Nghiên cứu xác định mộ số thông số kỹ thuật chính của máng cào có năng suất từ 200 đến 250 t

Đối với lò chợ, muốn tăng năng suất và sản lượng thì việc đưa và sử dụng các máng cào có năng lực vận chuyển lớn hơn là một trong những điều kiện kiên quyết máng cào là khâu đầu tiên tro

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết quả nghiên cứu trong bản luận văn này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào khác

Tác giả luận văn

Nguyễn Trọng Tài

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

MỤC LỤC 2

DANH MỤC HÌNH VẼ 3

DANH MỤC BẢNG BIỂU 4

MỞ ĐẦU 5

CHƯƠNG 1 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG MÁNG CÁO Ở CÁC MỎ THAN HẦM LÒ TRONG NGÀNH THAN VIỆT NAM 8

1.1 Tình hình khai thác, vận chuyển than tại gương lò trong các mỏ than hầm lò 8

1.2 Đặc điểm tình hình sử dụng máng cào tại Việt Nam 9

1.3 Phân tích một số đặc điểm của máng cào hiện có 12

1.3.1 Máng cào có năng suất nhỏ 13

1.3.2 Máng cào năng suất loại trung bình 14

1.3.3 Máng cào cỡ lớn dùng kết hợp với Combai 14

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ,CHẾ TẠO MÁNG CÀO TẠI VIỆT NAM 15

2.1 Tình hình nghiên cứu máng cào trong và ngoài nước 15

2.1.1 Tình hình nghiên cứu máng cào trên thế giới 15

2.1.2 Tình hình nghiên cứu máng cào trong nước 15

2.2 Hướng phát triển cải tiến kỹ thuật của máng cào Việt Nam trong tương lai 16

2.3 Những yêu cầu cần thiết phải chọn và xác định một số thông sô kỹ thuật chính của máng cào có năng suất 200 – 250 t/h trong điều kiện mỏ của Việt Nam hiện nay 18

2.4 Giới thiệu về máng cào 21

2.4.1 Khái quát về máng cào 21

2.4.2 Kết cấu máng cào 23

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, LỰA CHỌN MỘT SỐ THÔNG SỐ MÁNG CÀO 34

3.1 Thông số tính toán máng cào 34

3.2 Tính toán chung cho máng cào 34

3.2.1 Năng suất của máng cào, kích thước máng 34

3.2.2 Xác định lực cản chuyển động và công suất động cơ 37

3.2.3 Kết cấu và tính toán các bộ phận của máng cào 40

3.3 Tính toán các thông số của thiết bị kéo căng 54

3.4 Khảo sát công suất của máng cào tại một số góc đặc biệt 57

3.4.1 Khảo sát các góc 57

3.5 Xây dựng phương trình đặc tính liên hệ giữa công suất, góc dốc, chiều dài của máng cào 65

3.5.1 Xây dựng phương trình đặc tính công suất cho máng cào Q=250t/h ,L = 150m khi góc dốc thay đổi 66

3.5.2 Xây dựng phương trình đặc tính chiều dài cho máng cào Q=250t/h ,N = 150m khi góc dốc thay đổi 70

3.5.3 Xây dựng phương trình đặc tính chiều dài cho máng cào Q=250t/h , β = 0 0 khi chiều dài thay đổi 73

KẾT LUẬN 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 2-1:Hình ảnh chung máng cào 21

Hình 2-2: Sơ đồ nguyên lý làm việc của máng cào 22

Hình 2-3: Cấu tạo máng cào 23

Hình 2-4: Kết cấu của một số loại máng cào theo sơ đồ dẫn động 24

Hình 2-5: Cụm tang đầu 25

Hình 2-6: Sơ đồ kết cấu trạm dẫn động 26

Hình 2-7: Bộ dẫn động 27

Hình 2-8: Các loại hộp giảm tốc ba cấp 28

Hình 2-9: Hộp giảm tốc côn trụ 3 cấp 29

Hình 2-10: Khớp nối thủy lực 29

Hình 2-11: Cầu máng 30

Hình 2-12: Một số loại thành cầu máng 31

Hình 2-13: Cụm đuôi có thể căng xích 32

Hình 2-14: Máng cào cùng xích đôi trung tâm 33

Hình 3-1: Tiết diện tính toán cho máng cào 35

Hình 3-2: Trạm dẫn động hai bên một đầu 40

Hình 3-3: Xích đơn 43

Hình 3-4: Xích đôi trung tâm 43

Hình 3-5: Xích đôi hai bên 44

Hình 3-6: Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa khoảng cách xích và lực cản chuyển động 45

Hình 3-7: Xích và thanh gạt 46

Hình 3-8: Hình dạng hình học của bánh xích 48

Hình 3.9: Kết cấu tang xích 52

Hình 3-10: Sơ đồ kết cấu trạm dẫn động 53

Hình 3-11: Sơ đồ máng cào và hệ dẫn động 54

Hình 3-12: Đồ thị tổng quát liên hệ giữa công suất và góc dốc 67

Hình 3-13: Đồ thị liên hệ giữa công suất và góc dốc với Q=250t/h, L=150m 69

Hình 3-14: Đồ thị tổng quát liên hệ giữa chiều dài và góc dốc 71

Hình 3-15: Đồ thị liên hệ giữa chiều dài và góc dốc với Q=250t/h, N=150m 72

Hình 3-16: Đồ thị tổng quát liên hệ giữa công suất và chiều dài 73

Hình 3-17: Đồ thị liên hệ giữa công suất và chiều dài với Q=250t/h, β = 00 75

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Số lượng máng cào năm 2013 9

Bảng 1.2: Số lượng và chủng loại máng cào hiện đang sử dụng tại một số mỏ Than Hầm lò 9

Bảng 2.1: Catalogue máng cào năng suất nhỏ và trung bình của Trung Quốc 20

Bảng 3.1: Giá trị hệ số Cβ 36

Bảng 3.2: Thông số biên dạng tang xích 52

Bảng 3.3: Thông số chính đầu dẫn động 52

Bảng 3.4: Các thông số truyền động của hộp giảm tốc 53

Bảng 3.5: Bảng thông số chính của máng cào 76

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Từ năm 2015,theo các nhà hoạch định chính sách và dự báo, nhu cầu than của Việt Nam vượt tổng cung than trong nước, vì thế Việt Nam phải nhập than năng lượng Để đảm bảo an ninh năng lượng Vinacomin phải tăng sản lượng than trong bối cảnh lượng than khai thác lộ thiên giảm dần, mỏ hầm lò ngày càng xuống sâu Bên cạnh việc cải tạo, nâng cấp các mỏ than hầm lò hiện có, Vinacomin phải xúc tiến

mở một số mỏ than hầm lò mới, những việc này cũng chỉ là điều kiên cần, điều kiện dduer là phải đầu tư đổi mới hiện đại hóa công nghệ khai thác than

Vận chuyển đất đá, khoáng sản là một khâu quan trọng quyết định năng suất khai thác mỏ Muốn có năng suất khai thác cao cần phải có những thiết bị có năng suất lớn được đồng bộ với nhau Đối với lò chợ, muốn tăng năng suất và sản lượng thì việc đưa và sử dụng các máng cào có năng lực vận chuyển lớn hơn là một trong những điều kiện kiên quyết (máng cào là khâu đầu tiên trong khâu vận tải từ gương

lò chợ hoặc gương lò đá) Ngành than của Việt Nam đang sử dụng một số loại máng cào có thể nối là dạng nhỏ so với thế giới :

- C14M ( tương đương SKAT – 80 của Ba Lan) với năng suất 80t/h

- SGB 420/xx với năng suất 60 – 150 t/h

- C11M, SGZ280 với năng suất 30 t/h

- SGB 620/220 với năng suát 250 t/h ( loại này đi kèm với máy khấu than và chỉ có 01 bộ ở Khe Tràm)

Trong số này, máng cào C14M và SGB 420 với năng suất 80 t/h được dùng phổ biến Trước đòi hỏi cấp bách về sản lượng than than nguyên khai, xét thực tế ngành than Việt Nam hiện nay và xu hướng tất yếu trong một vài năm tới , có thể thấy chu kỳ sản phẩm của các loại máng cào C14M và SGB 420 đang trong thời kỳ kết thúc

Trong nước cho tới nay chưa có đơn vị nào chế tạo máng cào có năng suất vượt 150t/h Nhu cầu máng cào có năng suất trên 150t/h sẽ tăng nhanh chóng trong một vài năm tới

Những luận giải nêu trên có thể khẳng định việc nghiên cứu lập thiết kế, chế tạo các loại máng cào cỡ trung bình trở lên, phù hợp với điều kiện sản xuất cơ khí trong nước là một nhiệm vụ khoa học kỹ thuật cần giải quyết

2 Mục đích của đề tài

Lựa chọn xác định một số thông số kỹ thuật chính của máng cào cỡ trung với năng suất từ 200 – 250 t/h phù hợp điều kiện khai thác và khả năng gia công chế tạo trong nước, hạn chế nhập khẩu Tiến đến tự chủ trong nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máng cào cỡ lớn

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu của đề tài: Hệ thống vận tải than nguyên khai trong các lò chợ khoan nổ mìn của các mỏ than hầm lò và đất đá thải trong công tác đào lò cơ bản

- Phạm vi nghiên cứu đề tài: Công tác vận tải than đá nguyên khai và đất

đá thải trong các mỏ than hầm lò

4 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu lựa chọn , xác định một số thông số kỹ thuật của máng cào lò chợ khoan nổ min có năng suất 200 – 250 t/h phù hợp với điều kiện sử dụng và khả năng gia công chế tạo ở Việt Nam

- Các thông số hình học cơ bản liên quan đến năng suất: kích thước cầu máng, khoảng cách thanh gạt, số răng tang lai xích

- Các thông số động học: vận tốc xích liên quan đến bộ truyền động, số răng tang dẫn động

- Các thông số động lực học:lực kéo , momen

- Kết cấu :kiểu bố trí xích, số xích, kiểu laoij xích, cách bố trí chạm dẫn động phù hợp với chiều dài lò chợ, kiểu kết cấu cầu máng

5 Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng tổng hợp các phương pháp nghiên cứu sau:

- Thu thập, phân tích và tổng hợp các số liệu thống kê

- Tìm hiểu cơ sở lý thuyết, phân tích, tính toán các số liệu, áp dụng các công thức thực nghiệm

- Đánh giá kết quả tính toán

6 Ý nghĩa khoa học và cơ sở thực tiễn của đề tài

Ý nghĩa khoa học:

- Dựa trên lý thuyết về máng cào hiện có trong các tài liệu chuyên môn đã xuất bản trong và ngoài nước, một số công trình nghiên cứu đã được công bố về máng cào, kết hợp với các công cụ cơ học, công cụ toán học để tiến hành nghiên cứu lựa chọn và xác định một số thông số cơ bản để hợp lý hóa kết cấu và tính năng sử dụng trong điều kiện Việt Nam hiện nay

Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:

- Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể cơ sở để có thể khẳng định việc nghiên cứu lập thiết kế, chế tạo các loại máng cào cỡ trung bình trở lên, phù hợp với điều kiện sản xuất cơ khí trong nước

7 Cấu trúc của đề tài

Luận văn được trình bày trong 3 chương, 80 trang, 08 bảng, 31 hình vẽ và đồ thị

Luận văn đã được hoàn thành nhờ sự giúp đỡ quý báu của các Thầy (Cô) trong bộ môn Máy và thiết bị mỏ, phòng sau Đại học trường Đại học Mỏ Địa Chất -

Hà Nội, bạn bè và các đồng nghiệp tại Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - Vinacomin Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết sâu sắc nhất đến thầy giáo hướng dẫn TS Nguyễn Hữu Việt là người đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo cho tác giả trong quá trình

học tập, nghiên cứu và làm luận văn Tác giả cũng chân thành gửi lời cảm ơn tới các bạn bè đồng nghiệp, cán bộ lãnh đạo Viện, phòng ban và các thầy cô đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong cố vấn kỹ thuật, cung cấp các số liệu có liên quan phục vụ cho công tác viết luận văn của tác giả

CHƯƠNG 1 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG MÁNG CÁO Ở CÁC MỎ THAN HẦM LÒ TRONG NGÀNH THAN VIỆT NAM

1.1 Tình hình khai thác, vận chuyển than tại gương lò trong các mỏ than hầm

lò

Trước đây, với tình trạng kỹ thuật và trình độ công nghệ cũ, sản lượng khai thác than hầm lò còn thấp, tổn thất than ở các mỏ hầm lò còn lớn Do vậy, các đơn vị trong VINACOMIN đã nhanh chóng đổi mới công nghệ, nâng cao năng suất khai thác than tại lò chợ Tuy nhiên, việc áp dụng các công nghệ mới, với các thiết bị tiên tiến còn nhiều hạn chế đối với một số mỏ hiện nay, do điều kiện thực tế của từng mỏ, như lò chợ còn ngắn, vỉa mỏng, trữ lượng ít, cho nên việc áp dụng cơ giới hóa đang

ở giai đoạn bắt đầu

Áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật vào khai thác như cột chống thuỷ lực đơn các loại, giá đỡ thuỷ lực di động, giàn chống thuỷ lực và đặc biệt là các thiết bị tiên tiến như máy combai đào lò và máy khấu than liên hợp là một tiến bộ vượt bậc trong công nghệ khai thác than ở nước ta Đòi hỏi năng lực vận tải trong các lò chợ khai thác, trong công tác đào lò phải tăng năng suất để có thể đáp ứng được yêu cầu Máng cào là thiết bị vận tải chính trong các lò chợ gần như không thể thay thế, do đó các loại máng cào có năng suất trung bình và lớn sẽ dần thay thế các máng cào nhỏ năng suất thấp, để có thể đồng bộ hóa được với máy khấu và giàn chống trong lò chợ, trong công tác đào lò

Hiện nay, nhiều Công ty Than Việt Nam đang triển khai một số công nghệ mới có ứng dụng cơ giới hoá khai thác than trong lò chợ, áp dụng máy com bai, máng cào, với giá đỡ thuỷ lực di động, kết hợp với các thiết bị phụ trợ để phát huy tối

đa công suất của máy khấu than như công ty Than Khe chàm, Công ty Than Vàng Danh, Công ty than Nam Mẫu, đã và đang đưa vào khai thác

1.2 Đặc điểm tình hình sử dụng máng cào tại Việt Nam

Qua khảo sát, số lượng nhu cầu máng cào của Than Việt nam là rất lớn Bảng sau cho ta thấy nhu cầu máng cào năm 2013, như sau:

Bảng 1.1: Số lượng máng cào năm 2013

1 Tổng số hiện có đến 31/12/2013 1575

2 Nhu cầu cần bổ sung 291

Số lượng máng cào sử dụng tại các mỏ là rất lớn, tuy nhiên mỗi đơn vị lại chọn riêng một số chủng loại khác nhau, các máng cào cỡ nhỏ chiếm đa số, các máng cào cỡ trung, cỡ lớn có rất ít

Qua điều tra khảo sát tại một số Công ty Than hầm lò lớn tại Quảng Ninh (Mông dương, Hà lầm, Khe chàm, Thống nhất, Mạo khê, Vàng Danh và Quang Hanh) cho thấy tình hình sử dụng máng cào như sau:

Bảng 1.2: Số lượng và chủng loại máng cào hiện đang sử dụng tại một số

mỏ Than Hầm lò

C.suất (kW)

Chiều dài ( m)

Số lượng (ch)

I Công ty than Khe Chàm

1 Máng cào SGZ630/ 2x110 Trung Quốc 2x110 150 01

2 Máng cào SGB 620/ 2x110 Trung Quốc 2x110 150 01

II Công ty than Hà lầm

TT Tên đơn vị Ký hiệu Nơi SX

C.suất (kW)

Chiều dài ( m)

Số lượng (ch)

III Công ty than Dương Huy

IV Công ty than Thống Nhất

V Công ty than Mạo Khê

VI Công ty than Mông Dương

VII Công ty than Quang Hanh

TT Tên đơn vị Ký hiệu Nơi SX

C.suất (kW)

Chiều dài ( m)

Số lượng (ch)

VIII Công ty than Vàng Danh

I X Công ty than Hạ Long

X Công ty than Hòn Gai

XI Công ty than Uông Bí

XII Công ty XDM

TT Tên đơn vị Ký hiệu Nơi SX

C.suất (kW)

Chiều dài ( m)

Số lượng (ch)

Trên cơ sở các số liệu đã khảo sát, tham khảo thực tế tình hình sử dụng máng cào hiện nay, đề tài có các nhận xét tổng quan sau đây:

+ Ưu điểm: Dễ lắp đặt và thay thế khi sửa chữa, phù hợp với điều kiện vận tải trong lò Nhìn chung, các máng cào sản xuất theo kiểu của Ba Lan, Liên Xô, Việt Nam đều đảm bảo yêu cầu kỹ thuật để sử dụng trong các mỏ than hầm lò, kết cấu đơn giản dễ gia công chế tạo tại các nhà máy trong Tập đoàn, đáp ứng được yêu cầu nhanh chóng, kịp thời cho sản xuất than mỏ

Máng cào C M14 do Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - VINACOMIN chế tạo: Hộp giảm tốc có kích thước chuẩn khả năng lắp lẫn cao, độ bền các chi tiết như bánh răng, trục trung gian có tuổi thọ cao Thành cầu máng được hàn táp 02 tấm chịu lực vào phía trong nên tăng độ cứng của thành máng Bánh răng lai xích có độ cứng cao, chịu mài mòn tốt

Máng cào SKAT- 80 do Công ty Cơ khí Mạo Khê chế tạo độ bền cao, chất lượng ổn định Động cơ phòng nổ YBA-160L do Trung Quốc chế tạo có mô men khởi động lớn, vỏ đúc bằng thép chịu va đập khi vận chuyển trong lò

+ Nhược điểm:

- Máng cào do Trung Quốc sản xuất: Thanh gạt hay bị uốn cong và nhanh bị mòn hỏng Mắt xích hay bị đứt mối nối hàn và bị biến dạng mắt xích Lòng máng nông nên trong quá trình vận chuyển than hay bị tràn ra hai bên Khả năng lắp lẫn thấp

- Xích và cầu máng cào do Việt Nam sản xuất thường bị mài mòn nhanh so với của nước ngoài vì độ cứng thấp Một số máng cào bánh răng lai xích cũng hay bị mài mòn nhanh Việc bôi trơn ở tang đuôi chưa thuận tiện Hộp giảm tốc không có

thước kiểm tra dầu Động cơ điện dùng động cơ phòng nổ do Công ty Việt Hung chế tạo có mô men khởi động thấp, vỏ chế tạo bằng gang hay bị vỡ trong quá trình vận chuyển, tính lắp lẫn thấp

- Khung đầu máy: liên kết giữa bộ phận phân tách xích và đè xích với khung đầu máy là liên kết hàn, bộ phận này thường xuyên hư hỏng nên phải vận chuyển khung đầu máy ra khỏi lò để sửa chữa

- Máng cào CP-70M do Liên Xô sản xuất nặng, cồng kềnh vận chuyển trong

lò khó khăn

1.3.1 Máng cào có năng suất nhỏ

Đây là dòng máng cào do Việt Nam chế tạo theo các mẫu của Balan, của Trung Quốc hoặc của Ba Lan với năng suất từ 30 tấn/ giờ đến 80 tấn/giờ:

+ Kiểu cũ: C11M;C14M, SKAT80

+ Kiểu mới: SGD-280/11; SGD-320; SGD-320/18.5; SGB 420/30

* Các loại máng cào kiểu cũ có các nhược điểm sau:

- Phương pháp nối cầu máng cào bằng các bu lông nên công tác tháo lắp thường khó khăn và gây chậm tiến độ Không cho phép uốn với một góc Chính vì vậy mà chúng không thích hợp sử dụng trong các điều kiện địa chất không ổn định

- Ngoài ra, do chế tạo thủ công bằng các phương pháp hàn nên cầu máng có chất lượng không ổn định Thường nặng và mòn vẹt không đều

- Thông thường, hộp giảm tốc 3 cấp, bánh răng côn xoắn lắp nối tiếp và cặp bánh răng có vận tốc nhanh đầu trục động cơ nên kết cấu cồng kềnh Nhược điểm là

ồn và tuổi thọ của cặp bánh răng côn cong thấp

* Máng cào kiểu mới: Chủ yếu nhập từ Trung Quốc

Máng cào loại SGD ra đời đã khắc phục được một số nhược điểm của loại máng cào ở mục 1 nói trên

- Hộp giảm tốc hành tinh làm tăng tuổi thọ của cặp bánh răng côn cong máng cào Kết cấu gọn nhẹ, so với loại cùng công suất

- Cầu máng có kết cấu tháo lắp nhanh, và có thể tự lựa theo nền lò Phương pháp cán nóng kim loại đã tạo ra biên dạng gờ mép của cầu máng được đồng đều và cho phép chế tạo chúng với giá thành thấp, tăng tuổi thọ

- Nhờ có lắp phanh lên đầu động cơ, nên công nhân vận hành có thể tháo lắp xích dễ dàng

1.3.2 Máng cào năng suất loại trung bình

Một số lò chợ hiện nay đã đưa vào khai thác các chủng loại máng cào có công suất trung bình kết hợp với giá chống thủy lực di động Có công suất đạt từ 150 tấn như: SGB620/40S; SGB620/55G; SGB620/55S và đến 200 tấn như: SGB630/1lOBS Tuy nhiên, hiện nay ở các công ty than sử dụng không nhiều, trong nước chưa có đơn vị nào chế tạo được loại máng cào này

1.3.3 Máng cào cỡ lớn dùng kết hợp với Combai

Máng cào lò chợ được sử dụng là loại có mã hiệu SG630/2x110; SGZ 630/2x110 và SGD-630/2x110 trong tổ hợp với Combai khấu hoặc máy bào than Với các lò chợ có chiều dài gương khi thác từ 100-200m, năng suất của máng cào được tính theo năng suất của máy khấu, thông thường đạt 300 -900 tấn/giờ

-Đây là loại máng cào có thể uốn phù hợp với điều kiện địa chất và tiến gương

tự động khi khấu than Kết cấu vững chắc để Com bai khấu than có thể di chuyển dễ dàng trên nó Mặt khác, chúng được thiết kế thích hợp với hệ thống giàn chống tự hành để xi lanh tiến gương của giàn chống kết nối và cùng di chuyển

Về số lượng, máng cào loại này chỉ tại các gương lò khai thác than bằng máy khấu than như: Khe Chàm, Vàng Danh

Đánh giá: Trong tương lai, với việc phổ biến công nghệ cơ giới hóa đồng bộ

khai thác nhu cầu máng cào có năng suất trung đến 250 tấn/ giờ và năng suất lớn là rất nhiều chủ yếu phục vụ cho cơ giới hóa khai thác than Những máng cào cỡ nhỏ và cũ sẽ dần được thay thế bởi các máng cào cớ trung và cỡ lớn

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ,CHẾ TẠO MÁNG CÀO TẠI VIỆT NAM

2.1.1 Tình hình nghiên cứu máng cào trên thế giới

Từ khi ra đời tới nay máng cào không ngừng được cải tiến nâng cấp với nhiều chủng loại đa dạng khác nhau, năng xuất khác nhau từ loại nhỏ tới loại rất lớn Xu hướng phát triển máng cào trong những năm tới của thế giới:

1) Phát triển theo hướng các máng cào cỡ lớn, đáp ứng được nhu cầu khai khác tăng lên; năng xuất máng cào 2500÷4500t/h; công suất động cơ 2x800÷4x800kW; chiều dài vận chuyển 300 ÷ 350m; đường kính xích vòng 48÷52mm; chiều rộng lòng máng 1000 ÷ 1500mm

2) Phát triển theo hướng nâng cao độ bền và độ tin cậy khi làm việc 3) Phát triển theo hướng tự động hóa, hiện đại hóa: sử dụng các thiết bị, trang thiết bị dẫn động có khả năng điều khiển, thiết bị tự động điều chỉnh độ căng giây xích, hệ thống giám sát điều kiện môi trường làm việc

4) Phát triển theo hướng chuẩn hóa quy phạm hóa đảm bảo chất lượng thiết kế gia công

5) Phát triển theo hướng thích nghi cao: thích ứng với các loại công nghệ khai thác được áp dụng như: máng cào đi kèm mấy khấu, máng cào sử dụng trong lò khai thác bằng máy bào, máng cào phục vụ trong công tác đào lò bằng combai

2.1.2 Tình hình nghiên cứu máng cào trong nước

Với công nghệ tiên tiến, sản xuất chuyên môn hoá cao, máng cào mềm với nhiều chủng loại kết cấu của nước ngoài đã xuất khẩu sang Việt Nam từ nhiều năm nay Các sản phẩm này luôn được nhà chế tạo thay đổi về cả hình thức lẫn kết cấu Các công ty Than thuộc Tập đoàn CN Than - Khoáng sản Việt Nam hiện đang sử dụng nhiều loại máng cào để vận chuyển khai thác than trong các lò chợ Có rất nhiều chủng loại máng cào năng suất khác nhau từ 30 tấn/h, 40 tấn/h, 80 tấn/h và 250 tấn/h Chủ yếu các loại như: SGD-280/11(7.5); SGD-320; SGD-320/18.5; C14M,

SKAT80, SGB420/22, SGB 420/30, SGB630 và SGZ110/2 Các loại máng cào này chủ yếu được nhập khẩu từ Trung quốc, Ba lan và một số do Việt Nam chế tạo Các nhà sản xuất nước ngoài đã luôn thay đổi về hình thức lẫn kết cấu, nhằm mục tiêu tối

ưu hóa để tiện sử dụng trong các mỏ than hầm lò

Hiện nay, đã có một số đơn vị chế tạo được máng cào như loại máng cào C14M, C11M - Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - VINACOMIN Chế tạo máng cào SKAT80, một số phụ tùng như xích và thanh gạt tại Công ty Cổ phần Cơ khí Mạo khê, khung cầu máng, bánh răng thay thế ở Công ty Cổ phần Cơ khí Uông bí… Máng cào Trung quốc mới được nhập vào Việt nam trong mấy năm gần đây, với nhiều mẫu mã và chủng loại như SGB 420; SGB 620; SGB630… được áp dụng một cách đa dạng tại các công ty than trong nước Trong nước, do nhiều nguyên nhân nên vấn đề chế tạo mới và cải tiến thiết bị còn chưa được phát huy Từ trước tới nay chủ yếu phát triển theo các dạng mẫu mã của nước ngoài và có cải tiến cho phù hợp Trong nước chưa có đơn vị nào thiết kế và chế tạo máng cào năng suất trung bình, năng suất lớn (máng cào đi kèm máy khấu than)

Nhìn chung tình hình nghiên cứu và chế tạo máng cào dùng trong lò chợ tại các mỏ than hầm lò còn rất hạn chế, các mẫu thiết kế trong nước chủ yếu là sao chép lại của Balan và Trung Quốc…, các máng cào này thường có năng suất nhỏ như SKAT từ 80 đến 100 t/h Các máng cào có năng suất trung bình và lớn số lượng sử dụng rất ít và vẫn phải nhập khẩu với giá thành tương đối cao, trong những năm tới nhu cầu về máng cào có năng suất trung bình và lớn sẽ rất nhiều để có thể đồng bộ hóa thiết bị khai thác trong lò chợ Do đó đòi hỏi các đơn vị trong nước cần phải nghiên cứu sản xuất được các máng cào có năng suất cao hạn chế nhập khẩu, phù hợp được với điều kiện mỏ ở Việt Nam cũng như điều kiên về phát triển cơ khí như hiện nay ở Việt Nam

lai

Tổng hợp sự phát triển máng cào của các nước phát triển, trong tương lai, máng cào của Việt Nam sẽ phát triển theo hướng hiện đại hóa, nâng cao công suất, hiện đại

hóa thiết bị, tự động hóa, nâng cao tính an toàn cho thiết bị, nâng cao độ tin cậy, thống nhất hóa toàn bộ hệ thống thiết bị

1) Phát triển kỹ thuật

Theo sự phát triển của khoa học công nghệ và nhu cầu của thị trường, sự cạnh tranh các thiết bị vận tải trên thị trường thế giới, yêu cầu về năng lực thiết kế và khả năng vận tải của máng cào đòi hỏi ngày càng cao, yêu cầu kết cấu phải khoa học, phối hợp đồng bộ, linh kiện phải được theo tiêu chuẩn thế giới

2) Nâng cao năng suất thiết bị

Nâng suất vận tải là yêu cầu cấp thiết để đảm bảo năng suất yêu cầu và hiệu quả khai thác cao, mang lại hiệu quả kinh tế lớn và giảm cường độ lao động cho công nhân Năng suất không ngừng tăng cao, công suất nâng cao Trong những năm tới, các mỏ của Việt Nam xuống sâu nên việc đào lò Xây dựng Cơ bản là hết sức cấp thiết, năng lực vận tải đất đá cũng phải được nâng cao

3) Hiện đại hóa thiết bị

Hiện đại hóa là việc áp dụng các thiết bị hiện đại theo dõi, giám sát, điều chỉnh hoạt động của máng cào, kịp thời phát hiện và sử lý các sự cố xảy ra khi hoạt động 4) Tự động hóa thiết bị

Tự động hóa thiết bị để nâng cao năng suất lao động, giảm sức lao động và bảo đảm an toàn Tự động hóa máng cào chủ yếu dựa vào trạng thái vận hành, khởi động

và chịu tải, đảm bảo cho sự an toàn, nâng cao độ tin cậy khi vận hành

5) Tính an toàn của thiết bị

An toàn là số một, tất cả các thiết bị hoạt động đều phải đảm bảo an toàn Máng cào cũng không ngoại lệ, từ thiết kế, chế tạo đến sử dụng, vận hành đều phải đảm bảo

an toàn cho người và thiết bị xung quanh

6) Độ tin cậy

Độ tin cậy của thiết bị là đảm bảo làm việc đúng yêu cầu thiết kế, làm việc ổn định trong thời gian yêu cầu, làm việc liên tục, làm việc an toàn năng xuất làm việc cao nhất

7) Đồng bộ hóa thiết bị

Theo phát triển của các kỹ thuật mới, sự đồng bộ hóa máng cào và các thiết bị trong lò chợ, đảm bảo cho công tác khai thác hiệu quả cao nhất, an toàn nhất, phù hợp với yêu cầu đặt ra phân chia hợp lý, đuôi máng cào, thứ tự khởi động, bảo vệ quá tải,

Với nhu cầu sử dụng than không ngừng tăng lên, các lò chợ năng suất cao tiếp tục được mở ra, bắt buộc phải nghiên cứu chế tạo các máng cào năng suất lớn Cần nâng cao hơn kỹ thuật hỗ trợ bằng máy tính, các kỹ thuật mô phỏng Một mặt nâng cao tính an toàn, độ tin cậy, giảm bớt sự cố của các dòng máng cào hiện có, mặt khác nghiên cứu chế tạo các máng cào có năng suất cao hơn Nhanh chóng đưa thiết bị mới vào thị trường, nâng cao sức cạnh tranh với các sản phẩm nước ngoài, thích ứng với sự phát triển nhanh chóng của ngành than Việt Nam

chính của máng cào có năng suất 200 – 250 t/h trong điều kiện mỏ của Việt Nam hiện nay

Từ năm 2015,theo các nhà hoạch định chính sách và dự báo, nhu cầu than của Việt Nam sẽ tăng cao Để đảm bảo an ninh năng lượng Vinacomin phải tăng sản lượng than trong bối cảnh lượng than khai thác lộ thiên giảm dần, mỏ hầm lò ngày càng xuống sâu Bên cạnh việc cải tạo, nâng cấp các mỏ than hầm lò hiện có, Vinacomin phải xúc tiến mở một số mỏ than hầm lò mới, những việc này cũng chỉ là điều kiên cần, điều kiện dủ là phải đầu tư đổi mới hiện đại hóa công nghệ khai thác than

Vận chuyển đất đá, khoáng sản là một khâu quan trọng quyết định năng suất khai thác mỏ Muốn có năng suất khai thác cao cần phải có những thiết bị có năng suất lớn được đồng bộ với nhau Đối với lò chợ, muốn tăng năng suất và sản lượng thì việc đưa và sử dụng các máng cào có năng lực vận chuyển lớn hơn là một trong những điều kiện kiên quyết (máng cào là khâu đầu tiên trong khâu vận tải từ gương

lò chợ hoặc gương lò đá) Ngành than của Việt Nam đang sử dụng một số loại máng cào có thể nói là dạng nhỏ so với thế giới :

- C14M ( tương đương SKAT – 80 của Ba Lan) với năng suất 80t/h

- SGB 420/xx với năng suất 60 – 150 t/h

- C11M, SGZ280 với năng suất 30 t/h

- SGB 620/220 với năng suát 250 t/h ( loại này đi kèm với máy khấu than và chỉ có 01 bộ ở Khe Tràm)

Trong số này, máng cào C14M và SGB 420 với năng suất 80 t/h được dùng phổ biến Trước đòi hỏi cấp bách về sản lượng than than nguyên khai, xét thực

tế ngành than Việt Nam hiện nay và xu hướng tất yếu trong một vài năm tới , có thể thấy chu kỳ sản phẩm của các loại máng cào C14M và SGB 420 đang trong thời kỳ kết thúc

Trong nước cho tới nay chưa có đơn vị nào chế tạo máng cào có năng suất vượt 150t/h Nhu cầu máng cào có năng suất trên 150t/h sẽ tăng nhanh chóng trong một vài năm tới

Những luận giải nêu trên có thể khẳng định việc nghiên cứu lập thiết kế, chế tạo các loại máng cào cỡ trung bình trở lên, phù hợp với điều kiện sản xuất cơ khí trong nước là một nhiệm vụ khoa học kỹ thuật cần giải quyết

(t/h)

Chiều dài làm việc(m)

Công suất động cơ

Vận tốc

Kích thước cầu máng

2.4 Giới thiệu về máng cào

2.4.1 Khái quát về máng cào

Máng cào là loại thiết bị vận chuyển được sử dụng phổ biến trong các mỏ hầm

lò dùng để chuyển than, đất đá thải, phần lớn máng cào được lắp đặt ở lò chợ Ngoài

ra mang cào cũng được vận chuyển than tại các đường lò vận tải, vận chuyển đất đá trong khâu đào lò xây dụng cơ bản Với những ưu điểm mang tính đặc thù máng cào vẫn là thiết bị vận chuyển không thể thay thế tại các lò chợ khai thác than Có thể vận tải trong lò bằng, lò nghiêng Khi vận tải trong lò nghiêng, góc nghiêng của lò không quá 250, khi vận tải xuống theo hướng xuống dưới góc nghiêng không vượt quá 200, khi góc nghiêng của lò lớn, phải lắp đặt các thiết bị chống trượt Máng cào mềm có thể cho phép góc uốn từ 2-40 Như hình 2-1

Hình 2-1:Hình ảnh chung máng cào

2.4.1.1 Nguyên lý làm việc của máng cào

Máng cào là một thiết bị vận tải liên tục Vật liệu được vận chuyển theo máng

cố định 1 nhờ xích kéo 2 có gắn thanh gạt 3 Xích kéo được truyền động từ động cơ qua hộp giảm tốc đến đĩa xích dẫn động 4 và được kéo căng nhờ thiết bị kéo căng 6 nối với trục của đĩa xích dẫn hướng 5

Hình 2-2: Sơ đồ nguyên lý làm việc của máng cào

1- Cầu máng；2-Xích kéo；3- Tthanh gạt；

4- Đĩa dẫn động; 5- Đĩa dẫn hướng; 6- thiết bị kéo căng 2.4.1.2 Ưu nhược điểm của máng cào

3 Thân máng cào thấp nên thuận tiện cho việc chất tải lên máng cào;

4 Máng cào là một khối cứng nên nó có thể di chuyển trên đường ray;

5 Máng cào làm việc theo nguyên lý rút đống vật liệu, nên máng cào có khả năng chống quá tải mà băng tải không đáp ứng được Vì thế máng cào được dùng ở sát gương lò, ngay dưới chân gương khi nổ mìn

Nhược điểm:

1 Công suất tiêu hao không tải lớn,;

2 Không thích hợp cho vận chuyển cự li dài;

3 Dễ xảy ra sự cố nhẩy xích, rơi xích, đứt xích ;

4 Giá thành cao do vật tư chế tạo lớn và giá thành gia công cao

2.4.1.3 Phân loại máng cào

Trên thế giới, máng cào được sản xuất với nhiều dòng sản phẩm khác nhau, phương pháp phân loại các dòng sản phẩm này cũng khác nhau Phân loại theo kết cấu gồm có: đáy hở, đáy kín; phân loại theo bộ kết cấu xích kéo có: xích ghép, xích

hàn tròn; Phân loại theo số lượng xích có: 1 xích, 2 xích, 3 xích; Phân loại theo bố trí của thiết bị truyền động: song song, vuông góc, phức hợp; Phân loại theo công suất động cơ: công suất nhỏ, công suất tầm trung và công suất lớn; Phân loại theo vị trí làm việc có: máng cào lò chợ, máng cào trung chuyển,

2.4.2 Kết cấu máng cào

Những dòng máng cào khác nhau, mặc dù cách bố trí các bộ phận không giống nhau, nhưng về cơ bản cấu tạo đều giống nhau, đều có đầu máng, đuôi máng,

bộ phận trung tâm của máng và các linh kiện phụ khác như xích và thiết bị căng xích

Các bộ phận chủ yếu của máng cào gồm: đầu máng cào (khung đầu máng, tang xích, động cơ điện, hộp giảm tốc, bộ ly hợp hoặc khớp nối, bộ phận gỡ xích…), phần giữa máng cào (cầu máng, cầu chuyển tiếp…), phần đuôi máng cào (khung đuôi máng, tang dẫn hướng xích…), bộ phận kéo (xích, thanh gạt, bộ nối xích…) và

các phụ kiện (các bộ phận liên kết, tấm chắn, cáp điện…) như hình 2-3

Hình 2-3: Cấu tạo máng cào

1- Hộp giảm tốc; 2-Khớp nối thủy lực; 3-Động cơ phòng nổ;

4- Cầu máng chuyển tiếp; 5- Cầu máng; 6- Bộ phận kéo; 7- Cụm đuôi

a Một trạm dẫn động; b Hai trạm dẫn động 1 đầu; c Hai trạm dẫn 1 phía; d 3 trạm dẫn

Hình 2-5: Cụm tang đầu

1 Tang xích；2 Hộp giảm tốc；3 Khớp nối thủy lực；

4 Động cơ；5 Kết cấu khung đầu máng cào

1 ) Kết cấu khung đầu máng cào

Khung giá đầu máng là kết cấu đỡ đầu máng và lắp đặt các bộ truyền, hệ thống khởi động và các phụ kiện khác, cần có độ cứng đảm bảo, thường đều được hàn từ các bản thép dày Các khung giá của các loại máng cào đều có điểm giống nhau đó là

sự đối xứng, có thể lắp bộ giảm tốc ở hai bên, tùy theo yêu cầu bên trái hay bên phải

Bộ truyền động được nối và đỡ bởi các trục và ống nối từ bộ giảm tốc, cách nối này thuận tiện với sự tháo lắp dưới không gian lò

Hình khối thiết kế dạng 3D Hình 2-6: Sơ đồ kết cấu trạm dẫn động

2 ) Tang dẫn động

Bộ dẫn động được cấu tạo bởi các bánh xích và trục bánh xích Bánh xích là

bộ phận truyền động, trong quá trình vận hành, ngoài chịu trọng lực tĩnh do sức căng

của xích, còn chịu những xung lực, xung kích của tải Như hình 2-7 hiển thị, trục tang

xích và bánh xích hợp thành một thể thống nhất, hai đầu được liên kết với khớp nối

và trục dẫn động của hộp giảm tốc Kết cấu này khi tháo dỡ lắp đặt hoặc bảo dưỡng rất thuận tiện Bánh răng được chế tạo từ các loại thép đúc chất lượng cao

Hình 2-7: Bộ dẫn động

1 Nắp chặn; 2.Gối đỡ; 3.Trục tang; 4.Bánh xích

5.Vòng chẵn mỡ; 6.Ổ lăn; 7.Bu lông

kiện làm việc, hộp giảm tốc bánh răng ba cấp có ba cách lắp đặt, như hình 2-8 hiển

thị; Cách I: đầu trục số 2 của hộp giảm tốc lắp thiết bị tăng xích, trục số 4 hoặc số 1 lắp thiết bị bảo vệ quá tải; cách II: trục số 2 của hộp giảm tốc lắp thiết bị tăng xích, lợi dụng bộ khớp nối thủy lực làm thiết bị bảo vệ quá tải; cách III: trục số 1 của bộ giảm tốc lắp thiết bị tăng xích, lợi dụng bộ khớp nối thủy lực làm thiết bị bảo vệ quá tải

Hình 2-8: Các loại hộp giảm tốc ba cấp

Để đảm bảo sự an toàn, ổn định, tính kinh tế và hiệu quả cao của máng cào, phải có biện pháp quá độ trong quá trình khởi động và phanh máng cào Trạng thái làm việc của máng cũng phải được khống chế và điều tiết hợp lý, thực hiện khởi động mềm, kéo dài thời gian khởi động , và khi phanh phải tức thời khi có sự cố còn khi làm việc bình thường chỉ cần tắt động cơ là máng cào sẽ dừng từ từ , giảm nhỏ sự thay đổi tốc

độ đột ngột và các lực tác động khác, cải thiện trạng thái vận hành của máng cào, lợi dụng triệt để các thiết bị phụ trợ, đạt được hiệu quả cao nhất về mục tiêu kỹ thuật và mục tiêu kinh tế

Hình 2-9: Hộp giảm tốc côn trụ 3 cấp

4) Khớp nối thủy lực (khớp nối mềm)

Thiết bị liên kết giữa hộp giảm tốc và động cơ điện, trục đàn hồi và trục khớp nối thủy lực Ưu điểm khi dùng bộ khớp nối thủy lực, khớp nối mềm: động cơ điện khởi động giảm tải; bảo vệ quá tải; Giảm xung kích và chấn động lên bộ truyền động; khi nhiều động cơ cùng khởi động có thể phân chia đều phụ tải lên các động cơ

Hình 2-10: Khớp nối thủy lực

2.4.2.2 Khung giữa máng cào

Khung giữa máng cào (cầu máng ) là một trong các bộ phận chính của máng cào, là bộ phận chịu tải, đỡ xích của máng cào Năng lực vận tải của máng liên quan mật thiết đến độ rộng của cầu máng Tại các lò chợ cơ giới hóa tổng hợp, cầu máng còn là giá đỡ di chuyển của máy khấu, cho nên cầu máng phải có độ cứng, độ chịu mòn cao Cầu máng gồm có cầu máng giữa, cầu máng điều tiết, cầu máng liên kết và nhiều loại cầu máng khác Cầu máng có hai loại, máng hở và máng kín, máng hở kết cấu đơn giản, thuận tiện khi bảo dưỡng, nhưng do tiết diện đỡ tải nhỏ, áp lực tiếp xúc với mặt đất tương đối lớn, dễ lún xuống dưới đất, gây ra sự cố cho máng cào Máng kín có tính năng ổn định, giảm lực cản lên xích và thanh gạt (nhánh dưới) khi vận hành

- Cầu máng giữa:

Cầu máng giữa là thân của máng cào, như hình 2-11, gồm nhiều đoạn dài từ 2

÷ 2,5m lắp ráp lại với nhau bằng các khóa; được dập từ thép tấm 35 (có tôi bề mạt làm việc ) hoặc thép 30Γ, thép hợp kim mangan chịu mài mòn cao, phía trên vận chuyển vật liệu, phía dưới khép kín, hoặc hở là vòng tuần hoàn của xích Do máng kín có thể giảm đi các lực cản tác dụng lên xích khi tuần hoàn, thường được hay dùng cho các lò chợ có nền lò yếu, nhưng công tác lắp đặt và sửa chữa sẽ khó khăn hơn máng cào hở, vì vậy thường được lắp so le máng kín và máng chuyên dùng sửa chữa kiểm tra để giảm lượng công việc khi bảo dưỡng, lắp đặt

Hình 2-11: Cầu máng

1-Tấm thành máng；2- tấm đỡ；3- tấm chịu mòn；4-tấm giữa；

5-tấm đáy

Cầu máng giữa có các loại, loại đơn xích, đôi xích và ba xích máng, dựa theo hình dáng có thể chia thành hình D, M, E, trong đó hình D được dùng cho các cầu máng xích đơn; hình E dùng cho các cầu máng xích đơn hoặc xích đôi trung tâm; hình M chuyên dùng cho các cầu máng xích đôi hai bên Máng hình E so sánh với

M, máng E có độ rộng lớn hơn, tiện lợi cho việc hàn cầu máng, không gây ra ma sát giữa xích và các mối hàn nối của cầu máng

Hình 2-12: Một số loại thành cầu máng Cầu máng điều tiết, máng liên kết

Cầu máng liên kết có kết cấu giống với cầu máng giữa, dùng để điều chỉnh độ dài vận tải của máng cào, thích hợp với các đường lò hay có biến đổi

Máng liên kết là máng được dùng tại đầu máng cào và đuôi máng cào để nối xích, liên kết toàn bộ máng cào thành một thể

2.4.2.3 Bộ phận đuôi máng cào

Đuôi máng cào có hai loại: truyền động (dẫn động ở đuôi máng) và không truyền động Do đuôi máy là vị trí nhận tải nên yêu cầu có độ cao nhỏ, ngoài kết cấu khung giá khác là khác với đầu máng, các chi tiết khác đều giống với đầu máng Đối với đuôi máng cào không truyền động thì rulô (tang xích) chỉ làm nhiệm vụ dẫn hướng của xích và thanh gạt Bộ phận căng xích thường được bố trí ở đuôi máng cào,

có nhiệm vụ tạo sức căng băn đầu ở điểm ra của tang dẫn động để xích ăn khớp dễ dàng khi vào tang

Thanh gạt được chế tạo từ thép cacbon hay thép tấm dày 3 ÷ 8mm hoặc thép rèn, khi làm việc thanh gạt chuyển động cùng với xích có tác dụng là đẩy vật liệu trên cầu máng đi theo hướng vận tải

Xích là bộ phận quan trọng nhất của máng cào Năng suất và chiều dài vận tải đều phụ thuộc vào độ bền của xích trong quá trình hoạt động xích liên tục bị tác động của lực ma sát, chịu lực tải tĩnh, chịu lực tải động, ngoài ra còn bị sự tác động của môi trường Vì vậy, yêu cầu đối với xích máng cào là đảm bảo độ bền, ít bị mài mòn, trọng lượng nhỏ, tháo lắp rễ rang, dễ uốn để ăn khớp tốt với đĩa xích, kết cấu đơn giản giá thành hạ Có các loại xích như xích dập, xích tấm, xích vòng , vật liệu làm xích là thép 45Γ2, hoặc 40X qua quá trình gia công xử lý nhiệt luyện Đối với xích vòng thì đường kính , bước xích (mm x mm), có các tiêu chuẩn gồm Φ10×40,

Φ 14×50, Φ 18×64, Φ 22×86，Φ 26×92, Φ 30×108，Φ 34×126, Φ 38×137, Φ 42×152 Cấp độ rắn của xích được chia theo B, C, D, trong đó D là có

độ rắn cao nhất

Hình 2-14: Máng cào cùng xích đôi trung tâm

1- Thanh gạt；2- Xích；3- Bulông chữ T

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, LỰA CHỌN MỘT SỐ THÔNG SỐ MÁNG CÀO

- Năng suất tính toán: Q = 250 tấn/h

- Vận tốc tính toán max: v = 0,9 m/s;

- Chiều dài tính toán: L = 150m;

- Chiều rộng tối đa: B = 630mm;

- Chiều dài cầu máng: lm = 1500mm;

- Vật liệu chuyên chở: Than nguyên khai, đá;

- Góc dốc tối đa: β = 200

3.2.1 Năng suất của máng cào, kích thước máng

Máng cào đặt ở trong lò chợ dung để vận chuyển than từ lò chợ tới hệ thống vận chuyển tiếp theo Do đó năng suất của máng cào chọn theo năng suất của thiết bị khai thác Chọn năng suất là 250 tấn/giờ, cho vật liệu chuyên chở là than có lẫn đất đá kẹp

Trong số các kích thước cơ bản của máng cào thì chiều cao, chiều rộng của máng là cơ bản nhất Kích thước này sẽ xác định bề mặt tiết diện vật liệu trên máng cào cũng như kích thước tối đa của “đống” vật liệu được chất lên máng Máng cào là một khâu trong thiết bị vận tải than do máy xúc bốc lên máng cào sau khoan nổ mìn trong lò chợ

Tiết diện máng nhánh công tác

Năng suất của máng cào phụ thuộc tiết diện máng Fo(m2), tốc độ chuyển động của xích v (m/s), hệ số điền đầy ψ = 1 và trọng lượng riêng của vật liệu γ = (1.2-1.3 t/m3) ở thể tơi vụn (giả thiết máng cào vận chuyển than và có lẫn đất đá, γ = 1,25 t/m3:

a) b) Hình 3-1: Tiết diện tính toán cho máng cào Q= 3600Fo.v ,(t/h)  (3-1)

Từ công thức có thể xác định tiết diện của máng







3600

250

0,064 m2 (3-2) Vận tốc chuyển động của máng cào có thể lấy trong khoảng 0,6 đến 1,1m/s;

hệ số chở đầy ψ phụ thuộc vào góc nghiêng đặt máng, tính chất bám dính của vật liệu vận chuyển với máng, khi tính toán có thể lấy ψ= 0,9- 1,1

Chiều cao thành máng, có thể xác định theo công thức

v C k k

Q h

cd m

yc m

.

+ v- vận tốc tuyệt đối của xích, 0,9 m/s

+ γ- trọng lượng riêng của vật liệu thể tơi; 1,25 t/m3;

+ kcd- hệ số chất đầy máng, theo tài liệu  1 kcd 0,70,8, ta chọn kcd=0,75 + Cβ- hệ số sử dụng tiết diện, phụ thuộc góc nghiêng và độ tơi vụn của vật liệu vận chuyển, lựa chọn theo bảng 3:

Giả sử trong trường hợp xấu nhất là máng cào phải chở than lên dốc với góc dốc đến 20o

165 mm Lấy hm = 0,19 m = 190 mm

Khi đó chiều rộng cầu máng được xác định

B k h = 3,5.190 = 665 mm Lấy chiều rộng máng, Bm = 630 mm Kiểm tra chiều rộng máng theo cỡ hạt vật liệu vận tải theo công thức (4.11) [1]

Theo cataluge của máng càoTrung Quốc chọn kích thước đoạn máng như sau:

+ Chiều dài đoạn máng 1500 mm + Chiều rộng máng 630 mm + chiều cao máng 190 mm

3.2.2 Xác định lực cản chuyển động và công suất động cơ

1 Xác định sơ bộ công suất máng cào theo lực cản khi vận tảilên dốc với góc

+ L- chiều dài máng cào, m;

+ f1- hệ số ma sát của xích với máng;

+ f2- hệ số ma sát của vật liệu vận tải với máng;

+ q- trọng lượng 1m vật liệu trên máng cào

250

+ β- góc nghiêng đặt máng cào, độ

Hệ số ma sát f1 của xích, thanh gạt với máng có thể lấy

Đối với máng cào hai xích

Có gờ hướng xích Chọn :

f1 = 0,25 – 0,35

f1 = 0,35

Hệ số ma sát f2 của vật liệu với máng có thể chọn

Than đá trượt trên máng Chọn :

f2 = 0,3 – 0,5

f2 = 0,5