Thiết kế hệ thống dẫn động gầu tải dùng để tải thóc, năng suất 6 tấn1h, chiều cao tải là 8 m

Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay khoa học kỹ thuật trên thế gới và trong nước đang không ngừng
phát triển, sự phát triển đó nhằm phục vụ chính những lợi ích ngày càng cao của
con người. Để bắt kịp với thế gới, Đảng và nhà nước ta đã đề ra mục tiêu trong
những năm tới là thực hiện “Công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước”. Muốn
thực hiện được tốt điều đó thì cần quan tâm phát triển mạnh ngành công nghiệp
nói chung và cơ khí chế tạo nói riêng vì cơ khí chế tạo đóng vai trò quan trọng
trong việc sản xuất ra các thiết bị, công cụ cho mọi ngành kinh tế quốc dân, tạo
điều kiện cần thiết để các ngành này phát triển mạnh hơn.
Đồ án tốt nghiệp là 1 học phần đóng vai trò quan trọng trong quá trình đào
tạo trở thành người kỹ sư. Quá trình làm đồ án tốt nghiệp giúp cho sinh viên tổng
hợp được các kiến thức, hiểu rõ hơn, thực tế hơn với những kiến thức lý thuyết của
môn học trong quá trình học tập, đồng thời nâng cao khả năng vận dụng sáng tạo
những kiến thức này trong quá trình làm đồ án cũng như công tác sau này.
Sau 5 năm học tập tại trường, nay em được giao đồ án tốt nghiệp với đề tài:
“Thiết kế hệ thống dẫn động gầu tải dùng để tải thóc, năng suất 6 tấn/h, chiều
cao tải là 8 m”.
Với sự cố gắng của bản thân, cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo
PGS.TS Vũ Ngọc Pi và thầy Nguyễn Văn Trang cùng các thầy cô, các bạn trong
khoa đến nay em đã hoàn thành đề tài. Qua đây em xin gửi lời cảm ơn chân thành
tới thầy Vũ Ngọc Pi , thầy Nguyễn Văn Trang cùng các thầy cô, các bạn đã giúp
đỡ chỉ bảo em trong suốt thời gian qua để em có thể hoàn thành tốt đề tài được
giao.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên
Trần Văn Cộng

GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 1 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp

PHẦN 1
GIỚI THIỆU VỀ GẦU TẢI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 2 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
1.1 Giới thiệu về hệ thống dẫn động gầu tải
a. Đặc điểm chung của gầu tải:
Kĩ thuật cơ khí luôn là một trong những ngành then chốt đối với sự phát
triển kinh tế - xã hội trên toàn thế giới. Máy móc đã được con người phát minh,
chế tạo ra từ rất sớm nhằm phục vụ cho sản xuất và sự phát triển kinh tế. Bên cạnh
những máy móc truyền thống thì các thiết bị mang tính chất tự động như băng tải,
gầu tải cũng được phát minh nhằm mục đích nâng cao năng suất và giảm sức lao
động cho người công nhân. Với kết cấu nhỏ gọn, khả năng làm việc êm, năng suất
cao những thiết bị này được dùng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt và hàng khối
không chỉ trong các nhà máy xí nghiệp, các hầm mỏ mà ngoài công trường và các
nới khác.
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2

3
6 6
6
6
6
8
4
7
5
a)
5
7
4
8
b)
5
c)
7
4
8
5
8
4
7
4
5
8
d)
e)
Hình 1.1. Cấu tạo gầu tải

a. Gầu tải dùng băng vải; b. Gầu tải dùng xích; c. Gầu tải dùng cáp
Gầu tải là thiết bị vận chuyển liên tục dùng để vận chuyển vật liệu rời theo
hướng thẳng đứng hoặc góc nghiêng mặt đáy lớn (hình 1.1). Gầu tải có các bộ
phận chính: tang (hoặc đĩa xích, ròng rọc) dẫn động 1, băng vải (hoặc xích, cáp) 2;
gầu chứa tải 3, tang (đĩa xích hoặc ròng rọc) bị động 4, cơ cấu cấp tải 5; cơ cấu dỡ
tải 6, cơ cấu căng băng 7 và khung đỡ 8.
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 3 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
A
A-A
a)
b)
c)
A
Hình 1.2. Các dạng khác của cơ cấu gầu tải
Khi cơ cấu dẫn động truyền chuyển động cho tang chủ động, tang chủ động
quay làm cho băng có gắn gầu tải chuyển động theo. Trong chu kỳ làm việc gầu tải
sẽ đến vị trí cấp tải 5, tải sẽ điền đầy gầu và được chuyển động cùng băng lên trên.
Sau khi quay vòng qua tang chủ động vật liệu được đổ ra ngoài hướng theo cơ cấu
dỡ tải.
Gầu tải được phân loại theo nhiều cách khác nhau. Theo phương pháp lắp đặt:
guồng tải đứng, guồng tải nghiêng β = 60 ÷ 75
0
. Theo bộ

phận kéo: băng vải, xích
công nghiệp và cáp. Theo phương pháp chất tải và dỡ tải của gầu: dỡ tải bằng lực
ly tâm và dỡ tải bằng trọng lượng bản thân vật liệu, dỡ tải hỗn hợp…
Hình 1.3: Một số kiểu gầu cơ bản

Do tính chất của vật liệu vận chuyển ngày càng phức tạp và khác nhau nên
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 4 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
kết cấu gầu cũng có nhiều thay đổi tương xứng. Ngày nay gầu có kết cấu tương đối
ổn định và thường được tiêu chuẩn hóa. Một số loại điển hình như gầu sâu đáy
tròn, gầu nông đáy tròn, gàu sâu đáy nhọn (hình 1.3).
b. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng:
 Ưu điểm:
- Chiều cao nâng có thể đạt được H = 50÷55 m.
- Năng suất vận chuyển lớn có thể đạt 500 tấn/h.
- Hoạt động ổn định, độ tin cậy cao, dễ bảo dưỡng, tuổi thọ cao.
- Cấu tạo đơn giản.
 Nhược điểm:
- Kích thước và khối lượng lớn nên khó vận chuyển lắp đặt, chiếm nhiều
diện tích.
- Chiều cao bị hạn chế do cấu tạo động học.
 Phạm vi sử dụng:
- 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.

Hình 1.4 Ứng dụng gàu tải trong tải thóc
- 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…(hình 1.4)
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 5 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp

- Gầu tải còn ứng dụng trong vận chuyển cấp liệu cho các lò có nhiệt độ
cao khi sử dụng gầu tải xích (hình 1.5)

Hình 1.5 Gầu tải xích
1.2 Mục tiêu thiết kế
Việc đưa các thiết bị máy móc như gầu tải vào trong lĩnh vực khai thác, vận
chuyển chế biến sản xuất nhằm làm giảm sức chi phí nhân công, giá thành rẻ, làm
việc ổn định, đảm bảo về yêu cầu kĩ thuật, tăng năng suất lao động và nâng cao
hiệu quả sản xuất kinh doanh. Hiện nay trên thế giới có nhiều nước có nền kinh tế
công nghiệp phát triển và đang phát triển, như Liên Xô, Ba lan, Trung Quốc, Pháp,
Anh, Đan mạch, Brazil, Hà Lan đã tự thiết kế và chế tạo ra thiết bị gầu tải có
năng suất cao để sử dụng sản xuất hoặc xuất khẩu. Vì vậy việc thiết kế và chế tạo
thiết bị gầu tải trong nước là một nhu cầu cần thiết nâng cao năng suất lao động.
Gầu tải chế tạo ra phải đảm bảo các thông số đầu vào, đầu ra của thiết bị và các chỉ
tiêu kinh tế và kĩ thuật cũng như khả năng làm việc trong thời gian nhất định.
Mục tiêu thiết kế gầu tải trong đề án: Thiết kế hệ dẫn động gầu tải dùng để tải thóc.
Các số liệu ban đầu như sau: - Năng suất 6 tấn/h.
- Chiều cao tải 8 m.
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 6 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
PHẦN 2
TÍNH TOÁN GẦU TẢI
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 7 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
2.1 Tính toán các thống số của gầu tải
2.1.1 Bộ phận kéo
Gồm 2 loại: Cơ cấu kéo dùng băng và dùng xích.
 Gầu tải băng: cơ cấu kéo là băng, loại này dùng để vận chuyển các loại vật

liệu nhẹ và vận tốc có thể đạt tơi 3,5 m/s.
- Băng: Băng kéo được làm là băng vải cao su có số lớp i ≥4 nối 2 đầu bằng đinh
tán hoặc gấp chìm. Chiều rộng được chọn phụ thuộc vào loại băng.
- Ưu điểm: vận tốc vận chuyển cao, chuyển động mê, có khả năng chống quá tải
bằng hiện tượng trượt tương đối với tang dẫn.
- Nhược điểm: do băng kéo được làm bằng cao su nên không thể làm việc được
trong điều kiện nhiệt độ cao.
Hình 2.1 cấu tạo băng tải cao su
1.lớp cao su; 2.lớp vải bó hoặc lõi thép; 3.lớp vải bọc
 Gầu tải xích: Cơ cấu kéo là xích, loại này dùng để vận chuyển các vật liệu
thô năng, vận tốc chuyển động của xích không quá 1,25 m/s
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 8 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
1
,
5
-
5
a)
1 2
1
,
5
-
2
1 2 3
b)
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
-Ưu điểm: Trong trường hợp điều kiện làm việc chịu tải trọng lớn thì ta dùng xích
vì nó có đặc điểm lực kéo lớn, ít bị mài mòn, khả năng chiệu nhiệt tốt, có thể làm

việc trong điều kiên môi trường nhiệt độ cao, thường dùng trong việc tải quạng sắt
và cấp phôi liệu trong nhà máy cán hay lò phôi đúc nhiệt độ cao.
- Nhược điểm: làm việc ồn, hệ thống công kềnh, vận tốc chậm, không thích hợp
khi làm với vận tốc lớn.

Hình 2.2 xích tải
Căn cứ vào vật liệu yêu cầu vận chuyển là thóc thì ta chọn cơ gầu tải băng với số
lớp vải cao su là 4. Chiều rộng băng đuợc chọn phụ thuộc loại băng. Dựa vào bảng
5.9 [1] ta chọn được chiều rộng băng B ≤ 300 mm.
2.1.2 Gầu
Gầu thường được chế tạo từ thép tấm có chiều dày S=2÷4mm theo phương pháp
hàn, tán đinh hoặc có thể đúc từ thép, gang. Nếu dùng trong công nghiệp thực
phẩm thì gầu có thể được chế tạo bằng nhựa, thép không rỉ. Gầu được kẹp chặt với
băng bằng bu lông.
Gầu gồm có nhiều loại: gầu đáy tròn sâu, gầu đáy tròn nông và gầu đáy nhọn.
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 9 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Hình 2.3 Cấu tạo gầu
a. Gầu tải băng tròn đáy nông ; b. Gầu tải băng tròn đáy sâu; c. Gầu tải băng đáy
nhọn; d. Gầu tải xích đáy nhọn; e. Gầu tải xích đáy nhọn.
Căn cứ vào đặc tính của vật liệu vận chuyển đầu bài cho là thóc và theo
bảng 5.14 [1] ta chọn loại gầu tải là gầu tải băng vận tốc cao, gầu sâu đáy tròn gắn
cố định. Thống số được tra theo bảng 5.10 [1].
Các loại loại gầu đáy tròn được gắn lên bộ phận kéo cách nhau một khoảng
a = ( 2,5 ÷ 3).h (2.1)
Trong đó: h là chiều cao gầu
→ a = (2,5 ÷ 3).110 = 275 ÷ 330 mm. Chọn a = 300 mm
Bảng 2.1: Kích thước gàu tải
Kích thước (mm) Dung tích

B A h R
Sâu, đáy tròn 160 105 110 35 0,6
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 10 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
4
5
°
5
5
°
5
0
°
6
5
°
4
5
°
5
0
°
c)
a)
A A
L
B
e)
A-A
B

d)
b)
B
B
B
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp

Hình 2.4 Cấu tạo của gầu
Các loại gầu đáy nhọn được lắp nối tiếp lên bộ phận kéo. Cách bắt gầu vào bộ
phận kéo: bắt mặt sau của gầu vào băng. Khi bắt gầu phải dập lõm phần kim loại
xung quanh lỗ bắt vít để khi ghép gầu với băng, mặt băng và đầu bu lông nằm trên
một mặt phẳng, nhờ vậy băng sẽ khít với tang.
2.1.3 chọn vật liệu làm gầu
Do vật liệu vận chuyển là thóc khô khi gầu làm việc sẽ gây ra ma sát làm mài mòn
gầu, ngoài ra còn chịu anh hưởng của môi trường và gầu nên không thể tránh khỏi
gầu bị ôxi hoá. Qua tìm hiểu ta chọn vật liệu làm gầu là thép 45. Đây là thép các
bon kết cấu có hàn lượng các bon trung bình và được ký hiệu theo tiêu chuẩn Nga.
Ưu điểm: chịu kéo,chịu nén tốt. Thường dùng để chế tạo các chi tiết chịu va đập
trung bình như trục của các hộp giảm tốc, gầu nâng,…
Thành phần hoá học được tra bang 1.11[4]
C Si Mn S P Ni Cr
Không nhỏ hơn
0,40÷0,50 0,17÷0,37 0,50÷0,80
0,045 0,045 0,30 0,30
Tính chất của vật liệu
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 11 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
,
t

MPa
σ
,
bp
MPa
σ
%
δ
%
ψ
3
, /C j cm
HB (không lớ hơn)
Không nhỏ hơn Sau cán
nóng
Sau ủ
3600 6100 16 40 50 241 197
2.1.4 Xác định vận tốc của gầu tải
Theo [1] có thể xác định vận tốc gầu tải như sau:
V =
3
.
3,6.10 . . .
Q a
i
φ ρ
(m/s) (2.3)
Trong đó:
Q - năng suất yêu cầu (tấn/h).
i - thể tích của một gầu (m

3
)
a - bước gầu trên băng ( m)
ρ - khối lượng riêng của vật liệu tấn/m
3
. Với vật liệu thóc độ ẩm 14% có
ρ = 0,6 tấn/m
3
ϕ hệ số điền đầy. Với vật liệu dạng hạt ϕ = 0,6 ÷ 0,8. Chọn ϕ = 0,6
→
3 3
. 6.300
2,31
3,6.10 . . . 3,6.10 .0,6.0,6.0,6
Q a
v
i
φ ρ
= = =
(m/s)
Theo bảng 5.12 [1] đối với vật liệu hạt và tải là băng thì chọn v = 1,5 ÷ 4
(m/s) → chọn v =2,31 m/s.
2.1.5 Tính toán kiểm nghiệm các thông số của gầu
Năng suất làm việc 6tấn/h, vận tố 2,31m/s , dung tích gầu 0,6 (
3
dm
)
Hệ số điền đầy gầu k=0,6÷0,8 chọn k=0,6 theo [1].
Ta có bước gầu
3 3

. . . 0,6.10 .2,31.0,6.10 .0,6
3,6. 3,6. 0,3( )
6
q v k
T m
Q
γ
−
= = =

GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 12 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
500
250
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Số lượng gầu dùng cho cả hệ thống
2 2.8
53,33
0,3
H
n
T
= = =
chọn n=(53 gầu).
2.1.6 Tang dẫn động
Tang dẫn động thường đặt ở phần trên của máy: Tang gầu tải băng chế tạo
bằng cách đúc hoặc hàn, đường kính tang phụ thuộc vào lớp vải trong băng và
được xác định theo công thức:
D = (125 ÷ 150).z (2.2)
Trong đó z là số lớp vải cao su trong băng.

→ D = (125 ÷150).4 = 500 ÷ 600 (mm)
Chọn theo kích thước tiêu chuẩn D = 500 (mm)
Chiều dài tang là Lt phụ thuộc vào chiều rộng gầu. Tra bảng 5.11 [1]có:
Thông số Giá trị mm
Chiều rộng gầu 100 125 160 200 320 400
Chiều dài tang 150 200 250 300 450 550
Vậy ta có chiều dài tang là: L
t
= 250 mm.
Hình 2.5 cấu tạo của tang
2.1.5 số vòng quay của tang dẫn trong 1 phút :
- Với gầu tải băng: n =
3
60.10 v
D
π
(2.5)
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 13 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Trong đó: v – vận tốc băng tải; v = 2,31 (m/s).
D - đường kính tang dẫn; D = 500 (mm).
⇨ n =
3
60.10 .3,5
88,28
.630
π
=
(vòng/phút)

2.1.6 Công suất trên trục động cơ dẫn động tang dẫn
Theo [9] ta có:
. .
1000.
t t
k F v
P
η
=
(2.6)
Trong đó:
K
t
- hệ số tính toán, thường chọn k =1,1÷1,2 chọn k
t
=1,1
F
t
- lực vòng trên tang dẫn.
v - là vận tốc cần thiết của gầu tải
η - là hiệu suất gầu tải.
0,7
η
=
Áp dụng công thức tính lực vòng trên tang dẫn [1] thì F
t
được xác định như sau

F
t

= (S
v
– S
r
).(1 + ξ) (N) (2.7)
Trong đó:
S
v
- lực căng lớn nhất tại điểm vào tang dẫn,
+ Với băng tải S
v
không kể đến tải trọng động và được tính
S
v
=S
d
+ (q
0
+ q
vl
).H (2.8)
Với:
H - Chiều cao nâng máy gầu, theo đầu bài có H= 8 (m)
q
0
- Trọng lượng của một mét bộ phận kéo
q
vl
– Là trọng lượng của 1 mét vật liệu vận chuyển, N/m
Tra bảng 6 và bảng 7 [1] khối lượng 1 mét chiều dài băng = 4 kg. Khối lượng

gầu trên một mét chiều dài = 5, 4 kg (khối lượng gầu = 1,8 kg).
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 14 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Vậy
⇒ q
0
= 4+5,4 =9,4 kg=94 N
Vậy khối lượng của một mét bộ phân kéo là q
0
=94 N/m
Khối lượng vật phẩm trên 1 m chiều dài
q
vl
=
.
0,36.
Q
v
γ
(2.9)
γ - Khối lượng riêng của vật liệu (tấn/m
3)
.
Vật liệu thóc khô ta có : γ= 0,6 tấn/m
3
⇒ q
vl
=
6.0,6

4,33
0,36.2,31
=
(N/m)
+ Lực căng S
d
tính theo công thức sau :
S
d
= S
min
+ ∑W (N)
(2.10)
S
d
- lực căng tại điểm rời tang dưới.
S
min
- lực căng nhỏ nhất trong bộ phận kéo
S
min
= 500 ÷2000 N; Chọn sơ bộ S
min
=2000 N
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 15 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Hình 2.6. Lực trong băng kéo[9]
+ Với guồng tải thẳng đứng:
.

0 0.
min
.
( ). .
1
a
vl
a
q q H q H e W
S
e
µ
µ
+ − + ∑
≥
−
(2.11)
Trong đó ∑W là lực cản chuyển động của bộ phận kéo được tính theo công thức.
∑W = W
d
+ W
x
(2.12)
W
d
- Lực cản của trục dưới
W
x
- Lực cản xúc vật liệu
Mà W

d
= ξ. S
min
(2.13)
ξ - hệ số lực cản. Hệ số lực cản được chọn như sau :
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 16 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bảng 2.2 : Hệ số lực cản của 2 loại ổ với cơ cấu gầu tải dùng băng [1]
Bộ phận kéo
Trị số ξ
Ổ trượt Ổ lăn
Băng 0,05-0,06 0,03-0,04
Chọn ổ lăn ⇨ ξ = 0,04.
Thay vào công thức (2.13) ⇨ W
d
= 0,04.2000 = 80 (N)
Lực cản xúc vật liệu xác định như sau.
W
x
= k
1.
q (2.14)
k
1
= 2
÷
5 là hệ số phụ thuộc vào các loại gầu tải, vận tốc và kích thước
hạt(nếu vận tốc càng lớn,kích thước hạt càng lớn thì chọn k càng lớn).
Vận tốc v = 2,31 m/s và vật liệu vận chuyển là thóc kh« vậy ta chọn k

1
= 4
⇨ W
x
= 4.4,33 = 17,32 (N)
Vậy ∑W = W
d
+W
x
= 80 +17,32 = 97,32 (N)
µ - hệ số ma sát giữa bộ phận kéo và tang
- Đối với tang bằng gang hoặc thép ta có :
µ = 0,1 khi bề mặt tiếp xúc rất ẩm
µ = 0,2 khi bề mặt tiếp xúc ẩm
µ = 0,3 khi bề mặt tiếp xúc khô
Do bề mặt tiếp xúc khô nên µ = 0,3
α : góc ôm bộ phận kéo trên tang dẫn (rad) α = Π
Thay các giá trị trên vào công thức (2.11) ta có
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 17 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
0,3.
min
0,3.
(94 4,33).8 94.8. 97,32
667,686( )
1
e
S N
e

π
π
+ − +
≥ = −
−

Chọn S
min
= 500 (N)
⇨ S
d
= S
min
+ ∑W = 500 + 97,32 = 597,32 (N)
Thay các giá trị S
d
=597,32 (N), q
0
= 94 (N/m), q
vl
=4,33 (N/m), H=8(m) vào (2.8)
⇨ S
v
=S
d
+ (q
0
+ q
vl
).H = 597,32 + (94 +4,33).8 = 1383,96 (N).

Vậy lực kéo ở đầu ra của tang dẫn:
S
r
= S
min
+ q
0
H (2.15)
⇨ S
r
= 500 + 94.8 = 1252 (N).
Từ biểu thức (2.7) giá trị F
t
được tính như sau:
F
t
= (1383,96 – 1252)(1+ 0,04) = 137,24 (N).
Thay giá trị F
t
(N) vào (2.6) ta được công suất cần thiết trên trục tang dẫn của gầu
tải là.
1,1.137,24.2,31
0,498( )
1000.0,7
P Kw= =
Sau khi xác định được lực kéo tính toán cực đại, căn cứ vào trị số đó để
kiểm nghiệm xem băng kéo có phù hợp không.
- Với guồng tải băng cần phải kiểm nghiệm số lớp vải cao su của bộ
phận kéo
max 2

3
.
. .
p
S k
Z
k B k
=
(2.16)
K
2
là hệ số dự trữ bền của băng. K
2
được chọn dựa vào bảng 2.3
Vậy ta chọn K
2
= 10
K
p
- Giới hạn bền của đơn vị dài của lớp vải ; k
p
= 50 (N/mm)
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 18 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
K
3
- Hệ số kể đến giảm sức bền do những chỗ nối gầu với băng k
3
= 0,7

÷
0,9
Chọn k
3
=0,7
Z = 4 >
1383,96.10
2,47
50.60.0,7
=
(thỏa mãn)
Bảng 2.3 Hệ số trữ bền của băng theo số lớp vải cao su[1]
Z 2-4 5-8 9-14
K
2
10 11 12
2.1.7 Cơ cấu nhập liệu và dỡ liệu
Cơ cấu nhập liệu: Việc lựa chọn phương pháp nhập liệu phụ thuộc vào tính
chất của vật liệu.
+ Với vật liệu thô có bề mặt ma sát lớn thì nhập liệu trực tiếp vào gầu.
+ Với vật liệu mịn có bề mặt ma sát nhỏ thì nhập liệu bằng cách đổ vật liệu xuống
đáy gầu và dùng gầu múc vận chuyển lên trên. Vì vậy đối với vật liệu là thóc ta
chọn phương pháp nhập liệu bằng cách đổ liệu xuống đáy gầu và dùng gầu múc
vận chuyển lên trên.
Cơ cấu tháo liệu: Việc lựa chọn phương pháp tháo liệu phụ thuộc vào
khoảng cách từ tâm 0 đến cực tháo liệu A.
Khi gầu cùng vật liệu chuyển động trên bề mặt tang dẫn động nó chịu 2 lực
tác động.
G = m.g - Lực khối lượng do khối lượng của gầu và vật liệu sinh ra.
P = m.v

2
/r - Lực ly tâm sinh ra khi gầu và vật liệu chuyển động trên bề mặt
tang dẫn động với vận tốc v, trong đó r là khoảng cách từ tâm quay tới trọng tâm
của gầu và khối vật liệu.
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 19 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Lực R sẽ là hợp lực của hai lực P và G. Khi gầu chuyển động quanh tang
dẫn động, lực R sẽ thay đổi về giá trị và phương tác dụng nhưng đường lối phương
tác dụng lực R luôn đi qua 1 điểm A gọi là cực tháo liệu nằm cách tâm 1 khoảng l.
Ta có tỷ lệ:
2
2
.l G mg g r
v
r P v
m
r
= = =
(2.17)
Rút ra:
2
2
gr
l
v
=
(2.18)
Nếu thay
. / 30v n

π
=

l =
2
895
td
n
(m ) (2.19)
n
td
: số vòng quay của tang dẫn
G
1
P
1
R
1
A
1
0
r
0
r
a
G
2
P
2
R

2
A
2
Hình 2.7: Sơ đồ tháo liệu hỗn hợp [1]
Vậy chiều dài l phụ thuộc vào số vòng quay tang dẫn.

2
895
0,1148
88,28
l = =
(m)
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 20 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Khi l ≤ r
0
(r
0
: bán kính tang dẫn) lực P > G thì vật liệu được tháo ra khỏi gầu
bằng lực ly tâm. Nó được sử dụng để tháo vật liệu có độ ẩm cao ( > 17 %)
Khi l > r
a
( r
a
: tầm với của gầu) tức là lực G > P thì vật liệu sẽ rời ra khỏi gầu
dưới tác dụng của trọng lực. Phương pháp tháo liệu này chủ yếu sử dụng cho các
vật liệu dạng cục.
Khi r
0

< l <r
a
sẽ xảy ra tháo liệu hỗn hợp, phương pháp này sử dụng cho các
loai vật liệu dạng hạt và mịn.
Với gầu tải trên ta có :
r
0
=
0,5
2
= 0,25 (m)
r
a
= r
0
+ A = 0,25 + 0,105 = 0,355(m) (2.20)
Vậy l < r
0
nên tháo liệu bằng lực ly tâm.
2.1.8 Xác định mômen xoắn trên gầu tải:
Mômen xoắn tác dụng lên gầu tải T
g
(N.mm) xác định theo công thức:
6
9,55.10 .
ct
g
ct
P
T

n
=
(2.21)
Trong đó : P
ct
là công suất cần thiết trên trục tang dẫn, P
ct
= 0,498 (kw)
n
ct
: là số vòng quay trên trục đẩu ra, n
ct
= 88,28 (v/ph)
Thay số vào (2.21) ta được:
6 5
0,498
9,55.10 . 0,5359.10
88,28
g
T = =
(N.mm)
T
g
= 53,59 (N.m)
Vậy mômen xoắn trên gầu tải là: T
g
= 0,5359.10
5
(N.mm)
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 21 SVTH: Trần Văn Cộng

KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
PHẦN 3
TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC
HỆ DẪN ĐỘNG
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 22 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
3.1 Chọn 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 vận tốc góc và tăng mômen xoắn. Tùy theo tỉ số
truyền chung của hộp giảm tốc, người ta phân ra: hộp giảm tốc một cấp và hộp
giảm tốc nhiều cấp.
Tùy theo loại truyền động trong hộp giảm tốc phân ra: hộp giảm tốc bắng
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 bánh răng sóng và động cơ – hộp giảm tốc. Hộp giảm tốc được sử dụng rộng
rãi trong các ngành cơ khí luyện kim, hóa chất, trong công nghiệp đóng tàu… Để
chọn được hộp giảm tốc phù hợp chúng ta cùng đi phân tích một số loại hộp giảm
tốc điển hình thường dùng trong cơ khí sau đây.
3.1.1 Hộp giảm tốc bánh răng trụ
3.1.1.1. Hộp giảm tốc bánh răng trụ 1 cấp
Được sử dụng khi tỉ số truyền u ≤ 7÷8 (nếu dùng bánh răng trụ răng thẳng thì u ≤
5). Nếu dùng tỉ số truyền lớn hơn, kích thước và khối lượng hộp giảm tốc một cấp
sẽ lớn hơn hộp giảm tốc 2 cấp
Hình 3.1: Sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng trụ 1 cấp [2]
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 23 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
3.1.1.2 Hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp

Được sử dụng nhiều nhất, tỉ số truyền chung của hộp giảm tốc thường bằng
từ 8 đến 40. Chúng được bố trí theo ba sơ đồ sau đây:
a. Sơ đồ khai triển
Hộp giảm tốc loại này đơn giản nhất nhưng có nhược điểm là bánh răng bố
trí không đối xứng với các ổ, do đó làm tăng sự phân bố không đều tải trọng trên
chiều dài răng. Vì vậy cần thiết kế trục đủ cứng, đặc biệt là trong trường hợp các
bánh răng được nhiệt luyện đạt độ rắn cao và chịu tải trọng thay đổi, vì khi đó khả
năng chạy mòn của bánh răng rất kém. Tuy nhiên vì kết cấu đơn giản nên sơ đồ
này được sử dụng nhiều trong thực tế.
Hình 3.2 Sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp dạng khai triển [2]
b. Sơ đồ phân đôi
 Ưu điểm
- Tải trọng phân bồ đều trên các trục.
- Sử dụng hết khả năng tải của cả cấp nhanh và cấp chậm.
- Răng và ổ phân bố đối xứng nên sự tập chung ứng suất ít.
- Mô men xoắn trên trục trung gian nhỏ.
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 24 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
 Nhược điểm:
- Có bề rộng lớn
- Cấu tạo các bộ phận phức tạp
- Số lượng các loại chi tiết và khối lượng gia công tăng.
- Chú ý chọn loại ổ có khả năng tùy động.
Hình 3.3 Sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp dạng phân đôi [2]
c. Sơ đồ đồng trục
 Ưu điểm
- Đường tâm của trục vào và trục ra trùng nhau nhờ đó có thể giảm bớt được
chiều dài của ổ, giảm kích thước và khối lượng.
 Nhược điểm

- Khả năng tải cấp nhanh chưa dùng hết.
- Phải bố trí các ổ của trục đồng tâm bên trong hộp giảm tốc nên kết cấu ổ đỡ
phức tạp.
- Khó bôi trơn cho các ổ bên trong vỏ hộp.
- Kết cấu trục trung gian lớn.
- Kích thước chiều rộng lớn.
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 25 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang