Thiết kế trạm dẫn động băng tải vận chuyển than đá potx

ðề án kỹ thuật



 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
1

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ðẠI HỌC KTCN




















CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

ðộc lập – Tự do – Hạnh phúc



















ðỀ TÀI ðỀ ÁN KỸ THUẬT
Sinh viên thiết kế: Lâm Ngọc Tiến ; Lớp: Hè 2011
Mã số SV: 11510911239
Giáo viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn ðình Ngọc
Ngày giao đề tài: 19/7/2011
Ngày hoàn thành:
NỘI DUNG DỀ TÀI
Thiết kế trạm dẫn ñộng băng tải vận chuyển than ñá
Số liệu ñề tài:
Năng suất: Q;120 tấn/h Hệ số làm việc / năm: K

n
=0.70
Băng tải làm việc theo phương ngang Hệ số cản ban ñầu: K
bd
=1.5
Chiều dài vận chuyển: L= 100 m Thời gian phục vụ: 7 năm
Hệ số làm việc / ngày: K
ng
=0.71 Tải trọng không ñổi,quay 1 chiều
Nội dung cụ thể:
- Thiết kế băng tải
- Tính chọn hộp giảm tốc theo tiêu chuẩn
- Thiết kế bộ truyền ngoài hộp và khớp nối
- Thiết kế trục và tang dẫn động
- Thiết cụm con lăn đỡ nhánh có tải
YÊU CẦU THIẾT KẾ
1 - 01 thuyết minh trình bày tính toán thiết kế trên khổ giấy A
4

2 - 02 bản vẽ A
0
, 02 bản vẽ chế tạo A
1
3 - 01 file Powpoint trình diễn khi bảo vệ
Cán bộ hướng dẫn Trưởng bộ môn Ngày tháng năm 2011
T/L Hiệu trưởng
(Chủ nhiệm khoa)

ðề án kỹ thuật

 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
2

NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Bản vẽ không thể up lên ñược. Bạn nào cần ñồ án này thì pm mình nhé
0974059455

ðề án kỹ thuật



 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
3

MỤC LỤC
LỜI NÓI ðẦU 8
PHẦN I 9
GIỚI THIỆU SƠ BỘ HỆ DẪN ðỘNG BĂNG TẢI 9
1.1 Giới thiệu về trạm dẫn động băng tải 9
1.2 Mục tiêu thiết kế 11
PHẦN II 13
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BĂNG TẢI 13
2.1 Xác định độ rộng tối thiểu của băng tải 13
2.2 Xác định vận tốc của băng tải 13
2.2.1 Diện tích mặt cắt ngang dòng chảy 14
2.2.2 Góc mái 14
2.2.3 Khối lượng riêng tính toán 14
2.2.4 Hệ số ảnh hưởng của độ dốc băng tải 14
2.3 Tính toán công suất truyền dẫn băng tải 15
2.4 Lực căng dây băng tải 16

2.4.1 Lực vòng 16
2.4.2 Lực căng trên 2 nhánh băng tải 16
2.4.3 Lực căng tối thiểu 17
2.4.4 Lực kéo lớn nhất 18
2.5 Tính tiết diện ngang dòng vật liệu 18
2.6 Tính chọn dây băng 18
2.7 Cấu trúc hệ thống băng tải 19
2.7.1 Tang dẫn động 19
2.7.2 Con lăn đỡ băng 20
PHẦN III 25
CHỌN VÀ TÍNH HỘP GIẢM TỐC TIÊU CHUẨN 25
3.1 Chọn loại hộp giảm tốc 25
3.2 Chọn động cơ điện 27
3.2.1. Chọn kiểu loại động cơ 27
3.2.2 Chọn công suất động cơ 28
3.2.3 Chọn tốc độ đồng bộ của động cơ 29
3.2.4 Chọn động cơ thực tế 29
3.2.5 Kiểm tra điều kiện mở máy và điều kiện quá tải cho động cơ 29
3.3 Chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn 30
3.3.1 Chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn 30
3.3.2 Xác định phối tỷ số truyền ngoài hộp 31
3.4 Công suất trên các trục 32
3.5 Tính số vòng quay trên các trục 32
3.6 Tính mômen xoắn trên các trục 33
3.7 Các thông số cơ bản của hộp giảm tốc tiêu chuẩn 34
PHẦN IV 35
ðề án kỹ thuật

 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
4

TÍNH KIỂM TRA BỀN CHO CÁC CHI TIẾT TRONG HỘP 35
4.1 Kiểm tra bền cho các bộ truyền bánh răng 35
4.1.1 Bộ truyền cấp nhanh 35
4.1.2 Bộ truyền cấp chậm 43
4.2 Tính và kiểm nghiệm trục 51
4.2.1 Định các kích thước cơ bản của trục 51
4.2.2 Định kết cấu cho các trục 52
4.2.3. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi 54
PHẦN V 71
TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN NGOÀI HỘP VÀ KHỚP NỐI 71
5.1. Truyền động đai 71
5.1.1.Chọn loại đai 71
5.1.2.Tính toán các thông số cơ bản của đai 71
5.1.3. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục 74
5.2. Tính chọn khớp nối 75
5.2.1 Tính toán sơ bộ đường kính trục tại các vị trí lắp khớp nối 76
5.2.2. Chọn khớp nối tiêu chuẩn 77
PHẦN VI 79
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC PHẦN TỬ CỦA THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN
79
6.1. Tính toán thiết kế trục tang dẫn động 79
6.1.1. Chọn vật liệu 79
6.1.2. Tính sơ bộ trục 79
6.1.3. Tính gần đúng trục 79
6.1.4. Tính kiểm nghiệm trục 83
6 1.5. Tính chọn then 86

6.1.6. Tính chọn ổ lăn 87
6.2 Tính toán thiết kế cụm con lăn đỡ nhánh có tải 90
6.2.1 Tính lực tác dụng giữa 2 hàng con lăn 90
6.2.3 Tính trục của con lăn 94
PHẦN VII 98
KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 98
7.1. Kết luận 98
7.2. Đề nghị 98

ðề án kỹ thuật



 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
5

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Trang
Bảng 2.1 Thông số tang dẫn động……………………………………. 20
Bảng 2.2 Thông số tang bị động……………………………………… 20
Bảng 2.3. Thông số con lăn nhánh có tải……………………………

22
Bảng 2.4. Thông số con lăn nhánh có tải……………………………

22
Bảng 3.1 Chọn động cơ………………………………………………

29
Bảng 3.2 Hộp giảm tốc khai triển theo tiêu chuẩn Nga 31
Bảng 3.3 Thông số P,n,T trên các trục………………………………

33
Bảng 3.4 Kích thước cơ bản của hộp giảm tốc……………………… 34
Bảng 4.1 Thông số cơ bản của bộ truyền cấp nhanh…………………. 35
Bảng 4.2 Thông số cơ bản của bộ truyền cấp chậm………………… 43
Bảng 5.1 Thông số cơ bản đai thang

71
Bảng 5.2 Các thông số bộ truyền đai…………………………………. 75
Bảng 5.3 Khớp nối động cơ và trục III……………………………… 77
Bảng 5.4 Kích thước cơ bản của vòng đàn hổi của khớp nối trục III… 77
Bảng 6.1 Kích thước mặt cắt then vát và rãnh then (TCVN 4214-86) 87

Bảng 6.2: Kích thước ổ bi lòng cầu 2 dãy…………………………….
88










ðề án kỹ thuật

 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
6

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Trang
Hình 1.1 Cấu tạo băng tải 10
Hình 2.1 Góc mái

14
Hình 2.2: Sơ đồ lực căng dây băng tải

16
Hình 2.6 Tiết diện ngang dòng vật liệu

15
Hình 2.3 Cấu tạo tang dẫn động

19
Hình 2.4: Cấu tạo con lăn nhánh có tải

21
Hình 2.5 Cấu tạo con lăn nhánh có tải 22
Hình 3.1: Sơ đô hệ dẫn động băng tải 27
Hình 4.1. Sơ đồ bố trí hộp giảm tốc

51
Hình 4.2: Kết cấu trục I

52
Hình 4.3: Kết cấu trục II 53
Hình 4.4: Kết cấu trục III

54
Hình 4.5 Biểu đồ mômen trục I 58
Hình 4.6 Biểu đồ mômen trục II 63
Hình 4.7 Biểu đồ mômen trục III

69
Hình 5.1 : Đai thang

72
Hình 5.2 . Cấu tạo khớp nối vòng đàn hồi 77
Hình 6.1. Kết cấu sơ bộ trục lắp trên tang dẫn động………………….

80
Hình 6.2 Then 87

ðề án kỹ thuật



 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
7

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Văn Dự
Hướng dẫn tính toán băng tải 2011
[2] Vũ Ngọc Pi
Hộp giảm tốc tiêu chuẩn
[3] Trịnh Chất , Lê Văn Uyển
Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí ( Tập 1)
Nhà xuất bản Giáo dục 2005
[4] Trịnh Chất , Lê Văn Uyển
Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí ( Tập 2)
Nhà xuất bản Giáo dục , 1999
[5] Vũ Ngọc Pi
Tính toán băng tải 2001
[6] FMC Technologies
Belt Conveyor Idlers Catalog - FMC Technologies
[7] Beltmaster_berekeningen-transport
[8] http://118.69.77.170/ebook/ VeKyThuat
[9] Conveyor Belt Design Manual - Bridgestone

ðề án kỹ thuật

 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
8

LỜI NÓI ðẦU
Đất nước ta đang trên con đường Công Nghiệp Hoá - Hiện Đại Hoá theo định
hướng XHCN trong đó ngành công nghiệp đang đóng một vai trò rất quan trọng.
Các hệ thống máy móc ngày càng trở nên phổ biến và từng bước thay thế sức
lao động của con người . Để tạo ra được và làm chủ những máy móc như thế đòi
hỏi mỗi con người chúng ta phải tìm tòi nghiên cứu rất nhiều . Là một sinh viên
khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy em luôn thấy được tầm quan trọng của những kiến
thức mà mình được tiếp thu từ thầy cô .
Nhiệm vụ thiết kế đề án là một công việc rất quan trọng trong quá trình học
tập bởi nó giúp cho người sinh viên nắm được các hệ dẫn động, hiểu sâu, hiểu
kỹ và đúc kết được những kiến thức cơ bản của của môn học. Vì vậy thiết đề án
là công việc quan trọng và rất cần thiết .
Đề tài thiết kế của em được giao là “Thiết kế trạm dẫn ñộng băng tải vận
chuyển than ñá” .Đề án gồm 7 phần:
PHẦN I . GIỚI THIỆU SƠ BỘ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
PHẦN II. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BĂNG TẢI
PHẦN III.CHỌN VÀ TÍNH HỘP GIẢM TỐC TIÊU CHUẨN
PHẦN IV. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN NGOÀI HỘP VÀ KHỚP NỐI
PHẦN V. TÍNH KIỂM TRA BỀN CHO CÁC CHI TIẾT TRONG HỘP
PHẦN VI. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC PHẦN TỬ CỦA THIẾT BỊ
VẬN CHUYỂN
PHẦN VII. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
Với những kiến thức đã học và sau một thời gian nghiên cứu cùng với sự
giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo trong bộ môn, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình
của Thầy Nguyễn ðình Ngọc cùng với sự đóng góp trao đổi xây dựng của các

bạn chúng em đã hoàn thành được đề án được giao. Đề án được em thực hiện tại
trường chủ yếu mang tính lý thuyết mà không có sản phẩm thực tế.
Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa
nhiều, tài liệu tham khảo còn ít nên đồ án của chúng em không tránh khỏi những
thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn để đề án của
em được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên , Ngày 30 tháng 09 năm 2011

Sinh viên thực hiện

Lâm Ngọc Tiến

ðề án kỹ thuật



 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
9

PHẦN I
GIỚI THIỆU SƠ BỘ HỆ DẪN ðỘNG BĂNG TẢI
Phần I nhằm mục đích giới thiệu cho chúng ta nắm được cấu tạo, nguyên lý hoạt
động, ưu nhược điểm… của hệ thống dẫn động băng tải than đá.
1.1 Giới thiệu về trạm dẫn ñộng băng tải
Hệ dẫn động băng tải được sử dụng để vận chuyển các vật liệu rời từ rất lâu
nhờ những ưu điểm là có cấu tạo đơn giản, bền, có khả năng vận chuyển vật liệu
theo phương nằm ngang, nghiêng với khoảng cách lớn, làm việc êm, năng suất
cao và tiêu hao năng lượng không cao, số lượng vận chuyện lớn, kết cấu đơn

giản, sửa chữa thuật tiện, linh kiện tiêu chuẩn hoá. Hệ dẫn động băng tải được sử
dụng trong nhiều lĩnh vực như: dùng để vận chuyển, dùng trong các dây chuyền
sản xuất, dùng trong các công trình xây dựng trạm thủy điện và bến cảng, trong
sản xuất trong khai thác mỏ, luyện kim ,hoá chất, đúc, vật liệu xây dựng, có thể
vận chuyển vật liệu rời hoặc vật phẩm thành kiện. Để đáp ứng từng yêu cầu dây
chuyền sản xuất về hình thức phân bố và căn cứ yêu cầu công nghệ vận chuyển,
có thể chỉ dụng một máy vận chuyển, cũng có thể tổ hợp nhiều băng tải cao su
hoặc cấu hành với thiết bị băng chuyền khác hoặc hệ thống băng tải ngang hoặc
băng tải nghiêng. Để vận chuyển những vật phẩm có dạng cục, hạt, bột, như:
quặng, đá, than,than đá, cát, sỏi, hoặc dạng vật phẩm có tính chất đặc biệt như
bao xi măng, bao đường, bao gạo
Vì vậy hệ dẫn động băng tải được dùng khá rộng rãi trong nhà máy, công
trường
Băng tải làm việc được nhờ lực ma sát giữa bề mặt đai và tang dẫn. Một
băng tải thường được cấu tạo như sau (Hình 1.1).
ðề án kỹ thuật



 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
10
B
B
1
5
0
0
A
A

8
10
6
R100
R100
R100
117
1
32
3

Hình 1.1 Cấu tạo băng tải
1. Cơ cấu kéo băng
2. Tang bị dẫn
3. Dây băng
4. Cụm con lăn trên
5. Cụm con lăn dưới
6. Hộp giảm tốc
7. Động cơ điện
8. Tang dẫn động
9. Khung đỡ băng tải
10. Khớp nối
11. Bộ truyền đai
Ưu điểm của hệ dẫn động băng tải: Băng tải cấu tạo đơn giản, bền, có khả
năng vận chuyển vật liệu theo hướng nằm ngang, nằm nghiêng (hay kết hợp cả
hai) với khoảng cách lớn, làm việc êm, năng suất tiêu hao không lớn.
Nhược điểm của hệ dẫn động băng tải:
+ Có hao hụt vật liệu vận chuyển do rơi vãi trên đường vận chuyển làm dơ bẩn và
gây ô nhiễm môi trường.
+ Khi vận chuyển ở những khoảng cách dài và không thẳng đòi hỏi phải có thêm

những trạm trung chuyển tốn kém.
+ Tốc độ vận chuyển không cao, độ nghiêng băng tải nhỏ (< 24
0
), không vận
chuyển được theo hướng đường cong.
ðề án kỹ thuật



 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
11
+ Vật liệu vận chuyển tiếp xúc và chịu ảnh hưởng trực tiếp của môi trường và thời
tiết (ẩm ướt, bụi…).
1.2 Mục tiêu thiết kế
Ngày nay với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, đòi hỏi sinh viên phải nắm
vững kiến thức lý thuyết để từ đó áp dụng vào thực tế sản xuất. Nhằm nâng cao
kiến thức cho sinh viên, nhà trường đã tạo cơ hội cho sinh viên thiết kế các hệ
thống dẫn động giúp sinh viên hiểu nắm được cấu tạo,nguyên lý hoạt động, đặc
tính… của các hệ dẫn động để từ đó áp dụng vào thực tế tạo ra các sản phẩm phục
vụ hữu ích cho sản xuất. Sau khi thiết kế xong giúp sinh viên sau khi ra trường có
thể nắm bắt nhanh với các vấn đề thực tế…
- Tính lắp lẫn: Khi thay thế các chi tiết có thể lắp với nhau một cách dễ dàng,
thuận tiện, nhanh chóng đảm bảo tính chất của mối ghép, chính xác. Các chi tiết
của vít tải có thể lắp với các chi tiết của băng tải cùng cỡ.
- Môi trường: Do vật liệu được vận chuyển trong máng tải nên đảm bảo quá
trình vận chuyển không có bụi, môi trường làm việc ít độc hại, ít gây ô nhiễm môi
trường.
- Dễ vận hành: Tương đối dễ vận hành, thao tác an toàn cho công nhân.
- Bảo dưỡng: Nhất thiết phải lập kế hoạch kiểm tra toàn bộ băng tải để đảm

bảo băng tải hoạt động liên tục, tránh sự cố bất ngờ xảy ra.
- An toàn: Băng hay những bộ phận đi kèm nó luôn phải có những thiết bị an
toàn để bảo vệ cho người sử dụng. Tất cả các bộ phận của băng tải cần được che
chắn để đảm bảo an toàn cho người sử dụng và thiết bị xung quanh.
- Băng tải vận chuyển than đá sử dụng thép kết cấu hàn, các con lăn đỡ băng
tải cao su, các tang bị động, chủ động và căng bằng. Than đá được vận chuyển
bằng băng tải cao su.
- Bề rộng băng tải cao su 500 mm
- Băng tải bố theo phương ngang.
- Năng suất : 120 tấn/h.
ðề án kỹ thuật



 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
12
- Chiều dài vận chuyển: 100m
Băng tải được sử dụng trong vận chuyển sẽ cho năng suất cao, máy có thể
vận chuyển liên tục, làm việc trong thời gian dài,vận chuyển theo một hướng đã
định là phương ngang. Bên cạnh đó băng tải còn có cấu tao đơn giản, bền, vận
chuyển theo phương ngang với khoảng cách lớn, làm việc êm, năng suất cao và
tiêu hao năng lượng không cao.
Kết luận: Qua những phân tích trên ta thấy hệ thống dẫn động băng tải có
một số ưu điển nổi bật, do đó nó được sử dụng rất nhiều trong thực tế để vận
chuyển các loại vật liệu như: quặng, đá, than,than đá, cát, sỏi, hoặc dạng vật phẩm
có tính chất đặc biệt như bao xi măng, bao đường, bao gạo Sau khi nắm được
cấu tạo, ưu nhược điểm của hệ thống dẫn động băng tải, chúng ta sẽ đi thiết kế
băng tải.
ðề án kỹ thuật

 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
13
PHẦN II
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BĂNG TẢI
Trong tính toán thiết kế băng tải chúng ta cần phải tính toán xác định vận tốc
băng tải, độ rộng tối thiểu, diện tích mặt cắt ngang, công suất, dây băng và cấu
trúc hệ thống băng tải. Tất cả những công việc này được giải quyết chương II.
2.1 Xác ñịnh ñộ rộng tối thiểu của băng tải
Độ rộng băng tải phụ thuộc lưu lượng cần vận chuyển và kích cỡ vật phẩm
(hay kích thước của các “hạt” vật liệu) cần vận chuyển trên băng. Nếu kích cỡ vật
phẩm càng lớn thì độ rộng băng tải càng phải rộng.
Với loại vật liệu cần vận chuyển là than đá, ta chọn loại băng có bề rộng tối thiểu
B = 500mm (Tra bảng 1[1]).
2.2 Xác ñịnh vận tốc của băng tải
Vận tốc băng tải cần giới hạn tùy thuộc dung lượng của băng, độ rộng của
băng và đặc tính của vật liệu cần vận chuyển. Sử dụng băng hẹp chuyển động với
vận tốc cao là kinh tế nhất; nhưng vận hành băng tải có độ rộng lớn lại dễ dàng
hơn so với băng tải hẹp.
Theo bảng 3[1] ta có vận tốc lớn nhất của băng tải là V
max
=180m/ph
Vận tốc băng tải thường được tính toán nhằm đạt được lưu lượng vận
chuyển theo yêu cầu cho trước. Lưu lượng vận chuyển của một băng tải có thể
được xác định qua công thức:
t
Q =60.A.V.

γ.s
(tấn/giờ)
Trong đó: Q
t
: Lưu lượng vận chuyển tấn/ giờ;
A: Diện tích mặt cắt ngang dòng vận chuyển (m
2
)
V: Vận tốc băng tải (m/ph)

γ
: Khối lượng riêng tính toán của khối vật liệu (tấn/ m
3
)
s: Hệ số ảnh hưởng của góc nghiêng (độ dốc) của băng tải
Như vậy vận tốc của băng tải được tính theo công thức
(1)

ðề án kỹ thuật



 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
14
t
Q
V=
60.A. .s
γ

(m/ph)

2.2.1 Diện tích mặt cắt ngang dòng chảy
Diện tích mặt cắt ngang dòng chảy có thể được xác định như sau:
(
)
2
A=K 0,9B-0,05
(m
2
)
Trong đó: A: Diện tích mặt cắt ngang dòng vận chuyển (m
2
)
B: Độ rộng băng tải (m)
K: Hệ số tính toán
Theo bảng 4[1] ta có: K=0,1538
(
)
(
)
2
2
A=0,1538 0,9.0,5-0,05 =0,0246 m

2.2.2 Góc mái
Góc mái của một đống vật phẩm là góc hình thành giữa đường nằm ngang
và mái dốc của đống vật phẩm (hình 2.1).
Theo bảng 5[1] ta có góc mái

ϕ
= 30
0
2
1
°

Hình 2.1 Góc mái

2.2.3 Khối lượng riêng tính toán
Khối lượng riêng tính toán của các khối vật phẩm có tính đến khoảng cách
giữa các hạt hay các đối tượng khi vận chuyển.
Theo bảng 6[1] ta có khối lượng riêng tính toán
γ
= 0,83 – 0,96 (tấn/m
3
)
Chọn
γ
= 0,9 (tấn/m
3
)
2.2.4 Hệ số ảnh hưởng của ñộ dốc băng tải
Băng tải càng dốc thì lưu lượng vận chuyển vật liệu được càng thấp.
Theo bảng 7[1] ta có hệ số ảnh hưởng của độ dốc băng tải s = 1
Thay vào (2) ta có, vận tốc của băng tải là:
(2)

(3)

ðề án kỹ thuật



 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
15
( ) ( )
120
V= =90,334 m/ph 1,506 m / s
60.0,0246.0,9.1
=

Đảm bảo không vượt quá trị số vận tốc ở bảng 3 [1] vậy bề rộng băng tải B=500 là
hợp lý.
2.3 Tính toán công suất truyền dẫn băng tải
Công suất làm quay trục con lăn kéo băng tải được tính theo công thức sau:
1 2 3 t
P=P +P +P +P
(kW)
Trong đó:
P
1
: Công suất cần thiết kéo băng tải không tải theo phương ngang
P
2
: Công suất cần thiết kéo băng tải có tải theo phương ngang
P
3
: Công suất cần thiết kéo băng tải có tải theo phương đứng

P
t
: Công suất cần thiết dẫn động cơ cấu gạt vật phẩm
Các thành phần công suất được tính toán như sau:
(
)
0
1
f l+l W.V
P =
6120

(
)
(
)
0 t 0 m
2
f l+l Q f l+l W .V
P = =
367 6120

t m
3
H.Q H.W .V
P = =
367 6120

Trong đó:
f: hệ số ma sát của các ổ lăn đỡ con lăn

W: khối lượng các bộ phận chuyển động của băng tải, không tính khối
lượng vật phẩm được vận chuyển (kg)
W
m
: Khối lượng vật phẩm phân bố trên một đơn vị dài của băng tải (kg/m);
V : Vận tốc băng tải (m/ph)
H : Chiều cao nâng (m)
l : Chiều dài băng tải theo phương ngang (m)
lo : Chiều dài băng tải theo phương ngang được điều chỉnh (m)
Theo bảng 8[1] ta có: f = 0,03; l
0
= 49m
(4)

(5)

(6)

(7)

ðề án kỹ thuật



 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
16
Theo bảng 9[1] ta có: P
t
= 1,25kW

Theo bảng 10[1] ta có: W = 30kg/m
Thay các giá trị vào (4),(5),(6),(7) ta có:
(
)
( )
1
0,03 100+49 30.90,334
P 2,68 kW
6120
= =

(
)
( )
2
0,03 100+49 120
P = =2,04 kW
367

( )
3
1.120
P = =0,33 kW
367

(
)
P=2,68+2,04+0,33+1,25=6,3 kW

2.4 Lực căng dây băng tải

Trong quá trình làm việc băng tải chịu tác dụng một số lực như lực vòng, lực kéo,
lực căng trên 2 nhánh băng tải những lực này được biểu diễn sơ đồ (hình 2.2).
l
h
F2
Fp
F1
FcFr
F3
F4
F3
F4
F2
Fr

Hình 2.2: Sơ ñồ lực căng dây băng tải
2.4.1 Lực vòng
( ) ( )
P
6120.P 6120.6,3
F = = =426,82 kg =4268,2 N
V 90,334

2.4.2 Lực căng trên 2 nhánh băng tải
µθ
1 P
µθ
e
F =F
e -1

(8)

ðề án kỹ thuật



 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
17
2 P
µθ
1
F =F
e -1

Trong đó:
F
1
,F
2
: lần lượt là lực căng trên nhánh có tải và nhánh không tải.
Mối quan hệ giữa F
1
,F
2
tương tự như mối quan hệ trong bộ truyền đai
µθ
1 2
F =F .e

và
1 2 P
F -F =F

e: Cơ số logarit tự nhiên e = 2,718
µ: Hệ số ma sát giữa puly và dây đai

θ
: Góc ôm giữa dây đai và puly
Theo bảng 16[1] ta có: µ=0,3
Theo bảng 15[1] ta có:
θ
=180
0
=3,14rad
Thay vào (8),(9) ta có:

( )
0,3.3,14
1
0,3.3,14
2,718
F = 4268,2. = 6995,74
2,718 -1
N


( )
2
0,3.3,14

1
F = 4268,2 = 2727,54 N
2,718 -1

2.4.3 Lực căng tối thiểu

Lực căng tối thiểu được xác định nhằm giữ cho dây băng tải không bị trượt
quá 2% khoảng cách giữa các con lăn.
(
)
4C C m 1
F =6,25.l W +W

4r r 1
F =6,25.l .W

Trong đó:
F
4C
: lực căng tối thiểu trên nhánh căng
F
4r
: lực căng tối thiểu trên nhánh trùng
Wm: khối lượng vật phẩm phân bố trên một đơn vị dài của băng tải
( )
t
m
Q 120
W = = =22,14 kg/m
0,06.V 0,06.90,334

W
1
: Khối lượng phân bố của băng tải
l
C
: bước các con lăn đỡ nhánh có tải
(9)

(10)

(11)

ðề án kỹ thuật



 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
18
l
r
: bước các con lăn đỡ nhánh chạy không
Theo bảng 13[1] ta có: W
1
= 7,5(kg/m)
Theo bảng 12[1] ta có: l
C
= 1,2m; l
r

= 3m
Thay vào (10),(11) ta có:

(
)
(
)
(
)
4C
F =6,25.1,2 22,14+7,5 =222,3 kg =2223 N


(
)
(
)
4r
F =6,25.3.7,5=104,625 kg =1046,25 N

2.4.4 Lực kéo lớn nhất

Lực kéo lớn nhất được dùng để tính chọn dây băng tải theo độ bền.
Theo bảng 14[1] ta có
(
)
max P 4r
F =F +F =2223+1046,25=3269,25 N

2.5 Tính tiết diện ngang dòng vật liệu

Diện tích mặt cắt ngang dòng chảy có thể được xác định như sau:
(
)
2
2
A=K 0,9B-0,05 ( )
m

Trong đó: A: Diện tích mặt cắt ngang dòng vận chuyển (m
2
)
B: Độ rộng băng tải (m)
K: Hệ số tính toán
Theo bảng 4[1] ta có: K=0,1538
2.6 Tính chọn dây băng

Với loại vật liệu cần vận chuyển là than đá, đây là loại vật liệu không có
phản ứng hóa học với dây băng nên ta chọn loại dây băng tải dệt nhiều lớp
Thông số đánh giá sức bền của dây băng tải được tính theo giá trị lực kéo
lớn nhất tác dụng lên dây Fmax theo công thức sau:
max
F .SFz
F.TS=
Be

Trong đó:
F
max
: lực kéo lớn nhất (kg)
SFz: hệ số an toàn

Be: là chiều rộng dây băng tải (cm)
Theo bảng 19[1] ta có: SFz = 8
(13)

(12)

ðề án kỹ thuật



 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
19
Thay vào (13) ta có:
3269,25
ST-No= 65,4
50
=

Theo bảng 18[1] ta chọn loại đai có kí hiệu: NF 160/2
2.7 Cấu trúc hệ thống băng tải
2.7.1 Tang dẫn ñộng
Trong quá trình vận chuyển băng thường bị di chuyển ngang gây lệch tâm
nên sẽ gây ra hiện tượng vật liệu dễ bị bắn tóe và rơi vãi. Do vậy để định tâm giữa
băng và tang dẫn động được tốt thì mặt tang cần chế tạo mặt trụ hơi lồi. Tang
được chế tạo bằng gang đúc có cấu tạo hình 2.3. Theo tài liệu [5] đường kính của
tang được tính theo công thức sau:
D=(120
÷
150)Z

Trong đó:
D là số lớp cốt của băng Z=2
⇒
D=(120
÷
150).2=(240
÷
300)
Ta chọn đường kính của tang theo tiêu chuẩn:
Vậy D=250 (mm)
Chiều dài tang được xác định theo công thức:
L
t
=B+2C (mm)
Trong đó B là chiều rộng băng
B=500 (mm)
Lt
C
B
D

Hình 2.3 Cấu tạo tang dẫn ñộng
C=60
÷
70 (mm) Chọn C=65 (mm)
Vậy L
t
=500+2.65=630 (mm)
(15)

(14)

ðề án kỹ thuật



 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
20
2.7.2 Con lăn ñỡ băng
Công dụng của con lăn đỡ là đảm bảo vị trí của tấm băng theo chiều dài vận
chuyển và hình dạng của tấm băng trên nhánh có tải. Với băng vận chuyển vật liệu
rời và chiều rộng băng là 500(mm) nên ta chọn trên nhánh có tải lắp đặt 3 con lăn.
Trên nhánh không có tải lắp đặt một con lăn. Ta chọn góc nghiêng của hai con lăn
hàng trên có nhánh có tải đặt nghiêng trong một mặt phẳng thẳng đứng một góc
β
=20
0

Đường kính con lăn d
cl
được chọn theo dãy tiêu chuẩn, theo [6] ta chọn
được đường kính con lăn như sau:
Khi B=500 (mm)
Thì d
cl
= 102 (mm)
Khoảng cách giữa hai hàng con lăn trên nhánh có tải xác định theo công thức sau:
L’
cl

=A –0,625 .B
Trong đó:
B: là chiều rộng băng tải: B=500 (mm)
A: là hằng số phụ thuộc vào khối lượng riêng của vật liệu vận chuyển
Với
ρ
=0,46
÷
0,63 tấn/m
3
=460
÷
630 kg/m
3

Với
ρ
<100kg/m
3
thì ta chọn A=1812(mm)
Vậy L’
cl
=1812- 0,62.500= 1500(mm) = 1,5 (m)
Ở nhánh không tải khoảng cách giữa hai trục con lăn được lấy bằng:
L”
cl
=2.L’
cl
=2.1500=3000 (mm) = 3 (m)
Tại vị trí nhập liệu để giữ cho băng tải không bị trùng do động năng của vật liệu

gây ra thì rơi xuống băng tải, ta chọn khoảng cách giữa hai hàng con lăn dỡ là:
'
t
L
= 400
÷
500(mm)
Chọn
'
t
L
=500(mm) = 500 (m)
+ Con lăn đỡ nhánh có tải (Hình 2.4)
(16)

ðề án kỹ thuật



 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
21

Hình 2.4: Cấu tạo con lăn nhánh có tải
Theo [6] ta có bảng thiết kế con lăn
Bảng 2.3
. Thông số con lăn nhánh có tải
Các kích thước (mm)
Kí hiệu
con lăn

đỡ
Chiều
rộng
dây
băng
Dc A L l l
1
H H1 H2
Khối
lượng

(kg)
D7501-20

500 102

720

760 200 20 205 260 260 18.5

+ Con lăn đỡ nhánh không tải (Hình 2.5)

Hình 2.5 Cấu tạo con lăn nhánh có tải
ðề án kỹ thuật



 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
22

Bảng 2.4. Thông số con lăn nhánh có tải
Các kích thước (mm)
Kí hiệu
con lăn
đỡ
Chiều
rộng
dây
băng
Dc A L l l
1
H H1 B1
Khối
lượng

(kg)
D7619 500 102 720 760 1400 600 154 205 100 10.5
2.7.3. Tính toán thiết kế cơ cấu kéo căng băng
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 vít tải.
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).
b) Cơ cấu căng băng dùng ñối trọng.
Cơ cấu căng băng dùng đối trọng có khả năng tạo ra lực căng cố định

nhưng phải bố trí không gian phức tạp, không gọn nhẹ. Loại cơ cấu này thường sử
dụng cho những băng tải có chiều dài lớn.
Kết luận
:
Với hệ thống băng tải cần thiết kế có kết cấu tương đối cồng kềnh nên
để đảm bảo việc căng băng được tối ưu nhất ta sử dụng cơ cấu căng băng dùng đối
trọng.

c) Xác ñịnh lực trên trạm kéo căng
Lực căng trên trạm kéo căng có thể được xác định chính xác dựa vào sơ đồ
phân bố lực một cách chi tiết trên cơ cấu căng băng, nhưng thông thường nó được
xác định từ các công thức thực nghiệm có trong Table51[9].
ðề án kỹ thuật



 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
23
Theo đề tài, tính toán thiết kế băng tải có 1 puly dẫn động đặt ở đầu băng tải
và băng tải vận chuyển vật liệu theo phương ngang. Do đó, dựa vào Table51[9] ta
xác định được lực căng trên trạm kéo căng như sau:
2 r
FT=F +F

Trong đó: F
2
: lực căng trên nhánh không tải, F
2
=

2727,54
N
F
r
: lực cản do ma sát giữa băng tải và con lăn đỡ nhánh băng tải đi về.
Theo mục 4.1.5[9] ta có:
( )
( )
r
r 0 1 1
r
W
F =f l+l W + - H.W
l
 
 
 

Trong đó: f: Hệ số ma sát giữa dây băng tải và các con lăn đỡ;
l: Chiều dài băng tải theo phương ngang; l=100m
l
0
: Chiều dài băng tải theo phương ngang được điều chỉnh;
W
1
: Khối lượng phân bố của băng tải;
W
r
: Khối lượng các chi tiết quay của một cụm các con lăn đỡ nhánh
băng tải đi về;

L
r
: Bước các con lăn đỡ nhánh không tải;
H: Chiều cao nâng;
Các giá trị của f, l
0
, W
1
, W
r
, l
r
, lần lượt tra trong Table11[9], Table16[9],
Table14[9], Table15[9] ta được như sau:
f=0,022, l
0
=66m, W
1
=7,5kg/m, W
r
=5,9kg/bộ, l
r
=3m
Thay vào công thức (4.47) ta có:

( ) ( ) ( ) ( )
r
5,9
F =0,022 100+66 7,5+ - 0.7,5 =34,572 kg =345,72 N
3

 
 
 

Thay vào công thức (4.46) ta có:

(
)
FT=345,72+2727,54=2762,112 N


Vậy lực căng băng cần thiết là 2762,112 N tương ứng với 276,2112 kg của
quả đối trọng để căng băng.
Kết luận
: Dựa vào vật liệu, lưu lượng vận chuyển từ đó ta xác định được vận tốc,
ðề án kỹ thuật



 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
24
công suất, chọn dây băng, tang dẫn động, con lăn theo tiêu chuẩn, cơ cấu căng
băng.Sau khi thiết kế các chi tiết băng tải ta tiến hành tình chọn hộp giảm tốc tiêu
chuẩn, công việc này thực hiện phần III.
ðề án kỹ thuật



 Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải

GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến
25
PHẦN III
CHỌN VÀ TÍNH HỘP GIẢM TỐC TIÊU CHUẨN
Khi tính chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn chúng ta cần phải chọn sơ đồ tối ưu
nhất, chọn động cơ điện, công suất phù hợp từ đó chọn động cơ thực tế rồi tiến
hành chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn. Tất cả những vấn đề này được giải quyết như
sau:
3.1 Chọn loại hộp giảm tốc
Trong các hệ dẫn động cơ khí thường sử dụng 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 vận tốc góc và tăng mômen xoắn.
Tùy theo loại truyền động trong hộp giảm tốc, người ta 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…So với các loại hộp giảm tốc khác thì hộp giảm tốc bánh răng trụ có các ưu
điểm: tuổi thọ và hiệu suất cao; kết cấu đơn giản; có thể sử dụng trong một phạm
vi rộng của vận tốc. Vì vậy, sử dụng hộp giảm tốc bánh răng trụ được coi là
phương án tối ưu nhất.
Loại bánh răng trong hộp giảm tốc bánh răng trụ có thể là: răng thẳng, răng
nghiêng, hoặc răng chữ V. Tuy nhiên, phần lớn các hộp giảm tốc có công dụng
chung dùng răng nghiêng. So với răng thẳng, truyền động bánh răng nghiêng làm
việc êm hơn, khả năng tải và vận tốc cao hơn, va đập và tiếng ồn giảm. Còn so với
răng chữ V, răng nghiêng dễ chế tạo và giá thành rẻ hơn. Vì vậy, ở đây ta sử dụng
bánh răng nghiêng để năng cao khả năng ăn khớp, truyền động êm, vừa đảm bảo
chỉ tiêu về kỹ thuật vừa đảm bảo chỉ tiêu về kinh tế.
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. Trong đó, hộp giảm tốc bánh răng trụ hai
cấp được sử dụng nhiều nhất, vì tỉ số truyền chung của hộp giảm tốc thường bằng

từ 8 đến 40. Chúng được bố trí theo ba sơ đồ sau đây: