ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KTCN

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỀ TÀI
ĐỀ ÁN KỸ THUẬT
Sinh viên thực hiện : Dương Thanh Tuấn Lớp: K44CCM4
Hoàng Minh Trường
Ngành: Cơ khí Chế tạo máy
Giáo viên hướng dẫn: Ts Nguyễn Thị Quốc Dung
Ks Đặng Anh Tuấn
Ngày giao đề tài: / /2012 Ngày hoàn thành: /01/2013
Tên đề tài:
Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển đá dăm.
Các yêu cầu: Phương vận chuyển theo 2 phương: phương ngang có chiều dài
vận chuyển L
2
= 40m; phương nghiêng có góc nghiêng
15
o
ϕ
=
, chiều dài vận
chuyển L
1
= 30m; năng suất Q = 120 tấn/ giờ; thời gian phục vụ: 6 năm; tỷ lệ số
giờ việc/ngày: 2/3; tỷ lệ số ngày việc/năm: 2/3; tính chất tải trọng: không đổi,
quay một chiều.
Các yêu cầu nội dung:

2.5. TíNH TOáN CON LăN đè BăNG 13
2.6 XáC địNH L C CăNG BăNG 14
2.7. KIểM TRA đẫ BềN CẹA BăNG 18
T NH TO N NG H C H D N NG C KH 22
3.1.CHN đẫNG Cơ đIệN 22
THI T K B TRUY N NGO I V CH N KH P N I 35
4.1. CH N B TRUY N NGOI 35
4.2 CH N LO I AI 36
4.3 T NH CH N KH P N I. 40
4.4. T NH KI M NGHI M TR C H P GI M T C 43
T NH TO N THI T K C C PH N T TRONG H D N NG 62
5.1. T NH TON THI T K TR C TANG D N NG 62
5.1.2. T NH S B TR C 62
65
THAY V O CễNG TH C (5.7) TA Cể: 66
66
THAY V O CễNG TH C (5.7) TA Cể: 66
66
THAY V O CễNG TH C (5.6) TA Cể: 66
T I LI U THAM KH O 73
LỜI NÓI ĐẦU
Trong công cuộc xây dựng đất nước ngành cơ khí nói chung và ngành cơ
khí chế tạo máy nói riêng là một ngành then chốt trong nền kinh tế quốc dân.
Phạm vi sử dụng của ngành chế tạo máy rất rộng rói. Ngành chế tạo máy
là nền tảng của của công nghiệp chế tạo máy. Trong sự nghiệp Công nghiệp hoá
- Hiện đại hoá đất nước, muốn có những sự tiến bộ vượt bậc thì phải coi
trọngngành này.
Với các kiến thức đó được trang bị, nay em được giao đề tài đề án kỹ
thuật " Thiết kế trạm dẫn động vận chuyển đá dăm "
Với đề tài đề án kỹ thuật " Thiết kế trạm dẫn động băng tải vận chuyển

1.2. Giới thiệu các hệ thống hệ dẫn động vận chuyển đá dăm
1.2.1. Giới thiệu hệ thống máy và các cơ cấu trong hệ dẫn động vít tải
 Hệ thống vít tải là một loại máy vận chuyển liên tục không có bộ phận
kéo, sơ đồ nguyên lý cấu tạo của hệ thống được thể hiện như hình vẽ:
Hình 1.2: Cấu tạo vít tải
 Nguyên lý hoạt động của hệ thống: Động cơ 1 truyền chuyển động qua
hộp giảm tốc 2 đến khớp nối 3 và trục vít xoắn 4. Bộ phận công tác chính của vít
tải là cánh vít xoắn 8 chuyển động quay trong vỏ hộp kín 9 có tiết diện tròn ở
phía đáy. Trục vít xoắn được đỡ chặn hai đầu nhờ các gối 6 và các trục gối đỡ
trung gian 5. Khi trục vít quay vật liệu cần di chuyển chuyển động tịnh tiến dọc
trong lòng vỏ máng, và chuyển động theo nguyên lý vít đai ốc. Vật liệu được
cấp vào cơ cấu 10 và lấy tải ra khỏi máng bắng cơ cấu 7. Để đảm bảo an toàn
vít tải có thêm lắp 11.
 Ưu điểm
+ Vật liệu chuyển động trong hộp kín nên không bị tổn thất rơi vãi, an toàn.
+ Có thể nhận và dỡ tải ở bất kì vị trí nào trong giới hạn chiều dài vít tải.
+ Diện tích chiếm chỗ lắp đặt nhỏ.
+ Kết cấu đơn giản rẻ tiền, có thể vừa vận chuyển vừa trộn.
Nhược điểm
+ Nghiền nát một phần vật liệu do khe hở giữa long máng và cánh dẫn nhỏ.
+ Cánh xoắn và lòng máng chóng bị mòn do ma sát lớn và chủ yếu là ma sát
trượt gây tổn thất năng lượng nhiều.
Phạm vi ứng dụng
+ Dùng trong các ngành xây dựng và các ngành công nghiệp hoá chất, thực
phẩm.
+ Dùng vận chuyển các dạng vật liệu hạt rời và mịn như: Xi măng, sỏi, cát, đá
dăm, các loại hỗn hợp ẩm nước như vữa bê tông Dùng làm cơ cấu cấp liệu
cưỡng bức, dùng trong các trạm trộn bê tông.
1.2.2. Giới thiệu về hệ thống dẫn động gầu tải
Gầu tải được sử dụng để vận chuyển các vật dạng vật liệu rời dạng hạt, cục,

chữa thuật tiện, linh kiện tiêu chuẩn hoá, được sử dụng trong nhiều lĩnh vực. Có
thể sử dụng để vận chuyển trong các dây chuyền sản xuất, công trình xây dựng,
trạm thủy điện và bến cảng…trong sản xuất, khai thác mỏ, luyện kim, hoá chất,
đúc, vật liệu xây dựng… Có thể vận chuyển vật liệu rời hoặc vật phẩm thành
kiện, để đáp ứng từng yêu cầu dây chuyền sản xuất về hình thức phân bố và căn
cứ yêu cầu công nghệ vận chuyển, có thể chỉ dụng một máy vận chuyển, cũng
có thể tổ hợp nhiều băng tải cao su hoặc cấu hành với thiết bị băng chuyền khác
hoặc hệ thống băng tải ngang hoặc băng tải nghiêng, để thực hiện tính liên tục
và tự động hoá trong khâu sản xuất, nâng cao năng xuất và giảm bớt cường độ
lao động.
Dùng để vận chuyển những vật phẩm có dạng cục, hạt, bột, như: Quặng,
đá, than, cát, sỏi, hoặc dạng vật phẩm có tính chất đặc biệt như bao xi măng, bao
đường, bao gạo
Cấu tạo hệ thống dẫn động băng tải
Hình 1.4: Cấu trúc một băng tải
- 1. Bộ phận cấp liệu - 6. Puly bị động
- 2. Con lăn đỡ nhánh mang tải - 7. Puly chủ động
- 3. Bộ phận căng băng tải - 8. Vật liệu
- 4. Con lăn đỡ nhánh không mang tải
- 5. Băng tải đỡ vật liệu
Nguyên lí hoạt động: Băng tải gồm một băng bằng cao su hoặc vải hoặc
bằng kim loại 5 được mắc vào hai puly 6, 7 ở hai đầu. Bên dưới băng là các con
lăn 2, 4 đỡ giúp cho băng không bị chùng khi mang tải. Một trong hai puly được
nối với động cơ điện còn puly kia là puly bị động. Khi puly dẫn động 7 quay kéo
băng di chuyển theo. Vật liệu cần chuyển được đặt lên một đầu băng và sẽ được
băng tải mang đến đầu kia.
Ưu, nhược điểm của hệ dẫn động băng tải
- Ưu điểm: Băng tải cấu tạo đơn giản, độ bền cao, có khả năng vận chuyển vật
liệu theo hướng nằm ngang, nằm nghiêng (hay kết hợp cả hai) với khoảng cách
lớn, làm việc êm, năng suất tiêu hao không lớn.

+ Tỷ lệ số giờ làm việc/ngày: 2/3
+ Tỷ lệ số ngày làm việc trên năm: 2/3
+ Tính chất tải trọng: Không đổi, quay một chiều
Các nội dung thiết kế tiếp theo của hệ thống
- Tính thiết kế hệ thống vận chuyển
- Tính chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn
- Lựa chọn và thiết kế bộ truyền ngoài hộp, khớp nối
- Tính thiết kế các phần tử trong hệ dẫn động
CHNG II:
THIT K BNG TI
2.1. Chn li dõy bng
Băng là chi tiết chủ yếu của băng tải, vừa đóng vai trò là bộ phận kéo, vừa là
bộ phận vận chuyển vật liệu. Do vậy băng tải vừa phải chắc dẻo, có độ giãn nhỏ
và độ bền so với môi trờng xung quanh tốt. Dựa vào điều kiện làm việc và nhu
cầu chủ yếu là vận chuyển đất, mặt khác dựa vào yêu cầu kỹ thuật- kinh tế chung
của băng tải, ta chọn loại băng tải của hãng dongil rubber. Co. Ltd[1]
Có kí hiệu của băng:
NN 120 : 500
ì
3p
ì
4
ì
2.
Loại băng tải này có thông số nh sau:
- Chiều rộng băng tải: B = 500(mm)
- Chiều dày lớp vỏ trên:

t
= 4 (mm)

ngang của dòng vật liệu lớn

năng suất tải cao, giảm đợc đáng kể đợc
sự rơi vãi của vật liệu. Với 3 con lăn đỡ đảm bảo đợc độ căng của băng
tải. Nh vậy tiết diện ngang F của dòng vật liệu đợc tính nh sau:( H.2.2)
F = F
1
+ F
2
(2.1)


b
B
F1
F2
f
ò
Hình 2.2: Sơ đồ tính tiết diện ngang dòng vật
liệu
Trong đó theo [ 1 ]: F
1
= C.
2
1
b.h =
4
1
.b
2

0
= 26607 (mm
2
)
F
2
: Là tiết diện của hình thang cân, F
2
= ( b+l ).h/2
Theo [ 1 ]. đáy lớn b= 0,8B , đáy nhỏ l = 0,4B , góc của đáy hình thang là
góc nghiêng của trục lăn.
Góc nghiêng trục lăn thờng chọn

thờng chọn các giá trị sau:
0
20=

;
25
0
; 30
0
; 35
0
; 40
0
và 45
0
Chọn góc nghiêng của trục lăn
0

)
2.3. Tính vận tốc băng tải
Từ năng suất ban đầu cần đạt là Q t/h , theo [ 1 ] ta có:
Q = 3600.F.

.v.k (t/h) (2.4)
Do đó : v =
kF
Q
3600

(m/s) (2.5)
Trong đó: v - là vận tốc băng tải (m/s)
Q - là năng suất tải (t/h). theo yêu cầu ta có Q = (120 tấn/h)
F - tiết diện dòng vật liệu (m
2
). Theo tính toán phần trên ta có
F = 36357 (mm
2
) = 0,036357(m
2
)

- khối lợng riêng của vật liệu vận chuyển (theo bảng 1.2 [ 1 ] ) ta có:

= 1,8 (tấn/m
3
)
k hệ số xét tới ảnh hởng của độ nghiêng băng tải. Với băng tải nghiêng
tra bảng 5.6 [ 1], ta có : k = 0,95

70 (mm), lấy C = 70 (mm)
Vậy : L
t
= 500 + 2.70 = 640 (mm)
2.5. Tính toán con lăn đỡ băng
Do yêu cầu vận chuyển ỏ dm dới dạng rời nên với nhánh có tải ta sử
dụng loại con lăn đỡ lòng máng gồm 3 con lăn đặt nằm nghiêng, vi gúc
nghiờng ca hai con ln 2 bờn l
20

=
o
. Còn nhánh không tải sử dụng con lăn
đỡ thẳng.
Đờng kính con lăn d
cl
phải lấy theo tiêu chuẩn. Ta lấy theo tiêu chuẩn DIN
22101.
Đờng kính con lăn d
cl
chọn theo chiều rộng băng tải.
Với B = 500 (mm) thì lấy d
cl
= 63,5 hoặc 89. (theo [ 1 ])
Chọn d
cl
= 89 (mm)
Khoảng cách giữa hai hàng con lăn trên nhánh có tải xác định theo công thức:
l
'

của vật liệu gây ra khi rơi xuống băng tải, ta chọn khoảng cách giữa hai con lăn
đỡ là: l
t
= 400
ữ
500 (mm), chọn l
t
= 500 (mm) = 0,5 (m)
2.6 Xác định lực căng băng
Để tính toán lực căng băng ta vẽ biểu đồ lực căng băng tại các điểm trên
chiều dài băng tải nh sau:
L1=30/cos15
o
L2=40m
S3
S4
S5
St
Wkt2
Wct2
Wct1
Wkt1
Sr
Hình 2.3: Biểu đồ lực căng băng
Lực căng băng phải thoả mãn các điều kiện:
- Băng không bị trợt trên tăng dẫn động trong thời kì khởi động có chất
đầy tải
- Để đảm bảo điều kiện độ võng cho phép của băng thì lực căng nhỏ
nhất của băng trên nhánh có tải cũng phải lớn hơn bình thờng của băng.
Ta chọn điểm xuất phát để tính lực căng là tại điểm ra khỏi tang dẫn

4 3
.
cl
S S k=
S
5
= S
4.
+W
ct2
S
T
= S
5.
+W
ct1
Vỡ
1 2
W W W
kt kt kt
= +

1 2
W W W
ct ct ct
= +
Trong ú: +
1
W
kt

ct
(2.11)
Kết hợp (2.10) và (2.11) ta có hệ phơng trình:
S
T
.K
c
= S
r
.
.
e
f

S
T
= (S
r
+ W
kt
)K
cl
+ W
ct
(2.12)
Trong các công thức trên :
K
c
- hệ số an toàn, theo [ 1 ]: K
c

W
ct
- Sức cản chuyển động trên nhánh có tải
W
kt
- Sức cản chuyển động trên nhánh không tải (N)
1 2
W W W
kt kt kt
= +
W
kt1
= g.L
1
.[( q
b
+ q
cl
)Wcos
1

- q
b
sin
1

]
(2.13)
W
kt2

(kg/m)
q
cl
khối lợng thành phần quay của các con lăn trên nhánh
không tải
trên chiều dài 1m băng, theo [ 1 ] ta có:
q
cl
=
cl
cl
l
m


(kg/m) (2.14)
Với : m
cl
khối lợng phần quay của một hàng con lăn trên
nhánh không tải (kg), theo bảng 1.5 [ 1 ] với d
cl
= 89(mm), B =
500(mm) và bố trí 1 con lăn trên một hàng, ta có: m
cl
= 6 (kg)
l
cl
khoảng cách giữa hai hàng con lăn ,
l
cl

= -337,86+90,87=-247(N)
W
ct
Sc cn chuyn ng trờn nhỏnh cú ti :
1 2
W W W
ct ct ct
= +
W
ct1
= g.L
1
[(q + q
b
+ q
cl
). W. cos
1

+ (q + q
b
) sin
1

] (2.15)
W
ct1
= g.L
2
[(q + q

q
cl
Khối lợng phần quay của các con lăn trên nhánh có tải trên
chiều dài 1m băng ( kg/m), theo [ 1 ] ta có:
q
cl
=
cl
cl
l
m


(2.17)
Với: m
cl
- khối lợng phần quay của một hàng con lăn trên nhánh
có tải (kg),
với d
cl
= 89(mm), B = 500(mm) và bố trí 3 con lăn trên một
hàng theo bảng 1.5 [ 1 ] ta có : m
cl
= 8,4 (kg)
l
cl
khoảng cách giữa hai hàng con lăn trên nhánh có tải (m),
l
cl
= 1237,5 (mm) = 1,2375(m)

Thay các giá trị vào hệ phơng trình (2.12) ta đợc:
S
r
= 4180,4 (N)
S
T
=
c
f
r
k
eS

.
.
=
2,1
7183,2.
14,3.3,0
r
S
= 2,138S
r
= 2,138.4180,4 = 8940,5 (N)

S
2
= S
r
+ W

Xác định S
ct min
(N):
Ta có : S
ct min
= S
4
= 4130 (N)
Kiểm tra lực căng nhỏ nhất trên nhánh có ti
Để đảm bảo độ võng của băng giữa hai hàng con lăn nằm trong giá trị
cho phép, lực căng nhỏ nhất trên nhánh có tải phải thoả mãn điều kiện
[ 1 ]
S
ct min


[S
ct min
] (2.18)
Trong đó : [S
ct min
] = (5
ữ
8).(q + q
b
).g. l
cl
(2.19)

[S

[m] : Hệ số dự trữ độ bền cho phép,( theo bảng 1.6) [ 1 ], với góc
nghiêng băng tải

=15
0
và lõi băng tải là vải sợi bông nên [m] = 10
B: Chiều rộng băng tải (cm), B = 500 (mm) = 50 (cm)
[S
b
]: Lực kéo cho phép ứng với 1cm chiều rộng 1 lớp băng
(kg/cm.lớp)
Theo [6] :[S
b
]=120(kg/cm.lớp)
axm
S
: Lc cng ln nht ca bng
Ta cú
axm
S
=
t
S
g
=
8940,5
9,81
=911,36(KG)
Thay vo (1.20) ta c:
max

t
= (S
T
S
r
).K
c
= (8940,5 4180.4)1.2
F
t
= 5712,12 (N)
5712,12.0,536
3,06
1000
t
N = =
(kw)
2.9. Tính toán cơ cấu căng băng
C cu kộo cng bng cú nhim v to ra sc cng cn thit cho bng,
m bo cho bng bỏm cht vo tang dn v gim vừng ca bng theo chiu
di.
Cú 2 loi c cu cng bng thng dựng l c cu cng bng dựng vớt v
c cu cng bng dựng i trng.
a) C cu cng bng dựng vớt ti.
Hỡnh 2.4: C cu cng bng dựng vớt ti [1].
Cu to n gin, giỏ thnh h, kớch thc khuụn kh v trng lng nh.
Loi ny thng dựng cho bng ti cú chiu di khụng ln lm v trong quỏ
trỡnh lm vic bng b gión nhiu ln ũi hi phi cng bng nhiu ln. Hnh
trình làm việc của vít phụ thuộc vào chiều dài băng tải (thường lấy khoảng 1-
1,5% chiều dài băng tải nhưng không lấy được > 400 mm).

( )
r
r 0 1 1
r
W
F =f l+l W + - H W
l
 
×
 ÷
 
(2.23)
Trong đó: f - Hệ số ma sát giữa dây băng tải và các con lăn đỡ;
L- Chiều dài băng tải theo phương ngang, L=70m
l
0
- Chiều dài băng tải theo phương ngang được điều chỉnh;
W
1
- Khối lượng phân bố của băng tải;
W
r
- Khối lượng các chi tiết quay của một cụm các con lăn đỡ
nhánh băng tải đi về;
l
r
- Bước các con lăn đỡ nhánh không tải;
H - Chiều cao nâng, H=8 m
Các giá trị của f, l
0

Như vậy lực căng cần thiết trên trạm kéo căng băng là:
( )
FT=314 kg
Ta chọn đối trọng bằng bê tông có:
Thể tích của khối bê tông là:
m
V=
γ
(2.24)
Trong đó:
γ
- khối lượng riêng của bê tông
3
γ=2500kG/m
Khối lượng đối trọng:
( )
m=314 kg
Thay vào (2.24) ta có:
3
m 314
V= = =0.13 m
γ 2500
CHNG III
TNH TON NG HC H DN NG C KH
3.1.Chọn động cơ điện.
3.1.1. Chọn loại, kiểu động cơ.
Chọn động cơ điện để dẫn động máy móc hoặc các thiết bị công nghệ,
là giai đoạn đầu tiên trong quá trình tính toán thiết kế máy. Ta cần chọn loại
động cơ sao cho phù hợp nhất với hộp giảm tốc, điều kiện sản xất, điều kiên
kinh tếMột số loại động cơ có mặt trên thị trờng:

3.1.2. Chọn động cơ điện
Công suất động cơ đợc chọn theo điều kiện nhiệt độ, đảm bảo cho động cơ
khi làm việc nhiệt độ sinh ra không quá mức cho phép. Muốn vậy điều kiện
sau phải thoả mãn.
P
đm
P
dt
(KW) (3.1)
P
đm
: Công suất định mức động cơ.
P
đt
: Công suất đẳng trị trên trục động cơ, đợc xác định nh sau.
Với tải là không đổi trong quá trinh làm việc, ta có:
P
đt

dc
lv
P
(3.2)
dc
lv
P
: Công suất làm việc danh nghĩa trên trục động cơ.
dc
lv
P


: Hiệu suất của bánh răng nghiêng.
Tra bảng 2.3 [3 ]: Trị số hiệu suất của các bộ truyền và ổ đợc che kín.
K

=1;
O

=0,995;
BRN

= 0,98;


= 1
2
. 0,995
4
. 0,98. = 0,97
dc
lv
P
=
3,06
0,97
= 3,15 (KW)
3.1.3 Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ.
Theo bng 2.1[3] thỡ s vũng quay ng b ca ng c theo tiờu chun l: 3000
; 1500 ; 1000 ; 750 ; 600 ; 500 (v/ph )
S vũng quay ca trc cụng tỏc theo cụng thc (2.16)-[1] ta cú:

min
= 8
sb
8.25,59 n 40.25,59
hay
sb
204,73 n 1023,6
Vy ta chn s vũng quay ng b ca ng c: n
db
= 1000 (v/ph)
3.1.4. Chn ng c thc t
iu kin chn ng c nh sau: P
c
P
ct
= 3,15(kW)
n
b
= 1000(v/ph)
vy ta chn loi ng c sau
Theo bảng P 1.3[3] ,chọn động cơ 4A có các thông số kỹ thuật sau:
- Kiểu động cơ : 4A112MBY3
- Công suất :
dc
dm
P
= 4,0 (KW)
- Số vòng quay : n
đc
= 950 (v/ph)

: Công suất mở máy của động cơ (KW)
dc
bd
P
: Công suất cản ban đấu trên trục động cơ khi có
tải (KW)
dc
mm
P
=
dn
K
T
T
.
dc
dm
P
= 2.4,0 =8 (KW).
Hình 3.1: Chế độ tải trọng không đổi
dc
bd
P
=K
bd
.
dc
lv
P
=1,8.3,15=5,67(KW)