Tính toán và thiết kế băng tải cao su ngang

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BĂNG TẢI CAO SU NGANG --------------------- PHẦN 1: GIỚI THIỆU 1. Băng tải là gì. - Băng tải là một thiết bị xử lý vật liệu cơ khí di chuyển hàng hóa, vật tư từ nơi này đến nơi khác trong một đường dẫn xác định trước . Băng tải đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng liên quan đến việc vận chuyển vật liệu nặng hoặc cồng kềnh. Hệ thống băng tải cho phép vận chuyển nhanh chóng và hiệu quả đối với nhiều loại vật liệu. Bên cạnh đó là sản xuất, băng chuyền giảm nguy cơ chấn thương lưng, đầu gối, vai và chấn thương chỉnh hình khác. - Việc sử dụng băng tải công nghiệp khác nhau tùy theo vị trí, loại sản phẩm đang được di chuyển, khoảng cách mà đối tượng sẽ được di chuyển. Tiêu chuẩn cho băng tải được đo lường và xác định bởi tải trọng tối đa, trọng lượng của sản phẩm, số lượng các mảnh trên một đơn vị thời gian, tải trọng, tốc độ và dòng chảy của vật liệu. - Có hai loại chính của băng tải trong sản xuất hiện nay. Băng tải cao su là loại phổ biến nhất. Một băng tải cao su thường là một vành đai vô tận làm của một số loại vải hay cao su. Các vòng cao su di chuyển giữa các ròng rọc với hỗ trợ tại các điểm trung gian dọc theo chu vi vành đai. Băng tải cao su có thể mang theo nhiều loại vật liệu khác nhau. Các vật liệu có thể là những tảng đá có kích thước như quặng hoặc bột nguyên chất. Tốc độ sẽ khác nhau tùy theo nhu cầu của các thiết bị sản phẩm và chế biến. - Băng tải PVC gồm nhiều cách để chứa sản phẩm. Bảng Air và bảng chuyển bóng được sử dụng khi vị trí của một sản phẩm là cần thiết. Chúng cũng được sử dụng để di chuyển sản phẩm từ một đường chuyền cho bất kỳ một số băng tải khác được kết nối. Băng tải đứng, băng tải cao su và dây chuyền băng tải làm việc để có được những vật liệu di chuyển. - Băng tải được sử dụng để sắp xếp, tham gia, riêng biệt, xác định và trộn các sản phẩm để vận chuyển đến các địa điểm cụ thể. Sắp xếp có thể tính theo trọng lượng, kích thước, hình dạng,... cho phép phân chia các mặt hàng một cách đặc trưng, hoặc thiết lập các đặc biệt theo yêu cầu của khách hàng. Ví dụ, một băng chuyền sẽ sắp xếp vật liệu theo kim loại và kim loại màu. - Một số băng chuyền được thiết kế để vận chuyển thực phẩm hay các ứng dụng y tế,... 2. Cấu tạo băng tải. - Khung băng tải : thường được làm bằng nhôm định hình, thép sơn tĩnh điện hoặc inox. - Dây băng tải: Thường là dây băng PVC dày 2mm và 3mm hoặc dây băng PU dầy 1.5mm. - Động cơ chuyền động: Là động cơ giảm tốc công suất 0.2KW, 0.4KW, 0.75KW, 1.5KW, 2.2KW. - Bộ điều khiển băng chuyền: Thường gồm có biến tần, sensor, timer, PLC... - Cơ cấu truyền động gồm có: Rulo kéo, con lăn đỡ, nhông xích... - Hệ thống bàn thao tác trên băng chuyền thường bằng gỗ, thép hoặc inox trên mặt có dán thảm cao su chống tĩnh điện. - Hệ thống đường khí nén và đường điện có ổ cắm để lấy điện cho các máy dùng trên băng chuyền. - Ngoài ra thường có thêm đường điện chiếu sáng để công nhân thao tác lắp ráp. - Chế tạo hệ thống băng tải, băng chuyền, Thiết kế, chế tạo băng tải là việc dựa vào khảo xác hay yêu cầu của quý khách mà thiết kế băng tải phù hợp. Dựa vào kinh nghiệm thực tế, kỹ thuật để tư vấn hay dựa vào yêu cầu để thiết kế băng tải, băng chuyền, băng tải con lăn, băng tải cao su cho hoạt động hiệu quả nhất. - Chế tạo hệ thống băng tải, băng chuyền, Các loại băng tải dài, ngắn, lên xe 5 tấn hay container chúng tôi điều có tính toàn hợp lý. Đặc biệt mội trường hay vật liệu hàng hóa tải cho phù hợp như vật liệu là các cao đạm dể ăn mòn thì dùng khung sường băng tải inox 304, nếu dùng sắt bình thường vẩn được nhưng thời gian ăn mòn là hư băng tải. . .  Chúng tôi nhiều năm kinh nghiệm về băng tải, máy móc thiết bị nhà máy. chắc chắn sẽ làm cho quý khách tốt nhất. 3. Định nghĩa băng tải trong sản xuất và đời sống. - Trong sản xuất, băng tải có ý nghĩa đặc biệt quan trọng, nhất là trong công nghiệp. Các ngành công nghiệp nặng và công nghiệp nhẹ, nhờ sự xuất hiện của băng tải con lăn đã giảm tải được rất nhiều khâu trong quá trình sản xuất nhất là đối với các nhà máy xí nghiệp có lượng nguyên liệu cần vận chuyển nhiều và thường xuyên. Trong xây dựng, thiết bị này chủ yếu được dùng để chuyên chở vật liệu xây dựng từ trên xuống dưới hay từ dưới lên trên ở một độ cao nhất định, đặc biệt trên mọi địa hình.  Băng tải công nghiệp giúp giảm tải sức lao động tối đa giúp các chủ thầu tiết kiệm được tiền thuê nhân công. - Trong ngành công nghiệp nhẹ như công nghiệp chế biến, sản xuất máy móc điện tử, may mặc, gia giày băng tải có vị trí đặc biệt quan trọng giống như một mắt xích không thể tháo rời trong hệ thống. Nhờ có hệ thống này, năng suất lao động của công nhân được nhân lên đáng kể và cùng nhờ đó tỉ lệ sản phẩm làm ra cũng được tăng lên mang lại lợi nhuận lớn cho các chủ doanh nghiệp. Có thể nói băng tải công nghiệp là một trong những phát minh quan trọng nhất của con người với khả năng và tác dụng to lớn băng tải đã và đang từng ngày từng giờ trở thành một thiết bị không thể nào thiếu trong sản xuất và đời sống hàng ngày. - Băng tải cao su có nhiều loại phù hợp cho doanh nghiệp, cá nhân sản xuất trong tất cả các loại vật liệu, hàng hóa và được chia ra nhiều loại băng tải.  - Lựa chọn hệ thống băng tải phải có thể là một nhiệm vụ quá sức đối với các trung tâm kho hoặc các công ty phân phối chuyên nghiệp. Các nhà quản lý và hoạch định thường xuyên phải đối mặt với một loạt các tình huống khó xử khi cố gắng để xác định, phát triển và mua các hệ thống xử lý vật liệu "lý tưởng". - Tùy thuộc vào các hoạt động, các sản phẩm được xử lý và các yêu cầu ứng dụng, hệ thống có thể thay đổi từ rất đơn giản đến phức tạp. Trong khi các loại khác nhau của các thiết bị có sẵn để đáp ứng nhu cầu của một ứng dụng, tư duy tốt nhất khi xem xét một hệ thống băng tải là để đảm bảo hệ thống được thiết kế với đặc điểm sau: 1) Dễ dàng thích nghi với sự thay đổi nhu cầu.  2) Hoạt động an toàn;  3) Đáng tin cậy và yêu cầu bảo trì tối thiểu;  4) Sử dụng hiệu quả và thiết kế xung quanh nguyên tắc "xanh" 5) Quan trọng nhất của tất cả, hiệu quả và chi phí để hoạt động. PHẦN 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 1. Năng suất của băng. (Tấn/h). Trong đó : A : Diện tích mặt cắt ngang dòng vận chuyển (m2 ). : Khối lượng riêng tính toán của khối vật liệu (tấn/m3). V : vận tốc băng tải (m/s). s : Hệ số ảnh hưởng của góc nghiêng (độ dốc) của băng tải. 2. Công suất truyền dẫn băng tải. Công suất làm quay trục con lăn kéo băng tải được tính theo công thức sau : (KW). Trong đó, P1 là công suất cần thiết kéo băng tải không tải chuyển động theo phương ngang ; P2 là công suất cần thiết kéo băng tải có chất tải chuyển động theo phương ngang ; P3 là công suất kéo băng tải có tải chuyển động theo phương đứng (nếu băng tải có độ dốc đi lên, nếu băng tải vận chuyển vật phẩm đi xuống P3 mang giá trị âm ) ; Pt là công suất dẫn động cơ cấu gạt vật phẩm. Các thành phần công suất được tính như sau : (KW). (KW). (KW). Trong các công thức này, các đại lượng tính toán bao gồm : f : là hệ số ma sát của các ổ lăn đỡ con lăn. W : là khối lượng các bộ phận chuyển động của băng tải, không tính khối lượng vật phẩm được vận chuyển (kg). Wm : khối lượng vật phẩm phân bố trên một đơn vị dài của băng tải (kg/m), V : là vận tốc băng tải (m/phút). l : là chiều dài băng tải theo phương ngang (m). l0 : là chiều dài băng tải theo phương ngang được điều chỉnh (m). Các công thức phụ trợ: (kg). . (kg/m). Với : Wl : Khối lượng phân bố của băng tải (kg/m). Wc : Khối lượng các chi tiết quay của một cụm các con lăn đỡ tải (kg). Wr : Khối lượng các chi tiết quay của một cụm các con lăn đỡ nhánh băng tải đi về. lc : Bước các con lăn đỡ tải (m). lr : Bước các con lăn đỡ nhánh chạy không (m). : Góc dốc của băng tải. 3. Trạm dẫn động. Gồm nguồn dẫn động ( thường là động cơ điện ), hộp giảm tốc truyền chuyển động quay cho tang dẫn. Để tăng khả năng kéo cho tang dẫn, dùng biện pháp tăng hệ số ma sát ( tang chân không, tang nam châm điện từ, ), hoặc tăng góc ôm. Việc phủ trên bề mặt tang dẫn động một lớp vật liệu tăng ma sát có thể cho hệ số dính bám đến 0,35 - 0,5. Đường kính tang được xác định theo công thức: D k.Z với k là hệ số tỉ lệ Với tang dẫn : k=125 khi Z= 2 – 6 ; k = 150 khi Z = 7 – 12. Với tang căng băng và tang đổi hướng k = 50 – 125. Chiều rộng của tang nên lấy lớn hơn chiều rộng băng từ 100 – 200 mm. 4. Tính toán băng tải. Theo kinh nghiệm, chiều rộng dòng vật liệu trên băng (b) được lấy b = 0,8.B (m). Với chiều rộng hàng hóa là 0,4 (m) nên ta có : B = 0,4/0,8 = 0,5 (m). Vậy chiều rộng băng tải 500 (mm). 5. Hệ thống con lăn đỡ. Đường kính con lăn đỡ d = 108 (mm) khi B = 400 – 800 (mm). 6. Tấm băng. Cấu tạo tấm băng gồm phần lõi chịu lực và lớp bọc bảo vệ. Phần lõi thường là vải hoặc cáp đan thành tấm, phần bọc thường là cao su. Các tấm lõi vái thường làm từ sợi tơ nhân tạo có độ bền cao, chiều dày mỗi lớp từ 0,2 – 0,5 mm. Giới hạn bền của 1 mm chiều rộng một lớp vải cần đạt đến 600 – 800 N/mm. Lớp cao su một mặt để kết dính các lõi với nhau, mặt khác có tác dụng bảo vệ phần lõi, chống lại các phá hỏng do tác động cơ học và mỗi trường bên ngoài. Sức bền kéo đứt của cao su cần đạt giá trị 20 N/mm2. Số lượng các lõi phụ thuộc vào chiều rộng cảu tấm băng. Với B = 500 mm ta có Z = 3 – 6, chọn Z = 4. 7. Lực căng dây băng tải. a. Tính toán thông thường. b. Lực vòng Fp. (kg). Trong đó, P là công suất truyền dẫn (KW) ; V là vận tốc băng tải (m/ph). c. Lực căng trên 2 nhánh băng tải. (kg). (kg). Trong đó : + Fp : lực vòng (kg). + e : cơ số logarit tự nhiên. + : hệ số ma sát giữa dây đai và pu-ly. + : góc ôm giữa dây đai và pu-ly (radian). d. Lực căng phát sinh khi leo dốc. (kg) (kg) Trong đó : + F3 : Lực căng phát sinh khi kéo vật phẩm “ leo dốc”. + F3’ : Lực căng phát sinh khi kéo vật phẩm “ xuống dốc”. + l : chiều dài vận chuyển tính theo phương ngang (m). + : góc nghiêng của đường vận chuyển so với phương ngang (độ). + f : hệ số ma sát giữa dây băng tải và các con lăn đỡ. e. Lực căng tối thiểu. Lực căng tối thiểu được xác định nhằm giữ cho dây băng tải không vượt quá 2% khoảng cách giữa các con lăn. (kg). (kg). Trong đó : + F4C : Lực căng tối thiểu trên nhánh căng. + F4r : Lực căng tối thiểu trên nhánh chùng. Khi muốn an toàn hơn, có thể khống chế để dây không trượt quá 1% khoảng cách ( bước ) giữa các con lăn. (kg). (kg). PHẦN 3 : TÍNH TOÁN KIỂM BỀN TRÊN PHẦN MỀM INVENTER Frame Analysis Report Analyzed File: Khung băng tải.iam Version: 2018.1 (Build 221171000, 171) Creation Date: 12/8/2018, 10:40 PM Simulation Author: Summary:  Project Info (iProperties)  Summary Author  Project Part Number Khung băng tải Designer Cost Date Created 12/2/2018  Status Design Status WorkInProgress  Physical Mass 142.684 kg Area 119482.717 mm^2 Volume 17854.517 mm^3 Center of Gravity x=1943.994 mm y=692.897 mm z=-222.996 mm  Kiểm tra độ bền khung General objective and settings: Simulation Type Static Analysis Last Modification Date 12/8/2018, 10:26 PM  Material(s) Name Stainless Steel General Mass Density 8.000 g/cm^3 Yield Strength 250.000 MPa Ultimate Tensile Strength 540.000 MPa Stress Young's Modulus 193.000 GPa Poisson's Ratio 0.300 ul Part Name(s) ISO 60x60x3 00000024.ipt ISO 60x60x3 00000025.ipt ISO 60x60x3 00000026.ipt ISO 60x60x3 00000027.ipt ISO 60x60x3 00000054.ipt ISO 60x60x3 00000055.ipt ISO 60x60x3 00000030.ipt ISO 60x60x3 00000031.ipt ISO 60x60x3 00000032.ipt ISO 60x60x3 00000033.ipt ISO 60x60x3 00000034.ipt ISO 60x60x3 00000035.ipt ISO 60x60x3 00000036.ipt ISO 60x60x3 00000037.ipt ISO 60x60x3 00000038.ipt ISO 60x60x3 00000039.ipt ISO 60x60x3 00000040.ipt ISO 60x60x3 00000041.ipt ISO 60x60x3 00000042.ipt ISO 60x60x3 00000043.ipt ISO 60x60x3 00000044.ipt ISO 60x60x3 00000045.ipt ISO 60x60x3 00000046.ipt ISO 60x60x3 00000047.ipt ISO 60x60x3 00000056.ipt ISO 60x60x3 00000057.ipt ISO 60x60x3 00000058.ipt Name Steel, Mild General Mass Density 7.850 g/cm^3 Yield Strength 207.000 MPa Ultimate Tensile Strength 345.000 MPa Stress Young's Modulus 220.000 GPa Poisson's Ratio 0.275 ul Part Name(s) ISO 50x50x3 00000059.ipt ISO 50x50x3 00000060.ipt ISO 50x50x3 00000061.ipt ISO 50x50x3 00000062.ipt ISO 50x50x3 00000063.ipt ISO 50x50x3 00000064.ipt  Cross Section(s) Geometry Properties Section Area (A) 660.823 mm^2 Section Width 60.000 mm Section Height 60.000 mm Section Centroid (x) 30.000 mm Section Centroid (y) 30.000 mm Mechanical Properties Moment of Inertia (Ix) 351348.308 mm^4 Moment of Inertia (Iy) 351348.308 mm^4 Torsional Rigidity Modulus (J) 571000.000 mm^4 Section Modulus (Wx) 11711.610 mm^3 Section Modulus (Wy) 11711.610 mm^3 Torsional Section Modulus (Wz) 17700.000 mm^3 Reduced Shear Area (Ax) 302.197 mm^2 Reduced Shear Area (Ay) 302.197 mm^2 Part Name(s) ISO 60x60x3 00000024.ipt ISO 60x60x3 00000025.ipt ISO 60x60x3 00000026.ipt ISO 60x60x3 00000027.ipt ISO 60x60x3 00000054.ipt ISO 60x60x3 00000055.ipt ISO 60x60x3 00000030.ipt ISO 60x60x3 00000031.ipt ISO 60x60x3 00000032.ipt ISO 60x60x3 00000033.ipt ISO 60x60x3 00000034.ipt ISO 60x60x3 00000035.ipt ISO 60x60x3 00000036.ipt ISO 60x60x3 00000037.ipt ISO 60x60x3 00000038.ipt ISO 60x60x3 00000039.ipt ISO 60x60x3 00000040.ipt ISO 60x60x3 00000041.ipt ISO 60x60x3 00000042.ipt ISO 60x60x3 00000043.ipt ISO 60x60x3 00000044.ipt ISO 60x60x3 00000045.ipt ISO 60x60x3 00000046.ipt ISO 60x60x3 00000047.ipt ISO 60x60x3 00000056.ipt ISO 60x60x3 00000057.ipt ISO 60x60x3 00000058.ipt Geometry Properties Section Area (A) 540.823 mm^2 Section Width 50.000 mm Section Height 50.000 mm Section Centroid (x) 25.000 mm Section Centroid (y) 25.000 mm Mechanical Properties Moment of Inertia (Ix) 194671.362 mm^4 Moment of Inertia (Iy) 194671.362 mm^4 Torsional Rigidity Modulus (J) 321000.000 mm^4 Section Modulus (Wx) 7786.854 mm^3 Section Modulus (Wy) 7786.854 mm^3 Torsional Section Modulus (Wz) 11800.000 mm^3 Reduced Shear Area (Ax) 248.844 mm^2 Reduced Shear Area (Ay) 248.844 mm^2 Part Name(s) ISO 50x50x3 00000059.ipt ISO 50x50x3 00000060.ipt ISO 50x50x3 00000061.ipt ISO 50x50x3 00000062.ipt ISO 50x50x3 00000063.ipt ISO 50x50x3 00000064.ipt  Beam Model Nodes 96 Beams 33 - Square/Rectangular Tubes 33  Gravity Load Type Gravity Magnitude 9810.000 mm/s^2 Direction Y-  Continuous Load:1 Load Type Continuous Load Magnitude 1.000 N/mm Beam Coordinate System No Angle of Plane 270.00 deg Angle in Plane 90.00 deg Qx -0.000 N/mm Qy -1.000 N/mm Qz 0.000 N/mm Offset 0.000 mm Length 4000.000 mm End Magnitude 1.000 N/mm  Selected Reference(s) Forces Fx -558.042 N 597.156 N Fy -559.294 N 599.114 N Fz -58.710 N 1292.230 N Moments Mx -106968.352 N mm 60781.389 N mm My -61477.010 N mm 106029.037 N mm Mz -2576.509 N mm 1322.785 N mm Normal Stresses Smax -1.868 MPa 9.051 MPa Smin -9.312 MPa 0.030 MPa Smax(Mx) 0.000 MPa 9.134 MPa Smin(Mx) -9.134 MPa 0.000 MPa Smax(My) 0.000 MPa 9.053 MPa Smin(My) -9.053 MPa 0.000 MPa Saxial -1.955 MPa 0.089 MPa Shear Stresses Tx -1.976 MPa 1.847 MPa Ty -1.983 MPa 1.851 MPa Torsional Stresses T -0.075 MPa 0.146 MPa  Figures  Displacement  Fx  Fy  Fz  Mx  My  Mz  Smax  Smin  Smax(Mx)  Smin(Mx)  Smax(My)  Smin(My)  Saxial  Tx  Ty  T Image Width (pixels):