Hướng dẫn tính toán băng tải Nguyễn Văn Dự - 2011

1
Mở đầu
Tài liệu này được biên tập từ các hướng dẫn tính toán băng tải sau đây:
 Bridgestone, Conveyor Belt Design Manual;
 Funner Dunlop, Conveyor Handbook
 Funner Dunlop, Selecting the Proper Conveyor Belt;
 CSMA, Belt Conveyors for Bulk Materials.
Nội dung được tóm lược nhằm trợ giúp quá trình tính toán cơ khí để lựa chọn các
thành phần chính của một hệ thống băng tải. Các nội dung tính toán được trình bày ở đây bao
gồm:
1. Xác định chiều rộng băng tải;
2. Xác định vận tốc băng tải;
3. Tính toán công suất dẫn động băng tải;
4. Tính lực kéo phân bố trên dây băng tải;
5. Lựa chọn dây băng tải;
6. Xác định kết cấu và cách bố trí các puly, con lăn.

Các nội dung được trình bày theo thứ tự sau.
Nội dung Trang
Mở đầu 1
1. Giới thiệu các thuật ngữ 2
2. Độ rộng tối thiểu băng tải 4
3. Góc nâng/ hạ của băng tải 4
4. Vận tốc băng tải 5
4.1. Diện tích mặt cắt ngang dòng chảy 7
4.2. Góc mái 7
4.3. Khối lượng riêng tính toán 8
4.4. Hệ số ảnh hưởng của độ dốc băng tải 9
5. Tính toán công suất truyền dẫn băng tải 9

Băng tải được dùng để vận chuyển khối lượng vật liệu lớn trên khoảng cách hoặc độ
cao lớn. Một băng t
ải thường vận chuyển các vật liệu hay đối tượng cùng loại. Thông thường,
các đối tượng này được đặt lên băng tải theo dạng tự do, hay nói cách khác, đổ liên tục lên
băng đang chuyển động. Trong tài liệu này, ta thống nhất sử dụng thuật ngữ “vật phẩm” để
chỉ các đối tượng được vận chuyển.
Góc máng (Trough angle). Có thể bố trí dây băng tải nằm ngang (Flat belt), tương tự
như ở bộ truyền đai dẹt. Tuy nhiên, người ta thường sử dụng thêm các con lăn đặt nghiêng
(con lăn máng – Troughing idlers) để uốn dây băng tải thành dạng máng lõm, nhằm vận
chuyển vật phẩm được ổn định hơn (Xem minh họa trên hình 2).
Hướng dẫn tính toán băng tải Nguyễn Văn Dự - 2011

3

Hình 2. Tạo dạng máng cho băng tải nhờ các con lăn máng Hình 3. Con lăn phẳng và các con lăn máng
Góc mái
Khi vật phẩm được đổ thành đống, góc ở đỉnh đống vật liệu được gọi là góc mái
(Surcharge angle). Góc mái khi vận chuyển nhỏ đi so với khi đứng yên (xem hình 4).

Hình 4. Góc mái của đống vật phẩm

Hướng dẫn tính toán băng tải Nguyễn Văn Dự - 2011

4
2. Độ rộng tối thiểu băng tải
Độ rộng băng tải phụ thuộc lưu lượng cần vận chuyển và kích cỡ vật phẩm (hay kích
thước của các “hạt” vật liệu) cần vận chuyển trên băng. Nếu kích cỡ vật phẩm càng lớn thì độ

Góc nâng hay hạ của băng tải (góc dốc) được quyết định bởi đặc tính và hình dạng
các hạt vật liệu được vận chuyển. Các vật liệu dạng hạt, ổn định có thể sử dụng băng tải có độ
dốc lớn; các vật liệu không ổn định như than, cát cần xác lập góc dốc nhỏ.
Góc dốc lớn nhất của băng tải có bề mặt nhẵn được cho trong bảng 2. Khi bề mặt
băng bị ướt hoặc bẩn, các giá trị trong bảng cần giảm đi 2 đến 5 độ.
Hướng dẫn tính toán băng tải Nguyễn Văn Dự - 2011

5
Bảng 2. Góc dốc lớn nhất cho phép khi vận chuyển vật phẩm

Vật liệu Kích cỡ hạt Góc dốc lớn nhất của băng tải(độ)
Trên 100 mm 15
Dưới 100 mm 16
Không xác định 18
Ướt, mịn 20
Than đá
Khô, mịn 22
Đồng nhất 17
Không đồng nhất 18
Than cốc
Mịn 20
150 mm 12
100 mm 20
Bê tông vụn
50 mm 24
Trên 100 mm 15
10 - 100 mm 16 - 18
Đá
Dưới 10 mm 20
Trên 100 mm 18

tế nhất; nhưng vận hành băng tải có độ rộng lớn lại dễ dàng hơn so với băng tải hẹp.
Hướng dẫn tính toán băng tải Nguyễn Văn Dự - 2011

6
Bảng 3 cho các giá trị vận tốc lớn nhất của băng tải tùy thuộc độ rộng băng cho 3
nhóm vật phẩm khác nhau: nhóm A: Các loại vật liệu hạt; nhóm B: Than mỏ và các vật liệu
có tính bào mòn; nhóm C là các vật phẩm gồm quặng cứng, đá và các vật liệu có cạnh sắc.
Bảng 3. Vận tốc lớn nhất của băng tải

Độ rộng băng (mm) A (m/phút) B (m/phút) C (m/phút)
400 180 150 150
450 210 180 180
500 240 180 180
600 240 210 200
650 240 210 200
750 270 240 220
800 270 240 220
900 300 250 240
1.000 300 250 240
1.050 300 250 24C
1.200 330 300 270
1.400 360 330 270
1.600 360 330 270
1.800 - 360 300
2.000 - 360 300
2.200 - 3.000 - 360 300
Vận tốc băng tải thường được tính toán nhằm đạt được lưu lượng vận chuyển theo yêu
cầu cho trước. Lưu lượng vận chuyển của một băng tải có thể được xác định qua công thức:

sVAQt 60

2
)05,09,0( −= BKA (3)
Với
- A: Diện tích mặt cắt ngang dòng vận chuyển (m
2
)
- K: Hệ số tính toán
- B: Độ rộng băng tải (m)

Hệ số K được cho trong bảng 4.
Bảng 4. Hệ số tính toán mặt cắt dòng chảy

Góc mái (Surcharge Angle) độ)
Dạng
băng tải
Góc
máng
10 20 30
Phẳng 0 0,0295 0,0591 0,0906
10 0,0649 0,0945 0,1253
15 0,0817 0,1106 0,1408
20 0,0963 0,1245 0,1538
25 0,1113 0,1381 0,1661
30 0,1232 0,1488 0,1754
35 0,1348 0,1588 0,1837
40 0,1426 0,1649 0,1882
45 0,15 0,1704 0,1916
50 0,1538 0,1725 0,1919
55 0,157 0,1736 0,1907
Máng, 3

thực sự của vật liệu.
Khối lượng riêng tính toán của một số vật liệu cho trong bảng 6.
Bảng 6. Khối lượng riêng tính toán của 1 số vật liệu

Hướng dẫn tính toán băng tải Nguyễn Văn Dự - 2011

9
Vật liệu
Khối lượng riêng
tính toán (tấn/m
3
)
Vật liệu
Khối lượng riêng
tính toán (tấn/m
3
)
Cát khô 1,44 - 1,68 Muối nghiền 1,12 - 1,28
Cát ướt 1,84 - 2 Nhôm hạt 0,8-0,96
Đá mềm 1,6 - 1,76 Nhôm tán mịn 0,72 - 0,8
Đá tráp, vỡ 1,68 - 1,76 Quặng đồng 1,92 - 2,56
Đá vôi 1,52 - 1,6 Quặng nhôm 0,88 - 0,93
Đất khô 1,12 - 1,28 Quặng sắt 2,08 - 2,88
Đất sét khô 1 - 1,2 Than cốc dạng cám 0,4 - 0,54
Đất sét ướt 1,52 - 1,68 Than cốc tinh 0,56 - 0,64
Đất ướt 1,66 - 1,79 Than đá 0,83 - 0,96
Gỗ 0,61 - 0,75 Than mỏ 0,64 - 0,72
Lúa mạch 0,61 Xi măng Cơ-lanh-ke 1,28 - 1,52
Muối mỏ 0,72 - 0,82 Xi măng Porlan, khô 1,41 - 1,6


Hướng dẫn tính toán băng tải Nguyễn Văn Dự - 2011

10
là công suất kéo băng tải có tải chuyển động theo phương đứng (nếu băng tải có độ dốc đi
lên; nếu băng tải vận chuyển vật phẩm đi xuống, P3 mang giá trị âm); Pt là công suất dẫn
động cơ cấu gạt vật phẩm.
Các thành phần công suất được tính toán như sau:

6120
.).(
1
VWllf
P
o
+
=
(5)

6120
.)(
367
)(
2
VWllfQllf
P
moto
+
=
+
= (6)

l
W
l
W
W
r
r
C
C
++= (8)

α
tanlH
=
(9)

V
Q
W
t
m
.06,0
= (10)
Với:
•
Wl : Khối lượng phân bố của băng tải (kg/m)
•
Wc : Khối lượng các chi tiết quay của một cụm các con lăn đỡ tải (kg);
•
Wr : Khối lượng các chi tiết quay của một cụm các con lăn đỡ nhánh băng tải đi về;

77931,0
+
−
=
f
l
o
(11)

Bảng 9. Công suất dẫn động cơ cấu gạt, Pt (KW)
Dạng cơ cấu gạt
Độ rộng băng (mm)
Cố định Di chuyển
400; 450; 500; 600; 650 0,75 1,25
750; 800; 900 1,25 2,00
1000; 1050; 1200 2,15 3,15
1400; 1600 3,45 5,00
1800; 2000 4,40 6,30
2200; 2400 5,40 7,40
2600; 2800 6,20 8,50
3000; 3150 6,70 9,60

Bảng 10. Khối lượng băng tải chuyển động, không kể vật phẩm được vận chuyển

Chiều rộng đai (mm) W(kg/m) Chiều rộng đai (mm) W(kg/m)
400 22 1.200 90
450 28 1.400 1 14
500 30 1.600 130
600 36 1.800 154
650 41 2.000 174

450 7,1 5,4 1.400 36,6 32,6
500 7,5 5,9 1.600 41,4 36,6
600 8,3 6,8 1.800 47,4 42,5
650 9,0 7,3 2.000 52,2 46,5
750 13,2 11,6 2.200 75 65
800 13,9 12,2 2.400 81 70
900 15,1 13,4 2.600 86 75
1.000 19,6 18,0 2.800 114 100
1.050 21,3 18,9 3.000 121 106
1.200 23,6 21,1 3.150 128 111

Ghi chú: Các giá trị cho với các con lăn bằng thép; các hãng sản xuất khác nhau có
thể có các giá trị khác nhau; nên tra cứu tài liệu của hãng nếu cần.
Bảng 12. Khoảng cách (bước) các con lăn

Bước các con lăn mang tải (m)
Chiều rộn
g
đai
(mm)
Lưu lượng dưới
1,6 tấn/ giờ
Lưu lượng trên 1,6
tấn/ giờ
Bước các con lăn chạ
y

không (m)
400 1,35 1,35 3,00
450 1,35 1,20 3,00

y

không (m)
3.000 1,00 1,00 2,40
3.150 1,00 1,00 2,40
Bảng 13. Khối lượng phân bố dây băng tải W1
Chiều rộn
g

đai (mm)
Khối lượng
phân bố
(kg/m)
Chiều dày
gần đúng
(mm)
Chiều rộn
g

đai (mm)
Khối lượng
phân bố
(kg/m)
Chiều dày
gần đúng
(mm)
400 4,5 9 1.400 33,0
450 7,0 1.600 38,0
18
500 7,5 1.800 46,0

P
F
P
6120
= (kg) (12)
Trong đó, P là công suất truyền dẫn (KW); V là vận tốc băng tải (m/phút).
6.1.2. Lực căng trên 2 nhánh băng tải

1
1
−
=
μθ
μθ
e
e
FF
P
(13)

1
1
2
−
=
μθ
e
FF
P
(14)

+
3
F
′
: Lực căng phát sinh khi kéo vật phẩm “xuống dốc” (Downhill);
+ l : chiều dài vận chuyển tính theo phương ngang (mét);
+ α : góc nghiên của đường vận chuyển so với phương ngang (độ);
+ f : hệ số ma sát giữa dây băng tải và các con lăn đỡ (Idler rolls);
6.1.3. Lực căng tối thiểu
Lực căng tối thiểu được xác định nhằm giữ cho dây băng tải không trượt quá 2%
khoảng cách giữa các con lăn.
)(.25,6
14
WWlF
mCC
+
=
(kg) (15)

14
25,6 WlF
rr
=
(kg) (16)
Hướng dẫn tính toán băng tải Nguyễn Văn Dự - 2011

15
Trong đó:
+ F
4C

2
F
P
+ F
4r
F
P

+
F
4c
- F
r
F
P
+ F
2
F
P
+ F
4C
F
4r
+ F
r
Băng tải “leo dốc”
(Uphill Conveyor)
F
P
+ F

- F
r
F
P
+ F
4c
-F
r
F
4r
+ |F
r
|
Băng tải “xuống dốc”
(Downhill Conveyor)
Không cần phanh (P > 0)
F
P
+F
2
F
P
+ F
4r
F
P
+ F
4C
- F
r

2
+ F
r
|F
P
| +F
4c
+ F
r
F
4r
+ F
r
|F
P
|+F
4c
+ F
r
|F
P
|+ F
4r
+ F
r

|F
P
| +F
2

400 - 440
(E) Truyền dẫn bằng 2
puly
Puly 1: 170 ~ 220
Puly 2: 190 - 220
(*) Puly truyền dẫn ký hiệu là vòng tròn tô đầy 2 góc phần tư.

Bảng 16. Hệ số ma sát giữa dây băng tải và puly

Dạng puly truyền dẫn
Đ
iều kiện bề mặt tiếp xúc giữa dây băng
tải và puly
Hệ số ma
sát μ
Bẩn và ướt 0.1
Ẩm 0.1-0.2
Puly thép
Khô 0.3
Dirty & Wet 0.2
Moist 0.2-0.3
Puly có rãnh và puly bọc
cao su
Dry 0.35
6.1.5. Ví dụ minh họa
Tính công suất truyền dẫn và lực căng băng tải cho sơ đồ như hình vẽ, các số liệu cho
trước:
B = 1.200 mm; l
r
= 2 m;

6120
150.2,86).66234(022,0
1
=
+
=P (KW)
2,43
367
2400.2,86).66234(022,0
2
=
+
=P (KW)
2,196
367
2400.30
3
==P (KW)
P = 19,9 + 43,2 + 196,2 = 253,3 KW
•
Các lực căng
10335
150
6120.253
==
P
F (kg)
5157499,0.10335
2
==F (kg)

297
4.117
12.15492
==
S
T (kg/cm.ply)
6.2. Tính toán băng tải nhiều pu-ly truyền dẫn
Khi tính toán theo cách thức thông thường như trên, nhiều khi ta gặp phải tình huống
lực căng trong dây băng tải, hoặc công suất cần thiết của động cơ kéo băng tải, thậm chí là cả
hai thông số này là quá lớn. Lời giải cho vấn đề là sử dụng nhiều hệ động cơ- puly truyền
dẫn.
Hướng dẫn tính toán băng tải Nguyễn Văn Dự - 2011

18

Các công thức tính toán cho hệ thống 2 puly truyền dẫn đơn giản (xem hình 4) như
dưới đây.

()
mm
C
C
oC
WWhW
l
W
WllfF ++
⎟
⎟
⎠

21 PPrCP
FFFFF
+
=
+
=
(21)
Ghi chú: Với băng tải “xuống dốc”, đổi dấu các số hạng có chứa h trong các công
thức trên.
6.2.1. Tính theo lý thuyết về lực vòng

21 PPP
FFF
−
=
(22)

(){}
1
1
1
11
2211
22
2
−+
−
−
=
+

μθ
μθ
eFF
e
F
rPP1
1
11
121
−
=
θμ
e
FF
P
(24)

1
1
22
222
−
=
θμ
e
FF
P

•
M: Công suất tổng của 2 động cơ (KW);
•
F
P
: Tổng lực vòng (kg);
•
F
P1
: Lực vòng tại vị trí puly 1 (kg);
•
F
P2
: Lực vòng tại vị trí puly 2 (kg);
•
F
11
: lực kéo trong nhánh căng tại vị trí puly 1 (kg);
•
F
12
: lực kéo trong nhánh căng tại vị trí puly 2 (kg);
•
F
21
: lực kéo trong nhánh chùng tại vị trí puly 1 (kg);
•
F
22
: lực kéo trong nhánh chùng tại vị trí puly 2 (kg);

l = 3900 m; l
C
= 1 m; W
m
= 400 kg/m;
h = 0 m; l
r
= 2 m.

F
c
= 0,022 (3900 + 66) (33 + 36,6/1 + 400) = 40974 (kg)
F
r
= 0,022 (3900+ 66) (33 + 32,6/2) = 4302 (kg)
F
n
= 40974 + 4302 = 45276 (kg)
F
3
= 0
F
4c
= 6,25 x 1 (33 + 400) = 2706 (kg)
F
4r
= 6,25 x 2 x 33 = 413 (kg)
Tính theo lý thuyết:
(){}
138691430245276

F (kg)

9246
1
1
*13869
67,3*25,0
22
=
−
=
e
F
(kg)
Tính theo phương pháp phân phối lực căng giữa 2 động cơ
226382/45276
21
===
PP
FF (kg)
15092
1
1
22638
67,3*25,0
2221
=
−
==
e

6. Hai puly dẫn động trước, hai puly dẫn động sau

7. Tính chọn dây băng tải
Trước hết, cần lưu ý về vật liệu dây băng tải. Dây băng tải cần được chọn phù hợp với
môi trường làm việc, sao cho có thể tránh các ăn mòn hóa học. Các loại dây băng tải thông
dụng bao gồm: dây sợi thép (Steel Cord); các loại dây được dệt nhiều lớp (Multi-ply Fabric).
Các băng tải sợi thép được ký kiệu ST và kèm theo 1 con số. Ví dụ ST-500; ST-1250.
Giá trị số trong ký hiệu chỉ độ bền cho phép (kg/cm) tính trên một đơn vị chi
ều rộng dây.
Các dây băng tải dệt được ký hiệu tên vật liệu dây, kèm theo hai số liệu chỉ giá trị độ
bền và số lớp dệt. Ví dụ EP 160/2. Nếu ký hiệu chỉ có một giá trị, ví dụ NF-75, nghĩa là con
số chỉ giá trị độ bền của một lớp dệt.
Thông số đánh giá sức bền của dây băng tải được tính theo giá trị lực kéo lớn nhất tác
dụng lên dây F
max
theo công thức sau:
Với đai sợi thép:

B
SFF
NoST
*
max
=− (28)
Trong đó, Fmax là lực kéo lớn nhất (kg); SF là hệ số an toàn; B là chiều rộng dây
băng tải tính bằng centimetre.
Hướng dẫn tính toán băng tải Nguyễn Văn Dự - 2011

23
Sau khi tính được lực kéo đơn vị ST-No, tiến hành tra bảng chọn dây có giá trị lực

EP6 30/3-4 NF630/3-4
EP800/3-5 NF800/3-5
EP1000/4-5 NF1000/4-5
EP1250/4-5 NF1250/4-5
EP1600/5 NF1600/4-5

NF2000/4-5

NF2500/5-6

NF3150/6 Hướng dẫn tính toán băng tải Nguyễn Văn Dự - 2011

24
Bảng 19 .Hệ số an toàn cho băng tải sợi thép
Vật phẩm A B
Cỡ hạt
Chu kỳ (phút)
<30mm >30mm <30mm >30mm
Dưới 3,0 8 8 8 9
3,0 – 10,0 7 7 7 7
Trên 10,0 6,7 6,7 6,7 6,7

Bảng 20. Hệ số an toàn cho băng tải dệt

Vật phẩm A B
Cỡ hạt
Chu kỳ (phút)

Puly phía
sau
Puly dẫn
hướng
Phạm vi
ứng dụng
Lực kéo dây tại vị trí puly
Trên
80%
Từ 60 đến
80%
Dưới
60%

Đường kính puly tối thiểu cho các loại dây băng tải cho trong các bảng sau.
Bảng 22. Đường kính puly cho băng tải sợi thép
Đường kính puly tối thiểu
(mm)
Ký hiệu
Đường
kính sợi
thép (mm)
Khoảng
cách giữa
các sợi
(mm)
Độ bền kéo
mỗi sợi
(kg)
A B C

315/2 400/3 500/3 400 320 250 320 250 200 250 250 200