Hình 8-3. 1- Tang chủ động, 2- Thiết bị làm sạch, 3- Băng cao su, 4- Cơ cấu dẫn động, 5- Các con lăn đỡ trên, 6- Các con lăn đỡ dưới, 7- Khung, 8- Bộ phận cấp liệu, 9- Tang bị động, 10- Cơ cấu căng băng.
9 2
10
7 6
4 3
8
5
1
z
Hình 8-4. Sử dụng băng tải trên công trình
1. Băng cao su (hình 8-5): là bộ phận công tác chính của băng tải. Giá thành của băng gần bằng một nửa giá thành của máy. Vì vậy cần lựa chọn kết cấu và đặc tính kỹ thuật hợp lí để kéo dài tuổi thọ của máy.
Băng phải bảo đảm yêu cầu kỹ thuật nhất định: bảo đảm độ bền chịu kéo và uốn, độ dãn dài và đàn hồi nhỏ, có khả năng chống cháy, ít hỏng vì mỏi và mài mòn, không bị tách lớp, xuyên thủng khi chở vật liệu nặng và sắc cạnh; chống lão hoá, ẩm ướt và tác dụng cơ học.
Phần lõi và phần cao su phủ bọc bên ngoài (hình 8-5). Phần lõi thường bằng vải dán lại thành lớp, hoặc nhiều sợi thép, sợi mành làm nhiệm vụ chống giãn dài, bảo đảm độ bền kéo, chống va đập. Các lớp vải làm lõi thường được dệt bằng tơ nhân tạo có độ bền cao có chiều dày mỗi lớp 0,2÷0,5mm. Giới
hạn bền 1mm chiều rộng vải trong băng có thể đạt 600÷800N/mm. Loại bằng lõi thép, đặt dọc theo chiều dài băng hoặc đan với nhau thành tấm, có nhiều ưu điểm:
độ bền cao, uốn dọc và uốn ngang tốt, độ giãn dài nhỏ chỉ bằng 0,1÷0,5%. Có thể truyền lực kéo với tốc độ cao, tuổi thọ có thể đến 7÷8năm. Đường kính sợi thép từ 2,1÷11,5mm, giới hạn bền từ 500÷ 6300N/mm2
Phần cao su làm nhiệm vụ chống mòn và liên kết các phần lại với nhau bảo vệ cho lớp lõi không bị phá hỏng do tác dụng cơ học và môi trường bên ngoài. Lực cản kéo đứt lớn hơn 20N/mm2, chịu mài mòn không quá 500cm3/kw-h. Chiều dày lớp cao su ở phía tiếp xúc vật liệu thường thay đổi từ 3÷5mm có khi đến 6mm tuỳ thuộc điều kiện vận hành, chiều dày mặt đối diện từ 1÷2 mm. Khi dùng lõi thép thì lớp cao su dày từ 3,5÷10mm.
- Chiều rộng băng tải là một thông số cơ bản của máy: thông thường kích thước chiều rộng băng tải được tiêu chuẩn hoá theo một số giá trị kích thước nhất định, theo tiêu chuẩn của liên bang Nga các kích thước này cho trong bảng 8-1.
Chiều rộng băng tải phụ thuộc năng suất của máy, theo kích thước vật liệu vận chuyển và vận tốc vận chuyển.
Năng suất băng tải là khối lượng vật liệu chuyển được sau một đơn vị thời gian và được xác định bằng công thức:
Q = 3600 F v
Hình 8-5. Cấu tạo băng tải cao su: 1- Lớp cao su, 2- Lớp vải bố hoặc lõi thép, 3- Lớp
vải bọc
1,5-5
a) 1 2
1,5-2
1 2 3 b)
trong đó:
F - diện tích tiết diện dòng vật liệu (m2). Giá trị F phụ thuộc vào phương pháp tạo lòng máng của mặt băng vận chuyển (hình 8-6)
v - tốc độ vận chuyển của băng (m/s);
Từ năng suất cho trước tiến hành xác định tiết diện dòng vật liệu F:
F = F1 = 2 1 b h =
γ v 3600
Q , (m2)
Theo hình 8- 6a tiết diện dòng vật liệu có thể tính:
F = F1= = tgρ 2 bb 2 bh 1 2
1 = b tgρ
6 1 2
Theo hình 8-6b:
F = F1+ F2 = b2tg bh1 6
1 ρ+
Theo hình 8-6c
F = F1+ F3 = 2 1 1 h2 2
l tg b
6b
1 ρ+ +
B b
h
ρ
h
B ρ
h
ρ B
b
h
l b α
F1
F3
F1
F1
F2
v F a)
c)
b) d)
1 h2
Hình 8-6. Mặt cắt ngang của băng tải và dòng vật liệu
b - chiều rộng của dòng vật liệu trên băng tải. Thông thường có thể lấy:
b = 0,9B - 0,05 , m; (8-4) Trong đó:
ρ - góc nội ma sát động của vật liệu, góc nội ma sát tĩnh phụ thuộc nhiều yếu tố như đã phân tích; góc nội ma sát động phụ thuộc tải động và vận tốc. Thông thường các giá trị này cho trước. Đối với loại băng tải dùng 3 con lăn có thể lấy ρđ =(0,5÷0,55)ρt. Góc nội ma sát (hay góc chảy tự nhiên của vật liệu).
B- chiều rộng của băng, m.
- Năng suất kỹ thuật của băng:
Qkt = kb (0,9 B - 0,05)2 v γ, t/h;
Khi vật liệu chuyển động trên mặt băng đặt có độ nghiêng:
Qkt = kb kG (0,9 B - 0,05)2 v γ, t/h;
Bảng 8-1. Hệ số giảm năng suất do độ dốc đặt máy
Góc nghiêng đặt băng β
3 4 5 8 10 12 16 18 20 22
kG 1 0,99 0,9
8
0,97 0,94 0,93 0,89 0,81 0,81 0,76
Bảng 8-2. Hệ số phụ thuộc hình dạng băng kb
Các đại lượn g
Hình dạng lòng máng Dùng 1 con
lăn (hình 13- 3a)
Dùng 2 con lăn (hình 13- 3b)
Dùng 3 con lăn (hình 13-3c)
α(độ )
- 15 20 30 36
ρđ(đ ộ)
10 15 20 10 15 20 10 15 20 10 15 20 10 15 20
kG 16 24 32 37 45 53 39 47 55 48 55 62 52 58 65
0 0 5 5 0 0 0 0 0 0 0 5 0 5 5 Chiều rộng của băng tải có thể xác định từ công suất kỹ thuật đã cho biết trước:
+
= γ 0,05
v k k 1 Q , 1 B
G b
(8-5) kG - hệ số giảm năng suất do độ dốc đặt máy ( bảng 8-1);
kb - hệ số phụ thuộc hình dạng băng (bảng 8-2).
Chiều rộng băng cần được kiểm tra theo kích thước hạt vật liệu lớn nhất và trung bình:
B = 2amax + 200, mm;
B = 3,3atb + 200, mm;
Đối với băng tải, việc lựa chọn vận tốc băng hợp lý cũng là yếu tố rất quan trọng, nó quyết định năng suất và mang ý nghĩa kinh tế nhất định. Khi đã có năng suất theo yêu cầu, vận tốc băng càng lớn thì diện tích tiết diện dòng vật liệu và tải phân bố trên một mét chiều dài càng nhỏ, làm giảm lực căng băng, có thể lựa chọn băng nhỏ hơn và giá thành rẻ hơn. Tuy nhiên nếu vận tốc băng lớn quá dễ sinh ra tải trọng động làm cho băng kém ổn định, vật liệu dễ bị vung vãi, băng dễ bị lệch về một phía. Khi bị ép về một phía con lăn sẽ chóng mòn, cong vênh, gây rung động mạnh và gây ra nhiều bụi.
2. Cơ cấu căng băng Băng tải muốn làm việc được phải có lực căng ban đầu để băng ôm chặt vào tang chủ động và bị động; lúc đó mô men truyền từ cơ cấu dẫn động qua tang chủ động và truyền qua băng nhờ mô men ma sát. Mặt khác khi bị kéo căng băng không bị võng lớn. Cơ cấu căng nhằm tạo ra lực căng trong băng ban đầu đó. Trong thực tế người ta sử dụng hai loại kéo căng băng: Cơ cấu cưỡng bức và cơ cấu tự động điều chỉnh. Trên hình 8-7a là cơ
L L1
a) b)
c) d)
Hình 8-7. Cơ cấu căng băng
cấu dùng vít - đai ốc dạng cưỡng bức. Khi đai ốc được định vị trên khung, vặn cho vít quay và đẩy trục tang di chuyển một quãng L làm căng băng. Kết cấu kiểu này đơn giản, chắc chắn, có độ tin cậy cao. Nhược điểm của loại này là quá trình làm việc do băng bị kéo dãn dài vì có đàn hồi và biến dạng làm cho tiếp xúc giữa băng và tang bị giảm gây ra trượt trơn. Mặt khác do kết cấu cứng nên lực căng trong băng thay đổi theo bước nhảy nên tuổi thọ của băng giảm. Người ta cũng có thể dùng tời để kéo căng băng và cũng thuộc dạng cưỡng bức này. Nguyên lý cơ cấu căng băng dạng tự động được trình bày trên hình 8-7b, c, d.
Bảng 8-3 . Kích thước băng tiêu chuẩn và hạt vật liệu cho phép cho trong bảng 8-1
Kích thước chiều rộng băng theo tiêu chuẩn, mm
Hạt vật liệu amax mm khi loại hạt này chiếm tỷ lệ % theo trọng lượng
5 10 20 50 80 90 100
%
500 200 160 150 120 100 90 90
650 270 220 200 160 140 130 120
800 350 300 250 220 200 170 160
1000 450 360 350 300 250 220 200
1200 500 450 400 350 300 280 250
1400 600 500 450 400 350 330 300
1600 650 550 500 450 400 350 320
1800 700 600 550 500 450 400 350
2000 750 650 600 550 500 450 400
Tuỳ theo kết cấu và độ lớn của băng để dùng hệ thống cáp và ròng rọc, một đầu của cáp được treo các quả đối trọng làm căng băng. Kiểu kéo căng băng tự động là tạo ra chế độ căng băng hợp lý, tự động bù trừ độ đàn hồi và độ dãn dài băng. Khi tảitrên băng thay đổi, băng bị kéo hoặc chùng thì đối trọng cũng chuyển động lên hoặc xuống, do vậy lực căng luôn luôn được duy trì một giá trị nhất định.
Tuy vậy kết cấu kiểu này có nhược điểm là cồng kềnh, phức tạp và giá thành cao.
Trạm kéo căng băng tự động có thể chia ra:
- Theo nguyên lý hoạt động: kéo căng liên tục hay theo chu kỳ.
- Theo thông số điều khiển: một, hai hay ba thông số. Các thông số này có liên quan đến Sv, Sr, W0 và vận tốc của băng.
- Theo kiểu dẫn động: Điện, thuỷ lực hoặc khí nén.
Tuỳ thuộc quy luật thay đổi lực căng điều chỉnh ở nhánh ra: ổn định, tăng dần hay hỗn hợp. Để đảm bảo khi khởi động không có hiện tượng trượt trơn của băng trên tang và làm việc ổn định, cần tăng lực căng nhánh ra 1,3÷1,5 lần lớn hơn so với lực căng băng khi làm việc ở chế độ ổn định.
3. Cơ cấu dẫn động
Cơ cấu dẫn động là bộ phận quan trọng trong băng tải cao su, là bộ phận phát lực đầu tiên truyền qua cơ cấu truyền động đến băng tải nhằm thắng được các lực cản chuyển động của băng, thực hiện
công việc vận chuyển vật liệu. Tuỳ theo năng suất đặt ra, kết cấu và vị trí lắp đặt, môi trường và chế độ làm việc mà kết cấu của cơ cấu dẫn động có khác nhau. Sơ đồ cơ bản của cơ cấu dẫn động băng tải không khác nhiều so với sơ đồ của cơ cấu nâng (hình 8-8). Sơ đồ cơ bản gồm có: động cơ 1, khớp đàn hồi có phanh 2, hộp giảm tốc 3, tang chủ động của
băng tải 4. Có thể dùng một động cơ dẫn động cho nhiều tang hoặc nhiều động cơ dẫn động cho một tang.
Sự truyền lực cho tang dẫn có thể qua hệ thống cứng hoặc hệ thống vi sai. Đối với băng tải nhỏ và vừa có thể sử dụng động cơ và hộp số đặt trong lòng của tang như hình 8-9.
3 2 1 4
2 3
4 4
2 3
1 1
Hình 8-8. Cơ cấu dẫn động băng tải
Hình 8-9. Động cơ và hộp số đặt trong tang
Sự truyền động từ tang chủ động sang băng nhờ ma sát, do đó cần nghiên cứu để tăng khả năng làm việc của bộ truyền động.
Để tăng khả năng dẫn động của băng tải người ta sử dụng nhiều cách: dùng con lăn nén băng, tăng chân không để băng dính chặt hơn vào tang, tăng hệ số ma sát f, tăng góc ôm giữa tang và băng. Việc phủ trên bề mặt tang dẫn động bằng vật liệu tăng hệ số ma sát cũng có hiệu quả.
Đối với băng tải nhỏ, người ta sử dụng một tang chủ động. Loại này có kết cấu đơn giản, băng không bị uốn gập nhiều, do vậy độ bền băng tăng lên. Trong các trường hợp còn lại, người ta sử dụng hai tang hoặc nhiều tang chủ động. Trên hình 8-10 giới thiệu một số phương án lắp một tang và hai tang chủ động làm tăng góc ôm khi truyền động.
Một cách mới được áp dụng để tăng khả năng kéo của cơ cấu dẫn động băng tải là sử dụng cơ cấu hút tạo chân không giữa bề mặt của tang và băng, nhờ đó tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa hai bề mặt của băng. Hiệu áp suất này có tác dụng áp chặt mặt băng vào mặt tang. Kết quả thực nghiệm cho thấy khả năng kéo tăng lên 4÷5 lần so với tang dẫn động bình thường.
4. Hệ thống con lăn và khung đỡ Khung đỡ là bộ phận kết cấu thép
nhằm đỡ toàn bộ các cơ cấu khác, nhất là các con lăn, làm điểm tựa cho băng hoạt động. Kết cấu thường được hàn theo khung không gian từ các thanh thép định hình và có thể thành các mô đun cho tiện lắp đặt và vận chuyển. Các con lăn được
gắn trên khung đỡ theo suốt chiều dài của băng với một cự ly nhất định.
Trên nhánh có tải, các con lăn sắp xếp tạo thành lòng máng, hai con lăn phía ngoài đặt nghiêng 200÷300 về phía trên so với mặt nằm ngang, để chứa vật liệu vận chuyển. Nhánh không tải chỉ đỡ băng cao su nên chỉ dùng một hoặc hai con lăn là đủ.
Tại các trạm chất tải khoảng cách đặt con lăn có dày hơn để chống sự va
a)
b)
c)
d)
e)
Hình 8-10. Một số phương án lắp đặt tang chủ động dưới băng tải
φ90
φ20
φ18
Hình 8-11 . Con lăn trục không quay
đập do vật liệu vận chuyển rơi xuống và có thể dùng con lăn giảm chấn bằng cao su.
Con lăn là một bộ phận rất quan trọng của băng tải cao su. Các con lăn chế tạo và lắp đặt chính xác sẽ làm giảm lực cản quay, tăng tuổi thọ cho băng cũng như các bộ phận của con lăn. Các con lăn phải chế tạo đơn giản, có khối lượng riêng nhỏ, dễ lắp ráp và vận hành.
Chúng ta hiểu rằng lực tác dụng trên mặt con lăn và mô men của nó được cân bằng với mômen cản trong ổ
bi và các bộ phận chắn dầu mỡ. Tuổi thọ của con lăn tối thiểu là hai năm làm việc liên tục. Số lượng con lăn trên băng tải là rất lớn, người ta tính được rằng băng tải có chiều dài 1km cần đến 4000 con lăn. Kết cấu của con lăn được thể hiện trên hình 8-11, hình 8-12 và thường dùng ổ bi đỡ trục và vỏ con lăn. Đối với con lăn công suất và lực nhỏ thì có thể dùng bạc trượt. Có thể chia con lăn thành ba loại:
- Con lăn với trục không quay - Con lăn có trục quay
- Con lăn không có trục
Vỏ các con lăn thường bằng ống thép.
5. Cơ cấu chất tải
Cơ cấu chất tải lên băng tải thoả mãn các điều kiện: phải hướng được dòng vật liệu chảy đúng đường tâm băng tải, vật liệu rời khỏi cơ cấu chất tải xuống băng có chiều cao rơi là nhỏ nhất để giảm mòn cho băng, tạo được vận tốc vật liệu gần bằng vận tốc băng, ngăn ngừa vật liệu có khối lượng lớn rơi xuống băng từ trên cao, cung cấp vật liệu cho băng một cách đều đặn nhất, không làm vụn vật liệu khi qua cơ cấu cấp liệu.
Để hướng được dòng vật liệu chảy đúng tâm băng tải người ta sử dụng máng có lòng dạng parabôn có các tấm cao su chắn hai bên. Để giảm va đập của vật liệu
φ190
φ35
φ60
φ159
a) b)
Hình 8-12. Con lăn không có trục
xuống băng, thường sử dụng con lăn giảm chấn là loại con lăn ghép nhiều đĩa cao su lại với nhau và cũng có thể ghép nhiều vòng cao su rỗng trên cùng một trục con lăn. Trường hợp năng suất vận chuyển lớn, kích thước hạt và trọng lượng riêng lớn, phải dùng cơ cấu cấp liệu cưỡng bức hay còn gọi là máy cấp liệu.
6. Cơ cấu làm sạch băng tải
Khi vật liệu vận chuyển trên băng tải, các chất dính kết vào băng. Để làm sạch băng nhằm nâng cao tuổi thọ băng tải, đồng thời tránh hiện tượng trượt băng trên tang người ta lắp một cơ cấu về phía nhánh không tải gọi là cơ cấu làm sạch băng.
Thông thường cơ cấu làm sạch băng đặt tại vị trí phía dưới tang sau khi đã dỡ tải (hình 13-13a, b).
Kết cấu của cơ cấu làm sạch có nhiều loại khác nhau, nhưng có hiệu quả nhất là dùng chổi lắp trên hình trụ (hình 8-13b), dùng một thanh cạo (hình 8-13a) hoặc nhiều thanh cạo lắp trên hình trụ dạng xoắn như hình 8-13c.