Thiết kế Máy vận chuyển liên tục

GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng gầu cao 40m
PHẦN I
GIỚI THIỆU CHUNG SƠ LƯỢC VỀ BĂNG GẦU
1. Giới thiệu chung về máy vận chuyển liên tục:
Máy vận chuyển liên tục được dùng ở các khu mỏ, bến cảng, trong các nhà
máy, xí nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, bến bãi để vận chuyển hàng rời, hàng cục
thuần nhất liên tục với những cự ly không lớn lắm , hoặc trong giới hạn của một vài
công trường sản xuất có liên quan với nhau với cự ly khoảng 10 km
2. Giới thiệu băng gầu:
Băng gầu la loại máy vận chuyển liên tục có bộ phận kéo dùng để vận chuyển
vật liệu ở thể tơi vụn như cát, đá, sỏi… phương vận chuyển theo phương nghiêng
hoặc phương nghiêng.
Băng gầu được sử dụng trong các xí nghiệp hóa chất, vật liệu xây dựng,xí
nghiệp chế tạo máy, xí nghiệp thực phẩm, các công ty khai thác……..
* Ưu điểm:
+ Diện tích chiếm chỗ nhỏ
+ Sử dụng và vận hành đơn giản, chắc chắn
* N hược điểm:
+ Vốn đầu tư cao, năng suất băng gầu hạn chế.
+ Băng gầu gồm các bộ phận chính sau: tang dẫn hoặc đĩa xích được lắp phía
trên.tang bị dẫn hay đĩa xích bị dẫn thường lắp ở phía dưới. Bộ phận kéo có thể là dây
băng hay dây xích trên đó có gắn các gầu.
+ Trục của tang được nối với trục ra của hộp giảm tốc và dẫn động cho tang
hoặc đĩa xích. Chất tải cho gầu ở phần dưới của máy có thể rót trực tiếp vào gầu hay
rót vào đáy sau đó gầu chuyển động qua đó và xúc vật liệu nhờ bộ phận kéo nâng gầu
lên.
Tùy theo vận tốc của gầu ứng với từng loại vật liệu ta có cách dỡ tãi khác nhau.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
1: động cơ điện; 2: phanh; 3: hộp giảm tốc; 4: khớp nối; 5: ổ đỡ; 6: xích kéo
7: gầu xúc vật liệu; 8: cửa ra tải; 9: cửa vào tải; 10: thiết bị căng xích
SVTH: Nguyễn Thiều Hiền Mai 1

GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng gầu cao 40m
SVTH: Nguyễn Thiều Hiền Mai 2
GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng gầu cao 40m
PHẦN II
TÍNH TỐN THIẾT KẾ BĂNG GẦU
1. Các thông số cơ bản.
Năng suất của băng :Q = 70 (T/h).
Chiều cao vận chuyển: H = 40 (m).
Khối lượng riêng của hàng

:
6,125,1
→=
γ
(T/m
3
) [bảng 4.1]
Lấy
5,1
=
γ
(T/m
3
).
2. Xác định loại băng, loại gầu.
a) Xác định loại băng gầu, loại gầu.
Theo bảng [8.2] và bảng [8.5] quy định đối với trường hợp đã cho:
- Sử dụng băng gầu dùng dây xích cao tốc.
- Lắp gầu đáy tròn sâu, dỡ tải ly tâm.
- Ký hiệu : + Loại băng gầu : Ц Γ

+ Loại gầu : Γ
- Hệ số đầy gầu trung bình :
8,0
=Ψ
- Tốc độ xích: v = 1
÷
1,6 (m/s) . Lấy v = 1,5 (m/s).
b) Dung tích gầu cần thiết trên một đơn vị chiều dài.
)m/l(5,18
5,1*8,0*5,1*6,3
70
**V*6,3
Q
i
g
==
γψ
=

Q=70 (T/h) : năng suất gầu
V=1,5 (m/s) : vận tốc xích
Ψ
=0,8 : hệ số đầy gầu trung bình
γ
=1,5 (T/m
3
) : khối lượng riêng của hàng
-Tra bảng [8.7] lấy i
g
= 19 (l/m)

i
0
= 12 ( l)
t
g
= 630 (mm) : bước gầu
-Tra bảng [8.4] ta có: + B
g
= 650 (mm): chiều rộng gầu
+ Số lượng xích : 2 xích
- Tra bảng [8.1] ta tìm được các thông số còn lại của gầu như sau:
SVTH: Nguyễn Thiều Hiền Mai 3
GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng gầu cao 40m
l=250 (mm); h= 275 (mm) ; r = 80 (mm)
3. Tính chọn sơ bộ xích kéo.
a) Tải trọng trên một đơn vị chiều dài của khối lượng hàng.
q =
V
Q
*6.3
=
5,1*6,3
70
= 22,2 (KG/m) [CT 5.12]
b) Tải trọng trên một đơn vị chiều dài do khối lượng phần hành trình của băng gầu.
q
b
=q
x
+q

g
[CT 8.5]
Trong đó:
+ q
g
=
g
g
t
G
*k=
63,0
15
*1,14 = 27 (KG/m) [CT 8.6]
G
g
= 15 (KG) : khối lượng một gầu [bảng 8.8]
t
g
= 0,63 (m) : bước gầu
k = 1,14 : hệ số tính đến khối lượng các chi tiết lắp ghép
+ Từ t
g
= 630 (mm), theo bảng [8.6] ta chọn:
Bước xích t
x
= 603 (mm)
Số răng đĩa xích truyền động là 6
Số răng đĩa xích căng băng là 6
Từ bước xích t

x
= 603 (mm) ta tra bảng [3.12] chọn xích kiểu BKΠ loại 1 có:
Khối lượng một mét xích là q
x
= 18,6 (KG/m)
Tải trọng phá huỷ là : 30000 (KG)
Khoảng cách giữa các mắt xích là : B
t
= 62 (mm)
Chiều rộng tấm xích là : B = 60 (mm)
Vậy: q
b
= q
x
+ q
g
= 27 +18,6 = 45,6 (KG/m)
c) Lực cản múc hàng là.
W
m
= q * k
m
= 22,2 * 3 = 66,6 (KG)
k
m
= 3 : hệ số múc 1kg hàng [bảng 8.10]
q = 22,2 (KG/m) : tải trọng của khối lượng hàng trên một đơn vị chiều dài.
d) Công suất cần thiết trên trục truyền động để xích làm việc.
N = 0,003*Q*H*(1+
H

k
Q
CVq
mb
+
**
) [CT 8.15]
SVTH: Nguyễn Thiều Hiền Mai 4
GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng gầu cao 40m
N = 0,003*70*40*(1+
5,24)
40
3
70
1,1*5,1*6,45
=+
(kW)
Trong đó :
Q = 70 (T/h) : năng suất của gầu
H = 40 (m) : chiều cao vận chuyển
v = 1,5 (m/s) : vận tốc băng gầu
q
b
= 45,6 (KG/m): tải trọng trên một đơn vị chiều dài do khối lượng
phần hành trình của băng gầu
k
m
=3 :hệ số múc 1kg hàng
C = 1,1 : hệ số tính đến chi phí năng lượng để khắc phục lực
cản do trọng tâm gầu và hàng đặt công-son so với bộ phận kéo [bảng 8.11]

e ) Lực vòng trên vòng tròn cơ sở của đĩa xích.
P=
V
N*102
=
5,1
5,24*102
= 1666 (KG) [CT 8.16]
N = 24,5 (kW) : công suất cần thiết trên trục truyền động để xích làm việc
V =1,5 (m/s) : vận tốc của băng gầu
SVTH: Nguyễn Thiều Hiền Mai 5
GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng gầu cao 40m
f ) Chọn sơ bộ xích kéo của băng 2 xích được tính theo lực đứt.
S
d
= (1,5
÷
17,5)* P = 16*1666 = 26656 (KG) [CT 8.20]
P
d
= 0,6.S = 0,6*26656 = 15993,6 (KG) [CT 8.21]
Tra bảng [III.12] chọn sơ bộ xích BKΠ loại 1 có P
đ
= 30000 (KG)
4. Xác định lực căng của bộ phận kéo bằng phương pháp đi vòng chu vi.
a) Lực căng tại điểm 1.
Đối với băng gầu dùng xích, ta có:
S
min
≥

5q>50 (KG ) [CT 5.31]
q = 22,2 (KG/m) : khối lượng hàng trên một đơn vị chiều dài
Ta chọn :S
1
= S
min
= 120 (KG) (vì S
min
≥ 5q = 5*22,2 = 111 KG)
b) Lực căng tại điểm 2.
S
2
=K
q
*S
1
+W
m
[CT 8.23]

Trong đó: + W
m
= 66,6 (KG) : lực cản múc hàng
+ k
q
=1,03
÷
1,05, chọn k
q
=1,04 : hệ số lực căng của lực

kéo bộ phận kéo do lực cản tại chi tiết quay
+ S
1
=120 (KG) : lực căng tại điểm 1

⇒
S
2
= 1,04*120 + 66,6 = 191,4 (KG)
c) Lực căng tại điểm 3.
S
3
= S
v
= S
2
+ (q
b
+q

)*H [CT 8.24]
Trong đó :
+ S
2
= 191,4 (KG) :lực căng tại điểm 2
+ q = 22,2 (KG) :tải trọng trên một đơn vị chiều dài của
khối lượng hàng
+ H = 40 (m) : chiều cao vận chuyển
+ q
b

=q
x
+q
g
=45,6 (KG/m) :tải trọng trên một đơn vị
chiều dài do khối lượng phần hành trình của băng gầu

⇒
S
3
= 191,4+(45,6+22,2)*40 = 2903,4 (KG)
d) Lực tại điểm 4.
SVTH: Nguyễn Thiều Hiền Mai 6
GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng gầu cao 40m
S
4
= S
R
= S
1
+ q
b
*H = 120 + 45,6*40 = 1944 (KG) [CT 8.2]
e) Lực căng tính tốn của bộ phận kéo.
S
tt
= S
max
+ S
đ

[CT 7.13]
+ S
max
= S
3
= 2903,4 (KG) : lực căng tại điểm 3
+ S
đ
: tải trọng động trên xích [CT 7.12]

=∗+
∗∗
∗∗
=+=
)6,455,12,22.(
81,9603,06
405,160
)*(*
**
**60
2
2
1
2
2
b
x
d
qkq
gtz

HV
S
2297,4 (KG)
Trong đó : V =1,5 (m/s) : tốc độ băng
H = 40 (m) : chiều cao băng gầu
Z = 6 : số răng đĩa xích truyền động
g = 9,81 (m/s
2
) : gia tốc trọng trường
q = 22,2 (KG/m) : tải trọng trên một đơn vị chiều dài của khối
lượng hàng
q
b
= 45,6 (KG/m) : tải trọng trên một đơn vị chiều dài của
phần hành trình của băng gầu
k
1
= 1,5 :hệ số quy đổi khối lượng [bảng 7.12]

⇒
S
tt
= S
max
+ S
đ
= 2903,4 + 2297,4 = 5200,8 (KG)
f) Nếu bộ phận kéo dùng 2 xích thì lực căng tính tốn của một xích lấy bằng:
S
1

tt
= 0,6*S
tt
= 0,6*5200,8 = 3120,48 (KG) [CT 7.14]
g) Tải trọng phá huỷ của xích không được nhỏ hơn:
P
ph
≥ k.S
1
tt
[CT 7.15]
k = 8
÷
10 : hệ số dự trữ độ bền xích , chọn k = 9
P
ph
≥ 9* 3120,48 = 28087,2 (KG)
Thoả mãn vì : P
ph
= 30000 (KG)
Vậy chọn xích kiểu BKΠ, loại 1
5. Tính chọn động cơ.
+Lực kéo của đĩa xích có tính đến lực cản của đĩa:
W
0
= k
q
*S
n-1
- S

n
= k
q
*S
3
- S
4
=1,04*2903,4 –1944 = 1075,5 (KG) [CT 8.28]
+Công suất trên trục truyền động :
SVTH: Nguyễn Thiều Hiền Mai 7
GVHD: Nguyễn Văn Hùng TKMH: Tính toán thiết kế Băng gầu cao 40m
N
0
=
8,15
102
5,1*5,1075
102
*
0
==
VW
(kW) [CT 7.10]
+Công suất động cơ để truyền động:

)(6,20
96,0
8,15*25,1
.
0

kW
Nk
N
===
η

Trong đó : k = 1,25 : hệ số dự trữ
η= 0,96 : hiệu suất [bảng 5.1]
Từ đây tra bảng [III19.2] chọn động cơ điện :A02 -72 –6
+ Công suất động cơ : 22 (kW)
+ Tốc độ quay trục : 970 (vòng /phút)
+ Hiệu suất : 90,5 %
+ Khối lượng động cơ : 230 (kg)
6. Tính
chọn hợp
giảm tốc.
+Tốc độ quay của trục truyền động

2587,24
603,0*6
5,1*60
*
*60
≈===
x
t
tz
v
n
(vòng/phút) [CT 7.16]

Trong đó: v = 1,5 (m/s) : vận tốc của băng
z = 6 : số răng đĩa xích
t
x
= 0,603 (mm) : bước xích
+Xác định tỷ số truyền cần thiết giữa trục động cơ và trục truyền động

8,38
25
970
==
i
[CT 6.17]
+ Tra bảng III.22.2 chọn được hộp giảm tốc
5002
−Π

SVTH: Nguyễn Thiều Hiền Mai 8