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 [...]... 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. .. 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... 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 24 Lp Mỏy &Thit B M K54 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... = 800 mm : Chiều rộng băng n1 : Số lớp vải trong băng , n1 = 6 n : Hệ số an toàn của băng n= no k ol k mn k pt k chd Khi chuyển động ổn định : no = 7 kol - hệ số kể trên sự làm việc không đều của các lớp vải trong băng lấy k ol = 1 kmn - hệ số kể đến độ bền mối nối lấy kmn= 0,9 kpt - hệ số tính đến mức độ phức tạp của tuyến lấy kpt= 1 kchd - hệ số tính đến chế độ làm việc của băng lấy kchd = 0,95 n=... 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... 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... Stb) , m 2.S th Trong đó : Eo : 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 Stb , Stb : Sức căng trung bình nhánh có tải và nhánh không tải Stb = S3 + S4 1979, 25 + 11220, 24 = = 6599, 7 N 2 2 Stb = S1 + S 2 3922,84 + 1921, 6 = = 2922, 2 N 2 2 Sth : Lực căng băng tới hạn, N 103.0,8.6.550 Sth = [ St ]... Nguyn Chớ Tỡnh 25 Lp Mỏy &Thit B M K54 MY VN TI M B MễN MY & THIT B Tài liệu tham khảo 1.Hớng dẫn thiết kế môn học Máy nâng và máy vận tải PGS TS Võ Quang Phiên Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội, 2003 2 Máy & tổ hợp thiết bị vận tải mỏ PGS TS Nguyễn Văn Kháng NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 2005 3 Thiết kế Chi tiết máy Nguyễn Trọng Hiệp - Nguyễn Văn Lẫm NXB Giáo Dục, 2005 4 át lát máy nâng chuyển PGS... 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. .. Mph Mđm= 9550.N 9550.22 = = 144,8( KNm) ndm 1450 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 16 Lp Mỏy &Thit B M K54 MY VN