ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang trong thời kì hội nhập, phát triển và đang từng bước
chuyển mình để trở thành một nước công nghiệp. Để đạt được mục tiêu đó cần có
sự thay đổi, cải tiến của tất cả các ngành kinh tế kể cả ngành giáo dục.
Theo đó, Trường Đại Học Kĩ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên đã có những
sửa đổi tích cực nhằm nâng cao chất lượng giáo dục. Đặc biệt, đã bổ sung thêm
một số môn học mới rất hữu ích trong đó có môn đề án kĩ thuật. Môn học giúp
chúng em hiểu rõ hơn những kiến thức đã học, đồng thời nâng cao khả năng vận
dụng sáng tạo những kiến thức đó vào thực tế sản xuất, giúp ích rất nhiều cho công
việc của một kĩ sư sau này. Là sinh viên chuyên ngành Kĩ Thuật Cơ Khí, chúng em
rất may mắn khi được nhận Đề Án Kĩ Thuật làm môn học cuối cùng, kết thúc 5
năm học tập, rèn luyện trong nhà trường để trở thành một kĩ sư góp sức mình cho
sự phát triển chung của đất nước.
Trong quá trình làm đề án chúng em gặp rất nhiều khó khăn nhưng nhờ có
sự chỉ bảo tận tình của thầy Th.s Lý Việt Anh và các thầy cô giáo trong bộ môn nên
chúng em đã hoàn thành được đề án đúng thời gian quy định.
Tuy nhiên do thời gian làm đề án là không nhiều, hiểu biết của em còn hạn
chế nên khó tránh khỏi những sai sót. Em rất mong thầy, cô thông cảm và bỏ qua
những sai sót nhỏ trong bài.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên
ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
PHẦN I
GIỚI THIỆU SƠ BỘ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
1.1. Giới thiệu hệ dẫn động băng tải
Trong tất cả các máy móc cơ khí đề có sự chuyển động cơ học của các bộ phận
máy. Muốn tạo ra sự chuyển động đó thì cần phải có năng lượng. Một trong những
dạng năng lượng phổ biến hiện nay là điện năng. Trong lịch sử phát minh con
người đã thấy động cơ điện là tối ưu nhất, nó có hiệu suất lớn hơn hẳn so với các
dạng động cơ khác.

Trong sản xuất công nghiệp để nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế cũng như
tính khả thi người ta chế tạo ra các động cơ điện có công suất và vận tốc quay là
một giá trị cụ thể được lập trong các bảng tiêu chuẩn. Trong khi đó các máy móc
cơ học lại cần những công suất bất kì không theo một tiêu chuẩn nào. Vì vậy các
động cơ điện không thể truyền được các công suất trực tiếp sang cho các hệ thống
chuyển động mà phải thông qua thiết bị chuyển đổi đó là hộp giảm tốc. Hộp giảm
tốc là cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có tỷ số truyền không đổi được
dùng đề giảm vận tốc góc và tăng mô men xoắn.
Như vậy, người ta thấy rằng, một hệ thống máy móc chuyển động cần phải có
các thành phần như: Động cơ, bộ truyền, hộp giảm tốc và hệ thống tải. Hệ thống
như vậy gọi là hệ thống dẫn động cơ khí.
Hệ dẫn động băng tải là một hệ thống được dùng khá rộng rãi trong các nhà
máy, xí nghiệp, công trường… có đặc điểm là năng suất vận chuyển cao, chủng
loại vận chuyển đa dạng phong phú. Có thể vận chuyển vật liệu rời hoặc vật phẩm
thành kiện, để đáp ứng từng yêu cầu của dây chuyền sản xuất về hình thức phân bố
và căn cứ yêu cầu công nghệ vận chuyển. Tùy thuộc vào từng điều kiện sản xuất để
quyết định sử dụng một băng tải hay tổ hợp nhiều băng tải đồng hành với thiết bị
ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
băng chuyền khác để thực hiện tính liên tục và tự động hóa trong khâu sản xuất,
nâng cao năng suất và giảm bớt cường độ lao động.
Chi phí đầu tư chế tạo băng tải không lớn lắm trên cơ sở kết cấu đơn giản và
không sử dụng quá nhiều vật liệu chuyên dùng đắt tiền. So với các thiết bị vận tải
khác dùng trong công nghiệp mỏ, giá thành tính theo tấn/km rẻ hơn rất nhiều lần
với ôtô, các phương tiện khác trừ đường sắt.
Băng tải là thiết bị vận tải liên tục, làm việc được nhờ lực ma sát giữa bề mặt đai
và tang dẫn, một trạm dẫn động băng tải thường được cấu tạo bởi ba bộ phận
chính: Động cơ truyền lực và mô men xoắn, hộp giảm tốc và băng tải.
Hình 1.1 Băng tải vận chuyển cát
ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
Hình 1.2 Cấu tạo chung hệ thống băng tải

Tail pulley: pu-ly bị động; Feed chute: máng cấp vật phẩm;
Loading skirt: vùng cấp vật phẩm lên băng tải; Tripper: Cơ cấu gạt vật phẩm
Head pulley and drive: Pu ly dẫn động; Discharge chute: máng nhả vật phẩm
Snub and bend pulley: puly căng và dẫn hướng băng tải; Return idler: con lăn
nhánh quay về (nhánh không làm việc; Carrying idler: con lăn đỡ nhánh mang tải
Troughing carrying idler: con lăn tạo máng
Hộp giảm tốc dùng để giảm vận tốc và tăng mômen xoắn, gồm nhiều loại như:
Hộp giảm tốc bánh răng trụ một cấp, hai cấp, bánh vít – trục vít vv…
Ưu điểm của hệ dẫn động băng tải là: Cấu tạo đơn giản, độ bền cao, khả năng
vận chuyển vật liệu theo hướng nằm ngang, nằm nghiêng(hay kết hợp cả hai), có
thể vận chuyển vật liệu với khoảng cách lớn, làm việc êm, công suất tiêu hao nhỏ.
Bên cạnh các ưu điểm băng tải cũng 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 vv…
1.2. Mục tiêu thiết kế
Thiết kế hệ dẫn động băng tải vận chuyển cát năng suất 150 tấn/h chiều dài 30m
Số liệu ban đầu:
- Băng tải có góc nghiêng vận chuyển β =12
0
;
- Thời gian phục vụ 7 năm;
- Hệ số làm việc/ngày: K
ng
= 0,67;
- Hệ số làm việc/năm: K
n
= 0,7;
- Hệ số cản ban đầu: K

bd
= 1,5;
- Tải trọng không đổi, quay một chiều.
ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
* Nội dung cụ thể:
- Thiết kế băng tải;
- Tính chọn hộp giảm tốc theo tiêu chuẩn;
- Thiết kế trục và tang dẫn động;
- Thiết kế hệ thống bu long nền cho cụm đỡ tang dẫn động.
PHẦN II
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BĂNG TẢI
ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
2.1. Xác định độ rộng tối thiểu (B) của băng tải
Độ rộng của băng tải phụ thuộc vào lưu lượng vận chuyển và kích cỡ vật phẩm
(hay kích cỡ của hạt vật liệu ) vận chuyển trên băng. Nếu kích cỡ vật phẩm càng
lớn thì độ rộng băng cũng càng phải lớn.
Với loại vật liệu cần vận chuyển là cát, tra bảng 1.1[1], ta chọn băng tải có bề
rộng tối thiểu là B=500(mm)
2.2. Xác định chiều cao nâng của băng tải
Hình 2.1: Góc dốc thực tế của băng tải
Theo đầu bài, chiều dài băng là L=30m, góc nghiêng vận chuyển là β=12° nên ta
có chiều cao nâng của băng tải là:
0
. 12 .30 6,38
t
H tg L tg m
β
= = =
2.3. Xác định vận tốc v của băng tải
Vận tốc băng tải cần giới han tùy thuộc vào dung lượng của băng, độ rộng của

băng và đặc tính vật liệu cần vận chuyển.
Vận tốc băng tải thường được tính toán dựa vào lưu lượng vận chuyển theo yêu
cầu cho trước. Lưu lượng vận chuyển của một băng tải thường được tính theo công
thức:
Q
t
= 60.A.v.γ.s (tấn/h)
ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
Vậy vận tốc băng tải:
v = Q
t
/60A.γ.s (2.1)
Trong đó :
Q
t
: Lưu lượng vận chuyển (tấn/h)
A : Diện tích mặt cắt ngang dòng vận chuyển (m
3
)
v : Vận tốc băng tải (m/ph)
γ : Khối lượng riêng tính toán của khối vật liệu (tấn/m
3
)
S : Hệ số ảnh hưởng của góc nghiêng
Xác định các đại lượng
- Diện tích mặt cắt ngang dòng chảy
Xác định theo công thức : A= K(0,9B – 0,05)
2
(m
2

)
Trong đó:
A : Diện tích mặt cắt ngang dòng vận chuyển (m
2
)
B : Độ rộng băng tải (m)
K : Hệ số tính toán
Theo bảng 4[1] ta có: K=0.1245
A = 0,1245 (0,9.0,5 – 0,05)
2
= 0,02 (m
2
)
- Góc mái
ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
Góc mái của đống vật phẩm là góc hình thành giữa đường nằm ngang và mái
dốc của đống vật phẩm.
Theo bảng 5[1] ta có góc mái khi đang vận chuyển là: ϕ =20
0
Hình 2.2 Tiết diện mặt cắt ngang của băng tải
- Khối lượng riêng tính toán
Khối lượng riêng tính toán của các khối vật phẩm có tính đến khoảng cách giữa
các hạt khi vận chuyển.
Theo bảng 6 [1] ta có khối lượng riêng tính= 1,4 – 1,68
Chọn γ = 1,5
- Hệ số ảnh hưởng của độ dốc băng tải
Băng tải càng dốc thì lưu lượng vận chuyển vật liệu được càng thấp.
ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
Theo bảng 7[1] ta có hệ số ảnh hưởng của độ dốc băng tải s = 0,93
Thay vào (2.1) ta có vận tốc băng tải là:

150
60.0,02.1,5.0,93
v =
= 89,61(m/ph) ⇔ v = 1,493 (m/s)
Theo bảng 3[1] vận tốc lớn nhất của băng tải là : v
max
= 240 (m/ph)
2.4. Tính toán công suất truyền dẫn băng tải
Công suất làm quay trục con lăn kéo băng tải được tính theo công thức sau:
P = P
1
+P
2
+P
3
+P
t
(Kw) (2.2)
Trong đó:
P
1
: Công suất cần thiết kéo băng tải ở chế độ không tải theo phương ngang
P
2
: Công suất cần thiết kéo băng tải có tải theo phương ngang
P
3
: Công suất cần thiết kéo băng tải có tải theo phương đứng
P
t

: Công suất cần thiết dẫn động cơ cấu gạt vật phẩm
Các thành phần được tính như sau:
0
1
.( )w.
(2.3)
6120
f l l v
P
+
=
0 0
2
.( ) .( )w
(2.4)
367 6120
t m
f l l Q f l l v
P
+ +
= =
3
. .W .
(2.5)
367 6120
t m
H Q H v
P
= =
Trong đó:

f
: Hệ số ma sát
W: Khối lượng các bộ phận chuyển động của băng tải, không tính khối
lượng vật phầm (Kg)
W
m
: Khối lượng vật phẩm phân bố trên một đơn vị chiều dài của băng tải
(Kg/m)
v: Vận tốc băng tải
H: Chiều cao nâng
l : Chiều dài băng tải theo phương ngang
l
0
: Chiều dài băng tải theo phương ngang được điều chỉnh
ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
Theo bảng 8[1] ta có: f =0,22; l
0
=66m.
Theo bảng 9[1] ta có: P
t
=1,25 kW
Theo bảng 10[1] ta có: w = 30kg/m
Thay các giá trị vào công thức (2.2), (2.3), (2.4), (2.5) ta có:
1
0,022.(30 66)30.89,61
0,928
6120
P kW
+
= =

2
0,022.(30 66)150
0,863
367
P kW
+
= =
3
6,38.150
2,608
367
P kW
= =
1 2 3
0,928 0,863 2,608 1,25 5,649
t
P P P P P kW
= + + + = + + + =
2.5. Tính toán phần tang dẫn động
Tâm giữa băng và tay dẫn động được tốt thì mặt tang cần chế tạo mặt trụ hơi lồi.
Tang được chế tạo từ thép ống, gang đúc hoặc thép hàn.
- Đường kính tang được tính theo công thức :

3903.130).150120(
==÷=
ZD
t
(mm)
Với Z là số lớp cốt của băng Z = 3
⇒

Chọn theo tiêu chuẩn D
t
= 400 (mm)
- Chiều dài của tang được tính theo công thức:

63065.2500.2 =+=+= CBL
t
(mm)
với: B là chiều rộng băng tải: B = 500 (mm)
ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
C= 60
÷
70 (mm) chọn C = 65 (mm)
2.6. Lực căng dây băng tải
Hình 2.3: Các thành phần lực trên băng tải
- Lực vòng
6120. 6120.5,649
385,80( ) 3858( )
89,61
p
P
F Kg N
v
= = = =
- Lực căng trên 2 nhánh băng tải
1
. (2.6)
1
p
e

F F
e
µθ
µθ
=
−
2
1
. (2.7)
1
p
F F
e
µθ
=
−
Trong đó:
ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
F
1
, F
2
lần lượt là các lực căng trên nhánh có tải và nhánh không tải mối quan
hệ giữa F
1
, F
2
tương tự như mối quan hệ trong bộ truyền đai
1 2
.F F e

µθ
=
và
1 2 p
F F F
− =
e =2,718: Cơ số logarit tự nhiên
μ : Hệ số ma sát giữa puly và dây đai
θ : Góc ôm giữa puly và dây đai
Theo bảng 16[1] ta có μ = 0,3
Theo bảng 15[1] ta có θ = 180
0
= 3,14(rad)
Thay vào (2.6), (2.7) ta có:
0,3.3,14
1
0,3.3,14
2,718
. 3858. 6323,4( )
1 2,718 1
p
e
F F N
e
µθ
µθ
= = =
− −
2
0,3.3.14

1 1
. 3858 2465,4( )
1 2,718 1
p
F F N
e
µθ
= = =
− −
- Lực căng tối thiểu
Lực căng tối thiểu được xác định nhằm giữ cho dây băng tải không bị trượt quá
2% khoảng cách giữa các con lăn.
F
4C
= 6.25.l
c
(W
m
+W
1
) (2.8)
F
4r
= 6,25.l
r
.W
1
(2.9)
Trong đó:
F

4c
: Lực căng tối thiểu trên nhánh căng
F
4r
: Lực căng tối thiểu trên nhánh trùng
W
m
: Khối lượng vật phẩm phân bố trên một đơn vị chiều dài của băng tải
150
W 27,9( / )
0,06 0,06.89,61
t
m
Q
Kg m
v
= = =
W
1
: Khối lượng phân bố của băng tải
l
C
: Bước các con lăn đỡ nhánh có tải
l
r
: Bước các con lăn đỡ nhánh chạy không
Theo bảng 13[1] ta có: W
1
= 7,5(kg/m)
Theo bảng 12[1] ta có: l

c
= 1,2(m), l
r
= 3(m)
Thay vào (2.8), (2.9) ta có:
ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
F
4C
= 6.25.l
c
(W
m
+W
1
) = 6,25.1,2(27,9 + 7,5) = 265, 5(Kg) = 2655(N)
F
4r
= 6,25.l
r
.W
1
= 6,25.3.7,5 = 140,625(Kg) = 1406,25(N)
- Lực kéo lớn nhất
Lực kéo lớn nhất được dùng để tính chọn dây băng tải theo độ bền.
Theo bảng 14[1] ta có F
max
= F
p
+ F
4r

= 3858+1406,25 = 5264,25(N)
2.7. Tính chọn dây băng
Với loại vật liệu cần vận chuyển là đá cát khô, đây là loại vật liệu không có phản
ứng hóa học với dây băng nên ta chọn loại dây băng tải dệt nhiều lớp
Thông số đánh giá sức bền của dây băng được tính theo giá trị kéo lớn nhất tác
dụng lên dây F
max
theo công thức sau:
ax
.
. (2.10)
m
F SFz
F TS
Be
=
Trong đó:
F
max
: Lực kéo lớn nhất (Kg)
SFz: Hệ số an toàn
Be: Là chiều rộng dây băng tải (Cm)
Theo bảng 20[1] ta có: SF=8
Thay vào (2.10) ta có:
ax
.
526,425.8
. 84,228
50
m

F SFz
F TS
Be
= = =
Theo bảng 18[1] ta chọn loại băng tải có ký hiệu: NF250/2.
2.8. Cấu trúc hệ thống băng tải
- xác định đường kính puly
Các puly được chia thành 3 nhóm A, B, C và được minh họa như hình 2.4
Theo bảng 23[1] ta chọn đường kính tối thiểu cho các nhóm puly như sau:
Nhóm A: d
Amin
= 320mm
Nhóm B: d
Bmin
= 250mm
Nhóm C: d
Cmin
= 200mm
ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
Hình 2.4: Minh họa các loại puly
- Kết cấu puly
Thông thường ta sử dụng puly hình trụ như hình 2.5:
Hình 2.5: Kết cấu puly hình trụ
- Khoảng cách giữa các con lăn:
Các con lăn đỡ nhánh chùng của dây băng tải thường được đặt cách nhau 3 mét.
Các con lăn đỡ nhánh căng thường đặt cách đều nhau. Tra bảng 24[1] ta có khoảng
cách trung bình giữa các con lăn đỡ nhánh căng là 1,5m.
+ Chiều dài con lăn
L
cl

=0,4.B = 0,4.500 = 200(mm)
+ Khoảng cách chuyển tiếp giữa con lăn cuối cùng với puly:
ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
Hình 2.6: Khoảng cách chuyển tiếp b giữa con lăn cuối cùng với puly
Với các băng tải có các con lăn tạo thành máng, cần có khoảng cách nhất định
giữa các con lăn cuối cùng với puly đủ để dây băng tải chuyển thành dạng phẳng
và được cuốn vào puly.
Hình 2.5 thể hiện mặt puly nằm cùng độ cao với đáy máng.
Theo bảng 28[1] ta có b = 0,55m
2.9. Tính toán cơ cấu kéo căng băng
Cơ cấu kéo căng băng có nhiệm vụ tạo ra sức căng cần thiết cho băng, đảm bảo
cho băng bám chặt vào tang dẫn và giảm độ võng của băng theo chiều dài.
Có hai loại cơ cấu căng băng thường dùng là cơ cấu căng băng dùng vít và cơ
cấu căng băng dùng đối trọng.
a, Cơ cấu căng băng dùng vít
Cấu tạo đơn giản, giá thành hạ, kích thước khuôn khổ và trọng lượng nhỏ. Loại
này thường được dùng cho băng tải có chiều dài không lớn lắm và trong quá trình
làm việc băng bị giãn nhiều lần đòi hỏi phải căng băng nhiều lần. Hành trình làm
việc của vít phụ thuộc vào chiều dài băng tải (thường lấy khoảng 1-1,5% chiều dài
băng tải nhưng không được lấy >400mm).
b, Cơ cấu căng băng dùng đối trọng
Cơ cấu căng băng dùng đối trọng có khả năng tạo ra lực căng cố định nhưng
phải bố trí không gian phức tạp. Loại cơ cấu này thường sử dụng cho những băng
tải có chiều dài lớn.
ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
Kết luận: Với hệ thống băng tải cần thiết kế có kết cấu tương đối lớn nên để
đảm bảo việc căng băng được tối ưu nhất ta chọn cơ cấu căng băng dùng đối
trọng.
- Xác định lực trên trạm kéo căng
Lực căng trên trạm kéo băng tải được xác định chính xác dựa vào sơ đồ phân

bố lực một cách chi tiết trên cơ cấu căng băng, nhưng thông thường nó được xác
định từ các công thức thực nghiệm.
Theo đề tài, tính toán thiết kế băng tải có một puly dẫn động đặt ở đầu băng tải
và băng tải vận chuyển vật liệu lên dốc. Do đó, dựa vào table 51[2] ta xác định
được lực trên trạm kéo căng như sau:
FT = F
2
+ F
r
(2.11)
Trong đó: F
2
: Lực căng trên nhánh không tải, F
2
= 2465,4
F
r
: Lực cản do ma sát giữa băng tải và con lăn đỡ nhánh băng
tải đi về
Theo mục 4.1.5[2] ta có:

1
0 1
W W
( )( ) ( .W ) (2.12)
r
r
r
F f l l H
l

+
= + −
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 = 30m;
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=6,38m
Các giá trị của f, l
0
, W
1
, W
r
, l
r
, lần lượt tra trong table 11[2], table 16[2], table
14[2], table 15[2] được các giá trị:
f = 0,022, l

0
= 66m, W
1
= 7,5Kg/m, W
r
= 5,9Kg/ bộ, l
r
= 3m
ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
Thay vào công thức (2.12) ta được:
1
0 1
W W 7,5 5,9
( )( ) ( .W ) 0,022(3 66)( ) (6,38.7,5) 41,07( ) 410,7( )
3
r
r
r
F f l l H Kg N
l
+ +
= + − = + − = − = −
Thay vào công thức (2.11) ta được:
FT = F
2
+ F
r
= 2465.4 + (-410.7) = 2054,7(N)
Phần III
TÍNH CHỌN HỘP GIẢM TỐC TIÊU CHUẨN VÀ ĐỘNG CƠ

3.1. Chọn hộp giảm tốc
Trong các hệ dẫn động cơ khi thường sử dụng các bộ truyền bánh răng hoặc trục
vít dưới dạng một tổ hợp biệt lập được gọi là hộp giảm tốc. Hộp giảm tốc là cơ cấu
truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có tỷ số truyền không đổi và có nhiệm vụ giảm
vận tốc góc, tăng mômen xoắn.
Tùy theo loại truyền động trong hộp giảm tốc, người ta phân ra: Hộp giảm tốc
bánh răng trụ; Hộp giảm tốc bánh răng côn hoặc côn-trụ; Hộp giảm tốc trục vít,
trục vít - bánh răng hoặc bánh răng – trục vít; Hộp giảm tốc bánh răng hành tinh…
So với các loại hộp giảm tốc khác thì hộp giảm tốc bánh răng trụ 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. Vì vậy sử dụng hộp giảm tốc bánh răng trụ được coi là phương án tối
ưu nhất.
ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
Loại bánh răng trong hộp giảm tốc bánh răng trụ có thể là: Răng thẳng, răng
nghiêng hoặc răng chữ V. Tuy nhiên, phần lớn các hộp giảm tốc có công dụng
chung dùng răng nghiêng. 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. Vì vậy, ở đây ta sử dụng
bánh răng nghiêng để nâng cao khả năng ăn khớp, truyền động êm vừa đảm bảo
chỉ tiêu về yêu cầu kĩ thuật vừa đảm bảo tính kinh tế.
Tùy theo tỷ 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 vì tỷ số truyền chung của hộp giảm tốc thường từ 8-40.
Chúng được bố trí theo hai sơ đồ sau đây:
- Sơ đồ khai triển: Hộp giảm tốc kiểu này đơn giản nhất và dễ chế tạo. Do đó,
được sử dụng rất nhiều trong thực tế. Tuy nhiên, các bánh răng bố trí không đối
xứng với các ổ nên làm tăng sự phân bố không đều trên chiều rộng vành răng. Do
đó, khi thiết kế đòi hỏi trục phải đủ cứng mới đảm bảo khả năng làm việc.
- Sơ đồ phân đôi: Khi sử dụng sơ đồ này phải chú trọng đến việc bố trí ổ. Phải
đảm bảo sao cho tải trọng dọc trục không được cân bằng ở cặp răng kề bên, không

được tác dụng vào trục tùy động của cấp phân đôi nếu không thì sự cân bằng của
tải trọng dọc trục ở cấp phân đôi sẽ bị phá vỡ và công suất sẽ phân bố không đều
cho các cặp bánh răng phân đôi này.
- Sơ đồ đồng trục: Loại này có đặc điểm là đường tâm của trục vào và trục ra
trùng nhau, nhờ đó có thể giảm bớt kích thước của hộp giảm tốc giúp cho việc bố
trí cơ cấu gọn hơn. Tuy nhiên, sơ đồ đồng trục có một số nhược điểm như: Khả
năng tải của cấp nhanh không dùng hết vì tải trọng tác dụng vào cấp chậm lớn hơn
khá nhiều so với cấp nhanh; kết cấu gối đỡ phức tạp, gây khó khăn cho việc bôi
trơn các ổ; do khoảng cách giữa các trục trung gian lớn nên khó khăn trong việc
đảm bảo độ bền và độ cứng của trục. Từ những nhược điểm này phạm vi sử dụng
của hộp giảm tốc đồng trục bị hạn chế.
ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
Việc lựa chọn sơ đồ của hộp giảm tốc có ảnh hưởng trực tiếp đến kết cấu của hệ
dẫn động, cũng như khả năng làm việc và chi phí thiết kế. Qua việc phân tích các
sơ đồ hộp giảm tốc ta thấy:
+ So với sơ đồ phân đôi, thì sơ đồ hộp giảm tốc khai triển có kết cấu và chế tạo
đơn giản hơn. Nhất là việc chế tạo ổ, gối đỡ 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 của hộp giảm tốc phân đôi tăng dẫn đến giá thành cao
hơn và chưa được sử dụng phổ biến như hộp giảm tốc khai triển.
+ So với hộp giảm tốc đồng trục, thì hộp giảm tốc khai triển cồng kềnh hơn. Tuy
nhiên, kết cấu hộp đơn giản và vẫn đảm bảo khả năng làm việc. Mặt khác, kết cấu
của hộp giảm tốc đồng trục phức tạp, khả năng tải hai cấp không đều, đòi hỏi trục
phải lớn để đảm bảo độ cứng và độ bền…
Với những ưu nhược điểm trên ta chọn sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp
dạng khai triển
Theo mục 2.4 ta tính được công suất truyền dẫn băng tải P
CT
= 5,649kW
+ Lực vòng trên tang dẫn động F

t
= 3858(N)
+ Vận tốc băng tải v
bt
= 1,493(m/s)
+ Số vòng quay trên trục công tác:
60.1000 60.1000.1,493
89,15( òng / út)
. 3,14.320
CT
v
n v ph
D
π
= = =
+ Mômen xoắn trên trục công tác là:
6 6
5,649
9,55.10 9,55.10 605476,4( . ) 605,48( )
89,15
CT
CT
CT
P
T N mm Nm
n
= = = =
Tra bảng 3[3] ta chọn kiểu hộp giảm tốc Ц2Y-160.
Các thông số của hộp giảm tốc được xác định trong bảng 2,3[3]
Bảng 3.1: Kích thước cơ bản của hộp giảm tốc Ц2Y-160

a
w1
a
w2
A A
1
B B
1
H H
1
H
2
L
1
L
2
L
3
L
4
ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
100 160 425 140 195 206 170 335 24 170 224 545 195
L
5
L
6
L
7
b
1

b
2
d
1
d
2
d
3
d
4
d
5
d
6
d
7
d
8
136 125 475 8 16 25 55 M16x1,
5
M36x3,0 24 M24x1,
5
40 75
h
1
h
2
h
3
l

1
l
2
l
3
l
4
t
1
t
2
7 10 32 42 82 60 110 4,0 6,0 4,5 95
Ta xây dựng được sơ đồ hệ thống trạm dẫn động băng tải như hình 3.1 với các
bộ phận như sau:
Hình 3.1: Sơ đồ khai triển trạm dẫn động băng tải
1-Động cơ, 2-Bộ truyền đai, 3-Bộ truyền cấp nhanh, 4-Bộ truyền cấp chậm,
ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
5- Khớp nối, 6- Tang quay,7- Băng tải.
Hình 3.2: Sơ đồ tải trọng làm việc
3.2. Tính chọn động cơ điện
3.2.1. Chọn kiểu loại động cơ
Với hệ dẫn động băng tải dùng hộp giảm tốc ta chọn loại động cơ điện ba pha
không đồng bộ lồng sóc 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 nghiệp.
+ Giá thành rẻ, sẵn có trên thị trường.
+ 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 thỏa mãn
điều kiện: + P
đc
≥ P
CT
+ n
đb
≈ n
sb

- Công suất trên trục động cơ được xác định theo công thức (2.8) [4]:
t
CT
P
P
η
∑
=
(3.1)
Trong đó:
ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
P
CT
: Công suất cần thiết trên trục động cơ
P
t
: Công suất tính toán trên trục máy công tác
η
∑

: Hiệu suất truyền động chung của toàn hệ thống,
2 4
1 2 3 4
η η η η η
∑
=
(3.2)
μ
1
: Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ. μ
1
= 0,97
μ
2
: Hiệu suất một cặp ổ lăn. μ
2
= 0,995
μ
3
: Hiệu suất khớp nối. μ
3
=1
μ
4
: Hiệu suất bộ truyền đai μ
4
= 0,96
Thay vào công thức (3.2) ta được:
2 4 2 4
1 2 3 4

0,97 .0,995 .1.0,96 0,885
η η η η η
∑
= = =
Trong trường hợp tải không đổi thì công suất tính toán là công suất làm việc trên
trục máy:
.
3858.1,493
5,76( )
1000 1000
t
t LV
F v
P P kW
= = = =
Trong đó:
P
LV
: Công suất trên tang (kW)
F
t
: Lực kéo trên băng tải, F
t
= 3858(N)
v: Vận tốc băng tải, v= 1.493(m/s)
Thay vào công thức (3.1) ta có công suất trên trục động cơ là:
5,76
6,51
0,885
t

CT
P
P kW
η
∑
= = =
Như vậy động cơ cần chọn phải có công suất lớn hơn hoặc bằng 6,51kW.
3.2.3. Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ
- Theo bảng 2.1[4] thì số vòng quay đồng bộ của động cơ theo tiêu chuẩn là :
3000; 1500; 1000; 750; 600; 500(v/ph)
- Số vòng quay của trục công tác n
CT
=89,15 (v/ph)
Số vòng quay của động cơ phải thỏa mãn:
max
min
. .
CT CT
db
n U n n U
≤ ≤
(3.2)
Trong đó U
max
, U
min
lần lượt là tỷ số truyền lớn nhất và nhỏ nhất của hộp giảm
tốc bánh răng trụ 2 cấp.
Tra bảng 2.4[4] ta có U
max

= 40, U
min
= 8
Thay vào công thức (3.2) ta được:
max
min
. . 89,15.8 89,15.40 713,2 3566
db
CT
CT
db db
n U n n U n n
⇔
≤ ≤ ≤ ≤ ⇔ ≤ ≤
Vậy ta chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ là: n
db
= 3000(m/ph)
ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
=> Tỷ số truyền sơ bộ của hệ thống là:
3000
33,65
89,15
db
sb
CT
n
U
n
= = =
U

sb
tính được là thỏa mãn trong khoảng tỷ số truyền 8÷40.
3.2.4. Chọn động cơ thực tế
Dựa vào điều kiện
6,5( )
3000( / )
dc CT
db
P P kW
n v ph
≥ ≥


=

Tra bảng phụ lục 1.3[4] ta chọn động cơ 4A112M2Y3 với thông số như bảng 3.2:
Bảng 3.2: Thông số kĩ thuật động cơ 4A112M2Y3
Kiểu động
cơ
Công
suất
(kW)
Tốc độ
quay(v/ph)
cosφ η% T
max
/T
dn
T
k

/T
dn
4A112M2Y3 7,5 2922 0,88 87,5 2,2 2,0
3.2.5. Kiểm tra điều kiện quá tải, điều kiện mở máy cho động cơ
a. 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 ì
của hệ thống. Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ theo công thức:
dc dc
mm bd
P P
≥
Trong đó:
dc
mm
P
: Công suất mở máy của động cơ.
. 2.7,5 15( )
dc dc
k
mm dm
dn
T
P P kW
T
= = =
dc
bd
P
: Công suất cản ban đầu trên trục động cơ.
. 1,5.5,76 8,64( )

dc
bd bd LV
P K P kW
= = =
Vậy
dc dc
mm bd
P P
≥
thỏa mãn điều kiện mở máy.
b. Kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ
ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
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 4A112M2Y3 đã chọn thỏa mãn điều kiện làm việc
3.3. Tính tỷ số truyền
Tỷ số truyền chung của cả hệ thống được xác định theo công thức 2.18[4]:
dc
CT
n
U
n
∑
=
(3.3)
Trong đó:
n
dc
: Số vòng quay của động cơ đã chọn, n
dc

=2922 (v/ph)
n
CT
: Số vòng quay của trục công tác, n
CT
=89,15 (v/ph)
Thay vào công thức (3.3) ta có:
2922
32,78
89,15
dc
CT
n
U
n
∑
= = =
Với hệ dẫn động gồm các bộ truyền mắc nối tiếp như trong sơ đồ Hình 3.1 ta có:
. .
h d kn
U U U U
∑
=
(3.4)
Trong đó:
U
h
: Tỷ số truyền của hộp giảm tốc
U
d

: Tỷ số truyền của bộ truyền đai
U
kn
: Tỷ số truyền của khớp nối
3.3.1. Tỷ số truyền của hộp giảm tốc
- Chọn hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng sơ đồ khai triển Ц2Y-160
Theo tiêu chuẩn liên xô cũ. Hộp có các thông số trong bảng 3.3:
Bảng 3.3: Thông số của hộp giảm tốc Ц2Y-160
Tỷ số truyền Cấp nhanh
Danh
nghĩa
Thực
tế
a
w
m Z
1
Z
2
X
1
X
2
b
16 16,21
100 2,0 19 77 +0,24 -0,24 25
Cấp chậm
a
w
m Z

3
Z
4
X
3
X
4
b
160 3,0 20 80 +0,75 -0,597 40
- Như vậy tỷ số truyền của hộp giảm tốc là: U
h
= 16
- Mặt khác: U
h
= U
1
.U
2
ĐỀ ÁN KĨ THUẬT BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN CÁT KHÔ
Trong đó:
U
1
: Tỷ số truyền bộ truyền cấp nhanh
U
2
: Tỷ số truyền bộ truyền cấp chậm
Theo hộp giảm tốc tiêu chuẩn ta có:
2
1
1

77
4,05
19
Z
U
Z
= = =
4
2
3
80
4
20
Z
U
Z
= = =
3.3.2. Tỷ số truyền của bộ truyền ngoài hộp
Tỷ số truyền của bộ truyền ngoài hộp là:
32,78
2,05
16
n
h
U
U
U
∑
= = =
Với hệ dẫn động gồm hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng nối với bộ truyền ngoài hộp

thì U
n
=(0,1÷0,15)U
h
= (1,6÷2,4)
Vậy, tỷ số truyền của bộ truyền đai là 2,05
3.4. Tính toán 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.
3.1.4. Tốc độ quay của các trục
- Số vòng quay trên trục động cơ là:
n
dc
= 2922(v/ph)
- Số vòng quay trên trục số I:
2922
1425,4( / )
2,05
dc
I
n
n
n v ph
U
= = =

- Số vòng quay trên trục số II:
1
1425,4
351,95( / )

4,05
I
II
n
n v ph
U
= = =
- Số vòng quay trên trục III:
2
351,95
88( / )
4
II
III
n
n v ph
U
= = =
- Số vòng quay trên trục IV:
n
IV
= n
III
= 88(v/ph)