Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………
1
Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật

MỤC LỤC
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 nên kinh tế quốc dân.
Trong chương trình đào tạo kỹ sư thì Đề án kỹ thuật có vai trò rất quan trọng
Để tổng kết toàn bộ kiến thức đã học và giúp cho sinh viên ý thức dược
công việc của người cán bộ kỹ thuật thì Đề án kỹ thuật là một công việc quan
trọng nhất trong quá tình đào tạo mà mỗi sinh viên phải thực hiện.
Với đề tài thiết kế tốt nghiệp “Thiết kế trạm dẫn động băng tải vận
chuyển than đá" sử dụng hộp giảm tự chọn mà em dược giao đã mang lại cho
em nhiều điều bổ ích, giúp em phần nào củng cố thêm được kiến thức đã tích luỹ
trong mấy năm học vừa qua.
Trong thời gian làm đồ án, được sự chỉ bảo tận tình của hai thầy giáo
hướng dẫn: Vũ ngọc Pi và Nguyễn Minh Quang cùng các thầy cô giáo trong
bộ môn, cùng với sự nỗ lực cố gắng của bản thân đến nay Đề án kỹ thuật của em
đã được hoàn thành. Tuy nhiên vì kiến thức còn hạn chế, tài liệu tham khảo còn
thiếu cho nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong dưới sự đóng góp
ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp, để Đề án kỹ thuật được
hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn, các thầy giáo cô giáo đã tận tình
giúp đỡ chỉ bảo hướng dẫn em hoàn thành tốt Đề án kỹ thuật này.
Thái Nguyên 06 Tháng 01 Năm 2013
Sinh Viên
Nguyễn Văn Dũng
Lê Thanh Duy
2

Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật

PHẦN 1 : GIỚI THIỆU
1.1. Giới thiệu hệ dẫn động băng tải
Như chúng ta đã biết, hiện nay hệ thống dẫn động băng tải đang được sử dụng
khá rộng rãi trong các nhà máy, xí nghiệp, công trường. trong các khu sản xuất vật liệu
và chế biến lương thực thực phẩm ngoài ra, ta cũng có thể bắt gặp hệ thống này
trên các bờ sông, bến bãi
Một trạm dẫn động băng tải thường có cấu tạo như hình 2.1 và được dẫn
động như sau: Băng tải được dẫn động nhờ động cơ 10, qua bộ truyền ngoài( bộ
truyền đai 9: dây đai được mắc qua bánh đai nhỏ sang bánh đai lớn), thông qua
hộp giảm tốc 8 và khớp nối 7 đến trục tang dấn. Tại đây, băng tải được mắc qua
hai tang dẫn: tang chủ động 6 và tang bị động 2, vì khoảng cách giữa hai tang
khá xa nhau lên đai được tì lên con lăn đỡ 4 và 5 trên giá máy. Bộ phận căng
băng( vít căng băng 1) phải đảm bảo đủ ma sát giữa đai và tang để tránh cho đai
bị trùng khi tải vật liệu.
3
2
1
4
8
10
9
7
6
5
11
Hình 1.1: Cấu tạo trạm dẫn động băng tải
1 – cơ cấu căng băng; 2 – tang bị dẫn; 3 – băng tải; 4 – cụm con lăn trên; 5 – cụm con lăn
dưới; 6 – tang dẫn động; 7 – khớp nối; 8 – hộp giảm tốc; 9 – bộ truyền đai; 10 – động cơ; 11 –

khung đỡ băng tải
3
Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật

Hệ dẫn động băng tải có đặc điểm là năng suất vận chuyển cao, vận chuyển
liên tục, có khoảng cách vận chuyển lớn và chủng loại vận chuyển phong phú.
Có thể vận chuyển vật liệu rời hoặc vật phẩm thành kiện như: băng tải than đá (
hình 1.2 ), băng tải xi măng (hình 1.3), băng tải tải đất đá (hình 1.4), băng tải
hay các sản phẩm trong các ngành công nghiệp nước giải khát (hình 1.5), chè, cà
phê, hóa chất, dầy da, thực phẩm …, và hàng đơn chiếc như hàng bao, hàng hộp,
hòm, bưu kiện….để đáp ứng từng yêu cầu dây chuyền sản xuất . Tùy thuộc vào
từng điều kiện sản xuất để quyết định việc sử dụng một băng tải hay tổ hợp
nhiều băng tải cùng với thiết bị băng chuyền khác 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. Mặt khác, chi phí đầu tư chế tạo thiết bị, băng tải không lớn lắm, trên cơ
sở kết cấu đơn giản và không sử dụng quá nhiều vật liệu chuyên dùng đặc biệt
đắt tiền. So với các thiết bị vận tải khác dùng trong công nghiệp mỏ, giá thành
tính theo T/km rẻ hơn rất nhiều lần với ôtô, các phương tiện khác trừ đường sắt.
Hình 1.2. Băng tải tải xi măng Hình 1.3. Băng tải tải than
Hình 1.4 Băng tải tải đất Hình 1.5. Băng tải tải nước ngọt
Ưu điểm của hệ dẫn động băng tải là : Băng tải cấu tạo đơn giản, bền, có khả
năng vận chuyển vật liệu theo hướng nằm ngang, nằm nghiêng (hay kết hợp cả
4
Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật

hai) với khoảng cách lớn, làm việc êm, năng suất tiêu hao không lớn. Bên cạnh
đó, băng tải còn có một số hạn chế như: Tốc độ vận chuyển không cao, độ
nghiêng băng tải nhỏ (< 24
0
), không vận chuyển được theo hướng đường cong.

Đặc điểm làm việc của băng tải đó là : thiết bị vận tải liên tục, làm việc được
nhờ lực ma sát giữa bề mặt đai và tang dẫn vận chuyển hàng rời như cát, đá răm,
than, than đá từ bến bãi lên tầu, xà lan.
- Ưu điểm: Khả năng ổn định cao, năng suất lớn, tính ổn định cao
- Nhược điểm: Cơ cấu phức tạp, chiều dài vận chuyển nhỏ.
Các nhà sản xuất lựa chọn băng tải trên cơ sở là vật liêu vận chuyển là gì?
điều kiện làm việc ra sao? cũng như yêu cầu về quy mô sản suất như thế nào để
đưa ra lựa chọn hợp lý nhất.
1.2. Mục tiêu thiết kế
Hiện nay nhiều nước trên thế giới có nền công nghiệp phát triển đã tự thiết
kế và chế tạo băng tải có năng suất cao để sử dụng hoặc xuất khẩu. Chúng ta đã
phải nhập nhiều loại băng tải của nhiều nước trên thế giới để dùng trong công
nghiệp mỏ như Liên Xô, Ba lan, Trung Quốc Vì vậy việc thiết kế và chế tạo
băng tải trong nước là một nhu cầu cần thiết.
Băng tải chế tạo ra phải đảm bảo các thông số đầu vào, các chỉ tiêu kinh tế
và kĩ thuật cũng như khả năng làm việc trong thời gian nhất định.
Mục tiêu thiết kế băng tải trong đề án :Thiết kế hệ dẫn động dùng để tải than
đá, năng suất 100 tấn/ h. Các số liệu ban đầu như sau:
+ Băng tải chạy ngiêng với góc nghiêng α=5.44
0
, chiều dài 50m.
5
Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật

PHẦN 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BĂNG TẢI
2.1. Chọn loại đai băng tải.
Đai 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 cần phải chắc, dẻo, có độ co
giãn nhỏ và độ bền với môi trường tốt. Băng làm bằng vải ép cao su là loại băng
thông dụng nhất. Loại băng này cấu tạo gồm lõi vải một lớp hay nhiều lớp được

đặt phía trong, bên ngoài được phủ một lớp cao su có chiều dày nhất định. Nhiệt
độ môi trường làm việc của đai t= 60
0
đến (-15
0
÷ -20
0
). Dựa vào điều kiện làm
việc và những yêu cầu cụ thể là vận chuyển than đá với năng suất 100 tấn/h, mặt
khác dựa vào những yêu cầu kỹ thuật – kinh tế chung của băng tải, theo [3] ta
chọn loại băng của hãng DONGLLRUBER.CO.LTD có kí hiệu: NN120: 500 x
3p x 4 x 2. Loại băng này có các thông số kỹ thuật của băng sau:
- Chiều rộng băng: B = 500 (mm)
- Chiều dày lớp vỏ trên: δ
t
= 4 (mm)
- Chiều dày lớp vỏ dưới: δ
d
= 2 (mm)
- Chiều dày tổng cộng của băng: δ
Σ

= 8,4 (mm)
- Vật liệu lớp sợi bọc: Nylon
- Vật liệu lớp sợi bọc ngang: Nylon
- Số lớp của băng: 3 lớp
- Lực kéo cho phép: 180 (kg/cm
3
)
- Trọng lượng 1 mét chiều dài: 5,3 (kg/m)

Kết cấu của băng tải hình 2.1:
δ
t
δ
d
δ
Σ
Hình 2.1. Kết cấu dây băng tải
6
Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật

2.2. Tính tiết diện ngang dòng vật liệu .
Do vật liệu được vận chuyển là than đá có tính các tính chất: tính dịch chuyển của
vật liệu là nhẹ, bám dính kém, tính dòn cao, góc đỗ động nhỏ( góc nghiêng đặt băng
cho phép lớn nhất với loại băng cao su là 18
0
). Do đó, với nhánh có tải ta sử dụng con
lăn đỡ lòng máng gồm 3 con lăn đặt nằm nghiêng cách nhau một góc bằng 160
0.
Còn
nhánh không có tải sử dụng loại con lăn đỡ thẳng (h. 2.2).
h2 h1
b
B
2
0
°
F
2
F

1
ϕ
®
l
Hình 2.2. Mặt cắt tiết diện ngang của băng tải
Như vậy, tiết diện ngang F được tính theo công thức 1.1[1] như sau:
F = F
1
+ F
2
(2.1)
Trong đó:
F – diện tích ngang dòng vật liệu.
F
1
– diện tích ngang dòng vật liệu phía trên phân bố theo hình tam giác cân.
Theo công thức 1.2[1] thì:
1
1
c.b.h
F
2
=
(2.2)
F
2
– diện tích ngang dòng vật liệu phía dưới phân bố theo hình thang cân và
được tính theo công thức 1.3[1]:
7
Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật


2
2
(l b).h
F
2
+
=
(2.3)
Với : C – hệ số xét đến ảnh hưởng độ dốc băng tải, tra bảng 1.1[1], C = 1;
B – bề rộng băng tải, B = 500 mm; b– đáy lớn hình thang, b = 0,8.B; l - đáy nhỏ
hình thang, l = 0,4.B ; vậy ta có:
b = 0,8.B = 0,8.500 = 400 (mm). (2.4)
l = 0,4.B = 0,4.500 = 200 (mm). (2.5)
h
1
– chiều cao hình tam giác cân, được tính theo công thức 1.4[1]; với ϕ
đ
– góc đỗ động của vật liệu, tra bảng 1.2[1], ϕ
đ
= 27
0
; h
2
– chiều cao hình thang cân. Từ
hình 2.2, ta xây dựng được công thức tính như sau:
h
1
= 0,5.B.tgϕ
đ

= 0.5.400.tg27
0
= 101,9 (mm) (2.6)
0 0
2
(b l) (400 200)
h .tg20 .tg20 36,397
2 2
− −
= = =
(mm) (2.7)
Thay các giá trị vừa tính vào công thức (2.2) và (2.3) ta được:
1
1.400.101,9
F 20380
2
= =
(mm
2
)

2
(400 200).36,397
F 10919,1
2
+
= =
(mm
2
)

Vậy: F = 20380 + 10919,1 = 31299,1 (mm
2
) = 0,03130(m
2
)
2.3. Tính vận tốc băng tải
Từ yêu cầu vận chuyển với năng suất 100 tấn/giờ, theo công thức 1.4[1] có:

Q 3600.F. .v.k= ρ
( tấn/ h) (2.8)
Vậy, vận tốc của băng tải là:

Q
v
3600.F. .k
=
ρ
, (m/s) (2.9)
Trong đó:
8
Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật

v – vận tốc băng tải, m/s
F – diện tích ngang dòng vật liệu, F = 0,03130 (m
2
).
ρ - khối lượng riêng của vật liệu, tra bảng 1.2[1], ρ = 0.9 (tấn/m
3
).
k – hệ số xét tới ảnh hưởng độ nghiêng băng tải, với băng tải nằm nghiêng k

= 0,95
Thay các giá trị vào công thức (2.9) ta được:
⇒
100
v 1,04
0,03130 0,9 0,95 3600
= =
× × ×
(m/s)
2.4. Tính toán các thông số của băng tải
2.4.1. Thông số của tang dẫn động.
Trong quá trình vận chuyển, băng thường bị dịch chuyển ngang gây lệch tâm nên
sẽ gây ra hiện tượng vật liệu dễ bị bắn tóe và rơi vãi. Do vậy, để định tâm giữa băng và
tang dẫn động được tốt thì mặt tang cần chế tạo mặt trụ hơi lồi. Tang được chế tạo
bằng thép ống, gang đúc, hoặc thép hàn.
+ Đường kính tang dẫn động được tính theo công thức 1.6[1]:
D = (120 ÷ 150 ).Z (2.10)
D – đường kính tang dẫn động.
Z – số lớp đệm của băng. Z = 3
Chọn D = 130.Z = 130.3 = 390 (mm).
Theo tiêu chuẩn chọn D = 400 (mm).
+ Chiều dài tang dẫn động xác định theo công thức 1.7[1] như sau:
L =B + 2.C (2.11)
L – chiều dài tang dẫn động (mm).
B – chiều rộng băng. B = 500 (mm).
C – hệ số an toàn C = 60÷70 (mm), Chọn C = 65 mm
Thay các giá trị của L, B, C vào công thức (2.11) ta được:
L = 500 + 2.65 = 630 (mm).
9
Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật


2.4.2. Tính toán các thông số con lăn
+ Đường kính con lăn:
Theo tiêu chuẩn DIN22101 chọn đường kính con lăn theo chiều rộng băng tải B,
với B = 500 mm thì:
d
cl
= 89 (mm).
+ Chiều dài con lăn:
l
cl
= 0,4.B = 0,4.500 = 200 (mm).
+ Khoảng cách giữa hai hàng con lăn trên nhánh có tải được xác định theo công
thức 1.8[1] như sau:
l
’
cl
= A – 0,625.B (2.12)
Với : A – hằng số phụ thuộc vào khối lượng riêng của vật liệu. Tra bảng khi ρ≤
1000kg/m
3
thì A = 1750 (mm). Vậy ta có:
l
’
cl
= 1750 – 0,625.500 = 1437,5 (mm)
Chọn l
’
cl
= 1440 (mm) = 1.4 (m)

+ Khoảng cách giữa hai hàng con lăn trên nhánh không tải xác định theo công
thức 1.9[1] như sau:
l
’’
cl
= 2. l
’
cl
= 2.1440 = 2880 (mm) = 2.88 (m) (2.13)
+ Tại vị trí nhập liệu để giữ cho băng tải không bị chùng do động năng của vật liệu
gây ra khi rơi xuống băng tải:
l
t
= 500 (mm) = 0,5 (m).
2.5. Xác định lực căng băng
Để tính toán lực căng băng, vẽ biểu đồ lực căng băng tại các điểm trên chiều dài
băng như sau:
M2
M1
S4
S2
S
tcmin
10
Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật

=S3
S1
α
α

S
T
S
r
Hình 2.3: Lực căng trên băng tải
Lực căng băng cần phải thoả mãn các điều kiện sau:
+ Khi khởi động băng không bị trượt trên tang dẫn động ở thời điểm trên băng có
chất đầy tải.
+ Độ võng của băng khi có tải ở giá trị cho phép.
2.5.1. Tính toán lực căng băng
Ta chọn điểm xuất phát để tính lực căng băng là tại điểm ra khỏi tang dẫn động.
Để xác định S
T
ta dựa vào phương trình Ơle theo công thức 1.10[1]:
S
T
.K
c
= S
r
.e
f.
α
(2.14)
Mặt khác, dựa vào công thức tính lực căng của băng theo chu trình khép kín ta có:
S
2
= S
r
+ W

kt
(2.15)
S
3
= S
2
.K
cl
(2.16)
S
T
= S
3
+ W
ct
(2.17)
Từ trên ta suy ra:
S
T
= (S
r
+ W
kt
) .

K
cl
+ W
ct
(2.18)

Kết hợp (2.14) và (2.15) ta có hệ phương trình:
f .
T c r
T r kt cl ct
S .K S .e
S (S W ) . K W
α

=


= + +




(2.19)
Trong các công thức trên:
11
Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật

K
C
– hệ số an toàn, K
c
= 1,2.
f – hệ số ma sát giữa băng và tang, chọn tang làm bằng thép phủ cáo su, bề mặt
tiếp xúc khô: f = 0,4;
e – cơ số tự nhiên , e = 2,7183
α - góc ôm tang, theo cách bố trí α = 180

0
.
K
cl
– hệ số cản trên tang bị động, phụ thuộc vào góc ôm α. Tra bảng 1.3[1]
ta có: K
cl
= 1,04 .
S
1
– lực căng tại điểm đi tới tang dẫn động
S
4
– lực căng tại điểm đi ra khỏi tang dẫn động
W
CT
– sức cản chuyển động trên nhánh có tải. Theo công thức 1.15[1] thì:
W
CT
= g.L.[(q + q
b
+ q
’
cl
).W
’
.cos β + (q + q
b
).sin β] (2.20)
W

KT
– sức cản chuyển động trên nhánh không tải Theo công thức 1.13[1]:
W
KT
=g.L.[(q
b
+q
”
cl
).W
’
.cos β - q
b
.sin β] (2.21)
Với : g – gia tốc trọng trường. g = 9,81 (m/s
2
)
L – chiều dài vận chuyển, theo đề tài L = 50 m.
W
’
– hệ số sức cản chuyển động của băng. Tra bảng 1.4[1] ta có: W
’
= 0,03
β - góc nghiêng của băng tải , theo đề tài β = 5
0
44’’;
q – khối lượng phân bố trên 1m chiều dài của vật liệu vận chuyển, được tính theo
công thức 1.16[1]:
Q
q

3,6.V
=
(kg/m) (2.22)
Với: Q – năng suất trên băng, Q= 100 (tấn/giờ); v – vận tốc băng tải, v = 1,04m/s.
Thay số vào công thức (2.22) ta có:
100
q 26.71
3,6 1,04
= =
×
(kg/m)
q
b
– khối lượng riêng của băng, q
b
= 5,3 (kg/m);
12
Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật

q
’
cl
– khối lượng phần quay của các con lăn trên nhánh có tải trên chiều dài 1m
băng. Theo công thức 1.17[1] ta có:
'
'
cl
cl
'
cl

m
q
l
=
(kg/m) (2.23)
Với : m
’
cl
– khối lượng phần quay của một hàng con lăn trên nhánh có tải, tra bảng
1.5[1], ta có: m
’
cl
= 5,6 kg ; l’
cl
– khoảng cách giữa hai hàng con lăn, l’
cl
= 1,5 m. Thay
số vào công thức (2.23) ta có:
'
cl
5,6
q 3,733
1,5
= =
(kg/m)
q
’’
cl
– khối lượng phần quay của các con lăn trên nhánh không tải trên chiều dài 1m
băng. Theo công thức 1.14[1] ta có:

''
''
cl
cl
''
cl
m
q
l
=
(kg/m) (2.24)
Với : m
’’
cl
– khối lượng phần quay của một hàng con lăn trên nhánh không tải, tra
bảng 1.5[1], ta có: m
’’
cl
= 3,6 kg ; l’
cl
– khoảng cách giữa hai hàng con lăn, l’
cl
= 3 m.
Thay số vào công thức (2.24) ta có:
'
cl
3,6
q 1,2
3
= =

(kg/m)
Ta thay các giá trị trên vào công thức (2.20) và (2.21) ta được:
W
CT
= 9,81.50.[(26,71+5,3 + 3,733).0,03.cos5
0
44’’+ (26,71+ 5,3)sin5
0
44’’]
= 2091.83 (N)
W
KT
= 9,81.50.[(5,3 +1,2).0,03.cos 5
0
44’' – 5,3.sin5
0
44’’] = -164.53 (N)
Giải hệ phương trình (2.16) ta có:
S
rc
=
KT c CL c CT
f
c CL
W .K .K K .W
e K .K
α
+
−
(N) (2.25)

Thay các giá trị vào công thức (2.23) ta có:
13
Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật

⇒
r
0,4.3,14
164,53 1,2 1,04 1,2 2091,83
S 1021,99(N)
2,7133 1,2 1,04
− × × + ×
= =
− ×

Mặt khác, theo công thức (2.15) và (2.16) ta lại có:
S
2
= 1021,99 –164,53=855,46 (N)
S
3
= 855,46.1,04 =889,68 (N)
2.5.2. Kiểm tra độ võng.
Để đảm bảo độ võng của băng giữa hai hàng con lăn nằm trong giá trị cho phép thì
lực căng băng nhỏ nhất trên nhánh có tải cần phải thoả mãn điều kiện 1.18[1]:
S
CTmin
≥ [S
CTmin
] (2.26)
S

CTmin
= S
3

⇒ S
CTmin
= 889,68 (N)
Theo công thức 1.19[1] thì:
[S
CTmin
] =(5÷8)(q + q
b
).g. l
’
cl
(2.27)
Thay số ta được:
[S
CTmin
] = 6.(26,71 + 5,3).9,81.1,5 = 2826,16 (N)
Như vậy, để đảm bảo độ võng của băng giữa hai hàng con lăn nằm trong giá trị
cho phép ta lấy:
S
CTtmin
= [S
CTmin
] = 2826,16 (N)
Thay số vào công thức (2.17) ta được;
S
T

= 2826,16 + 2091,83 = 4917,99 (N)
2.5.3. Kiểm tra băng tải về độ bền:
Độ bền của băng được kiểm nghiệm theo công thức 1.20[1] như sau:
max
tt tc
b
[m].S
Z Z
B.[S ]
= ≤
(2.28)
Trong đó:
Z
tt
– số lớp cốt tính toán.
Z
tc
– số lớp cốt trong băng đã chọn, Z
tc
= 3
14
Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật

[m] – hệ số dự trữ độ bền cho phép. Tra bảng 1.6[1] ta có: [m] = 9
B – chiều rộng băng tải , B = 50 (cm)
S
b
] – lực kéo cho phép ứng với 1cm chiều rộng 1 lớp băng (kg/cm.lớp), tra bảng
1.7[1] ta được [S
b

] = 180 (kg/cm.lớp)
S
Max
– lực căng băng lớn nhất,
T
max
S 4917,99
S 501,32
g 9,81
= = =
(kg)
Thay số vào công thức (2.28), ta được:
tt
9 501,32
Z 0,5
50 180
×
= = <
×
Z
tc
Vậy băng thoả mãn về điều kiện bền.
2.5.4. Xác định lực căng băng
Để cơ cấu căng băng nhỏ gọn và thuận tiện trong khi điều chỉnh. Ta đặt cơ cấu
căng băng trên tang bị động, lúc này lực căng trên cơ cấu sẽ nhỏ nhất và có giá trị là:
F = S
3
+ S
2
=855,46 + 889,68 = 1745,14 (N)

2.5.5. Xác định công suất trên tang dẫn động
+ Công suất trên tang dẫn động được tính theo công thức 2.21[1]:

t
t
F .V
N
1000
=
(kw) (2.29)
Trong đó:
N
t
– công suất trên tang dẫn động, kw ;
F
t
– lực vòng trên tang dẫn, được xác định theo công thức 2.22[1]:
F
t
= (S
T
- S
r
).K
c
(2.30)
Thay giá trị của S
T
, S
r

, K
c
vào công thức (2.30) ta có:
F
t
= (4917,99 – 1021,99).1,2 = 3897 (N)
Thay các giá trị F
t
và v vào công thức (2.29) ta có:
t
3897 1,04
N 4,05(Kw)
1000
×
= =
(2.31)
15
Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật

+ Số vòng quay của băng tải được tính theo công thức 2.16[2], với D – đường kính
của tang dẫn động, D = 400 mm;
CT
60.1000.v 60000.1,04
n 50
.D 3,14.400
= = =
π
(vòng/ phút) (2.32)
+ Mômen xoắn trên trục công tác được xác định theo công thức 3.26[2]:
6

6
t
CT
CT
9,55 10 N
9,55 10 4,05
T 773550(Nmm)
n 50
× ×
× ×
= = =
. (2.33)
16
Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật

PHẦN 3 : TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG
3.1. Chọn loại hộp giảm tốc.
Hiện nay, trên thị trường đã chế tạo và sản xuất rất nhiều loại hộp giảm tốc
tiêu chuẩn. Điều kiện đặt ra khi ta chọn một hộp giảm tốc tiêu chuẩn là vừa đảm
bảo chỉ tiêu về kinh tế, vừa đảm bảo chỉ tiêu về kỹ thuật. Mặt khác, hộp giảm tốc
được chọn phải thỏa mãn các thông số đầu ra trên trục công tác đó là:
+ Số vòng quay trên trục công tác : n
CT
= 50vòng/ phút),
+ Công suất trên trục công tác: N
CT
= 4,05 (kW),
+ Momen xoắn T
CT
= 773550 (Nmm).

Như vậy, tỉ số truyền và các thông số trên trục công tác là cơ sở để ta chọn
hộp giảm tốc tiêu chuẩn.
Từ công thức 2.18[2], ta có thể tính sơ bộ tỉ số truyền chung của hệ thống
như sau:
db
sb
CT
n 1500
u 30
n 50
Σ
= = =
(3.1)
Trong đó: n
db
– số vòng quay đồng bộ của động cơ, chọn n
db
= 1500
vòng/phút; n
CT
– số vòng quay trên trục công tác, n
CT
= 50 (vòng /phút).
Sau khi có tỷ số truyền sơ bộ chung của toàn hệ thống, ta tính được tỷ số
truyền sơ bộ của hộp giảm tốc tính theo công thức 1.17[4] như sau:

sb
h
ng
u

u
u
Σ
=
(3.2)
Trong đó: u
h
– tỷ số truyền sơ bộ của hộp giảm tốc; u
sbΣ
– tỷ số truyền sơ bộ
của toàn hệ thống, u
ng
– tỷ số truyền của bộ truyền ngoài hộp. Ở đây, để đảm bảo
tỷ số truyền chung của toàn hệ thống ta chọn bộ truyền ngoài là bộ truyền đai
17
Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật

được lắp ở trục đầu vào của hộp giảm tốc và có tỉ số truyền nên dùng trong
khoảng (1,5 ÷ 4). Vậy, ta có:
h
30
u (7.5 20)
(1,5 4)
= = ÷
÷
(3.3)
Sau khi đã có tỉ số truyền của hộp và các thông số trên trục công tác, ta tiến
hành chọn loại hộp giảm tốc tiêu chuẩn để thỏa mãn các yêu cầu trên.
Tùy theo loại truyền động trong hộp giảm tốc, người ta phân ra: hộp giảm
tốc bánh răng trụ (h 3.1a,b,c); hộp giảm tốc bánh răng côn hoặc côn – trụ (h

3.1d); hộp giảm tốc trục vít, trục vít – bánh răng hoặc bánh răng – trục vít; hộp
giảm tốc bánh răng hành tinh…Loại bánh răng trong hộp giảm tốc bánh răng trụ
có thể là: răng thẳng, răng nghiêng, hoặc răng chữ V.
Tùy theo tỉ số truyền chung của hộp giảm tốc, người ta phân ra hộp giảm tốc
một cấp và hộp giảm tốc nhiều cấp. Trong đó, hộp giảm tốc bánh răng trụ hai
cấp được sử dụng nhiều nhất.Chúng được bố trí theo ba sơ đồ: sơ đồ khai triển
(h 3.1a) , sơ đồ đồng trục (h 3.1b), sơ đồ phân đôi (h 3.1c), sơ đồ côn trụ(h 3.1b).
6
5
3
4
2
1
F
t

6
5
3
4
2
1
F
t
a) b)
18
Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật

F
t

6
5
3
4
2
1

41
F
t
6
5
3
2
c) d)
Hình 3.1: Một số loại sơ đồ hộp giảm tốc
Ta chọn hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ răng nghiêng dạng khai triển vì
các lý do sau:
+ So với các loại hộp giảm tốc khác thì hộp giảm tốc bánh răng trụ răng
nghiêng có các ưu điểm: tuổi thọ và hiệu suất cao; kết cấu đơn giản; có thể sử
dụng trong một phạm vi rộng của vận tốc. Mặt khác, phần lớn các hộp giảm tốc
có công dụng chung dùng răng nghiêng vì so với răng thẳng, truyền động bánh
răng nghiêng làm việc êm hơn, khả năng tải và vận tốc cao hơn, va đập và tiếng
ồn giảm. Còn so với răng chữ V, răng nghiêng dễ chế tạo và giá thành rẻ hơn
+ Sơ đồ khai triển (h 3.1a): Hộp giảm tốc bố trí theo sơ đồ này có ưu điểm
lớn nhất là đơn giản nhất và dễ chế tạo và được sử dụng rất nhiều trong thực tế.
+ So với sơ đồ phân đôi (h 3.1b): sơ đồ hộp giảm tốc khai triển có kết cấu và
chế tạo đơn giản hơn nhất là việc chế tạo ổ, gối đỡ ổ cũng như việc bố trí ổ. Mặt
khác, chiều rộng của hộp giảm tốc khai triển nhỏ hơn nên việc bố trí lắp đặt dễ
dàng hơn. Ngoài ra, số lượng chi tiết và khối lượng gia công của hộp giảm tốc

phân đôi tăng dẫn đến giá thành cao hơn và chưa được sử dụng phổ biến.
+ So với hộp giảm tốc khai triển thì kết cấu của hộp giảm tốc đồng trục phức
tạp hơn ( sơ đồ hộp giảm tốc đồng trục h 3.1c), khả năng tải ở hai cấp không
đều, kết cấu gối đỡ phức tạp, đòi hỏi trục phải lớn để đảm bảo độ cứng và độ
bền…
19
Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật

+ So với hộp giảm tốc bánh răng trụ thì hộp giảm tốc bánh răng côn trụ
( h 3.1d) có giá thành chế tạo đắt hơn, lắp ghép khó khăn. Hơn nữa, khối
lượng và kích thước lại lớn hơn so với hộp giảm tốc bánh răng trụ.
+ Từ điều kiện (3.3), từ momen xoắn trên trục công tác T
CT
= 773550 Nmm
và kết hợp với việc phân tích ở trên. Tra bảng 2[1], ta chọn hộp giảm tốc bánh
răng trụ răng nghiêng dạng khai triển theo tiêu chuẩn Liên Xô kí hiệu 2ЦY -
160, với [T
t
] = 1000 Nm.
* Ta xây dựng được sơ đồ hệ thống trạm dẫn động băng tải với các thông số
đầu vào tính toán được như sau:
+ Lực vòng trên tang dẫn động : P
t
=3897 (N),
+ Vận tốc của băng tải v
bt
=1,04 (m/s).
I II
III
3

6
5
4
2
1
Hình 3.2: Sơ đồ khai triển trạm dẫn động băng tải.
3.2. Tính chọn động cơ điện.
Chọn động cơ điện khâu đầu tiên trong tính toán thiết kế máy. Muốn chọn
được đúng loại động cơ cần hiểu rõ đặc tính và phạm vi sử dụng của từng loại
đồng thời phải kết hợp với yêu cầu làm việc cụ thể của hệ dẫn động băng tải như
vận tốc băng tải, công suất và số vòng quay trên trục công tác…để đưa ra loại
động cơ hợp lý, vừa đảm bảo chỉ tiêu về kinh tế , đảm bảo chỉ tiêu về kỹ thuật.
20
Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật

3.2.1 Chọn kiểu loại động cơ:
Với hệ dẫn động băng tải dùng với các hộp giảm tốc ta chọn loại động cơ
điện ba pha không đồng bộ rô to ngắn mạch vì những lý do sau:
+ Kết cấu đơn giản, dễ bảo quản, làm việc tin cậy.
+ Có thể mắc trực tiếp vào lưới điện công nghiêp.
+ Giá thành tương đối thấp và dễ kiếm.
+ Không cần điều chỉnh vận tốc .
+ Hiệu suất và hệ số công suất không cần cao.
3.2.2. Chọn công suất động cơ
Động cơ được chọn phải có công suất P
đc
và số vòng quay đồng bộ thoả mãn điều kiện :
P
đc
≥ P

ct
(3.4)
n
đb
≅ n
sb
Công suất trên trục động cơ điện được xác định theo công thức(2.8)[1]:
t
CT
P
P
Σ
=
η
; (3.5)
Trong đó:
P
ct
– công suất cần thiết trên trục động cơ.
P
t
– công suất tính toán trên trục máy công tác, theo (2.31): P
t
= 4,05 kW;
η
Σ
– hiệu suất truyền động chung của toàn hệ thống, được tính theo công thức 1.5[4] như sau:
η
Σ
= η

1
.η
2
.η
3
(3.7)
Tra bảng 2.3 [2], ta có:
η
1
– hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ. η
n
BR
= 0,97
η
2
– suất một cặp ổ lăn. η
Ô
= 0,995
η
3
– suất

khớp nối. η
KN
= 1
η
4
– suất bộ truyền đai. η
Đ
= 0,96

Thay số ta có:
η
Σ
= 0.97
2
.0,995
4
.1.0,96 = 0,885
21
Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật

Vậy công suất cần thiết trên trục động cơ theo công thức (3.5) là:

CT
4,05
P 4.58(Kw)
0,885
= =

Kết luận: động cơ cần chọn phải có công suất lớn hơn hoặc bằng 4,58 KW.
3.2.3. Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ.
Số vòng quay sơ bộ của trục động cơ phải thỏa mãn điều kiện sau :
CT min sb CT max
n .u n n .u
≤ ≤
(3.8)
Trong đó:
u
min
, u

max
– tỷ số truyền nhỏ nhất và lớn nhất của hộp giảm tốc bánh răng trụ
2 cấp. Tra bảng 2.4[2] ta có: u
max
= 40, u
min
= 8.
n
CT
– số vòng quay của trục công tác, theo (2.32): n
CT
= 50 ( vòng/phút).
Thay số vào công thức (3.8) ta có :

sb
50.8 n 50.40
≤ ≤


sb
400 n 2000
⇔ ≤ ≤

Theo bảng 2.1[1] thì số vòng quay đồng bộ của động cơ theo tiêu chuẩn là: 3000 ; 1500 ; 1000 ; 750 ; 600 ;
500 (v/ph )
Vậy ta chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ : n
db
= 1500 (v/ph)
Tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống được tính theo công thức 1.11[4] :
db

sb
CT
n 1500
u 30
n 50
= = =
(3.9)
Vậy u
sb
= 23 thuộc khoảng tỉ số truyền (8 ÷ 40)
3.2.4. Chọn động cơ thực tế.
Dựa vào điều kiện: P
đc
= 4.58 (Kw)
22
Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật

n
đb
= 1500(v/ph)
Tra bảng 1.1÷1.7[2] phần Phụ lục ta chọn loại động cơ 4A112M4Y3. Các thông số cơ bản của động cơ
được cho trong bảng 3.1.
Bảng 3.1 : Thông số động cơ 4A112M4Y3.
Kiểu động cơ

Công Vận tốc Tần số
η(%) cosϕ
T max
Tdn
Kw (vg/ph) Hz

4A112M4Y3 5,5 1425 50 85,5 0,85 2,2 2,0
3.2.5. Kiểm tra điều kiện mở máy và điều kiện quá tải cho đông cơ.
*Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ:
Khi khởi động , động cơ cần sinh ra một công suất mở máy đủ lớn thắng sức ỳ của hệ thống. Vì vậy phải đi
kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ. Điều kiện mở máy cho động cơ phải thỏa mãn công thức 1.12[4]
P
dc
mm
≥ P
dc
bd
(3.10)
Trong đó :
P – công suất mở máy của động cơ; theo công thức trang 6[4]: ta có:
P
dc
mm
=
dn
K
T
T
.P
đc
= 2. 5,5 = 11(Kw)
P
dc
bd
– công suất cản ban đầu trên trục động cơ (Kw)
P

dc
bđ
= P
ct
.k
bd
= 4.58 . 1,5 = 6.87 (Kw)
23
Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật

Vậy P
dc
mm
≥ P
dc
bd
thỏa mãn điều kiện mở máy.
*Kiểm nghiệm điều kiện quá tải cho động cơ:
- Với sơ đồ tải trọng có tính chất không đổi và quay một chiều, nên không
cần kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ. ⇒ Như vậy động cơ 4A112M4Y3
thỏa mãn điều kiện làm việc đã đặt ra.
3.3. Phân phối tỉ số truyền
Tỷ số truyền chung của toàn hệ thống được xác định theo công thức (2.18)[1]:
dc
ct
n
u
n
Σ
=


(3.11)
Trong đó:
n
đc
– số

vòng quay của động cơ đã chọn; n
đc
=1425 (vg/ph),
n
CT
– số vòng quay của trục công tác, n
ct
= 50(vg/ph).
Thay số vào công thức (3.11), ta có:
1425
u 28,5
50
Σ
= =

Trên hình 3.2 là sơ đồ hệ dẫn động gồm các bộ truyền mắc nối tiếp theo
1.17[4] ta có:
h ng
u u .u
Σ
=

(3.12)

Với : u
h
– tỷ số truyền của hộp giảm tốc.
u
ng
– tỷ số truyền của bộ truyền ngoài hộp.
Sau đây ta đi phân phối tỷ số truyền cho hộp giảm tốc và cho bộ truyền đai.
3.3.1. Tỷ số truyền của hộp giảm tốc.
Theo công thức (3.3), và theo loại hộp giảm tốc Ц2Y-160, ta có:
u
h
= 16,21
Mặt khác, ta lại có: u
h
= u
1
.u
2
(3.13)
24
Thuyết Minh Đề Án Kỹ Thuật

Với: u
1
, u
2
– lần lượt là tỷ số truyền của bộ truyền cấp nhanh và bộ truyền
cấp chậm. Theo hộp giảm tốc tiêu chuẩn ta có :
2
1

1
z 80
u 4
z 20
= = =
(3.14)
4
2
3
z 77
u 4,05
z 19
= = =
(3.15)
3.3.2. Tỷ số truyền của bộ truyền ngoài hộp.
Theo sơ đồ hình 3.2 ta có: u
ng
= u
đ
.u
kn
(3.16)
Vì u
kn
=1, ta có: u
ng
= u
đ
(3.18)
Với hệ dẫn động gồm HGT 2 cấp bánh răng nối với một bộ truyền ngoài,

theo công thức 1.18[4] ta có:
ng h
u (0,15 0,1).u= ÷
⇒ u
ng
= (1,62 ÷ 2,43) (3.19)
Từ công thức (3.12), ta có:
nđ
h
u 28.5
u u 1,76
u 16,21
Σ
= = = =

∈
(1,62 ÷ 2,43)
Vậy, tỷ số truyền của bộ truyền đai là u
đ
=1,76
3.4.Tính toán các thông số trên các trục.
Dựa vào công suất cần thiết của động cơ và sơ đồ hệ dẫn động ta tính các trị
số của công suất, mômen và số vòng quay trên các trục.
3.4.1. Tốc độ quay của các trục.
+ Số vòng quay trên trục động cơ là:
( )
đc
n 1425 v / ph
=


+ Số vòng quay trên trục số I :
25