Chương 4.
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BĂNG GẦU NÓNG
I. Các thông số cơ bản của băng gầu nóng.
Với yêu cầu thiết kế là thiết kế băng gầu nóng phục vụ trạm trộn BTNN có
năng suất 90 m
3
/ h. Qua tham khảo các tài liệu và khảo sát thực tế ta có thể đưa
ra các thông số cơ bản của băng gầu cần thiết kế như sau :
Băng gầu nóng thiết kế là băng gầu đứng.
Năng suất băng gầu : Q = 90 [m
3
/ h].
Vận tốc băng gầu : v = 1,6 [m/s]
Trọng lượng riêng của vật liệu: γ = 1,8 [T/ m
3
].
Chiều cao nâng: H = 12 [m].
Gầu được chọn gầu đáy tròn sâu.
Hệ số làm đầy gầu: ε = 0,6.
Dùng 2 xích kéo loại xích bản lề.
Bước xích t
x
= 125 [mm].
II. Tính toán và thiết kế bộ truyền động.
1. Tính dung tích của gầu.
Loại gầu được chọn là gầu có đáy tròn và sâu.
Dung tích gầu, CT (8-29) [01] :
Ta có :
Q =
3, 6. . .v i
t

3, 6.1,6.0,6
= 9,8 ( l ).
2. Tính chọn bộ phận kéo là xích.
Chọn xích:
Loại xích được chọn là xích bản lề loại bạc lót con lăn theo TCVN 1588 –
74.
Ký hiệu : BL 125 – 200000 – 2 TCVN 1588 – 74.
Các thông số của xích :
Bước xích
Danh
nghóa
t
Sai
lệch
giới
hạn
∆
t
Chiều
rộng
má
B
Chiều dày má Đường kính
Chiều
dài
chốt
ở
mối
nối
Trong

hơn

N
Khối
lượng
1 m
xích
có
má
thường
không
lớn
hơn
kg
125
+ 0,30
- 0,13
50 7 7 20 30 44 100 54 200000 16,1
Trang 18
64
50
125
44
32
114
146
16
R5.5
7
Hình 3.1 Thông số của xích kéo

Trong đó
∑
W
: tổng lực cản của bộ phận kéo.
∑
W
=W
C
+ W
XL
(N).
W
C
lực cản chuyển động tại trục bò động [N].
W
C
=ξ*S
min
(N).
ξ : hệ số lực cản ma sát lấy theo bảng:
Bộ phận kéo Trò số ξ
trượt lăn
Xích 0.06 ÷ 0.08 0.01 ÷ 0.05
Băng 0.05 ÷ 0.06 0.03 ÷ 0.04
Do chọn ổ đỡ là ổ lăn nên chọn ξ = 0.03
⇒ W
C
= 0.03*1500
= 45 (N).
W

90.1,8.1000
3600.1,6
Trang 20
q
vl
= 28,125 kG/m.
q
vl
= 275,71 N/m.
⇒ W
xl
= 3*275,91
= 827,13 (N).
⇒
∑
W
= 45 + 827,13
= 872,13 (N).
⇒ Lực căng xích tại điểm ( vò trí ) 2.
S
2
= 1500 + 872,13
= 2372,13 (N).
Lực căng xích tại vò trí 3.
S
3
= S
max
= 1,15 [2S
2

+ q
vl
.H
= 1500 + 275,71.12
= 4808 (N).
Tải trọng động của xích, CT ( 8-27 ) [01].
S
đ
=
)2(
..
..60
2
2
vlx
x
qq
gtZ
Hv
+
[ N ].
Trong đó :
H: Chiều cao băng gầu (m).
H = 12 (m).
Z = 6 ÷ 12: Số răng trên đóa xích.
Trang 21
t
x
= 0,125 (m): Bước xích.
q

≥
S
max
S
P
= 200000 (N): lực kéo đứt xích.
k
2
: hệ số dự trữ bền.
Xích con lăn k
2
= 8 ÷ 12.
Xích hàn k
2
= 8 ÷ 14.
⇒ [S] =
10
200000
=20000
≥
13619,84 (N).
Vậy xích chọn thõa yêu cầu đặt ra.
3. Tính công suất cần thiết cho động cơ điện..
Lực vòng trên trục dẫn.
P = (S
3
– S
4
).(1+ξ) (N).
= (13619,84 – 4808).(1+0,03)

nhỏ cho xích bước dài, giá trò lớn cho xích bước ngắn. Dựa trên thực tế và tài liệu
tham khảo ta thấy: Số răng đóa xích càng ít, đóa bò động quay càng không đều,
động năng va đập càng lớn và xích bò mòn càng nhanh. Với bước xích đã chọn là
t = 125 mm. Ta chọn số răng đóa xích là Z = 12.
Đường kính vòng chia đóa xích
D
C
= t
x
/ [sin(180/Z)]
= 125/ [sin(180/12)]
=482,96 mm.
Đường kính vòng đỉnh răng:
D
e
= t
x
.[0,5 + cotg (180
0
/ Z)]
= 125.[0,5 + cotg (180
0
/ 12)]
= 527,28 mm.
Đường kính vòng chân:
D
i
= D
C
-2r

α
= 55
0
- 60
0
/Z
= 55
0
- 60
0
/12
= 50
0

β
= 18
0
- 56
0
/Z
=18
0
- 56
0
/ 12
= 13,3
0

γ
= 17

= 1,7. 44
= 74,8 mm.
r
4
= 1,5 mm khi t
x
≤ 10mm.
r
4
= 2,5 mm khi t
x
> 40mm.
Chọn r
4
= 2,5 mm.
Trang 24
Tọa độ
x
1
= 0,8.D.sin
α
= 0,8.44.sin 50
0
= 26,96 mm.
x
2
=1,24.D.cos(180
0
/ Z)
=1,24.44.Cos (180

= 2,94 mm.
Chiều rộng răng đóa
b = 0,93B - 0,15
Với B : Khoảng cách giữa các má trong của xích B = 44 mm
b = 0,93 . 44 - 0,15
b = 40,77 mm.
Chiều dày vành đóa :
δ
= 0,7p
= 0,7.87,5
= 61,25 mm.
Chiều dài Ma :
l = (0,8
÷
1,8)d
d: đường kính trục.
Khi tăng chiều dài Ma sẽ làm tăng độ ổn đònh của bánh răng trong mặt
phẳng vuông góc với trục, cũng như làm tăng độ đồng tâm. Tuy nhiên, tăng
Trang 25
chiều dài Ma sẽ làm tăng khuôn khổ, kích thước, trọng lượng và phức tạp hơn
khi chế tạo.
Đường kính ngoài của Ma :
D = (1,5
÷
1,8)d
Đóa hoặc nan hoa dùng để nối Ma với vành răng.
Chiều dày của đóa:
C = (0,2
÷
0,3)b

Số vòng quay của trục đóa xích chủ động, CT (7-16) [01].
V =
1000.60
..
xlv
tnZ
(m/s).
⇒ n
lv
=
x
tZ
v
.
.1000.60
=
125.12
6,1.1000.60
= 64 (vòng/phút).
Trong đó :
n
lv
: Số vòng quay đóa xích tải (vg/ph).
v : Vận tốc băng gầu (m/s), v = 1,6 m/s.
z : Số răng đóa xích, z = 12.
t
x
: Bước xích (mm), t
x
= 125 mm.


≥
P
Sb
.
n
đb

;
n
sb
.
Kiểu động
cơ
Công
suất
kW
Vận tốc
quay,
vg/ph
Mômen
bánh đà
kG.m
2
cos
ϕ
%
η
dn
M

1470
= 23.
b.Kiểm tra thời gian khởi động của động cơ điện.
Mômen cản tónh trên trục động cơ khi khởi động, CT (2-32) [01].
M
t
=
η
..2
.
max
i
DS
C
=
8,0.23.2
48296,0.84,13619
= 178,75 (Nm).
Mômen đònh mức trên trục đông cơ.
M
dn
=
n
N
.9550
=
1470
22
.9550
= 143 (Nm).

−
+
−
=
∑
(s).
Trong đó:
Q
0
: trọng lượng chuyển động của bộ phận xích và gầu (N).
Q
0
= (2.q
x
+ q
vl
)H (N).
= (2.157,94 + 275,71).12
= 7101,48 (N).
β.∑(GD
2
) ≈ 1,2. (GD
2
)
roto
≈ 1,2.35,28
= 8,94 (kG m
2
)
Trang 29

( )
8,0.23.75,1785,357.375
1470.48296,0.48,7101
)75,1785,357.(375
1470.4,89
2
2
−
+
−
=
kd
t
= 2,046 (s).
Gia tốc khi khởi động máy.
kd
t
v
j =

046,2
6,1
=
= 0,78 (m/s
2
).
Mômen phanh cần thiết trên trục đóa xích chủ động, CT (5-36) [01].
M
ph
= η.[q

ph
= 0,9.[275,71.12 – 0,5.(4808,52 – 275,71.12).
2
48296,0
= 562,23 (Nm).
Thời gian phanh cần thiết, CT (3-6) [03].
( )
2
2
0
2
)..(375
...
).(375
..
iMM
nDQ
MM
nGD
t
tph
dcC
tph
dc
ph
+
+
+
=
∑

n
dc
:số vòng quay trên trục động cơ.
n
dc
=1470 (vòng/phút).
M
ph
: mômen khởi phanh trên trục đóa xích chủ động (Nm).
M
t
: mômen cản tónh trên trục động cơ (Nm).
(GD
2
)
roto
: mômen vô lăng của roto động cơ điện (Nm
2
).
(GD
2
)
roto
= 35,28 (N m
2
).
⇒
( )
2
2

2
= 80 mm.
Trang 31
662
368
382
260
594
80
Hình 3.6 Kích thước hộp giảm tốc
32
Tính chính xác tốc độ chuyển động của xích, CT (6-17) [01].
i
nD
v
dcC
.60
..
π
=
=
21,23.60
1470.48296,0.14,3
= 1,59 (m/s).
Tính chính xác số vòng quay trên trục đóa xích chủ động.
n
lv
=
i
n