Giáo trình Máy vận tải - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Giáo trình Máy vận tải trình bày lý thuyết cơ bản và tính toán các thông số của các thiết bị vận tải sử dụng trong mỏ; vận tải bằng trọng lực; vận tải bằng băng tải; vận tải bằng máng cào; vận tải bằng gầu nâng; vận tải bằng đường sắt; vận tải bằng tời trục;... Mời các bạn cùng tham khảo!

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH

TS Lê Quý Chiến ThS Đào Đức Hùng

GIÁO TRÌNH MÁY VẬN TẢI DÙNG CHO BẬC ĐẠI HỌC

(Lưu hành nội bộ)

QUẢNG NINH - 2017

LỜI NÓI ĐẦU

Vận tải là một khâu trong quá trình sản xuất nói chung, vì vậy phải được cơ giới hoá nhằm đạt được sản lượng và năng suất cao, đảm bảo an toàn và giảm nhẹ sức lao động cho con người

Giáo trình Máy vận tải do TS Lê Quý Chiến và ThS Đào Đức Hùng biên soạn, dùng làm tài liệu học tập cho sinh viên bậc Đại học, chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật

cơ khí, Công nghệ cơ khí mỏ và làm tài liệu tham khảo cho sinh viên các ngành kỹ thuật khác Giáo trình này còn làm tài liệu tham khảo cho các cán bộ giảng dạy, cán

bộ kĩ thuật, kĩ thuật viên công tác trong lĩnh vực cơ khí nói chung

Cấu trúc của giáo trình này giới thiệu gồm 7 chương, trình bày lý thuyết cơ bản

và tính toán các thông số của các thiết bị vận tải sử dụng trong mỏ Thông qua nội

dung của giáo trình giúp sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật cơ khí và Cơ khí mỏ hiểu được cấu tạo, nguyên lý làm việc của từng loại thiết bị vận tải hiện đang được sử dụng Đổng thời sinh viên tính toán được các thông số cơ bản của thiết bị, qua đó giúp sinh

viên có khả năng sử dụng và điểu chỉnh khi thiết bị làm việc trong thực tế

Tác giả chân thành cám ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh, lãnh đạo khoa, cùng các phòng nghiệp vụ, các cán bộ của Bộ môn Cơ máy và các cá nhân đã tạo điều kiện giúp đỡ động viên và đóng góp ý kiến để hoàn thành tốt nội dung giáo trình

Trong quá trình biên soạn, tác giả cố gắng bám sát đề cương chương trình đã được phê duyệt của Bộ giáo dục và Đào tạo, kết hợp với kinh nghiệm giảng dạy môn học này trong nhiều năm, đồng thời có chú ý đến đặc thù đào tạo chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật cơ khí và Công nghệ cơ khí mỏ của khoa và Nhà trường

Quảng Ninh, tháng 6 năm 2017

Tác giả

CHƯƠNG I KIẾN THÚC CƠ BẢN VỀ MÁY ẬN TẢI 1.1 KHÁI NIỆM CHUNG

1.1.1 Nhiệm vụ

Mức độ hiện đại của một xí nghiệp mỏ được đánh giá bằng trình độ cơ giới và

tự động hóa quá trình sản xuất, trong đó vận tải là một bộ phận không thể tách rời của dây truyền công nghệ khai thác khoáng sản có ích

Nét đặc trưng của công tác vận tải mỏ là khối lượng công việc chiếm tỉ lệ khá lớn, các thiết bị vận tải đa dạng Số lượng công nhân phục vụ cho công tác vận tải chiếm khoảng từ 30 – 40%, còn giá thành vận tải chiếm từ 40 – 50% Do đó việc lựa chọn đúng đắn quy trình công nghệ vận tải và sử dụng có hiệu quả các thiết bị trong hệ thống đó đóng vai trò rất quan trọng

Tùy theo phạm vi hoạt động mà công tác vận tải được chia ra: công tác vận tải trong mỏ để chuyên chở đất đá, khoáng sản có ích và người, thiết bị trong phạm vi xí nghiệp mỏ Vận tải ngoài mỏ để chuyên chở khoáng sản có ích từ xí nghiệp mỏ đến nơi tiêu thụ hay đến nhà máy sàng tuyển hoặc để vận tải máy móc, thiết bị, vật liệu xây dựng đến xí nghiệp mỏ

Tùy theo mục đích sản xuất của công tác vận tải chia ra hệ thống vân tải chính

và phụ Hệ thống vận tải chính để chuyên chở khoáng sản có ích từ gương công tác đến phương tiện vận tải ngoài, và hệ thống phụ để chở máy móc , thiết bị, , vật liệu xây dựng, người đến vị trí làm việc và ngược lại

Ở các mỏ hầm lò, khi đào các đường ò chuẩn bị đất đá được chuyển ra nhờ các thiết bị vận tải chính hoặc phụ Còn ở các mỏ lộ thiên đất đá bốc được đổ ra bãi thải bằng các thiết bị vận tải chính

Ngoài ra tùy theo đặc điểm lãnh thổ và vị trí tiến hành các công việc mà vận tải trong mỏ còn chia ra vận tải ở các công trường, vận tải trên mặt bằng

Các dạng cơ bản của vận tải mỏ hầm lò với sơ đồ công nghẹ khai thác thông thường là băng chuyền, tàu điện, tời trục, máng cào hoặc tự trượt Khi khai thác bằng sức nước sử dụng vận tải bằng đường ống hoặc một số trường hợp dùng cả ô tô

Các dạng chủ yếu của vận tải trên mặt bằng mỏ, trên các công trường lộ thiên là

Vận tải ngoài mỏ thường dùng đường sắt, ô tô, băng tải, cáp treo, đường thủy, trong một số trường hợp đặc biệt có thể dụng máy bay

Ở nước ta, các mỏ hầm lò đã sử dụng rộng rãi máng cào, băng chuyền, tời trục, tầu điện Còn ở mỏ lộ thiên chủ yếu dùng vận tải bằng ô tô hoặc ô tô kết hợp với đường sắt, ở một số nơi cũng sử dụng đến băng chuyền, đường sắt, trục tải, tời dây

Những công việc ở mỏ là những công việc nặng nhọc vì sản phẩm ở mỏ rất đa dạng, trọng lượng lớn Cho nên những thiết bị vận tải ở mỏ cũng rất đa dạng chúng thực hiện những nhiệm vụ sau:

- Chuyên chở khoáng sản có ích từ vị trí sản xuất đến kho chứa, nhà sàng hoặc nơi tiêu thụ

- Chuyên chở đất đá khai thác từ công trường khai thác lộ thiên, hoặc đất đá thải từ hầm lò ra bãi thải

- Chuyên chở vật liệu, thiết bị phục vụ cho quá trình khai thác

- Chuyên chở người trong khu vực khai thác

Để giải quyết tốt nhiệm vụ vận tải, cần phải có sơ đồ công nghệ hợp lý Vừa phải đáp ứng yêu cầu khai thác, vừa mang tính hiện đại tạo điều kiện tốt cho công tác quản lý và điều khiển

Để chọn được công nghệ tối ưu, không những cần hiểu biết đầy đủ về công nghệ khai thác mà còn phải am hiểu các thiết bị vận tải riêng lẻ cũng như hệ thống đồng bộ của nó, biết được những đặc điểm riêng và lĩnh vực ứng dụng hợp lý của chúng

1.1.2 Đặc điểm

Ở các xí nghiệp mỏ, các thiết bị vận tải làm việc trong điều kiện hết sức nặng nhọc: vị trí công tác trật hẹp, lại phải thay đổi thường xuyên theo tiến độ khai thác, tuyến đường có nhiều nhánh, bình đồ và trắc đồ đường phúc tạp (lên dốc, xuống dôc, quanh có và ẩm ướt), có nhiều điểm chất dỡ tải trung gian, vật liệu có tính mài mòn cao, nhiệt độ môi trường lớn, có khí độc và bụi nổ, khối lượng vận chuyển không đều,

dễ sảy ra quá tải và sự cố kỹ thuật ngoài dự kiến, khoảng cách vận tải không cố định…

- Loại hàng: Rất đa dạng, kích thước rất khác nhau ví dụ: (than cám, than cục, đất đá )

- Sơ đồ vận tải: Rất phức tạp lại biến đổi thường xuyên theo tiến độ khai thác, mức độ kiên cố của đường không cho phép đầu tư lớn, vì vậy hiệu quả sử dụng ở mức

độ an toàn thấp

- Thiết bị vận tải: Rất đa dạng vì sản lượng khai thác ở các công trường khác nhau, địa hình chuyên chở cũng rất khác Cho nên có những thiết bị vận tải làm việc theo chiều đứng thẳng, có những thiết bị vận tải trên đường bằng, đường nghiêng, thậm chí là đường dây Có loại kích thước nhỏ, có loại kích thước rất lớn

- Tổ chức sản xuất: Đối với những công việc vận chuyển nói chung là rất nặng nhọc đối với tất cả các công việc sản xuất Vì vậy khối lượng công việc cho qui trình sản xuất, số công nhân đầu tư cho công việc lớn, thậm chí có những xí nghiệp chiếm tới 2/3 số công nhân của xí nghiệp Để đảm bảo an toàn cho quá trình vận tải, công việc tổ chức mạng lưới an toàn, tín hiệu an toàn phải đảm bảo tốt

Nói chung các máy vận tải phải có kích thước nhỏ gọn, có độ bền cao, chịu mài mòn lớn, tin cậy và an toàn khi làm vệc, có khả năng phòng nổ, dễ tháo lắp thay thế cũng như dể thay đổi chiều dài công tác và các thông số khác khi làm việc

Việc lựa chọn đúng đắn sơ đồ công nghệ vân tải, tính toán chính xác các thông

số kỹ thuật của hệ thống, việc sử dụng các máy móc có chất lượng và độ tin cậy cao, cũng như thường xuyên bảo dưỡng sửa chữa kịp thời sẽ là nhân tố đảm bảo cho sản xuất ổn định an toàn và nâng cao năng suất khai thác hạ giá thành sản phẩm

1.1.3 Phân loại thiết bị vận tải

Hiện nay trong cá xí nghiệp mỏ có một số lượng lớn máy vận tải khác nhau đang làm vệc Chúng khác nhau về nguyn lý hoạt động, phương pháp vận chuyển vật liệu,

về cấu trúc và các đặc trưng khác

Theo nguyên lý hoạt động, các phương tiện vận tải được chia ra loại làm việc liên tục và loại làm việc theo chu kỳ Thiết bị hoạt động liên tục vận chuyển vật liệu thành dòng liên tục từ điểm chất tải đến điểm dỡ tải Thiết bị làm việc theo chu kỳ chuyển vật liệu theo từng chu kỳ, sau mỗi chu kỳ các nguyên công như chất tải, dỡ tải,

ma nơ lại được lặp lại

Theo phương pháp vận tải có thết bị vận tải theo nguyên lý lăn hoặc trượt, hoặc vật liệu nằm trên các ộ phận mang tải, hoặc vật liệu chuyển trong môi trường nước và khí

Theo dạng của bộ phận kéo máy vận tải được chia ra loại có xích kéo, loại băng, loại cáp kéo Loại có bánh xe dẫn động hoặc thết bị không có bộ phận kéo (băng tải lắc, băng tải rung, vận tải bằng sức nước, sức khí, trọng lực)

Theo dạng của bộ phận mang tải người ta phân ra máy có bộ phận mang tải chuyển động, máy có bộ phận mang tải dao động hoặc không chuyển động (máng, ống, bàn trượt)

Máy chất tải, máy cấp liệu, cửa tháo, quang ật, máy đẩy goòng được liệt vào thiết

bị vận tải phụ (hay gọi là thiết bị phối hợp)

Việc phân loại theo nguyên lý hoạt động được sử dụng khi tính toán năng suất vận tải cảu thiết bị, phân loại theo dạng bộ phận kéo và mang tải được sử dụng khi ngiên cứu lý thuyết hoạt động của chúng Còn phân loại theo kết cấu được sủ dụng khi nghiên cứu cấu trúc của máy

Hiện nay ở nước ta do thiết bị nhập từ nhiều nước khác nhau, nên các máy vận tải cũng rất đa dạng, nhiều kiểu và chủng loại Tuy nhiên việc tính toán các thiết bị và các sơ đồ công nghệ đều dựa trên những nguyên lý cơ bản thống nhất chung

1.1.4 Vật liệu vận tải

Trong các xí nghiệp mỏ vật liệu vận tải được chia làm hai dạng: ở thể tơi vụ (khoáng sản có ích, đất đá, vật liệu chèn lò) và ở thể nghuên khối (máy móc, thiết bị, vật liệu chống lò, vật liệu phụ)

Vật liệu ở thể rời được đặc trưng bằng độ hạt (thành phần cỡ hạt), khối lượng riêng, góc nghỉ tự nhiên, độ mài mòn, độ ẩm, độ dính kết và các tính chất khác

Vật liệu ở thể nguyên được đặc trưng bằng hình dáng, kích thước bao và khối lượng của nó

Khi lựa chọn thiết bị vân tải cần phải chú ý đến những đặc tính ở trên bởi vì hình dáng, kích thước, tính chất cơ lý của chúng là những thông số quan trọng quyết định cấu trúc của máy đặc biệt là kết cấu của bộ phận công tác

Cỡ hạt của cục vật liệu là kích thước lớn nhất của nó theo ba phương vuông góc với nhau Kích thước đó được gọi qui ước là chiều dài của cục vật liệu d (mm)

Tùy theo mức động đồng đều của các hạt mà vật liệu vận tải ở thể rời được chia

ra loại chưa phấn cấp và loại đã phân cấp Loại chưa phân cấp có tỷ số giữa kích thước của cục vật liệu lớn nhất và nhỏ nhất lớn hơn hoặc bằng 2,5; còn loại đã phân cấp thì

tỷ số đó nhỏ hơn 2,5

Đối với vật liệu chưa phân cấp nếu khối lượng của các cục vật liệu có kích thước từ (0,8 – 1,0) dmax (kích thước của cục vật liệu lớn nhất) chiếm tỷ lệ nhỏ hơn 10% khối lượng của mẫu đo, thì kích thước đại diện dùng để tính toán sẽ được lấy d = 0,8dmax Còn nếu khối lượng lớn chiếm tỷ lệ lớn hơn 10% khối lượng của mẫu thì kích thước đại diện sẽ được lấy d = dmax

Đối với vật liệu đã phân cấp, sử dụng kích thước trung bình để tính toán

- Khối lượng riêng của vật liệu vận tải  (t/m3)

Là khối lượng của một đơn vị thể tích của vật liệu vận tải ở thể rời Nó phụ thuộc vào tính chất vật lý, mức độ nghiền nhỏ, độ lèn chặt của vật liệu (khối lượng riêng ở dạng nguyên khối)

Tỷ số giữa mật độ của vật liệu vận tải và khối lượng riêng của nó được gọi là hệ

số tơi vụn (hệ số nở rời)

Phụ thuộc vào phương pháp phá vỡ khối vật liệu, tính chất cơ lý của đất đá mỏ

mà hệ số nở rời thay đổi trong phạp vi từ (1,1 – 1,4) (với đất đá mềm và than); đến (1,6 – 1,8) (đối với đất đá cứng)

Theo khối lượng riêng, vận tải được phân ra loại nhẹ ( đến 0,6 t/m3); loại trung bình ( = 0,6 – 1,1 t/m3); loại nặng ( = 1,1 - 2 t/m3); và rất nặng ( > 2 t/m3)

Dưới đây là khối lượng riêng của một số vật liệu vận tải thường gặp

Tên vật liệu vận tải , t/m3

- Góc nghỉ tự nhiên của vật liệu (, độ)

Là góc nghiêng của mặt dốc hình nón được tạo thành khi đổ tự do vật liệu rời trên mặt phẳng nằm ngang

Góc nghỉ tự nhiên phụ thuộc vào kích thước, hình dáng của cục vật liệu, vào độ

ẩm và độ dính kết, vì vậy nó không phải là hằng số đối với một loại vật liệu vận tải

Giá trị của góc nghỉ tự nhiên ảnh hưởng đến diện tích tiết diện ngang của vật liệu nằm trên các bộ phận mang tải, và do vậy nó ảnh hưởng đến năng suất của thết bị vận tải

Ngoài những đặc trưng chính nêu trên các yếu tố phụ như độ ẩm của vật liệu vận tải, độ mài mòn, dộ dính bết của chúng và các tính chất khác cũng đóng vai trò không nhỏ trong việc lựa chọn các phương án vận tải, trong việc tính toán kiểm tra thiết bị và cần phải khảo sát tỉ mỉ trong các trường hợp cụ thể

Để chở người đến nơi làm việc và ngược lại, cần phải áp dụng các phương tiện vận tải đặc biệt, vừa phải đẩm bảo thời gian vận tải, vừa phải đảm bảo an toàn tuyệt đối

1.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHO CÁC THIẾT BỊ VẬN TẢI MỎ

1.2.2 Tính toán năng suất

Năng suất của máy hay thiết bị vận tải là lượng vật liệu chuyên chở được trong một đơn vị thời gian và được biểu thị theo đơn vị khối lượng Q(t/h) hay theo đơn vị tể tích V(m3/h) Giữa các đại lượng đó có mối liên hệ:

Q = V.

Trong vài trường hợp năng suất được xác định bằng số lượng vật liệu Q(t) chuyên chở được trên một khoảng cách nhất định L(km) và được biểu thị theo công qui ước QL(t-km)

Có ba loại năng suất: năng suất tính toán Qt(t/h), tương ứng với khối lượng vật liệu vận tải lớn nhất cần phải chuyên chở Năng suất kỹ thuật Q(t/h), tương ứng với việc sử dụng toàn bộ khả năng làm việc cảu máy hay thiết bị Năng suất làm việc (hay năng suất thực tế) Qtt (t/h) tương ứng với lượng vật liệu chuyên chở được trong một đơn vị thời gian theo điều kiên sản xuất cho trước

Năng suất thường được tính toán theo năng suất hàng ca, hàng ngày, hàng giờ

Aca = (An/nng .nca) (T/ca)

An: Sản lượng hàng năm của mỏ hay công trường (tấn/năm)

nng: Số ngày làm việc trong năm( thường 300-350 ngày)

nca: Số ca làm việc trong ngày

Ap: Vật liệu phụ phải vận chuyển (đất, đá, chèn, cát )

Trong tính toán các thông số kỹ thuật thường sử dụng năng suất trung bình trên giờ:

QTB = Aca/T (T/h) Trong đó T là thời gian làm việc của thiết bị trong một ca:

T = Ktg .T0

T0: Thời gian làm việc của một ca

Ktg: Hệ số sử dụng thời gian có tính đến côgn việc tra dầu giữa ca, kiểm tra đột suất, tính đến quá trình sản xuất không ổn định v.v Thường Ktg = 0,75-0,9 thậm chí

có những nơi chỉ còn 0,5

Năng suất trung bình chưa thể hiện được thực tế sản xuất, vì năng suất thực tế

có lúc tăng, lúc giảm Cho nên thiết bị vận tải cũng phải đảm bảo khả năng tăng giảm này, vì vậy năng suất được tính

Q = kdt .QTB

kdt: hệ số dự trữ công suất được lấy = 1,1-1,2 ở những tuyến vận tải có năng suất ổn định như tuyến vận tải từ nhà sàng đến bến cảng hoặc nơi tiêu thụ thì kdt có thể lấy = 1

1.2.3 Quan hệ giữa năng suất thiết kế với các thông số chính của thiết bị

Năng suất được tính theo công thưc:

Q = 3600F0v (T/h)

F0: Tiết diện ngang của bộ phận mang hàng (m2)

v: vận tốc di chuyển của vật liệu (m/s)

: Hệ số chất đầy của thiết bị trên tiết diện

: Trọng khối rời của hàng

Nếu ta biết trọng lượng hàng trên 1m chiều dài của thiết bị là q (kg/m) thì ta tính được năng suất Q:

Q = 3,6qv (T/h) hoặc Q = qv (kg/m)

Vì vậy: q = Q/3,6v (kg/m) = Q/0,36v (N/m)

Nếu thiết bị vận tải không liên tục mang tính chất chu kỳ thì năng suất thiết kế với các thông số chính của thiết bị như sau:

Q = G.n (T/h) G: là lượng hàng chứa được trong một thùng xe

n: Số lần (bốc, rót) thùng xe trong một giờ hoặc số cu kỳ thực hiện được trong một giờ

Nếu ta gọi Z là số thùng xe sử dụng ở một khu vực ta có thể tính được số thùng

xe bốc, rót trong một giờ

n = 3600Z /Tck

Tck: Thời gian thực hiện chu kỳ

Tuy vậy đối với thiết bị vận tải theo chu kỳ thì không thể tránh khỏi thời gian chở không, thời gian tránh nhau hoặc thời gian gián đoạn ở các trạm bốc dỡ tải

Tck = (2L/vTB)+ (s) L: Chiều dài quãng đường vận chuyển

vTB: Vận tốc di chuyển trung bình của hàng

: Tổng thời gian gián đoạn lấy trong sơ đồ vận tải

1.2.4 Tính sức kéo và công suất động cơ cho thiết bị vận tải

Công thức tính công suất động cơ nói chung:

N = (W0 v)/102  (kW)

W0: Sức kéo trên trục dẫn động của thiết bị (kg)

: Hiệu suất truyền động, tính đến sự mất mát công suất do tổn hao trong bộ truyền động, tổn hao do vật liệu và các thiết bị dẫn hướng Vì vậy <1 sẽ cho cụ thể cho từng máy và thiết bị

Sức kéo W0 do động cơ sinh ra, để thiết bị làm việc được bình thường thì nó phải thắng tất cả các loại sức cản, trọng lượng của hàng hoá, sức cản tĩnh v.v Nên người ta gọi là hệ số lực cản ký hiệu ' = W0/G là một hệ số đặc trưng cho tất cả các loại lực cản, vì vậy ta tính được: W0 = 'G

Nếu đường di chuyển của tải trọng không bằng phẳng mà nghiêng đi một góc  nào đó thì:

(kg)

Khi hàng chuyển động xuống dốc lấy dấu (-)

Công suất của động cơ:

CHƯƠNG 2 VẬN TẢI BĂNG TRỌNG LỰC 2.1 KHÁI NIỆM

Nội dung của phương pháp này là cho hàng rời tự chảy, tự chạy (trượt) từ trên xuống dưới theo vát định hướng hay theo nền lò Khi độ dốc mặt nghiêng lớn, các cục vật liệu to hầu hết chuyển động lăn Khi độ dốc thấp , kích thước nhỏ, các hạt vật liệu chuyển động tự trượt Trong vận tải mỏ đại đa số các cục vật liệu có kích thước nhỏ nên chúng chuyển động trượt trên máng là chủ yếu

Mỗi một dạng chuyển động kể trên đều tuân theo những đặc tính riêng ảnh hưởng tới khả năng thông qua, độ mài mòn thiết bị, độ vỡ vụn của vật liệu vân tải

Ưu điểm của phương pháp này là thiết bị đơn giản kích thước tiết diện ngang nhỏ, không cần phải máy móc chuyển động (không sử dụng động cơ) nên không tiêu hao năng lượng, năng suất cao di chuyển máng dễ dàng Tuy vậy đòi hỏi phải có độ dốc cần thiết, khi hàng chảy có thể nát, vỡ, sinh bụi ảnh hưởng đến chất lượng của than quặng.Quá trình làm việc phụ thuộc vào đặc tính của vật liệu,điều kiện khí hậu, điều kiện địa hình và điều kiện an toàn lao động Phương pháp này thường được áp dụng:

- Vận chuyển than ở lò chợ, những vỉa dốc hay nghiêng dùng để thả vật liệu chèn chống lò xuống

- Chuyển quặng hay than, vật liệu chèn chống lò theo các lò đứng, nghiêng từ tầng trên xuống tầng dưới

- Trên mặt bằng dược sử dụng trong các nhà sàng tuyển

Thiết bị vận tải bằng trọng lực có thể:

- Trượt trực tiếp trên nền lò

- Sử dụng các tấm lót trên nền lò như máng, ống gỗ hay kim loại

- Thiết bị đặc biệt như máng xoắn

Phương pháp vận tải bằng trọng lực còn được sử dụng kết hợp với thiết bị cơ giới để điều chỉnh tốc độ di chuyển của hàng hoá

2.2 ĐIỀU KIỆN CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT LIỆU

Xét một vật có trọng lượng là G, nằm trên mặt phẳng nghiêng có góc nghiêng là

Giả sử trọng vật chuyển động đi xuống ta có phương trình chuyển động:

P0 = P - F = Gsin - fGcos = G(sin - fcos )

P0 = G(tg - f)

- Nếu P0 < 0 thì tg < f thì vật không thể trượt xuống được

- Nếu P0 > 0 thì tg > f thì vật trượt xuống được

f: Là hệ số ma sát nó phụ thuộc vào vật liệu của nền và trọng vật

Dựa vào mối quan hệ của tg và f người ta tính được:

- Than trượt trên nền lò tì f = 0,7 - 0,8 để than trượt được tính được = 350 -

380

- Than trượt trên gỗ f = 0,6 - 0,7 để than trượt được tính được = 310 - 350

- Than trượt trên thép f = 0,3 - 0,5 để than trượt được tính được = 170 - 250

2.3 VẬN TỐC CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT TRÊN MẶT PHẲNG NGHÊNG

Trong thực tế nhiều vị trí người ta phải hạn chế tốc độ di chuyển của vật (than, quặng) do góc dốc lớn Nhưng cũng có những vị trí cần phải tác dụng thêm lực vào vật

để chuyển động như ý muốn nếu góc dốc nhỏ

Theo định luật II Niu tơn nhận được:

Fqt = F Hay: a = g(sinβ-fcosβ) Đây chính là phương trình vi phân chuyển động của vật trượt trên mặt phẳng nghiêng Tính theo thời gian vận tải ta có phương trình:

v = v0 + g(sin - fcos )t

v0: Vận tốc ban đầu

t: thời gian chuyển động

Liên hệ giữa vận tốc và chiều dài quảng đường mà vật đi qua theo công thức bảo toàn trọng lượng ta có:

Nếu muốn vật tiếp tục chuyển động ta phải truyền cho vật một ngoại lực

- Nếu thì chuyển động của vật tăng dần ta tính được:

Ta thấy rằng vận tốc tăng dần theo quãng đường nhiều khi rất lớn, điều kiện chuyển động trượt của vật biến thành lăn làm than quặng nát vụn hoặc gây nguy hiểm cho người và thiết bị Vì vậy trong tính toán ta phải hạn chế tốc độ của vật, vận tốc cuối cho phép v = [2 - 2,5] (m/s)

Tuy nhiên vận tốc cuối của vật không được nhỏ quá vì không đảm bảo năng suất và hay bị ách tắc Vì vậy trong thực tế cần phải điều chỉnh vận tốc của vật trượt

Từ các công thức tính toán ta thấy rằng muốn tăng tốc độ cuối của vật có thể tăng vận tốc đầu v0, tăng chiều dài vận tải L, tăng góc nghiêng β và giảm hệ số ma sát

f Trong thực tế vận tốc ban đầu là đại lượng cho trước khó thay đổi Muốn tăng góc nghiêng cần phải làm thêm các giá đỡ phụ để đặt máng, còn muốn giảm hệ số ma sát

có thể sử dụng máng sứ

Muốn giảm vận tốc cuối có thể giảm chiều dài L, giảm góc nghiêng và tăng hệ

số ma sát Để giảm chiều dài có thể dùng phương pháp phân đoạn và thả vật liệu theo từng nấc Còn muốn giảm góc nghiêng cần phải hạ địa hình hoặc cho vật liệu trượt theo đường xiên

2.4 TÍNH NĂNG SUẤT VẬN TẢI BẰNG MÁNG TRƯỢT

Năng suất của máng trượt được tính theo năng suất tính toán chung

Qui tắc an toàn khi sử dụng máng trượt

Khi sử dụng vận tải bằng máng trượt cần phải tuân theo đúng các điều chỉ dẫn

về kỹ thuật an toàn Trong trường hợp ở lò thượng từ tầng trên xuống tầng dưới có hai hay nhiều ngăn, người ta chống cách ngăn giữa ngăn người đi lại và ngăn vận chuyển bằng các cách gỗ chắc chắn suốt dọc lò thượng Mỗi một đoạn thì cần phải có một cửa

sổ để quan sát cách nhau khoảng từ 3m - 5m, đối với ngăn có người đi lại có chiều rộng tối thiểu là 0,8m

CHƯƠNG III VẬN TẢI BẰNG BĂNG TẢI 3.1 KHÁI NIỆM

3.1.1 Phạm vi sử dụng

Băng tải là loại thiết bị vận tải liên tục dùng để chở khoáng sản có ích, đất đá thải, vật liệu xây dựng…Nó được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau như xây dựng, hóa chất, thực phẩm, luyện kim, nông nghiệp và đặc biệt là trong nền công nghiệp khai thác khoáng sản Tuy vậy hạn chế nhất là độ dốc của tuyến vận tải, khi vận tải từ dưới lên, ngóc nghiêng  17 - 180, nếu lớn hơn quặng có thể tự lăn xuống, việc sử dụng độ dốc hợp lý còn thuộc kích thước quặng và độ ẩm của chúng Ví dụ than cảm ẩm ướt góc  = 19 - 200 Nếu tải quặng đi xuống để tránh quặng lăn khỏi

Trong các nhà máy tuyển khoáng băng tải được dùng để chuyển khoáng sản từ khâu tuyển này đến khâu tuyển khác, hoặc chở đất đá ra bãi thải

3.1.2 Ưu nhược điểm khi sử dụng băng tải so với máng cào

Băng tải khi làm việc thì quặng nghỉ trên mặt băng, băng chuyển động để chuyển quặng từ điểm rót quặng đến điểm đổ quặng

3.1.2.1 Ưu điểm

- Chạy êm, tốc độ nhanh nên cho sản lượng lớn

- Tiêu hao điện năng ít, chỉ bằng 1/3 - 1/5 điện năng tiêu thụ của máng cào nếu so sánh hai loại thiết bị có cùng công suất

- Chiều dài công tác lớn 300 - 400m, trở lực nhỏ, với những băng tải đặc biệt thì chiều dài tuyến có thể lớn hơn nhiều tới hàng chục km

- Vật liệu ít bị vỡ vụn đảm bảo chất lượng

3.1.2.2 Khuyết điểm

- Tầm băng cao hơn so với máng cào cho nên việc bốc rót quặng khó khăn

- Tháo lắp phức tạp, di chuyển phức tạp

- Giá thành băng tải lớn hơn vì băng cao su và ổ bi đắt tiền do đó làm cho vốn đầu tư cơ bản lớn

- Ở những mặt công tác có chấn động và va đập thì không sử dụng được băng tải

- không vận tải được đất đá quá cỡ hoặc dính bết

3.2 CẤU TẠO NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA BĂNG TẢI

3.2.1 Cấu tạo cơ bản (có trong tập bản vẽ)

3.3 CẤU TẠO TẤM BĂNG

3.3.1 Băng cao su

Băng cao su là bộ phận chính của băng tải, chịu sức căng lớn nhất để vận chuyển quặng nó rất đắt nhưng lại chóng hỏng Vì vậy cần phải có độ bền cao, cho nên yêu cầu băng phải có sức chống kéo và độ chịu mài mòn lớn Chiều dày của băng nhỏ, ít bị cứa rách và xước ở mép, dễ uốn trong hai mặt phẳng, cấu tạo băng như hình vẽ trong tập bản vẽ gồm có:

Lớp cao su bọc ngoài

Lớp vải sợi pháp trong hoặc lớp thép

Lớp cao su liên kết giữa các lớp bố

Lớp cao su bọc ngoài thường lớp trên dầy hơn lớp dưới

Lớp trên thường là 3mm, dưới là 1mm, cũng có những loại lớp trên = lớp dưới = 2mm

Cấu tạo của băng gồm lớp sợi bố được ép dính vào nhau nhờ cao su hấp nóng Ở hai mặt trên và dưới , hai mép bên được phủ một lớp cao su dày để bảo vệ băng khỏi bị

ẩm, cống các tác dụng cơ học khác khi làm việc

Số lớp bố phụ thuộc vào bề rộng của băng thường có quan hệ như sau: nếu gọi về rộng của băng là B(mm)

đó

Bề dày của lớp vải sợi thường = 1,25mm đôi khi có loại tới 1,3  1,35mm

- Độ bền của băng được đặc trưng bởi lực kéo đứt, có tài liệu ký hiệu Kd, Pd

- Đối với loại có lớp vải sợi dày 1,25mm lực kéo đứt = 500N/cm2

3.3.2 Các phương pháp nối năng (có phụ lục cụ thể)

Khi sản xuất băng thì mỗi cuộn băng, cuộn dài nhất có thể tới hàng trăm mét, khi

sử dụng tùy theo tuyến vận tải mà ta phải tính toán chiều dài của băng cho phù hợp sau

đó 2 đầu được nối với nhau bằng các phương pháp sau:

a Phương pháp nối băng bằng bản lề

Đặc điểm loại này tháo lắp đơn giản nhưng khi chỗ nối đi qua tang quay sinh ra

va đạp và ứng suất lớn làm hiệu suất chuyển động và thuổi thọ mối nối thấp, những loại này sử dụng thích hợp ở những băng tải di chuyển thường xuyên và loại băng phải tháo lắp băng nhiều lần

b Nối băng bằng đinh tán

Ta cắt 2 đầu băng hình bán nguyệt đặt chống lên nhau sao cho khi mối nối chạy qua băng thì không bị vấp vì vậy phải dùng mũi tên đánh dấu chiều chuyển động của băng sau đó xác định những lỗ khoan để tán đinh, chú ý khi tán ta tán xí nghiệp đinh định vị trước để tránh sự sai lệch dần cho những đinh sau

Dùng phương pháp này độ bền nối được đảm bảo, dễ uốn hơn những bản lề tán đinh mất thời gian, cần chính xác cho nên chỉ sử dụng ở những tuyến băng tăng giảm phục vụ lớn, và ít phải di chuyển

c Phương pháp nối băng bằng móc câu

Người ra dùng những móc thép vào 2 mép băng rồi chúng được móc vào nhau để nối Dùng phương pháp này ứng suất của chỗ nối là lớn, tuổi thọ của mối nối ngắn, hiệu suất truyền động kém, khi chuyển động qua tay quay gây tiếng ồn, những phương pháp này dễ tháo lắp, chỉ sử dụng cho những truyền băng có công suất nhỏ và phải di chuyển tuyến băng thường xuyên

d Phương pháp nối băng bằng lưu hóa

Người ta cắt hai mép băng hình bậc thang sao cho khi ghép vào nhau thì chúng trùng khớp sau đó cố định những lớp bố, đánh sạch lớp cắt sau đó dùng một loại nhựa đặc biệt để dán, ép, quy trình dán được giới thiệu từng loại nhựa, phương pháp này hiện đang được sử dụng có hiệu quả bởi vì mối nối dễ uốn gấp, độ bền phụ thuộc kỹ thuật nối, phương pháp này sử dụng ở những tuyến băng có tuổi thọ và ổn định, ít di chuyển, sợi thép

3.5 CƠ CẤU CĂNG BĂNG

- Đuôi băng: gồm khung đuôi, tang bị động và cơ cấu căng băng Khung băng thường được đặt trên bệ xi măng để dễ dàng dịch chuyển trong quá trình căng băng

- Hệ thống căng băng

- Hiện chúng ra đang sử dụng 2 phương pháp chính

3.5.1 Căng băng đối trọng:

Phương pháp này có thể kéo cả trục bị động lùi lại

Phương pháp dùng đối trọng có những ưu điểm là lực căng chính xác trong quá trình làm việc băng không bị dãn quá mức khi tải trọng lớn Nhưng đòi hỏi vị trí lắp đặt bằngphải có đủ không gian để chứa cơ cấu

3.5.2 Căng bằng vít tăng: (cơ cấu vít me - êcu)

Loại này có ưu điểm là nhỏ, gọn, chiếm ít diện tích nhưng khi tải trọng của băng thay đổi thì băng hay bị dãn Loại này được sử dụng ở những vị trí không gian chật hẹp như các băng tải làm việc trong công trình ngầm

3.6 CON LĂN VÀ GIÁ ĐỠ

Để cho tuyến băng tài được dài ra thì các con lăn đỡ băng phải đặt trên một khung đỡ và nối với nhau để tạo thành tuyến băng

3.6.1 Giá đỡ

Có 2 loại, giá cố định và giá có thể tháo rời được

Giá đỡ là những thanh kim loại được chế tạo từ thép định hình hoặc thép ống nối với nhau bằng mối hàn hoặc bu lông Ở phía trên giá đỡ gắn các con lăn đỡ băng nhánh có tải, ở khoảng giữa đặt các con lăn đỡ băng nhánh không tải Các giá đỡ này được liên kết với nhau bằng và đợc gắn chặt trên các thanh gỗ hoặc trên nền tạo thành

bộ khung vững chắc chịu tải

3.6.2 Con lăn đỡ băng

Có 2 loại, loại có một con lăn đỡ gọi là băng phẳng, loại có 2,3 con lăn đỡ gọi là băng lòng máng

Các con lăn băng có dạng trụ tròn bằng thép, quay quanh trục gắn trên giá đỡ, có

tể dùng ổ trượt hoặc ổ bi để làm ổ đỡ Trên nhánh có tải có thể dùng một, hai hoặc nhiều con lăn

Đường kính của con lăn phụ thuộc tốc độ của băng, để đảm bảo độ bền cho con lăn thì tốc độ quay của nó không quá 300 vòng/phút Tốc độ con lăn được tính:

d

v

n L = 60 (vòng/phút)

nL: Tốc độ quay của con lăn (vòng/phút)

v: Tốc độ quay của băng (m/s)

D: Đường kính của con lăn (m)

Sau khi tính toán xong thì điều kiện sử dụng cho phép của con lăn là nL  300

(vòng/phút)

3.6.3 Hiện tượng bị lệch băng và cách chống lệch băng

Trong quá trình làm việc băng có thể bị lệch sang một bên, mép băng cọ sát vào giá đỡ con lăn làm cho băng hư hại rất nhanh Ở thực tế còn có hiện tượng "bay băng" Trường hợp này xảy ra khi băng tải vật liệu đi xuống với góc độ lớn, thiết bị căng băng

bị hỏng làm cho băng bị chùng quá, mặc dù đã phanh hãm tang quay chính Nhưng do thành phần trọng lượng của băng và quặng, băng vẫn tiếp tục chuyển động xuống, người ta gọi là hiện tượng "bay băng" (rất nguy hiểm)

* Nguyên nhân của sự lệch băng:

- Đổ quặng không cân, không đều

- Khi lắp băng tâm của đầu máy, đuôi máy và tuyến băng không trùng nhau

- Một số giá đỡ con lăn bị lệch hoặc có một số con lăn bị kẹt không quay

* Chống lệch băng: Ngoài phương pháp gia cố cần thiết người ra còn sử dụng các con lăn đứng để đẩy băng vào

- Sử dụng giá đỡ con lăn loại lòng máng, 2 con lăn hai bên được lắp nghiêng về phía trước 1 góc từ 3 - 50

3.7 VẬN HÀN, BẢO QUẢN VÀ SỬA CHỮA BĂNG TẢI:

3.7.1 Chọn vị trí đặt đầu máy băng tải cần đảm bảo 2 điều kiện

- Phải có khả năng truyền hết lực kéo cho băng

- Phải thuận tiện cho việc điều khiển băng, đầu máy có thể đặt ở đầu hoặc cuối băng (tính theo chiều chuyển động hoặc ở một vị trí bất kỳ ở nhánh không tải, ta căn

cứ ở điều kiện sau:

3.7.1.1 Căn cứ theo điều kiện tải

- Khi tải quqặng đi lên vị trí đặt đầu máy ở phía trên

- Khi tải quặng đi xuống nếu góc độ nhỏ thì đầu máy có thể đặt ở phía dưới phía

ra quặng nếu góc độ lớn thì đặt ở phía trên

3.7.1.2 Căn cứ vào lực cản nhánh nặng nhẹ:

- W nặng > W nhẹ đầu máy đặt cuối nhánh nặng

- W nặng < W nhẹ đầu máy đặt cuối nhánh nhẹ

- W nặng = W nhẹ thì đặt tùy ý sao cho thuận tiện khi vận hành

- Khi các băng đặt nối tiếp nhau ở những chỗ rót than các vị trí đặt đầu máy, đuôi máy phải được mở rộng và phải có cầu vượt

Đối với băng cao su là bộ phận đắt tiền nhất, tuy vậy thời hạn sử dụng ngắn khoảng từ 1 - 1,5 năm

Nếu chăm sóc tốt thì có thể sử dụng 2-3 năm hoặc hơn nữa Băng hỏng chủ yếu phụ thuộc vào lớp cao su bảo vệ, vì lớp này chịu lực lớn nhất nếu chúng bị dập, nát, rách sẽ ảnh hưởng tới lớp bố bên trong làm băng hỏng nhanh chóng

3.8 TÍNH TOÁN BĂNG TẢI

3.8.1 Tính sức kéo và biện pháp nâng cao sức kéo

Sức kéo W0 do động cơ sinh ra chỉ là thành phần nội lực còn băng cao su có nhận được nội lực đó hay không còn phụ thuộc vào độ bền của băng, phụ thuộc vào ma sát giữa tang và băng Như ta biết, lực kéo W0=Sv-Sr

Để băng cao su nhận được hết lực kéo đó nhà bác học Ơ le đã tím ra được mối quan hệ giữa sức căng đầu bào và sức căng đầu ra SvSt M

e r r

Rõ ràng ta thấy, khả năng nhận lực kéo tối đa của băng phụ thuộc vào 3 yếu tố:

- Sr càng lớn thì khả năng nhận lực kéo càng cao, nhưng khác với máng cào, nếu

Sr lớn thì làm cho băng dần ảnh hướng đến bền và hiệu suất truyền độ do đó không để tang trên áp đặt giá trị nào đó được miêu tả tính toán

- : Tức là phụ thuộc vào vật liệu tang, điều kiện làm việc khô ráo hay ẩm ướt, qua thực nghiệm ta thấy:

+ Nếu tang bằng thép , băng cao su trong điểu kiện khô ráo =0,3

+ Nếu tang thép bọc gỗ, băng cao su thì =0,35

+ Nếu tang bọc cao su, băng cao su thì = 0,4

Nếu trong điều kiện ẩm ướt thì  sẽ giảm, vì vậy thực tế người ta phải sử dụng những thiết bị quét băng, trước khi băng đi qua tăng quay chính

- Làm tăng góc  , một trong những biện pháp hiệu quả nhất là sử dụng 2 tang quay chính

3.8.2 tính bề rộng của băng tải (B)

Thường dựa vào sản lượng để tính bề rộng B Ta biết sản lượng Q=36000F0v (T/h)

F0: Diện tích mặt cắt ngang của quặng phụ thuộc bề rộng băng và loại giá đỡ 3.8.2.1 Băng phẳng

Ta thấy mặt cắt có dạng tam giác, có chiều rộng đổ quặng b = 0,8B chiều cao đổ quặng là h

hh Bh

F

2

18,02

1

→ (b=0,8B)

Để quặng được nghỉ trên băng thì góc nghiêng mặt đáy băng  ta gọi là góc nghỉ

ổn định cho nên ta tính được:



 Btg tg

B tg

3.8.2.2 Băng lòng máng

Thực tế, tiết diện quặng F1  F2 để tính toán ta lấy F0 = F1 + F2 = 2F1

Như vậy, ta suy ra chiều rộng băng lòng máng

Thường người ta thấy góc nghỉ

Nhưng trong quá trình vận chuyển thì góc nghỉ thực tế giảm đi một nửa nên góc nghỉ được chia cho 2

Vì vậy, công thức tính chiều rộng của băng

Băng phẳng: ( )

160 v n

Q B



=

3.8.2.3 Kiểm tra bề rộng của băng theo cỡ quặng

Để quặng không bị lăn trên băng gây mất an toàn và bảo đảm năng suất theo thiết

bị Sau khi tính được bề rộng của băng phù hợp với năng suất vận chuyển

Căn cứ vào bằng tiểu chuẩn bề rộng của băng ta chọn loại băng có tiêu chuẩn với phương pháp lựa chọn ở giới hạn trên Sau đó phải kiểm tra xem băng làm việc an toàn theo các cơ quặng trung bình và lớn nhất

) ( 200

B + thì đảm bảo an toàn

) ( 200 3

Tiêu chuẩn bề rộng của băng tải hiện nay nước ta sản xuất được các loại 330,400,500,650,700,800,900,1000,1.200,1.400,1.600

Nếu băng có bề rộng lớn hơn thì phải đặt làm riêng cho nhà sản xuất

3.8.3 Tính lực cản của băng tải

Cũng như máng cào ta có nhánh có tải và nhánh không tải

S2: Sức căng điểm vào của tang quay phụ (N)

3.8.3.3 Lực cản của băng trên tang quay chính

Thường người ta tính bằng hiệu suất, gọi là hệ số lực cản trên tang quay chính

W61 = (0,03  0,05) (S6+St) (N)

3.8.4 Vị trí đặt đầu máy băng tải hợp lý

Để băng nhận hết được lực kéo từ động cơ truyền tới và thuận tiện cho việc sử dụng bốc dỡ hàng hóa thì ta đặt đầu máy theo nguyên tắc sau: Vị trí đầu máy khi nào cũng được đặt ở phía cuối nhánh nào có lực cản lớn hơn

W nặng > W nhẹ thì đầu máy đặt cuối nhánh nặng

W nặng < W nhẹ thì đầu máy cuối nhánh nhẹ

W nặng = W nhẹ thì đầu máy đặt tùy ý sao cho thuận tiện cho các công việc khác

3.8.5 Tính sức căng của các điểm đặc biệt

Vẽ sơ đồ luồn băng theo đúng yêu cầu đề bài Sau đó đánh dấu các điểm đặc biệt Tính theo sơ đồ đường vòng (Phương pháp đuổi điểm)

Mỗi loại băng có độ bền khác nhau Vì là băng cao su cho nên sức căng ban đầu

S1 thì mỗi băng cần một thông số phù hợp do đó phải tính toán chứ không cho trước như ở máng cào

Vì vậy ta phải tính S1 = ?

S2=S1 + W12 = S1 + Wnhẹ (N)

S3=S2 + W23 = S2 + kS2 = S2(1 + k) (N)

S4 = S3 + Wnặng (N)

S5 = S4 + W45 = S4 + kS4 = S4(1 + k) (N)

Khoảng cách giữa 5 và 6 không đáng kể cho nên khi tính toán người ta cho phép

bỏ qua như vậy thì:

k1 Sv = Sr eµ

Từ đó ta có hệ phương trình:

Giải hệ phương trình này ra sẽ tìm được Sr và Sv

3.8.6 Tính Công suất của động cơ băng tải

Trong đó:

W0: lực tác dụng lên tang quay chính W0 = Sv - Sr (N)

v: vận tốc của Băng (m/s)

: Hiệu suất của tang quay chính

m: Hiệu suất của hộp giảm tốc

Sau khi tính được công suất đông cơ, để dảm bảo cho khả năng dẫn động thì ta chọn công suất động cơ băng tải là:

Nchọn = k N (kW)

k: hệ số dự trữ công suất k = 1,15 ÷ 1,25

3.8.7 Kiểm tra băng làm việc

3.8.7.1 Kiểm tra độ võng của băng

Khi băng chạy qua 2 con lăn nhánh nặng do trọng lượng của quặng và băng làm cho quặng băng đó bị võng xuống Để cho băng làm việc an toàn quặng không lăn trở lại được khi băng chuyển động người ta phải quy định độ võng cho phép

Smin tính toán = (q + qb) (4 ÷ 5)l1 (N)

l1 : khoảng cách giữa hai con lăn nhánh nặng (m)

Sau khi tính toán ta so sánh với sức căng nhỏ nhất ở trên nhánh nặng, nếu >Smin tính toán thì Băng không bị võng

3.8.7.2 Kiểm tra hệ số an toàn của băng khi làm việc

Để kiểm tran an toàn sử dụng hệ số bền m

3.8.8 Tính chiều dài công tác của tuyến băng:

Trong các băng đặc tính kỹ thuật của băng cho biết chiều dài của băng theo điều kiện tải bằng Vì vậy, khi sử dụng băng ta phải tính lại chiều dài theo các góc độ của tuyến băng thực tế

CHƯƠNG IV VẬN TẢI BẰNG MÁNG CÀO 4.1 PHẠM VI SỬ DỤNG CỦA MÁNG CÀO

Máng cào là một loại thiết bị vận tải liên tục được dùng chủ yếu để chở than, quặng trong các mỏ khai thác hầm lò Nó thường được đặt ở các lò chợ, lò song song,

có thể làm việc độc lập hoặc kết hợp với máy liên hợp khai thác Khi thả vật liệu xuống ốc với độ dốc lớn, có thể dùng máng cào hãm để hạn chế tốc độ trượt của vật liệu Ngoài ra máng cào còn được sử dụng trên mặt mỏ, trong các phân xưởng tuyển khoáng, trên các công trờng khai thác vật liệu xây dựng như đá, cát, sỏi và các vật liệu

Tuy nhiên máng cào có một số đặc điểm sau: Nguyên lý làm việc chưa hoàn chỉnh vì thanh gạt có lúc còn trượt trên vật liệu vận chuyển, làm vỡ vật liệu vận chuyển, máng và xích chóng mòn, trọng lượng kim loại trên một đơn vị chiều dài lớn, sức cản chuyển động lớn nên chí phí năng lượng tương đối cao, tải trọng động lớn Máng cào được phân loại theo các đặc trưng sau:

Theo lĩnh vực sử dụng chia ra máng cào làm việc ở lò chợ, máng cào làm vệc trong tổ hợp máy khấu than, máng cào hãm, máng cào làm việc trên mặt mỏ, máng cào

Theo kết cấu của xích: có loại xích bản và xích vòng

Theo kết cấu của khớp nối giữa hộp giảm tốc và trục động cơ: khớp nối chốt, khớp nối ma sát, khớp nối thủy lực

Theo kết cấu của bộ phận kéo căng: kéo căng bằng trục vít, bằng đối trọng, bằng tời

Theo vị trí tương đối giữa nhánh có tải và nhánh không tải: nhánh có tải và không tải nằm chồng lên nhau, hai nhánh cùng nằm trong hai mặt phẳng nằm ngang hoặc trong hai mặt phẳng nghiêng so với nhau một góc nào đó ( thường là 450)

4.2 CẤU TẠO NGUYÊN LÝ LAM VIỆC

4.2.1 Câu tạo cơ bản (có trong bản vẽ)

4.2.1.1 Xích và thanh gạt:

Thanh gạt được cố định với xích băng bu lông để vận chuyển người ra cấu tạo từng đoạn xích cũng được nối với nhau bằng bu lông có chiều dài từ 0,8m - 1,2m và được nối với nhau cũng bằng bu lông

Có nhiều loại máy cào có loại chỉ có 1 xích, có loại 2 xích, có loại 3 xích tùy theo công thức từng loại máy

Xích là bộ phận quan trọng nhất của máng cào, năng suất và chiều dài vận tải đều

ph thuộc vào độ ền của xích Vì vậy yêu cầu đối với xích máng cào la đảm bảo độ bền,

ít bị mài mòn, trọng lượng nhỏ, tháo lắp dễ dàng, dễ uốn để ăn khớp tốt với đĩa xích, kết cấu đơn giản, giá thành hạ…

Thanh gạt được chế tạo từ thép các bon hay thép tấm Khi làm việc thanh gạt chuyển động cùng với xích để kéo vật liệu, vì vậy nó cũng phải đủ bền và chịu mài mòn tốt Thông số cơ bản của thanh gạt là chiều cao và bước của nó Nếu bước thanh gạt tăng thì trọng lượng 1 m bộ phận kéo, sức cản chuyển động và độ mài mòn máng giảm Nhưng khi bước thanh gạt tăng quá giới hạn nhất định thì dòng vật liệu trên máng sẽ không liên tục, làm giảm năng suất của máy Vì vậy tùy theo đều kiện cụ thể của vật liệu, độ dốc đặt máng mà tính toán bước thanh gạt cũng như độ cao của chúng cho thích hợp, nhưng phải đảm bảo

lt ≥ 1,5 d

lt: Bước của thanh gạt

d: kích thước trung bình của cục vật liệu

4.2.1.2 Máng

Dùng để đỡ và dẫn hướng cho xích chuyển động người ta cần tạo những tấm máng trên và máng dưới được nối nhau bằng bu lông, có loại máng không chịu lực, có loại máy chịu lực cho phép các máy liên hợp khai thác trượt trên nó Có loại uốn được trên mặt phẳng, có loại uốn được trong 2 mặt phẳng

Máng gồm nhiều đoạn máng dài từ 1 đến 2,5 m lắp ráp lại với nhau Các đoạn máng có th được chế tạo bằng phương pháp dập hoặc hàn, có tiết diện ngang là hình chữ nhật, hình thang, hình bán tròn Vật liệu chế tạo máng là thép tấm hượp kim chịu mài mòn cao

Trong đa số các kết cấu của máng cào, hai máng có tải và không tải đặt chồng lên nhau Máng trên hở để chở vật liệu, máng dưới kín để dẫn hướng nhánh xích không tải 4.2.1.3 Bộ truyền động

Bao gồm động cơ, truyền qua múp nối qua hộp giảm tốc, bánh xích chủ động bộ truyền thường có dạng như hình vẽ

Động cơ điện thường dùng nhất là loại không đồng bộ lồng sóc Tuy nhiên cũng

có thể sử dụng các loại động cơ khác như động cơ khí nén, động cơ thủy lực

Hộp giảm tốc của máng cào có thể có từ 2 đến 3 cấp Có hai loại hộp giảm tốc bánh răng trụ hoặc bánh răng côn trụ

Khớp nối có thể là khớp nối cứng (bu lông, xích, vật liệu đàn hồi), hoặc khớp nối thủy lực

4.2.1.4 Các yếu tố bảo vệ động cơ điện

Ngoài những yếu tố bảo vệ ở mạng điện (cầu chì ) thì hệ thống cơ ở một số máng xào người ta còn sử dụng

chuyển động kém, khi làm việc phát tiếng kêu, xích chóng bị rão và mòn vì vậy quá trình làm việc ta phải tiến hành căng xích

Cơ cấu căng xích theo nguyên lý Vitme êcu (có trong bản vẽ)

4.2.1.6 Lựa chọn máng cào

Khi tính toán lựa chọn máng cào phải căn cứ vào những thông số sau:

- Góc độ đặt máy: đối với từng loại máng cào, khi mua đều có kèm theo hướng dẫn sử dụng, trong đó có hướng dẫn sử dụng góc độ lắp đặt máng cào hợp ký, ta phải căn cứ vài tuyến vận tải thực tế để lựa chọn

- Chiều dài máng cào: phải lựa chọn loại phù hợp với chiều dài tuyến vận tải (không lãng phí công suất)

- Bề rộng của máng phải phù hợp với bề rộng của tuyến vận tải

- Năng suất của máng cào phải phù hợp với yêu cầu năng suất của tuyến bận tải

và chọn đúng loại máng cào trong điều kiện làm việc của tuyến

4.3 TÍNH TOÁN CHO MÁNG CÀO

Đầu tiên ta phải vẽ được sơ đồ luồn xích, dùng mũi tên đánh dấu chiều chuyển động của quặng

4.3.1 Tính năng suất máng cào (có sơ đồ tập bản vẽ)

 : Khối lượng riêng của quặng (T/m3)

: Hệ số tải quặng thuộc vận tốc của xích

Nếu v = 0,3  0,6 thì  = 0,7  0,9

Trong khi tính toán, năng suất thực tế còn bị giảm đi do hiện tượng quặng tự lăn xuống, cho nên năng suất còn thuộc vào  theo kinh nghiệm thực tế:

-  = 100 thì năng suất Q giảm 15% so với  = 00

-  = 200 thì giảm đi 35% so với khi  = 00

-  = 300 thì giảm đi 50% so với khi  = 00

Những góc độ khác nằm giữa những góc độ đã có thông số giảm thì ta phải dùng phương pháp nội suy tự rút ra

Dựa vào năng suất ta có thể tính được trọng lượng quặng trên 1m chiều dài ký hiệu q

) ( 1000 )

/ ( 36 , 0 ) / ( 6

,

Q m kg v

Q

4.3.2 Tính công suất cần thiết cho máng cào

4.3.2.1 Tính sức căng của các điểm đặt biệt trên dải xích

Dựa vào sơ đồ luồn xích, điểm ra của bánh xích chủ động là điểm S1 hay 1 Điểm vào của bánh xích bị động là 2,3,4 Phương pháp tính toán theo phương pháp đường vòng đuổi điểm Sức căng của một điểm bằng sức căng của điểm trước nó cộng với lực cản giữa 2 điểm đó Nếu ký hiệu sức căng là S, ta có:

+ S1: là sức căng điểm ra hoặc sức căng ban đầu

Khác với băng tải vì xích máng cào có độ bền lớn hơn nhiều cho nên người ra có thể cho trước sức căng ban đầu

L: chiều dài tuyến

q: Trọng lượng quặng trên 1m chiều dài

f: Hệ số m/s giữa quặng và máng

 : Góc dốc của tuyến máng cào

Trong công thức trên lấy dấu (+) có W nặng khi tải than lên và ngược lại