THIẾT KẾ BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU

Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXD B K38 Lời nói đầu Đồ án tốt nghiệp là một trong những nội dung quan trọng đối với sinh viên sắp tốt nghiệp .Ngoài mục đích kiểm tra sát hạch kiến thức lần cuối đối với sinh viên trớc khi ra trờng ,nó còn giúp cho bản thân mỗi sinh viên hệ thống lại toàn bộ những kiến thức đã học qua 5 năm đại học .Tập dợt cho mỗi sinh viên làm quen với thực tế sản xuất .Với ý nghĩa đó trong đề tài thiết kế của mình bản thân Em đã đợc giao đề tài thiết kế băng tải vận chuyển vật liệu cho nhà máy gạch Cầu Ngà .Đây có thể nói là đề tài không mới nhng nó có ý nghĩa thực tiễn đối với bản thân em khi ra làm việc,khi mà hiện nay đất nớc ta đang cố gắng tự nghiên cứu sản xuất các thiết bị máy móc trong nớc thay thế hàng nhập khẩu nhằm giảm chi phí đầu t . Đợc sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy giáo hớng dẫn : - Thạc sĩ : Nguyễn Lâm Khánh - Kỹ s : Nguyễn Văn Trung Cùng tập thể các Thầy ,Cô giáo trong bộ môn Máy Xây Dựng & Xếp Dỡ tr- ờng Đại Học GTVT Hà Nội cộng với sự nỗ lực của bản thân .Em đã hoàn thành thiết kế đợc giao. Do thời gian và kiến thức có hạn, mặc dù đã rất cố gắng .Song trong quá trình thiết kế không tránh khỏi những thiếu sót .Vì vậy Em kính mong các Thầy ,Cô giáo trong bộ môn nhận xét ,chỉ bảo để giúp Em hoàn thiện hơn đồ án của mình .Giúp cho buổi bảo vệ đồ án đạt kết quả tốt. Một lần nữa Em xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo hớng dẫn cùng toàn thể các Thầy, Cô giáo trong bộ môn đã giúp em hoàn thành đồ án này. Hà Nội ngày 15/5/2002 Sinh viên thực hiện Phạm Trung Thành Mục lục Chơng 1 : Tổng Quan Về Máy Và Thiết Bị Vận Chuyển Chơng 2 : tính toán thiết kế tổng thể băng tảI Chơng 3 : Thiết kế tính toán một số bộ phận của băng tải Chơng 4 : tính toán một số bộ phận truyền động củabăng tải 1 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXD B K38 Chơng 5 : Tính toán kết cấu thép của băng tảI đai Chơng 6 : bảo dỡng sửa chữa 2 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXD B K38 Chơng 1 Tổng quan về máy và thiết bị vận chuyển 1.1 Phạm vi ứng dụng của máy và thiết bị vận chuyển Cùng với sự phát triển đi lên của nền kinh tế đất nớc các ngành công nghiệp và xây dựng cũng có những bớc phát triển đáng kể . Cùng với sự phát triển đó thì ngành Máy Xây Dựng và Xếp Dỡ cũng không ngừng phát triển cả về số l- ợng và chất lợng . Trong đó phải kể đến sự phát triển của lĩnh vực máy và thiết bị vận chuyển .Trong các nhà máy và xí nghiệp sản xuất (nhà máy chế biến thực phẩm, nhà máy ,xí nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng .v.v ). Máy và thiết bị vận chuyển đóng vai trò quan trọng trong quy trình công nghệ sản xuất liên tục huặc gián đoạn .Muốn vận chuyển những vật liệu dời ,đóng túi , những kiện hàng huặc những vật liệu đơn chiếc theo hớng thẳng đứng huặc nằm ngiêng thì chủ yếu ngời ta dùng máy và thiết bị vận chuyển liên tục . Khác với các máy và thiết bị vận chuyển gián đoạn (cẩu,pa lăng ,cần trục ,thang máy .v.v ). Những máy và thiết bị vận chuyển liên tục có thể làm việc trong thời gian không giới hạn.Chuyên chở vật liệu theo hớng đã định .Không dừng khi nạp và tháo liệu .Nhờ có đặc điểm này mà chúng có năng suất tơng đối lớn so với các máy và thiết bị vận chuyển gián đoạn .Các máy và thiết bị vận chuyển liên tục hiện nay có thể chia ra làm 2 nhóm chính : Nhóm máy có bộ phận kéo và máy không có bộ phận kéo .Thuộc nhóm thứ nhất có băng tải đai ,băng gầu ,băng tấm .v.vThuộc nhóm máy thứ hai có 3 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXD B K38 các loại vít tải ,máy vận chuyển quán tính ,các hệ thống vận chuyển bằng không khí và vận chuyển bằng thuỷ lực. 1.2 Đặc điểm làm việc của băng tải cao su Trong các máy vận chuyển liên tục thì băng tải đai là loại máy đợc sử dụng nhiều nhất .Nó đợc sử dụng rộng rãi trong các hầm mỏ xí nghiệp sản xuất ,trên các công trờng xây dựng ,bến bãi nhà ga ,kho chứa để vận chuyển các loại hàng hoá ,vật liệu xốp dời ,vật liệu có cục nhỏ (nh xi măng ,ngũ cốc, than đá ,cát sỏi v.v ). Vật liệu dính ớt (nh hỗn hợp vữa ,bê tông ,đất sét ớt ). Các loại hàng kiện (nh vật liệu dời đợc đóng trong thùng hòm ), bọc gói .v.v ở các hầm mỏ ,xí nghiệp sản xuất đá băng tải đợc sử dụng để vận chuyển vật liệu từ chỗ khai thác đến nơi tập kết huặc vào các phơng tiện vận chuyển khác (nh ô tô ,tàu hoả ,tàu thuỷ ).Trong các kho bến bãi chúng đợc dùng để vận chuyển từ chỗ dỡ hàng đến nơi bảo quản và sử dụng . Băng tải đợc sử dụng nhiều nh vậy là do chúng có những u điểm nh :Cấu tạo đơn giản ,độ an toàn cao ,bền , có khả năng vận chuyển vật liệu rời và đơn chiếc theo các hớng nằm ngang và nằm ngiêng huặc kết hợp (nằm ngang và nằm ngiêng ). Vốn đầu t và chế tạo không lớn lắm.Có thể tự động hoá đợc ,vận hành đơn giản ,bảo dỡng dễ dàng ,làm việc không ồn ào ,năng suất cao .Tiêu hao năng lợng so với các máy vận chuyển khác không lớn lắm .Tuy vậy phạm vi sử dụng của băng tải cũng bị hạn chế vì chúng có độ dốc cho phép vận chuyển không cao (thờng từ 16 -24 tuỳ theo tính chất vật liệu đợc vận chuyển ) và không thể vận chuyển theo đờng cong đợc). 1.3 Cấu tạo tổng thể và nguyên lí hoạt động 1.3.1 Cấu tạo tổng thể Cấu tạo tổng thể của băng tải đai đợc mô tả ở hình vẽ 1.1 Cấu tạo tổng thể của băng tải đai bao gồm các bộ phận cơ bản sau : 1 : Động cơ dẫn động băng tải 2 : Bộ truyền động đai 3 : Tang trống chủ động 4 : Khung đỡ băng tải 5 : Con lăn đỡ nhánh không tải 6 : Cơ cấu căng băng 7 : Tang trống bị động 4 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXD B K38 8 : Máng cấp liệu ( Phễu cấp liệu ). 9 : Tấm băng tải 10 : Con lăn đỡ nhánh có tải 11 : Con lăn đứng 12 : Giá đỡ động cơ 13 : Chân đỡ băng tải 14 : Hộp giảm tốc 5 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXD B K38 1.3.2 Nguyên lí hoạt động khi động cơ điện 1 hoạt động sẽ truyền chuyển động quay qua bộ truyền đai ( huặc xích) 2 tới tang trống chủ động 3 làm tang trống quay và nhờ có ma sát giữa tang trống chủ động và tấm băng 9 mà tấm băng tải chuyển động theo.Vật liệu qua máng cấp liệu 8 đợc rót vào tấm băng tải đai cùng chuyển động theo tấm băng tải đai và đợc dỡ ra khỏi bằg qua tang trống chủ động 3 huặc bằng thiết bị dỡ vật liệu .Các con lăn đỡ nhánh băng có tác dụng đỡ băng ở nhánh làm việc và nhánh không làm việc .Thiết bị căng băng 6 có tác dụng làm cho băng không bị chùng để tránh làm ảnh hởng tới sự làm việc của băng . Khi băng tải làm việc theo phơng ngiêng 1góc nào đó cần phải có thiết bị an toàn để đề phòng băng quay ngợc lại làm đổ vỡ hàng hoá và gây tai nạn cho con ngời . 1.4 Phân loại băng tải Trong thực tế băng tải đai thờng có 2 loại thờng đợc dùng trong thực tế phổ biến là :băng tải cố định và băng tải di động 1.4.1 Băng tải cố định Loại băng tải này chỉ thực hiện công việc tại một vị trí nhất định trong dây chuyền công nghệ . Nó vận chuyển vật liệu theo phơng ngang huặc theo ph- ơng ngiêng 1 góc không lớn lắm .Có vị trí tháo liệu và nạp liệu cố định .Loại này kết cấu thép giá đỡ thờng đợc bắt cố định vào nền thông qua các bu lông nền nên đơn giản .Việc khai thác băng tải loại này phụ thuộc hoàn toàn vào nhu cầu công nghệ .Ưu điểm của nó là có thể vận chuyển đợc trong một khoảng cách xa . Kết cấu loại này đợc thể hiện trên hình 1.2 1.4.2 Băng tải di động Loại băng tải này có thể thực hiện công việc tại nhiều vị trí trong dây chuyền công nghệ .Kết cấu thép đỡ băng đợc đặt trên các chân đỡ có lắp bánh xe di chuyển . Có thể thay đổi chiều cao vận chuyển thông qua cơ cấu thay đổi góc ngiêng đặt băng . Loại băng tải này đợc sử dụng nhiều trong các xí nghiệp nghiền sàng đá ,trong các kho vật liệu ,trong các xí nghiệp sản xuất muối Kết cấu loại này đợc thể hiện trên hình 1.3 6 §å ¸n tèt nghiÖp Ph¹m Trung Thµnh MXD B – K38 7 §å ¸n tèt nghiÖp Ph¹m Trung Thµnh MXD B – K38 1.5 CÊu t¹o mét sè bé phËn chÝnh cña b¨ng t¶i 8 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXD B K38 1.5.1 Tấm băng Là bộ phận chủ yếu của băng tải . Nó thực hiện chức năng kéo và tải vật liệu .So với các bộ phận khác của băng tải thì tấm băng là bộ phận nhanh hỏng hơn .Giá thành của nó cao .Bởi vậy việc lựa chọn kết cấu băng hợp lí và đặc tính kỹ thuật phù hợp với điều kiện vận hành sẽ kéo dài thêm thời hạn làm việc của băng và có ý nghĩa thực tế về kỹ thuật và kinh tế . Băng cao su cấu tạo gồm 2 phần : phần lõi và phần cao su phủ bên ngoài .Phần lõi đảm bảo độ bền kéo ,chống tải trọng va đập ,đợc cấu tạo bằng nhiều lớp vải dán lại với nhau huặc do nhiều sợi cáp thép đặt dọc theo chiều dài băng huặc đan với nhau lại thành tấm .Phần cao su bọc ngoài nhằm bảo vệ cho phần lõi bên trong khỏi h hỏng do các tác dụng cơ học và môi trờng bên ngoài . Tấm băng phải thoả mãn các yêu cầu :đảm bảo đủ bền khi chịu kéo và chịu uốn ,độ đàn hồi nhỏ và độ dãn dài nhỏ .Có khả năng chống cháy ,ít hỏng vì mỏi và ít bị mài mòn .Không bị tách lớp và không bị xuyên thủng khi chở các loại vật liệu mỏng ,sắc cạnh .Độ uốn dọc tấm băng đủ lớn nhng không cần tăng đờng kính của tang quá mức .Độ uốn của băng trong mặt cắt ngang đảm bảo tạo thành lòng máng dễ dàng tiếp xúc với các hàng con lăn. Bền ,chống mục nát , ít bị già hoá .Có khả năng duy trì độ bền do tác dụng cơ học và tác dụng do khí hậu môi trờng ẩm ớt , nhiệt độ quá cao huặc quá thấp . 1.5.2 Bộ phận dẫn động Bộ phận dẫn động gồm có các tang dẫn, cơ cấu truyền động từ động cơ đến tang, và động cơ.Bộ phận dẫn động là bộ phận quan trọng trong kết cấu băng tải .Tuỳ theo năng suất yêu cầu ,vị trí lắp đặt và môi trờng làm việc khác nhau mà nó có kết cấu khác nhau .Có kết cấu tang dẫn có nén con lăn ,nén băng ,nén chân không ,tăng nam châm điện từ nhằm tăng khả năng dính bám kéo của trạm dẫn nhờ tăng hệ số ma sát ,tăng hệ số dính bám giữa bề mặt tang với băng .Ngời ta thờng đặt bộ phận dẫn động mà ở đó nhánh cuốn của tấm băng trên bề mặt tang là căng nhất .Để cho tấm băng đợc định tâm lớn nhất thì cần chế tạo mặt trụ tang hơi lồi ,(thờng bằng 0,005 chiều dài tang ) .Muốn băng không bị uốn đột ngột gây ra các hiện tợng phá hỏng ,phải chọn kích thớc của tang theo chiều dày và số lớp đệm của tấm băng .Chiều dài tang cần phải lớn hơn chiều rộng tấm băng 100 mm .Tang có thể đợc chế tạo bằng gang huặc bằng thép hàn CT3. Muốn tăng lực kéo thông thờng ngời ta nâng cao hệ số ma sát giữa băng và tang huặc tăng góc ôm giữa băng và tang .Để tăng hệ số ma sát ngời ta thờng 9 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXD B K38 bọc bên ngoài tang 1 lớp băng vải cao su ,có thể làm tăng hệ số ma sát từ 0,3 ữ0,5 trong một số trờng hợp hệ số ma sát này có thể tăng tới 0,65 .Kết quả là làm tăng lực kéo băng tải và mở rộng phạm vi ứng dụng có hiệu quả khi đạt băng trên độ dốc lớn huặc trên chiều dài lớn .Ngoài ra còn cho phép dùng băng tải với một tang dẫn .Kết cấu không bị uốn gập nhiều .Do vậy độ bền của băng đợc tăng lên .Trong phần lớn trờng hợp khi tuyến băng kéo dài ,để giảm bớt số lợng thiết bị đặt trên tuyến ngời ta có thể thay thế 1 tang dẫn bằng 2 hay nhiều tang dẫn .Sử dụng phổ biến bộ phận dẫn động 2 tang với 2 động cơ riêng biệt .Trờng hợp băng tải công suất nhỏ có thể dùng sơ đồ động học với bộ truyền cứng truyền động cho 2 tang từ một động cơ .Để tăng góc ôm của băng trên tang dẫn ngời ta thờng chọn những sơ đồ có kết cấu hợp lí để tăng góc ôm theo yêu cầu .Tuỳ theo sơ đồ đặc tính ngời ta có thể tăng góc ôm = 180 o ữ510 o Trên hình 1.4 là một số sơ đồ đặc tính của bộ phận dẫn động . Sơ đồ dẫn động với góc ôm nhỏ ( hình 1.4.a,b ) dùng cho những băng tải có năng suất trung bình và thấp .Với những sơ đồ có góc ôm lớn thì dùng cho băng tải có năng suất cao ( hình 1.4 c,d,e ). Để truyền động từ động cơ đến tang chủ động ngời ta có thể sử dụng bộ truyền động đai huặc xích thông qua 1 hộp giảm tốc . 10 [...]... K38 Chơng 2 Tính Toán Thiết Kế Băng Tải 2.1 Chọn vật liệu chế tạo băng tải 2.1.1 Tấm băng Căn cứ vào điều kiện làm việc thực tế của băng là vận chuyển vật liệu đất ẩm ( = 1,5 tấn /m3) ,chiều dài vận chuyển dài ,vật liệu không có độ nhám nhiều Kết cấu băng cần đơn giản Mặt khác theo yêu cầu là thiết kế băng tải cao su do đó ta lựa chọn băng tải cao su cốt vải để sử dụng 2.1.2 Kết cấu thép Chọn loại... độ mòn của băng ở nơi chất tải dẫn đến làm giảm khả năng làm việc và tuổi thọ của băng Trong thực tế vận tốc của băng nơi vận chuyển vật liệu có hạt nhỏ và vừa thờng có giá trị từ 0,8 ữ 1.25 m/s Ta chọn vận tốc băng tải thiết kế là v = 0,85 m/s 2.2.5 Xác định chiều rộng băng tải :B (mm) Để đảm bảo năng suất và tốc độ băng tải ta chọn loại băng lòng máng 2 con lăn đỡ để thiết kế Hình 2.1 :Băng lòng... băng (khung đỡ băng ) 2.2 Xác định các thông số cơ bản của băng tải 2.2.1 Năng suất yêu cầu: N (T/h) Căn cứ vào năng suất yêu cầu thiết kế ,ta thiết kế băng tải có năng suất N=30 m3/h ( = 1,5 tấn/h) N=45 tấn/h 2.2.2 Chiều dài băng tải : L(m) Qua việc nghiên cứu vị trí làm việc ta xác định đợc chiều dài băng tải L =25 (m) 2.2.3 Góc ngiêng đặt băng : (độ) Do góc chảy tự nhiên của vật liệu đợc vận chuyển. .. tiết diện dòng vật liệu huặc tải trọng phân bố trên 1 mét chiều dài băng càng nhỏ , giảm đợc lực căng băng , do đó có thể chọn đợc chiều rộng băng nhỏ hơn ,độ bền băng thấp tức là đã chọn đợc loại băng có giá thành rẻ hơn Tuy nhiên vận tốc băng cao quá cũng không có lợi ,vì với vận tốc cao ,chiều rộng băng nhỏ ,chuyển động của băng cũng kém ổn định dẫn đến vật liệu trong băng văng ra ngoài ,băng dễ bị... băng tải : -vận tốc băng tải : trọng lợng riêng của vật liệu đợc vận chuyển Từ Fb = N (m2) 3,6.v. Fb = 45 = 0,0098 (m2) 3,6.0,85.1500 (2.3) Thay số ta đợc : Từ công thức (2.1) ta có chiều rộng B: B = Fb (m) (2.4) 0,0087 Thay giá trị Fb = 0,0098 vào (2.4) ta đợc B = 0,335 (m) Tra bảng tiêu chuẩn bề rộng băng tải tơng ứng với loại vật liệu đợc vận chuyển là loại có hạt nhỏ và vừa ta chọn chiều rộng băng. .. ngiêng đặt băng lớn nhất của băng tải phải đảm bảo sao cho vật liệu trong suốt quá trình vận chuyển sẽ không bị tụt xuống dới Với góc chảy vật liệu nh trên ta 18 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 chọn đợc max=18 Tuy nhiên theo vị trí làm việc của băng ta xác định đợc = 11,5 2.2.4 Vận tốc băng tải Để đảm bảo năng suất làm việc ,việc lựa chọn vận tốc hợp lí có ý nghĩa kinh tế rõ rệt Vận tốc... thấp Do đó ta lựa chọn phơng án băng tải cố định để thiết kế Băng tải đợc bố trí theo phơng ngiêng với dạng mặt cắt hình chữ V sử dụng 2 con lăn đỡ làm tăng sự tiếp xúc của vật liệu với băng Đảm bảo vật liệu không bị trợt theo phơng ngiêng - Chiều dài băng tải theo đo đạc tại nhà máy là L = 25 (m) ,góc ngiêng là : =11,5o - Sử dụng cơ cấu căng băng kiểu vít nhằm làm cho kết cấu đơn giản ,giá thành hạ... Bách Khoa Hà Nội 2000) Trong đó : Ln: Hình chiếu độ dài vận chuyển (Ln =Lcos) H : Chiều cao vận chuyển vật liệu (m) (Nếu băng tải đặt nằm ngang thì H=0) Q : năng suất của băng tải (T/h) Q = 45 (T/h) v : vận tốc của băng (m/s) v = 0,85 (m/s) k1 : hệ số phụ thuộc vào chiều rộng băng Với B = 500 (mm) thì k1 =0,015 k2 : hệ số phụ thuộc vào chiều dài vận chuyển Với L =25 m thì k2 = 1,12 ở đây ta có : H = 5,15... dài băng tải Công dụng của khung đỡ và hệ thống con lăn của băng tải là đảm bảo vị trí của tấm băng theo chiêù dài vận chuyển và hình dạng của tấm băng đó trên nhánh có tải Tât cả các con lăn đợc gắn trên khung dọc theo suốt chiều dài băng theo các cự li nhất định Trên nhánh có tải tuỳ theo chiều rộng băng và tải trọng chất đầy trên nó mà có thể lắp đặt 1, 2, 3 huặc 5 con lăn Trên nhánh không tải lắp... lăn huặc ổ trợt và quay quanh trục cố định gắn chặt trên giá đỡ của băng 15 Đồ án tốt nghiệp Phạm Trung Thành MXDB K38 1.6 Lựa chọn phơng án thiết kế Dựa vào kết cấu các loại băng tải trên và căn cứ vào yêu cầu thực tế của băng tải cần thiết kế là : - Năng suất của băng tải là 30 m 3/h (45 T/h ) thuộc loại năng suất trung bình - Vận chuyển theo phơng ngiêng - Vị trí làm việc là cố định - Vị trí làm