Trong vòng 10 năm gần đây, sản lượng khai thác than ở nước ta tăng mạnh, đặc biệt là sản lượng khai thác than hầm lò, do việc đồng loạt các mỏ đều áp dụng những thiết bị hiện đại tiên tiến, có công suất lớn, áp dụng day truyền cơ giới hóa đồng bộ trong khai thác.
Theo kế hoạch đến năm 2020 sản lượng khai thác than hầm lò tăng từ 45%
đến 55% so với hiện nay, trong tổng sản lượng khai thác của tập đoàn Công nghiệp Than Khoáng sản Việt Nam Tổng số mỏ khai thác than hầm lò lên tới - . 20 mỏ, trong đó nhiều mỏ có sản lượng khai thác đạt trên 1 triệu tấn/năm như Mạo Khê, Vàng Danh, Nam Mẫu, Hà Lâm, Mông Dương, Khe Chàm... Các mỏ còn loại có sản lượng khai thác từ 300000 tấn đến 800000 tấn 1 năm và hầu hết các mỏ đều cải tạo để tăng sản lượng khai thác. Để thực hiện được sản lượng khai thác than theo quy định đã lập, một số mỏ khai thác hầm lò hiện nay đã áp dụng công nghệ tiên tiến.
Theo dự thảo tổng sơ đồ phát triển ngành than, sản lượng khai thác than hầm lò trong những năm tới sẽ tăng rất nhan và nhu cầu vận chuyển than sẽ rất lớn.
[9]
3.1. Thiết bị vận tải tại các mỏ than trong hầm lò hiện nay
Vận tải khoáng sản hữu ích, đất đá, thiết bị máy móc trong khai thác mỏ hầm lò là một khâu công nghệ quan trọng, có chế độ làm việc nặng trong toàn bộ công nghệ khai thác mỏ. Quá trình này được cơ giới hóa phần lớn nhằm giải phóng sức lao động cho người lao động, nâng cao năng suất, nâng cao chất lượng và hạ giá thành sản phẩm. Việc đào thêm các đường lò chợ để tăng cao sản lượng khai thác đã đặt ra những yêu cầu riêng biệt đối với công việc thiết kế chế tạo nhiều loại máy vẫn chuyển khác nhau ngày càng hiện đại, có thể tự động hóa từng khâu hoặc toàn bộ hệ thống.
Vật liệu vận tải mỏ là khoáng sản hữu ích, đất đá, vật liệu chèn lò, các trang thiết bị máy móc. Ngoài ra các thiết bị vận tải mỏ còn phải chuyển chở từ nơi bến đợi đến nơi sản xuất và ngược lại.
54
Đặc thù của vận tải mỏ là khoảng cách vận tải đất đá, khoáng sản luôn luôn thay đổi và phát triển dài ra. Ngoài các tuyến vận tải chính còn có nhiều nhánh rẽ.
Việc vận chuyển than nguyên khai trong các mỏ than hầm lò Việt Nam hiện nay sử dụng 3 phương pháp
- Dùng thùng Skip.
- Dùng các loại băng tải - Dùng các loại xe goong
Hình 3.1. Xe goong do Viện máy mỏ thiết kế
Trong đó, vận tải bằng xe goong là hình thức vận tải có chu kì và được sử dụng rộng rãi nhất.
Đặc điểm của vận tải bằng xe goong là năng suất vận tải phụ thuộc vào quãng đường vận tải, khả năng vận tải của từng loại xe goong như sức chở, khả năng cơ động. So với các thiết bị vận tải ở các mỏ than hầm lò thì vận tải bằng xe goong có tính cơ động tương đối cao, có thể mở thêm các đường goong mới hoặc nối thêm, cắt ngắn các đoạn đường cần thiết.
Trong các mỏ than trên thế giới việc vận chuyển than bằng xe goong trong các lò cái chiếm 70% còn khai thác quặng hầm lò là 100%.
Ở nước ta công nghệ vận tải bằng goong chủ yếu được áp dụng trong các mỏ than hầm lò và được sử dụng trong các đường lò bằng và lò nghiêng. Trong các đường lò bằng goong được nối với nhau thành từng đoàn và kéo bằng đầu
55
tầu điện ắc quy hoặc cần vẹt. Tại các đường lò nghiêng thì sử dụng các tời trục cỡ lớn.
3.2. Cơ cấu móc nối xe goong 3.2.1. Cơ cấu móc nối bằng dây xích
Hiện nay các cơ cấu xe goong đều được liên kết với nhau bằng cơ cấu móc nối sử dụng dây xích.
Hình 3.2. Cơ cấu móc nối bằng dây xích Ưu điểm của kết nối bằng dây xích :
- Dễ chế tạo - Giá thành rẻ Nhược điểm
- Nhanh hỏng trong điều kiện khắc nhiệt
- Do được hàn chặt nên tháo lắp khó khăn, bắt buộc phải thay mới hoàn toàn.
3.2.2. Cơ cấu móc nối tự động
56
Hình 3.3. Cơ cấu móc nối tự động
Cơ cấu móc nối tự động được sử dụng để nối các toa xe với nhau cũng như giữa toa xe và đầu máy, giữ cho chúng ở một khoảng cách nhất định, truyền lực đấm và kéo trong đoàn đồng thời giảm nhẹ tác dụng động của chúng xảy ra trong quá trình chạy và dồn phóng tại các ga.
Thiết bị thực hiện đầy đủ các chức năng trên được gọi là bộ đầu đấm móc nối liên hợp. Có thể hai chức năng đấm và móc kéo được thực hiện riêng biệt.
Nếu chỉ truyền và giảm nhẹ tác dụng của lực đấm, đồng thời giữ một khoảng cách nhất định giữa các toa xe với nhau và giữa toa xe với đầu máy thì được gọi là thiết bị giảm đấm. Thiết bị nối trực tiếp các toa xe với nhau và giữa các toa xe với đầu máy được gọi là thiết bị móc nối. Thiết bị móc nối được chia làm 2 loại là thiết bị móc nối tự động và thiết bị móc nối không tự động.
Hiện nay hầu hết các toa xe đều sử dụng loại đầu đấm móc nối tự động bởi nó có các ưu điểm sau đây :
- Móc nối có độ bền cao, truyền được lực dọc cao, được sử dụng cho các loại tải trọng lớn.
- Giảm được lao động nặng nhọc và nguy hiểm cho con người khi móc nối hoặc khi ngắt.
- Giảm được trọng bì các toa xe có giá chuyển hướng nhờ giảm nhỏ được cà đầu ( xà chịu đấm) và các xà dọc cạnh của toa xe
móc
Để chạy được liên vận thì thiết bị đầu đấm – nối phải đượcs sản xuất có tính lắp lẫn cao và theo tiêu chuẩn chung. Hiện nay, Việt Nam sử dụng nhiều loại đầu đấm – móc nối của một số nước như Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản...
57
Hình 3.4. Cấu tạo chi tiết móc nối toa xe goong
Nguyên tắc hoạt động : đầu đấm hoạt động dựa trên nguyên tắc tự động đóng móc bằng lực xung kích tác động theo nguyên lý đồn bẩy, còn sử dụng móc thì phải theo nguyên tắc cần giật.
Phân loại móc nối tự động Móc nối tự động có 2 loại
- Móc nối tự động liên hết cứng
Không cho phép hai móc nối lắp vào nhau khi có dịch chuyển tương đối. Nếu trước khi móc nối, hai móc nối có chênh leehcj về chiều cao thì sau khi ăn khớp chúng nằm trên cùng một đường thẳng nghiêng. Đuôi móc nối được nối liền với quang đỡ hộp giảm đấm bằng khớp cầu, đảm bảo được các dịch chuyển theo phương thẳng đứng và ngang của hai đầu đấm toa xe nối với nhau
- Móc nối tự động liên kết mềm :
58
Móc nối loại này cho phép hai thân móc nối dịch chuyển tương đối với nhau trong phạm vi thẳng đứng trong giới hạn cho phép của chiều cao đầu đấm giữa hai toa nối nhau.
Sự dịch chuyển trong mặt phẳng ngang được thực hiện nhờ khớp ở thân móc.
Móc nối tự động liên kết mềm được sử dụng rộng rãi do có các ưu điểm sau đây :
Cho phép lắp được với nhau các móc nối có chiều cao sai lệch lớn.
Khớp nối đuôi móc – quang đỡ hộp giảm đấm có kết cấu đơn giản.
Khối lượng của móc nối tự động nhỏ.
Kết cấu và công nghệ đúc của phần đầu móc đơn giản 3.2.3. Giới thiệu chi tiết trỏ cài
Chi tiết trỏ cài là một chi tiết quan trọng trong cơ cấu đầu đấm nối toa xe, vì vậy nó chịu lực cắt ngang nên yêu cầu cao về độ bền.
Hình 3.5. Chi tiết trỏ cài
59
Hình 3.6. Mô hình hóa chi tiết 3.3. Tính toán lượng dư gia công và dung sai vật dập 3.3.1. Cấp chính xác của vật dập
Trước khi xác định lượng dư gia công cho nguyên công dập tạo hình chúng ta phải xác định cấp chính xác của vật dập.
Theo tiêu chu n ẩ ước định bốn nhóm chính xác của vật dập.
- Nhóm 1: Những vật dập có chính xác cao trong sản xuất hàng khối được gia công cắt gọt tển các thiết bị chuyên dùng.
- Nhóm 2: Những vật dập chính xác trung bình trong sản xuất hàng loạt lớn được gia công bằng cắt gọt trên máy vạn năng với đồ gá chuyên dùng ( đôi khi là đồ gá vạn năng).
- Nhóm 3: Những vật dập chính xác thấp trong sản xuất hàng loạt nhỏ được gia công bằng cắt gọt trên các máy vạn năng.
- Nhóm 4: Những vật dập mà tại một số phân đoạn cần phải tinh chỉnh nguội phẳng để nhận được độ chính xác của kích thước cao hơn 3 nhóm ở trên.
60
Với chi tiết vật rèn là chi tiết trỏ cài trong cơ cấu đầu đấm tự động nối toa xe được sản xuất hàng loạt lớn với độ chính xác trung bình thực hiện trên máy vạn năng, ta xếp chúng vào nhóm 2 trong bốn nhóm cấp chính xác vật dập. [1]
3.3.2. Xác định lượng dư gia công
Tại một số mặt chi tiết yêu cầu độ chính xác và độ bóng cao, hoặc độ cứng cao thì sau khi rèn, dập cần phải gia công cơ để cắt bỏ lớp bề mặt phôi đã bị thoát C và có nhiều khuyết tật tạo độ bóng và độ chính xác cần thiết. Cho nên ta phải tạo và rèn lớn hơn chi tiết về mặt đó bằng cách c ng thêm vào kích ộ thước danh nghĩa của chi ti t mế ột đại lượng là . Như vậy nếu kích thước danh nghĩa của chi tiết là A thì kích thước danh nghĩa của vật rèn phải được tính bằng B trong đó
Trong đó được gọi là lượng dư gia công, giá trị của nó phụ thuộc vào kích thước chi tiết và loại thiết bị rèn được sử dụng trong quy trình công nghệ.[1]
3.3.3. Xác định dung sai vật rèn
Vì không thể tạo được vật rèn có kích thước đúng với kích thước danh nghĩa của nó mà không có sự sai lệch. Tuy nhiên độ sai lệch ấy cũng phả ằi n m trong ph m vi cho phép. Hi u s cạ ệ ố ủa kích thướ ớc l n nhất cho phép và kích thước nh nh t cho phép g i là dung sai v hai phía c a vỏ ấ ọ ề ủ ật rèn. Như đã biết kích thước thước cho phép c a các v t rèn ch có th là ủ ậ ỉ ể . Nếu ta gọi kích thước lớn nhất cho phép của vật dập là C thì dung sai vật rèn sẽ được tính.
Nếu ta chia dung sai vật rèn làm hai phần gọi là giới hạn trên và giới hạn dưới thì :
3.4. Tính toán phôi
3.4.1. Khổi lượng và thể tích vật rèn
Khối lượng vật rèn : m=3,525 kg Thể tích vật rèn : V= 448400
61
Hình 3.7. Thể tích và khối lượng chi tiết trỏ cài 3.4.2. Khối lượng và thể tích phôi
Ta có công thức xác định
Trong đó :
là khối lượng vật rèn (kg).
khối lượng hao cháy khi nung ở nhiệt độ cao.
Suy ra
3.4.3. Chọn phôi
Thể tích phôi ban đầu
V=448400
ngoài D= 50 mm Trọn phôi trụ có đường kính
Chiều dài của phôi là
3.5. Kết luận
62
chúng ta Để chế tạo được chi tiết bằng công nghệ dập nóng trong khuôn kín
phải tính toán chính xác phôi cũng như những yếu tố ảnh hưởng tới quá trình gia công như nhiệt độ, vật liệu biến dạng, kết cấu khuôn, phôi và lực tạo hình.
y là c y t ính Đâ ác ếu ố ch ảnh ưởng đến h quá trình d kh ập ối chính ác x . Ph ụ thuộc v yêu cào ầu v c tề ơ ính, môi trường làm vi c chi ti , i ki ệc ủa ết đ ều ện thiết b ịcho phép đểta lựachọn c y t sao cho phù h . ác ếu ố ợp
l Để ựa chọn ối ư t u c ông s khi d ính x ta s ác th ố ập ch ác ẽ tiến hành mô phỏng quá trình d ập với các điều kiện kh nhau, nh ng ác ư để xác định tính toán các thông số khi dập là rất khó khăn, vì vậy thay cho việc tính toán lý thuyết ta sẽ khảo sát bằng thực nghiệm.
63