Đồ án thiết kế trạm dẫn động băng tải vận chuyển than đá

ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải

ðẠI HỌC THÁI NGUYÊN

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ðẠI HỌC KTCN

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 hồn thành:
NỘI DUNG DỀ TÀI
Thiết kế trạm dẫn động băng tải vận chuyển than ñá
Số liệu ñề tài:
Năng suất: Q;120 tấn/h

Hệ số làm việc / năm: Kn=0.70

Băng tải làm việc theo phương ngang

Hệ số cản ban ñầu: Kbd=1.5

Chiều dài vận chuyển: L= 100 m

Thời gian phục vụ: 7 năm

Hệ số làm việc / ngày: Kng=0.71

Tải trọng khơng đổi,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 ñộng
- Thiết cụm con lăn ñỡ nhánh có tải
YÊU CẦU THIẾT KẾ
1 - 01 thuyết minh trình bày tính tốn thiết kế trên khổ giấy A4
2 - 02 bản vẽ A0, 02 bản vẽ chế tạo A1
3 - 01 file Powpoint trình diễn khi bảo vệ
Cán bộ hướng dẫn

Trưởng bộ mơn

Ngày...tháng...năm 2011
T/L Hiệu trưởng
(Chủ nhiệm khoa)

GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

1

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến


ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Bản vẽ không thể up lên ñược. Bạn nào cần ñồ án này thì pm mình nhé
0974059455 .........................................................................................................

.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................

.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................

GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

2

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến


ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
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 ñộng băng tải ............................................................9
1.2 Mục tiêu thiết kế.........................................................................................11
PHẦN II .........................................................................................................13
TÍNH TỐN THIẾT KẾ BĂNG TẢI ...........................................................13
2.1 Xác ñịnh ñộ rộng tối thiểu của băng tải.......................................................13
2.2 Xác ñịnh vận tốc của băng tải .....................................................................13
2.2.1 Diện tích mặt cắt ngang dịng chảy...................................................14

2.2.2 Góc mái............................................................................................14
2.2.3 Khối lượng riêng tính tốn ...............................................................14
2.2.4 Hệ số ảnh hưởng của độ dốc băng tải ...............................................14
2.3 Tính tốn cơng 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 dịng vật liệu...............................................................18
2.6 Tính chọn dây băng ....................................................................................18
2.7 Cấu trúc hệ thống băng tải ..........................................................................19
2.7.1 Tang dẫn ñộng..................................................................................19
2.7.2 Con lăn ñỡ 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 ñộng cơ ñiện......................................................................................27
3.2.1. Chọn kiểu loại ñộng cơ....................................................................27
3.2.2 Chọn cơng suất động cơ ...................................................................28
3.2.3 Chọn tốc độ đồng bộ của ñộng cơ ....................................................29
3.2.4 Chọn ñộng cơ thực tế .......................................................................29
3.2.5 Kiểm tra ñiều kiện mở máy và ñiều kiện quá tải cho ñộng 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 ñịnh phối tỷ số truyền ngồi hộp ..............................................31
3.4 Cơng suất trên các trục ...............................................................................32
3.5 Tính số vịng quay trên các trục ..................................................................32
3.6 Tính mơmen xoắn trên các trục...................................................................33
3.7 Các thơng số cơ bản của hộp giảm tốc tiêu chuẩn .......................................34

PHẦN IV.........................................................................................................35
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

3

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến


ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạn dẫn động băng tải

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 ðịnh các kích thước cơ bản của trục.................................................51
4.2.2 ðịnh kết cấu cho các trục .................................................................52
4.2.3. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi .............................................54
PHẦN V ..........................................................................................................71
TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN NGỒI HỘP VÀ KHỚP NỐI ........................71
5.1. Truyền động đai.........................................................................................71
5.1.1.Chọn loại đai ....................................................................................71
5.1.2.Tính tốn các thơng số cơ bản của ñai ..............................................71
5.1.3. Xác ñịnh lực căng ban ñầu và lực tác dụng lên trục.........................74
5.2. Tính chọn khớp nối....................................................................................75
5.2.1 Tính tốn 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 TỐN THIẾT KẾ CÁC PHẦN TỬ CỦA THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN
.........................................................................................................................79
6.1. Tính tốn 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 tốn 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. ðề nghị ......................................................................................................98

GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

4

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến


ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang

Bảng 2.1 Thơng số tang dẫn động……………………………………. 20
Bảng 2.2 Thơng số tang bị động……………………………………… 20
Bảng 2.3. Thơng số con lăn nhánh có tải……………………………... 22
Bảng 2.4. Thơng 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 Thơng số cơ bản đai thang...................................................... 71
Bảng 5.2 Các thơng số bộ truyền đai…………………………………. 75
Bảng 5.3 Khớp nối ñộng cơ và trục III……………………………….. 77
Bảng 5.4 Kích thước cơ bản của vịng 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 lịng cầu 2 dãy……………………………. 88

GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

5

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến


ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
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 dịng 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 đơ 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 mơmen trục I............................................................. 58
Hình 4.6 Biểu đồ mơmen trục II............................................................ 63
Hình 4.7 Biểu đồ mơmen trục III.......................................................... 69
Hình 5.1 : ðai thang............................................................................... 72
Hình 5.2 . Cấu tạo khớp nối vịng đàn hồi............................................. 77
Hình 6.1. Kết cấu sơ bộ trục lắp trên tang dẫn động…………………. 80
Hình 6.2 Then........................................................................................ 87

GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

6

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến


ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Nguyễn Văn Dự
Hướng dẫn tính tốn băng tải 2011
[2] Vũ Ngọc Pi
Hộp giảm tốc tiêu chuẩn
[3] Trịnh Chất , Lê Văn Uyển
Tính tốn thiết kế hệ dẫn ñộng cơ khí ( Tập 1)
Nhà xuất bản Giáo dục 2005
[4] Trịnh Chất , Lê Văn Uyển
Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí ( Tập 2)
Nhà xuất bản Giáo dục , 1999
[5] Vũ Ngọc Pi
Tính tốn 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

GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

7

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến


ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải

LỜI NĨI ðẦU
ðất nước ta đang trên con đường Cơng Nghiệp Hố - Hiện ðại Hố theo định
hướng XHCN trong đó ngành cơng nghiệp đang đóng một vai trị rất quan trọng.
Các hệ thống máy móc ngày càng trở nên phổ biến và từng bước thay thế sức
lao ñộng của con người . ðể tạo ra ñược và làm chủ những máy móc như thế địi
hỏi mỗi con người chúng ta phải tìm tịi nghiên cứu rất nhiều . Là một sinh viên
khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy em ln thấy ñược tầm quan trọng của những kiến
thức mà mình ñược tiếp thu từ thầy cơ .
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 ñược các hệ dẫn ñộng, hiểu sâu, hiểu
kỹ và ñúc kết được những kiến thức cơ bản của của mơn học. Vì vậy thiết đề án
là cơng việc quan trọng và rất cần thiết .
ðề tài thiết kế của em ñược giao là “Thiết kế trạm dẫn ñộng băng tải vận
chuyển than ñá” .ðề án gồm 7 phần:
PHẦN I . GIỚI THIỆU SƠ BỘ HỆ DẪN ðỘNG BĂNG TẢI
PHẦN II. TÍNH TỐN THIẾT KẾ BĂNG TẢI
PHẦN III.CHỌN VÀ TÍNH HỘP GIẢM TỐC TIÊU CHUẨN
PHẦN IV. TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN NGỒI HỘP VÀ KHỚP NỐI
PHẦN V. TÍNH KIỂM TRA BỀN CHO CÁC CHI TIẾT TRONG HỘP
PHẦN VI. TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC PHẦN TỬ CỦA THIẾT BỊ
VẬN CHUYỂN
PHẦN VII. KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ
Với những kiến thức ñã học và sau một thời gian nghiên cứu cùng với sự
giúp ñỡ tận tình của thầy cơ giáo trong bộ mơn, 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 hồn thành được đề án được giao. ðề án ñược em thực hiện tại
trường chủ yếu mang tính lý thuyết mà khơng 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 khơng tránh khỏi những

thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ mơn 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
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

8

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến


ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
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
ñộng, ưu nhược ñiểm… của hệ thống dẫn ñộng băng tải than ñá.
1.1 Giới thiệu về trạm dẫn ñộng băng tải
Hệ dẫn ñộng băng tải ñược sử dụng ñể 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 ñơn
giản, sửa chữa thuật tiện, linh kiện tiêu chuẩn hố. Hệ dẫn động băng tải ñược sử
dụng trong nhiều lĩnh vực như: dùng ñể vận chuyển, dùng trong các dây chuyền
sản xuất, dùng trong các cơng 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. ðể ñáp ứng từng yêu cầu dây
chuyền sản xuất về hình thức phân bố và căn cứ u cầu cơng 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. ðể 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 ñộng băng tải ñược dùng khá rộng rãi trong nhà máy, cơng
trường..
Băng tải làm việc được nhờ lực ma sát giữa bề mặt ñai và tang dẫn. Một
băng tải thường ñược cấu tạo như sau (Hình 1.1).

GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

9

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến


ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạn dẫn động băng tải

3
1500

R100
R100
R100

2

3

1

A
B

A

B

7

8
10
6

11

Hình 1.1 Cấu tạo băng tải
1. Cơ cấu kéo băng

7. ðộng cơ ñiện

2. Tang bị dẫn

8. Tang dẫn ñộng

3. Dây băng

9. Khung ñỡ băng tải

4. Cụm con lăn trên

10. Khớp nối

5. Cụm con lăn dưới

11. Bộ truyền ñai

6. Hộp giảm tốc
Ưu ñiểm của hệ dẫn ñộng 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 khơng 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 ơ nhiễm môi trường.
+ Khi vận chuyển ở những khoảng cách dài và khơng thẳng địi hỏi phải có thêm
những trạm trung chuyển tốn kém.
+ Tốc độ vận chuyển khơng cao, độ nghiêng băng tải nhỏ (< 240), khơng vận
chuyển được theo hướng đường cong.

GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

10

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến

ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải

+ 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, địi 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 ñã tạo cơ hội cho sinh viên thiết kế các hệ
thống dẫn ñộng giúp sinh viên hiểu nắm được cấu tạo,ngun 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.
- Mơi trường: Do vật liệu được vận chuyển trong máng tải nên đảm bảo q
trình vận chuyển khơng có bụi, mơi trường làm việc ít độc hại, ít gây ô nhiễm môi
trường.
- Dễ vận hành: Tương ñối dễ vận hành, thao tác an tồn cho cơng nhân.
- Bảo dưỡng: Nhất thiết phải lập kế hoạch kiểm tra toàn bộ băng tải ñể ñảm
bảo băng tải hoạt ñộng liên tục, tránh sự cố bất ngờ xảy ra.
- An toàn: Băng hay những bộ phận đi kèm nó ln phải có những thiết bị an
tồn để bảo vệ cho người sử dụng. Tất cả các bộ phận của băng tải cần ñược che
chắn ñể ñảm bảo an toàn cho người sử dụng và thiết bị xung quanh.
- Băng tải vận chuyển than ñá sử dụng thép kết cấu hàn, các con lăn ñỡ băng
tải cao su, các tang bị ñộng, chủ ñộng và căng bằng. Than ñá ñược 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.
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

11

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến


ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải

- Chiều dài vận chuyển: 100m
Băng tải ñược 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 cịn 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 ñộng băng tải có
một số ưu ñiển nổi bật, do ñó nó ñược sử dụng rất nhiều trong thực tế ñể vận
chuyển các loại vật liệu như: quặng, ñá, than,than đá, cát, sỏi, hoặc dạng vật phẩm
có tính chất đặc biệt như bao xi măng, bao ñường, bao gạo.... Sau khi nắm ñược
cấu tạo, ưu nhược ñiểm của hệ thống dẫn ñộng băng tải, chúng ta sẽ ñi thiết kế
băng tải.

GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

12

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến


ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
PHẦN II
TÍNH TỐN THIẾT KẾ BĂNG TẢI

Trong tính tốn thiết kế băng tải chúng ta cần phải tính tốn 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 cơng việc này được giải quyết chương II.
2.1 Xác ñịnh ñộ rộng tối thiểu của băng tải
ðộ 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, ñộ rộng của
băng và ñặc tính của vật liệu cần vận chuyển. Sử dụng băng hẹp chuyển ñộng 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 Vmax=180m/ph
Vận tốc băng tải thường được tính tốn 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 cơng thức:
(1)

Q t =60.A.V.γ.s (tấn/giờ)
Trong đó:

Qt: Lưu lượng vận chuyển

tấn/ giờ;

A: Diện tích mặt cắt ngang dịng vận chuyển

(m2)

V: Vận tốc băng tải

(m/ph)

γ: Khối lượng riêng tính tốn của khối vật liệu

(tấn/ m3)

s: Hệ số ảnh hưởng của góc nghiêng (ñộ dốc) của băng tải
Như vậy vận tốc của băng tải được tính theo cơng thức

GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

13

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến


ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
V=

Qt
(m/ph)
60.A.γ .s

(2)

2.2.1 Diện tích mặt cắt ngang dịng chảy
Diện tích mặt cắt ngang dịng chảy có thể được xác định như sau:
A=K ( 0,9B-0,05 ) (m2)
2

Trong đó:

(3)

A: Diện tích mặt cắt ngang dòng vận chuyển (m2)
B: ðộ rộng băng tải (m)
K: Hệ số tính tốn

Theo bảng 4[1] ta có: K=0,1538

( )

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

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 = 300

21°
Hình 2.1 Góc mái
2.2.3 Khối lượng riêng tính tốn
Khối lượng riêng tính tốn của các khối vật phẩm có tính đến khoảng cách
giữa các hạt hay các ñối tượng khi vận chuyển.
Theo bảng 6[1] ta có khối lượng riêng tính tốn γ = 0,83 – 0,96 (tấn/m3)
Chọn γ = 0,9 (tấn/m3)

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 ñộ dốc băng tải s = 1
Thay vào (2) ta có, vận tốc của băng tải là:

GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

14

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến


ðề án kỹ thuật
V=

Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải

120
=90,334 ( m/ph ) = 1,506 ( m / s )
60.0,0246.0,9.1

ðảm 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 tốn cơng suất truyền dẫn băng tải
Cơng suất làm quay trục con lăn kéo băng tải được tính theo cơng thức sau:
(4)

P=P1 +P2 +P3 +Pt (kW)

Trong đó:
P1: Cơng suất cần thiết kéo băng tải không tải theo phương ngang
P2: Cơng suất cần thiết kéo băng tải có tải theo phương ngang
P3: Cơng suất cần thiết kéo băng tải có tải theo phương đứng
Pt: Cơng suất cần thiết dẫn động cơ cấu gạt vật phẩm
Các thành phần cơng suất được tính tốn như sau:
f ( l+l0 ) W.V
6120

(5)

f ( l+l0 ) Q t f ( l+l0 ) Wm .V
=
367
6120

(6)

P1 =
P2 =

P3 =

H.Q t H.Wm .V
=
367
6120

(7)

Trong đó:
f: hệ số ma sát của các ổ lăn ñỡ con lăn
W: khối lượng các bộ phận chuyển động của băng tải, khơng tính khối
lượng vật phẩm ñược vận chuyển (kg)
Wm: Khối lượng vật phẩm phân bố trên một ñơn 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 ñược ñiều chỉnh (m)
Theo bảng 8[1] ta có: f = 0,03; l0 = 49m

GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

15

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến

ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải

Theo bảng 9[1] ta có: Pt = 1,25kW
Theo bảng 10[1] ta có: W = 30kg/m
Thay các giá trị vào (4),(5),(6),(7) ta có:
P1 =

0,03 (100+49 ) 30.90,334
= 2,68 ( kW )
6120

P2 =

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

P3 =

1.120
=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,

F4 F3

h

F2

F3 F4 Fr

F1

Fp

Fc

lực căng trên 2 nhánh băng tải..những lực này được biểu diễn sơ đồ (hình 2.2).

Fr

F2
l

Hình 2.2: Sơ đồ lực căng dây băng tải
2.4.1 Lực vòng
FP =

6120.P 6120.6,3
=
=426,82 ( kg ) =4268,2 ( N )
V

90,334

2.4.2 Lực căng trên 2 nhánh băng tải
eµθ
F1 =FP µθ
e -1

GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

16

(8)

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến


ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
F2 =FP

1
e -1

(9)

µθ

Trong đó:
F1,F2: lần lượt là lực căng trên nhánh có tải và nhánh khơng tải.

Mối quan hệ giữa F1,F2 tương tự như mối quan hệ trong bộ truyền ñai
F1 =F2 .eµθ và F1 -F2 =FP
e: Cơ số logarit tự nhiên

e = 2,718

µ: Hệ số ma sát giữa puly và dây đai

θ: Góc ơm giữa dây đai và puly
Theo bảng 16[1] ta có: µ=0,3
Theo bảng 15[1] ta có: θ=1800=3,14rad
Thay vào (8),(9) ta có:

2,7180,3.3,14
F1 = 4268,2.
= 6995,74 ( N )
2,7180,3.3,14 -1
F2 = 4268,2

1
= 2727,54 ( N )
2,7180,3.3,14 -1

2.4.3 Lực căng tối thiểu
Lực căng tối thiểu ñược xác ñịnh nhằm giữ cho dây băng tải không bị trượt
quá 2% khoảng cách giữa các con lăn.
F4C =6,25.lC ( Wm +W1 )

(10)

F4r =6,25.lr .W1

(11)

Trong ñó:
F4C: lực căng tối thiểu trên nhánh căng
F4r: lực căng tối thiểu trên nhánh trùng
Wm: khối lượng vật phẩm phân bố trên một ñơn vị dài của băng tải
Wm =

Qt
120
=
=22,14 ( kg/m )
0,06.V 0,06.90,334

W1: Khối lượng phân bố của băng tải
lC: bước các con lăn đỡ nhánh có tải

GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

17

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến


ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải

lr: bước các con lăn đỡ nhánh chạy khơng
Theo bảng 13[1] ta có: W1 = 7,5(kg/m)
Theo bảng 12[1] ta có: lC = 1,2m; lr = 3m
Thay vào (10),(11) ta có:
F4C =6,25.1,2 ( 22,14+7,5 ) =222,3 ( kg ) =2223 ( N )

F4r =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 ñộ bền.
Theo bảng 14[1] ta có Fmax =FP +F4r =2223+1046,25=3269,25 ( N )
2.5 Tính tiết diện ngang dịng vật liệu

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

2

( m2 )

(12)

A: Diện tích mặt cắt ngang dịng vận chuyển (m2)
B: ðộ rộng băng tải (m)
K: Hệ số tính tốn

Theo bảng 4[1] ta có: K=0,1538
2.6 Tính chọn dây băng

Với loại vật liệu cần vận chuyển là than ñá, đây là loại vật liệu khơng có
phản ứng hóa học với dây băng nên ta chọn loại dây băng tải dệt nhiều lớp
Thơng 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:
F.TS=

Fmax .SFz
Be

(13)

Trong đó:
Fmax: lực kéo lớn nhất (kg)
SFz: hệ số an tồn
Be: là chiều rộng dây băng tải (cm)
Theo bảng 19[1] ta có: SFz = 8
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

18

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến


ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải

Thay vào (13) ta có: ST-No=

3269,25

= 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 động

Trong q 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 ñể ñịnh tâm giữa
băng và tang dẫn động được tốt thì mặt tang cần chế tạo mặt trụ hơi lồi. Tang
ñược chế tạo bằng gang đúc có cấu tạo hình 2.3. Theo tài liệu [5] đường kính của
tang được tính theo cơng thức sau:
D=(120÷150)Z

(14)

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 cơng thức:
Lt=B+2C (mm)

(15)

Trong đó B là chiều rộng băng
B=500 (mm)
Lt

C

D

B

Hình 2.3 Cấu tạo tang dẫn động

C=60÷70 (mm) Chọn C=65 (mm)
Vậy Lt=500+2.65=630 (mm)
GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

19

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến


ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải

2.7.2 Con lăn đỡ băng

Cơng dụng của con lăn đỡ là ñảm 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 khơng có tải lắp ñặt 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=200

ðường kính con lăn dcl ñược chọn theo dãy tiêu chuẩn, theo [6] ta chọn
được đường kính con lăn như sau:
Khi

B=500 (mm)

Thì dcl= 102 (mm)
Khoảng cách giữa hai hàng con lăn trên nhánh có tải xác định theo cơng thức sau:
(16)

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/m3 =460÷630 kg/m3
Với ρ <100kg/m3 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 ñược lấy bằng:
L”cl=2.L’cl=2.1500=3000 (mm) = 3 (m)
Tại vị trí nhập liệu để giữ cho băng tải khơng 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:
L't = 400÷500(mm)

Chọn L't =500(mm) = 500 (m)
+ Con lăn đỡ nhánh có tải (Hình 2.4)

GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

20

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến


ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạn dẫn động băng tải

Hình 2.4: Cấu tạo con lăn nhánh có tải

Theo [6] ta có bảng thiết kế con lăn
Bảng 2.3. Thơng số con lăn nhánh có tải
Kí hiệu

Chiều

con lăn

rộng

đỡ

dây

Khối

Các kích thước (mm)
Dc

A

L

l

l1

H

H1

H2

lượng
(kg)

băng
D7501-20 500

102 720 760

200

20

205

260

260

18.5

+ Con lăn đỡ nhánh khơng tải (Hình 2.5)

Hình 2.5 Cấu tạo con lăn nhánh có tải

GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

21

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến


ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải

Bảng 2.4. Thơng số con lăn nhánh có tải
Các kích thước (mm)

Kí hiệu Chiều
con lăn

rộng

đỡ

dây

Dc

A

L

l

l1

H

Khối
H1

B1

lượng
(kg)

băng
D7619

500

102

720

760

1400 600

154

205

100

10.5

2.7.3. Tính tốn thiết kế cơ cấu kéo căng băng

Cơ cấu kéo căng băng có nhiệm vụ tạo ra sức căng cần thiết cho băng, ñảm
bảo cho băng bám chặt vào tang dẫn và giảm ñộ 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 khn khổ và trọng lượng nhỏ.
Loại này thường dùng cho băng tải có chiều dài khơng lớn lắm và trong quá trình
làm việc băng bị giãn nhiều lần địi 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 ñược > 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 khơng 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 ñối cồng kềnh nên

ñể ñảm bảo việc căng băng ñược tối ưu nhất ta sử dụng cơ cấu căng băng dùng ñối
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 thơng thường nó được
xác định từ các cơng thức thực nghiệm có trong Table51[9].

GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

22

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến


ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải

Theo đề tài, tính tốn thiết kế băng tải có 1 puly dẫn ñộng ñặt ở ñầu băng tải
và băng tải vận chuyển vật liệu theo phương ngang. Do đó, dựa vào Table51[9] ta
xác ñịnh ñược lực căng trên trạm kéo căng như sau:
FT=F2 +Fr

Trong đó:

F2: lực căng trên nhánh khơng tải, F2= 2727,54 N

Fr: lực cản do ma sát giữa băng tải và con lăn ñỡ nhánh băng tải ñi về.

Theo mục 4.1.5[9] ta có:


W 
Fr =f ( l+l0 )  W1 + r  - ( H.W1 )
lr 

Trong ñó:

f: Hệ số ma sát giữa dây băng tải và các con lăn ñỡ;
l: Chiều dài băng tải theo phương ngang; l=100m
l0: Chiều dài băng tải theo phương ngang ñược ñiều chỉnh;
W1: Khối lượng phân bố của băng tải;
Wr: Khối lượng các chi tiết quay của một cụm các con lăn ñỡ nhánh

băng tải ñi về;
Lr: Bước các con lăn ñỡ nhánh không tải;
H: Chiều cao nâng;
Các giá trị của f, l0, W1, Wr, lr, lần lượt tra trong Table11[9], Table16[9],
Table14[9], Table15[9] ta ñược như sau:
f=0,022, l0=66m, W1=7,5kg/m, Wr=5,9kg/bộ, lr=3m
Thay vào cơng thức (4.47) ta có:
5,9 

Fr =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 ñối trọng ñể căng băng.

Kết luận: Dựa vào vật liệu, lưu lượng vận chuyển từ đó ta xác định được vận tốc,

GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

23

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến


ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạn dẫn động băng tải

cơng suất, chọn dây băng, tang dẫn ñộng, 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.

GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

24

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến


ðề án kỹ thuật

Thiết kế trạn dẫn ñộng băng tải
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, cơng suất phù hợp từ đó chọn động cơ thực tế rồi tiến
hành chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn. Tất cả những vấn ñề này ñược 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 ñược gọi là hộp giảm tốc. Hộp giảm tốc là
cơ cấu truyền ñộng bằng ăn khớp trực tiếp, có tỉ số truyền khơng đổi và được dùng
để giảm vận tốc góc và tăng mơmen xoắn.
Tùy theo loại truyền ñộng 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 ñược 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 cơng dụng
chung dùng răng nghiêng. So với răng thẳng, truyền ñộng bánh răng nghiêng làm
việc êm hơn, khả năng tải và vận tốc cao hơn, va ñập và tiếng ồn giảm. Còn so với
răng chữ V, răng nghiêng dễ chế tạo và giá thành rẻ hơn. Vì vậy, ở ñây ta sử dụng
bánh răng nghiêng ñể năng cao khả năng ăn khớp, truyền ñộng êm, vừa ñảm bảo
chỉ tiêu về kỹ thuật vừa ñảm 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 ñến 40. Chúng ñược bố trí theo ba sơ ñồ sau đây:

GVHD: Th.S Nguyễn ðình Ngọc

25

Sinh viên: Lâm Ngọc Tiến