cơ cấu cắt gạch ống 8X18

Lò này được du nhập vào miền Bắc Việt Nam khoảngthập niên 70 của thế kỷ 20, Đây là dạng lò nung dạng ống trụ hình chữ nhật đặt nằm.Đây là kiểu lò nung liên tục với buồng đốt cố định, gạc

Chương 1

TỔNG QUAN 1.1 Tình hình sản xuất gạch ở VN.

Gạch nung là vật liệu xây dựng truyền thống chiếm vị trí quan trọng trong támloại vật liệu xây dựng cơ bản sau:

cơ sở sản xuất gạch với khoảng 1695 lò Ở Đồng Tháp toàn tỉnh có khoảng 265 cơsở…

Với nhu cầu như vậy về sản lượng gạch nung cho các vùng ĐBSCL là rất lớn.Quy mô sản xuất hộ gia đình không còn đáp ứng nổi với nhu cầu đó nên các cơ sở,doanh nghiệp sản xuất gạch dần thay thế cả về quy mô sản xuất lẩn công nghệ sản xuấtđáp ứng xu thế trên Nâng cao các lò sản xuất với số lượng gạch lớn cũng đòi hỏitương ứng sự thay thế bằng việc cơ khí hóa tất cả các thiết bị, cơ cấu trong quy trìnhsản xuất gạch ngày càng đặt ra cấp thiết

1.2 Các kiểu lò gạch.

1.2.1 Kiểu lò thủ công

Hình 1.1 Kiểu lò thủ công

Lò thủ công truyền thống được sử dụng phổ biến ở Việt Nam từ lâu đời Lòđược xây dựng trên địa hình bằng phẳng, thường xây thành từng cặp có kích thước phổbiến (dài x rộng x cao) là: 11 x 2,05 x 5,5 (m) Cấu tạo gồm miệng lò để trống, có lợpmái để che mưa Cửa trước và cửa sau để trống khi xếp gạch mộc vào và lấy ra gạchsau khi nung Hai cửa này sẽ được xây bít lại khi đã xếp xong gạch mộc vào

Ưu điểm:

- Chi phí đầu tư thấp phù hợp với sản xuất nhỏ

- Thủ công, tranh thủ được lao động thời vụ nông nhàn

- Cung cấp gạch xây tại chỗ, giảm chi phí vận chuyển, giá thành có khả năngcạnh tranh cao

1.2.2 Kiểu lò nung Hoffman

Do người Đức phát minh năm 1858 Đây là kiểu lò nung theo công nghệ nungliên tục với buồng đốt di động Lò này được du nhập vào Việt Nam (miền Nam) vàothập niên 60 của thế kỷ 20 Năm 2008 và 2009 tại tỉnh An Giang (Chợ Mới) có một

số chủ cơ sở đã triển khai xây dựng kiểu lò này nhung do quá trình xây dựng vàchuyển giao không được thực hiện một cách nghiêm túc nên đang gặp nhiều khó khăntrong vận hành Lò Hoffman gồm 2 dãy, mỗi dãy có 11 khoang gạch với 12 cửa đốt(có thể có số khoang và số cửa nhiều hơn)

Hình 1.2 Kiểu lò nung Hoffman

Có 2 phương pháp đốt cơ bản là đốt cửa hông và đốt trên xuống, đồng thời cóthể kết hợp cả 2 cách đốt lò này đã được cải tiến bởi nhiều tổ chức và cá nhân đểchuyển từ việc đốt củi sang đốt phụ phẩm nông nghiệp (vỏ cà phê, vỏ hạt điều, vỏ đậuphộng, trấu) như hiện nay Lò Hoffman hiện đang được sử dụng rộng rãi tại Tây Ninh,Bình Thuận vả rãi rác một số tỉnh miền Đông Nam bộ Qua khảo sát tại Tây Ninh chothấy nhu cầu nhiên liệu trấu đốt cho 1 kg gạch vào khoảng 150g (tiết kiệm trên 60%lượng trấu) lợi nhuận tăng cao với lò thủ công Ngoài ra, do sử dụng ít nhiên liệu và sửdụng hiệu quả cao nguồn nhiệt, do đốt liên tục và tuần hoàn, nên giảm lượng khí ônhiễm thải ra môi trường (giảm trên 70% so với lò thủ công) Đặc biệt, do sử dụngnhiệt triệt để, khói thải tập trung tại một ống khói cao từ 11-15m, chủ động đẩy khóibằng mô tơ quạt, nên dễ xử lý ô nhiễm môi trường

Chi phí đầu tư: khoảng 1 tỉ đồng/lò công suất 1.000.000 viên/tháng (sản lượngtương đương 10 lò thủ công)

Ưu điểm:

- Dễ vận hành, sử dụng được nhiều loại nhiên liệu khác nhau như than đá, củi,gas, dầu, phụ phẩm nông nghiệp

- Gây ô nhiễm môi trường trung bình, dễ xử lý môi trường

- Chất lượng gạch sau nung khá đồng đều, tỉ lệ gạch ống đạt mác 50 trên 85%

Nhược điểm:

- Cần diện tích mặt bằng lớn

- Chí phí đầu tư ban đầu lớn

- Tỉ lệ hao hụt cao khi phải dựng lò không chủ động

1.2.3 Kiểu lò Tuynel (lò đường hầm).

Hình 1.3 Kiểu lò Tuynel

Do người Đức phát minh năm 1877 Đây là kiểu lò nung theo công nghệ nungliên tục với buồng đốt cố định Lò này được du nhập vào miền Bắc Việt Nam khoảngthập niên 70 của thế kỷ 20, Đây là dạng lò nung dạng ống trụ hình chữ nhật đặt nằm.Đây là kiểu lò nung liên tục với buồng đốt cố định, gạch mộc được chất trên các xegoòng và lần lượt di chuyển qua một buồng đốt cố định Kiểu lò này được sử dụng phổbiến nhất ở các nước phát triển và hiện tại lò tuy Tuynel đã được tự động cao và đượcđánh giá thích hợp cho điều kiện sản xuất công nghiệp và quy mô lớn

Lượng than đá sử dụng dao động từ 70 – 75g/1kg gạch Nhiên liệu sử dụng có thể làthan đá, khí gas, dầu các loại

Chi phí đầu tư: khoảng 3,5 tỉ đồng/lò 1.250.000 viên/tháng (sản lượng tươngđương 12 lò thủ công)

Ưu điểm:

- Dễ xử lý môi trường

- Có khả năng tự động hóa cao

- Chất lượng gạch sau nung đạt có độ đồng đều trung bình, gạch ống đạt mác 50trên 90%

Nhược điểm:

- Cần diện tích mặt bằng lớn

- Chí phí đầu tư ban đầu lớn

- Tỉ lệ hao hụt cao khi phải dừng lò không chủ động

sản lượng dễ dàng Lửa đốt và hơi nóng được dẫn đi theo đường Zig-Zag nên lượngnhiệt liệu đốt có giảm.

Hình 1.4 Kiểu lò Habla

Hiện lò nung gạch đốt trấu cải tiến đang được thử nghiệm tại huyện Lai Vung,Đồng Tháp (Cơ sở Năm Phương, Cty TNHH Kim Thạch) với công suất 20.000 viênngày đêm, là một kiểu lò tương tự lò Habla Qua đánh giá sơ bộ cho thấy, lượng trấu

sử dụng dao động 250g – 300g trấu/1kg gạch (tiết kiệm 30% so với lò thủ công)

Chi phí đầu tư: khoảng 600 triệu đồng/lò 500.000 viên/tháng (Sản lượng tươngđương 5 lò thủ công)

Ưu điểm: Chi phí đầu tư trung bình, dễ vận hành, sử dụng được nhiều loại

nhiên liệu khác nhau như than đá, củi, gas, dầu, phụ phẩm nông nghiệp Có thể chuyểnsang dạng lò nung bán liên tục, dễ xử lý môi trường, chất lượng gạch sau nung kháđồng đều, tỉ lệ gạch ống đạt mác 50 ( 60< M50< 80%)

Nhược điểm: tiêu hao nhiên liệu cao, gây ô nhiễm môi trường khá cao.

1.2.5 Kiểu lò VSBK ( Vertical Shaft brick kiln hay lò nung liên tục kiểu đứng).

Do người Trung quốc phát minh 1958 Đây là kiểu lò nung theo công nghệnung liên tục với buồng đốt cố định Lò nung dạng ống trụ hình chữ nhật đặt đứng,gạch mộc được nạp vào miệng lò từ phía trên và lấy ra ở dưới đáy lò Lò vận hành dựatrên nguyên lý khí động học nên sử dụng năng lượng rất hiệu quả Kiểu lò này đượcxây dựng lần đầu tiên tại Việt Nam (Hưng Yên) vào năm 2001 và áp dụng tại AnGiang vào năm 2003 nhưng hoạt động không hiệu quả (do một chủ cơ sở tự xây dựngsau khi đi tham quan mô hình tại Hưng Yên), năm 2005 công nghệ này được SởKH&CN tỉnh Đăk Lăk chuyển giao về An Giang (xã Mỹ Hội Đông) Hiện tại kiểu lònày đã được nhiều tổ chức KHCN cải tiến nên tương đối hoàn thiện về mặt công nghệ

và đạt hiệu quả khá cao, tỉ lệ hao hụt giảm (dao động từ 7 – 5% so với 20 – 30% trong

những năm trước 2005); lượng than đá sử dụng với mức 45 - 50g than đá/1kg gạch(giảm 20% so với bản đầu tiên)

Hình 1.5 Kiểu lò VSBK

Chi phí đầu tư: khoảng 300 triệu đồng/lò công suất 300.000 viên/tháng (sảnlượng tương đương 3 lò thủ công)

Ưu điểm:

- Chi phí đầu tư ban đầu trung bình,

- Không cần xử lý môi trường,

- Chất lượng gạch sau nung có độ đồng đều cao, lượng gạch ống đạt mác 50 >80%

Nhược điểm:

- Tỉ lệ gạch bể cao >7% và có thể tăng lên vài chục % nếu vận hành không đảmbảo kỹ thuật

- Khó vận hành

- Sử dụng duy nhất một loại nhiên liệu là than đá

1.2.6 Lò nung gạch đốt trấu kiểu Thái Lan.

Hình 1.6 Lò nung gạch đốt trấu kiểu Thái Lan

Do các giáo sư người Thái nghiên cứu và hoàn thiện vào năm 2000

Đây là kiểu lò nung theo công nghệ nung bán liên tục với buồng đốt di động.Kiểu lò này được áp dụng lần tiện tại Việt Nam (An Giang) vào năn 2006 Lò được xâytheo dạng hình vuông, có bốn buồng đốt, mỗi buồng đốt chứa từ 1800 - 2000 viên

gạch ống, thời gian nung cho mỗi buồng từ 8 đến 12 giờ tùy theo loại đất ở khu vực,Hiện lò này đã được cải tiến nâng công suất lên 2500 viên/buồng đốt và lắp đạt thêm

hê thông xử lý môi trường nên có thể triển khai áp dụng cho các cơ sở sản xuất vớiquy mô hộ gia đình Do đặt thù của lò là tận dụng nguồn nhiệt đầu ra của buồng đốt đểsấy gạch mộc ở các buồng kế cận và có thể lấy nhiệt ở buồng làm nguội để sấy nóngkhông khí trước khi đi vào lò buồng nung Do đó lò đạt hiệu suất nhiệt khá cao vềnhiệt và tiết kiệm nhiên liệu 250g trấu/1kg gạch (tiết kiệm trên 35% lượng trấu so với

lò thủ công)

Đặc biệt, do sử dụng nhiệt khá triệt để, khói thải có nhiệt độ thấp (dưới 120oC)

và tập trung tại một đầu ra do một quat trung tâm điều tiết nên dễ xử lý ô nhiễm

Chi phí đầu tư: khoảng 150 triệu đồng/lò công suất 150.000 viên/tháng (sảnlượng tương đương 1,5 lò thủ công)

- Gây ô nhiễm môi trường trung bình (dễ xử lý môi trường)

- Cần nhiều thời gian bảo trì lò

1.3 Các loại gạch nung.

1.3.1 Gạch ống: là loại gạch xây tường được sử dụng rộng rãi cho các côngtrình nhà cao tầng, nhà ở

Hình 1.7 Gạch ống Bảng 1.1: Thông số các loại gạch ống:

Mã số Trọng lượng

(Kg/viên)

Kích thước(mm)

Số viên/m2

1.3.2 Gạch thẻ: Gạch được dùng để xây tường chịu lực, chịu tải trọng, có thể lát nền chịu tải và xây trang trí không tô.

Số viên/m2

1.3.3 Gạch lát nền: Thường được sử dụng lát trang trí ở nền nhà, sân vườn,

sân đình, sân chùa, sân phơi, vỉa hè, quảng trường, đường đi,… một số sản phẩm có chân ở mặt dưới để tăng độ bám dính với vữa Loại gạch này có nhiều kích thước và mẫu mã khác nhau

Hình 1.9 Gạch tàu Bảng 1.3: Thông số các loại gạch tàu:

Mã số Trọng lượng

(Kg/viên)

Kích thước(mm)

Bảng 1.4: Thông số các loại gạch ngói:

Loại gạch Trọng lượng

(Kg/viên)

Chiềudài(mm)

Chiềurộng(mm)

Chiềucao(mm)

Sốviên/m2

1.3.5 Gạch cẩn tường: dùng để trang trí các mảng tường hoặc cột, nhằm tạo

cảm giác gạch xây không tô trong kiến trúc … Ưu điểm khi của loại gạch này là thi công nhanh và chi phí rẻ

Hình 1.11 Gạch cẩn tường Bảng 1.4: Thông số các loại gạch cẩn tường:

Loại gạch Trọng lượng

(Kg/viên)

Chiềudài(mm)

Chiềurộng(mm)

Chiềucao(mm)

Sốviên/m2

Đất sét sau khi ngâm ủ theo đúng thời gian quy định từ trại chứa được xúc đổvào thùng tiếp liệu để đưa vào công đoạn sơ chế

Công đoạn sơ chế lần lượt gồm:

Hình 1.13 Sơ đồ sơ chế vật liệu sản xuất gạch

Hình 1.14 Quá trình của vật liệu trong sản xuất gạch

Đất sét sau khi sơ chế được đưa vào máy nhào trộn 2 trục để trộn với than cám

đá nhằm đạt độ dẻo cần thiết qua máy đùn hút chân không đưa nguyên liệu vào khuôn

để tạo ra sản phẩm dạng thanh Tiếp theo qua máy cắt gạch tạo thành gạch mộc (gạchchưa nung)

Sản phẩm gạch mộc sau khi có hình dáng chuẩn được vận chuyển lên trại phơi

để phơi tự nhiên hoặc sấy phòng trong trường hợp cần thiết cho đến khi sản phẩm đạt

độ khô thích hợp

Hình 1.15 Sơ đồ dây chuyền sản xuất gạch

Xếp phôi sản phẩm gạch mộc lên xe goòng (đối với lò nung tuynel) xông – sấy

Thùng

cấp liệu

Máy cán thô

Máy cán mịn

Máy nhào

Máy đùn

Máy cắt gạch Sân chứa mộc để phơi

Lò nung Gạch thành phẩm

thô

Nghiềntinh

trong lò nung trong một khoản thời gian nhất định, sau đó chuyển sang lò nung đểnung ở nhiệt độ khoảng 900 độ C, sau đó sản phẩm được làm nguội ngay trong lò cho

Ở hình 1.16 loại cắt gạch với nhiều dây cắt được đặt dọc theo một cái khung có

thể quay quanh trục của nó,khoảng cách giữa mỗi dây bằng với chiều dài của viên gạch Khi gạch được đùn ra đủ chiều dài thì người lao động sẽ xoay cái khung qua mộtbên quá trình cắt được thực hiện xong

Hình 1.16 Cắt gạch với nhiều dây cắt bằng thủ công

Hình 1.17 khi gạch được đùn ra đủ chiều dài thì người lao động sẽ dùng thanhthước ấn xuống để cắt

Hình 1.17 Cắt gạch bằng thanh thước ấn xuống

1.5.2 Một số máy cắt gạch tự động.

Máy cắt gạch với dây cắt quay vòng tròn: Ở đây dây cắt được nối trên một bánh

xe rỗng quay quanh chính nó do một động cơ dẫn động và chúng chuyển động cùngtốc độ với hàng gạch mộc đùn ra khi thực hiện cắt

Hình 1.18 Máy cắt gạch với dây cắt quay vòng tròn

Máy cắt với dây cắt qua lại theo phương ngang và máy cắt với dây cắt lênxuống theo phương đứng hai loại máy cắt này hoạt động dựa trên cùng một nguyên lýchỉ khác nhau về phương cắt Ở loại này có nhiều dây cắt được bố trí sao cho khoảngcách của mỗi dây cắt đúng bằng chiều dài viên gạch Quá trình cắt thông qua cơ cấubiên tay quay, biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến

Hình 1.19 Máy cắt với dây cắt qua lại theo phương ngang

Hình 1.20 Máy cắt với dây cắt lên xuống theo phương đứng

1.6 Các máy cắt gạch hiện có ở ngoài nước.

Hình 1.21 Máy cắt gạch của Italia.

Hình 1.21 Máy cắt gạch của Đức.

Phương pháp này ít được sử dụng do có nhiều nhược điểm:

- Dao cắt có bề bảng rộng khi cắt diện tích tiếp xúc với mặt cắt lớn nên vết cắtkhông được ngọt, mặt cắt bị sứt mẻ không bóng và không đạt tiêu chuẩn

- Dao cắt sắc bén nên có thể gây nguy hiểm cho người sử dụng

- Khó chế tạo thay thế và bảo dưỡng

Phương án 2: Dùng dây cắt.

Phương pháp này đang được sử dụng rộng rãi ở các cơ sở với nhiều ưu điểm:

- Cắt với dây cắt có thân mảnh nên vết cắt ngọt,bề mặt cắt không bị biến dạng

- Không gây nguy hiểm cho người sử dụng

- Dây cắt thì phổ biến nên khi bị hỏng thì dễ tìm kiếm và thay thế

2.2 Lựa chọn phương pháp cắt.

Phương án 1: Cắt với dây cắt chuyển động tịnh tiến lên xuống.

Hình 2.1 Máy cắt với dây cắt chuyển động lên xuống

Ưu điểm:

- Một lần cắt có thể cắt được nhiều viên gạch mang lại hiệu quả cao

- Các viên gạch đều có chiều dài bằng nhau, mặt cắt ít bị biến dạng

- Giảm chu kỳ làm việc của cơ cấu

- Máy dễ sử dụng, vận hành và sửa chữa

- Giá thành chế tạo rẻ

Nhược điểm: Cồng kềnh.

Phương án 2: Cắt với dây cắt chuyển động xoay vòng.

Hình 2.2 Máy cắt gạch với dây cắt quay vòng tròn

Ưu điểm:

- Kết cấu đơn giản, hoạt động êm ái không gây nhiều tiếng ồn

- Sản phẩm ít bị biến dạng khi cắt, mặt cắt vuông vức

- Máy dễ sử dụng, vận hành và sửa chữa

Nhược điểm:

- Yêu cầu chế tạo với độ chính xác cao

- Giá thành cao

Phương án 3: Cắt với dây cắt chuyển động lắc.

Theo phương pháp này một đầu dây cắt được cố định đầu còn lại chuyển độngthẳng đứng theo quỹ đạo cung tròn

- Hiệu quả sử dụng không cao

Từ 3 phương án trên ta nhận thấy phương án 1 là tốt nhất

2.3 Lựa chọn con lăn.

Phương án 1: Con lăn vỏ làm bằng nhựa.

Hình 2.3 Con lăn bằng nhựa

Ưu điểm:

- Vận chuyển được vật liệu ăn mòn

- Chạy êm giảm tiếng ồn

- Giá thành cao hơn con lăn làm bằng nhựa

Phương án 3: Con lăn bằng thép vỏ bọc cao su.

Hình 2.5 Con lăn bằng thép vỏ bọc cao su

Dựa vào bảng và những phân tích trên ta thấy phương án 3 là tối ưu nhất

2.4 Lựa chọn cơ cấu tạo chuyển động cắt.

Theo nguyên lí máy cắt gạch thì chuyển động cắt chính là chuyển động tịnh tiếnlên xuống của dao cắt

Chuyển động tịnh tiến chủ yếu được tạo ra nhờ các cơ cấu sau:

- Chuyển động tịnh tiến nhờ hệ thống thủy lực

- Chuyển động tịnh tiến nhờ cơ cấu hình sin

- Chuyển động tịnh tiến nhờ tay quay con trượt

- Chuyển động tịnh tiến nhờ cơ cấu cam

Ta cần phân tích chọn phương án tối ưu nhất cho máy thiết kế

Yêu cầu Hệ số Biến thể của giải pháp

2.4.1 Chuyển động tịnh tiến nhờ hệ thống thủy lực_A.

- Chuyển động êm dịu với lực lớn

- Dễ điều khiển tự động hoá

Nhược điểm:

- Các thiết bị tạo hệ thống thuỷ lực như van tiết lưu, van phân phối, van antoàn… rất phức tạp, giá thành cao

- Yêu cầu độ chính xác cao

- Hệ thống ống dẫn phải kín, chống rò rỉ Khi bị rò rỉ thì hiệu suất của máy thấp

- Vận tốc làm việc không cao

2.4.2 Chuyển động tịnh tiến nhờ cơ cấu hình sin_B.

Hình 2.7 Sơ đồ cấu tạo hình sin Nguyên lí hoạt động: Tay quay AB quay tròn làm cho con trượt trượt trong

khe 2 truyền chuyển động tịnh tiến cho cần 3

Ưu điểm: Có hành trình chuyển động khá lớn.

Nhược điểm:

- Cơ cấu phức tạp.

- Kết cấu cồng kềnh đòi hỏi không gian lớn

- Độ cứng vững thấp

2.4.3 Chuyển động tịnh tiến nhờ cơ cấu tay quay con trượt_C.

Hình 2.8 Cơ cấu tay quay con trượt

Có hai loại là cơ cấu lệch tâm và cơ cấu chính tâm

Đặc điểm: Biến chuyển động quay của tay quay AB thành chuyển động tịnh

tiến của con trượt

So với cơ cấu hình sin thì cơ cấu này đơn giản hơn, hiệu suất cao, thiết kế dễdàng, có độ cứng vững cao

2.4.4 Chuyển động tịnh tiến nhờ cơ cấu cam_D.

Hình 2.9 Cơ cấu cam

Cơ cấu cam là cơ cấu có khớp loại cao, thực hiện chuyển động qua lại của khâu

bị dẫn nhờ vào đặc tính hình học của thành phần khớp cao trên khâu dẫn

Khâu dẫn 1 của cơ cấu được gọi là cam, còn khâu bị dẫn 2 được gọi là cần(Hình 2.9):

- AB là kích thước động của khâu 1, AB thay đổi trong quá trình làm việc

- Khớp cao giữa khâu 1 và khâu 2 là B

Ưu điểm: Có khả năng thực hiện được những chuyển động có chu kỳ phức tạp

của khâu bị dẫn với độ chính xác cao

Nhược điểm:

- Khớp cao B tiếp xúc theo điểm hay theo đường, dẫn đến hao mòn nhanh ở bềmặt làm việc.

- Khó chế tạo chính xác bề mặt làm việc của cam

Bảng 2.2: Lựa chọn các hệ số:

Từ những phân tích trên ta thấy phương án chuyển động tịnh tiến nhờ cơ cấutay quay con trượt là tối ưu nhất so với các phương án cơ cấu khác

2.5 Lựa chọn loại băng tải.

Dựa vào đặc điểm của gạch mộc là loại vật liệu rời, kích thước không quá nhỏ

và trọng lượng tương đối nhẹ nên ta đưa ra hai phương án chọn băng tải sau:

Phương án 1: Băng tải cao su.

Hình 2.10 Băng tải cao su

- Có hiệu quả kinh tế cao và trọng lượng nhẹ

- Cường độ chịu tải lớn, chịu lực va đập lớn

- Vận chuyển được nhiều loại vật liệu, ở khoảng cách lớn

Nhược điểm:

- Có khả năng co dãn nên dẫn đến việc dãn dư băng tải

- Không dùng cho vật liệu có nhiệt độ cao

- Không dùng cho vật liệu các bề mặt có chất dầu

Phương án 2: Băng tải con lăn.

Hình 2.11 Băng tải con lăn

Ưu điểm:

- Băng tải con lăn loại băng tải đáng tin cậy và hiệu quả cao

- Có kết cấu vững chắc, chịu mài mòn cao, dễ bảo trì

Nhược điểm:

- Hiệu quả kinh tế không cao khi vận chuyển ở khoảng cách xa

- Không vận chuyển được các vật liệu có kích thước quá nhỏ

•Băng tải bố EP là băng tải có vải bố chịu lực bằng sợi tổng hợp Polyester làmsợi dọc và sợi Nylon (Nylon 66) làm sợi ngang Có độ dãn băng tải rất nhỏ thích hợpvới các băng tải có độ dốc lớn hơn 10%, băng chuyền khởi động êm đặc biệt là đối vớicác băng chuyền có độ dài lớn, vận tốc cao Chịu ẩm tốt hơn các loại bố khác vì sợiPolyester có đặc điểm chịu ẩm - nước rất tốt do đó tuổi thọ băng kéo dài hơn đặc biệtkhi gặp ẩm cao Chịu nhiệt rất tốt khi dưới1500C, chịu hóa chất cực tốt

•Băng tải bố NN gồm sợi dọc/ ngang đều là Nylon, có các thành phần gồm: cao

su mặt trên + lớp bố + cao su mặt dưới Lớp bố của băng tải loại này duy trì sức căngcũng như tạo độ bền cho kết cầu băng tải, chịu lực nén và kéo tải, chịu nhiệt 1000C tới

6000C, các lớp Bố gồm từ 1 đến 6,7 lớp Băng tải NN có đặc tính mềm dẻo, dai và hiện

được coi là loại bố chịu lực phổ thông và có nhiều ưu điểm vượt trôi Các đặc điểm của bố NN như: Cường lực chịu tải lớn, có thể chịu tải gấp 5 lần so với sợi Cotton.

Chịu axit, chịu nước, Alkali và một số loại hóa chất khác Thích hợp với các puly cóđường kính nhỏ tốt hơn các loại bố chịu lực khác Rất bền nếu phải hoạt động trongmôi trường nhiệt độ thấp Độ dai cực lớn, nhẹ và làm tăng lên sức kéo của Môtơ dẫnđến giảm tiêu thụ điện

Hình 2.12 Băng tải cao su loại trơn

- Loại có gân dùng để chuyển tải các loại nguyên vật liệu dạng bột/hạt như cát,sạn, than mịn hoặc các loại nguyên liệu được đóng trong bao bì như lúa, gạo, xi măngđược chuyển tải trên đoạn đường có góc nghiêng từ 17-350 Các sợi gân nổi là nhữngđường gân liên tục được thiết kế phù hợp với việc xoay vòng khi đi quanh các trụcquay được dễ dàng và để tăng cường độ chịu kéo làm tăng ma sát dẫn đến giảm sựtrơn trượt của hàng hóa đồng thời làm tăng hiệu quả khối lượng hàng hóa vận chuyển

Hình 2.13 Băng tải cao su loại có gân

Từ những phân tích trên ta nhận thấy băng tải cao su loại trơn bố NN là phùhợp nhất với yêu cầu thiết kế vì băng tải vận chuyển gạch mộc thường không có độdốc và vận chuyển với vận tốc nhỏ.

Chương 3

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 3.1 Tính toán băng tải cao su.

3.1.1 Tính băng tải.

Băng tải gạch mộc b.b1.h = 80×80×180 là băng tải dạng phẳng nằm ngang, conlăn thẳng tựa trên ổ bi Bộ phận kéo căng bằng vít Vận tốc làm việc 0,5m/s chiều dàibăng L= 10m

Chiều rộng của băng: B= b×2 +(2×100)= 360 mm Dựa theo tiêu chuẩn lấychiều rộng băng là 400mm

Năng suất trọng lượng: công thức 2.13[1]

)/(295,05,1

202,16,3

.6,

a

z G

Trong đó: G =1,2(kG) là trọng lượng viên gạch

z = 20 là số viên gạch trong 1 lô

a = 1,5m là khoảng cách giữa mỗi lô

Lấy khoảng cách giữa các con lăn cho nhánh tải: lct= 0,4m; nhánh không tải:

lkt=0,8m (lớn hơn hai lần nhánh có tải) Từ đó ta có số con lăn của băng tải là 36

Tải trọng vật liệu trên một mét dài: công thức 2.12[1]

)/(165

,1

202,1

a

z G

- Đường kính ngoài là 50mm

- Đường kính trục là 15mm

- Chiều dài con lăn là 500mm

- Trọng lượng các phần quay của con lăn Gcl = 2,1 kG

Trọng lượng con lăn trên một mét dài ở nhánh có tải xác định theo công thức(4.12)[1]

m kG l

G q

cl

cl

4,0

1,

G q

kl

cl

8,0

1,2

Xác định lực cản chuyển động và lực kéo băng.

Lực căng nhỏ nhất bằng lực căng tại nhánh ra của tang dẫn động: S1=Sra

Ở nhánh không tải lực cản được tính theo công thức (2.23)[1]

kG L

q q

W ( b cl0) (3,63 2,625)10 0,022 1,38

Trong đó giá trị ω=0,022 lấy theo bảng 4.4[1]

Lực kéo căng tại điểm vào của tang bị dẫn tính theo công thức (2.51)[1]

S2= S1 + W1= S1+ 1,38 kGLực cản ở đoạn băng tải tiếp xúc với tang bị dẫn tính theo công thức(2.45)[1]

W2= 0,07S2= 0,07S1 + 0,097 kGLực kéo căng tại điểm ra của tang bị dẫn

S3= S2 + W2 = 1,07S1 + 1,48 kGLực cản ở nhánh có tải

W3= (qb + qv + qcl)L.ω = (3,63 + 16 + 5,25)×10×0,022 = 5,474

Lực kéo căng tại điểm vào của tang dẫn

S4= S3 + W3 = 1,07S1 + 1,48 + 5,474= 1,07S1 + 6,954 kGTheo phương trình Ơle ta có: Svào = S4 = Sra.efα = S1 efα

Trong đó gốc ôm α = 1800, dựa vào bảng 2.1[1] có f=0,2; efα = 1,87

Kiểm tra độ bền của băng.

Số lớp đệm cần thiết của băng loại Б-820 được xác định theo công thức (3.3)[1]

07,05540

5,926,16

K S i

Trong đó: K là hệ số dự trữ bền kéo của băng (bảng 3.6)

Kđ là giới hạn bền chống đứt trên cơ sở 1cm của một lớp đệm (kG/cm), đốivới băng loại Б-820: Kđ = 55 kG/cm

Xác định lực kéo.

Lực cản ở tang dẫn động không tính đến lực cản trong ổ trục được tính theo côngthức (2.44)[1]

Wdđ = 0,04(Svào + Sra) = 0,04(16,26+ 8,693) = 1 kGLực kéo tính theo công thức (2.53)[1]

Wk = S4 – S1 + Wdđ = 16,26 – 8,693 + 1 = 8,567 kG

Tính toán bộ phận dẫn động.

Đường kính tang dẫn động tính theo công thức (3.8)[1]

Dtg ≥ k.i = 125×3 = 375 mm Theo tiêu chuẩn lấy Dtg = 400 mm

Trong đó: i là số lớp đệm k là hệ số tỉ lệ

Số vòng quay của tang trong một phút tính theo công thức (3.10)[1]

phút vòng D

K

v n

tg

/4,244,014,398,0

5,060

Trong đó: K là hệ số trượt K = 0,98÷0,99

Công suất cần thiết của động cơ theo công thức (2.54)[1]

kW v

W N

ol x

k

99,095,0102

5,0567,8

.102

2 2

Trong đó: ηx= 0,95 :hiệu suất truyền của xích

ηol= 0,99: hiệu suất của 1 cặp ổ lăn

Dựa vào bảng 2P[2] ta chọn động cơ điện có ký hiệu là AO2-11-6 có N= 0,4 kW,

số vòng quay n = 910 vòng/phút

Khi đó tỉ số truyền của bộ dẫn động là:

384,24

910 ≈

=

i

Tính toán trạm kéo căng.

Lực kéo ở trạm kéo căng được xác định theo công thức (3.14)[1], cho rằng cácnhánh là song song

Sc = K(Sv + Sr + T)Trong đó: Sv, Sr là lực căng ở nhánh vào và nhánh ra của bộ phận kéo tang

T là tổn thất di chuyển của con trượt trong vít kéo căng, lấy sơ bộ là 2 kG

K là hệ số tính đến tổn thất ở các tang nghiêng(nếu có), lấy bằng 1,1

2 2

2 2

1

/393/

3,39819,014,3

47,204

Đối với vít này, chọn vật liệu chế tạo là thép C35 thường hóa có giới hạn chảy là

δch = 300 N/mm2, chọn hệ số dự trũ ổn định n = 5 Vậy ứng suất cho phép của trục vítM10 là [σ]k = 100

(4

2 2

2 1

P

Chiều cao cần thiết của đai ốc:

H = z.s = 2 × 1,5 = 3 mmTrong đó: s là bước ren

Đai ốc theo tiêu chuẩn với ren M10 có chiều cao H = 8mm Nếu vít chịu nén, takiểm tra uốn dọc của vít theo công thức (3.19)

cm Pl

Phân phối tỉ số truyền

Ta chọn tỉ số truyền xích thứ nhất là 4,75 tỉ số truyền của xích thứ hai là 8

Công suất và số vòng quay của từng trục:

nt = 23,95

8

58,191

36,01055,

Thông số Trục động cơ Trục 1 Trục tang

Điều kiện làm việc: quay một chiều, làm việc 1 ca, tải va đập nhẹ, để hở

Chọn loại xích con lăn một dãy, chọn số răng đĩa dẫn theo công thức:

Z1 = 29-2i = 29- 2×4,75= 19,5 ta chọn Z1 = 20

suy ra số răng đĩa xích lớn là: Z2 = ix× Z1 = 4,75×20 = 95

Ta có hệ số điều kiện sử dụng xích:

k= kđkAkokđckbkc = 1,2×1×1×1×1×1 = 1,2Trong đó: ko = 1 - hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyền (do xích nằm ngang)

ka = 1- hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích

kđc = 1 - hệ số kể đến ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích

kb = 1 - hệ số ảnh hưởng của bôi trơn, do bôi trơn nhỏ giọt

kđ = 1,2 - hệ số tải trọng động, kể đến tính chất của tải trọng (do có va đậpnhẹ)

kc = 1 - hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền, do làm việc 1 ca

Công suất tính toán của bộ truyền xích:

Ntt = k.kz.kn.N = 1,2×1,25×1,1×0,4 = 0,66 kW ≤ [N]

Trong đó: N là công suất danh nghĩa

kz là hệ số răng đĩa dẫn

25,120

Kiểm tra số vòng quay tới hạn ứng với bước xích t = 12,7 mm tra từ bảng 6-5 [2]

ta có ngh = 2400 vg/ph nên điều kiện n = 910 vg/ph < ngh được thỏa

Tính số mắt xích theo công thức 6-4[2]:

40

1)14,32

2095(4022

9520)

2(

22

2 2

1 2 2

×

−+

×+

+

=

−++

+

A

t Z Z t

A Z Z

91020

Theo bảng 6-7[2], số lần va đập cho phép trong 1 giây [u] = 60 ≥ u thỏa điều kiện.Tính chính xác khoảng cách trục A theo số mắt xích đã chọn theo công thức 6-3

2 2 1 2

1

2

82

2

Z Z Z

Z X Z

Z X t

2

209582

95201422

95201424

7,

dc1 = mm

Z

t

18,8120

180sin

7,12180sin

7,

12 =

(đĩa bị dẫn)Tính lực tác dụng lên trục theo công thức 6-17[2]

7,1220

4,015,110.610

Thiết kế bộ truyền xích thứ hai.

Bảng 3.3: Thông số ban đầu của bộ truyền xích thứ hai:

Công suất trục dẫn N1 (kW) 0,38

Số vòng quay trục dẫn n1 vg/ph 191,58

Momen xoắn trục dẫn M1 (Nmm) 18942,48

Điều kiện làm việc: quay một chiều, làm việc 1 ca, tải va đập nhẹ, để hở

Chọn loại xích con lăn một dãy, chọn số răng đĩa dẫn theo công thức:

Z1 = 29-2i = 29- 2×8= 13 suy ra số răng đĩa xích lớn là: Z2 = ix× Z1 = 8×13 = 104

Ta có hệ số điều kiện sử dụng xích:

k= kđkAkokđckbkc = 1,2×1×1×1×1×1 = 1,2Trong đó: ko = 1 - hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyền (do xích nằm ngang)

ka = 1- hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích

kđc = 1 - hệ số kể đến ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích

kb = 1 - hệ số ảnh hưởng của bôi trơn, do bôi trơn nhỏ giọt

kđ = 1,2 - hệ số tải trọng động, kể đến tính chất của tải trọng (do có va đậpnhẹ)

kc = 1 - hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền, do làm việc 1 ca

Công suất tính toán của bộ truyền xích:

Ntt = k.kz.kn.N = 1,2×1,92×1,04×0,38 = 0,91 kW ≤ [N]

Trong đó: N là công suất danh nghĩa

kz là hệ số răng đĩa dẫn

92,113

Kiểm tra số vòng quay tới hạn ứng với bước xích t = 12,7 mm tra từ bảng 6-5 [2]

ta có ngh = 2300 vg/ph nên điều kiện n = 191,58 vg/ph < ngh được thỏa

Tính số mắt xích theo công thức 6-4[2]:

40

1)14,32

13104(4022

10413)

2(

22

2 2

1 2 2

×

−+

×+

+

=

−++

+

A

t Z Z t

A Z Z

58,19113

Theo bảng 6-7[2], số lần va đập cho phép trong 1 giây [u] = 60 ≥ u thỏa điều kiện.Tính chính xác khoảng cách trục A theo số mắt xích đã chọn theo công thức 6-3

2 2 1 2

1

2

82

2

Z Z Z

Z X Z

Z X t

2

1310482

104131442

104131444

7,

dc1 = mm

Z

t

07,5313

180sin

7,12180sin

7,

12 =

(đĩa bị dẫn)Tính lực tác dụng lên trục theo công thức 6-17[2]

38,015,110.610

Bảng 3.4: Thông số của bộ truyền xích:

36,0120

Sơ bộ chọn đường kính trục là d = 30

Hình 3.1 Kết cấu sơ bộ trục lắp trên tang dẫn động

Khoảng cách giữa hai đầu trục là:

L = Bt + 2a + 2c + b = 500 + 2×20 + 2×70 + 60 = 740 mmTrong đó: a – khe hở giữa tang và ổ lăn, a = 20 mm

Bt – chiều rộng băng đai, Bt = 500 mm

c – chiều dài trục lắp ổ, c = 70 mm

b – chiều dài trục lắp may ơ đĩa xích, b = 60 mm

Lực vòng tác dụng lên trục được tính theo công thức:

5,0

36,01000

v

N

NLực căng băng tác dụng lên trục Pc:

Pc = 20,7 kG = 207 N Lực tổng cộng của lực căng băng và lực vòng coi như đặt ở giữa trục ta có:

P = Pc+Pv = 927 N Lực căng xích tác dụng lên trục tang:

R = 829 N

Phản lực ở các gối tựa:

2)(

)65610(8292

)

l

h l R

N0

927

l

Rh P

NMomen tại tiết diện 1-1:

M1 = - RA× 375,164 305 114425,02

C

Momen tại tiết diện 2-2:

Hình 3.2 Biểu đồ nội lực và mômen

Tính đường kính trục ở các tiết diện nguy hiểm theo công thức7-3[2]

3 [ ]

0,1.

td

M d

n

N C

38,0120

Sơ bộ chọn đường kính trục là d = 20mm

Khoảng cách giữa hai đầu trục là:

L = 2a + 2c + 2b = 2×20 + 2×70 + 2×60 = 300 mm

Trong đó: a – khe hở giữa may ơ xích và ổ lăn, a = 20 mm

b – chiều dài trục lắp may ơ đĩa xích, b = 60 mm

c – chiều dài trục lắp ổ, c = 70 mm

Phản lực ở các gối tựa:

Lực tác dụng lên trục là lực gây ra do 2 bộ truyền xích: R1 = 120 N, R2 = 829 N

14585

085145

b

σ

σ−1 =(0,4÷0,5) = 0,4×500 = 200 N/mm2Giới hạn mỏi xoắn của chu kì đối xứng:

σ

τ−1 =(0,2÷0,3) = 0,2×500 = 100 N/mm2Biên độ ứng suất pháp:

n n

τ σ

τ σ

Trong đó:

Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp là:

77,2085,0

5,1

200

1

×

=+

m a

k

n

σψσβε

σ

σ σ

σ σ

= 5,46

Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp là:

09,605,009,673,0

4,1

100

1

×+

×

=+

m a

k

n

τψτβε

τ

τ τ

τ τ

= 8,34

Hệ số an toàn n tính là:

2 2

2

34,846,5

+

×

=+

=

τ σ

τ σ

n n

n n

Hệ số an toàn của trục tính lớn hơn hệ số an toàn cho phép nên trục đủ bền

- Ở tiết diện lắp ổ lăn có d = 35 mm, tra bảng 7-3b[2]

Mu = 53885 Nmm Mx = 143549 Nmm

W = 3660 mm3 W0 = 7870 mm3Giới hạn mỏi uốn của chu kì đối xứng:

b

σ

σ−1 =(0,4÷0,5) = 0,4×500 = 200 N/mm2Giới hạn mỏi xoắn của chu kì đối xứng:

b

σ

τ−1 =(0,2÷0,3) = 0,2×500 = 100 N/mm2Biên độ ứng suất pháp:

n n

τ σ

τ σ

Trong đó:

Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp là:

72,1485,0

5,1

200

1

×

=+

m a

k

n

σψσβε

σ

σ σ

σ σ

= 7,7

Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp là:

12,905,012,973,0

4,1

100

1

×+

×

=+

m a

k

n

τψτβε

τ

τ τ

τ τ

= 5,57

Hệ số an toàn n tính là:

5,4

τ σ

n n

n n n

Hệ số an toàn của trục tính lớn hơn hệ số an toàn cho phép nên trục đủ bền Tính chính xác trục 1

Kiểm nghiệm hệ số an toàn n của trục tại tiết diện nguy hiểm.Chọn hệ số an toàncho phép là [n] =2,2

- Ở giữa trục có d = 25 mm, tra bảng 7-3b[2]

Mu = 48193,19 Nmm Mx = 18942,48 Nmm

W = 1855 mm3 W0 = 4010 mm3Giới hạn mỏi uốn của chu kì đối xứng:

b

σ

σ−1 =(0,4÷0,5) = 0,4×500 = 200 N/mm2Giới hạn mỏi xoắn của chu kì đối xứng:

b

σ

τ−1 =(0,2÷0,3) = 0,2×500 = 100 N/mm2Biên độ ứng suất pháp:

48,18942

n n

τ σ

τ σ

Trong đó:

Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp là:

2689,0

5,1

200

1

×

=+

m a

k

n

σψσβε

σ

σ σ

σ σ

= 4,56

Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp là:

36,205,036,28,0

4,1

100

1

×+

×

=+

m a

k

n

τψτβε

τ

τ τ

τ τ

= 23,54

Hệ số an toàn n tính là:

48,4

τ σ

n n

n n n

Hệ số an toàn của trục tính lớn hơn hệ số an toàn cho phép nên trục đủ bền

3.1.4 Tính then.

Tính then ở giữa trục tang

Đường kính trục d= 40 mm, tra bảng 7-23[2] ta chọn được tiết diện then:

dkl

M

][

2

σ

204,440