Bài giảng Máy vận chuyển liên tục

MÔN HỌC MÁY VẬN CHUYỂN LIÊN TỤCLIÊN TỤC (TRANSPORTATION EQUIPMENT) TS Bùi Văn Tuyển Email Tuyenbv@tlu edu vn ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT MÔN HỌC NỘI DUNG CHI TIẾT TÍNH ĐIỂMTÍNH ĐIỂM HÌNH THỨC THI TÀI LIỆU THAM[.]

NỘI DUNG CHI TIẾT

TÍNH ĐIỂM HÌNH THỨC THI TÀI LIỆU THAM KHẢO

Môn học này cung cấp cũng như hướng dẫn cho người học những hiểu biết: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng để tính toán thiết kế,

lắp dựng vận hành các loại máy vận chuyển

liên tục

dòng liên tục hoặc từng quãng đều nhau theo một hướng nhất định Máy vận chuyển liên tục làm việc ở các công đoạn trung gian nhằm chuyển tải các sản phẩm theo quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp, nhà máy.

Cơ giới hoá một khâu nặng nhọc

Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, sử dụng, thiết kế chế tạo

Yêu cầu:

1 Nắm vững cấu tạo, nguyên lý và thiết

kế chế tạo được các loại máy vận

chuyển liên tục

1.1 CÔNG DỤNG, VAI TRÒ

CÔNG DỤNG

- Vận chuyển các loại hàng rời và hàng khối theo 1 dòng liên tục

VAI TRÒ

- Là bộ phận cấu thành các quá trình công nghệ hiện đại

- Thiết lập và điều chỉnh nhịp độ sản xuất

- Có khả năng nâng cao NS, tăng sản lượng

- Là phương tiện để cơ giới hóa, TĐH quá trình xếp dỡ hàng hóa

1.2 PHÂN LOẠI

THEO THIẾT BỊ KÉO

- Máy có thiết bị kéo: dây đai kéo (băng tải), xích kéo (xích tải), cáp kéo (cáp tải), các bộ phận kéo khác

- Máy không có bộ phận kéo: Vít tải, rung động, con lăn, quán tính THEO BỘ PHẬN MANG HÀNG

- Băng đai; băng tấm; băng gầu; băng con lăn; băng treo, xe

chuyển hàng, vít tải, băng rung; băng cào; thiết bị vận chuyển khí nén; thiết bị vận chuyển thủy lực

c) a)

e)

g) f)

BĂNG TẢI CAO SU

BĂNG TẢI CAO SU

BĂNG BẢN

BĂNG BẢN

BĂNG CON LĂN

BĂNG CON LĂN

GUỒNG TẢI (BĂNG GẦU)

BĂNG CHUYỀN LẮC

BĂNG TREO

1.3 YÊU CẦU KỸ THUẬT

Phải thỏa mãn các yêu cầu về sử dụng và tính kinh tế:

- Đảm bảo độ tin cậy, độ bền và tuổi thọ cao

- Công suất động cơ hợp lý, sử dụng tiết kiệm năng lượng

- Kích thước gọn nhẹ, dễ vận chuyển, lắp dựng…

- Công tác bảo dưỡng-sửa chữa dễ dàng, nhanh chóng

- Có tính mỹ thuật công nghiệp cao, kết cấu hợp lý

- Giá thành đầu tư hạ, hiệu quả đầu tư cao

1.4 TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU VC

1.4.1 HÀNG ĐƠN CHIẾC

- Hàng khối đồng nhất: Thép tấm, gạch viên, SP xây dựng, CK…

- Thùng, hòm, bao kiện chứa vật liệu rời: Bao xi măng, kiện hàng thực phẩm….

Tính chất: Hình dáng đa dạng, kích thước, khối lượng hàng lớn Tính chất đặc biệt: nhiệt độ, dễ vỡ, tính cháy nổ….

Đặc tính của vật liệu hàng rời:

kích thước hạt, khối lượng riêng, tính chảy, độ ẩm và các tính

chất khác

1 Kích thước hạt vật liệu

Suy ra kích thước danh nghĩa

- amax đến 0.8 amax : Nhóm cục lớn nhất

- amax / amin  2.5: Vật liệu thông thường (VL nguyên khai)

- amax / amin ≤ 2.5: Vật liệu đồng nhất(VL tuyển chọn)

1.4.2 HÀNG RỜI

Kích thước hạt trung bình

2 Khối lượng riêng: Là khối lượng của một đơn vị thể tích

Căn cứ vào khối lượng riêng chia thành

3 Góc nội ma sát: Góc nội ma sát tĩnh và góc nội ma sát động

đ2= (0,35  0,7) t1

G G

ca kd

k

k T

A k

1 T

T k

ca

T

AQ

1.5 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN

1.5.1 Năng suất vận chuyển:

2 Năng suất kỹ thuật: Là năng suất lý lịch máy, Qkt

Q  Q

Khi lựa chọn máy vận chuyển

Qkt  Qtt

1 Q

Q k

1.5 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN

1.5.2 Lực cản chuyển động

Lực cản chuyển

động

Đối với máy VCLT lực cản chuyển động chủ yếu là Fms phụ

thuộc vào trọng lượng vật liệu

Kết cấu

máy

Độnghiêngđặt máy

Bán kính

"

2

' 2

d W

d N eN

d F

d F k N M

M

D

d D

d e

2 N

N

Vì D >> d

c w N c D

d e

N

Wc  2   c.

Đối với bánh xe có thành

1.5 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN

1.5.2 Lực cản chuyển động

3 Lực cản khi vận chuyển vật liệu lên dốc

3 Lực cản khi vận chuyển vật liệu lên dốc

- Lực cản trên nhánh có tải:

- Lực cản trên nhánh không tải:

4 Lực cản khi đi qua đoạn cong(hai đầu tang, bánh xe, ròng rọc, dẫnhướng):

Wc= k (Wct+Wkt), N;

k- hệ số kể đến lực cản của băng tải khi đi qua đoạn cong;

1.5.3 Bộ phận truyền lực kéo

1 Truyền lực bằng ma sát

a Lý thuyết cơ bản

Công thức Ơ le.

Công thức này cho ta mối quan hệ của lực vào Sv và lực ra Sr và góc ôm

 trên bề mặt tang không chuyển động

Sr= Sv e f

B A

e

S e

S S

Se

1e

SS

S

r f

f max v r

max v max       





Khi Sv = Sr thì P=0

Sv < Sr thì P<0, trạm dẫn động làm việc ở chế độ phanh hãm (khi đó

động cơ làm việc ở chế độ máy phát)

Xác định Pmax

Nhận xét: Muốn tăng Pmax ?

Khi 1 < k’ < 1,2: Trạm dẫn động làm việc không ổn định

Khi k’≤1: Khả năng dự trữ lực ma sát của trạm dẫn động không có do trượt trơn trên tang

ax0

R

- Gia tốc của xích theo phương x tại một điểm bất kỳ

- Gia tốc của xích theo phương x từ điểm 1-3

Zt

v 60

t z

v 20

x  

Nhận xét ax

180 2

900 2

2

2 2

2 2

x

t n t

n

t R

t R

Ta thấy ax luôn thay đổi từ +amax đến –amax suy ra F quán tính thay đổi

Tải trọng động luôn đổi dấu và gây ra va dập giữa xích và bánh xích

t

ax0

R

Khi dùng hệ số tải trọng động kđ có thể tính tải trọng động trong xích kéo:

p dt

d

0

2 2

) z

t ( sin

z p sin

) z

t ( p sin p

z

sin 2

3

2 2

2Giải PT ta tìm được

0 0

2 2

2

sin sin

( sin

sin sin

sin 2

3

t pt

a A t

pt p

z

p p

CR CR

2 max

d

m

C 3 z sin

z

sin 1

) C 3

m 1 ( 2

mR S

Lực động lớn nhất trong xích

Tải trọng động khi cộng hưởng sẽ có giá trị lớn gấp bội nên dễ gây ra đứt xích.

Vì vậy cần kiểm tra điều kiện làm việc của xích để không xẩy ra cộng hưởng

C

L 4 z

2 v

C v

4

C t L

L 4

C t

v 

tb

' th

L 2

C z

th

x 

Câu 1: Công dụng và phân loại máy vận chuyển liên tục ?

Câu 2: Tại sao phải nghiên cứu tính chất của các loại vật liệu vận

chuyển Các tính chất đó có ảnh hưởng đến máy VCLT như thế

nào ?

Câu 3: Trình bày các loại năng suất của Máy VCLT ?

Câu 4: Các loại truyền động trong máy vận chuyển liên tục? Các

loại truyền động đó ứng dụng trong từng loại máy vận chuyển liên

tục như thế nào?

Câu 5: Trình bày nguyên lý của truyền động bằng ma sát trong

máy VCLT Phương pháp tăng lực kéo trong truyền động bằng ma

sát ?

2.1 CÔNG DỤNG CỦA BĂNG TẢI CAO SU

Băng tải cao su được dùng để vận chuyển vật liệu rời, vụn

như: cát, sỏi, than đá, đá dăm, xi măng và được sử dụng rộng

rãi trong các dây chuyền sản xuất công nghiệp, hoá chất, công

nghiệp chè, cà phê.v v.

Trong quá trình sử dụng, chúng ta có thể ghép các băng nối

tiếp nhau để tăng khoảng cách vận chuyển và thay đổi hướng

vận chuyển của tuyến.

2.2 PHÂN LOẠI BĂNG TẢI CAO SU

1 BĂNG TẢI DI ĐỘNG

Đặc điểm của băng tải cao su loại di động:

- Có khả năng cơ động

- Thay đổi được chiều cao

- Khoảng cách vận chuyển ngắn, năng suất nhỏ

- Tính ổn định kém

2.2 PHÂN LOẠI BĂNG TẢI CAO SU

1 BĂNG TẢI CỐ ĐỊNH

Đặc điểm của băng tải cao su loại cố định:

- Không có khả năng cơ động

- Không thay đổi được chiều cao

- Khoảng cách vận chuyển xa, năng suất lớn

- Tính ổn định vì liên kết cố định

2.2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

NỐI TIẾP BĂNG TẢI TĂNG KHOẢNG CÁCH VẬN CHUYỂN

VIDEO NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

2.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA BĂNG TẢI CAO SU

Gồm 2 phần:

Phần lõi

Phần cao su bọc bên ngoài

1- Lớp cao su, 2- Lớp vải bố hoặc lõi thép, 3- Lớp vải bọc

Phần lõi: Làm nhiệm vụ chống giãn dài, bảo đảm độ bền kéo,

chống va đập

Gồm 2 loại + Bằng vải

+ Bằng sợi thép, sợi mành Bằng vải: vải được dán lại thành lớp Các lớp vải làm lõi thường

được dệt bằng tơ nhân tạo có độ bền cao có chiều dày mỗi lớp 0,2

Phần cao su làm nhiệm vụ chống mòn và liên kết các phần lại với nhau, bảo vệ cho lớp lõi không

bị phá hỏng do tác dụng cơ học và môi trường bên

thuộc điều kiện vận hành, chiều dày mặt đối diện từ

1 - 2 mm Khi dùng lõi thép thì lớp cao su dày từ

3,5- 10 mm.

-Chiều rộng băng tải là một thông số cơ bản của máy:

- Chiều rộng băng tải phụ thuộc năng suất của máy, theo kích

thước vật liệu vận chuyển và vận tốc vận chuyển.

-Thông thường kích thước chiều rộng băng tải được tiêu chuẩn

hóa: 500, 650, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000

2.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA BĂNG TẢI CAO SU

2.3.1 Băng cao su

Loại băng trên bề mặt của nó có các rãnh chéo lõm hay có vấu lồi hình chữ V hay chữ M

2.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA BĂNG TẢI CAO SU

2.3.1 Băng cao su

Băng có gờ lượn sóng và vấu lồi

Nối bằng keo dán gia nhiệt:

Người ta cắt băng dưới một góc 30o để cho các lớp có chiều dài như nhau Các bề mặt dán được làm sạch và bôi một lớp nhựa cao su mỏng

Sau đó ở các đầu mối dán được kẹp chặt với nhau bằng hai tấm kim loại căng dài ra và nối lại, khi nối phải nung đến nhiệt độ 160oC

Nối bằng đinh tán:

2.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA BĂNG TẢI CAO SU

2.3.2 Trạm kéo băng

Trạm kéo băng

Tạo ra lực căng ban đầu trong băng

Cưỡng

Vít-đai

Là cơ cấu dùng vít - đai ốc Khi đai ốc được định vị trên khung, vặn cho vít quay

và đẩy trục tang di chuyển một quãng L làm căng băng.

Ưu điểm: đơn giản, chắc chắn, có độ tin cậy cao.

Nhược điểm:

+ Không có khả năng duy trì lực căng băng cố định

+ Lực căng băng bị giảm do băng bị kéo dãn dài vì

có đàn hồi và biến dạng làm cho tiếp xúc giữa băng và

tang bị giảm gây ra trượt trơn

+ Làm giảm tuổi thọ của băng do kết cấu cứng nên

lực căng trong băng thay đổi theo bước nhảy

Cơ cấu căng băng tự động:

Tuỳ theo kết cấu và độ lớn của băng để dùng hệ thống cáp và ròng rọc, một đầu của cáp được treo các quả đối trọng làm căng băng

Ưu điểm:

Kiểu kéo căng băng tự động là tạo ra chế độ căng băng hợp lý, tự động

bù trừ độ đàn hồi và độ dãn dài băng

Khi tải trên băng thay đổi, băng bị kéo hoặc chùng thì đối trọng cũng chuyển động lên hoặc xuống, do vậy lực căng luôn luôn được duy trì một giá trị

nhất định

Nhược điểm

- cồng kềnh, phức tạp và giá thành cao

Phân loại

Trạm kéo căng băng tự động có thể chia ra:

-Theo nguyên lý hoạt động: Kéo căng liên tục hay theo chu kỳ

-Theo thông số điều khiển: Một, hai hay ba thông số

Theo kiểu dẫn động: Điện, thuỷ lực hoặc khí nén

4 4

2.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA BĂNG TẢI CAO SU

2.3.3 Cơ cấu dẫn động: là bộ phận phát lực đầu tiên truyền qua cơ

cấu truyền động đến băng tải nhằm thắng được các lực cản chuyển động của băng, thực hiện công việc vận chuyển vật liệu

1

3 2

4

2 3

4 4

3 2

ke

P

1

11

1 4

n

3 Z

Z 2 2 Z

Để tăng khả năng dẫn động của băng tải:

- Dùng con lăn nén băng,

- Tăng chân không để băng dính chặt hơn vào tang,

- Tăng hệ số ma sát f,

- Tăng góc ôm giữa tang và băng

Việc phủ trên bề mặt tang dẫn động bằng vật liệu tăng hệ số

Việc phủ trên bề mặt tang dẫn động bằng vật liệu tăng hệ số

ma sát cũng có hiệu quả

Dẫn động 1 động cơ cho nhiều tang bằng bộ dẫn động cứng

Ta thấy VI> VII, do có sự biến dạng đàn hồi

của băng Do vậy không được dùng một

động cơ truyền động cho hai tang có kết cấu

động học một bậc tự do

Khi sử dụng một động cơ truyền động cho

hai tang, cần có cơ cấu truyền động điều

chỉnh được,

Để bảo đảm được điều kiện động học

và tĩnh học, cần phải lựa chọn hai động

cơ cho hai tang mang tính hỗn hợp

này có kết cấu đơn giản,

băng không bị uốn gập b)

Nguyên lý cơ bản là tạo ra giữa bề mặt của tang và băng một vùng chân

không, nhờ đó tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa hai bề mặt của băng Hiệu

áp suất này có tác dụng áp chặt mặt băng vào mặt tang Kết quả thực

nghiệm cho thấy khả năng kéo tăng lên 45 lần so với tang dẫn động bình

Tăng khả năng kéo của cơ cấu dẫn động băng tải là sử dụng

cơ cấu hút tạo chân không.

nghiệm cho thấy khả năng kéo tăng lên 45 lần so với tang dẫn động bình

thường

Khung đỡ là bộ phận kết cấu thép nhằm đỡ toàn bộ các cơ cấu khác, Kết

cấu khung thường được hàn theo dạng không gian từ các thanh thép định

hình và có thể thành các mô đun cho tiện lắp đặt và vận chuyển

Khung đỡ

Làm điểm tựa cho băng

hoạt động Các con lăn

được gắn trên khung hoặc

trên hai dây cáp đỡ theo

suốt chiều dài của băng với

Hệ thống con lăn

Chiều rộng băng mm Số lượng con lăn đỡ trên các nhánh băng tải

Có tải Không tải 300

400 500 650

1  3

1 3

suốt chiều dài của băng với

2200  3000

3

1 hoặc 2

3 và 5

Hệ thống con lăn

Tại các trạm chất tải khoảng cách đặt con lăn có dày hơn để chống sự va đập

do vật liệu vận chuyển rơi xuống và có thể dùng con lăn giảm chấn bằng cao

su

Yêu cầu đối với con lăn

- Các con lăn chế tạo và lắp đặt chính xác sẽ làm giảm lực cản quay,

- tăng tuổi thọ cho băng cũng như các bộ phận của con lăn

- Các con lăn phải chế tạo đơn giản,

- có khối lượng riêng nhỏ,

- dễ lắp ráp và vận hành

Hệ thống con lăn

Phân loại con lăn

- Con lăn với trục không quay

- Con lăn có trục quay

- Con lăn không có trục

A A C

C

B-B

B B

Để làm sạch băng nhằm nâng cao tuổi thọ băng tải, đồng thời tránh hiện tượng trượt băng trên tang người ta lắp một cơ cấu về phía nhánh không tải gọi là cơ cấu làm sạch băng Thông thường cơ cấu làm sạch băng đặt tại vị trí phía dưới tang sau khi đã dỡ tải

A-A 40°

-Dùng 1 thanh

cạo

 250

A A

d 100

1 d

h z

57 , 1 n

2 d D

h D h h

h d h h

2





2.3.6 Cơ cấu chất tải

Cơ cấu chất tải lên băng tải thoả mãn các điều kiện:

-Hướng được dòng vật liệu chảy đúng đường tâm băng tải

-Vật liệu rời khỏi cơ cấu chất tải xuống băng có chiều cao rơi là nhỏ nhất để giảm mòn cho băng

-Tạo được vận tốc vật liệu gần bằng vận tốc băng,

- Ngăn ngừa vật liệu có khối lượng lớn rơi xuống băng từ trên cao

- Cung cấp vật liệu cho băng một cách đều đặn nhất, không làm vụn vật liệu khi qua cơ cấu cấp liệu

2.3.6 Cơ cấu chất tải

Xác định quỹ đạo chuyển động của vật liệu ra khỏi băng

G Plt

Plt  Khi vật liệu bắt đầu rời khỏi tang



 mg cos R

v m

2



 cos gR

gx )

(

xtg

y

Sự chuyển động của dòng vật liệu

tách khỏi băng tải theo hình parabol

2.4.1 Năng suất băng tải

Năng suất băng tải là khối lượng vật liệu chuyển được sau một đơn vị

b

B b

Năng suất băng tải

Cho trước Q tính F

) 2

(

3600 v m

Q F

6

1 2

F

2 1 1 2

2 6

1 3

Năng suất băng tải Năng suất kỹ thuật băng tải

Q1

,1

B

G bChiều rộng của băng tải có thể xác định từ công suất kỹ thuật

đã cho biết trước:

Năng suất băng tải

qv 6 ,

3 L

v G 6 ,

3 z 1000

Khối lượng vận chuyển được tính theo công thức:

Lực cản và công suất băng tải

Lực cản và công suất của băng tải tính sơ bộ





2 Công suất:

Lực cản và công suất băng tải

Lực cản và công suất của băng tải tính đầy đủ

W = Wct+ Wkt + Wc + Wtg + Wcht + Wdt + Wls

Wc - lực cản băng khi đi qua các đoạn cong

) 1 e

( S

W  S ( e  1 ) S - lực căng băng đầu đoạn cong

Wc  i   Si - lực căng băng đầu đoạn cong

tg

u tg

D

d ) S bB (

a D

d Pf

Wtg - lực cản băng khi đi qua tang cuối, tang dẫn hướng: bao gồm

lực cản ma sát trong ổ trục tang và lực cản uốn băng.

Wtg= Su (ktg-1),

) 2 (

6 ,

3 g v v0 f1 gh

cQ

Wcht   

cht

Khi đi qua cơ cấu chất tải, dòng vật liệu được cấp từ một độ cao h có thể tính theo công thức:

Wdt - lực cản băng khi đi qua cơ cấu dỡ tải

Wdt= 1 q B

Wls - lực cản băng khi đi qua cơ cấu làm sạch

Lực cản băng khi đi qua cơ cấu làm sạch phụ thuộc kết cấu của cơ cấu đó:

• Đối với thanh cạo:

Wls= cB, N;

• Khi dùng cơ cấu kiểu chổi:

Wls= 'c B vc, N;

Cho băng tải với L=100 m chiều cao H=20 m Năng suất

Q=300 T/h; khối lượng riêng của VL 1.9 T/m3 (đá xanh); vận

tốc băng 1 m/s; sử dụng băng lòng máng

1 Tính chiều rộng băng B

2 Tính và vẽ biểu đồ lực căng băng (hệ số ma sát = 0.02; trọng

lượng băng qb= 7 kg/m; TL con lăn/có tải = 6 kg/m, TL con lăn/

không tải = 3 kg/m; hệ số lực cản qua tang chủ động k=0.04,

tang bị động k=0.05; Bỏ qua lực cản ở các đoạn cong, cơ cấu cấp

và dỡ liệu)

3 Tính công suất động cơ dẫn động băng tải, biết hiệu suất =0.85

BĂNG BẢN (BĂNG TẤM)

Cấu tạo và nguyên

lý hoạt động

Công dụng, phân loại

Kết cấu các bộ phận chủ yếu

Tính toán cơ bản

1

Băng bản: 1- Cơ cấu dẫn động, 2- Bánh xích, 3- Xích, 4- Máng (có thành và không có thành),

5- Đường ray, 6- Bánh xích bị động, 7- Cơ cấu cấp liệu, 8- Cơ cấu căng băng.

Cơ cấu dẫn động 1 truyền chuyển động sang bánh xích chủ động 2 Bánhxích ăn khớp với xích 3 có gắn bánh xe và bản băng 4 di chuyển trên đường ray

5 theo một vòng khép kín Trên nhánh có tải cũng có cơ cấu cấp liệu 7 để rót vàhướng cho vật liệu vào lòng máng Cuối đường băng là bánh bị động 6, cơ cấuhướng cho vật liệu vào lòng máng Cuối đường băng là bánh bị động 6, cơ cấucăng băng 8 Toàn bộ các cơ cấu được định vị trên khung bảo đảm ổn định chomáy hoạt động