Nghiên cứu nâng cao độ bền mòn và sức bền của cơ cấu gầu tải xích vận tốc cao để vận chuyển hạt khô nhỏ có tính mài mòn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY


NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ BỀN MÒN VÀ SỨC
BỀN KÉO CỦA CƠ CẤU GẦU TẢI XÍCH VẬN TỐC
CAO ĐỂ VẬN CHUYỂN HẠT KHÔ NHỎ CÓ TÍNH
MÀI MÒN



TRƯƠNG HOÀNG ANH



Thái Nguyên 2012
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 1 Ngành công nghệ chế tạo máy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM

LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là: Trương Hoàng Anh
Sinh ngày: 26 tháng 11 năm 1979
Học viên lớp cao học khóa 13 – Công nghệ chế tạo máy – Trường Đại
học Kỹ thuật Công nghiệp.
Hiện đang công tác tại: Xưởng Cơ khí - Trung tâm thực nghiệm -
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp.

Xin cam đoan Đề tài: “Nghiên cứu nâng cao độ bền mòn và sức bền
kéo của cơ cấu gầu tải xích vận tốc cao để vận chuyển hạt khô nhỏ, có tính
mài mòn” do thầy giáo PGS.TS. Vũ Quý Đạc hướng dẫn là công trình nghiên
cứu của riêng tôi. Tất cả các tài liệu tham khảo đều có nguồn gốc, xuất xứ rõ
ràng. Các số liệu kết quả trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa từng
được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Nếu sai tôi xin chịu hoàn
toàn trách nhiệm.
Thái nguyên, ngày tháng 12 năm 2012
Tác giả luận văn


Trương Hoàng Anh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 2 Ngành công nghệ chế tạo máy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM

LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian nghiên cứu làm việc khẩn trương được sự động viên,
giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn PGS.TS. Vũ Quý
Đạc luận văn với đề tài “Nghiên cứu nâng cao độ bền mòn và sức bền kéo của
cơ cấu gầu tải xích vận tốc cao để vận chuyển hạt khô nhỏ, có tính mài mòn”
đã hoàn thành.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:
Thầy giáo hướng dẫn trực tiếp PGS.TS. Vũ Quý Đạc – Người Thầy đã
tận tình chỉ dẫn, chỉ dẫn và động viên tác giả hoàn thành luận văn này.
Phòng quản lý đào tạo Sau đại học, các thầy cô giáo Khoa Cơ khí,
Trung tâm thực nghiệm trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã giúp đỡ tác
giả trong suốt quá trình học tập cũng như quá trình thực hiện luận văn.

Toàn thể các đồng nghiệp, bạn bè, gia đình và người thân đã quan tâm
động viên giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập và hoàn thành bản luận
văn.
Tác giả luận văn


Trương Hoàng Anh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 3 Ngành công nghệ chế tạo máy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM

MỤC LỤC

Trang
LỜI CAM ĐOAN 1
MỤC LỤC 3
DANH MỤC HÌNH VẼ 8
CÁC KÝ HIỆU DÙNG TRONG LUẬN VĂN 11
DANH MỤC BẢNG BIỂU 12
MỞ ĐẦU 13
1. Tính cấp thiết của đề tài 13
2. Mục đích, đối tượng và phương pháp nghiên cứu 14
2.1. Mục đích của đề tài 14
2.2. Đối tượng nghiên cứu 14
2.3. Phương pháp nghiên cứu 14
3. Ý nghĩa của đề tài 14
3.1. Ý nghĩa khoa học 14
3.2. Ý nghĩa thực tiễn 15
4. Nội dung 15

Chương 1. 16
1.1. Vận chuyển vật liệu rời 16
1.2. Gàu tải xích 16
a - Gầu tải dùng băng vải; b - Gầu tải dùng xích; c - Gầu tải dùng cáp 18
1.3. Cấu tạo và phân loại gầu tải 24
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 4 Ngành công nghệ chế tạo máy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM

1.3.1. Cấu tạo gầu tải 24
1.3.2. Phân loại gầu tải 26
1.4. Kết luận chương 1 28
Chương 2. 29
NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĂN KHỚP CỦA CƠ CẤU XÍCH KÉO TRONG
HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG 29
2.1. Các bộ phận chuyển động trong cơ cấu gầu xích tải 29
2.1.1. Xích tải 29
2.1.2. Đĩa xích 35
2.1.3. Gầu tải 38
2.2. Một vài nét về động học bộ truyền xích 38
2.2.1. Vận tốc và tỉ số truyền 38
2.2.2. Đánh giá bộ truyền xích 41
a. Ưu điểm 41
b. Nhược điểm 42
c. Phạm vi sử dụng 42
2.3. Đặc điểm ăn khớp của cơ cấu xích kéo trong hệ thống dẫn động 43
2.4. Kết luận chương 2 45
Chương 3. 47
NGHIÊN CỨU CÁCH TÍNH SỨC BỀN VÀ TÍNH THIẾT KẾ 47

CƠ CẤU XÍCH KÉO 47
3.1. Động lực học bộ truyền xích 47
3.1.1. Lực tác dụng trong bộ truyền xích 47
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 5 Ngành công nghệ chế tạo máy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM

a. Lực căng trên các nhánh xích 47
3.1.2. Tải trọng động 49
3.1.3. Động năng va đập 50
3.2. Các dạng hỏng 50
3.3. Các chỉ tiêu tính thiết kế bộ truyền xích 51
3.3.1. Tính toán xích theo độ bền mòn 51
3.3.2. Kiểm nghiệm xích theo số lần va đập trong một giây 52
3.3.3. Kiểm tra xích theo hệ số an toàn 52
3.3.4. Kiểm tra độ bền kéo của xích 53
3.3.5. Vật liệu chế tạo 55
3.4. Trình tự thiết kế bộ truyền xích 56
3.5. Kết luận chương 3 57
Chương 4. 58
KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ CÁC DẠNG HỎNG VÀ NGUYÊN NHÂN 58
4.1. Kháo sát hệ thống gầu tải xích tại nhà máy nhiệt điện Phả Lại 58
4.1.1. Các thông số của hệ thống 58
4.1.2. Cấu tạo của hệ thống 59
4.2. Tính kiểm nghiệm lại tải trên hệ thống xích gầu tải 61
4.2.1. Tải trọng trên một đơn vị chiều dài của khối lượng hàng 61
4.2.2. Tải trọng trên một đơn vị chiều dài do khối lượng phần hành trình của
băng gầu 61
4.2.3. Lực cản múc hàng 61

4.2.4. Công suất cần thiết trên trục truyền động để xích làm việc 61
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 6 Ngành công nghệ chế tạo máy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM

4.2.5. Lực vòng trên vòng tròn cơ sở của đĩa xích 62
4.3. Xác định lực căng của bộ phận kéo bằng phương pháp đi vòng chu vi 62
4.3.1. Lực căng tại điểm 1 62
4.3.2. Lực căng tại điểm 2 62
4.3.3. Lực căng tại điểm 3 63
4.3.4. Lực tại điểm 4 63
4.3.5. Lực căng tính tổng của bộ phận kéo 63
4.3.6. Bộ phận kéo dùng 2 xích thì lực căng tính tốn của một xích 64
4.3.7. Tải trọng phá huỷ của xích không được nhỏ hơn 64
4.4. Tính chính xác độ bền dây xích trong thời gian khởi động 64
4.4.1. Tính chính xác độ bền xích trong bộ phận kéo 65
4.4.2. Tính chính xác độ bền dây xích trong thời gian khởi động 67
4.5. Tính kiểm nghiệm đĩa xích 67
4.6. Tính thiết bị phanh 68
4.7. Các dạng hỏng và nguyên nhân 70
4.7.1. Mòn xích, gầu tải, chốt xích, đĩa xích 70
4.7.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới mòn 76
a. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến mòn ôxy hoá 76
b. Ảnh hưởng của điều kiện vận hành 77
c. Ảnh hưởng của các lớp màng bề mặt 79
d. Mòn trong chân không 79
e. Lớp màng ôxy hóa 79
f. Tác dụng của nhiệt độ 80
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 7 Ngành công nghệ chế tạo máy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM

4.7.3. Rỗ hoặc vỡ gãy con lăn 81
4.8. Kết luận chương 4 82
Chương 5. 83
ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC 83
5.1. Khắc phục hiện tượng mòn 83
5.1.1. Mòn xích 83
5.1.2. Mòn con lăn và mòn chốt 84
5.1.3. Mòn đĩa xích 84
5.1.4. Mòn lưỡi gàu 85
5.2. Khắc phục hiện tượng quá tải đối với hệ thống 86
5.3. Kết luận chương 5 86
Chương 6. 87
KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 87
6.1. Kết luận chung 87
6.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo của đề tài 87
TÀI LIỆU THAM KHẢO 88




Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 8 Ngành công nghệ chế tạo máy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM

DANH MỤC HÌNH VẼ

Trang
Hình 1.1. Hệ thống gàu tải xích cao tốc……………………………………
Hình 1.2. Sơ đồ cấu tạo của các loại gầu tải
Hình 1.3. Các dạng khác của cơ cấu gầu tải
Hình 1.4. Một số kiểu gầu cơ bản
Hình 1.5. Ứng dụng gàu tải trong tải thóc
Hình 1.6. Gàu tải dùng truyền động xích
Hình 1.7. Gàu tải dùng khai thác vật liệu xây dựng
Hình 1.8. Hệ thống gầu tải dùng trong các nhà máy xi măng
Hình 1.9. Hệ thống gầu tải xích dùng trên tàu thủy
Hình 1.10. Hệ thống gầu tải xích dùng trong khai thác khoáng sản
Hình 1.11. Cấu tạo gầu
Hình 1.12. Puli căng dạng cánh chống nghiền nát vât liệu
Hình 1.13. Cấu tạo gàu tải đổ theo phương pháp ly tâm và phương pháp trọng
lực – Cách bắt gầu lên đai
Hình 1.14. Xả tải cuả gầu liên tục hoặc li tâm
Hình 2.1. Các loại xích
Hình 2.2. Các thành phần của xích ống con lăn
Hình 2.3. Xích bắt gầu tải
Hình 2.4. Một số loại xích đặc biệt
Hình 2.5. Cấu tạo xích răng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 9 Ngành công nghệ chế tạo máy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM

Hình 2.6. Bộ truyền xích răng
Hình 2.7. Một số loại xích răng
Hình 2.8. Ứng dụng bộ truyền xích trong các ngành công nghiệp
Hình 2.9. Biên dạng và kết cấu đĩa xích

Hình 2.10. Một số dạng đĩa xích
Hình 2.11. Đĩa xích trong hệ thống gầu tải
Hình 2.12. Gầu tải trong hệ thống
Hình 2.13. Bộ truyền xích
Hình 2.14. Sơ đồ ăn khớp của xích với răng đĩa chủ động
Hình 2.15. Vận tốc bộ truyền xích
Hình 2.16. Bộ truyền xích dùng trong hệ thống gara để xe
Hình 2.17. Bộ truyền xích dùng trong hệ thống đóng mở tấm lọc xử lý nước
thải
Hình 2.18. Bộ phận đĩa xích trong hệ thống
Hình 2.19. Xích mang gầu
Hình 3.1. Sơ đồ tính lực căng ban đầu của xích
Hình 3.2. Sơ đồ phân bố lực khi xích làm việc
Hình 3.3. Xích bị hỏng do mòn
Hình 3.4. Sơ đồ kéo đứt xích
Hình 3.5. Đồ thị ứng suất kéo của xích
Hình 3.6 Độ bền kéo
Hình 3.7. Sơ đồ độ trùng của dây xích
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 10 Ngành công nghệ chế tạo máy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM

Hình 4.1. Sơ đồ cấu tạo hệ thống gầu tải xích tại nhà máy nhiệt điện Phả Lại
Hình 4.2. Bản vẽ chế tạo đĩa xích
Hình 4.3. Hệ thống phanh
Hình 4.4. Gầu tải bị mòn
Hình 4.5. Lưỡi gầu sau khi được hàn đắp
Hình 4.6. Mòn đĩa xích
Hình 4.7. Xích mòn bị đứt

Hình 4.8. Ba trường hợp giả thuyết về thể tích mòn là hàm số của khoảng
cách trượt chỉ ra các giai đoạn chạy rà, ổn định và khốc liệt
Hình 4.9. Con lăn bị nứt vỡ
Hình 4.10. Chốt xích bị phá hủy khi quá tải
Hình 5.1. Sơ đồ bôi trơn xích
Hình 5.2. Lưỡi gàu được hàn thêm






Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 11 Ngành công nghệ chế tạo máy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM

CÁC KÝ HIỆU DÙNG TRONG LUẬN VĂN
p

-

Bư
ớ
c xích

z

-

S
ố

răng đ
ĩa xích

n

-

S
ố

vòng quay trong 1 phút c
ủ
a đ
ĩa xích

u

-

T
ỉ

s
ố

truy
ề

n

a

-

Chi
ề
u dài đo
ạ
n xích t
ự

do

g

-

Gia t
ố
c tr
ọ
ng trư
ờ
ng

v

-

V
ậ
n t
ố
c

k
f
-

H
ệ

s
ố

ph
ụ

thu
ộ
c đ
ộ

võng f c
ủ
a xích

T

-

Momen xo
ắ
n

F
t

-

L
ự
c vòng

A

-

Di
ệ
n tích ngang (trung bình) c
ủ
a xích

q
m
-

Kh
ố
i lư
ợ
ng 1 m
ắ
t xích

d
0

-

Đư
ờ
ng kính ch
ố
t

b
0

-

Chi
ề
u r
ộ
ng
ố

ng

Q

-

T
ả
i tr
ọ
ng phá h
ủ
y

s

-

H
ệ

s
ố

an toàn

H

-

Chi
ề
u cao v
ậ
n chuy
ể
n





Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 12 Ngành công nghệ chế tạo máy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 4.1. Hệ số mòn của vật liệu mềm cho các cặp kim loại – kim loại khác
nhau với tải trọng 20N và vận tốc trựơt 1,8m/s. Các giá trị tiêu chuẩn của độ
cứng là của vật liệu mòn mềm hơn trong mỗi cặp vật liệu.
Bảng 5.1 Dầu bôi trơn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 13 Ngành công nghệ chế tạo máy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Việc sử dụng thiết bị máy móc trong sản xuất đóng vai trò rất quan

trọng trong việc nâng cao năng suất, chất lượng, đẩy nhanh tiến độ công việc,
nâng cao hiệu quả kinh tế và cải thiện điều kiện làm việc của con người.
Xuất phát từ quan điểm này trong nhiều năm qua Việt Nam đã nhập và
chế tạo thêm khá nhiều các máy vận chuyển liên tục khác nhau dùng để vận
chuyển vật liệu rời trong đó phải kể đến hệ thống dẫn động guồng tải.
Guồng tải là máy vận chuyển liên tục dùng để vận chuyển vật liệu rời,
vụn theo phương thẳng đứng hoặc góc nghiêng đặt máy lớn (trên 50
0
), được
sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp và công nghiệp. Năng suất của guồng tải
có thể đạt tới 500 t/h chiều cao nâng có thể đạt tới 50 – 55m
Xích kéo của guồng tải làm việc trong điều kiện rất nặng (lực kéo lớn,
va đập do vật liệu rơi vào mắt xích) do đó răng đĩa xích và chốt xích bị mòn
do ma sát, một số thì bị biến dạng vì bị va đập, bước xích bị giãn quá mức cho
phép. Ngoài ra có khi do sử dụng và thao tác không chính xác, việc chăm sóc
và bảo dưỡng không chu đáo cũng làm ảnh hưởng đến quá trình truyền động,
làm giảm năng suất và tuổi thọ của công trình. Một số trường hợp do chất
lượng thiết kế và chế tạo không đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật, dẫn đến
những hiện tượng trên gây nên độ mất ổn định, độ bền của hệ thống giảm.
Máy móc bị mòn và hư hỏng là điều thường xuyên xảy ra trong suốt quá trình
vận hành sử dụng máy. Số lượng guồng tải hiện nay đang được sử dụng ở
nước ta là rất lớn đặc biệt là loại guồng tải xích vận tốc cao. Việc nhập khẩu
những phụ tùng thay thế nguyên chiếc là không hiệu quả về kinh tế.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 14 Ngành công nghệ chế tạo máy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM

Vì vậy việc chọn đề tài:
”

Nghiên cứu nâng cao độ bền mòn và sức
bền kéo của cơ cấu gầu tải xích vận tốc cao để vận chuyển hạt khô nhỏ,
có tính mài mòn
”
là rất cần thiết.
2. Mục đích, đối tượng và phương pháp nghiên cứu
2.1. Mục đích của đề tài
Phân loại, đánh giá các dạng hỏng của cơ cấu xích kéo trong hệ thống
dẫn động guồng tải từ đó đề xuất giải pháp phù hợp nâng cao khả năng kéo và
tuổi thọ của bộ truyền.
2.2. Đối tượng nghiên cứu
Cơ cấu xích kéo trong hệ thống dẫn động guồng tải để vận chuyển hạt
khô nhỏ, có tính mài mòn: Đá vôi, đolomit, xỉ, than đá, đất sét đáp ứng nhu
cầu của các dây chuyền sản xuất vật liệu.
2.3. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm.
3. Ý nghĩa của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
- Nghiên cứu xác định điều kiện ăn khớp của bộ truyền xích kéo.
- Xác định dạng hỏng do ứng suất tiếp xúc gây mòn trên răng và chốt
xích. Xác định dạng hỏng do ứng suất uốn làm giảm khả năng kéo của răng
xích.
- Đề xuất quy trình vận hành và giải pháp phù hợp để khai thác hệ
thống có hiệu quả.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 15 Ngành công nghệ chế tạo máy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM

3.2. Ý nghĩa thực tiễn

Với các ứng dụng của nghiên cứu áp dụng cho hệ thống dẫn động
guồng tải sẽ làm quá trình sử dụng công suất máy được triệt để mang lại hiệu
quả kinh tế rất lớn. Ngoài lợi ích về kinh tế, việc tìm ra phương án nâng cao
độ bền, độ ổn định còn làm tăng tuổi thọ của hệ thống.
4. Nội dung
Chương 1: Tổng quan về vận chuyển vật liệu rời bằng gầu tải xích vận tốc cao
Chương 2: Nghiên cứu đặc điểm ăn khớp của cơ cấu xích kéo trong hệ thống
dẫn động
Chương 3: Nghiên cứu cách tính sức bền và tính thiết kế cơ cấu xích kéo
Chương 4: Khảo sát đánh giá các dạng hỏng và nguyên nhân
Chương 5: Đề xuất giải pháp khắc phục
Chương 6: Kết luận và kiến nghị
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 16 Ngành công nghệ chế tạo máy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM

Chương 1.
TỔNG QUAN VỀ GẦU TẢI XÍCH VẬN TỐC CAO
1.1. Vận chuyển vật liệu rời
Trong quá trình sản xuất thực phẩm, khai khoáng, vận chuyển vật liệu
xây dựng, thông thường nguyên vật liệu phải qua các công đoạn gia công chế
biến bằng nhiều máy móc thiết bị khác nhau, do đó nguyên vật liệu cần phải
được chuyển từ công đoạn này sang công đoạn khác. Quá trình này được thực
hiện nhờ các máy vận chuyển phù hợp với tính chất của nguyên vật liệu.
Thông thường, máy vận chuyển làm việc liên tục, chuyên chở vật liệu theo
hướng đã định, có thể làm việc trong một thời gian không giới hạn, không
dừng lại khi nạp và tháo liệu.
Các máy và thiết bị vận chuyển liên tục bao gồm các loại chính như:
gàu tải, băng tải, xích tải, cào tải thuộc nhóm máy có bộ phận kéo và vít tải,

vận chuyển bằng không khí và thủy lực thuộc nhóm máy không có bộ phận
kéo.
1.2. Gàu tải xích
Gàu tải là thiết bị vận chuyển vật liệu rời theo phương thẳng đứng. Cấu
tạo của gàu tải gồm có hai puli đặt trong một thân làm bằng thép mỏng. Một
đai dẹt trên đó có bắt các gàu múc được mắc vào giữa hai puli. Puli trên cao
được truyền động quay nhờ động cơ điện thông qua hộp giảm tốc, còn puli
dưới được nối với bộ phận căng đai có nhiệm vụ giữ cho đai có đủ độ căng
cần thiết bảo đảm đủ lực ma sát giữa đai và puli. Vật liệu được mang lên cao
nhờ các gàu múc di chuyển từ dưới lên.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 17 Ngành công nghệ chế tạo máy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM


Hình 1.1. Hệ thống gàu tải xích cao tốc
Gàu múc vật liệu từ phía chân gàu đi lên phía trên và đổ ra ngoài theo
hai phương pháp chủ yếu là đổ nhờ lực ly tâm và nhờ trọng lực. Ở phương
pháp ly tâm, gàu chứa đầy vật liệu khi đi vào phần bán kính cong của puli trên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 18 Ngành công nghệ chế tạo máy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM

sẽ xuất hiện lực ly tâm, có phương thay đổi liên tục theo vị trí của gàu. Hợp
lực của trong lực và lực ly tâm làm cho vật liệu văng ra khỏi gàu và rơi xuống
đúng vào miệng ống dẫn vật liệu ra. Lực ly tâm sinh ra phụ thuộc vào vân tốc
quay của puli, nếu số vòng quay của puli lớn, lực ly tâm lớn làm vật liệu văng
ra ngoài sớm hơn, rơi trở lại chân gàu. Nếu quay chậm, lực ly tâm nhỏ vật liệu

ra khỏi gàu chậm và không văng xa được, do đó vật liệu không rơi đúng vào
miệng ống dẫn vật liệu. Số vòng quay của puli phải phù hợp mới có thể đổ vật
liệu đúng vào miệng ống dẫn vật liệu ra.
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 1.2. Sơ đồ cấu tạo của các loại 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 1.6). 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.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 19 Ngành công nghệ chế tạo máy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM

A

A-A
a)
b)
c)
A

Hình 1.3. Các dạng khác của cơ cấu gầu tải
Khi cơ cấu dẫn động truyền chuyển động cho đĩa xích chủ động, đĩa
xích chủ động quay làm cho xích 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 xích lên trên. Sau khi quay vòng qua đĩa xích chủ động vật liệu
được đổ ra ngoài hướng theo cơ cấu dỡ tải.

Hình 1.4. Một số kiểu gầu cơ bản
Do tính chất của vật liệu vận chuyển ngày càng phức tạp và khác nhau
nên 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 1.4).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 20 Ngành công nghệ chế tạo máy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM

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 1.5. 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
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 21 Ngành công nghệ chế tạo máy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM

nông nghiệp như thóc, ngô…(hình 1.5)
- Gầu tải còn ứng dụng trong vận chuyển các vật liệu có nhiệt độ cao
khi dùng chuyền động là chuyền động xích.

Hình 1.6. Gàu tải dùng truyền động xích

Hình 1.7. Gàu tải dùng khai thác vật liệu xây dựng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 22 Ngành công nghệ chế tạo máy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM

Hiện nay trên thế gới gầu tải xích được ứng dụng rộng rãi trong công

nghiệp và nhiều ngành khác nhau. Trong việc vận chuyển vật liệu rời như xi
măng, cát sỏi, than đá. Tốc độ vận chuyển có thể lên đến 80m/phút và khả
năng tải của hệ thống lên đến 300tấn/giờ.

Hình 1.8. Hệ thống gầu tải dùng trong các nhà máy xi măng
Hệ thống xích gầu tải còn được dùng để chuyển các vật liệu như sắt, đá,
than đá, hoặc muối từ hầm mỏ lên tàu với tốc độ 100m/phút và khả năng tải
3000 tấn/giờ.


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 23 Ngành công nghệ chế tạo máy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM



Hình 1.9. Hệ thống gầu tải xích dùng trên tàu thủy
Ngành công nghiệp khai thác mỏ đẫ và đang ứng dụng hệ thống gầu tải
xích trong việc vận chuyển khoáng sản từ dưới lòng đất sâu lên trên.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật 24 Ngành công nghệ chế tạo máy

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp  HV: Trương Hoàng Anh-K13CTM


Hình 1.10. Hệ thống gầu tải xích dùng trong khai thác khoáng sản
1.3. Cấu tạo và phân loại gầu tải
1.3.1. Cấu tạo gầu tải
- Bộ phận kéo (có thể là băng hoặc xích), trên đó có gắn các gầu, được

uốn vòng qua tang hay đĩa xích ở trên và dưới máy. Chân máy gồm có tang
hay đĩa xích, cơ cấu căng băng, hộp nạp liệu. Đầu máy gồm có tang dẫn động
hay đĩa xích, động cơ và hộp giảm tốc, bộ phận tháo liệu.
- Gầu được chế tạo bằng hàn hoặc đúc, hoặc có thể bằng chất dẻo. Gầu
bao gồm các loại: gầu đáy tròn sâu, gầu đáy tròn nông, gầu đáy nhọn. Đối với
gầu bắt vào băng thì phải đập lõm phần kim loại xung quanh lỗ bắt vít, để khi
ghép gầu với băng, mặt băng và đầu bu lông nằm trên mặt phẳng, như vậy
băng sẽ ôm khít vào tang.
Các loại gầu đáy tròn được gắn lên bộ phận kéo cách nhau một khoảng
a = 2,5 – 3h.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên