Tính toán thiết kế hệ thống cơ khí cho băng tải để vận chuyển đá răm. pot

Đề án kỹ thuật  Bộ môn Kỹ thuật cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:1


ðẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KTCN

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ðộc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỀ TÀI ĐỀ ÁN KỸ THUẬT
ðề số 07-2011

Sinh viên thiết kế:
Lớp:
Ngành:
Giáo viên hướng dẫn:
Ngày giao đề tài:
Ngày hoàn thành:
Tên đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống cơ khí cho băng tải ñể vận chuyển ñá
răm.
Số liệu đầu vào:
- Năng suất vận chuyển: 200 tấn/ giờ;
- Chiều cao nâng: 10 mét;
- Chiều dài băng tải: 150 mét;
Các yêu cầu nội dung:
- Xác định các thông số cơ bản của băng tải:
- Tính chọn hộp giảm tốc theo tiêu chuẩn;
- Tính thiết kế bộ truyền ngoài hộp và khớp nối;

- Tính thiết kế một vài chi tiết trong hệ thống (do giáo viên chỉ định);
Các bản vẽ thiết kế:
- Bản vẽ chung hệ thống, bao gồm cả Hộp giảm tốc;
- Bản vẽ hộp giảm tốc, có các thông số kích thước đủ để xác định không
gian, kích thước và chế độ lắp với các chi tiết ngoài hộp và bố trí bu
lông nền;
- Bản vẽ chế tạo các chi tiết đã tính toán.
Giáo viên hướng dẫn



Đề án kỹ thuật  Bộ môn Kỹ thuật cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:2

LỜI NÓI ðẦU
Trong công cuộc xây dựng đất nước ngành cơ khí nói chung và ngành cơ
khí chế tạo máy nói riêng là một ngành then chốt trong nền kinh tế quốc dân.
Phạm vi sử dụng của ngành chế tạo máy rất rộng rói. Ngành chế tạo
mỏy là nền tảng của của công nghiệp chế tạo máy. Trong sự nghiệp Công
nghiệp hoá - Hiện ñại hoá ñất nước, muốn có những sự tiến bộ vượt bậc thì
không thể không coi trọng ngành này.
Với các kiến thức đó được trang bị, nay em được giao đề tài đề án kỹ
thuật " Thiết kế trạm dẫn ñộng băng tải vận chuyển ñá răm "
Băng tải là thiết bị vận chuyển cú nhiều tính năng ứng dụng vào các dây
chuyền sản xuất, vận chuyển nguyên liệu, bán thành phẩm và thành phẩm. Đây
là loại thiết bị vận chuyển tĩnh tại có khả năng vận chuyển sản phẩm xa tới hàng
trăm mét và lên cao tới hàng chục mét. Chi phí cho vận chuyển so với tất cả các
loại thiết bị vận chuyển tĩnh tại (kể cả lưu động) là một trong những loại có chi

phí vận chuyển thấp nhất.
Với đề tài đề án kỹ thuật " Thiết kế trạm dẫn ñộng băng tải vận chuyển
ñá răm " mà em được giao đó mang lại cho em nhiều điều bổ ích, giúp em phần
nào củng cố thêm được kiến thức đã tích luỹ trong mấy năm học vừa qua.
Trong thời gian làm đề án, được sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo:Ts
Nguyễn Văn Dự và các thầy cô giáo trong bộ môn, cùng với sự nỗ lực cố gắng
của bản thân đến nay đề án của em đã được hoàn thành. Tuy nhiên với kiến thức
còn hạn chế, tài liệu tham khảo còn thiếu cho nên không tránh khỏi những thiếu
sót. Em rất mong dưới sự đóng góp ý kiến của các thầy cụ giáo và các bạn để
đề án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2011
Sinh viên:

Đề án kỹ thuật  Bộ môn Kỹ thuật cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:3

PHẦN 1
GIỚI THIỆU SƠ BỘ HỆ DẪN ðỘNG BĂNG TẢI
1.1 Giới thiệu hệ dẫn ñộng băng tải
* ðặc ñiểm của hệ dẫn ñộng băng tải
Hệ dẫn động băng tải 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,
đúc, vật liệu xây dựng, vv, 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 phừn 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 nghiờng, để thực hiện tính liên tục
và tự động hoá trong khâu sản xuất, nâng cao năng xuất và giảm bớt cường độ
lao động
. Để vận chuyển những vật phẩm
có dạng cục, hạt, bột, như: Quặng, đá,
than, cát, sỏi, hoặc dạng vật phẩmcó
tính chất đặc biệt như bao xi măng, bao
đường, bao gạo
Băng tải làm việc được nhờ lực ma
sát giữa bề mặt đai và tang dẫn, một
Đề án kỹ thuật  Bộ môn Kỹ thuật cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:4

băng tải thường được cấu tạo bởi ba bộ phận chính: Động cơ truyền lực và mô
men xoắn, hộp giảm tốc và băng tải. Hộp giảm tốc thường dùng cho băng tải là
hộp giảm tốc bánh răng trụ một, hai cấp, bánh vít – trục vít, bánh răng – trục vít.
Ưu nhược 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. Nhưng băng tải còn có
một số hạn chế như: Tốc độ vận chuyển
không cao, độ nghiêng băng tải nhỏ (< 24
0
), không vận chuyển được theo hướng
đường cong.
Bản vẽ mình không up lên ñc. Bạn nào cần pm 0974059455
Đề án kỹ thuật  Bộ môn Kỹ thuật cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:5

* Cấu tạo chung của hệ dẫn ñộng băng tải

Hình 1.4 Cấu trúc một hệ băng tải
- Tail pulley: pu-ly bị ñộng
- 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 ñộng
- 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 ñỡ nhánh mang tải
- Troughing carrying idler: con lăn tạo máng
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.
Đề án kỹ thuật  Bộ môn Kỹ thuật cơ khí

Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:6


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
Góc ñỗ
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 ñống vật phẩm

1.2 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.
Đề án kỹ thuật  Bộ môn Kỹ thuật cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:7

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: 200 tấn/ giờ
+ Chiều dài băng tải: 150m.
+ Chiều cao nâng: 10m

Đề án kỹ thuật  Bộ môn Kỹ thuật cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:8

PHẦN II
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BĂNG TẢI
2.1 Xác ñịnh ñộ rộng (B) 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 đá răm, ta chọn loại băng có bề rộng
tối thiểu B = 500mm ( Tra bảng 1[1]).
2.2 Xác ñịnh góc nâng hạ (β
ββ
β) của băng tải
Góc nâng hay hạ của băng tải (góc dốc) được quyết định bởi đặc tính và
hình dạng các hạt vật liệu được vận chuyển. Các vật liệu dạng hạt, ổn định có
thể sử dụng băng tải có độ dốc lớn; các vật liệu không ổn định như than, cát cần
xác lập góc dốc nhỏ.
Theo bảng 2[1] ta xác định được góc dốc lớn nhất của băng tải là β
max
=15

0

Hình 2.1: Góc dốc thực tế của băng tải
Theo đề bài, chiều dài băng tải là L = 150m, chiều cao nâng là H = 10m
nên ta có góc dốc thực tế của băng tải được xác định như sau:
0
t t
H H 10
tg
β = β = arctg = arctg =3,82
L L 150
⇒
2.3 Xác ñịnh vận tốc (V) 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.
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
L
H
β
t

Đề án kỹ thuật  Bộ môn Kỹ thuật cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:9

được xác định qua công thức:

t
Q =60.A.V.
γ.s
(tấn/giờ) (2.1)
Vận tốc của băng tải được tính theo công thức:
t
Q
V=
60.A. .s
γ
(m/ph) (2.2)
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
Các đại lượng trên được xác định như sau:
-

Diện tích mặt cắt ngang dòng chảy
h2 h1
b
B
2
0
°
F
2
F
1
ϕ
®
l

Hình 2.2: Mặt cắt tiết diện ngang của bang tải
Diện tích mặt cắt ngang dòng chảy có thể được xác định như sau:
(
)
2
A=K 0,9B-0,05
(m
2
) (2.3)
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
Đề án kỹ thuật

Bộ môn Kỹ thuật cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:10

(
)
(
)
2
2
A=0,1538 0,9.0,5-0,05 =0,0246 m

- Góc mái
Góc mái của một đống vật phẩm là góc hình thành giữa đường nằm ngang
và mái dốc của đống vật phẩm.
Theo bảng 5[1] ta có góc mái
ϕ
= 30
0
- 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
= 1,68 – 1,76 (tấn/m
3

)
Chọn
γ
= 1,7 (tấn/m
3
)
- 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 = 0,99
Thay vào (2) ta có, vận tốc của băng tải là:

( )
200
V= =80,512 m/ph
60.0,0246.1,7.0,99
= 1,34(m/s)
Theo bảng 3[1] ta có vận tốc lớn nhất của băng tải là V
max
=180m/ph
Ta thấy V < V
max
, do đó loại băng có bề rộng B = 500mm thoả mãn điều
kiện làm việc.
2.4 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) (2.4)

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:
Đề án kỹ thuật

Bộ môn Kỹ thuật cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:11

(
)
0
1
f l+l W.V
P =
6120
(2.5)

(
)
(
)
0 t 0 m
2
f l+l Q f l+l W .V
P = =
367 6120
(2.6)

t m
3
H.Q H.W .V
P = =
367 6120
(2.7)
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 = 0,022; l
0
= 66m

Theo bảng 9[1] ta có: P
t
= 1,25kW
Theo bảng 10[1] ta có: W = 30kg/m
Thay các giá trị vào (2.4),(2.5),(2.6),(2.7) ta có:
(
)
( )
1
0,022 150+66 30.80,512
P 1,875 kW
6120
= =
(
)
( )
2
0,022 150+66 200
P = =2,59 kW
367

( )
3
10.200
P = =5,45 kW
367

(
)
P=1,875+2,59+5,45+1,25=11,165 kW




Đề án kỹ thuật

Bộ môn Kỹ thuật cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:12
2.5 Lực căng dây băng tải
h
F
r
F
r
F
4
F
3
F
c
F
p
F

2
F
1
l

Hình 2.3: Các thành phần lực trên dây băng tải
- Lực vòng
( ) ( )
P
6120.P 6120.11,165
F = = =848,69 kg =8486,9 N
V 80,512

- Lực căng trên 2 nhánh băng tải
µθ
1 P
µθ
e
F =F
e -1
(2.8)
2 P
µθ
1
F =F
e -1
(2.9)
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
Đề án kỹ thuật  Bộ môn Kỹ thuật cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:13

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 =9356,5. =13910,33 N
2,718 -1


( )
2
0,3.3,14
1
F =9356,5 =5423,43 N
2,718 -1

- 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
(2.10)

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

(2.11)
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 200
W = = =41,4 kg/m
0,06.V 0,06.80,512

W
1
: Khối lượng phân bố của băng tải
l
C
: bước các con lăn đỡ nhánh có tải
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 41,4+7,5 =366,75 kg =3667,5 N


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



Đề án kỹ thuật

Bộ môn Kỹ thuật cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:14

- 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 =8486,9+1046,25=9533,15 N

2.6 Tính chọn dây băng
Với loại vật liệu cần vận chuyển là đá răm, 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 F
max
theo công thức sau:

max
F .SFz
F.TS=
Be
(2.12)
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: SF = 7

Thay vào (2.12) ta có:
1040,275.8
ST-No= 166,444
50
=

Theo bảng 18[1] ta chọn loại dây băng tải có kí hiệu: NF 200/2
2.7 Cấu trúc hệ thống băng tải
- Xác ñịnh ñường kính puly
Các puly được chia thành 3 nhóm A, B, C và được minh họa như hình vẽ:


Hình 2.4: Minh hoạ các loại Puly
Theo bảng 23[1] ta chọn đường kính tối thiểu cho các nhóm puly như sau:
Nhóm A: d
Amin
= 250mm
Nhóm B: d
Bmin
= 200mm
Đề án kỹ thuật

Bộ môn Kỹ thuật cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:15
Nhóm C: d
Cmin
= 200mm
- Kết cấu puly

Thông thường ta sử dụng loại puly hình trụ (hình vẽ):
B
d

Hình 2.5: Kết cấu Puly hình trụ
Chiều dài của Puly được xác định theo công thức 1.7[2]
L =B + 2.C
Trong đó: L: Chiều dài Puly (mm).
B: Chiều rộng băng. B = 500 (mm).
C: Hệ số an toàn C = 60÷70 (mm)
Chọn C = 65 mm
⇒ L = 500 + 2.65 = 630 (mm).
- Khoảng cách giữa các con lăn
Các con lăn đỡ nhánh chùng của dây băng tải thường được đặt cách nhau
3 mét. Các con lăn đỡ nhánh căng thường đặt cách đều nhau. Tra bảng 24[1] ta
có khoảng cách trung bình giữa các con lăn đỡ nhánh căng là 1,5m.
+ Chiều dài con lăn
l
cl
= 0,4.B = 0,4.500 = 200 (mm).
+ Khoảng cách chuyển tiếp giữa con lăn cuối cùng với puly:

Đề án kỹ thuật

Bộ môn Kỹ thuật cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:16

Hình 2.5: Khoảng cách chuyển tiếp b giữa con lăn cuối cùng với puly

Với các băng tải có các con lăn tạo thành máng, cần có khoảng cách nhất
định giữa các con lăn cuối cùng với puly đủ để dây băng tải chuyển thành dạng
phẳng và được cuốn vào puly.
Trên hình 2.5, thể hiện mặt puly nằm cùng độ cao với đáy máng.
Theo bảng 28[1] ta có b = 0,55m
2.8. Tính toán 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.
Đề án kỹ thuật

Bộ môn Kỹ thuật cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:17
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 đam bảo việc căng băng được tối ưu nhất ta sử dụng cơ cấu căng băng dùng

đối trọng
2.8.1. 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].
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 lên dốc. Do đó, dựa vào Table51[9] ta xác
định được lực căng trên trạm kéo căng như sau:

2 r
FT=F +F
(2.13)
Trong đó: F
2
: lực căng trên nhánh không tải, F
2
=5979,14N
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
 
 
 
(2.14)
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=150m
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; H=10m
Đề án kỹ thuật

Bộ môn Kỹ thuật cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:18
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 (2.14) ta có:

( ) ( ) ( ) ( )
r
5,9
F =0,022 150+66 7,5+ - 10.7,5 =-30 kg =-300 N
3
 
 
 

Thay vào công thức (2.13) ta có:

(

)
FT=5979,14-300=5679,14 N


Đề án kỹ thuật  Bộ môn Kỹ thuật cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:19
PHẦN III
TÍNH TOÁN ðỘNG HỌC HỆ DẪN ðỘNG
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 moomen 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:
- Sơ đồ khai triển: Hộp giảm tốc kiểu này đơn giản nhất và dễ chế tạo. Do đó
được sử dụng rất nhiều trong thực tế. Tuy nhiên, các bánh răng các bánh răng bố
trí không đối xứng với các ổ, do đó làm tăng sự phân bố không đều trên chiều
Đề án kỹ thuật  Bộ môn Kỹ thuật cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:20
rộng vành răng. Do đó, khi thiết kế, đòi hỏi trục phải đủ cứng thì sẽ đảm bảo
được khả năng làm việc.
- Sơ đồ phân đôi: Khi sử dụng sơ đồ này cần phải chú trọng đến việc bố trí ổ.
Phải đẩm bảo sao cho tải trọng dọc trục không được cân bằng ở cặp răng kề bên,
không được tác dụng vào trục tùy động của cấp phân đôi nếu không thì sự cân
bằng của tải trọng dọc trục ở cấp phân đôi sẽ bị phá vỡ và công suất sẽ phân bố
không đều cho các cặp bánh răng phân đôi này.
- Sơ đồ đồng trục: Loại này có đặc điểm là đường tâm của trục vào và trục ra
trùng nhau, nhờ đó có thể giảm bớt chiều dài của hộp giảm tốc giúp cho việc bố
trí cơ cấu gọn hơn.Tuy nhiên, sơ đồ đồng trục có một số nhược điểm như: khả
năng tải của cấp nhanh không dùng hết vì tải trọng tác dụng vào cấp chậm lớn
hơn khá nhiều so với cấp nhanh; kết cấu gối đỡ phức tạp, gây khó khăn cho việc
bôi trơn các ổ; do khoảng cách giữa các trục trung gian lớn, nên trục trục không
đảm bảo độ bền và độ cứng nếu không tăng đường kính trục. Từ những nhược
điểm này mà phạm vi sử dụng của hộp giảm tốc đồng trục bị hạn chế.
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
b
ền…
Đề án kỹ thuật  Bộ môn Kỹ thuật cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:21

Theo mục 2.4 ta có công suất truyền dẫn băng tải P
CT
= 12,309kW
+) Lực vòng trên tang dẫn động F
t
=9356,5 (N),
+) Vận tốc của băng tải v
bt
=1,34 (m/s).
+) Số vòng quay trên trục công tác là:

( )
CT
60.1000.v 60000.1,34
n = = =102,42 vòng/phút

π.D 3,14.250

+) Momen xoắn trên trục công tác là:

( )
6 6
CT
CT
CT
P 12,309
T =9,55.10 =9,55.10 . =1147,734 Nm
n 102,42

Tra bảng 3[9] ta chọn kiểu hộp giảm tốc Ц2Y-200
Ta xây dựng ñược sơ ñồ hệ thống trạm dẫn ñộng băng tải như sau:
1. Động cơ 5.Khớp nối
2. Bộ truyền đai. 6. Tang quay.
3. Bộ truyền cấp nhanh. 7. Băng tải.
4. Bộ truyền cấp chậm
.
F
t
3
4
5
6
7
1
2

Hình 3.1 Sơ ñồ khai triển trạm dẫn ñộng băng tải.
Đề án kỹ thuật  Bộ môn Kỹ thuật cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:22

P
PK
bd
P
t

Hình 3.2 Sơ ñồ tải trọng làm việc,
3.2 Tính chọn ñộng cơ ñiện
3.2.1 Chọn kiểu loại ñộng cơ
-
Với hệ dẫn động băng tải dùng với các hộp giảm tốc ta chọn loại động cơ điện
ba pha không đồng bộ rô to ngắn mạch vì những lý do sau:


Kết cấu đơn giản, dễ bảo quản, làm việc tin cậy.
 Có thể mắc trực tiếp vào lưới điện công nghiêp.
 Giá thành tương đối thấp và dễ kiếm.
 Không cần điều chỉnh vận tốc .
 Hiệu suất và hệ số công suất không cần cao.
3.2.2 Chọn công suất ñộng cơ
- Động cơ được chọn phải có công suất P
đc
và số vòng quay đồng bộ thoả mãn
điều kiện : P

đc
≥ P
ct

n
đb
≅ n
sb

+) Công suất trên trục động cơ điện được xác định theo công thức(2.8)[3]:
t
CT
Σ
P
P =
η
; (3.1)

Trong đó:
P
ct :
là công suất cần thiết trên trục động cơ.
P
t :
là công suất tính toán trên trục máy công tác.
η
Σ
: hiệu suất truyền động chung của toàn hệ thống.
2 4
1 2 3 4

η = η η η η
Σ
(3.2)

Đề án kỹ thuật  Bộ môn Kỹ thuật cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:23
Tra bảng 2.3 [3], ta có:
η
1
: Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ. η
1
= 0,97
η
2
: Hiệu suất một cặp ổ lăn. η
2
= 0,995
η
3
: Hiệu suất

khớp nối. η
3
= 1
η
4
: Hiệu suất bộ truyền đai. η
4

= 0,96
Thay vào công thức (3.2) ta có:
η
Σ
= 0.97
2
.0,995
4
.1.0,96 = 0,885
 Trong trường hợp tải không đổi thì công suất tính toán là công suất làm
việc trên trục máy:
( )
t
t LV
P .V 9356,5.1,34
P =P = = =12,54 kW
1000 1000

Trong đó :
P
lv
- là công suất trên tang, Kw.
P
t
- là lực kéo trên băng tải, F
t
=9356,5 N.
V - là vận tốc băng tải, m/s, V= 1,34 m/s
Thay vào công thức (3.1), ta có công suất cần thiết trên trục động cơ là:
( )

t
CT
Σ
P 12,54
P = = =14,17 kW
η 0,885

Như vậy, động cơ cần chọn phải có công suất lớn hơn hoặc ít nhất bằng
14,17 kW.
3.2.3 Chọn số vòng quay ñồng bộ của ñộng cơ

Theo bảng 2.1[3] thì số vòng quay đồng bộ của động cơ theo tiêu chuẩn
là: 3000 ; 1500 ; 1000 ; 750 ; 600 ; 500 (v/ph )
 Số vòng quay của trục công tác là:

( )
CT
60.1000.v 60000.1,34
n = = =102,42 vòng/phút
π.D 3,14.250

Trong đó:
v - là vận tốc băng tải; v = 1,34 (m/s)
D- là đường kính tang quay. D=250 (mm).
Đề án kỹ thuật  Bộ môn Kỹ thuật cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:24
Số vòng quay sơ bộ của trục động cơ phải thỏa mãn;

CT min sb CT max
n .U n n .U
≤ ≤

Trong đó: U
min
, U
max
lần lượt là tỷ số truyền nhỏ nhất và lớn nhất của hộp giảm
tốc bánh răng trụ 2 cấp.
Tra bảng 2.4 [3] ta có: U
max
= 40, U
min
= 8

sb
102,42.8 n 102,42.40
⇒ ≤ ≤


sb
819,36 n 4096,8
⇔ ≤ ≤

Vậy ta chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ : n
db
= 3000 (v/ph)
⇒ Tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống là:

đb
sb
CT
n 3000
U = = =29,29
n 102,42

Với u
sb
= 29,9 thuộc khoảng tỉ số truyền 8 ÷ 40.
3.2.4 Chọn ñộng cơ thực tế
Dựa vào điều kiện: P
đc

≥
P
ct
= 14,17(Kw)
n
đb
= 3000(v/ph)
Tra bảng phụ lục 1.3[3] ta có :
Bảng 3.1 : Thông số kỹ thuật của ñộng cơ 4A160M2Y3
Kiểu động
cơ
Công
suất(kW)

Tốc độ
quay(v/ph)

Cos
ϕ

η
%
T
max
/T
dn
T
k
/T
dn
4A160M2Y3

18,5 2930 0,92 88,5 2,2 1,4

3.2.5 Kiểm tra ñiều kiện quá tải, ñiều kiện mở máy cho ñộng cơ
3.2.5.1.Kiểm tra ñiều kiện mở máy cho ñộng cơ
- Khi khởi động , động cơ cần sinh ra một công suất mở máy đủ lớn thắng
sức ỳ của hệ thống. Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ theo công thức:
dc dc
mm bd
P P
≥

Trong đó :
P
dc

mm
: Công suất mở máy của động cơ.
Đề án kỹ thuật

Bộ môn Kỹ thuật cơ khí
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Lớp LT09CCM04
Trang:25

dc dc
K
mm dm
dn
T
P .P 1,4.18,5 25,9(kW)
T
= = =

P
dc
bd
: Công suất cản ban đầu trên trục động cơ (Kw)

dc
bd bd LV
P K .P 1,8.12,54 22,57(kW)
= = =
Vậy P
dc
mm

≥ P
dc
bd
thỏa mãn điều kiện mở máy.
3.2.5.2. Kiểm nghiệm ñiều kiện quá tải cho ñộng cơ

P.K
b®
P
P
lv
t

- Với sơ đồ tải trọng có tính chất không đổi và quay một chiều, nên không cần
kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ.
⇒ Như vậy động cơ
4A112M4Y3 thỏa mãn điều kiện làm việc đã đặt ra.
3.3 Tính tỉ số truyền
Tỷ số truyền chung của toàn hệ thống được xác định theo công thức (2.18)[3]:
dc
Σ
ct
n
U =
n
(3.3)
Trong đó :
n
dc
: Số vòng quay của động cơ đã chọn; n

đc
=2930 (vg/ph)
n
ct
: Số vòng quay của trục công tác; n
ct
= 102,42(vg/ph)
Thay số vào công thức (3.3) ta có:
dc
Σ
ct
n 2930
U = = =28,6
n 102,42

Với hệ dẫn động gồm các bộ truyền mắc nối tiếp như đã cho trong sơ đồ
Ta có:
Σ h
đ kn
U =U .U .U
(3.4)