùng cấp vật phẩm lên băng tải
- Tripper: Cơ cấu gạt vật phẩm
- Head pulley and drive: Pu ly dẫn động
- Discharge chute: máng nhả vật phẩm
- Snub and bend pulley: puly căng và dẫn hướng băng tải
- Return idler: con lăn nhánh quay về (nhánh không làm việc)

- Carrying idler: con lăn đỡ nhánh mang tải
- Troughing carrying idler: con lăn tạo máng
7
Góc máng (Trough angle). Có thể bố trí dây băng tải nằm ngang (Flat belt),
tương tự như ở bộ truyền đai dẹt. Tuy nhiên, người ta thường sử dụng thêm các
con lăn đặt nghiêng (con lăn máng – Troughing idlers) để uốn dây băng tải
thành dạng máng lõm, nhằm vận chuyển vật phẩm được ổn định hơn.
Hình 1.5 Tạo dạng máng cho băng tải nhờ các con lăn máng
Hình 1.6 Con lăn phẳng và các con lăn máng


8
Góc đỗ
Khi vật phẩm được đổ thành đống, góc ở đỉnh đống vật liệu được gọi là góc
mái (Surcharge angle).
Góc mái khi vận chuyển
nhỏ đi so với khi đứng
yên.
Hình 1.7 Góc mái của đống vật phẩm
1.3 Mục tiêu thiết kế
Hiện nay nhiều nước trên thế giới có nền công nghiệp phát triển đã tự
thiết kế và chế tạo băng tải có năng suất cao để sử dụng hoặc xuất khẩu. Chúng
ta đã phải nhập nhiều loại băng tải của nhiều nước trên thế giới để dùng trong
công nghiệp mỏ như Liên Xô, Ba lan, Trung Quốc Vì vậy việc thiết kế và chế
tạo băng tải trong nước là một nhu cầu cần thiết.
Băng tải chế tạo ra phải đảm bảo các thông số đầu vào, các chỉ tiêu kinh tế
và kĩ thuật cũng như khả năng làm việc trong thời gian nhất định.
Mục tiêu thiết kế băng tải trong đề án: Tính toán thiết kế hệ thống cơ khí
cho băng tải để vận chuyển đá răm.
Các số liệu ban đầu như sau:Năng suất vận chuyển: 120 tấn/ giờ.Chiều dài

băng tải: 100m.Chiều cao nâng: 3m
9
PHN 2
TNH TON THIT K BNG TI
2.1 Chn loi dõy bng
Băng là chi tiết chủ yếu của băng tải, vừa đóng vai trò là bộ phận kéo, vừa là
bộ phận vận chuyển vật liệu. Do vậy băng tải vừa phải chắc dẻo, có độ giãn nhỏ
và độ bền so với môi trờng xung quanh tốt. Dựa vào điều kiện làm việc và nhu
cầu chủ yếu là vận chuyển đất, mặt khác dựa vào yêu cầu kỹ thuật- kinh tế chung
của băng tải, ta chọn loại băng tải của hãng dongil rubber. Co. Ltd[1]
Có kí hiệu của băng:
NN 120 : 500
ì
3p
ì
4
ì
2.
Loại băng tải này có thông số nh sau:
- Chiều rộng băng tải: B = 500(mm)
- Chiều dày lớp vỏ trên:

t
= 4 (mm)
- Chiều dày lớp vỏ dới:

d
= 2 (mm)
- Chiu dày tổng cộng của băng:

= 8,4 (mm)
- Vật liệu lớp sợi bọc: Nylon.
- Vật liệu lớp bọc ngang: Nylon
- Số lớp của băng: 3 lớp
- Lực kéo cho phép: 180 (Kg/cm
2
)
- Trọng lợng một mét chiều dài: 5,3 (Kg/m)
10
Kt cu ca bng ti hỡnh 2.1:

t

d


Hỡnh 2.1. K t c u dõy b ng t i
2.2 Xỏc nh gúc nõng h () ca bng ti
Gúc nõng hay h ca bng ti (gúc dc) c quyt nh bi c tớnh v
hỡnh dng cỏc ht vt liu c vn chuyn. Cỏc vt liu dng ht, n nh cú
th s dng bng ti cú dc ln; cỏc vt liu khụng n nh nh than, cỏt cn
xỏc lp gúc dc nh.
Theo bng 2[1] ta xỏc nh c gúc dc ln nht ca bng ti l
max
=15
0
Hỡnh 2.1: Gúc dc thc t ca bng ti
Theo bi, chiu di bng ti l L = 100m, chiu cao nõng l H = 3m
nờn ta cú gúc dc thc t ca bng ti c xỏc nh nh sau:

0
t t
H H 3
tg = = arctg = arctg =1,72
L L 100

2.3. Tính tiết diện ngang dòng vật liệu
Có 3 dạng băng tải là dạng phẳng,hình máng với 3 con lăn và hình máng
với 5 con lăn.Ta sử dụng loại băng tải hình máng với 3 con lăn đỡ vì : Diện
tích ngang của dòng vật liệu lớn

năng suất tải cao, giảm đợc đáng kể đợc
sự rơi vãi của vật liệu. Với 3 con lăn đỡ đảm bảo đợc độ căng của băng
tải.Dùng loại 5 con lăn chế tạo phức tạp,cơ cấu dẫn và căng phức tạp hơn
nên không dùng.
11
L
H

t
H×nh 2.2: Băng tải dạng phẳng
H×nh 2.3: Băng tải hình máng với 3 con lăn đỡ
H×nh 2.4: Băng tải hình máng với 5 con lăn đỡ
Nh vËy tiÕt diÖn ngang F cña dßng vËt liÖu ®îc tÝnh nh sau:( H.2.2)
F = F
1
+ F
2
(2.1)
12

h2 h1
b
B
2
0

F
2
F
1

đ
l
Hình 2.4: Sơ đồ tính tiết diện ngang dòng vật liệu
Trong đó theo [ 1 ]: F
1
= C.
2
1
b.h
1
=
4
1
.b
2
.

C .tg

đ
(2.2)
Với : b = 0,8B = 0,8.500 = 400 (mm) ; B- là chiều rộng đai (mm)
C- Hệ số xét đến ảnh hởng của độ dốc băng tải
Tra bảng 1.1 [ 1 ]. Băng tải có độ dốc
=

0
0
ta có hệ số C = 1

đ
: Góc đỗ động của vật liệu. Tra bảng 1.2 [1 ]. Với vật liệu là ximng
nên ta có

đ
= 35
0
Vậy: F
1
=
4
1
.400
2
.1.tg35
0
= 28008,3 (mm
2
)

F
2
: Là tiết diện của hình thang cân, F
2
= ( b+l ).h
2
/2
Theo [ 1 ]. đáy lớn b= 0,8B , đáy nhỏ l = 0,4B , góc của đáy hình thang là
góc nghiêng của trục lăn.
Góc nghiêng trục lăn thờng chọn

thờng chọn các giá trị sau:
0
20=

;
25
0
; 30
0
; 35
0
; 40
0
và 45
0
Chọn góc nghiêng của trục lăn
0
20=

Trong đó:
B - Chiều rộng đai (mm)
h
2
- chiều cao hình thang cân (mm), h
2
= 0,2B.sin


- góc nghiêng trục lăn (
o
)
13
Vậy: F
2
= 0,12.B
2
.sin

= 0,12.500
2
.sin20
0
= 9750 (mm
2
) (2.3)
Vậy tiết diện ngang của dòng vật liệu:
F = F
1
+ F

2
= 28008,3 + 9750 = 37758,3(mm
2
)
2.4. Tính vận tốc băng tải
Từ năng suất ban đầu cần đạt là Q t/h , theo [ 1 ] ta có:
Q = 3600.F.

.v.k (t/h) (2.4)
Do đó : v =
kF
Q
3600

(m/s) (2.5)
Trong đó: v - là vận tốc băng tải (m/s)
Q - là năng suất tải (t/h). theo yêu cầu ta có Q = (120tấn/h)
F - tiết diện dòng vật liệu (m
2
). Theo tính toán phần trên ta có
F = 37758,3 (mm
2
) = 0,037758,3(m
2
)

- khối lợng riêng của vật liệu vận chuyển (theo bảng 1.2 [ 1 ] ) ta có:

= 1,8 (tấn/m
3

)
k hệ số xét tới ảnh hởng của độ nghiêng băng tải. Với băng tải nghiêng
tra bảng 5.6 [ 8], ta có : k = 1
Vậy: v =
120
3600.0,0377583.1,8.1
= 1,23 (m/s) = 73,56 (m/ph)< [v]= 244(m/ph)
Thỏa mãn nên chiều rộng băng B=500 mm đã chọn là phù hợp
2.5. Tính toán phần tang dẫn động
Trong quá trình vận chuyển băng thờng b di chuyn ngang gây lệch tâm
nên dễ gây ra hiện tợng vật liệu dễ bị bắn té và rơi vãi. Do vậy để định tâm giữa
băng và tang dẫn động đợc tốt thì mặt tang cần chế tạo mặt trụ hơi lồi. Tang đợc
chế tạo bằng thép ống, gang đúc hoặc thép hàn.
Theo [ 1 ], đờng kính tang đợc xác định theo công thức:
D = (120
ữ
150).Z (2.6)
Trong đó : Z - Số lớp cốt của băng, theo phần I ta có Z= 3 lớp
Vậy : D = (120
ữ
150).3 = ( 360
ữ
450 ) mm
14
Do đờng kính tang đợc tiêu chuẩn nên tra theo dãy tiêu chuẩn tài liệu [ 1 ]
ta chọn D = 400 (mm)
Chiều dài của tang đợc xác định theo [1 ].
L
t
= B + 2C

(2.7)
Trong đó : B chiều rộng băng (mm)
C = 60
ữ
70 (mm), lấy C = 70 (mm)
Vậy : L
t
= 500 + 2.70 = 640 (mm)
2.6. Tính toán con lăn đỡ băng
Do yêu cầu vận chuyển ỏ dm dới dạng rời nên với nhánh có tải ta sử
dụng loại con lăn đỡ lòng máng gồm 3 con lăn đặt nằm nghiêng, vi gúc
nghiờng ca hai con ln 2 bờn l
20

=
o
. Còn nhánh không tải sử dụng con lăn
đỡ thẳng.
2
0
0
Hình 2.5: Bng ti hỡnh mỏng vi 3 con ln
Đờng kính con lăn d
cl
phải lấy theo tiêu chuẩn. Ta lấy theo tiêu chuẩn DIN
22101.
Đờng kính con lăn d
cl
chọn theo chiều rộng băng tải.

Với B = 500 (mm) thì lấy d
cl
= 63,5 hoặc 89. (theo [ 1 ])
Chọn d
cl
= 89 (mm)
Khoảng cách giữa hai hàng con lăn trên nhánh có tải xác định theo công thức:
l
'
cl
= A 0,625.B (mm) ( theo [ 1 ] ) (2.8)
Trong đó: B chiều rộng băng tải (mm)
A hằng số phụ thuộc vào khối lợng riêng của vật liệu vận chuyển

:
Với

= 1200 kg/m
3


(1000
ữ
1500) kg/m
3
lấy A = 1640 (mm)
15

l
'

cl
= 1640 0,625.500 = 1327,5 (mm)
nhánh không tải khoảng cách giữa hai con lăn lấy bằng
l
cl
= 2 l
'
cl
= 2.1327,5 = 2655 (mm) (2.9)
Tại vị trí nhập vật liệu để giữa cho băng tải không bị trùng do động năng
của vật liệu gây ra khi rơi xuống băng tải, ta chọn khoảng cách giữa hai con lăn
đỡ là: l
t
= 400
ữ
500 (mm), chọn l
t
= 500 (mm) = 0,5 (m)
2.7 Xác định lực căng băng
Để tính toán lực căng băng ta vẽ biểu đồ lực căng băng tại các điểm trên
chiều dài băng tải nh sau:
O
2
O
1
n
1
n
2
S

T
S
r
S
r
S
T
W
C
T
W
K
T
S
C
T
m
i
n
=
S
3
v
F
T
1,72
0
Hình 2.3: Biểu đồ lực căng băng
Lực căng băng phải thoả mãn các điều kiện:
Băng không bị trợt trên tang dẫn động trong thời kì khởi động có chất đầy

tải.
Để đảm bảo điều kiện độ võng cho phép của băng thì lực căng nhỏ nhất
trên nhánh có tải cũng phải lớn hơn bình thờng của băng.
Ta chọn điểm xuất phát để tính toán lực căng băng là tại điểm ra khỏi tang dẫn
động. Để xác định S
r
, ta dựa vào phơng trình Ơ-le [5]:
S
T
. K
c
= S
r
. e
f

(1.10)
16
Mặt khác, dựa vào công thức tính lực căng theo chu trình khép kín của
băng ta có: S
2
= S
r
+ W
KT
S
3
= S
2
. k

cl
S
T
= S
3
+ W
CT


S
T
= (S
r
+ W
KT
) . k
cl
+ W
CT
(1.11)
Kết hợp (1.10) và (1.11) ta có hệ phơng trình:
. .
( ).
f
T C r
T r KT cl CT
S K S e
S S W k W

=


= + +


(1.12)
Trong đó:
K
c
- hệ số an toàn, theo [5] thì K
c
= 1,2.
f - hệ số ma sát giữa băng và tang quay. Theo [5], với tang bằng gang
(hoặc thép), bề mặt tiếp xúc khô ta có f = 0,3.
e - cơ số tự nhiên. e = 2,7183.
S
T
- lực căng tại điểm đi tới tang dẫn động.

1
- góc ôm của băng vào tang. Theo cách bố trí thì
1
= 180
o
= 3,1416.
S
r
- lực căng tại điểm đi ra khỏi tang dẫn động.
K

cl
- hệ số cản trên tang đổi hớng, K
cl
phụ thuộc vào góc ôm
1
.
Tra bảng 1.3 [6] ta có K
cl
= 1,05.
W
KT
- sức cản chuyển động trên nhánh không có tải (N). Theo [6] ta có:
W
KT
= g.L . [(q
b
+ q
cl
).W.cos q
b
.sin ] (1.13)
Với: W hệ số sức cản chuyển động của băng.
Theo bảng 1.4 [7] ta tra đợc W = 0,03.
g gia tốc trọng trờng. g = 9,81 (m/s
2
)
L chiều dài vận chuyển (m). Theo đề tài thì L = 150 (m)
q
b
khối lợng của băng trên 1 mét chiều dài. Ta có q

b
= 5,3 (kg/m).
q
cl
khối lợng thành phần quay của các con lăn trên nhánh không tải
trên chiều dài 1 mét băng. Theo [5] ta có:
q
cl
=
"
''
cl
cl
m
l
(kg/m).
17
Với m
cl
khối lợng phần quay của 1 hàng con lăn trên nhánh không tải (kg).
Tra bảng 1.5 [1] với B = 500; d
cl
= 89 và bố trí 1 con lăn trên 1 hàng của nhánh
không tải ta đợc m
cl
= 6 (kg).
l
cl
: khoảng cách giữa hai hàng con lăn trên nhánh không tải (m).
Ta có l

cl
= 2655(mm) = 2,655(m).


q
cl
=
"
6
2,26
'' 2,655
cl
cl
m
l
= =
(kg/m).
góc nghiêng của băng tải (độ). Theo đề tài thì = 0
o
.
Thay vào (1.13) ta đợc:
W
KT
= 9,81.100 . [(5,3 + 2,26).0,03.cos1,72
o
5,3 .sin1,72
o
] = 290,9
(N)
W

CT
- sức cản chuyển động trên nhánh có tải (N). Theo [5] ta có:
W
CT
= g.L . [(q + q
b
+ q
cl
).W.cos + (q + q
b
).sin ] (1.15)
Với q khối lợng phân bố trên 1 mét chiều dài của vật liệu vận tải (kg/m), theo
[5] ta có : q =
3,6.
Q
v
(kg/m).
Mà Q = 200 tấn/h là năng suất băng tải; v = 1,23 m/s là vận tốc băng tải. Thay
vào ta đợc q =
120
3,6.1,23
=45,2 (kg/m).
q
cl
khối lợng phần quay của các con lăn trên nhánh có tải trên chiều dài
1m băng (kg/m). Theo [6] ta có: q
cl
=
'
'

cl
cl
m
l
(kg/m).
Với m
cl
khối lợng phần quay của 1 hàng con lăn trên nhánh có tải (kg). tra
bảng 1.5 [1] với B = 500; d
cl
= 89; và 3 dãy con lăn đợc m
cl
= 8,4 (kg).
l
cl
khoảng cách giữa 2 hàng con lăn trên nhánh có tải. Ta có l
cl
=1,33 (m)


q
cl
=
'
8,4
6,32
' 1,33
cl
cl
m

l
= =
(kg/m).
Thay vào (1.15) ta đợc:
W
CT
= 9,81.100.[(45,2 + 5,3 + 6,32).0,03.cos1,72
o
+ (26,04 + 5,3).sin1,72
o
]
=1576 N.
18
Thay vào hệ phơng trình (1.12) ta đợc :

0,3*3,14159
.1,2 .2,7183
( 290,9).1,05 1576
T r
T r
S S
S S

=

= + +



1240,8( )

3184,3( )
r
T
S N
S N
=


=

Xác định S
ct min
(N):
Ta có: S
ct min
= S
3
= S
2
.k
cl
= (S
r
+ W
KT
).k
cl
= (1240,8 + 290,9).1,05 = 1608,3(N)
* Kiểm tra lực căng nhỏ nhất trên nhánh có tải:
Để đảm bảo độ võng của băng giữa hai hàng con lăn nằm trong giá trị cho

phép, lực căng nhỏ nhất trên nhánh có tải phải thoả mãn điều kiện [5]:
S
ct min
[S
ct min
]
Trong đó: [S
ct min
] = (5 ữ 8).(q + q
b
) .g .l
cl
= (5ữ 8).(45,2 + 5,3) .9,81.1,4


[S
ct min
] = (3467,8 ữ 5548,5)
Nh vậy, S
ct min
=1608,3<[S
ct min
] nên không thoả mãn điều kiện.
Ta lấy S
ct min
= S
3
= 3467,8(N) cho thoả mãn điều kiện lực căng nhỏ nhất, sau đó
tính toán lại S
T

, S
r
:
S
T
= S
3
+ W
CT
= S
ct min
+ W
CT
= 3467,8+ 1576 = 5043,8(N)
Theo (1.10):
0,3*3,14159 0,3*3,14159
1,2
1,2.5043,8
2358,4
2,7183 2,7183
T
r
S
S
= = =
(N)
S
2
= S
r

+ W
KT
= 2358,4 + 290,9 = 2649,3 (N).
Vy
+ S
T
: lc cng ti thiu trờn nhỏnh cng S
T
= 5043,8 (N)
+ S
r
: lc cng ti thiu trờn nhỏnh trựng S
r
= 2358,4 (N)
Lc kộo ln nht c s dng tớnh toỏn chn dõy bng ti theo bn.
Theo bng 14[1] ta cú
max T
S S 5043,8 2358,4 7402,2
r
F = + = + =
(N)
2.8. Kiểm tra độ bền của băng
Độ bền của băng đợc kiểm nghiệm theo công thức.
TC
b
tt
Z
SB
Sm
Z =

].[
].[
max
(2.20)
19
Z
tt
: Số lớp cốt tính toán.
Z
TC
: Số lớp cốt trong băng đã chọn. Z
TC
= 3 (lớp)
[m] : Hệ số dự trữ độ bền cho phép,( theo bảng 1.6) [ 1 ], với góc
nghiêng băng tải

=0
0
và lõi băng tải là vải sợi bông nên [m] = 10
B: Chiều rộng băng tải (cm), B = 500 (mm) = 50 (cm)
[S
b
]: Lực kéo cho phép ứng với 1cm chiều rộng 1 lớp băng (kg/cm)
Theo [6] :[S
b
]=120(kg/cm)
axm
S
: Lc cng ln nht ca bng
Ta cú

axm
S
=
max
F
=7545,5 N
Thay vo (1.20) ta c:
max
[ ].
.[ ]
tt
b
m S
Z
B S
=
=
10.7545,5
50.120
=1,257<3
=> Vy bng m bo bn
2.9 Xác định công suất trên tang dẫn động
Công suất trên tang dẫn động đợc tính theo công thức.
1000
.vF
N
t
t
=
( kw) (2.21)

N
t
: Công suất trên tang dẫn động.(Kw)
v: Vận tốc băng tải. (m/s), v = 1,23(m/s)
F
t
: Lực vòng trên tang dẫn.(N)
F
t
= (S
T
S
r
).K
c
= (5043,8 2358,4)1,2
F
t
= 3222,5 (N)
3222,5.1,23
3,96
1000
t
N = =
(kw)
2.10. Tính toán cơ cấu căng băng
20
Cơ cấu kéo căng băng có nhiệm vụ tạo ra sức căng cần thiết cho băng,
đảm bảo cho băng bám chặt vào tang dẫn và giảm độ võng của băng theo chiều
dài.

Có 2 loại cơ cấu căng băng thường dùng là cơ cấu căng băng dùng vít và
cơ cấu căng băng dùng đối trọng.
a) Cơ cấu căng băng dùng trục vít
Hình 2.4: Cơ cấu căng băng dùng trục vít [1].
Cấu tạo đơn giản, giá thành hạ, kích thước khuôn khổ và trọng lượng nhỏ.
Loại này thường dùng cho băng tải có chiều dài không lớn lắm và trong quá
trình làm việc băng bị giãn nhiều lần đòi hỏi phải căng băng nhiều lần. Hành
trình làm việc của vít phụ thuộc vào chiều dài băng tải (thường lấy khoảng 1-
1,5% chiều dài băng tải nhưng không lấy được > 400 mm).Sử dụng với L<150m
b) Cơ cấu căng băng dùng đối trọng.
0
2
S
3
S
2
F
r0
2
F
T
B¨ng t¶i
Pu ly
tang bÞ dÉn
§èi träng
21
Hỡnh 2.9: C cu cng bng dựng i trng
C cu cng bng dựng i trng cú kh nng to ra lc cng c nh
nhng phi b trớ khụng gian phc tp, khụng gn nh. Loi c cu ny thng
s dng cho nhng bng ti cú chiu di ln.

Kt lun: Vi h thng bng ti bi cho cú chiu di vn chuyn 100m. Vỡ
vy cn s dng c cu cng bng dựng trc vớt cho h bng ti ny.
a, Xác định lực trên trạm kéo căng
Vì ở đây trạm kéo căng băng đợc bố trí ở đầu phía tang bị dẫn
nên để đảm bảo độ căng của băng thì lực kéo băng phải băng tổng
hai lực căng của băng đến và đi của tang kéo căng, ta có:

2 3
1608,3 2649,3 4257,6
T
F S S= + = + =
(N)
b,Xác định đờng kính bu lông căng băng:(Tính cho trờng hợp bu
lông chịu kéo dọc)
Gi F l ngoai lc tỏc dng dc trc bu lụng ta cú:
F=
( )
T
F =F =4257,6 N
KC
F
a
F
a
Hỡnh 2.10 S lc cng bng
Chọn vật liệu vít me - thép 45, theo bng 6.1[2] ta cú:
( )
T
F
F = =2129 N

2
a
22
[ ] 340( )
ch
MPa
σ
=
mà
[ ]
[ ]=
ch
k
k
σ
σ
với k là hệ số an toàn chọn k=1,5
=>
340
[ ]= 226,67( )
1,5
k
MPa
σ
=
Bu lông chịu kéo ta có điều kiện bền của bu lông là:
4
4.2129
[ ] d
[ ] 226,67

4
KC KC
k k
k
K F
d
d
σ σ
π
π σ π
= ≤ ⇔ ≥ ⇔ ≥
=10,1(mm)
Vậy ta lấy đường kính bu lông căng băng là d=12(mm) là đảm bảo
23
PHẦN 3
TÍNH CHỌN HỘP GIẢM TỐC TIÊU CHUẨN
3.1.Chän hộp giảm tốc
3.1.1 Chọn loại hộp giảm tốc
Trong các hệ dẫn động cơ khí thường dùng các bộ truyền bánh răng hoặc
trục vít dưới dạng một tổ hợp biệt lập được gọi là hộp giảm tốc. Hộp giảm tốc là
cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có tỉ số truyền không đổi và được
dùng để giảm số vòng quay và tăng mô men xoắn .Tùy theo tỉ số truyền chung
của hộp giảm tốc, người ta phân ra : hộp giảm tốc một cấp, hộp giảm tốc nhiều
cấp.Tùy theo truyền động trong hộp giảm tốc phân ra: hộp giảm tốc bánh răng
trụ, hộp giảm tốc bánh răng côn hoặc côn-trụ, hộp giảm tốc trục vít, trục vít –
bánh răng hoặc bánh răng – trục vít; hộp giảm tốc bánh răng hành tinh … Hộp
giảm tốc được sử dụng rộng rãi trong các nghành cơ khí, luyện kim, hóa chất,
trong công nghiệp đóng tàu v.v Dưới đây em trình bày một số loại hộp giảm
tốc thường dùng để có thể tham khảo lựa chọn phù hợp cho hệ thống gầu tải cần
thiết kế.

a) Hộp giảm tốc đồng trục b) Hộp giảm tốc côn- trụ c) Hộp
giảm tốc trục vít-bánh vít
a.Hộp giảm tốc bánh răng trụ
Hộp giảm tốc loại này được sử dụng rộng rãi nhờ các các ưu điểm: tuổi thọ
và hiệu suất cao, kết cấu đơn giản,vận tốc và tải trọng có phạm vi sủ dụng dãi.
Loại bánh răng là: răng thẳng , nghiêng, chữ V, phần lớn các hộp giảm tốc có
công dụng chung dùng răng nghiêng nhờ khả năng tải lớn và vận tốc làm
24
việc cao so với răng thẳng. Bánh răng chữ V do khó chế tạo nên ít sử dụng
hơn, phần lớn dùng trong trường hợp tải nặng và không cho phép lực dọc trục
lớn tác dụng lên ổ. Số cấp của hộp giảm tốc được chọn tùy thuộc vào tỉ số
truyền chung của hộp.
b. Hộp giảm tốc bánh răng côn trụ
Hộp giảm tốc bánh răng côn được sử dung khi cần truyền mô men xoắn và
truyền động quay giữa các trục giao nhau, góc giữa các trục
thường là 90
0
. Khi tỉ số truyền u ≤ 3 dùng bánh răng côn răng thẳng, với tỉ số
truyền lớn hơn u ≤ 6 thường dung bánh răng côn răng nghiêng hoặc cung tròn.
Hộp giảm tốc bánh răng côn-trụ hai cấp thường được sử dụng khi tỉ số truyền
u = 8 15, hộp giảm tốc côn – trụ ba cấp thường dùng u = 25…75
Nhược điểm của hộp giảm tốc bánh răng côn- trụ là giá thành chế tạo đắt phải
có dao và máy chuyên dùng để chế tạo bánh rưng côn, ngoài dung sai về kích
thước và răng còn phải đảm bảo dung sai về góc giữa hai trục.
c. Hộp giảm tốc trục vít – bánh vít
Hộp giảm tốc trục vít – bánh vít được dùng để truyền chuyển động giữu các
trục chéo nhau, và được sử dụng khi tỉ số truyền u = 50…130, đặc biệt có thể lấy
u =480.So với hộp giảm tốc bánh răng thì hộp giảm tốc trục vít – bánh vít có ưu
điểm: kích thước nhỏ hơn do đó tiết kiệm được diện tích. Có khả năng tự hãm
chuyển động. Nhưng vật liệu thương là kim loại mầu.

Việc lựa chọn sơ đồ của hộp giảm tốc có ảnh hưởng trực tiếp đến kết cấu
của hệ dẫn động, cũng như khả năng làm việc và chi phí thiết kế. Qua việc phân
tích các sơ đồ của hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp, ta nhận thấy:So với sơ đồ
phân đôi, thì sơ đồ hộp giảm tốc khai triển có kết cấu và chế tạo đơn giản hơn
nhất là việc chế tạo ổ, gối đỡ ổ cũng như việc bố trí ổ. Mặt khác, chiều rộng của
hộp giảm tốc khai triển nhỏ hơn nên việc bố trí lắp đặt dễ dàng hơn. Ngoài ra, số
lượng chi tiết và khối lượng gia công của hộp giảm tốc phân đôi tăng dẫn đến
giá thành cao hơn và chưa được sử dụng phổ biến như hộp giảm tốc khai
triển.So với hộp giảm tốc đồng trục, thì hộp giảm tốc khai triển cồng kềnh hơn.
Tuy nhiên, kết cấu hộp đơn giản và vẫn đảm bảo khả năng làm việc. Mặt khác,
kết cấu của hộp giảm tốc đồng trục phức tạp: khả năng tải ở hai cấp không đều,
kết cấu gối đỡ phức tạp, đòi hỏi trục phải lớn để đảm bảo độ cứng và độ bền…
25