Giáo trình Máy vận tải - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Chia sẻ: Dương Hàn Thiên Băng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:63

Thêm vào BST

Báo xấu

11
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Máy vận tải" trình bày lý thuyết cơ bản và tính toán các thông số của các thiết bị vận tải sử dụng trong mỏ; vận tải bằng trọng lực; vận tải bằng băng tải; vận tải bằng máng cào; vận tải bằng gầu nâng; vận tải bằng đường sắt; vận tải bằng tời trục;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Máy vận tải - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH TS. Lê Quý Chiến ThS. Đào Đức Hùng GIÁO TRÌNH MÁY VẬN TẢI DÙNG CHO BẬC ĐẠI HỌC (Lưu hành nội bộ) QUẢNG NINH - 2017 1
LỜI NÓI ĐẦU Vận tải là một khâu trong quá trình sản xuất nói chung, vì vậy phải được cơ giới hoá nhằm đạt được sản lượng và năng suất cao, đảm bảo an toàn và giảm nhẹ sức lao động cho con người. Giáo trình Máy vận tải do TS. Lê Quý Chiến và ThS. Đào Đức Hùng biên soạn, dùng làm tài liệu học tập cho sinh viên bậc Đại học, chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật cơ khí, Công nghệ cơ khí mỏ và làm tài liệu tham khảo cho sinh viên các ngành kỹ thuật khác. Giáo trình này còn làm tài liệu tham khảo cho các cán bộ giảng dạy, cán bộ kĩ thuật, kĩ thuật viên công tác trong lĩnh vực cơ khí nói chung. Cấu trúc của giáo trình này giới thiệu gồm 7 chương, trình bày lý thuyết cơ bản và tính toán các thông số của các thiết bị vận tải sử dụng trong mỏ. Thông qua nội dung của giáo trình giúp sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật cơ khí và Cơ khí mỏ hiểu được cấu tạo, nguyên lý làm việc của từng loại thiết bị vận tải hiện đang được sử dụng. Đổng thời sinh viên tính toán được các thông số cơ bản của thiết bị, qua đó giúp sinh viên có khả năng sử dụng và điểu chỉnh khi thiết bị làm việc trong thực tế. Tác giả chân thành cám ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh, lãnh đạo khoa, cùng các phòng nghiệp vụ, các cán bộ của Bộ môn Cơ máy và các cá nhân đã tạo điều kiện giúp đỡ động viên và đóng góp ý kiến để hoàn thành tốt nội dung giáo trình.. Trong quá trình biên soạn, tác giả cố gắng bám sát đề cương chương trình đã được phê duyệt của Bộ giáo dục và Đào tạo, kết hợp với kinh nghiệm giảng dạy môn học này trong nhiều năm, đồng thời có chú ý đến đặc thù đào tạo chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật cơ khí và Công nghệ cơ khí mỏ của khoa và Nhà trường. Quảng Ninh, tháng 6 năm 2017 Tác giả 2
CHƯƠNG I KIẾN THÚC CƠ BẢN VỀ MÁY ẬN TẢI 1.1 KHÁI NIỆM CHUNG 1.1.1 Nhiệm vụ. Mức độ hiện đại của một xí nghiệp mỏ được đánh giá bằng trình độ cơ giới và tự động hóa quá trình sản xuất, trong đó vận tải là một bộ phận không thể tách rời của dây truyền công nghệ khai thác khoáng sản có ích. Nét đặc trưng của công tác vận tải mỏ là khối lượng công việc chiếm tỉ lệ khá lớn, các thiết bị vận tải đa dạng. Số lượng công nhân phục vụ cho công tác vận tải chiếm khoảng từ 30 – 40%, còn giá thành vận tải chiếm từ 40 – 50%. Do đó việc lựa chọn đúng đắn quy trình công nghệ vận tải và sử dụng có hiệu quả các thiết bị trong hệ thống đó đóng vai trò rất quan trọng. Tùy theo phạm vi hoạt động mà công tác vận tải được chia ra: công tác vận tải trong mỏ để chuyên chở đất đá, khoáng sản có ích và người, thiết bị trong phạm vi xí nghiệp mỏ. Vận tải ngoài mỏ để chuyên chở khoáng sản có ích từ xí nghiệp mỏ đến nơi tiêu thụ hay đến nhà máy sàng tuyển hoặc để vận tải máy móc, thiết bị, vật liệu xây dựng đến xí nghiệp mỏ. Tùy theo mục đích sản xuất của công tác vận tải chia ra hệ thống vân tải chính và phụ. Hệ thống vận tải chính để chuyên chở khoáng sản có ích từ gương công tác đến phương tiện vận tải ngoài, và hệ thống phụ để chở máy móc , thiết bị, , vật liệu xây dựng, người đến vị trí làm việc và ngược lại. Ở các mỏ hầm lò, khi đào các đường ò chuẩn bị đất đá được chuyển ra nhờ các thiết bị vận tải chính hoặc phụ. Còn ở các mỏ lộ thiên đất đá bốc được đổ ra bãi thải bằng các thiết bị vận tải chính. Ngoài ra tùy theo đặc điểm lãnh thổ và vị trí tiến hành các công việc mà vận tải trong mỏ còn chia ra vận tải ở các công trường, vận tải trên mặt bằng.... Các dạng cơ bản của vận tải mỏ hầm lò với sơ đồ công nghẹ khai thác thông thường là băng chuyền, tàu điện, tời trục, máng cào hoặc tự trượt. Khi khai thác bằng sức nước sử dụng vận tải bằng đường ống hoặc một số trường hợp dùng cả ô tô. Các dạng chủ yếu của vận tải trên mặt bằng mỏ, trên các công trường lộ thiên là băng chuyền, tầu điện, trục tải, ô tô, sức nước và bằng trọng lực. 3
Vận tải ngoài mỏ thường dùng đường sắt, ô tô, băng tải, cáp treo, đường thủy, trong một số trường hợp đặc biệt có thể dụng máy bay. Ở nước ta, các mỏ hầm lò đã sử dụng rộng rãi máng cào, băng chuyền, tời trục, tầu điện. Còn ở mỏ lộ thiên chủ yếu dùng vận tải bằng ô tô hoặc ô tô kết hợp với đường sắt, ở một số nơi cũng sử dụng đến băng chuyền, đường sắt, trục tải, tời dây... Những công việc ở mỏ là những công việc nặng nhọc vì sản phẩm ở mỏ rất đa dạng, trọng lượng lớn. Cho nên những thiết bị vận tải ở mỏ cũng rất đa dạng chúng thực hiện những nhiệm vụ sau: - Chuyên chở khoáng sản có ích từ vị trí sản xuất đến kho chứa, nhà sàng hoặc nơi tiêu thụ. - Chuyên chở đất đá khai thác từ công trường khai thác lộ thiên, hoặc đất đá thải từ hầm lò ra bãi thải. - Chuyên chở vật liệu, thiết bị phục vụ cho quá trình khai thác. - Chuyên chở người trong khu vực khai thác Để giải quyết tốt nhiệm vụ vận tải, cần phải có sơ đồ công nghệ hợp lý. Vừa phải đáp ứng yêu cầu khai thác, vừa mang tính hiện đại tạo điều kiện tốt cho công tác quản lý và điều khiển Để chọn được công nghệ tối ưu, không những cần hiểu biết đầy đủ về công nghệ khai thác mà còn phải am hiểu các thiết bị vận tải riêng lẻ cũng như hệ thống đồng bộ của nó, biết được những đặc điểm riêng và lĩnh vực ứng dụng hợp lý của chúng. 1.1.2. Đặc điểm. Ở các xí nghiệp mỏ, các thiết bị vận tải làm việc trong điều kiện hết sức nặng nhọc: vị trí công tác trật hẹp, lại phải thay đổi thường xuyên theo tiến độ khai thác, tuyến đường có nhiều nhánh, bình đồ và trắc đồ đường phúc tạp (lên dốc, xuống dôc, quanh có và ẩm ướt), có nhiều điểm chất dỡ tải trung gian, vật liệu có tính mài mòn cao, nhiệt độ môi trường lớn, có khí độc và bụi nổ, khối lượng vận chuyển không đều, dễ sảy ra quá tải và sự cố kỹ thuật ngoài dự kiến, khoảng cách vận tải không cố định… - Loại hàng: Rất đa dạng, kích thước rất khác nhau ví dụ: (than cám, than cục, đất đá ...) 4
- Sơ đồ vận tải: Rất phức tạp lại biến đổi thường xuyên theo tiến độ khai thác, mức độ kiên cố của đường không cho phép đầu tư lớn, vì vậy hiệu quả sử dụng ở mức độ an toàn thấp. - Thiết bị vận tải: Rất đa dạng vì sản lượng khai thác ở các công trường khác nhau, địa hình chuyên chở cũng rất khác. Cho nên có những thiết bị vận tải làm việc theo chiều đứng thẳng, có những thiết bị vận tải trên đường bằng, đường nghiêng, thậm chí là đường dây. Có loại kích thước nhỏ, có loại kích thước rất lớn. - Tổ chức sản xuất: Đối với những công việc vận chuyển nói chung là rất nặng nhọc đối với tất cả các công việc sản xuất. Vì vậy khối lượng công việc cho qui trình sản xuất, số công nhân đầu tư cho công việc lớn, thậm chí có những xí nghiệp chiếm tới 2/3 số công nhân của xí nghiệp. Để đảm bảo an toàn cho quá trình vận tải, công việc tổ chức mạng lưới an toàn, tín hiệu an toàn phải đảm bảo tốt. Nói chung các máy vận tải phải có kích thước nhỏ gọn, có độ bền cao, chịu mài mòn lớn, tin cậy và an toàn khi làm vệc, có khả năng phòng nổ, dễ tháo lắp thay thế cũng như dể thay đổi chiều dài công tác và các thông số khác khi làm việc. Việc lựa chọn đúng đắn sơ đồ công nghệ vân tải, tính toán chính xác các thông số kỹ thuật của hệ thống, việc sử dụng các máy móc có chất lượng và độ tin cậy cao, cũng như thường xuyên bảo dưỡng sửa chữa kịp thời sẽ là nhân tố đảm bảo cho sản xuất ổn định an toàn và nâng cao năng suất khai thác hạ giá thành sản phẩm. 1.1.3. Phân loại thiết bị vận tải. Hiện nay trong cá xí nghiệp mỏ có một số lượng lớn máy vận tải khác nhau đang làm vệc. Chúng khác nhau về nguyn lý hoạt động, phương pháp vận chuyển vật liệu, về cấu trúc và các đặc trưng khác. Theo nguyên lý hoạt động, các phương tiện vận tải được chia ra loại làm việc liên tục và loại làm việc theo chu kỳ. Thiết bị hoạt động liên tục vận chuyển vật liệu thành dòng liên tục từ điểm chất tải đến điểm dỡ tải. Thiết bị làm việc theo chu kỳ chuyển vật liệu theo từng chu kỳ, sau mỗi chu kỳ các nguyên công như chất tải, dỡ tải, ma nơ lại được lặp lại. Theo phương pháp vận tải có thết bị vận tải theo nguyên lý lăn hoặc trượt, hoặc vật liệu nằm trên các ộ phận mang tải, hoặc vật liệu chuyển trong môi trường nước và khí. 5
Theo dạng của bộ phận kéo máy vận tải được chia ra loại có xích kéo, loại băng, loại cáp kéo. Loại có bánh xe dẫn động hoặc thết bị không có bộ phận kéo (băng tải lắc, băng tải rung, vận tải bằng sức nước, sức khí, trọng lực). Theo dạng của bộ phận mang tải người ta phân ra máy có bộ phận mang tải chuyển động, máy có bộ phận mang tải dao động hoặc không chuyển động (máng, ống, bàn trượt). Máy chất tải, máy cấp liệu, cửa tháo, quang ật, máy đẩy goòng được liệt vào thiết bị vận tải phụ (hay gọi là thiết bị phối hợp) Việc phân loại theo nguyên lý hoạt động được sử dụng khi tính toán năng suất vận tải cảu thiết bị, phân loại theo dạng bộ phận kéo và mang tải được sử dụng khi ngiên cứu lý thuyết hoạt động của chúng. Còn phân loại theo kết cấu được sủ dụng khi nghiên cứu cấu trúc của máy. Hiện nay ở nước ta do thiết bị nhập từ nhiều nước khác nhau, nên các máy vận tải cũng rất đa dạng, nhiều kiểu và chủng loại. Tuy nhiên việc tính toán các thiết bị và các sơ đồ công nghệ đều dựa trên những nguyên lý cơ bản thống nhất chung. 1.1.4. Vật liệu vận tải. Trong các xí nghiệp mỏ vật liệu vận tải được chia làm hai dạng: ở thể tơi vụ (khoáng sản có ích, đất đá, vật liệu chèn lò) và ở thể nghuên khối (máy móc, thiết bị, vật liệu chống lò, vật liệu phụ). Vật liệu ở thể rời được đặc trưng bằng độ hạt (thành phần cỡ hạt), khối lượng riêng, góc nghỉ tự nhiên, độ mài mòn, độ ẩm, độ dính kết và các tính chất khác. Vật liệu ở thể nguyên được đặc trưng bằng hình dáng, kích thước bao và khối lượng của nó. Khi lựa chọn thiết bị vân tải cần phải chú ý đến những đặc tính ở trên bởi vì hình dáng, kích thước, tính chất cơ lý của chúng là những thông số quan trọng quyết định cấu trúc của máy đặc biệt là kết cấu của bộ phận công tác. Cỡ hạt của cục vật liệu là kích thước lớn nhất của nó theo ba phương vuông góc với nhau. Kích thước đó được gọi qui ước là chiều dài của cục vật liệu d (mm). Tùy theo mức động đồng đều của các hạt mà vật liệu vận tải ở thể rời được chia ra loại chưa phấn cấp và loại đã phân cấp. Loại chưa phân cấp có tỷ số giữa kích thước của cục vật liệu lớn nhất và nhỏ nhất lớn hơn hoặc bằng 2,5; còn loại đã phân cấp thì tỷ số đó nhỏ hơn 2,5. 6
Đối với vật liệu chưa phân cấp nếu khối lượng của các cục vật liệu có kích thước từ (0,8 – 1,0) dmax (kích thước của cục vật liệu lớn nhất) chiếm tỷ lệ nhỏ hơn 10% khối lượng của mẫu đo, thì kích thước đại diện dùng để tính toán sẽ được lấy d = 0,8dmax. Còn nếu khối lượng lớn chiếm tỷ lệ lớn hơn 10% khối lượng của mẫu thì kích thước đại diện sẽ được lấy d = dmax. Đối với vật liệu đã phân cấp, sử dụng kích thước trung bình để tính toán. DTB = (dmax + dmin)/2 (mm) Trong đó dmax, dmin là kích thước lớn nhất và bé nhất của cục vật liệu thường được lấy theo kích thước giới hạn trên và giới hạn dưới của mỗi cấp sàng. Tùy theo độ lớn của hạt vật liệu mà nó được chia ra dạng bụi (có kích thước nhỏ hơn 0,05 mm); dạng mùn (có kích thước từ 0,05 đến 0,5 mm); dạng hạt (có kích thước từ 0,5 đến 10 mm); dạng cục bé (từ 10 đến 60 mm); cục trung bình (từ 60 đến 160 mm); cục lớn (kích thước lớn hơn 160 mm). - Khối lượng riêng của vật liệu vận tải  (t/m3). Là khối lượng của một đơn vị thể tích của vật liệu vận tải ở thể rời. Nó phụ thuộc vào tính chất vật lý, mức độ nghiền nhỏ, độ lèn chặt của vật liệu (khối lượng riêng ở dạng nguyên khối). Tỷ số giữa mật độ của vật liệu vận tải và khối lượng riêng của nó được gọi là hệ số tơi vụn (hệ số nở rời). Phụ thuộc vào phương pháp phá vỡ khối vật liệu, tính chất cơ lý của đất đá mỏ mà hệ số nở rời thay đổi trong phạp vi từ (1,1 – 1,4) (với đất đá mềm và than); đến (1,6 – 1,8) (đối với đất đá cứng). Theo khối lượng riêng, vận tải được phân ra loại nhẹ ( đến 0,6 t/m3); loại trung bình ( = 0,6 – 1,1 t/m3); loại nặng ( = 1,1 - 2 t/m3); và rất nặng ( > 2 t/m3). Dưới đây là khối lượng riêng của một số vật liệu vận tải thường gặp Tên vật liệu vận tải , t/m3 Bụi than 0,4 – 0,7 Than nâu 0,65 – 0,75 Than đá 0,80 – 0,95 Than an-tra-xít cục nhỏ, khô 0,80 – 0,95 7
Than an-tra-xít cục to 0,95 – 1,0 Quặng man-gan 1,40 – 2,0 Quặng sắt: - Sắt nâu 1,2 – 2,0 - Sắt đỏ 2,0 – 2,8 - Sắt từ 2,5 – 3,0 Đá vôi, đá, cát, sét...... 1,5 – 2,0 Khối lượng riêng của vật liệu vận tải là thông số chính quyết định năng suất của thiết bị. - Góc nghỉ tự nhiên của vật liệu (, độ). Là góc nghiêng của mặt dốc hình nón được tạo thành khi đổ tự do vật liệu rời trên mặt phẳng nằm ngang. Góc nghỉ tự nhiên phụ thuộc vào kích thước, hình dáng của cục vật liệu, vào độ ẩm và độ dính kết, vì vậy nó không phải là hằng số đối với một loại vật liệu vận tải. Hình góc nghỉ tự nhiên Khi vận tải vạt liệu rời do rung động góc nghỉ tự nhiên giảm đi và chỉ còn giá trị ’ = (0,35 – 0,7)  Bảng giá trị trung bình của góc nghỉ tự nhiên của một số vật liệu ở trạng thái tĩnh  và động ’. Vật liệu vận tải  (độ) ’ (độ) Đất sét ẩm 10 –15 6 – 10 Cát 25 – 30 16 – 21 Đất mịn 20 – 35 13 – 24 Than chưa phân cấp 30 – 40 18 – 28 Than an-tra-xít 35 – 40 24 – 28 Sét sạch 28 – 40 17 – 28 Muối khoáng 35 – 45 22 – 31 Đất đá ẩm, đá vôi 40 – 45 25 – 31 Quặng kim loại đen và mầu 45 – 50 30 -35 Tro khô 50 40 8
Giá trị của góc nghỉ tự nhiên ảnh hưởng đến diện tích tiết diện ngang của vật liệu nằm trên các bộ phận mang tải, và do vậy nó ảnh hưởng đến năng suất của thết bị vận tải. Ngoài những đặc trưng chính nêu trên các yếu tố phụ như độ ẩm của vật liệu vận tải, độ mài mòn, dộ dính bết của chúng và các tính chất khác cũng đóng vai trò không nhỏ trong việc lựa chọn các phương án vận tải, trong việc tính toán kiểm tra thiết bị và cần phải khảo sát tỉ mỉ trong các trường hợp cụ thể. Để chở người đến nơi làm việc và ngược lại, cần phải áp dụng các phương tiện vận tải đặc biệt, vừa phải đẩm bảo thời gian vận tải, vừa phải đảm bảo an toàn tuyệt đối. 1.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHO CÁC THIẾT BỊ VẬN TẢI MỎ 1.2.1. Mục đích. - Để tính toán ra các thông số thiết kế, tính được kích thước, các thông số kỹ thuật của các thiết bị dành cho những nhà chế tạo. - Dành cho cán bộ lựa chọn thiết bị để phù hợp với yêu cầu. Hoặc tính toán kiểm tra lại xem thiết bị đó có còn phù hợp với yêu cầu sản xuất nữa hay không. 1.2.2. Tính toán năng suất. Năng suất của máy hay thiết bị vận tải là lượng vật liệu chuyên chở được trong một đơn vị thời gian và được biểu thị theo đơn vị khối lượng Q(t/h) hay theo đơn vị tể tích V(m3/h). Giữa các đại lượng đó có mối liên hệ: Q = V. Trong vài trường hợp năng suất được xác định bằng số lượng vật liệu Q(t) chuyên chở được trên một khoảng cách nhất định L(km) và được biểu thị theo công qui ước QL(t-km). Có ba loại năng suất: năng suất tính toán Qt(t/h), tương ứng với khối lượng vật liệu vận tải lớn nhất cần phải chuyên chở. Năng suất kỹ thuật Q(t/h), tương ứng với việc sử dụng toàn bộ khả năng làm việc cảu máy hay thiết bị. Năng suất làm việc (hay năng suất thực tế) Qtt (t/h) tương ứng với lượng vật liệu chuyên chở được trong một đơn vị thời gian theo điều kiên sản xuất cho trước. Năng suất thường được tính toán theo năng suất hàng ca, hàng ngày, hàng giờ. Dựa vảo sản lượng chung của mỏ năng suất ca được tính: 9
Aca = (An/nng .nca) (T/ca) An: Sản lượng hàng năm của mỏ hay công trường (tấn/năm) nng: Số ngày làm việc trong năm( thường 300-350 ngày) nca: Số ca làm việc trong ngày Ap: Vật liệu phụ phải vận chuyển (đất, đá, chèn, cát ...) Trong tính toán các thông số kỹ thuật thường sử dụng năng suất trung bình trên giờ: QTB = Aca/T (T/h) Trong đó T là thời gian làm việc của thiết bị trong một ca: T = Ktg .T0 T0: Thời gian làm việc của một ca Ktg: Hệ số sử dụng thời gian có tính đến côgn việc tra dầu giữa ca, kiểm tra đột suất, tính đến quá trình sản xuất không ổn định v.v...Thường Ktg = 0,75-0,9 thậm chí có những nơi chỉ còn 0,5. Năng suất trung bình chưa thể hiện được thực tế sản xuất, vì năng suất thực tế có lúc tăng, lúc giảm. Cho nên thiết bị vận tải cũng phải đảm bảo khả năng tăng giảm này, vì vậy năng suất được tính. Q = kdt .QTB kdt: hệ số dự trữ công suất được lấy = 1,1-1,2 ở những tuyến vận tải có năng suất ổn định như tuyến vận tải từ nhà sàng đến bến cảng hoặc nơi tiêu thụ thì kdt có thể lấy = 1. 1.2.3. Quan hệ giữa năng suất thiết kế với các thông số chính của thiết bị. Năng suất được tính theo công thưc: Q = 3600F0v (T/h) F0: Tiết diện ngang của bộ phận mang hàng (m2) v: vận tốc di chuyển của vật liệu (m/s) : Hệ số chất đầy của thiết bị trên tiết diện : Trọng khối rời của hàng Nếu ta biết trọng lượng hàng trên 1m chiều dài của thiết bị là q (kg/m) thì ta tính được năng suất Q: Q = 3,6qv (T/h) hoặc Q = qv (kg/m) Vì vậy: q = Q/3,6v (kg/m) = Q/0,36v (N/m) 10
Nếu thiết bị vận tải không liên tục mang tính chất chu kỳ thì năng suất thiết kế với các thông số chính của thiết bị như sau: Q = G.n (T/h) G: là lượng hàng chứa được trong một thùng xe n: Số lần (bốc, rót) thùng xe trong một giờ hoặc số cu kỳ thực hiện được trong một giờ. Nếu ta gọi Z là số thùng xe sử dụng ở một khu vực ta có thể tính được số thùng xe bốc, rót trong một giờ. n = 3600Z /Tck Tck: Thời gian thực hiện chu kỳ Tuy vậy đối với thiết bị vận tải theo chu kỳ thì không thể tránh khỏi thời gian chở không, thời gian tránh nhau hoặc thời gian gián đoạn ở các trạm bốc dỡ tải. Tck = (2L/vTB)+ (s) L: Chiều dài quãng đường vận chuyển vTB: Vận tốc di chuyển trung bình của hàng : Tổng thời gian gián đoạn lấy trong sơ đồ vận tải. 1.2.4. Tính sức kéo và công suất động cơ cho thiết bị vận tải. Công thức tính công suất động cơ nói chung: N = (W0 .v)/102  (kW) W0: Sức kéo trên trục dẫn động của thiết bị (kg) : Hiệu suất truyền động, tính đến sự mất mát công suất do tổn hao trong bộ truyền động, tổn hao do vật liệu và các thiết bị dẫn hướng ....Vì vậy 
Khi hàng chuyển động xuống dốc lấy dấu (-) Công suất của động cơ: (kW) Kdt = 1,15-1,25 là hệ số dự trữ công suất cho động cơ Hiệu suất truyền động  = 0,85-0,9 Đối với các thiết bị làm việc theo chu kỳ: (kW) 12
CHƯƠNG 2 VẬN TẢI BĂNG TRỌNG LỰC 2.1. KHÁI NIỆM. Nội dung của phương pháp này là cho hàng rời tự chảy, tự chạy (trượt) từ trên xuống dưới theo vát định hướng hay theo nền lò. Khi độ dốc mặt nghiêng lớn, các cục vật liệu to hầu hết chuyển động lăn. Khi độ dốc thấp , kích thước nhỏ, các hạt vật liệu chuyển động tự trượt. Trong vận tải mỏ đại đa số các cục vật liệu có kích thước nhỏ nên chúng chuyển động trượt trên máng là chủ yếu. Mỗi một dạng chuyển động kể trên đều tuân theo những đặc tính riêng ảnh hưởng tới khả năng thông qua, độ mài mòn thiết bị, độ vỡ vụn của vật liệu vân tải. Ưu điểm của phương pháp này là thiết bị đơn giản kích thước tiết diện ngang nhỏ, không cần phải máy móc chuyển động (không sử dụng động cơ) nên không tiêu hao năng lượng, năng suất cao di chuyển máng dễ dàng. Tuy vậy đòi hỏi phải có độ dốc cần thiết, khi hàng chảy có thể nát, vỡ, sinh bụi ảnh hưởng đến chất lượng của than quặng.Quá trình làm việc phụ thuộc vào đặc tính của vật liệu,điều kiện khí hậu, điều kiện địa hình và điều kiện an toàn lao động. Phương pháp này thường được áp dụng: - Vận chuyển than ở lò chợ, những vỉa dốc hay nghiêng dùng để thả vật liệu chèn chống lò xuống. - Chuyển quặng hay than, vật liệu chèn chống lò theo các lò đứng, nghiêng từ tầng trên xuống tầng dưới. - Trên mặt bằng dược sử dụng trong các nhà sàng tuyển. Thiết bị vận tải bằng trọng lực có thể: - Trượt trực tiếp trên nền lò - Sử dụng các tấm lót trên nền lò như máng, ống gỗ hay kim loại - Thiết bị đặc biệt như máng xoắn Phương pháp vận tải bằng trọng lực còn được sử dụng kết hợp với thiết bị cơ giới để điều chỉnh tốc độ di chuyển của hàng hoá. 2.2. ĐIỀU KIỆN CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT LIỆU. Xét một vật có trọng lượng là G, nằm trên mặt phẳng nghiêng có góc nghiêng là . Ta phân trọng lượng G làm hai thành phần: P = Gsin và Fms = fGcos 13
Giả sử trọng vật chuyển động đi xuống ta có phương trình chuyển động: P0 = P - F = Gsin - fGcos = G(sin - fcos ) P0 = G(tg - f) - Nếu P0 < 0 thì tg < f thì vật không thể trượt xuống được - Nếu P0 > 0 thì tg > f thì vật trượt xuống được f: Là hệ số ma sát nó phụ thuộc vào vật liệu của nền và trọng vật Dựa vào mối quan hệ của tg và f người ta tính được: - Than trượt trên nền lò tì f = 0,7 - 0,8 để than trượt được tính được = 350 - 380 - Than trượt trên gỗ f = 0,6 - 0,7 để than trượt được tính được = 310 - 350 - Than trượt trên thép f = 0,3 - 0,5 để than trượt được tính được = 170 - 250 2.3. VẬN TỐC CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT TRÊN MẶT PHẲNG NGHÊNG. Trong thực tế nhiều vị trí người ta phải hạn chế tốc độ di chuyển của vật (than, quặng) do góc dốc lớn. Nhưng cũng có những vị trí cần phải tác dụng thêm lực vào vật để chuyển động như ý muốn nếu góc dốc nhỏ. Theo định luật II Niu tơn nhận được: Fqt = F Hay: a = g(sinβ-fcosβ) Đây chính là phương trình vi phân chuyển động của vật trượt trên mặt phẳng nghiêng. Tính theo thời gian vận tải ta có phương trình: v = v0 + g(sin - fcos )t v0: Vận tốc ban đầu t: thời gian chuyển động Liên hệ giữa vận tốc và chiều dài quảng đường mà vật đi qua theo công thức bảo toàn trọng lượng ta có: Hay: - Nếu thì vật chuyển động chậm dần đến v = 0 ta tính được quãng đường chuyển động của vật: (m) 14
Nếu muốn vật tiếp tục chuyển động ta phải truyền cho vật một ngoại lực. - Nếu thì chuyển động của vật tăng dần ta tính được: Ta thấy rằng vận tốc tăng dần theo quãng đường nhiều khi rất lớn, điều kiện chuyển động trượt của vật biến thành lăn làm than quặng nát vụn hoặc gây nguy hiểm cho người và thiết bị. Vì vậy trong tính toán ta phải hạn chế tốc độ của vật, vận tốc cuối cho phép v = [2 - 2,5] (m/s). Tuy nhiên vận tốc cuối của vật không được nhỏ quá vì không đảm bảo năng suất và hay bị ách tắc. Vì vậy trong thực tế cần phải điều chỉnh vận tốc của vật trượt. Từ các công thức tính toán ta thấy rằng muốn tăng tốc độ cuối của vật có thể tăng vận tốc đầu v0, tăng chiều dài vận tải L, tăng góc nghiêng β và giảm hệ số ma sát f. Trong thực tế vận tốc ban đầu là đại lượng cho trước khó thay đổi. Muốn tăng góc nghiêng cần phải làm thêm các giá đỡ phụ để đặt máng, còn muốn giảm hệ số ma sát có thể sử dụng máng sứ. Muốn giảm vận tốc cuối có thể giảm chiều dài L, giảm góc nghiêng và tăng hệ số ma sát. Để giảm chiều dài có thể dùng phương pháp phân đoạn và thả vật liệu theo từng nấc. Còn muốn giảm góc nghiêng cần phải hạ địa hình hoặc cho vật liệu trượt theo đường xiên. 2.4. TÍNH NĂNG SUẤT VẬN TẢI BẰNG MÁNG TRƯỢT. Năng suất của máng trượt được tính theo năng suất tính toán chung. Q = 3600F0v (T/h) F0: Tiết diện ngang của máng (m2) v: vận tốc (m/s) : Hệ số tải đầy, khi v = vmin thì  = 0,5 - 0,6 : Trọng khối (T/m3) Qui tắc an toàn khi sử dụng máng trượt. Khi sử dụng vận tải bằng máng trượt cần phải tuân theo đúng các điều chỉ dẫn về kỹ thuật an toàn. Trong trường hợp ở lò thượng từ tầng trên xuống tầng dưới có hai hay nhiều ngăn, người ta chống cách ngăn giữa ngăn người đi lại và ngăn vận chuyển bằng các cách gỗ chắc chắn suốt dọc lò thượng. Mỗi một đoạn thì cần phải có một cửa 15
sổ để quan sát cách nhau khoảng từ 3m - 5m, đối với ngăn có người đi lại có chiều rộng tối thiểu là 0,8m CHƯƠNG III VẬN TẢI BẰNG BĂNG TẢI 3.1. KHÁI NIỆM. 3.1.1. Phạm vi sử dụng Băng tải là loại thiết bị vận tải liên tục dùng để chở khoáng sản có ích, đất đá thải, vật liệu xây dựng…Nó được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau như xây dựng, hóa chất, thực phẩm, luyện kim, nông nghiệp và đặc biệt là trong nền công nghiệp khai thác khoáng sản. Tuy vậy hạn chế nhất là độ dốc của tuyến vận tải, khi vận tải từ dưới lên, ngóc nghiêng   17 - 180, nếu lớn hơn quặng có thể tự lăn xuống, việc sử dụng độ dốc hợp lý còn thuộc kích thước quặng và độ ẩm của chúng. Ví dụ than cảm ẩm ướt góc  = 19 - 200. Nếu tải quặng đi xuống để tránh quặng lăn khỏi băng   150. Trong các mỏ hầm lò băng tải thường được đặt ở các lò vận chuyển chính, lò xuyên vỉa, ở các tuyến tập trung trên mặt bằng của mỏ. Trong các mỏ lộ thiên, băng tải có thể đặt ở các tầng công tác để chở đất đá ra bãi thải, chở khoáng sản có ích về nhà máy tuyển, hoặc đặt trên các hào chính để vận chuyển tập trung từ các tầng về bãi chứa. Trong các nhà máy tuyển khoáng băng tải được dùng để chuyển khoáng sản từ khâu tuyển này đến khâu tuyển khác, hoặc chở đất đá ra bãi thải. 3.1.2. Ưu nhược điểm khi sử dụng băng tải so với máng cào Băng tải khi làm việc thì quặng nghỉ trên mặt băng, băng chuyển động để chuyển quặng từ điểm rót quặng đến điểm đổ quặng 3.1.2.1. Ưu điểm - Chạy êm, tốc độ nhanh nên cho sản lượng lớn. - Tiêu hao điện năng ít, chỉ bằng 1/3 - 1/5 điện năng tiêu thụ của máng cào nếu so sánh hai loại thiết bị có cùng công suất. - Chiều dài công tác lớn 300 - 400m, trở lực nhỏ, với những băng tải đặc biệt thì chiều dài tuyến có thể lớn hơn nhiều tới hàng chục km. - Vật liệu ít bị vỡ vụn đảm bảo chất lượng. 3.1.2.2. Khuyết điểm 16
- Tầm băng cao hơn so với máng cào cho nên việc bốc rót quặng khó khăn. - Tháo lắp phức tạp, di chuyển phức tạp. - Giá thành băng tải lớn hơn vì băng cao su và ổ bi đắt tiền do đó làm cho vốn đầu tư cơ bản lớn. - Ở những mặt công tác có chấn động và va đập thì không sử dụng được băng tải. - không vận tải được đất đá quá cỡ hoặc dính bết. 3.2. CẤU TẠO NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA BĂNG TẢI. 3.2.1. Cấu tạo cơ bản (có trong tập bản vẽ) 3.2.2. Nguyên tắc làm việc: Dựa trên sơ đồ động học của tuyến băng trình bày được nguyên tắc làm việc của băng tải như sau: Băng cao su được quấn vòng quay tang quay chính và tang quay phụ, truyền động từ động cơ qua bộ truyền làm cho tang quay chính quay nhờ lực ma sát giữa băng và tang, băng nhận được chuyển động đưa quặng (nằm nghỉ tĩnh tại trên mặt băng) từ điểm nhận quặng đến điểm rót quặng. 3.3. CẤU TẠO TẤM BĂNG 3.3.1. Băng cao su Băng cao su là bộ phận chính của băng tải, chịu sức căng lớn nhất để vận chuyển quặng nó rất đắt nhưng lại chóng hỏng. Vì vậy cần phải có độ bền cao, cho nên yêu cầu băng phải có sức chống kéo và độ chịu mài mòn lớn. Chiều dày của băng nhỏ, ít bị cứa rách và xước ở mép, dễ uốn trong hai mặt phẳng, cấu tạo băng như hình vẽ trong tập bản vẽ gồm có: Lớp cao su bọc ngoài Lớp vải sợi pháp trong hoặc lớp thép Lớp cao su liên kết giữa các lớp bố Lớp cao su bọc ngoài thường lớp trên dầy hơn lớp dưới. Lớp trên thường là 3mm, dưới là 1mm, cũng có những loại lớp trên = lớp dưới = 2mm Cấu tạo của băng gồm lớp sợi bố được ép dính vào nhau nhờ cao su hấp nóng. Ở hai mặt trên và dưới , hai mép bên được phủ một lớp cao su dày để bảo vệ băng khỏi bị ẩm, cống các tác dụng cơ học khác khi làm việc. 17
Số lớp bố phụ thuộc vào bề rộng của băng thường có quan hệ như sau: nếu gọi về rộng của băng là B(mm) B = 400 thì i = 3  5 lớp B = 500 thì i = 3  6 lớp B = 650 thì i = 3  7 lớp B = 700 thì i = 4  7 lớp B = 800 thì i = 4  8 lớp B = 900 thì i = 5  9 lớp B = 1000 thì i = 5  10 lớp Một số băng có bề rộng lớn hơn thì số lớp vải sợi được tra trong lý lịch của băng đó Bề dày của lớp vải sợi thường = 1,25mm đôi khi có loại tới 1,3  1,35mm - Độ bền của băng được đặc trưng bởi lực kéo đứt, có tài liệu ký hiệu Kd, Pd - Đối với loại có lớp vải sợi dày 1,25mm lực kéo đứt = 500N/cm2 3.3.2. Các phương pháp nối năng (có phụ lục cụ thể) Khi sản xuất băng thì mỗi cuộn băng, cuộn dài nhất có thể tới hàng trăm mét, khi sử dụng tùy theo tuyến vận tải mà ta phải tính toán chiều dài của băng cho phù hợp sau đó 2 đầu được nối với nhau bằng các phương pháp sau: a. Phương pháp nối băng bằng bản lề Đặc điểm loại này tháo lắp đơn giản nhưng khi chỗ nối đi qua tang quay sinh ra va đạp và ứng suất lớn làm hiệu suất chuyển động và thuổi thọ mối nối thấp, những loại này sử dụng thích hợp ở những băng tải di chuyển thường xuyên và loại băng phải tháo lắp băng nhiều lần. b. Nối băng bằng đinh tán Ta cắt 2 đầu băng hình bán nguyệt đặt chống lên nhau sao cho khi mối nối chạy qua băng thì không bị vấp vì vậy phải dùng mũi tên đánh dấu chiều chuyển động của băng sau đó xác định những lỗ khoan để tán đinh, chú ý khi tán ta tán xí nghiệp đinh định vị trước để tránh sự sai lệch dần cho những đinh sau. Dùng phương pháp này độ bền nối được đảm bảo, dễ uốn hơn những bản lề tán đinh mất thời gian, cần chính xác cho nên chỉ sử dụng ở những tuyến băng tăng giảm phục vụ lớn, và ít phải di chuyển c. Phương pháp nối băng bằng móc câu 18
Người ra dùng những móc thép vào 2 mép băng rồi chúng được móc vào nhau để nối. Dùng phương pháp này ứng suất của chỗ nối là lớn, tuổi thọ của mối nối ngắn, hiệu suất truyền động kém, khi chuyển động qua tay quay gây tiếng ồn, những phương pháp này dễ tháo lắp, chỉ sử dụng cho những truyền băng có công suất nhỏ và phải di chuyển tuyến băng thường xuyên. d. Phương pháp nối băng bằng lưu hóa Người ta cắt hai mép băng hình bậc thang sao cho khi ghép vào nhau thì chúng trùng khớp sau đó cố định những lớp bố, đánh sạch lớp cắt sau đó dùng một loại nhựa đặc biệt để dán, ép, quy trình dán được giới thiệu từng loại nhựa, phương pháp này hiện đang được sử dụng có hiệu quả bởi vì mối nối dễ uốn gấp, độ bền phụ thuộc kỹ thuật nối, phương pháp này sử dụng ở những tuyến băng có tuổi thọ và ổn định, ít di chuyển, sợi thép. 3.5. CƠ CẤU CĂNG BĂNG. - Đuôi băng: gồm khung đuôi, tang bị động và cơ cấu căng băng. Khung băng thường được đặt trên bệ xi măng để dễ dàng dịch chuyển trong quá trình căng băng - Hệ thống căng băng - Hiện chúng ra đang sử dụng 2 phương pháp chính 3.5.1. Căng băng đối trọng: Phương pháp này có thể kéo cả trục bị động lùi lại Phương pháp dùng đối trọng có những ưu điểm là lực căng chính xác trong quá trình làm việc băng không bị dãn quá mức khi tải trọng lớn. Nhưng đòi hỏi vị trí lắp đặt bằngphải có đủ không gian để chứa cơ cấu. 3.5.2. Căng bằng vít tăng: (cơ cấu vít me - êcu) Loại này có ưu điểm là nhỏ, gọn, chiếm ít diện tích nhưng khi tải trọng của băng thay đổi thì băng hay bị dãn. Loại này được sử dụng ở những vị trí không gian chật hẹp như các băng tải làm việc trong công trình ngầm. 3.6. CON LĂN VÀ GIÁ ĐỠ. Để cho tuyến băng tài được dài ra thì các con lăn đỡ băng phải đặt trên một khung đỡ và nối với nhau để tạo thành tuyến băng. 3.6.1. Giá đỡ Có 2 loại, giá cố định và giá có thể tháo rời được. 19
Giá đỡ là những thanh kim loại được chế tạo từ thép định hình hoặc thép ống nối với nhau bằng mối hàn hoặc bu lông. Ở phía trên giá đỡ gắn các con lăn đỡ băng nhánh có tải, ở khoảng giữa đặt các con lăn đỡ băng nhánh không tải. Các giá đỡ này được liên kết với nhau bằng và đợc gắn chặt trên các thanh gỗ hoặc trên nền tạo thành bộ khung vững chắc chịu tải. 3.6.2. Con lăn đỡ băng Có 2 loại, loại có một con lăn đỡ gọi là băng phẳng, loại có 2,3 con lăn đỡ gọi là băng lòng máng Các con lăn băng có dạng trụ tròn bằng thép, quay quanh trục gắn trên giá đỡ, có tể dùng ổ trượt hoặc ổ bi để làm ổ đỡ. Trên nhánh có tải có thể dùng một, hai hoặc nhiều con lăn. Đường kính của con lăn phụ thuộc tốc độ của băng, để đảm bảo độ bền cho con lăn thì tốc độ quay của nó không quá 300 vòng/phút. Tốc độ con lăn được tính: 60v nL = (vòng/phút) d nL: Tốc độ quay của con lăn (vòng/phút) v: Tốc độ quay của băng (m/s) D: Đường kính của con lăn (m) Sau khi tính toán xong thì điều kiện sử dụng cho phép của con lăn là n L  300 (vòng/phút) 3.6.3. Hiện tượng bị lệch băng và cách chống lệch băng Trong quá trình làm việc băng có thể bị lệch sang một bên, mép băng cọ sát vào giá đỡ con lăn làm cho băng hư hại rất nhanh. Ở thực tế còn có hiện tượng "bay băng". Trường hợp này xảy ra khi băng tải vật liệu đi xuống với góc độ lớn, thiết bị căng băng bị hỏng làm cho băng bị chùng quá, mặc dù đã phanh hãm tang quay chính. Nhưng do thành phần trọng lượng của băng và quặng, băng vẫn tiếp tục chuyển động xuống, người ta gọi là hiện tượng "bay băng" (rất nguy hiểm). * Nguyên nhân của sự lệch băng: - Đổ quặng không cân, không đều - Khi lắp băng tâm của đầu máy, đuôi máy và tuyến băng không trùng nhau - Một số giá đỡ con lăn bị lệch hoặc có một số con lăn bị kẹt không quay. * Chống lệch băng: Ngoài phương pháp gia cố cần thiết người ra còn sử dụng các con lăn đứng để đẩy băng vào. 20