Đồ án thiết kế hệ thống băng tải B800

MY VN TI

B MễN MY & THIT B
M

Lời nói đầu
Đồ án môn học MY VN TI là một đồ án chuyên ngành của ngành Máy
& Thiết bị mỏ. Qua đồ án này sẽ giúp sinh viên nắm chắc những kiến thức đã đợc
học và dần tiếp cận với công việc thực tế tính toán thiết kế các mỏy vn ti trong
vận tải mỏ. Trong đồ án môn học này em đã đợc giao nhiệm vụ tính toán thiết kế
băng tải với các thông số:
- Năng suất yêu cầu: Q
yc
(t/h)=100
- Chiều dài làm việc: L(m)= 120
- Vận tải lên dốc:

(độ)= 10
0
.
- Khối lợng riêng của vật liệu vận tải:

(t/m
3
) = 1,1
Đồ án đợc thực hiện với sự hớng dẫn tận tình của thầy giáo PGS.TS. Nguyễn
Hu Vit. Tuy nhiên do trình độ bản thân còn hạn chế nên trong quá trình tính
toán không tránh khỏi những sai sót, vì vậy em mong đợc sự chỉ bảo thêm của các
thầy và những ý kiến đóng góp của các bạn để bản đồ án của em đợc hoàn thiện
hơn. Qua đây em bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến PGS. TS Nguyễn Hu Vit
đã tận tình hớng dẫn để em có thể hoàn thành đợc đồ án môn học này.

Em xin chân thành cảm ơn !
Hà nội, tháng 11 năm 2013

Nguyễn Chí Tình


Chơng I
Giới thiệu chung về băng tải
1.1 Chức năng nhiệm vụ và đặc tính kĩ thuật và lĩnh vực ứng dụng
Nguyn Chớ Tỡnh Lp Mỏy &Thit B M K54
1
MY VN TI

B MễN MY & THIT B
M
Khoáng sản hữu ích, vật liệu xây dựng đang chiếm tỉ lệ quan trọng trong nền
kinh tế quốc dân. Việc cơ giới hóa vận tải sẽ đảm bảo năng suất yêu cầu ngày càng
tăng cao, giảm sức lao động cho công nhân vận tải. Việc đa các qui trình công nghệ
mới, cơ giới hoá toàn bộ, đòi hỏi phải hoàn thiện các sơ đồ và các thiết bị vận tải, về
kết cấu các chề độ vận hành. Muốn đợc nh vậy phải áp dụng chế độ vận tải liên tục
đảm bảo năng suất cao, chất lợng tốt. Một trong những thiết bị đó là băng tải. Băng
tải là thiết bị vận tải liên tục có năng suất cao, đợc ứng dụng rộng rãi trong nhiều
nghành kinh tế quốc dân. Trong công nghiệp nỏ dùng để vận chuyển đất đá thải,
khoáng sản hữu ích ( than, đá , quặng ) vật liệu, chèn lò, các chi tiết cụm chi tiết
của các máy móc, thiết bị. Trong các nhà máy cơ khí sản suất dây truyền để vận
chuyển các chi tiết bán thành phẩm. Bên cạnh đó băng tải còn đợc ứng dụng trong
các dây truyền sản xuất xi măng hay còn ứng dụng vận chuyển hàng hoá tại các sân
bay, cửa khẩu, nhà máy bánh kẹo Trong các mỏ hầm lò băng tải đợc sử dụng trong
các lò vận tải chính và trong các giếng nghiêng. Trong các đờng lò nối với lò chợ
ngời ta cũng lắp đặt các băng tải bán cố định có kiết cấu thích hợp cho việc thay đổi

chiều dài liên tục hay định kỳ. Đối với quặng cứng cần đập vỡ trớc khi vận chuyển
lên băng tải chỉ dùng trong các lò bằng, trong giếng nghiêng và trên mặt bằng mỏ
Tiền đầu t các thiết bị băng tải lúc đầu không lớn lắm so với các thiết bị vận tải
khác dùng trong công nghiệp mỏ, giá thành vận tải tính theo tấn/ km rẻ hơn rất
nhiều so với ô tô trừ đờng sắt. Ngày nay nhiều nớc trên thế giới có công nghiệp phát
triển đã tự thiết kế và chế tạo băng tải dùng hoặc xuất khẩu. Trớc đây chúng ta vẫn
thờng nhập băng tải của các nớc trên thế giới để dùng trong công nghiệp mỏ : Liên
Xô, Ba lan, Trung Quốc, Nhật Bản nhng trong giai đoạn hiện nay chúng ta đã chế
tạo đợc băng tải có B =800 ữ 1000 mm, i =4-5 lớp.
1.2 Giới thiệu kết cấu băng tải.
Băng tải gồm có trạm dẫn động, trạm kéo căng và hệ thống con lăn đỡ băng,
tấm băng và hệ thống dỡ tải. Băng tải có thể đặt và làm việc trên mặt phẳng nằm
ngang hay nghiêng. Vật liệu trên băng tải đợc dỡ ra đầu cuối của hành trình băng
hoặc giữa băng. Lực kéo băng đợc truyền từ tang dẫn động bằng ma sát và lực kéo
đó phụ thuộc nhiều vào hệ số ma sát, góc ôm của băng với tang dẫn động và sức
cằng ban đầu của băng. Những thông số cơ bản của băng tải là năng suất , chiều
rộng băng , tốc độ chuyển động băng và công suất động cơ. Băng tải có các loại cố
định nửa cố định và di động .
Băng tải sẽ thiết kế là băng tải cố định , Có năng suất yêu cầu Q= 100 t/h.
chiêu dài băng tải L = 120 m, =10
o
, = 1,1 t/m
3
.
Nguyn Chớ Tỡnh Lp Mỏy &Thit B M K54
2
MY VN TI

B MễN MY & THIT B
M

Hình 2- Trạm dẫn động
Trạm dẫn động của băng tải gồm tang dẫn động, hộp giảm tốc, khớp nối và
cơ cấu làm sạch băng. Tất cả các bộ phận trên đây phục vụ cho mục đích dẫn động
băng tải. Trạm dẫn động hoạt động bằng cách trạm truyền lực kéo bằng ma sát vì sự
nén băng vào tang dẫn động nhờ sức căng của nó
Nguyn Chớ Tỡnh Lp Mỏy &Thit B M K54
3
MY VN TI

B MễN MY & THIT B
M
Hình3- Trạm kéo căng bằng đối trọng
Trạm kéo căng làm nhiệm vụ tạo ra lực căng ban đầu cần thiết để truyền lực
kéo từ tang sang cho băng, hạn chế độ võng quá mức cho phép giữa hai hàng con lăn
trên nhánh có tải, bù trừ độ giãn dài của băng tải trong quá trình làm việc.

Hình 4- Tấm băng
Trong các bộ phận cấu thành băng tải thì tấm băng là một bộ phân chủ yếu
làm nhiệm vụ kéo tải và đồng thời làm nhiệm vụ chứa đựng vật liệu vận tải
Nguyn Chớ Tỡnh Lp Mỏy &Thit B M K54
4
MY VN TI

B MễN MY & THIT B
M
Hình 5- Hệ thống dỡ tải
1. Hệ thống dỡ tải
2. Tang dẫn động
1.3 Sơ đồ động học của máy.
- Nguyên lí làm việc của băng tải cố định.

Dây băng 1 vòng qua các tang chủ động ở đầu 2 và tang kéo căng phía đuôi 3
rồi đợc nối thành vòng kín. Các con lăn nhánh có tải 5 và nhánh không tải 4 dùng để
đỡ dây băng, đợc lắp trên cả chiều dài băng tải. Để tăng góc ôm trên tang chủ động (
tăng khả năng kéo) ngời ta lắp thêm con lăn ép băng 7
Phần II
Tính toán thiết kế băng tải
2.1. Tính và chọn các thông số của băng tải.
2.1.1. Theo
[ ]
188
2
chiều rộng băng đợc tính theo công thức








+= 05,0
C v.K
Q
.1,1B
yc


(m) (1)
Nguyn Chớ Tỡnh Lp Mỏy &Thit B M K54
5

1
2
MY VN TI

B MễN MY & THIT B
M
Trong đó:
yc
Q
: Năng suất yêu cầu của băng tải (t/h)
yc
Q
= 100 , t/h
k: Hệ số năng suất
Chọn theo bảng 5.7
[ ]
189
2
: k = 470
v: Tốc độ chuyển động của băng , m/s
Ta chọn sơ bộ theo bảng 5.8
[ ]
189
2
: v =1,6 m/s
: Khối lợng vật liệu vận tải chn :
= 1,1 t/m
3
C

: Hệ số kể đến ảnh hởng của độ dốc đặt băng đến năng suất vận tải
Theo 5.6
[ ]
188
2
: Tra theo góc nghiêng đặt băng
Chọn C

= 0,97
Thay vào (1) ta đợc:
100
1,1. 0,05
470.1,6.1,1.0,97
B

= +
ữ
ữ

, m
B = 0,44 m
Ta chọn chiều rộng băng tiêu chuẩn với B
tc
> B
Vậy lấy sơ bộ chiều rộng băng tải B= 800 mm
Kiểm tra chiều rộng băng theo kích thớc cỡ hạt vật liệu:
Với vật liệu nguyên khai:
200.5,2
max
+ aB

Lấy
max
200( )a mm=
là kích thớc lớn nhất của vật liệu vận tải ( than )
B = 800 > 2,5.200 + 200 = 700 mm
Vậy chiều rộng băng là hợp lý
Để đảm bảo năng suất yêu cầu cho trớc Q
yc
=100 t/h khi lấy chiều rộng băng là
B= 0.8. m, thì vận tốc băng là:
v
t
= v.
2
2
B
B
t
= 2
2
2
0,44
0.8
= 0,48 m/s.
Do sai lệch vận tốc so với chọn trớc không lớn nên ta lấy theo vận tốc chọn theo tiêu
chuẩn. V = 1,6 m/s
2.1.2. Kiểm tra năng suất thiết kế:
Nguyn Chớ Tỡnh Lp Mỏy &Thit B M K54
6
MY VN TI

B MễN MY & THIT B
M
Theo [2] Năng suất thiết kế tính theo công thức

v.F.3600Q
tt
=
(t/h) (5)
Với v: Tốc độ chuyển của băng v = 1,6 (m/s)

: Khối lợng riêng vật liệu vận tải = 1,1 t/m
3
F
: Diện tích lòng máng
21
FFF +=
theo
[ ]
2
187
) )
(
}
(
{
2 2
'
1
0,9 0,05 0,9 0,05

4
F B b tg B tg



= +



. C

b = ( 0,9B -0.05 ) chiu rng mang ti ca tm bng, cú ngha l chiu
rng dũng vt liu, m ;
: Góc chảy tự nhiên của vật liệu chn = 15
0

: Góc nghiêng con lăn bên hông chn
0
20
=
b = 0.33 b ( bng hin i ) => b = 0,22
Vậy
)
(
{
)
(
}
2
2

2
1
0,9.0,8 0,05 0,22 20 0,9.0,8 0,05 15
4
F tg tg


= +


. 0,97
F=0,064
2
m
3600.0,064.1,6.1,1 405 t / h
tt
Q = =
>
yc
Q
= 100 t/h
Năng suất thiết kế lớn hơn năng suất yêu cầu là hợp lý
2.1.3. Xác định khối lợng phân bố trên 1 mét chiều dài của băng
Căn cứ vào chiều rộng băng B= 800 mm, theo bảng 5.1
[ ]
162
2
ta chọn loại băng tải
-820
- Khối lợng phân bố trên 1 mét vật liệu vận tải trên băng (q):

120
17,4
3,6. 3,6.1,6
Q
q
v
= = =
kg/m
- Khối lợng 1 mét băng là:
Theo
[ ]
189
2
:
( )
b
''
1
'
b
nBq ++=
kg/m (2)
B: chiều rộng băng tiêu chuẩn B = 800 mm =0,8 m
n
1
: Số lớp vải trong băng , phụ thuộc vào chiều rộng băng B (m)
Chọn theo bảng 5.1
[ ]
162
2

lấy n
1
= 6


= 3 ữ 6 mm: Chiều dày lớp cao su có bề mặt trên tiếp xúc vật liệu vận tải
(mm): Chọn

= 4 mm


= 1 ữ 2 mm: Chiều dày lớp cao su có bề mặt không trên tiếp xúc vật liệu
vận tải (mm): Chọn

= 2 mm
Nguyn Chớ Tỡnh Lp Mỏy &Thit B M K54
7
MY VN TI

B MễN MY & THIT B
M
= 1 ữ 3 mm: Chiều dày mỗi lớp vải, chọn = 1,5 mm

b
= 1,1 t/m
3
: Khối lợng riêng của vật liệu làm băng
Thay các số liệu vào (2) ta đợc:
0,8.(4 6.1,5 2).1,1 13,2
b

q = + + =
kg/m
2.1.4. Khối lợng phần quay của các con lăn
Theo
[ ]
190
2
ta có :
Khối lợng phân bố của phần quay con lăn trên nhánh có tải, kg/m.
'
'
'
cl
l
G
q =
(kg/m) (3)
Khối lợng phân bố của phần quay con lăn trên nhánh không tải, kg/m.
''
''
''
cl
l
G
q =
(kg/m) (4)
G

, G

: Khối lợng phần quay của con lăn tơng ứng nhánh có tải và không có
tải (kg) :
Theo bảng 5.3
[ ]
1
168
Chọn đờng kính con lăn có tải D

= 89 mm và con lăn không tải
là D

= 89 mm
-G
/
=10.B+ 7 =15.0,8 + 7 =15 kg
-G
//
=10.B + 3 =10.0,8 + 3 =11 kg
l

, l

: Khoảng cách giữa hai hàng con lăn nhánh có tải và không tải (m)
Theo bảng 5.4
[ ]
169
2
: Chọn l

= 0,9 m

Chọn l

=2 l

=0,9 .2 = 1.8 m
Thay vào (3) và (4) ta đợc:
'
3.15
50
0,9
cl
q = =
kg/m
''
11
6,11
0,8
cl
q = =
kg/m
2.2. Xác định sức cản chuyển động.
- Băng tải chở vật liệu lên dốc nên:
Theo công thức 5.32
[ ]
190
2
và 5.33
[ ]
190
2

:
Sức cản chuyển động trên nhánh không tải là:
Nguyn Chớ Tỡnh Lp Mỏy &Thit B M K54
8
MY VN TI

B MễN MY & THIT B
M
''''
clbkt
.).qq[(W +=
g.L].sin.qcos
b

(N) (6)
Sức cản chuyển động trên nhánh có tải là:
.).qqq[(W
''
clbct
++=
g.L].sin).qq(cos
b
++
(N) (7)
Trong đó:
q
b
: Khối lợng 1m băng
=
b

q
13,2 kg/m
q: Khối lợng phân bố trên một mét vật liệu vận tải , q= 17,4 kg/m
'
cl
q
: Khối lợng phần quay con lăn nhánh có tải trên 1(m) chiều dài
'
cl
q
= 50 kg/m
''
cl
q
: Khối lợng phần quay con lăn nhánh không tải trên 1(m) chiều
dài :
''
6,11
cl
q =
kg/m

: Góc dốc đặt băng
0
10=
L: Chiều dài băng tải L = 120 m
g = 9,81 m/s
2
: Gia tốc trọng trờng

,

: Hệ số sức cản chuyển động trên nhánh có tải và không tải
Thực tế trên nhánh có tải và không tải có giá trị khác nhau. Nhng sai khác
không nhiều nên coi bằng nhau
Theo bảng
[ ]
191
2
: Ta lấy

=

= 0,032
Thay các số liệu vào công thức (6), (7) ta đợc:
0 0
[(13, 2 6,11).0,032.cos10 13,2.sin10 ].120.9,81
kt
W = +
(N)
kt
W
= -2001,24 N
0 0
[(17,4 13,2 50).0,032.cos10 (17,4 13,2).sin10 ].120.9,81
ct
W = + + + +

ct

W
= 9241,02N
Tổng sức cản:
1,1.( )
ct kt
Wo W W= +
1,1.(9241,02 2001,24) 7963,78Wo = =
N
- Do W
ct
> 0 , W
kt
< 0 , W
0
> 0 nên vị trí trạm dẫn động xẽ đợc đặt ở phía trên nh
hình vẽ .
Nguyn Chớ Tỡnh Lp Mỏy &Thit B M K54
9
MY VN TI

B MễN MY & THIT B
M
1
2
0
0
0
0
2.3. Tính toán và vẽ biểu đồ sức căng băng.
- Để tính toán sức căng băng ta dùng phơng pháp đuổi điểm.

S
max
: Lực căng lớn nhất kiểm tra sức bền.
min
S
: Lực căng nhỏ nhất để kiểm tra độ võng ,
r
S
: Lực căng tại điểm ra khỏi tang đẫn động
S
t
: Lực căng tại điểm tới tang dẫn động
Theo 5.3
[ ]
173
2
ta có:
f
rt
e.SS =

f: Hệ số ma sát, lấy f = 0,35

: Góc ôm băng trên tang , lấy

= 240
o


f

e
: Nhân tố kéo tang chủ động

f
e
= 3,51
Nhng ta có:
S
1
= S
r
S
2
= S
1
+ W
12
= S
1
+ W
kt
S
3
= K.S
2
= K.S
1
+ K.W
kt
Với K = 1,03ữ1,05

S
4
= S
t
= S
3
+ W
34
= K.S
1
+ K.W
kt
+ W
ct
Mà S
t
= S
r
.e
f

= S
1
.e
f

= K.S
1
+ K.W
kt

+ W
ct
S
1
.(e
f

- K) = K.W
kt
+ W
ct
Ke
WW.K
S
f
ctkt
1

+
=

Vậy
1
1,03.( 2001,24) 9241.02
3006,84
3,51 1,03
S N
+
= =

S
2
= S
1
+ W
kt
= 3006,84 2001,24 = 1005,6 N
S
3
= K.S
2
= 1,03 . 1005,6 = 1035,77 N
S
4
= S
3
+ W
ct
= 1035,77+ 9241,02 = 10276,79 N
Kiểm tra độ võng băng.
Nguyn Chớ Tỡnh Lp Mỏy &Thit B M K54
10
MY VN TI

B MễN MY & THIT B
M
min 2
S S=
phải thỏa mãn điều kiện
S

2
> 5.( q + q
b
).g.l

.cos = 5. (17,4 + 13,2).1,3.9,81.cos10
o
= 1921,6 N
Ly l

= 1,3 tra bng khi 0,81 ữ 1,6, B =800 mm
Cú S
2
= 1005,6 N < 1921,6 N cho nờn ta phi chn li:
S
2
= 1921,6 N
S
3
= k . S
2
= 1,03 . 1921,6 = 1979,25 N
S
4
= S
ti
= S
3
+ W
ct

= 1979,25 + 9241,02 = 11220,24 N
S
1
= S
ri
= S
2
W
kt
= 1921.6 + 2001,24 = 3922,84 N

Kiểm tra độ bền bng .
Theo công thức5.3
164
]2[
S
max
= S
r
= S
4
[ S
d
] =
n
p.n.B.10
d1
3
Trong đó:
p

d
= 550 N/mm Tra theo bảng 5.1
162
]2[

B = 800 mm : Chiều rộng băng
n
1
: Số lớp vải trong băng , n
1
= 6
n : Hệ số an toàn của băng
n =
chdptmnol
o
k.k.k.k
n

Khi chuyển động ổn định : n
o
= 7
k
ol
- hệ số kể trên sự làm việc không đều của các lớp vải trong băng lấy k
ol
= 1
k
mn
- hệ số kể đến độ bền mối nối lấy k
mn

= 0,9
k
pt
- hệ số tính đến mức độ phức tạp của tuyến lấy k
pt
= 1
k
chd
- hệ số tính đến chế độ làm việc của băng lấy k
chd
= 0,95
n =
95,0.1.9,0.1
7
= 8,2
S
max
= S
4


= 11220,24 N [ S
d
] =
3
10 .0,8.6.550
8,2
= 321951N
=> Vậy thoả mãn điều kiện bền đứt
2.4 Tính toán công suất và lựa chọn động cơ :

Nguyn Chớ Tỡnh Lp Mỏy &Thit B M K54
11
MY VN TI

B MễN MY & THIT B
M
- Trạm dẫn động phải tạo ra lực kéo đủ lớn khắc phục tất cả sức cản chuyển động
của băng
- Do W
ct
> 0 , W
kt
< 0 , W
0
> 0 nên vị trí trạm dẫn động sẽ đợc đặt ở phía trên nh
hình vẽ trên
0 120
240
L
(m)
s
(N)
s
1 =
s
r
s
3
s
2

s
4 =
s
t
w
1
4
w
3
4
w
1
2
w
23
Biểu đồ sức căng
Tổng công suất tính toán động cơ có trạm đẫn động do là W
o
> 0 nên tính công suất
đợc tính theo công thức sau: Theo công thức 5.59
196
]2[

.1000
v).SS(
.KN
rt
dttt

=

(KW) ( ** )
Trong đó:
v = 1,6 m/s
dt
K
: Hệ số dự trữ công suất

)15,11,1(K ữ=
Ta lấy K =1,1
: Hiệu suất bộ chuyển động
Với tang hình trụ
92,087,0 ữ=
Ta lấy tang có
92,0=
Thay vào phơng trình ( ** ):
Nguyn Chớ Tỡnh Lp Mỏy &Thit B M K54
12
MY VN TI

B MễN MY & THIT B
M

(11220,24 3922,84).1,6
1,1. 18
1000.0,92
N

= =
(KW)
- Với công suất trên ta lựa chọn động cơ AOC2-71-4 tiờu chun N > N

/c
tt
= 22 kw
vi s vũng quay n = 1450 v/phỳt
2.5 . Tính chọn kích thớc của tang.
- Vật liệu làm tang: bằng thép bên ngoài bọc cao su để có tác dụng tăng độ bám
dính.
- Đờng kích tang ( đối băng cao su cốt vải ):
Theo công thức 5.21
176
]2[
D
t
= k
1
.k
c
.n
1
, mm
Trong đó:
k
1
: Hệ số phụ thuộc chủng loại lớp vải , lấy k
1
= 125
k
c
: Hệ số phụ thuộc công dụng của tang , lấy k
c

= 1 trạm dẫn
động một tang
n
1
: Số lớp vải trong băng , n
1
= 6
Vậy ta tính đợc :
D
t
= 125.1.6 = 750mm
Lấy theo tiêu chuẩn kích thớc đờng kính tang: D
t
= 800 mm
- Đờng kính tang đợc kiểm tra theo áp suất do băng tác dụng lên bề mặt tang p
b
Theo công thức 5.23
177
]2[
P
b
=
)SS.(
BD
360
rt
t
+

=

360
.(11220,24 3922,84) 0,012
240.3,14.800.800
+ =
P
b
= 0,032 Mpa < 0,2 ữ 0,3 Mpa
Vậy thoả mãn điều kiện áp suất
- Bề rộng tang:
B
t
= B + ( 150 ữ 200 ) , mm
B
t
= 800 + 150 = 950 mm
- Mômen xoắn trên trục tang dẫn động:
M
x
= 0,5.k
dt
.
)SS(
rt

.D
t

Trong đó :
k
dt

: Hệ số dự trữ tính đến tổn thất cha kể đến, lấy k
dt
= 1,15
W = (S
t
- S
r
) = (11220,24 3922,84) = 7297,4 N : Lực vòng trên tang dẫn
động
Vậy ta tính đợc :
Nguyn Chớ Tỡnh Lp Mỏy &Thit B M K54
13
MY VN TI

B MễN MY & THIT B
M
M
x
= 0,5.1,15.7297,4.800 = 3,36.10
6
, Nmm
2.6: Tính kiểm tra chiều dài băng tải theo công suất đã chọn
-Ta kiểm tra chiều dài băng tải theo công thức
[ ]
58
1
:
' ''
1000. .
. . .[( 2 ). .cos .sin]

b cl cl
N
L
K v g q q q q q

=
+ + + +

N
: Công suất động cơ, ta chọn động cơ cho tang dẫn động với N =22 kw


: hiu sut ng c

= 0,85
k = 0,95 : h s tớnh n ch lm vic ca bng


= 0,032 : h s sc cn chuyn ng trờn nhỏnh cú ti v khụng ti


= 10
o
gúc nghiờng
q
vl
= 17,4 kg/m khi lng vt liu trờn 1 m bng chiu di
q
b
= 13,2 kg/m khi lng 1 m bng

q

cl
= 50 kg/m khi lng phõn b phn quay con ln trờn nhỏnh cú ti
q

cl
= 6,11 kg/m khi lng phn quay con ln trờn nhỏnh khụng ti

Vậy
0 0
1000.22.0,85
1,6.0,95.9,81[(17,4 2.13,2 50 6,11).0,032cos10 17,4sin10
L =
+ + + +
L = 203 m
Vậy với chiều dài làm việc là L = 120m thì công suất lắp đặt đủ đáp ứng yêu cầu.
2.7. Tính chọn bộ truyền động trung gian
- Vận tốc của băng là : v
b
=1,6 m/s
Vậy vận tốc của tang : v
tg
= v
b
= 1,6 m/s
Mà : v
tg
=
60

D.n.
ttg

n
tg
=
t
tg
D.
v.60

=
60.1,6
.0,8
= 38,22 vg/ph
Tỷ số truyền của hộp giảm tốc , i :
i =
tg
dc
n
n
=
1450
38
38,22
=

Theo tài liệu
26
]4[

:
Từ tỷ số truyền trên ta chọn loai hộp giảm tốc bánh răng trụ . Sơ đồ hộp giảm tốc
nh sau:
Nguyn Chớ Tỡnh Lp Mỏy &Thit B M K54
14
MY VN TI

B MễN MY & THIT B
M
3
4
1
2
Trong ú : 1-bỏnh rng :
2- ln
3- ng c
4- Khp ni
- Công suất trục ra của hộp giảm tốc :
N
tr
= N
đc
.
kn
.
đ
.2
br
.
Trong đó:

N
đc
: Công suất động cơ , N
đc
= 22 kW

kn
: Hiệu suât khớp nối , chọn loai khơp nối có
kn
= 0,99

br
: Hiệu suất bộ truyền bánh răng , lấy
br
= 2.0,98

đ
: Hiệu suất bộ truyền đai , lấy
đ
= 0,98
Vậy ta tính đợc công suất trục ra của hộp giảm tốc:
N
tr
= 22.0,98.0,99 0,98
2
= 20,5 kW
- Mômen xoắn trên trục ra của hộp giảm tốc :
M
x
=

tg
tr
6
n
N.10.55,9
=
6
5
9,55.10 .20,5
51.10
38,22
=
, Nmm
- Đờng kính trục ra của hộp giảm tốc :
Theo tài liệu
114
]3[
ta có:
Nguyn Chớ Tỡnh Lp Mỏy &Thit B M K54
15
MY VN TI

B MễN MY & THIT B
M
d
tr

3
x
x

].[2,0
M


,mm .
Trong đó :
Chọn []
x
= 20: ứng suất xoắn cho phép , vật liệu thép 45
M
x
: mômen xoắn , M
x
= 51.10
5
Nmm
Vậy ta tính đợc:
d
tr

5
3
51.10
0,2.20

= 108 ,mm .
Chọn theo tiêu chuẩn lấy d
tr
= 112 mm
- Khớp nối :

Khớp nối đợc tính toán theo mômen xoắn :
Mônmen xoắn trên trục động cơ: Theo công thức 9-1
221
]3[
M
t
= K .M
x
= 9,55.10
6
.
dc
dc
n
N.K
= 9,55.10
6
.
1,2.22
1450
=
0,17.10
6
N/mm
( K hệ số tải trọng động , theo bảng 9-1
222
]3[
)
M
t

= 0,17.10
6
Nmm
Vậy từ M
t
theo tài liệu
11
]4[
Chọn loại khớp nối chữ thập ( chỳ ý : khi cn nh
khp khp ni ch nht khụng cú s dch chuyn 2 trc, thỡ 1 u trc khụng
c mi quỏ to ra khe h,dõy r ngang u trc do khụng c mi nhn )
-Chn phanh 2 mỏ in t thy lc
- Chn khp ni l khp ni n hi.: l khp ni cú s dng vũng , m n hi
( vt li u bng cao su). Vũng cú tỏc dng la theo sai lch v trớ ca trc truyn
chuyn ng. m n hi cú tỏc dng bự sai lch ca trc + kh nng gim chn
t ngt t trc ny sang trc kia.
- Chn phanh 2 mỏ in t thy lc cú ng kớnh phanh D
ph
= D
kn

ta chn mụ men M
ph


M
đm
=
9550. 9550.22
144,8( )

1450
dm
N
KNm
n
= =
2.8. Tính toán cơ cấu kéo băng tải
- Trong quá trình làm việc, băng bị giãn dài và trùng lại làm cho độ võng giữa hai
giá đỡ con lăn vợt quá giới hạn cho phép , gây sức cản phụ khi băng đi qua các con
lăn , làm giảm sức căng ban đầu của băng tại thời điểm rời tang dẫn động gây ra
hiện tợng trợt băng trên tang.
Nguyn Chớ Tỡnh Lp Mỏy &Thit B M K54
16
MY VN TI

B MễN MY & THIT B
M
- Để khắc phục hiện tợng trên, ta lắp đặt trạm kéo căng. Trạm kéo căng làm nhiệm
vụ tạo ra lực căng ban đầu cần thiết để truyền lực kéo từ tang sang cho băng, hạn
chế độ võng quá mức cho phép giữa hai hàng con lăn trên nhánh có tải, bù trừ độ
giãn dài của băng tải trong quá trình làm việc.
Trạm kéo căng phải đảm bảo:
Chiều dài hành trình kéo căng của băng
Có kết cấu nhỏ gọn, băng ít bị uốn gập.
Có thể tự động điều chỉnh đợc sức căng trong băng thích nghi với chế
độ tải .
- Chiều dài của băng tải là 120 m nên có thể dùng kéo căng bằng đối trọng, thiết bị
kéo căng bằng đối trọng đảm bảo lực kéo căng là không đổi, tự động thay đổi chiều
dài của bộ phận kéo do thay nhiệt độ và độ mòn, giảm đợc tải trọng lớn khi bị quá
tải, đây là u điểm lớn nhất của nó .

- Vì sức căng tại điểm 2 là nhỏ nhất nên ta bố trí thiết bị kéo căng tại điểm 2
Dựa vào sơ đồ kết cấu trong át lát
Vì sơ đồ băng có bốn điểm nên lực cần kéo căng ở đuôi băng tính theo công thức:

cos).SS(P
32
+
(N)
32
S,S
: lực căng băng tại điểm 2 và 3 ở đuôi băng [N]
Thay vào công thức trên ta có:
(1921,6 1979,25).cos10 3842
o
P N + =

- Tính toán xác định trọng lợng đối trọng
Khối lợng đối trọng tính theo công thức 5.61
197
]2[
m
đt
=
plpl
kc
.i.g
F

, kg
Trong đó :

F
kc
: Lực kéo căng cần thiết, F
kc
= P

pl
: Hiệu suất palăng lấy
pl
= 0,95
i
pl
: Bội suất palăng lấy i
pl
= 1
g : gia tốc trọng trờng, lấy g = 9,81 m/s
2
m
đt
=
3842
412,25
9,81.1.0,95
=
kg
=> Vi gn 413 kg thỡ ta cú th ly 10 phin gang lm i trng ( vi mi
phin nng 50kg )
- Chọn khoảng cách giữa hai đờng ray :
Nguyn Chớ Tỡnh Lp Mỏy &Thit B M K54
17

MY VN TI

B MễN MY & THIT B
M

mmBS )200
.
150(
.
+
= 800 + 150 = 950 mm
- Hành trình kéo căng :
L =
2
LL
'''
+
=
o
E2
L
.( S
tb

+ S
tb

)
L =
th

l
S.2
L.
.( S
tb

+ S
tb

) , m
Trong đó :
E
o
: Độ cứng của băng , N
L : Chiều dài làm việc của băng , L = 120 m

l
: Độ giãn dài tơng đối của băng lấy theo tiêu chuẩn, băng cao su
l
= 0,015
S
tb

, S
tb


: Sức căng trung bình nhánh có tải và nhánh không tải
S
tb

=
3 4
1979,25 11220,24
6599,7
2 2
S S
N
+
+
= =

S
tb

=
1 2
3922,84 1921,6
2922,2
2 2
S S
N
+ +
= =
S
th
: Lực căng băng tới hạn, N
S
th
= [ S

t
] =
3
10 .0,8.6.550
8,2
= 321951 N
Vậy khi đó ta tính đợc hành trình kéo căng:
L =
0,015.120
2.321951
.(6599,7 + 2922,2 ) = 0,03 m
P
s
S
2
S
3
Nguyn Chớ Tỡnh Lp Mỏy &Thit B M K54
18
MY VN TI

B MễN MY & THIT B
M
- Căn cứ vào :
L = 0,03 m
F
kc
= 3842 N
Ta chọn trạm kéo căng
2.9. Tính toán trục tang :

- Thông số trục tang :
Vật liệu làm trục tang, chọn loại thép C45
C Si Mn S P Ni Cr
0,4 ữ 0,5 0,17ữ 0,37 0,5 ữ 0,8
0,045 0,045 0,3 0,3
Nguyn Chớ Tỡnh Lp Mỏy &Thit B M K54
19
MY VN TI

B MễN MY & THIT B
M
Đờng kính trục tang đợc tính nh sau:
Theo tài liệu
114
]II[
ta có:
d
tr

3
x
tg
].[2,0
M


,mm .
Trong đó :
M
tg

: Mômen xoắn trục tang , M
tg
= 3,36.10
6
Nmm
Chọn []
x
= 20: ứng suất xoắn cho phép, vật liệu thép 45
d
tr

3
x
x
].[2,0
M


=
6
3
3,36.10
0,2.20
= 94,35 mm .
Lấy theo tiêu chuẩn : d
tr
= 100 mm
Bề rộng tang : B
t
= 950 mm

Chiều dài trục tang :
Theo tài liệu
[ ]
32
4
chọn sơ bộ theo B
t
:
L = 1989 mm
Các lực tác dụng vào trục tang :
Mômen xoắn trên trục ra của hộp giảm tốc tác dụng lên :
M
x
= 51.10
5
, Nmm
Lực vòng tác dụng vào trục tang :
P =
Sr -St
=
11220,24 3922,84
= 7297,4 N
P
1
= P
2
=
2
P
= 3648,7 N

Lực uốn do trọng lợng bản thân của tang dẫn :
P
u
= V
tg
.
tg
.g
g : Gia tốc trọng trờng, lấy g = 9,81 m/s
2

Vật liệu thép C45 nên lấy :
tg
= 7,852 kg/ dm
3
Từ hình trên ta tính đợc :
V
tg
= 950.3,14.[ 400
2
-(400-41)
2
] =92800000 mm
3
= 92,8 dm
3

(41 : v ngoi bờ tụng ca tang ) trang 33 atlat mỏy nõng.
P
u

= 92,8 . 7,852 = 728,6 kg = 7148 N.
P
1

= P
2

= P
u
/ 2 = 3574 N.
- Tính phản lực trên gối đỡ :
Nguyn Chớ Tỡnh Lp Mỏy &Thit B M K54
20
MÁY VẬN TẢI

BỘ MÔN MÁY & THIẾT BỊ
MỎ

∑
)(AM
x
= P
1
. 120 + P
2
.950 - R
Bx
1070 = 0 (1)
∑
)(AM

y
= P
1
’
.120 + P
2
’
.950 - R
By
.1070 =0 (2)
∑
x
F
= R
Ax
- P
1
- P
2
+R
BX
= 0 (3)
∑
y
F
= R
Ay
- P
1
’

- P
2
’
+ R
BY
= 0 (4)
-Tõ (1) vµ (2) ta t×m ®îc :
R
Bx
=
1 2
.120 .950
1070
P P+
=
3648,7.120 3648,7.950
1070
+
= 3648,7 N .
R
By
=
' '
1 2
.120 .950
1070
P P+
=
8225.120 8225.950
1070

+
= 8225 N
- Thay vµo (3) vµ (4) ta t×m ®îc
∗ R
Ax
= P
1
+ P
2
- R
BX
= 3648,7 N
∗ R
Ay
= P
1
’
+ P
2
’
- R
By
= 3574 N
- VËy ta tÝnh ®îc c¸c ph¶n lùc t¹i c¸c gèi ®ì lµ :
R
Bx
= 3648,7 N , R
By
= 3574 N
R

Ax
= 3648,7 N , R
Ay
=3574 N
`
Nguyễn Chí Tình Lớp Máy &Thiết Bị Mỏ K54
21
MÁY VẬN TẢI

BỘ MÔN MÁY & THIẾT BỊ
MỎ
B¶n vÏ biÓu ®å néi lùc trôc tang.

•
XÐt m«men t¹i c¸c tiÕt diÖn nguy hiÓm ®Ó kiÓm nghiÖm tang :
XÐt bªn tr¸i tiÕt diÖn I-I n¬i cã m«men nguy hiÓm:
• TiÕt diÖn I-I:
M
ud
= 120.3574 = 428880 N/mm
2
M
un
= 120.3648,7 = 437844 N/mm
2
M
u
=
2
ud

2
un
MM +
M
u
=
2 2
428880 437844+
=6,12.10
5
N/mm
2
.
M
x
= 51.10
5
N/mm
2
.
M
t®
=
2
x
2
u
M.75,0M +

Nguyễn Chí Tình Lớp Máy &Thiết Bị Mỏ K54

22
MY VN TI

B MễN MY & THIT B
M
=
5 2 5 2
(6,12.10 ) 0,75.(51.10 )+
= 4,5.10
6
N/mm
2
.
d
1I

3
td
].[1,0
M

=
6
3
4,5.10
0,1.20
= 130 mm .
Xuất phát từ yêu cầu về độ bền lắp ghép, công nghệ ta chọn đờng kính các đoạn
trục nh sau :
Đờng kính chỗ lắp tang : d

1I
= 140 mm .
Đờng kính chỗ lắp ổ lăn : d
1I
=d
1o
= 135 mm .
Đờng kính chỗ lắp khớp nối : d
kn
= 130 mm .


Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi :
- Do tác dụng của ứng suất uốn và ứng suất xoắn nên trục bị hỏng do mỏi vì
vậy phải kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi theo hệ số an toàn .
- Theo công thức 7.5
104
]III[
:
n
22
nn
n.n


+
[n] =1,5 ữ 2,5.
n

: hệ số an toàn kể riêng ứng suất pháp .

Theo công thức 7.6
104
]III[
: n

=
ma
1

k






+

.
n

: hệ số an toàn kể riêng ứng suất tiếp .
Theo công thức 7.7
104
]III[
: n

=
ma
1

k






+

.
- Với :
+. Giới hạn mỏi của chu kỳ đối xứng .
Vật liệu thép C45 chọn theo tài liệu [III] Bảng7-2
119
]III[

-1
=(0,4 ữ 0,5 ).
b
=0,45. 600 = 270.

-1
=(0,2 ữ 0,3).
b
=0,25. 600 = 150.
+. Hệ số ảnh hởng ứng suất trung bình độ bền mỏi .


,

.
Vật liệu làm trục bằng thép cácbon C45 :

= 0,15 .

=0,12 .
Nguyn Chớ Tỡnh Lp Mỏy &Thit B M K54
23
MY VN TI

B MễN MY & THIT B
M
+. Hệ số ảnh hởng của kích thớc, tiết diện trục tới độ bền mỏi:



= 0,78 .

= 0,67 .
+. Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và xoắn ( k

,k

).
k

= 1,75 ; k

= 1,50 .
+. Trục không đợc tăng độ bền nên = 1 .
+. Môn men chống uốn W =
32
3
d

+. Mômen chống xoắn W =
16
3
d

- Xét trên tiết diện I-I :
d
I-I
=d
1o
= 140 mm .; M
u
= 6,12.10
5
N/mm
2
.; M
x
= 51.10
5
N/mm
2
ứng suất uốn :

m
= 0.

a
=
max
=-
min
=
W
M
u
=
5
3
6,12.10
2,2
.140
32
=

ứng suất xoắn :
m
=
a
=1/2
max
= 1/2
x
M

W
=
5
3
1 51.10
.
.140
2
16
=
4,7
n

=
ma
1

k






+

=
270
51,2
1,75

.2,2 0,15.2,2
0,78
=
+

n

=
ma
1

k






+

=
150
13,5
1,5
.4,7 0,12.4,7
0,67
=
+

n

2 2
51,2.13,5
51,2 13,5+
= 13,1 [n] =1,5 ữ 2,5.
Vậy với các đoạn trục chọn trên thoả mãn điều kiện bền.
3.0 Cơ cấu làm sạch băng.
Dùng cơ cấu làm sạch băng là thanh gạt co ép 2 tấm cao su hai bên
Cơ cấu lắp băng là :một đầu đơc lắp bản lề và một đầu đợc gắn vớ lò so có thể điều
chỉnh đợc .
Kt Lun:
Đánh giá sơ bộ băng tải
Nguyn Chớ Tỡnh Lp Mỏy &Thit B M K54
24
MY VN TI

B MễN MY & THIT B
M
Qua quá trình thiết kế em thấy: Đây là một băng tải với công suất trung
bình đợc sử dụng rộng dãi trong nhiều nghành kinh tế quốc dân với những u
điểm:
+ Cấu tạo đơn giản, nhỏ gọn dễ sử dụng
+ Các cấu kiện chi tiét dễ chế tạo, phục hồi sửa chữa và thay thế vì có
sẵn trên thị trờng Việt Nam và đã đợc tiêu chuẩn hóa nên có tính kinh tế và
công nghệ cao.
+ Làm việc êm dịu nhẹ nhàng.
+ Băng tải có tuổi thọ và tính an toàn cao.
+ Tiêu hao năng lợng ít, có khả năng tự động hóa toàn bộ công việc
Bên cạnh đó băng tải còn tồn tại một số nhợc điểm cần khắc phục:
+ Cỡ hạt của hàng vận chuyển bị hạn chế (đến 350-400 mm), tuổi thọ
của dây băng ngắn

+ Góc nghiêng đặt băng tải với mặt băng nhẵn không lớn ( Góc đặt lớn
nhất khi trở hàng lên dốc 18
o
, xuống dốc 16
o
)
Qua quá trình tính toán ,thiết kế băng tải ở đồ án máy vn ti thì ta thấy
đây là một môn học rất cần thiết không những đối với nghành máy và thiế bị
mỏ mà nó cần thiết đối vơí cả các nghành khác nh khai thác ,tuyển khoáng
,xây dựng công trình ngầm Môn học này rất thết thực, cũng nh cần thiết để
có thể góp phần đa đất nớc ta tiến vào một giai đoạn mới, giai đoạn công
nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc.
Băng tải là một thiết bị vận tải có thể cho năng xuất cao mà kết cấu đơn
giản gọn nhẹ và còn vận chuyển lên một độ dốc nhất định, tuy vẫn còn một số
hạn chế nhng nó rất phù hợp với diều kiện, tình hình việt nam và đợc ứng
dụng và phục vụ trong rất nhiều nghành nghề khác nhau.
Qua đồ án môn học này giúp ta hiểu ra nhiều vấn đề về tính toán cũng
nh áp dụng lý thuyết mà đợc học từ trớc đến nay ở các môn khác nhau
vào tính toán thiết kế là rất cần thiết, cũng nh không thể thiếu đợc. Đồng thời
ta còn tích luỹ đợc rất nhiều kiến thức cũng nh kinh nghiện từ các sách vở ,bạn
bè thầy,cô giáo để có thể gúp ta phục vụ cho các đồ án và công vệc sau này.
Em xin chõn thnh cm n thy giỏo TS NGUYN HU VIT ó giỳp to
iu kin cho em hon thnh mụn hc ny.
Nguyn Chớ Tỡnh Lp Mỏy &Thit B M K54
25