Báo cáo tổng kết đề tài: Nghiên cứu, thiết kế máng cào đi kèm máy khấu than có công suất đến 250 tấn/giờ

BỘ CÔNG THƯƠNG

TẬP ĐOÀN CÔNG NGHIỆP THAN – KHOÁNG SẢN VIỆT NAM

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÁNG CÀO ĐI KÈM MÁY KHẤU THAN CÓ CÔNG SUẤT ĐẾN 250 TẤN/GIỜ

Ths. TRẦN ĐỨC THỌ

6786 12/4/2008

HÀ NỘI - 2007

BỘ CÔNG THƯƠNG

TẬP ĐOÀN CÔNG NGHIỆP THAN – KHOÁNG SẢN VIỆT NAM

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

***

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÁNG CÀO ĐI KÈM MÁY KHẤU THAN CÓ CÔNG SUẤT ĐẾN 250 TẤN/GIỜ.

PHẦN I: THUYẾT MINH ĐỀ TÀI

Cơ quan chủ quản:

TẬP ĐOÀN THAN – KHOÁNG SẢN VIỆT NAM

Cơ quan chủ trì:

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - TKV

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI

DUYỆT VIỆN

HÀ NỘI - 2007

Author by

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 2

TĐT

NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN

T

Chức danh, nghề

Họ và tên

Cơ quan

T

nghiệp

Ths. Chế tạo máy mỏ Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ -

1 Trần Đức Thọ

TKV

KS. Chế tạo máy mỏ

2 Hoàng Văn Vĩ

KS. Chế tạo máy

3 Hồ Công Trân

KS. Kinh tế

4 Hà Thúy Vân

KS. Chế tạo máy

5 Đàm Hải Nam

6 Nguyên Quốc Tính KS. Máy thủy lợi

Ks. Cơ điện

Công ty Than Khe Chàm – TKV

7 Trần Quang Duy

Công ty Than Khe Chàm – TKV

8 Nguyễn Văn Thụy Ks. Cơ điện

Author by

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 3

TĐT

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ...............................................................................................5 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ....................................................................................................5 TÓM TẮT ĐỀ TÀI .....................................................................................................................6 MỞ ĐẦU .....................................................................................................................................8

MỤC LỤC

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VÀ PHƯƠNG ÁN SẢN PHẨM.......................................................... 9

I. TỔNG QUAN CHUNG ................................................................................................................. 9 II. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN SẢN PHẨM.................................................................................. 15

CHƯƠNG II. ĐẶC TÍNH VÀ PHÂN TÍCH YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA MÁNG CÀO........ 25

I. CÔNG DỤNG VÀ ĐẶC TÍNH ................................................................................................... 25 II. CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA MÁNG CÀO..................................................... 28

CHƯƠNG III. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM, THIẾT KẾ MÁNG CÀO ................................. 35

I. TÍNH TOÁN. ............................................................................................................................... 35 II. KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN CỦA MÁNG CÀO........................................... 47 III. CƠ CẤU DẪN ĐỘNG MÁNG CÀO........................................................................................ 49 IV. TÍNH TOÁN LỰC ĐẨY MÁNG CÀO.................................................................................... 52 V. TÍNH TOÁN NHIỆT CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG. ................................................................... 56 VI. KHẢO SÁT CÔNG SUẤT MÁNG CÀO TẠI MỘT SỐ GÓC DỐC ĐẶC BIỆT .................. 58 VII. LẬP BẢN VẼ THIẾT KẾ........................................................................................................ 60

CHƯƠNG IV. XÂY DỰNG QUY TRÌNH LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH VÀ BẢO QUẢN .............. 72

I. LẮP ĐẶT VÀ HIỆU CHỈNH ...................................................................................................... 72 II. VẬN HÀNH VÀ BẢO QUẢN................................................................................................... 73 III. CÁC SỰ CỐ VÀ CÁCH KHẮC PHỤC.................................................................................... 75

CHƯƠNG V. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................... 78

I. KẾT LUẬN: ................................................................................................................................. 78 II. KIẾN NGHỊ ................................................................................................................................ 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................................80 CÁC PHỤ LỤC........................................................................ Error! Bookmark not defined.

CÁC BẢNG BIỂU LIÊN QUAN

Author by

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 4

TĐT

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1: Tổng hợp trữ lượng khu vực đánh giá ......................................................13

Bảng 2: Số lượng máng cào qua ba năm 2004 và 2005 và 2006 ............................16

Bảng 3: Số lượng và chủng loại máng cào hiện đang sử dụng tại một số mỏ Than

Hầm lò......................................................................................................................16

Bảng 4: Đặc tính kỹ thuật của máy khấu than MG 150-375-w ..............................19

Bảng 5: Đặc tính kỹ thuật của máng cào SGZ -630/2x110 ....................................20

Bảng 6: Đặc tính kỹ thuật của giàn chống ZZ-320/16/25 ......................................20

Bảng 7: Đặc tính kỹ thuật một số máng cào cỡ lớn của Trung quốc .....................33

Bảng 8: Một số loại máng cào khác .......................................................................34

Bảng 9: Giá trị hệ số cβ .........................................................................................38

Bảng 10: Thông số biên dạng tang xích .................................................................48

Bảng 11: Thông số chính đầu dẫn động .................................................................49

Bảng 12: Các thông số truyền động của hộp giảm tốc...........................................50

Bảng 13: Bảng thông số chính của máng cào ........................................................60

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1: Sản lượng khai thác than Hầm lò theo PA I...............................................10

Hình 2: Sản lượng khai thác than Hầm lò theo PA-II .............................................10

Hình 3: Mô hình máy khấu, máng cào và giàn chống trong lò chợ ........................26

Hình 4: Hệ thống giàn chống, máy bào và máng cào trong khai thác vỉa mỏng ....26

Hình 5: Máng cào, máy khấu và giá thủy lực của hãng JOY ..................................28

Hình 6: Kết cấu của một số loại máng cào..............................................................30

Hình 7: Kết cấu của một số loại máng cào theo sơ đồ dẫn động ............................31

Hình 8: Tiết diện tính toán cho máng cào ...............................................................37

Hình 9: Mô hình uốn cong của máng cào ...............................................................40

Hình 10: Sơ đồ tính lực căng trong xích..................................................................41

Hình 11: Biểu đồ lực kéo của xích của các trạm.....................................................46

Hình 12: Xích và thanh gạt......................................................................................47

Hình 13: Kết cấu tang xích ......................................................................................49

Hình 14: Sơ đồ kết cấu trạm dẫn động ....................................................................50

Hình 15: Sơ đồ máng cào và hệ dẫn động...............................................................51

Hình 16: Khảo sát quá trình dịch chuyển của máng cào ........................................53

Author by

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 5

TĐT

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

Trong những năm qua, cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp

Than – Khoáng sản, ngành cơ khí Than đã từng bước phục vụ đắc lực trong

công tác chế tạo các phụ tùng, thiết bị phục vụ khai thác than hầm lò. Đề tài –

Nghiên cứu thiết kế máng cào đi kèm máy khấu than có công suất đến 250

Tấn/h là một trong những mục tiêu nhằm nâng cao năng lực thiết kế, để chế

tạo các sản phẩm mới phục vụ cho công tác phát triển cơ giới hóa khai thác

than trong những năm tới.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài là: Máng cào đi kèm máy

khấu than. Mục đích nghiên cứu của đề tài: tìm hiểu về máng cào trong lò chợ

và hệ thống liên hợp, tính toán thiết kế máng cào, nhằm tự chủ tính toán, từ đó

nêu ra các vấn đề nghiên cứu sâu hơn, từng bước hoàn thiện thiết kế hệ thống

liên hợp trong khai thác than. Trong nội dung nghiên cứu, đề tài đã khảo sát

các chủng loại máng cào hiện được đang sử dụng trong mỏ than hầm lò, phân

tích đánh giá ưu nhược điểm. Đánh giá khả năng áp dụng công nghệ cơ giới

hóa trong tương lai, có tham khảo một số tài liệu dự báo khả năng cơ giới hóa

khai thác than hầm lò tại Quảng Ninh để xây dựng đối tượng nghiên cứu.

Đề tài đã lựa chọn một trong những thiết bị nằm trong hệ thống thiết bị

cơ giới hóa đồng bộ khai thác than (Máng cào, máy khấu, giàn tự hành…). Đề

tài đã tổng hợp và phân tích đánh giá các nguồn dữ liệu khảo sát, vận dụng

các lý thuyết tính toán máng cào, kết hợp khảo sát các mẫu có sẵn, đồng thời

ứng dụng tin học để tính toán, kiểm tra xử lý dữ liệu lập bản vẽ. Đề tài đã tiến

hành tính toán, xây dựng bộ tài liệu thiết kế máng cào. Từ tính toán lựa chọn,

lập được bộ bản vẽ chế tạo cho máng cào đi kèm máy khấu than

(MC630/110-00.00.000L) có chiều dài đến 150m, với năng suất tối đa đến

450 tấn/ giờ, hai xích giữa với vận tốc xích 1.07m/s.

Đề tài đã hoàn thành tài liệu thiết kế, xây dựng cơ sở tính toán chung

Author by

cho máng cào, xây dựng phương pháp tính toán lực đẩy khi di chuyển máng

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 6

TĐT

cào và một số tính toán khác nhằm hoàn thiện thiết kế. Trên cơ sở thực hiện,

đề tài đã kiến nghị các hướng phát triển tiếp tục nghiên cứu, với mục đích

hoàn thiện sản phẩm và toàn bộ hệ thống.

Author by

Từ khóa: Máng cào, máy khấu, MC630/110.

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 7

TĐT

MỞ ĐẦU

Trước đây, công nghệ khai thác than còn chưa phát triển, công tác khai thác than tại gương lò chủ yếu là khoan nổ mìn. Công tác vận chuyển than phải dùng máng cào có công suất nhỏ,... Phụ thuộc vào năng suất của lò khai thác, điều kiện địa chất mà sử dụng đến các máng cào có tính năng kỹ thuật phù hợp với yêu cầu. Gần đây, với tốc độ phát triển cơ giới hóa của ngành Than, nhiều mỏ đã đưa vào vận hành hệ thống cơ giới hóa khai thác than

đồng bộ Com bai khấu than, máng cào, giàn chống tự hành… việc áp dụng đã nâng cao năng suất lao động, an toàn cho công nhân trong các gương lò khai

thác. Các loại thiết bị này chủ yếu nhập từ Tiệp khắc, Trung Quốc. Do sản lượng than khai thác hầm lò đang tăng nhanh, hệ thống cơ giới hóa cũng tăng theo, nên nhu cầu các phụ tùng, thiết bị cũng tăng lên.

Để chủ động sản xuất, tận dụng các nguồn lực cơ khí chế tạo trong nước, đẩy mạnh công tác cơ khí hóa sản xuất, chúng tôi đề xuất đề tài nghiên cứu này. Việc thiết kế, chế tạo các thiết bị sử dụng cho các mỏ Than Hầm lò,

là phù hợp với xu thế Công nghiệp hoá và hiện đại hoá Cơ khí ngành Than mà lãnh đạo Tập đoàn TKV đã đề ra. Nhằm mục tiêu, phát triển cơ khí trong nước, làm chủ thiết kế chế tạo các sản phẩm trọn bộ phục vụ ngành than.

Theo quyết định số 3474 /QĐ-BCN ký ngày 05 tháng 12 năm 2006 của Bộ trưởng Bộ Công nghiệp (nay là Bộ Công Thương), về việc giao kế hoạch

KHCN-2007 cho Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ, tên đề tài: “Nghiên cứu thiết kế máng cào đi kèm máy khấu than có công suất đến 250 tấn/h”; Trên cơ sở đó chúng tôi đã thực hiện đề tài.

Trong báo cáo này trình bày toàn bộ nội dung nghiên cứu đã thực hiện: các bản vẽ thiết kế của máng cào, báo cáo này gồm 02 tập: Tập I: Báo cáo thuyết minh đề tài; Tập II: Các bản vẽ thiết kế;

Trong quá trình thực hiện, chúng tôi xin chân thành cảm ơn Vụ Khoa học Công nghệ - Bộ Công Thương, Ban Chiến lược, Ban cơ khí, Ban cơ điện, các Công ty than Khe Chàm – TKV, Công ty Than vàng Danh - TKV, cùng

tất cả các chuyên gia và các đồng nghiệp trong và ngoài Viện đã nhiệt tình giúp đỡ để tài hoàn thành.

Author by

Nhóm thực hiện đề tài

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 8

TĐT

Chương I. TỔNG QUAN VÀ

PHƯƠNG ÁN SẢN PHẨM

I. TỔNG QUAN CHUNG

Hiện nay, ở nước ta có hai công nghệ khai thác là công nghệ khai thác

hầm lò và lộ thiên. Sản lượng khai thác than ở nước ta tăng nhanh khoảng 5

năm gần đây đặc biệt là sản lượng than khai thác hầm lò.

Trong Tập đoàn Than - Khoáng sản Việt Nam có 20 mỏ khai thác hầm

lò, trong đó có 7 hầm lò có năng suất từ 1 triệu tấn than trở lên gồm các mỏ

Mạo Khê, Vàng Danh, Nam Mẫu, Hà Lầm, Mông Dương, Khe Chàm, Dương

Huy. Hầu hết các mỏ còn lại đã được cải tạo năng suất để đạt mức 300.000

tấn - 800.000 tấn/năm. Tỷ trọng than hầm lò trong kế hoạch 2006-2010 sẽ

tăng dần từ 45% năm 2006 lên 55% năm 2010 trong tổng sản lượng của tập

đoàn.

Để thực hiện được sản lượng khai thác than theo quy hoạch đã lập, đòi

hỏi các mỏ phải mở rộng diện khai thác và tối ưu hóa các công đọan thực hiện

đặc biệt là trong lò chợ, trong đó khâu khấu than là một khâu có tầm quan

trọng quyết định đến năng suất của lò khai thác. Xuất phát từ thực tế, khi các

mỏ than lộ thiên chuyển sang khai thác hầm lò, việc áp dụng cơ giới hóa khai

Theo dự thảo Quy hoạch phát triển ngành than 2006-2015 có tầm nhìn đến

thác than, nhu cầu các chủng loại máng cào có năng suất lớn ngày sẽ tăng cao.

năm 2025, sản lượng khai thác than bằng phương pháp khai thác Hầm lò trong

Author by

những năm tới sản lượng thể hiện qua hình 1 (phương án I - PA cơ sở):

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 9

TĐT

Sản lượng than khai thác theo phương án I - PA thấp

40,000

5 7 9 , 7 3

5 6 7 , 7 3

5 5 5 , 7 3

5 4 3 , 7 3

5 3 1 , 7 3

5 2 9 , 6 3

5 1 7 , 6 3

0 5 5 , 5 3

0 5 8 , 3 3

35,000

0 5 9 , 1 3

0 0 9 , 8 2

30,000

5 0 1 , 7 2

0 5 8 , 4 2

25,000

0 0 1 , 2 2

0 5 8 , 9 1

0 0 4 , 8 1

20,000

n ấ t 0 0 0 1

15,000

10,000

5,000

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 Năm

Hình 1: Sản lượng khai thác than Hầm lò theo PA I

Như vậy, sau 10 năm sản lượng tăng gấp 2 lần so với hiện nay, tốc độ

tăng trưởng sản lượng hằng năm xấp xỉ từ 5% đến 12%/năm. Đến năm 2025

60,000

0 5 2,3 5

0 5 0,9 5

sản lượng khai thác sẽ tăng xấp xỉ 2,5 lần so với năm 2007.

Sản lượng than khai thác theo phương án II - PA Cao 0 5 8,6 4

50,000

0 5 6,1 4

0 8 3,6 4

5 2 2,3 4

5 1 2,1 4

0 5 0,6 4

0 5 8,8 3

40,000

0 5 6,4 3

0 0 3,4 3

5 0 0,8 3

0 5 8,1 2

30,000

0 0 4,1 2

n ấ t 0 0 0 1

0 5 1,5 2

20,000

10,000

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 Năm

Hình 2: Sản lượng khai thác than Hầm lò theo PA-II

Trong phương án II (phương án cao) năm 2010 sản lượng khai thác là

Author by

28400 nghìn tấn; năm 2015là 40.650 nghìn tấn năm 2020 là 48.650 nghìn

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 10

TĐT

tấn(1). Như vậy, so với phương án I, phương án II có sản lượng cao hơn bình

quân từ 8%-37%, bình quân của 15 năm đầu là 18% .

Để đáp ứng được yêu cầu về sản lượng khai thác đỏi hỏi các mỏ than,

phải huy động một khối lượng thiết bị tương đối lớn và phải áp dụng các công

nghệ khai thác tiên tiến, đặc biệt là các dây chuyền cơ giới hoá đồng bộ để

phát huy khả năng công suất lò chợ. Do vậy, việc cơ giới hóa bằng máy khấu

than nhu cầu sẽ tăng lên hằng năm. Đẩy mạnh cơ giới hoá trong việc khấu

than trong lò chợ là phù hợp xu thế nâng cao công suất các mỏ của ngành

Than, góp phần vào sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước

I.1.Tình hình khai thác, vận chuyển than tại gương lò.

Áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật vào khai thác như cột chống thuỷ

lực đơn các loại, giá đỡ thuỷ lực di động, giàn chống thuỷ lực và đặc biệt là

các thiết bị tiên tiến như máy combai đào lò và máy khấu than liên hợp là một

tiến bộ vượt bậc trong công nghệ khai thác than ở nước ta. Tuy nhiên, việc áp

dụng các thiết bị hiện đại như máy khấu than vẫn còn nhiều hạn chế, phụ

thuộc vào địa chất, chiều cao vỉa than của từng mỏ, khả năng và điều kiện áp

dụng...

Trước đây, với tình trạng kỹ thuật và trình độ công nghệ cũ, sản lượng

khai thác than hầm lò còn thấp. Năng suất lao động 1,5-3 tấn/ca, tốc độ tiến

gương còn chậm từ 18 - 25m/tháng, tổn thất than ở các mỏ hầm lò còn lớn.

Do vậy, các đơn vị trong TKV đang nhanh chóng đổi mới công nghệ, nâng

cao năng suất khai thác than tại lò chợ. Tuy nhiên, việc áp dụng các công

nghệ mới, với các thiết bị tiên tiến còn nhiều hạn chế đối với một số mỏ hiện

nay, do điều kiện thực tế của từng mỏ, như lò chợ còn ngắn, vỉa mỏng, trữ

lượng ít,... cho nên việc áp dụng cơ giới hóa đang ở giai đoạn bắt đầu (xem

mục 1.3 chương I).

Hiện nay, một vài Công ty Than Việt Nam đang triển khai một số công

nghệ mới có ứng dụng cơ giới hoá khai thác than trong lò chợ, áp dụng thử

Author by

1 - Số liệu cụ thể theo Qui hoạch phát triển ngành than VN GĐ 2006-2015…

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 11

TĐT

nghiệm máy com bai, máng cào, với giá đỡ thuỷ lực di động, kết hợp với các

thiết bị phụ trợ để phát huy tối đa công suất của máy khấu than như công ty

Than Khe chàm, Công ty Than Vàng Danh, Công ty than Nam Mẫu,.. đã và

đang đưa vào khai thác.

I.2. Một số vấn đề về trang thiết bị hầm lò

Trong các mỏ than hầm lò lớn ở Việt Nam trước đây đều được Liên Xô

cũ thiết kế hoặc thiết kế mở rộng và trang bị các thiết bị đồng bộ do Liên Xô,

Ba Lan và các nước XHCN khác sản xuất, gần đây một số thiết bị cũng được

nhập từ Trung Quốc với kết cấu và các đặc tính kỹ thuật tương đương của

Liên Xô cũ.

Trang thiết bị trong ngành công nghiệp Mỏ nhất là các trang bị cho mỏ

than hầm lò phải làm việc trong điều kiện hết sức khắc nghiệt mà điển hình là: Nhiệt độ môi trường dao động khá lớn, trung bình từ 5- 300C; có độ ẩm không

khí cao; có môi trường nước nhỏ giọt ngày đêm; có các chất khí, hơi và bụi

nguy hiểm cháy nổ; có các hóa chất (axit, kiềm) gây ăn mòn cao; có không

gian làm việc chật hẹp, tải trọng thay đổi, chịu nhiều va đập và điều kiện bôi

trơn thoát nhiệt khó khăn.

Ngoài việc phải thực hiện các giải pháp nâng cao tuổi thọ các thiết bị

làm việc trong môi trường kể trên, các phụ tùng thay thế phải được chế tạo

theo các quy trình hết sức nghiêm ngặt để đảm bảo được chất lượng: tức là để

đảm bảo hệ số thời gian sửa chữa và thay thế nhỏ nhất.

Trong các thiết bị ở mỏ than hiện nay các thiết bị trong lò chợ là các

thiết bị chính để khai thác và đưa than từ gương lò ra các vị trí dỡ than. Chúng

được sử dụng với hệ số thời gian là lớn nhất: hầu hết các thiết bị phải làm việc

cả 03 ca, tải trọng thay đổi, điều kiện bôi trơn, làm mát không đảm bảo. Vì

vậy, sự cần thiết thay thế phụ tùng và bộ phận nhiều nhất so với các phụ tùng

của thiết bị khác.

Cùng với sự phát triển của ngành Than thì nhu cầu phụ tùng thay thế

Author by

sửa chữa các thiết bị nói trên ngày càng tăng. Vấn đề đặt ra là chất lượng sản

Trang 12

TĐT

phẩm sau chế tạo để đảm bảo được yêu cầu chất lượng của thiết bị làm việc VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

phù hợp với yêu cầu sản xuất tức là: đạt được chất lượng tương đương với sản

phẩm của nước ngoài đã cung cấp. Vì vậy, yêu cầu về vật liệu chế tạo cũng

như qui trình công nghệ gia công đòi hỏi khá cao.

I.3. Khả năng và tình hình áp dụng cơ giới hóa đồng bộ

I.3.1. Đánh giá khả năng áp dụng cơ giới hóa trong khai thác than

Theo kết quả nghiên cứu của dự án(2), khảo sát của Viện Khoa học

Công nghệ mỏ thì trữ lượng có thể áp dụng cơ giới hóa được trong vùng

Quảng Ninh là tương đối lớn, có khả năng triển khai được trong hiện tại và

tương lai. Khi đánh giá tại một số khu vực có giới hạn (chưa đánh giá mức

khai thác sâu và vùng Đồng bằng Bắc bộ) khả năng cơ giới hóa trong một số

vị trí hiện tại thể hiện qua bảng 1:

Bảng 1: Tổng hợp trữ lượng khu vực đánh giá

Đơn vị: 1000 tấn

Mức khai Trữ lượng Trữ lượng có khả TT Tên khu vực thác địa chất năng KT cơ giới hóa

1 Mạo Khê 45.049 22.655 -150 ÷ -25

2 Vàng Danh 289.881 166.884 -150 ÷ +400

Than Thùng – 68.831 37.614 3 +125 ÷ +350

Yên tử

4 Hòn Gai 50.960 26.916 -150 ÷ +200

5 Dương Huy 14.391 8.140 +38 ÷ +200

6 Khe Chàm 3.961 2.039 -50 ÷ +32

7 Mông Dương 17.117 16.640 -100 ÷ +60

Tổng cộng 490.190 280.887

lực di động trong các mỏ than Hầm lò QN - 2006”

Author by

2 - Báo cáo khoa học dự án SXTN“Áp dụng thử nghiệm cơ giới hóa bằng máy liên hợp và giá thủy

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 13

TĐT

Các vùng nói trên đã được đánh giá trên cơ sở các tiêu chí:

- Trữ lượng công nghiệp khu vực lò chợ được khai thác liên tục bằng 1

lò chợ cơ giới hóa không nhỏ hơn 100.000 T.

- Có vỉa dốc < 20o.

- Chiều dài phương theo lò chợ tối thiểu >100m.

- Đá vách trực tiếp độ ổn định trung bình, dễ sập đổ. - Đá kẹp và than có chỉ tiêu kháng cắt dưới 300 kN/cm2.

- Biên độ đứt gẫy trong gương lò nếu có không vướt quá 0.5m.

- Trụ vỉa bền vững, đá vách thuộc loại nhẹ đến trung bình.

Như vậy, với kết quả khảo sát cho ta thấy, khả năng áp dụng cơ giới

hóa đồng bộ trong khai thác than là rất cao.

I.3.2. Tình hình cơ giới hóa đồng bộ hiện nay

Hiện nay, một số công ty đã đưa vào áp dụng các công nghệ cơ giới

hóa vào khai thác than như công ty Khe Chàm, Nam Mẫu, Vàng Danh. Số

lượng các lò chợ khai thác chưa nhiều. Nguyên nhân chủ yếu là do các vỉa

than có điều kiện địa chất chưa phù hợp, mỏng và nhiều đứt gãy.

Điển hình cho việc áp dụng công nghệ cơ giới hóa đồng bộ là công ty

than Khe Chàm năm 2003 đã đưa vào máy khấu than MG-200 W1 đi kèm giá

chống thủy lực XDYJF vào khai thác lò chợ. Sau đó, công ty đã đầu tư thêm

giàn tự hành đi kèm combai khấu than (Thiết bị công nghệ của Trung Quốc)

từ năm 2005, hiện nay hệ thống phát huy tốt hiệu quả đầu tư. Ngoài ra, năm

2007 công ty than Vàng Danh cũng sẽ đưa vào hệ thống khai thác tương tự

trên cơ sở thiết bị giàn chống của Cộng hòa Séc có nội địa hóa phần kết cấu

(dự án VINALTA). Dự án này đang tiếp tục triển khai.

Như vậy, trong tương lai theo qui hoạch phát triển ngành than, việc cơ

giới hóa đồng bộ trong các mỏ than hầm lò sẽ trở thành phổ biến.

I.4. Tình hình nghiên cứu máng cào trong và ngoài nước

Với công nghệ tiên tiến, sản xuất chuyên môn hoá cao, máng cào mềm

Author by

với nhiều chủng loại kết cấu của nước ngoài đã xuất khẩu sang Việt Nam từ

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 14

TĐT

nhiều năm nay. Các sản phẩm này luôn được nhà chế tạo thay đổi về cả hình

thức lẫn kết cấu. Các công ty Than thuộc Tập đoàn CN Than - Khoáng sản

Việt Nam hiện đang sử dụng nhiều loại máng cào để vận chuyển khai thác

than trong các lò chợ. Có rất nhiều chủng loại máng cào năng suất khác nhau

từ 30 tấn/h, 40 tấn/h, 80 tấn/h và 250 tấn/h. Chủ yếu các loại như: SGD-

280/11(7.5); SGD-320; SGD-320/18.5; C14M, SKAT80, SGB420/22, SGB

420/30, SGB630 và SGZ110/2. Các loại máng cào này chủ yếu được nhập

khẩu từ Trung quốc, Ba lan và một số do Việt Nam chế tạo. Các nhà sản xuất

nước ngoài đã luôn thay đổi về hình thức lẫn kết cấu, nhằm mục tiêu tối ưu

hóa để tiện sử dụng trong các mỏ than hầm lò.

Hiện nay, đã có một số đơn vị chế tạo được máng cào như loại máng

cào C14M, C11M - Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ -TKV. Chế tạo máng cào

SKAT80, một số phụ tùng như xích và thanh gạt tại Công ty Cổ phần Cơ khí

Mạo khê, khung cầu máng, bánh răng thay thế ở Công ty Cổ phần Cơ khí

Uông bí… Máng cào Trung quốc mới được nhập vào Việt nam trong mấy

năm gần đây, với nhiều mẫu mã và chủng loại như SGB 420; SGB 620;

SGB630… được áp dụng một cách đa dạng tại các công ty than của nước ta.

Trong nước, do nhiều nguyên nhân nên vấn đề chế tạo mới và cải tiến thiết bị

còn chưa được phát huy. Từ trước tới nay chủ yếu phát triển theo các dạng

mẫu mã của nước ngoài và có cải tiến cho phù hợp. Trong nước chưa có đơn

vị nào thiết kế và chế tạo máng cào cỡ lớn (máng cào đi kèm máy khấu than).

II. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN SẢN PHẨM

II.1. Đặc điểm tình hình sử dụng máng cào và nhu cầu thị trường

Qua khảo sát, số lượng nhu cầu máng cào hàng năm của Than Việt nam

là rất lớn. Về số lượng hằng năm cần trên 300 chiếc các loại. Bảng sau cho ta thấy nhu cầu máng cào qua ba năm 2004, 2005 và 2006 (3) như sau:

Author by

(3) . Nguồn Kế hoạch cơ điện vận tải năm 2004 và 2005

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 15

TĐT

Bảng 2: Số lượng máng cào qua ba năm 2004 và 2005 và 2006

TT Số lượng 2004 2005 2006

Tổng số hiện có đến 31/12 năm 1 619 803 1087 trước

2 Kế hoạch huy động 711 1001 1330

3 Nhu cầu cần bổ sung 182 286 325

Số lượng máng cào sử dụng tại các mỏ là rất lớn, tuy nhiên mỗi đơn vị

lại chọn riêng một số chủng loại khác nhau.

Qua điều tra khảo sát tại một số Công ty Than hầm lò lớn tại Quảng

Ninh (Mông dương, Hà lầm, Khe chàm, Thống nhất, Mạo khê, Vàng Danh và

Quang Hanh) cho thấy tình hình sử dụng máng cào như sau:

Bảng 3: Số lượng và chủng loại máng cào hiện đang sử dụng tại

một số mỏ Than Hầm lò4

C.suất

Chiều

Số

TT

Tên đơn vị

Ký hiệu

Nơi SX

(kW)

dài

lượng

( m)

(ch)

1 Máng cào

Công ty than Khe Chàm

SGZ630/ 2x110 Trung Quốc 2x110 150 01

" SGB 620/ 2x110 Trung Quốc 2x110 150 01

" SZB730/75 Trung Quốc 75 25 01

" SGB 620/ 40 Trung Quốc 40 100 25

" SGB 420/ 30 Trung Quốc 30 80 10

" CP- 70 Liên Xô 55x2 150 01

" C-14 Việt Nam 15 80 13

1 Máng cào

Công ty than Hà lầm

SKAT-60 Viện Máy mỏ 15 292,5 62

" SKAT-60 Viện Máy mỏ 18 366,4 3

Author by

(4) Khảo sát 5/2007

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 16

TĐT

C.suất

Chiều

Số

TT

Tên đơn vị

Ký hiệu

Nơi SX

(kW)

dài

lượng

( m)

(ch)

SKAT-60 Viện Máy mỏ 18,5 762,7 13 "

SKAT-60 Viện Máy mỏ 22 290 5 "

SGB 420/22 Trung Quốc 22 50 1 "

SGB 420/30 Trung Quốc 30 148 2 "

SGB 420/30 Trung Quốc 30 135 2 "

III Công ty than Dương Huy

1 Máng cào

SGB 620/40 Trung Quốc 40 70 1 "

SKAT-80 N.m CĐ U. Bí 15 80 30

IV Cty than Thống Nhất

1 Máng cào

" SGB 420/30 Trung Quốc 30 80 29

2 Máng cào

SKAT-80 Ck Mạo Khê 18,5 100 8

SGB 420/30 Trung Quốc 100 42 30

" SGB 620/40 Trung Quốc 100 8 40

V Cty than Mạo Khê

1 Máng cào

" PRP-150 Liên Xô 30 01 22

2 Máng cào

SKAT-80 Ck Mạo Khê 80 107 15

VI Cty than Mông Dương

1 Máng cào

C- M I I Ck Mạo Khê 60 08 11

2 Máng cào

C14 Việt Nam 80 50 15

3 Máng cào

SGB 420/22 Trung Quốc 80 07 22

4 Máng cào

SGZ 420/22 Trung Quốc 80 05 22

VII Cty than Quang Hanh

1 Máng cào

CP-70 Liên Xô 45 x 2 150 04

SGB 420/22N Trung Quốc 80 21 22

SGB 420/22 Trung Quốc 80 02 22 "

Author by

SGB-320/17 Trung Quốc 80 01 17 "

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 17

TĐT

C.suất

Chiều

Số

TT

Tên đơn vị

Ký hiệu

Nơi SX

(kW)

dài

lượng

( m)

(ch)

" SKAT-80 CĐ Uông Bí 18,5 80 14

" SKAT-80 CK Mạo Khê 18,5 80 04

" SKAT-80 CK Mạo Khê 22 50 03

" SKAT-80 CK Mạo Khê 30 50 03

" SKAT-80 CĐ Uông Bí 30 50 10

VIII Cty than VD

1 Máng cào

" SKAT-80 CĐ Uông Bí 22 50 02

SKAT-80 CĐUB & MK 15-22 50 147

3 Máng cào

" SGB-420/22 Trung Quốc 22 50 04

I X Cty than Hạ Long

1 Máng cào

CP-70 Liên Xô 45 63 02

2 Máng cào

SGD-420/22 Trung Quốc 22 80 09

3 Máng cào

SGD-320/17 Trung Quốc 17 80 42

4 Máng cào

SGD-280/ 7.5 Trung Quốc 7.5 80 23

X Cty than Hòn Gai

1 Máng cào

SKAT-80 NM CKMK 18,5 80 98

2 Máng cào

C-14 M Viện CKNL 15 120 02

3 Máng cào

SKAT-80 NM CKMK 15 80 61

4 Máng cào

CP-70 Liên Xô cũ 45 63 02

XI Cty than Uông Bí

1 Máng cào

SGD-280/ 7.5 Trung Quốc 7.5 40 06

2 Máng cào

SKAT-80 NM CĐUB 15 80 97

3 Máng cào

SGD-420/22 Trung Quốc 22 80 51

XII Công ty XDM

1 Máng cào

SGD-420/30 Trung Quốc 30 80 21

Author by

SKAT-80 Việt Nam 15 60 10

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 18

TĐT

C.suất

Chiều

Số

TT

Tên đơn vị

Ký hiệu

Nơi SX

(kW)

dài

lượng

( m)

(ch)

2 Máng cào

3 Máng cào

CP- 70 Liên Xô 80 01 30

SGD-280/11C TQuốc 60 02 11

Tổng cộng ∑1078

II.2.Đặc tính kỹ thuật của hệ thống liên hợp tại mỏ than Khe chàm

Tổ hợp thiết bị chính của công nghệ khai thác cơ giới hoá đồng bộ bằng

máy khấu combai kết hợp với giàn chống thủy lực tự hành gồm các thiết bị

chính sau đây ( hệ thống do Trung Quốc sản xuất):

1) Máy khấu than.

Máy khấu than được sử dụng là loại máy khấu có mã hiệu MG

150/375-W; MG 200-W1;... đặc tính kỹ thuật của máy khấu than MG

150/375-W được trình bày trong bảng 4.

Bảng 4: Đặc tính kỹ thuật của máy khấu than MG 150-375-w

TT Thông số Đơn vị tính Chỉ tiêu

1 Chiều cao khấu m 1,3-2,85

2 Bước khấu m

3 Góc dốc vỉa than phù hợp Độ 0,63 < 35o

4 Đường kính tang phay m 1,25 - 1,4 – 1,6

5 Tốc độ quay của tang phay v/phút 40-46-52

6 Chiều dài tay khấu mm 1700

7 Tốc độ di chuyển m/phút 0-6

(Đặc tính kỹ thuật chi tiết của một số loại máy khấu than của Trung Quốc hiện

đang được áp dụng rộng rãi, được trình bày ở phần phụ lục)

2) Máng cào lò chợ.

Máng cào lò chợ được sử dụng là loại có mã hiệu SG630/2x110; SGZ -

Author by

630/2x110 và SGD-630/2*110. Đặc tính kỹ thuật của máng cào SGZ -

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 19

TĐT

630/2x110 được trình bày trong bảng 5. Đặc điểm nổi bật của các loại máng

cào này là có khả năng uốn cong theo gương lò.

Bảng 5: Đặc tính kỹ thuật của máng cào SGZ -630/2x110

TT

Tên thông số

Đơn vị tính

Chỉ tiêu

1 Chiều dài thiết kế m 180

2 Chiều dài xuất xưởng m 150

3 Năng suất vận chuyển T/h 450

4 Tốc độ xích kéo m/s 1,07

5 Công suất động cơ kW 2x110

6 Điện áp danh định V 1140

1485 7 Tốc độ quay dộng cơ V/phút

3) Giàn chống thuỷ lực tự hành.

Giàn chống thuỷ lực tự hành được sử dụng là kiểu công son 4 trụ có

mã hiệu ZZ-320/16/25. Đặc tính kỹ thuật được trình bày trong bảng 6.

Bảng 6: Đặc tính kỹ thuật của giàn chống ZZ-320/16/25

TT

Tên thông số

Đơn vị tính

Chỉ tiêu

1 Khoảng cách giàn chống m 1,5

2 Chiều cao kết cấu giàn chống m 1,6 ÷ 2,6

3 Chiều rộng giàn chống m 1,42 ÷ 1,59

4 Hành trình tiến gương m 0,6 ÷ 0,7

5 Lực chống ban đầu của giàn chống kN 2532 (31,5Mpa)

6 Lực chống đỡ của giàn chống kN 3200 (39,8Mpa)

7 Tỷ lệ áp lực nền Mpa 1,96

8 Mpa 31,5 Áp lực dung dịch nhũ hoá từ trạm bơm cung cấp

Để có một dây chuyền khai thác phát huy tối ưu, tối đa công suất của

máy khấu than, thì phải có một dây truyền khai thác đồng bộ gồm các thiết bị

Author by

chính và các thiết bị phụ trợ đi kèm.

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 20

TĐT

Các thiết bị khác còn có hệ thống bơm sương mù, cầu chuyển tải, băng

tải… không đề cập ở báo cáo này.

II.3. Phân tích một số đặc tính của máng cào hiện có:

Trên cơ sở các số liệu đã khảo sát, tham khảo thực tế tình hình sử dụng

máng cào hiện nay, báo cáo có các nhận xét tổng quan sau đây:

+ Ưu điểm: Dễ lắp đặt và thay thế khi sửa chữa, phù hợp với điều kiện

vận tải trong lò. Nhìn chung, các máng cào sản xuất theo kiểu của Ba Lan,

Liên Xô, Việt Nam đều đảm bảo yêu cầu kỹ thuật để sử dụng trong các mỏ

than hầm lò, kết cấu đơn giản dễ gia công chế tạo tại các nhà máy trong Tập

đoàn, đáp ứng được yêu cầu nhanh chóng, kịp thời cho sản xuất than mỏ.

Máng cào C M14 do Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ -TKV chế tạo:

Hộp giảm tốc có kích thước chuẩn khả năng lắp lẫn cao, độ bền các chi tiết

như bánh răng, trục trung gian có tuổi thọ cao. Thành cầu máng được hàn táp

02 tấm chịu lực vào phía trong nên tăng độ cứng của thành máng. Bánh răng

lai xích có độ cứng cao, chịu mài mòn tốt.

Máng cào SKAT- 80 do Công ty Cơ khí Mạo Khê chế tạo độ bền cao,

chất lượng ổn định. Động cơ phòng nổ YBA-160L do Trung Quốc chế tạo có

mô men khởi động lớn, vỏ đúc bằng thép chịu va đập khi vận chuyển trong lò.

+ Nhược điểm:

- Máng cào do Trung Quốc sản xuất: Thanh gạt hay bị uốn cong và

nhanh bị mòn hỏng. Mắt xích hay bị đứt mối nối hàn và bị biến dạng mắt

xích. Lòng máng nông nên trong quá trình vận chuyển than hay bị tràn ra hai

bên. Khả năng lắp lẫn thấp.

- Xích và cầu máng cào do Việt Nam sản xuất thường bị mài mòn

nhanh so với của nước ngoài vì độ cứng thấp. Một số máng cào bánh răng lai

xích cũng hay bị mài mòn nhanh. Việc bôi trơn ở Ru lô đuôi chưa thuận tiện.

Hộp giảm tốc không có thước kiểm tra dầu. Động cơ điện dùng động cơ

phòng nổ do Công ty Việt Hung chế tạo có mô men khởi động thấp, vỏ chế

Author by

tạo bằng gang hay bị vỡ trong quá trình vận chuyển, tính lắp lẫn thấp.

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 21

TĐT

- Khung đầu máy: liên kết giữa bộ phận phân tách xích và đè xích với

khung đầu máy là liên kết hàn, bộ phận này thường xuyên hư hỏng nên phải

vận chuyển khung đầu máy ra khỏi lò để sửa chữa.

- Máng cào CP-70M do Liên Xô sản xuất nặng, cồng kềnh vận chuyển

trong lò khó khăn.

1. Máng cào có năng suất nhỏ và trung bình.

Đây là dòng máng cào do Việt Nam chế tạo theo các mẫu của Balan,

của Trung Quốc hoặc của Ba Lan với năng suất từ 30 tấn/ giờ đến 80 tấn/giờ:

+ Kiểu cũ: C11M; C14M, SKAT80.

+ Kiểu mới: SGD-280/11; SGD-320; SGD-320/18.5; SGB 420/30.

* Các loại máng cào kiểu cũ có các nhược điểm sau:

- Phương pháp nối cầu máng cào bằng các bu lông nên công tác tháo

lắp thường khó khăn và gây chậm tiến độ. Không cho phép uốn theo phương

dọc và ngang. Chính vì vậy mà chúng không thích hợp sử dụng trong các điều

kiện địa chất không ổn định.

- Ngoài ra, do chế tạo thủ công bằng các phương pháp hàn nên cầu

máng có chất lượng không ổn định. Thường nặng và mòn vẹt không đều.

- Thông thường, hộp giảm tốc 3 cấp, bánh răng côn xoắn lắp nối tiếp và

cặp bánh răng có vận tốc nhanh đầu trục động cơ nên kết cấu cồng kềnh.

Nhược điểm là ồn và tuổi thọ của cặp bánh răng côn cong thấp.

* Máng cào kiểu mới: Chủ yếu nhập từ Trung Quốc.

Máng cào loại SGD ra đời đã khắc phục được một số nhược điểm của

loại máng cào ở mục 1 nói trên.

- Hộp giảm tốc hành tinh làm tăng tuổi thọ của cặp bánh răng côn cong

máng cào. Kết cấu gọn nhẹ, so với loại cùng công suất.

- Cầu máng có kết cấu tháo lắp nhanh, và có thể tự lựa theo nền lò.

Phương pháp cán nóng kim loại đã tạo ra biên dạng gờ mép của cầu máng

được đồng đều và cho phép chế tạo chúng với giá thành thấp, tăng tuổi thọ.

- Nhờ có lắp phanh lên đầu động cơ, nên công nhân vận hành có thể

Author by

tháo lắp xích dễ dàng.

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 22

TĐT

2. Máng cào loại trung bình lớn.

Một số lò chợ hiện nay đã đưa vào khai thác các chủng loại máng cào

có công suất trung bình kết hợp với giá chống thủy lực di động. Có công suất

đạt từ 150 tấn như: SGB620/40S; SGB620/55G; SGB620/55S và đến 200 tấn

như: SGB630/1lOBS. Tuy nhiên, hiện nay ở các công ty than sử dụng không

nhiều.

3. Máng cào cỡ lớn dùng kết hợp với Combai

Máng cào lò chợ được sử dụng là loại có mã hiệu SG630/2x110; SGZ -

630/2x110 và SGD-630/2x110 trong tổ hợp với Combai khấu hoặc máy bào

than. Với các lò chợ có chiều dài gương khi thác từ 100-200m, năng suất của

máng cào được tính theo năng suất của máy khấu, thông thường đạt 300 -900

tấn/giờ.

Đây là loại máng cào có thể uốn phù hợp với điều kiện địa chất và tiến

gương tự động khi khấu than. Kết cấu vững chắc để Com bai khấu than có thể

di chuyển dễ dàng trên nó. Mặt khác, chúng được thiết kế thích hợp với hệ

thống giàn chống tự hành để xi lanh tiến gương của giàn chống kết nối và

cùng di chuyển.

Về số lượng, máng cào loại này chỉ tại các gương lò khai thác than

bằng máy khấu than như: Khe Chàm, Vàng Danh.

4. Kết luận: Trong tương lai, với việcphổ biến công nghệ cơ giới hóa

đồng bộ khai thác nhu cầu máng cào có công suất lớn đến 250 tấn/ giờ đến

900 tấn/ giờ là rất lớn chủ yếu phục vụ cho cơ giới hóa khai thác than.

II.4. Phương án sản phẩm

Qua phân tích ở trên, nhóm đề tài đã quyết định chọn máng cào đi

kèm máy khấu để thiết kế. Các ưu điểm khi đề xuất phương án:

- Các vấn đề về kỹ thuật:

+ Tìm hiểu được các kết cấu, kỹ thuật máng cào đi kèm máy khấu trong

lò chợ cơ giới hóa.

+ Tạo bộ tài liệu thiết kế nhằm đáp ứng cho công tác sản xuất thử

Author by

nghiệm sản phẩm trong tương lai.

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 23

TĐT

- Về tính cấp thiết:

+ Ngành than đang có những bước tiến nhanh trong cơ giới hóa đồng

bộ các thiết bị khai thác than.

+ Trong nước chưa có đơn vị nào nghiên cứu, thiết kế và chế tạo.

+ Chủ động được trong sản xuất kinh doanh, không phụ thuộc vào thời

gian nhập khẩu hoặc cần mua dự trữ.

- Về công nghệ chế tạo: Có thể xem xét để chế tạo được từ nguồn lực

các công ty cơ khí trong Tập đoàn và một số nhà máy khác.

- Ý nghĩa trong sản xuất cơ khí:

+ Phục vụ được công tác sửa chữa và thay thế chủng loại sản phẩm

này hiện đang có nhu cầu.

+ Tạo những sản phẩm mới để thúc đẩy cơ khí than phát triển.

+ Tạo tiền đề cho việc nghiên cứu và chế tạo các sản phẩm tương tự.

- Nhược điểm:

- Số lượng theo nhu cầu thấp.

- Công nghệ chế tạo phức tạp trong điều kiện hiện nay, khả năng gây

nhiều phế phẩm trong việc thử nghiệm.

Phương pháp nghiên cứu: trên cơ sở một vài chủng loại sản phẩm của

nước ngoài, lựa chọn xây dựng tài liệu thiết kế cho sản phẩm, tính toán kiểm

nghiệm các thông số cơ bản sản phẩm, hoàn thiện thiết kế.

Dự kiến sản phẩm của đề tài như sau:

- Tên gọi và ký hiệu: MC630/2-110. (Máng cào mỏ)

- Công suất, kW: 110

- Chiều dài vận chyển,m 150.

20 - Vận tốc xích, m/phút: 1,07. - Góc dốc làm việc tối đa, 0:

- Năng suất, Tấn/giờ 250-450.

- Các loại máy khấu có thể đi kèm được như MG200W1 của Trung

Author by

Quốc, và các loại khác tương đương.

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 24

TĐT

Chương II. ĐẶC TÍNH VÀ PHÂN

TÍCH YÊU CẦU KỸ THUẬT

CỦA MÁNG CÀO

I. CÔNG DỤNG VÀ ĐẶC TÍNH

I.1.Công dụng và nguyên lý làm việc

Trong công nghệ cơ giới hóa khai thác than, máng cào đóng một vị trí

rất quan trọng. Ngoài tính năng vận chuyển đất đá, máng cào còn làm hệ

thống trượt cho máy khấu than di chuyển trên nó, đồng thời giữ mối liên kết

với giàn tự hành (nếu áp dụng công nghệ mới) tạo thành một hệ thống vững

chắc. Ngoài ra, máng cào cũng được dùng đi kèm với máy bào than để khai

thác các vỉa mỏng. Hình 3 mô tả kết cấu và nguyên lý làm việc của máng cào

ChiÒu dµi lß chî

lò

Đường lò gió

Đường cửa

Máng cào

Máy khấu

Khai thác xong

Giàn chống tự hành

Author by

trong hệ thống khai thác.

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 25

TĐT

- Gi¸ ®ì thuû lùc

2- M¸ng cµo

3- M¸y khÊu

Hình 3: Mô hình máy khấu, máng cào và giàn chống trong lò chợ

Với các lò chợ cơ giới hóa hiện nay, năng suất của máng cào được tính

theo các chỉ tiêu công nghệ của vỉa than và năng suất làm việc của máy khấu.

Năng suất khấu than tùy vào độ cứng của than, chiều dày vỉa và hệ số

sử dụng máy. Máng cào được tính toán thiết kế sao cho phù hợp với máy

khấu than và chiều dài lò chợ. Hiện nay, đối với một số vỉa than ở nước ta

chiều dài bình quân của lò chợ là 120m – 160m, chiều dày vỉa từ 2.2m -3,7m,

vì vậy đề tài chọn mô hình thiết kế là máng cào có công suất khoảng 250-450

tấn/h, chiều dài tính toán thiết kế 150m.

Hình 4: Hệ thống giàn chống, máy bào và máng cào trong khai

thác vỉa mỏng

I.2. Phương pháp khai thác dùng giàn chống tự hành và máy khấu

than

Phương thức khai thác dùng giàn chống tự hành và máy khấu liên tục

(cơ giới hóa) đang được sử dụng rộng rãi ở các nước tiên tiến trên thế giới

như Nhật bản, Trung Quốc, Nga và Ba lan. Cơ sở của phương pháp khai thác

Author by

này, chính là phương pháp sử dụng dàn chống tự hành: cột thủy lực và xà

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 26

TĐT

thành một khối thống nhất, lợi dụng chống lò tự hành tiến về phía trước cùng

với sự tiến gương, máng cào uốn khai thác, lắp máy khấu than.

Phương pháp khai thác này so với các phương pháp dùng cột thủy lực

đơn, xà và nổ mìn thì việc khấu than, dựng cột, tháo cột... giảm sức lao động

cho công nhân, đồng thời số người lao động trong lò chợ cũng giảm rất nhiều.

Hơn nữa, không cần thời gian di chuyển chống giữ lò, thời gian máy

hoạt động kéo dài có khả năng khấu than liên tục, năng suất khai thác rất cao.

Do thời gian di chuyển chống giữ lò rất ngắn, khoảng cách vì chống

(giàn chống) rất hẹp, khoảng trống của nóc hầu như không có, cho nên nóc

không thể bị sụt, bị sập, tính an toàn cao.

Sử dụng phương pháp này tuy chi phí đầu tư thiết bị và thời gian xây

dựng lò tăng, nhưng sản lượng lớn và năng suất cao.

1) Điều kiện tự nhiên áp dụng có hiệu quả dàn chống tự hành

Trong việc khai thác than, dùng giàn chống tự hành để chống lò, cần có

những điều kiện tự nhiên như sau:

(1) Phải là vỉa than có độ dốc dưới 200.

(2) Vỉa than phải dày, từ 2m trở lên.

(3) Vỉa than ổn định (không có phay, đứt gãy, phình, co...)

(4) Kẹp mỏng, không có nham thạch và đá kẹp.

(5) Nóc và trụ tốt (nóc và trụ là lớp đá).

(6) Vỉa than không ngậm nước.

(7) Không có nguy hiểm như: bục khí, lở mỏ.

(8) Đảm bảo để vỉa có thể khai thác liên tục, lâu dài (ít nhất là nửa

năm).

2) Những điều lưu ý khi chọn thiết bị khai thác

Về việc chọn thiết bị khai thác cần được chọn theo các điều kiện sau:

(1) Máng cào lò chợ phải đủ công suất chuyển than của máy khấu.

(2) Giữa máy khấu và máng cào phải đảm bảo không gian vận chuyển

tốt.

Author by

(3) Máy khấu phải đảm bảo công suất đã định.

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 27

TĐT

(4) Phải có đủ không gian giữa xà giàn chống tự hành và mặt trên của

máy khấu.

(5) Thiết bị phải gọn gàng đáp ứng kịp thời khi có thay đổi độ dốc của

vỉa.

(6) Thiết bị cũng phải đáp ứng sự thay đổi của chiều dày vỉa.

3) Mô hình diện khai thác

Phương pháp khai thác lò chợ dài, nhìn chung được dùng cho khai thác

diện khai thác bằng 2 đường lò đá dọc vỉa và gương lò chợ. Trong đường lò

đá người ta gọi: đường lò nông hơn là đường lò trên (lò vai) đường lò sâu hơn

là đường lò sâu (đường lò dưới).

Chiều dài gương lò chợ thường: 100m ~ 250m. Đường lò dưới được sử

dụng làm đường lò gió vào, đường lò vận tải. Còn đường lò trên được sử dụng

làm đường lò cung cấp vật liệu, đường lò gió ra.

Hình 5: Máng cào, máy khấu và giá thủy lực của hãng JOY

II. CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA MÁNG CÀO

II.1.Đặc tính kỹ thuật chung

Trong hệ thống cơ giới hóa, máng cào là thiết bị phải làm việc với

cường độ cao nhất,

- Vừa vận tải than vừa làm nền cho máy khấu di chuyển.

Author by

- Thiết bị chịu ảnh hưởng của môi trường lớn, bị va đập mài mòn lớn.

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 28

TĐT

- Có khả năng uốn cong theo gương lò, để di chuyển tiến theo gương.

- Tốc độ tải than phải phù hợp với máy khấu.

- Lực đẩy của xi lanh tiến gương (giàn chống) phù hợp với máng cào.

- Chiều dài của lò chợ từ 100m đến 150m.

Có thời gian làm việc ổn định từ 1 – 3 năm.

Vì vậy, các bộ phận làm việc thường mau mòn và chóng hỏng. Trong

số các chi tiết của máng cào tang dẫn động là chi tiết quan trọng nhất có biên

dạng hình học phức tạp yêu cầu cao về độ chính xác dẫn động xích, vật liệu

chế tạo có yêu cầu cao về độ chống mài mòn, độ cứng bề mặt và độ dẻo cao.

Chế độ làm việc:

Trên cơ sở tính toán bền, ta dùng giả thuyết về sự phá hủy tổng hợp

dưới tác động tải trọng phá hủy [11]:

x i

∑

N N

(II-1)

Ở đây:

+ mEK- tỷ số phụ tải tương đương (về độ nóng, về độ mỏi khi uốn, độ

bền khi tiếp xúc).

+ x- chỉ số mức độ mỏi cong.

+ NS, NO số tổng (làm việc và cơ sở) của các chu kỳ tác động của phụ

tải (tải trọng).

+ mi- phụ tải tương đối, nghĩa là đưa vào một trong những tải trọng tác

động (thường chọn tối đa).

+ ti- số lượng tương đương các chu kỳ tác động của tải trọng.

Để xác định được mEK cần phải biết trị số mi và ti cho nấc đồ thị phụ tải

Author by

được biểu diễn, phần nào của số lượng tổng các chu kỳ có tải trọng lớn nhất.

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 29

TĐT

Để xác định tải trọng tương đương khi tính toán bền các chi tiết của

máng cào cần thiết lập biểu đồ chế độ tải trọng của chi tiết tuân theo chế độ

làm việc cơ bản của động cơ.

Đối với máng cào đi kèm máy khấu than, chu kỳ làm việc chia thành 3

giai đoạn [11]: Khởi động To, giai đoạn làm việc T1 và giai đoạn không tải T2.

Giai đoạn làm việc sử dụng công suất trung bình. Giai đoạn khởi động không

quá 0,5% và giai đoạn không tải 10- 15% so với toàn bộ chu kỳ làm việc.

II.2. Các kết cấu chung của máng cào trong hệ thống liên hợp

Hình 6 mô tả chung về kết cấu máng cào đi kèm máy khấu than được

a. Máng cào hai xích cạnh 400T/h

áp dụng trong các gương khai thác hiện nay

b. Máng cào hai xích giữa 450T/h

Author by

Hình 6: Kết cấu của một số loại máng cào

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 30

TĐT

a. Một trạm dẫn động; b. Hai trạm dẫn động 1 đầu; c. Hai trạm dẫn 1 phía; d. 3 trạm

dẫn động; e. 4 trạm dẫn động.

Hình 7: Kết cấu của một số loại máng cào theo sơ đồ dẫn động

Kết cấu trên hình 7 gồm: đầu, đuôi máy; máng quá độ đầu và đuôi;

máng đặc biệt đầu và đuôi; máng giữa; máng điều chỉnh xích; bộ phận liên

kết với giá; bộ phận lắp thanh răng cho máy khấu di chuyển... Kết cấu của

máng cào đảm bảo cho máy khấu có thể di chuyển trên đó một cách an toàn;

Ngoài ra, liên kết giữa đầu, máng giữa, đảm bảo máng cào có thể tiến gương

từng đoạn theo các chu kỳ khấu.

Gồm: đầu- đuôi máy, máng quá độ đầu- đuôi, máng đặc biệt đầu- đuôi,

máng giữa, máng điều chỉnh chiều dài và các linh kiện khác.

1. Bộ truyền động đầu- đuôi máy: đây là phần động lực của máng cào

gồm: bánh răng lai xích, trục nối tiếp bánh răng, khung, tấm nối tiếp, tấm

chắn than, bộ tách xích, tấm đệm, thành chắn, bộ giảm tốc, ca bô, khớp nối,

miếng đè xích… Ngoài ra, bộ truyền động đầu máy còn có cụm phanh. Động

cơ điện liên kết với bộ giảm tốc thông qua khớp nối, chúng được bắt chặt vào

khung đầu- đuôi máy bằng bu lông. Trong quá trình lắp đặt máng cào trong lò

Author by

chợ động cơ điện- bộ giảm tốc được lắp đặt về phía phá hỏa.

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 31

TĐT

a, Khung đầu- đuôi máy: Gồm các tấm thép hàn lại với nhau. Trên

khung đầu máy có vị trí lắp bộ tách xích. Hai bên đều có vị trí lắp giá đỡ

thuận lợi cho việc lắp bộ truyền động. Phía sau có hai chốt định vị thuận lợi

cho việc lắp máng quá độ.

b, Hộp giảm tốc: Thông thường là hộp giảm tốc 3 cấp gồm: 1 cặp bánh

răng côn, 1 cặp bánh răng nghiêng và 1 cặp bánh răng thẳng. Vỏ bộ giảm tốc

có kết cấu đối xứng nên có thể đảo chiều lắp theo yêu cầu bên phải hoặc trái

của máng cào tùy theo yêu cầu sử dụng.

c, Vỏ bảo vệ cụm truyền động và bích nối tiếp: Vỏ bảo vệ cụm truyền

động do vỏ ngoài, nắp tản nhiệt, bích nối động cơ và bích nối bộ giảm tốc hợp

thành, có tác dụng liên kết bộ giảm tốc với động cơ và lắp đặt cụm phanh

hãm.

d, Bánh răng lai xích: nắp vòng bi, gối đỡ, trục, gioăng làm kín, vòng

bi, … có tác dụng truyền động lực. Tùy vào loại máng cào bố trí xích giữa

hay hai bên sẽ có kết cấu của bánh lai xích.

e, Trục nối bánh răng: Là bộ phận truyền động từ hộp giảm tốc sang

bánh răng lai xích. Khi lắp trục nối tiếp cần chú ý sự đồng tâm giữa bánh răng

trong và bánh răng ngoài.

f, Khớp nối: Khớp nối có các ưu điểm sau: giảm dao động trong quá

trình truyền động, rút ngắn thời gian khởi động của động cơ, bảo vệ quá tải

cho động cơ và các bộ phận truyền động khác. Tuy nhiên, trước đây vấn đề

này rất quan trọng thường sử dụng khớp nối thủy lực, hiện nay công nghệ

truyền động điện đã giải quyết được và sử dụng khớp nối hình sao nên ít cồng

kềnh hơn.

g, Bộ tăng xích: Có tác dụng điều chỉnh độ căng của xích, gồm cụm

phanh và móc tăng xích. Trong quá trình sử dụng má phanh sẽ bị mài mòn, vì

vậy cần kiểm tra độ mài mòn của má phanh. Cần chú ý trong quá trình tăng

xích hai mắt xích hai bên được móc tương xứng với nhau. Khi dùng động cơ

Author by

điện để tăng xích, sau khi sử dụng phanh hãm chắc chắn rồi thì dừng động cơ

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 32

TĐT

lại mới được tiến hành tăng xích. Sau khi tăng xích xong tiến hành tháo cụm

phanh ra và lấy tấm nắp đậy lại.

h, Miếng đè xích: Được lắp ở bên trong của khung đầu- đuôi máy, có

tác dụng chống nhảy xích và làm cho xích luôn ăn khớp với bánh răng.

e, Bộ tách xích và tấm đệm: Khung đầu- đuôi máy có vị trí lắp tấm hớt

than, bộ tách xích và tấm đệm.

2. Máng quá độ: Máng quá độ được định vị với khung đầu máy bằng

chốt và được bắt chặt bằng bu lông. Máng quá độ liên kết với máng giữa

(hoặc máng điều chỉnh) bằng chốt. Thành chắn và miếng hớt than của máng

quá độ được định vị bằng chốt và được bắt chặt bằng bu lông.

3. Máng giữa: Về cơ bản hai loại máng này giống nhau chỉ khác nhau

về chiều dài. Hai cầu máng được nối với nhau bằng chốt ante và cho phép uốn cong 3o theo cả phương ngang và phương thẳng đứng, hai bên máng có thể

lắp miếng hớt than và thành chắn than.

4. Xích máng cào- Thanh gạt: Mỗi đoạn xích có lắp sẵn thanh gạt (3

đoạn xích+ 3 thanh gạt) với khoảng cách 860mm - 1032mm. Đi kèm theo

máng cào còn có các cặp đoạn xích với các mắt lẻ 3, 5, 7 và 9 dùng để tăng

xích.

Thông thường mối hàn của mắt xích (mắt xích nằm mối hàn hướng vào

tâm máng, mắt xích đứng ở mặt trên hướng lên trên), thanh gạt (ở mặt trên có

hình chữ T, bề dày ít sẽ đi trước) và bu lông (đầu bu lông đi trước).

5. Thành chắn than và tấm kẹp: Đầu- đuôi và các cầu máng đều được

lắp thành chắn than. Thành chắn có tác dụng không để than trên máng tràn ra

ngoài.

6. Miếng hớt than: Có tác dụng hớt than vào máng cào khi máng cào

di chuyển.

Đặc tính kỹ thuật cơ bản của một số máng cào của Trung Quốc hiện

nay thể hiện ở bảng 7; một số loại khác trên thế giới thể hiện tại bảng 8.

Author by

Bảng 7: Đặc tính kỹ thuật một số máng cào cỡ lớn của Trung quốc

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 33

TĐT

Động cơ

TT

Tên gọi

Khối lượng

Chiều dài xuất xưởng (m)

Chiều dài lv (m)

Vận Năng tốc suất t/h m/s

CS

Điện áp

290

180 180 180 200 200 200 200

1 2 3 4 5 6 7

SGB630/180 SGB630/220 SGB630/264 SGB764/264W SGZ764/264 SGZ764/320 SGB830/630

150 150 150 150 150 150 150

400 450 600 1.18 700 1.12 2x 132 900 1.0 2x 132 900 0.95 2x 160 2x315 1200 1.03

1.0 660/1140 93.6 1.0 2x 110 660/1140 96.2 2x132 660/1140 98.5 163 1140 137 1140 132 1140 187 1140

1 Kiểu dạng

MCCV-HB 750

4HB 280V

2 Nhà sản xuất

Mitsuimiike- Nhật

DBT (Đức)

3 Công suất tải than

900 T/giờ

1.500 T/giờ

4 Chiều rộng máng

750 mm

800 mm

5 Nối trên máng

Hình chân chó (300T)

Pretchaillink (300T)

6 Công suất điện

300kW x 23.000 V

350 kW x 23.000V

7 Kích thước xích

42/46mm x 151/153

φ26 mm x 92

8 Phương thức lắp xích Xích kép ở giữa máng

Xích đơn ở giữa máng

9 Tốc độ xích kéo

64 m/phút

36/72m/phút

Author by

Bảng 8: Một số loại máng cào khác

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 34

TĐT

Chương III. TÍNH TOÁN

KIỂM NGHIỆM, THIẾT KẾ

MÁNG CÀO

I. TÍNH TOÁN.

I.1.Năng suất của lò chợ cơ giới hóa

Năng suất của lò chợ cơ giới hóa phụ thuộc vào tốc độ khấu than của

máy khấu (trên cơ sở điều kiện địa chất, chiều dày vỉa và độ cứng của than,

đất đá kẹp). Tham khảo một số loại máy khấu hiện có đang sử dụng hiện nay,

năng suất của lò chợ có thể đạt 2.000 tấn -4.000 tấn/ca. Tốc độ di chuyển của

máy khấu thông thường đạt 0-6m/phút, khi độ cứng than đất đá f <3.5.

+ Nếu như dùng Combain hoặc máy khai thác khác mà vẫn dùng máng

cào thì trong trường hợp này tính toán năng suất của máy liên hợp (Combain)

QK khi dùng cùng máng cào:

.60

'.. ∂

hLv . K

(Tấn/ giờ) (III-1)-[11]

Ở đây:

- vk- tốc độ tiến của Combain được phép về mặt kỹ thuật

(m/phút). Theo một số tài liệu nước ngoài tốc độ khấu đạt 0-6m/phút

- L: chiều sâu cắt, m. (0.63)

- h: Chiều cao khấu, m. (2m-2,4m) - ∂ ’= 1,2- 1,3, trọng lượng thể tích của than, T/m3 (than liều

khối).

Theo tính toán trên năng suất của máy khấu có thể đạt 250-450 tấn/h.

+ Hệ số quá tải: So với các máng cào có thành đối xứng, máng cào đi

kèm máy khấu than có 01 thành để làm tăng độ cứng vững và làm gối cho

bánh của Combai di chuyển. Vì vậy, diện tích lòng máng chứa vật liệu tăng

lên so với thông thường. (Xem hình 8). Hệ số quá tải được xác định theo thực

Author by

tế đạt 1,4. Khi khai thác theo các vỉa dốc theo phương ngang làm tăng lượng

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 35

TĐT

vật liệu chất lên cầu máng. Vì vậy, khi tính toán đề tài chọn tăng công suất

450 tấn/h cho phù hợp với thực tế.

+ Ngoài ra, nếu khấu than theo sơ đồ con thoi hướng di chuyển của

Combai có một chiều cùng chiều với máng cào. Vì vậy, công thức (III-2) cần

thay thế vận tốc di chuyển tuyệt đối của xích bằng vận tốc tương đối. Tức là,

(m/s)

( III-3)-[11]

v ±=

kv '60

Dấu (+) khi dịch chuyển ngược nhau.

Dấu (-) khi dịch chuyển cùng chiều giữa xích và combain. Lập tài liệu thiết kế trên cơ sở mẫu, với kích thước và hình dáng đã có.

Tuy nhiên, phải tính toán dựa theo một số thông số đã chọn và các chế độ lắp

ghép phù hợp với đặc tính kỹ thuật của chúng. Trên cơ sở tham khảo một số

máng cào sử dụng trong cơ giới hóa, phù hợp với điều kiện Việt nam và năng

suất của máy khấu. Đề tài chọn mẫu thiết kế như sau:

Các thông số tính toán:

- Năng suất tính toán tối đa:

450 tấn/h.

- Vận tốc tính toán max:

1,07m/s;

- Chiều dài tính toán:

140-150m;

- Chiều rộng tối đa:

630mm;

- Chiều dài cầu máng:

1500mm;

- Vật liệu chuyên chở:

Than nguyên khai, đá;

- Số xích kéo

- Góc dốc tối đa

02; 200.

vận tốc thực tế của máng cào gia tăng khi combai khấu chạy ngược chiều.

I.2.Tính toán chung cho máng cào

Máng cào đặt ở khâu vận chuyển và làm giá đỡ cho máy khấu di

chuyển, nằm trong hệ thống thiết bị cơ giới hóa khai thác than. Do đó năng

Author by

I.2.1. Năng suất của máng cào.

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 36

TĐT

suất của máng cào thường chọn theo năng suất của thiết bị khai thác. Chọn

năng suất tối đa 450 tấn/giờ, cho vật liệu chuyên chở là than có lẫn đất đá kẹp.

Trong số các kích thước cơ bản của máng cào thì chiều cao, chiều rộng

của máng là cơ bản nhất. Kích thước này sẽ xác định bề mặt tiết diện vật liệu

trên máng cào cũng như kích thước tối đa của “đống” vật liệu được chất lên

máng. Máng cào là một khâu trong thiết bị vận tải than do máy khấu khai thác

ra, vì vậy khả năng thông qua (tải) của nó cần chẳng những phù hợp với năng

suất của các máy khấu than, mà còn phải có dự phòng cho trường hợp quá tải,

khó khăn khi làm việc trong lò; Nhưng cũng không cho phép mức dự trữ khả

năng làm việc quá lớn, vì như vậy sẽ làm tăng giá thành của thiết bị.

Năng suất của máng cào phụ thuộc tiết diện máng Fo(m2), tốc độ chuyển động của xích v (m/s), hệ số điền đầy ψ = 1 và trọng lượng riêng của vật liệu γ = (1.2-1.3 t/m3) ở thể tơi vụn (giả thiết máng cào vận chuyển than và có lẫn đất đá, γ = 1,25 t/m3:

I.2.2. Tiết diện máng nhánh công tác

a) a- Tiết diện không tính đến thành be Sbđ = 0.067 m2. b- Tiết diện có tính đến thành be Stt = 0.09m2. Hình 8: Tiết diện tính toán cho máng cào

(III-4)

Q= 3600Fo.v .

. ,(t/h)

ψγ

Từ công thức có thể xác định tiết diện của máng

0.093

(III-5)

F o

450 3600.1, 07.1, 07.1, 25

Q vγψ 3600. . .

Author by

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 37

TĐT

Vận tốc chuyển động của máng cào có thể lấy trong khoảng 0,6 đến

1,1m/s; hệ số chở đầy ψ phụ thuộc vào góc nghiêng đặt máng, tính chất bám

dính của vật liệu vận chuyển với máng, khi tính toán có thể lấy ψ= 0,9- 1,1.

Một kích thước quan trọng của tiết diện máng là chiều rộng B, có thể

xác định theo công thức.

(III-6)

3600.

. hk Q . . c vβ ψ

+ kh- tỷ lệ giữa chiều rộng B và chiều cao h của máng,

5,44,2 −

k h

B h

+ Q- năng suất max, 450 t/h.

+ v- vận tốc tuyệt đối của xích, 1,07 m/s.

+ γ- trọng lượng riêng của vật liệu thể tơi; 1,25 t/m3;

+ cβ- hệ số sử dụng tiết diện, phụ thuộc góc nghiêng và độ tơi vụn của

vật liệu vận chuyển, lựa chọn theo bảng 9:

Giả sử trong trường hợp xấu nhất là máng cào phải chở than lên dốc

với góc dốc đến 20o.

β, độ

-15

-5

Vật liệu khô nhẹ

1.5

1.3

0.85

0.65

0.5

Cục to ẩm ướt

0.75

0.6

Từ các công thức trên ta có thể tính được.

2.4.

450

630

≈

3600.

3600.0, 6.1, 07.1, 25

. hk Q . . c vβ ψ

Theo các mẫu nghiên cứu có thể chọn chiều rộng máng cào bằng 630

mm, chiều cao hữu ích của máng bằng 113mm.

Author by

Bảng 9: Giá trị hệ số cβ

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 38

TĐT

I.2.3. Xác định lực cản chuyển động và công suất động cơ

a, Lực cản chuyển động.

Lực cản chuyển động của máng cào gồm lực cản của xích và của vật liệu,

do đó ở nhánh không tải sẽ là:

cos

sin ) β

, N;

(III-7)

W q Lg f 1( o

và ở nhánh có tải:

W g L q f . .

.[(

q f .

c ). os

(

q q s

) in ) β

, N

(III-8)

qo- trọng lượng 1m xích kể cả thanh gạt, kg/m;

L- chiều dài máng cào, m;

f1- hệ số ma sát của xích với máng;

f2- hệ số ma sát của vật liệu vận tải với máng;

q- trọng lượng 1m vật liệu trên máng cào.

116,8

kg m /

(III-9)

Q v 0,36

450 3, 6.1, 07

β- góc nghiêng đặt máng cào, độ.

Dấu (+) ứng với lên dốc; dấu (-) ứng với xuống dốc. Hệ số ma sát f1 của xích với máng có thể lấy (5)

Đối với máng cào hai xích

Có gờ hướng xích

0,25 – 0,35

Hệ số ma sát f2 của vật liệu với máng có thể chọn

Than đá trượt trên máng

0,3 – 0,5

Lực cản chuyển động của các đĩa xích có thể lấy bằng 10% tổng lực cản của hai nhánh. Do đó tổng lực cản của máng cào được tính toán theo công thức III-10:

5 - Bảng 4.2 trang 151 [1]

Author by

1. Trường hợp máng cào đặt trên tuyến thẳng.

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 39

TĐT

1,1(

cos

q f (

cos

) 1,1 =

sin ) β

, N. (III-10)

[

]

W o

W W + kt ct

q f 1 o

Thay các giá trị vào ta có:

1,1(

) 1,1.150 2.116.0,5cos 20

33,3(0.5cos 20

0 sin 20 )

W o

W W + kt ct

⎡ ⎣

⎦ ⎤

1,1(

) 183886, 0

W o

W W + kt ct

b, Xác định sơ bộ công suất động cơ theo Wo.

Khi đã xác định tổng lực cản Wo và biết vận tốc chuyển động của xích là

v, công suất động cơ sẽ là:

198,1

, kW

(III-11)

oW v 1000

183886.1, 07 1000.0,93

η- hiệu suất của trạm dẫn.

2. Sức cản phụ khi uốn cong máng cào để di chuyển

a, Lực cản chuyển động

Khi dịch chuyển dần máng cào từ tuyến cũ sang tuyến mới xích kéo

chuyển động theo đường cong. Ở đoạn cong đó xích kéo thêm tải trọng phụ

do ma sát giữa xích với thành máng.

Để làm sáng tỏ phương pháp tính toán này ta xét máng cào đặt nghiêng

một góc β và xích uốn cong trong mặt phẳng nằm ngang một góc 2αo, xem

hình 9.

Author by

Hình 9: Mô hình uốn cong của máng cào

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 40

TĐT

Điểm 1 bắt đầu của vòng xích là điểm xích đi ra khỏi đĩa xích chủ

động, còn thứ tự các điểm sau đánh số theo chiều chuyển động của xích ở các

điểm xích đổi chiều cong.

a- bước dịch chuyển máng cào; l- chiều dài một đoạn máng;

α’- góc quay của máng tương ứng với một đoạn máng; R- bán kính cong của đoạn

cong; Lu- chiều dài đoạn máng cong;

Xác định góc α: Góc α có thể xác định như sau: ( Trên cơ sở các thông số

cơ bản chọn trước: l=1500mm; b=630mm; a = 630mm;)

sin

(III-12)

l R 2

31500

(III-13)

từ đó

l b . dl

x 1500 630 30

2sin

l ≈ α α o o 2

Để xác định α, xét tam giác vuông MO2N

(

)

−

uL 4

a 2

hay là

4 630 31500 630

8887

mm .

aR a −

−

Author by

Hình 10: Sơ đồ tính lực căng trong xích

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 41

TĐT

(III-14)

R o

2 L + u 4 a

và góc α

sin

arcsin

(III-15)

a 2

α o 2

α 0 ⇒ = 2

α 0 2

2 L u

Từ đó tính ra được số đoạn uốn cong của máng cào:

2 α

Thay các thông số vào ta tính được:

α = 0,14154 rad;

α 0 = 0,04764 rad;

R=31500mm; Lu=

8887mm; Z5.94 đoạn lấy tròn Z = 6.

Tính toán lực cản chuyển động của xích trong trường hợp này người ta

dùng phương pháp tính đuổi điểm, có nghĩa là biết lực cản chuyển động của

xích tại điểm i và lực cản chuyển động của đoạn i- (i+1), suy ra lực cản

chuyển động của xích tại điểm (i+1):

Si+1= Si + Wi-(i+1)

Muốn cho xích ăn khớp với bánh xích chủ động được tốt người ta lấy

lực căng của xích tại một điểm khoảng S1 =Sr= 2000 – 3000N.

Tiếp theo lực căng tại điểm 2 sẽ là:

S2= S1 + W1-2 = Sr + Wkt

W1-2- lực cản chuyển động trên đoạn 1-2.

Trong trường hợp vận chuyển vật liệu đi xuống W1-2= qoL1(f1cosβ +

sinβ). Vật liệu đi lên là: W1-2= qoL1(f1cosβ - sinβ)

Lực căng tại điểm 3:

S3= S2 + W2-3

Lực cản chuyển động trên đoạn 2-3 là lực ma sát của đoạn xích 2-3 vào thành bên của máng với góc ở tâm là 2αo. Do đó, lực cản phụ xuất hiện trên đoạn xích 2-3 có thể tính gần đúng theo công thức ơle.

Author by

Tính toán lấy: αo ≈2.750; α ≈8.210;

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 42

TĐT

α o

feS ( 2

W )1 − =−

f- hệ số ma sát của các thanh gạt với thành máng f = 0,4 – 0,45.

Sau khi xác định được α, với đoạn cong Lu rất nhỏ so với L (chiều dài

α o

cos

2 f e α

− 1)

máng cào), lực cản chuyển động trên đoạn cong 2-3;

feS ( 2

] sin ) ( β

S 1

q gL f 1( o 1

2500

2 f e α

cos

− 1)

)1 W − = [ =−

oq gL f (

Như vậy, đối với máng cào có thể xác định gần đúng lực cản W2-3 là: ] W2-3 =[ sin ) ( β

α o

cos

)(

cos

sin ) β

−

sin ) β

Lực căng ở điểm 4:

] 2 e

S 1

q gL f ( 1 o

q g L L ( o 1

f 1

S4= S3+ W3-4= [

Lực căng của điểm 5:

S5= S4 + W4-5 = k1S4

Theo kết quả của nhiều công trình nghiên cứu [11], k1= 1,07- 1,10.

(

)(

cos

)(

cos

−

sin ) β

−

sin ) β

Lực căng ở điểm 6:

qg L L 1

q g L L ( 1 o

f 1

S6=S5+W5-6= 1 4 k S

α2

Lực căng tại điểm 7:

ofeS

7 =

cos

−

sin ) β

−

sin ) β

Lực căng ở điểm 8:

qgL f ( 1

q gL f ( 1 1 o

S8=S7+W7-8=

Thay các giá trị vào ta tính toán được các thông số với giá trị L1=1/2L:

S2 = S1 +W2-1 S3= S2+S2(e2a.f-1) S4= S3 + W3-4

S5 = k *S4

Author by

S6= S5+W5-6 S7= S6 (e 2a.f) S8= S7+W7-8 5.000,0 N 3.531,7 N 4.997,1 N 8.528,8 N 9.253,8 N 94.306,6 N 106.363,2 N 191.416,1 N

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 43

TĐT

Lực vòng tác dụng lên bánh xích dẫn

(III-16) Wo=S8-S1+W8-1

S8-1- sức cản chuyển động của bánh xích dẫn

(III-17) W8-1= k2(S1+S8)

(191416 5000) 0.04 (191416 5000)

−

k2=0,03 – 0,05

]

=194 272, N (III-18) Wo = [

110064

1, 2

(1,1 1, 2) ÷

Xác định sức căng tĩnh và sức căng động [1]:

max

191416 2

t max z

(III-19) Sức căng tĩnh:

Sức căng động: Sdh = 2.L.(k'q+2.k''.qo).amax

L = 150m; k’ = 0.4; k’’ = 0.5.

2.3,14

5.36 /

m s

a max

2 . v π . Z l

1, 07 7.0, 08

Gia tốc xích amax được xác định theo công thức:

Trong đó: v là vận tốc xích lớn nhất; Z số răng của tang xích Z = 7; lx

bước xích 0.08m.

Từ đó: Sdh= 2.150. (0,4. 116 + 2.0,5.33,3) = 128626, N.

Sức căng toàn phần của xích:

Smax = Stmax + Sdh = 109609 + 118661=228270N

b, Công suất động cơ. Đặt trạm dẫn động ở đầu, công suất động cơ sẽ

[ (

18 −

, kW

(III-20)

] vWS ) − + η1000

x (191416 5000) 0.04 (191416 5000) 1, 07

−

[

]

212.65

x 1000 0,93

Như vậy, với công suất của động cơ không đổi, khi thay đổi các thông số q và β thì chiều L của máng cào cũng thay đổi. Từ công thức (III.18) ta có:

164, 43

, m

(III-21)

L m

cos

sin ) β

[ 1,1 2

]

q o

1000 N q f ( f + 1

Author by

là:

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 44

TĐT

3. Vị trí trạm dẫn động và số động cơ dẫn động

a, Vị trí trạm dẫn động không ảnh hưởng đến công suất động cơ [xem

công thức (III.20) và (III.22), nhưng lực căng của bộ phận căng xích phụ

thuộc vị trí trạm dẫn động.

Vị trí trạm dẫn động phụ thuộc vào góc nghiêng β, có thể chọn được

giá trị của β= βo, tại đó Wct= Wkt cân bằng hai phương trình (III.7) và (III.8)

sẽ tìm được β.

(III-22)

=β

qf 2 +

Khi góc đặt máng cào bằng trị số xác định theo công thức trên trạm dẫn

động đặt ở đầu nào của máng cào cũng được, ở đây tgβ=- 0.31.

Còn khi β> βo (Wct> Wkt), trạm dẫn động phải đặt đầu dỡ tải của máng

cào; ngược lại khi β< βo (Wct< Wkt) trạm dẫn động phải đặt ở đầu nhận tải

(đầu cao của máng cào).

b, Khi năng suất Q và chiều dài L của máng cào lớn lực kéo của xích ở

điểm vào bánh dẫn S8 (hình 9) sẽ rất lớn và ở đó hệ số dữ trữ bền của xích có

thể không đạt trị số cho phép, hoặc dẫn động bằng một động cơ thì công suất

sẽ lớn, nặng nề. Để khắc phục các nhược điểm trên ta đặt trạm dẫn động ở cả

hai đầu máng cào.

Công suất động cơ lắp đặt ở mỗi đầu máng cào phụ thuộc vào góc

nghiêng β, hướng vật liệu vận chuyển và xác định điều kiện: công suất và số

động cơ của trạm dẫn động đầu máng cào (đầu dỡ tải) khắc phục sức cản của

nhánh có tải; công suất và số động cơ của trạm dẫn động cuối máng cào (đầu

nhận tải) khắc phục sức cản của nhánh không tải.

Khi vận tốc chuyển động của xích là v, m/s, công suất của các động cơ

trạm dẫn động đầu máng.

∑ Wv

(III-23)

N đ

1000

, η

của trạm dẫn động cuối máng cào

Author by

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 45

TĐT

5 ∑ Wv 1 1000

W - tổng lực của chuyển động từ điểm 5 đến điểm 8;

∑

W - tổng lực cản chuyển động từ điểm 1 đến điểm 5.

∑

kW (III-24) = N đ , η

Tuy nhiên, trong điều kiện cụ thể đối với máng cào đi kèm máy khấu

việc hoạt động ở nhiều vỉa có độ dốc khác nhau, hướng di chuyển không thay

đổi, không thao tác với một vị trí cụ thể nên ta chọn hai trạm dẫn động, phân

bố ở hai đầu (theo một số máng cào hiện có của Trung Quốc, động cơ được

phân bố đều cả hai đầu dẫn động).

Tổng công suất cần thiết theo tính toán là: 212 kW lấy tròn là 220 kW.

Phân bố công suất là: 110 kW cho mỗi đầu dẫn động.

Biểu đồ lực căng của xích khi dẫn động cả hai đầu máng cào được thể hiện

a. Trạm dẫn động 1 đầu; b. Trạm dẫn động đặt ở hai đầu.

trên hình 11:

Author by

Hình 11: Biểu đồ lực kéo của xích của các trạm

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 46

TĐT

II. KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN CỦA MÁNG CÀO

Máng cào gồm các bộ phận: xích kéo, thanh gạt, trạm dẫn động, trạm

kéo căng và máng.

II.1. Tính toán xích:

Xích kéo là bộ phận quan trọng nhất trong máng cào. Năng suất và

chiều dài máng cào phụ thuộc vào độ bền của xích. Những yêu cầu đối với

xích máng cào: độ bền, trọng lượng tối thiểu, bền mòn, tháo lắp nhanh và dễ

dàng, kết cấu đơn giản và giá thành chế tạo rẻ.

Trong quá trình làm việc xích sẽ bị mòn do tác dụng của tải trọng thay

đổi, bị biến dạng dẻo hoặc bị đứt gãy do quá tải đột ngột. Khi thiết kế máng

cào thường chọn xích trong các loại xích tiêu chuẩn, sau đó kiểm tra lại sức

bền theo điều kiện làm việc. Để làm xích kéo cho máng cào thường dùng xích

hàn.

Đối với máng cào này ta chọn xích tiêu chuẩn theo TCVN1583-74 có

đường kính d = 22 mm. Chiều dài bên trong (bước) t = 86mm, chiều rộng bên

ngoài b = 75.

6,85

Hình 12: Xích và thanh gạt

S S

max

Author by

(III-25) > nb=6 max S Xích máng cào tính theo tải trọng tĩnh với hệ số dữ trữ bền nb: Theo tải trọng tĩnh: 1130000 191416

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 47

TĐT

5, 49

max

1130000 238690

d +

max

Theo tải trọng động: S (III-26) > nb=4

Như vậy, xích đã chọn đảm bảo độ bền.

II.2. Thanh gạt

Chiều cao thanh gạt của máng cào không lớn, do đó khi làm việc vật

liệu vận chuyển nằm tràn ngập cả xích lẫn thanh gạt và khi xích chuyển động

cả thanh gạt lẫn xích mang theo vật liệu chuyển động. Trong thực tế, khi vận

chuyển có lúc cục vật liệu bị kẹt, hoặc mối nối các đoạn máng không bằng

phẳng, do đó thanh gạt phải có độ bền nhất định.

Một trong các thông số quan trọng của máng cào là bước đặt thanh gạt.

Nếu tăng bước của thanh gạt thì trọng lượng 1m bộ phận kéo sẽ giảm và kèm

theo đó sẽ giảm lực cản chuyển động và sự ăn mòn của máng. Nhưng khi tăng

quá giới hạn nhất định thì dòng vật liệu liên tục trên máng sẽ biến thành

không liên tục và năng suất của máng cào sẽ giảm. Khi vận chuyển đi xuống,

dòng vật liệu sẽ được đảm bảo liên tục khi bước thanh gạt nằm trong khoảng

từ 1000 đến 1200mm và thực tế cho thấy rằng nếu dùng bước nhỏ hơn năng

suất của máng cào cũng không tăng. Khi vận chuyển đi lên dòng vật liệu

máng cào phụ thuộc nhiều vào bước và chiều cao của thanh gạt thường đạt từ

860mm đến 1032mm. Đối với máng cào dạng này, chọn khoảng cách giữa hai

thanh gạt là 860mm.

II.3. Tang lai xích

Kết cấu của tang lai xích phụ thuộc vào loại xích.

Trong các công thức xác định các thông số của đĩa xích số răng z cho trước. Từ đó ta tính toán ra các thông số của tang xích, kết quả mô tả tại bảng 10, hình dạng được mô tả qua bảng 13.

Bảng 10: Thông số biên dạng tang xích

TT Các thông số Giá trị, mm

1 Đường kính vòng lăn 366,36

Author by

2 Khoảng cách từ tâm đĩa đến mặt tâm vòng xích 164,04

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 48

TĐT

Các thông số Giá trị, mm TT

14,00 3 Bán kính rãnh xích

325,10 4 Đường kính mặt trong rãnh xích

421,36 5 Đường kính mặt ngoài rãnh xích

14,25 6 Bán kính ổ mắt xich

11,00 7 Bán kính lượn chân răng

158,88 8 Bước răng cực đại đo trên vòng lăn

(

)

90,6

70,0

60,0

30,0±0,50

72,0

30,0

14,4

R12,0

16,0

R5,0

R20,0

10x30,00°

R20,0

R10,0

30,0

14 mép

6 v? trí

Ø425,0

180,0

24,0 F10

42,0

0 , 5 1 2 (cid:132)

0 , 8 2 2 (cid:132)

0 , 8 5 2 (cid:132)

Ø178,0

Ø150,0 H7

a) Tang xích

b) Hình khối thiết kế dạng 3D

Hình 13: Kết cấu tang xích

Các thông số được xây dựng tại bản vẽ số: MC630/110-01.05.001.

III. CƠ CẤU DẪN ĐỘNG MÁNG CÀO

Từ các thông số đã tính toán, ta xác định các thông số cơ bản của hệ truyền

động theo bảng 11:

Bảng 11: Thông số chính đầu dẫn động

TT Tham số Giá trị Đơn vị

1 Vận tốc tuyệt đối max 1,07 m/phút

2 Vận tốc Combai 6,0 m/phút

3 Vận tốc xích máng cào 0,97 m/phút

4 Đường kính vòng lăn xích trên tang 366,36 mm

5 Vận tốc quay của động cơ 1485,00 v/ph

Author by

6 Tỉ số truyền HGT 29,36

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 49

TĐT

TT Tham số Giá trị Đơn vị

7 Vận tốc tang 50,58

8 Tốc độ góc của tang 5,30 v/ph rad. s-1

9 Mô men quay trên trục ra HGT 21.008.470 Nmm

Các tính toán cơ bản những bộ phận chủ yếu của cơ cấu dẫn động máng

cào: động cơ, hộp giảm tốc và trục tang với xích không nêu trong báo cáo

này. Để truyền động an toàn giữa động cơ và hộp giảm tốc dùng khớp nối

răng.

a) Sơ đồ

b) Hình khối thiết kế dạng 3D

Hộp giảm tốc nón trụ ba cấp và động cơ đặt dọc bên cạnh đầu dẫn máng cào (xem hình 14). Các thông số của hộp giảm tốc được mô tả tại bảng 12, sơ đồ xem hình 14.

Hình 14: Sơ đồ kết cấu trạm dẫn động

Bảng 12: Các thông số truyền động của hộp giảm tốc

TT Cặp bánh răng Số răng Mô đuyn Tỉ số truyền Dạng

2,9286 Côn cong 1 Cấp I ms = 6

Z1= 14 Z2 = 41

m = 7 3,4706 2 Cấp II

Trụ nghiêng Z1= 17 Z2 = 59

m = 9 2,8889 Trụ thẳng 3 Cấp III

Author by

Z1= 18 Z2 = 52

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 50

TĐT

9 5 1 1

2 4 8

2 1 8

5 6 4

4 1 1

365

1450

2567

1500

2567

1450

365

4 9 5

4 1 4

6 1 4

0 5 4

6 1 4

7 9 1 1

1 2 7 1

Hình 15: Sơ đồ máng cào và hệ dẫn động

Kiểu kéo căng xích bằng sức kéo của trạm dẫn. Để hãm đĩa xích lúc

căng xích, trên khớp nối từ động cơ ra HGT có cơ cấu phanh. Để kéo căng

xích, ta cố định một đầu xích, sau đó mở máy đứt quãng nhiều lần để xích

quay theo chiều ngược với lúc làm việc, sau khi xích đã được kéo căng, nối

hai đầu xích với nhau. Cuối cùng nhả phanh. Kiểu kéo căng xích này dùng

cho máng cào cỡ lớn dẫn động bằng nhiều động cơ là phù hợp.

Để đảm bảo lực căng trong xích cho máng cào làm việc bình thường

khi có tải, khi kéo căng xích bằng động cơ, độ dãn dài của xích phải đáp ứng

hai yêu cầu: độ dãn dài để đảm bảo cho xích có đủ sức căng làm việc bình

thường ∆ct , và độ dãn dài dư để nối hai đầu xích với nhau ∆n. Đối với xích

hàn ∆n= (0,5 - 0,6) bước xích. ∆n= 0,6. lx=0,6. 86 = 52mm.

Giả sử rằng, độ dãn dài của xích ∆ tỷ lệ với độ cứng và chiều dài L của

máng, khi bỏ qua độ đàn hồi của máng, ta có

(III-27) ∆= ∆ct+ ∆n

(

)

(III-28)

Độ dãn dài của xích khi làm việc máng cào chiều dài L và độ cứng của

bs '

bt '

L nE

n- số xích của máng cào. Eo- độ cứng tĩnh của xích, E= 107 N; Ss’b và St’b’- lực căng trung bình của nhánh xích không tải và có tải.

Ở nhánh không tải:

Author by

+ xích là Eo sẽ là: =∆ ct

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 51

TĐT

S 1

(III-29)

t b '

S 1

+ 2

W kt 2

S1- lực căng ban đầu của xích.

Wkt- lực cản chuyển động của xích trên nhánh không tải.

Ở nhánh có tải:

(III-30)

≈

WS +

bt '

+ 2

W 1

W 2

Wct- lực cản chuyển động của xích trên nhánh có tải.

Thay các giá trị St’bvà St’b’ vào công thức ∆ct ta có:

1,5.

0,5

)

(III-31)

S 1

(2.2500 1,5.W +0.5W ) ct

∆ = ct

W kt

W ct

150.10 7 2.10

L nE o

260, 28

mm .

∆ = ct

Để tạo được lực căng trong hai nhánh của máng cào như trên, trạm kéo

căng phải tạo được một lực kéo.

0, 75

0, 25

= ∆

(III-32)

S 1

W ct

W kt

W ct

nE o 2 L

Wct = 44595N

Lực kéo cực đại của động cơ kéo căng tác dụng lên đĩa xích

max

107731

(III-33)

max

1000 N v

1000.110.0,95 0,97

Nmax- công suất cực đại của động cơ, kW;

v- vận tốc của xích, m/s;

η- hiệu suất truyền động của cơ cấu.

Độ dãn dài của xích ∆n dùng để nối tương ứng với lực kéo căng Wn

W W =

−

= 107731-44595=63136N

(III-34)

max

W ct

IV. TÍNH TOÁN LỰC ĐẨY MÁNG CÀO.

Các số liệu xác định R, αo và các thông số khác của tuyến cong dùng

làm cơ sở tính toán đã xác định ở trên (khi xác định lực cản chuyển dịch của

xích trong khu vực cong, uốn của máng cào). Để xây dựng công thức tính

Author by

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 52

TĐT

toán, ta xem máng cào làm việc trong điều kiện: Khi di chuyển từng máng

một, trên cơ sở các xi lanh đẩy của giàn.

Như vậy, khi đó lực đẩy của 1 xi lanh đẩy cầu máng của giàn phải khắc

phục được lực cản của các thành phần sau:

- Lực cản ma sát của 6 cầu máng, để chúng có thể xoay tương đối qua

tâm K1 và K2 đến vị trí mới.

- Lực ép của vật liệu khi giảm thể tích trước mặt máng cào.

- Lực cản của xích do uốn cong theo phương tiến xi lanh.

- Lực kéo các xy lanh đẩy cầu ra vị trí mới.

Khi có sự xoay tương đối của đoạn máng cào sẽ xuất hiện mô men của

lực ma sát và nó phải nhỏ hơn lực của kích đẩy. Quá trình dịch chuyển làm

quay 03 cầu máng (1), (2), (3) tại tâm K1 và quay 03 cầu máng (4), (5), (6)

còn lại tại tâm K2. Quá trình quay sẽ xuất hiện lực tương hỗ giữa vị trí nối

tiếp (điểm P). Từ đó, ta có thể xây dựng công thức tính toán với tay đòn quay

l/2 = 0,75m (vị trí tâm của cầu máng số 1).

Phương pháp tính toán: Lấy hệ tọa độ theo các cạnh của cầu máng số

Author by

Hình 16: Khảo sát quá trình dịch chuyển của máng cào

(1), như hình vẽ, sau đó tính toán cho cầu máng số (1). Đối với các cầu máng VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 53

TĐT

số (2) và (3), các giá trị tâm quay được tính toán bằng hình học hoặc ma trận chuyển hệ tọa độ (6). Tương tự giá trị tính toán cho các cầu máng còn lại (4),

(5), (6) quay qua tâm K2 sẽ bằng giá trị của cầu (1), (2) và (3) quay qua tâm

K1.

Để tính toán, do góc quay rất nhỏ ta giả thiết 3 cầu máng đầu thẳng

hàng và tính mô men ma sát cho cả 03 cầu máng. Lực tác động của xi lanh

thắng được mô men ma sát của 3 cầu này và sinh ra 1 lực P1 để làm quay 3

cầu máng còn lại. (Do bỏ qua góc nghiêng, qui 3 cầu máng về một dải nên

phương pháp tính toán này còn chưa thật chính xác, nhưng sai số không đáng

kể).

Các bề mặt tiếp xúc được hình thành dưới dạng hai dải hẹp vì vậy khi

xác định mô men của lực ma sát thì bề mặt gối tựa có thể quy ước là qtt.

, kg/m

(III-35)

q tt

G l 2.

Ở đây: G- Tải trên một đoạn máng (máng cào) bao gồm: trọng lượng

đoạn máng cào, xích và thanh gạt, khối lượng vật liệu di chuyển, khối lượng

thanh răng cho máy khấu di chuyển, máng chứa dây dẫn điện kg.

(III-36)

G = Gcm + q + q1+ qtr + qm

Trong đó các giá trị được xác định trên 1 m là:

Cầu máng: Gcm = 565 kg/m; Xích và thanh gạt: q1= 33.1 kg/m; Vật

liệu q= 116,8 kg/m; Thanh răng qthr= 83.2kg/m; qm=100 kg/m.

449

/ kg m

ttq

(565+33,3+116,8+83,2+100) 2.1,5

Lực ma sát thành phần của cầu trượt (vi phân)

.. dxqf

' =

(III-37)

Mô men thành phần của lực ma sát:

6 Tính cụ thể khi thiết kế giàn chống.

Author by

1. Mô men ma sát

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 54

TĐT

(III-38)

' x

Mô men tổng của dải AB:

. . f qx dx

. . f q x

2 . . f q L

(III-39)

∫

1 2

Mô men ma sát của dải CD:

fq x .

2 b dx

AdM dF x =

ln(

l ) |

. fq x

2 b dx

. f q

" A

∫

b 2

l 2

+ b

f q l . .( .

ln(

))

(III-40)

" A

l b

Mô men tổng ma sát của 2 phía thành:

M M M

l (

ln(

))

(III-41)

' A

" A

f q . 2

l b

4,5

2 0, 63

(4,5

4,5 4,5

2 0, 63

2 0, 63 ln(

))

0,57.446 2

4,5 + 0, 63

MA=7783,64 kGm ~ 76.357,50Nm.

Số phần tử (đoạn) máng cào dịch chuyển đồng thời:

≈ 3

(III-42)

. . R αΠ L 360.

2.3,14.31,5.9 360.1,5

Do Mô men quay cần khắc phục của 3 cầu máng (4), (5) và (6) qua tâm

K2 sẽ bằng Mô men của (1), (2) và (3), do vậy mô men ma sát cần khắc phục

là Mtp:

M= 2.

(III-43)

Như vậy, lực khắc phục cho việc dịch chuyển cầu máng do mômen ma

sát gây ra là:

Pms = 2.MA/Lp = 2. 76357/0,75 = 230 620N

Khi dịch chuyển máng cào cần khắc phục áp lực căng xích lên thành

Author by

2. Lực căng khi xích uốn cong

của máng: VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 55

TĐT

S 2.

.sin

(III-44)

α o 2

Ở đây: S- sức căng động của xích, N.

2. 114665. sin

16216

9 2

Khi dịch chuyển, lực tác động lên cầu máng thứ nhất sẽ làm chuyển vị

quay cho 3 cầu còn lại.

Tổng lực cản cần khắc phục để dồn ép vật liệu trước gương là: [11].

(III-45)

Pđvl = c.m.g. G, N

Trong đó: c - là hệ số thực nghiệm c=0,8-0,9

m - là số phần tử cầu máng được quay.

G - trọng lượng cầu máng và vật liệu.

Pđvl = 0,9. 6. 449.2.1,5.9,81 =71 418,68 N

Tổng lực cản theo phương y là:

P= Pms + Px + Pđvl = 310 423,06 N

Theo phương đẩy của xi lanh là:

Pxld = P/cos2α = 311 837,29 N

Ta có thể tạm xác định đường kính trong nhỏ nhất pistông đẩy máng

cào theo công thức (với áp lực bơm 31,5Mpa):

12.13

mm .

(III-46)

D tr

311 837 3,14.315.0,9

P xl d .p π

Theo phương pháp vận hành khi di chuyển từng xi lanh một nên lực

đẩy của một xi lanh còn phải khắc phục được lực kéo các xinh lanh đẩy còn

lại di chuyển theo (không đề cập ở báo cáo này).

3. Lực ép than trước gương

V. TÍNH TOÁN NHIỆT CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG.

Đặt vấn đề: Đối với máng cào công suất nhỏ, quá trình sinh nhiệt của

động cơ và các cơ cấu truyền động nhỏ, không gây ảnh hưởng nhiều đến tuổi

thọ các chi tiết máy. Đối với máng cào công suất lớn, làm mát cho động cơ và

Author by

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 56

TĐT

hộp giảm tốc là điều cần thiết. Tuy nhiên, động cơ do các nhà chế tạo đã tính

toán và thông thường làm mát bằng không khí, đề tài không đề cập đến. Đề

tài tính toán lượng nhiệt sinh ra do hộp giảm tốc làm việc gây ra và phương

pháp khắc phục.

Lượng nhiệt sinh ra được tính trên cơ sở công suất của động cơ, chế độ

làm việc và hiệu suất của bộ truyền. Như nêu ở mục I phần I.1 chế độ làm

việc của máng cào được giả định như sau: Gọi T là chu kỳ làm việc của máng

cào, thời gian làm việc không tải là 0,05%T, thời gian làm việc không tải

15%T; còn lại là 84,5%T máng cào đủ tải. Thời gian làm việc không tải được

xác định là không tải vật liệu nhưng vẫn kéo xích, theo tính toán công suất

được tính bằng ~15% công suất chọn.

Lượng hao tổn công suất của bộ truyền do ma sát của các cặp bánh

răng, ổ bi, và chủ yếu công suất để tạo và duy trì mô men quay cặp trục. Nhiệt

sinh ra trong HGT do ma sát, được xác định theo công thức sau và thỏa mãn

điều kiện [4]:

≤

(III-47)

[

]

t = + o

1000(1 ) P η − K S ) (1 ψ ξ + 1

Trong đó: t0 – Nhiệt độ môi trường xung quanh. (250C – 300C)

η- Hiệu suất bộ tryền động

η= 0,90

P – Công suất bộ truyền động

P =110 kW

K1 Hệ số tỏa nhiệt ra bề mặt tùy theo điều kiện thông gió K1= 8…17,5W/(m2 0C). Do điều kiện luôn được thông gió tốt chọn K1=17,5W/(m2 0C).

S - là diện tích bề mặt tỏa nhiệt

Tính toán: 2,75 m2.

ψ- Hệ số tỏa nhiệt xuống bề mặt đáy hộp ψ= 0,25 – 0,3

ξ- Hệ số giảm nhiệt do chế độ làm việc giảm tải so với danh nghĩa.

~ 1.25

ξ=

(III-48)

(

)

T P . ∑ T P i i

Author by

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 57

TĐT

Với T là chu kỳ tải trọng và Ti, Pi là thời gian và công suất của các chế

độ chịu tải tương ứng.

Từ đó ta xác định được nhiệt độ của hộp giảm tốc nếu không được làm mát trong 1 giờ có thể dao động từ 90C đến 140C. Với các đặc tính kỹ thuật của dầu nhớt cho các HGT nhiệt độ làm việc tối ưu giới hạn từ 700C-900C.

Dầu theo tiêu chuẩn GB5671-1995 có phụ gia Liti đặc tính kỹ thuật làm việc từ -300C đến 1300C, độ nhỏ giọt 1800C. Vì vậy, cần thiết có hệ thống làm mát

cưỡng bức cho HGT. Cụ thể, do điều kiện thông gió trong gương lò tốt vận

tốc dao động 1-3m/s nên không cần quạt cưỡng bức, thay vào đó là kết nối hệ

thống làm mát bằng nước (bố trí phía trong hộp để giảm va đập). Nguồn nước

trích từ nguồn nước của bơm nhủ hóa có đường hồi trạm bơm.

Từ đó có thể tính được lượng nhiệt sinh ra trong 1giờ (1kCal = 1,163

W.h) và chọn vật liệu dẫn nhiệt là ống đồng φ10 (hệ số tản nhiệt qua vách trụ

của đồng K =120 kCal/m.độ) với chiều dài 4,5-5,3m, diện tích tản nhiệt là 0,15m2. Vận tốc nước 0,1-0,5m/s. Nhiệt độ nước ra và vào lần lượt là 200C và 400C. Như vậy, với hệ thống tản nhiệt này nếu các chế độ lắp ghép và dung

sai chế tạo phù hợp, hộp giảm tốc làm việc bình thường thì dầu sẽ không bị

nóng quá nhiệt độ cho phép.

VI. KHẢO SÁT CÔNG SUẤT MÁNG CÀO TẠI MỘT SỐ GÓC DỐC ĐẶC

BIỆT

chiều dài. Kết quả tính toán như sau:

S2 = S1 +W2-1 S3= S2+S2(e2a.f-1) S4= S3 + W3-4

S5 = k *S4

S6= S5+W5-6

5.000,0 N 12.350,1 N 17.474,4 N 29.824,5 N 32.359,6 N 82.685,8 N

Author by

1. Trạng thái nằm ngang Khi đó β = 00; Tính sức căng tại các điểm đã chọn, công suất động cơ,

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 58

TĐT

S7= S6 (e 2a.f) S8= S7+W7-8

Tổng công suất:

P = 158,28 kW

93.256,7 N 143.582,9 N

Chiều dài vận chuyển tối đa cùng trạng thái:

L = 186 m

S2 = S1 +W2-1 S3= S2+S2(e2a.f-1) S4= S3 + W3-4

S5 = k *S4

S6= S5+W5-6 S7= S6 (e 2a.f) S8= S7+W7-8

5.000,0 N 16.490,9 N 23.333,2 N 39.824,1 N 43.209,2 N 73.601,3 N 83.010,8 N 113.403,0 N

Tổng công suất:

P = 123,84 kW

L = 212 m

2. Trạng thái vận tải xuống dốc với góc dốc 10o. Kết quả tính toán với Khi đó β = -100 như sau :

Chiều dài vận chuyển tối đa cùng trạng thái: 3. Trạng thái vận tải lên dốc với góc dốc 10o. Kết quả tính toán với β = 100 như sau:

S2 = S1 +W2-1 S3= S2+S2(e2a.f-1) S4= S3 + W3-4

S5 = k *S4

S6= S5+W5-6 S7= S6 (e 2a.f) S8= S7+W7-8

5.000,0 N 7.986,3 N 11.299,9 N 19.286,1 N 20.925,4 N 89.658,1 N 101.120,4 N 169.853,1 N

Tổng công suất:

P = 188,11 kW

Chiều dài vận chuyển tối đa cùng trạng thái:

L = 172 m

Author by

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 59

TĐT

4. Trạng thái vận tải xuống dốc với góc dốc β=-17,673o (tg β =-0.31)

5.000,0

19.437,9

27.502,9

S2 = S1 +W2-1 S3= S2+S2(e2a.f-1) S4= S3 + W3-4

46.940,8

S5 = k *S4

50.930,8

65.369,0

73.726,1

S6= S5+W5-6 S7= S6 (e 2a.f) S8= S7+W7-8

88.164,3

Tổng công suất:

P = 95,11 kW

Chiều dài vận chuyển tối đa cùng trạng thái:

L = 258 m

trạng thái cân bằng ở nhánh có tải và không tải (Wct = Wkt). Kết quả tính toán với Khi đó β = -17.6730 như sau :

VII. LẬP BẢN VẼ THIẾT KẾ.

Tất cả các bản vẽ thiết kế phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật theo tiêu

chuẩn của Viện. Từ kết quả tính toán, tham khảo sản phẩm tương tự của

Trung quốc SGB630/110 xây dựng bộ bản vẽ thiết kế.

Ký hiệu chung: MC630/110-00.00.000L.

MC - Máng cào.

630 - Chiều rộng máng.

110 - Công suất thiết kế.

00… là số hiệu các cụm và chi tiết

Tổng hợp kết quả tính toán, thiết kế, các thông số của máng cào

MC630/110-00.00.000L được thể hiện qua bảng 13:

Bảng 13: Bảng thông số chính của máng cào

Thông số Đơn vị

150 - 160 m 450 t/h 220 kW

Author by

TT Tên gọi 1 Chiều dài vận chuyển 2 Năng suất vận chuyển 3 Tổng công suất

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 60

TĐT

- Kiểu côn trụ 3 cấp - Công suất - Tỷ số truyền - Làm mát

110 kW

29,36 Nước 22*86 mm

Hai xích giữa

- Quy cách - Phương thức - Khoảng cách tâm 2 xích

- Khoảng cách giữa hai thanh gạt

Tên gọi Thông số Đơn vị

90 mm 860 mm ~140 tấn

Một số bản vẽ của các bộ phận, cụm chi tiết được trình bày ở các bản

vẽ sau:

1. Hình chung máng cào. MC630/110-00. 00.000L

Trang 62

MC630/110-01. 00.000L

Trang 63

2. Đầu dẫn động

3. Tang dẫn động

MC630/110-01. 05.000L

Trang 64

MC630/110-01. 03.000L

Trang 65

4. Hộp giảm tốc.

5. Cầu chuyển tiếp đầu. MC630/110-02. 00.000L

Trang 66

6. Cầu máng.

MC630/110-03. 00.000L

Trang 67

7. Thanh gạt than

MC630/110-01. 00.003

Trang 68

MC630/110-01. 00.002

Trang 69

8. Gỡ xích

9. Chốt nối cầu

MC630/110-06. 00.000L

Trang 70

MC630/110-07. 00.000L

Trang 71

10. Thanh gạt và xích

Author by

TT 4 Hộp giảm tốc 5 Xích kéo 6 Thanh gạt 7 Tổng khối lượng

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 61

TĐT

Chương IV. XÂY DỰNG QUY TRÌNH

LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH VÀ BẢO

QUẢN

(Trên cơ sở tham khảo một số tài liệu của nước ngoài)

I. LẮP ĐẶT VÀ HIỆU CHỈNH

Trước khi vận chuyển máng cào lắp đặt trong lò chợ cần lắp đặt, chạy

thử và hiệu chỉnh ở ngoài mặt bằng. Vì vậy, cần làm tốt công tác chuẩn bị.

tốc cho đúng với khu vực áp dụng.

+ Lắp đặt đầu máy.

+ Trải xích gầm máng cào: cần chú ý hướng của bu lông thanh gạt.

+ Lắp máng quá độ đầu máy.

+ Lắp các cầu máng giữa.

+ Lắp máng quá độ đuôi máy.

+ Lắp đặt đuôi máy.

+ Trải xích trên mặt máng cào. Tiến hành nối xích phần đuôi máng cào,

còn phần đầu máy để tăng xích cho phù hợp.

+ Nối các cầu máng giữa với nhau bằng chốt đặc biệt.

+ Lắp miếng hớt than và các cầu máng.

+ Lắp thành chắn than với các cầu máng.

+ Lắp các tấm liên kết hai thành chắn than.

+ Lắp thanh dẫn hướng với thành chắn than.

+ Nối các thành chắn than, miếng hớt than với nhau.

Author by

1. Trình tự lắp đặt: Trước khi lắp đặt cần đổi chiều động cơ, hộp giảm

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 72

TĐT

+ Tra dầu bôi trơn vào gối đỡ trục thứ nhất (tra dầu N320 đến vị trí No21), hộp giảm tốc (100 lít dầu N320 cho 1 hộp giảm tốc) và bánh răng sao

(tra dầu máy 50 đến vị trí tâm trục).

+ Tra mỡ gốc Lithi vào múp nối giữa trục thứ 4 hộp giảm tốc với bánh

răng sao.

+ Đấu điện cho động cơ đầu và đuôi máy: cần chú ý hai bánh răng sao

đầu- đuôi máy phải quay cùng chiều và động cơ đuôi khởi động trước 0,5- 2s.

+ Sử dụng dây tăng xích tiến hành tăng xích máng cào.

+ Cho động cơ đầu máy chạy ngược chiều (động cơ đuôi máy không

đấu điện).

+ Sử dụng thiết bị phanh để giữ không cho xích dồn trở lại.

+ Lắp đoạn xích đặc biệt cho phù hợp với độ căng của xích.

Sau khi tăng xích xong tiến hành chạy thử máng cào với cả hai động cơ

đầu và đuôi máy trong thời gian 0,5- 1h. Cần hiệu chỉnh cho động cơ đuôi

máy khởi động trước động cơ đầu máy 0,5- 2s.

2. Chạy thử và hiệu chỉnh

+ Dùng đồng hồ đo kiểm tra công suất, dòng khởi động, dòng định

mức.

+ Dùng thiết bị đo vận tốc của xích, độ ồn của máng cào.

3. Kiểm tra các thông số kỹ thuật của máng cào

II. VẬN HÀNH VÀ BẢO QUẢN

Máng cào sau khi thử vận hành không tải xong thì hành vận hành có tải

trong thời gian 4h và tiến hành kiểm tra dòng điện của hai động cơ: nếu sai số

quá 10% cần phải điều chỉnh lại phụ tải.

Author by

1. Vận hành

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 73

TĐT

Khi khởi động thì phải khởi động máy bên ngoài trước- máng cào →

máy khấu. Khi dừng theo trình tự ngược lại và chú ý tải hết than trên thiết bị.

Trong quá trình vận hành máng cào cần chú ý:

+ Vị trí đầu máng cào lò chợ với vị trí rót than để tránh than không bị

chất đống và cuộn vào gầm máng cào.

+ Không để đá, than to vào trong máng.

+ Xung quanh vị trí đầu- đuôi máy phải để thoáng để tránh nóng hộp

giảm tốc, múp nối và động cơ.

Để đảm bảo máng cào vận hành tốt cần kiểm tra định kỳ các bộ phận

của máy đảm bảo đúng kỹ thuật và các vị trí bôi trơn sau:

2. Bảo quản

Chu kỳ tra

Hạng mục

Phạm vi quy định

Chủng loại

Số lượng

dầu

Hộp giảm

Mở nắp lỗ quan sát

Dầu bánh

Vị trí hàn

Phải kiểm tra

tốc

của bộ giảm tốc: nếu

răng công

dầu ở bên

dầu hàng

thiếu thì bổ sung dầu

nghiệp N320

dưới có dầu

ngày. Sử

cho đến khi dầu trong

tràn ra là

dụng lần đầu

lỗ tràn ra thì dừng

đủ

sau 200h thì

thay dầu và

các lần sau

thì cứ 6 tháng

thay 1 lần

Phần trục

Tháo cabô, xoay nút

Mỡ gốc Lithi

Bơm đầy

Mỗi tuần

nối tiếp

tra mỡ đến vị trí lên

ZL- 3

phần trục

kiểm tra 1 lần

bánh răng

trên. Mở nút của 2 lỗ

nối tiếp

tra mỡ, bơm mỡ vào

cho đến khi có mỡ

chảy ra qua lỗ khác thì

Author by

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 74

TĐT

dừng

Xoay bánh răng đến vị

Dầu máy số

Có

dầu

Mỗi

ngày

trí 1 nút tra dầu ở trên.

chảy ra qua

kiểm

tra 1

Sau đó mở nút tra dàu

nút

nằm

lần.

Mỗi

khác ở vị

trí nằm

ngang

thì

tháng

thay

ngang. Tr dầu vào cho

dừng

dầu 1 lần

Bánh răng

đến khi có dầu chảy ra

lai xích

thì dừng

Mặt đầu

trục bánh

Mỡ gốc Lithi

Mỗi lần thào

răng và rãnh dầu nắp

ZL- 3

ra đều bôi mỡ

vòng bi

III. CÁC SỰ CỐ VÀ CÁCH KHẮC PHỤC

TT

Sự cố

Nguyên nhân

Cách khắc phục

Động cơ không

- Quá tải

- Giảm tải bằng cách tải

khởi động được

bớt than trên máng

hoặc khởi động

- Đường cáp bị hỏng

- Kiểm tra lại cáp điện

rồi từ từ dừng lại

- Sụt áp lớn

- Kiểm tra điện áp

- Than trong gầm quá nhiều

- Điều chỉnh lại vị trí

chuyển tải

Vòng bi của động

- Thời gian quá tải lớn

- Giảm bớt tải, rút ngắn

thời gian quá tải

cơ và phần đầu

trục

tròn

phát

- Sự thoáng gió trao đổi

- Dọn sạch than và vật

nóng

nhiệt kém

liệu xung quanh đầu máy

- Vòng bi thiếu dầu hoặc bị

- Bơm dầu bổ sung hoặc

mài mòn

kiểm tra chất lượng vòng

Tiếng kêu

của

- Cáp điện bắt không chặt

- Kiểm tra xiết chặt vị trí

nối cáp

động cơ không

Author by

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 75

TĐT

bình thường

Tiếng kêu của bộ

- Sự ăn khớp của bánh răng

- Kiểm tra và điều chỉnh

giảm

tốc không

không tốt

lại

bình thường

- Vòng bi hoặc bánh răng

- Thay vòng bi hoặc bánh

quá mòn hoặc bị hỏng

răng

Nhiệt độ bộ giảm

- Dầu bôi trơn không đúng

- Thay dầu đúng chủng

tốc quá cao

hoặc bị bẩn

loại

- Dầu bôi trơn quá nhiều

- Tháo bớt lượng dầu

thừa

- Phần nước làm mát kém

- Kiểm tra nước làm mát

hoặc không gian đầu máy

và làm thoáng không gian

không thoáng

đầu máy

Rò dầu bộ giảm

- Hỏng gioăng làm kín

- Thay gioăng

tốc

- Mặt bích hoặc nắp vòng bi

- Vặn chặt mặt bích hoặc

không chặt

nắp vòng bi

Nhiệt động vòng

- Gioăng làm kín bị hỏng.

- Thay gioăng, rửa sạch

bi của bánh răng

Dầu bôi trơn không sạch

vòng bi. Thay dầu bôi

lai xích quá cao

trơn

- Vòng bi hỏng

- Thay vòng bi

- Dầu bôi trơn không đủ

- Bổ sung dầu

Bánh răng lai xích

- Vòng làm kín hoặc gioăng

- Thay vòng kín hoặc

bị rò dầu

dầu bị hỏng

gioăng dầu

- Bu lông nắp nén hoặc mặt

- Vặn chặt bu lông

bích hỏng

- Vòng làm kín không chặt

- Lắp lại vòng kín

- Bu lông ru lô bị hỏng

- Vặn chặt bu lông

Xích bị kẹt ở ru lô

- Bộ tách xích bị lỏng, hỏng - Vặn chặt bu lông hoặc

Author by

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 76

TĐT

hoặc mất

thay bộ mới

10 Nhảy xích hoặc

- Vặn xích hoặc lắp ngược

- Lắp lại xích hoặc càng

tuột xích cắt đứt

càng cua

cua

bu lông bắt thanh

- Độ giãn của xích quá giới

- Thay đoạn xích mới

gạt

hạn

- Bánh răng xích bị mòn quá - Thay bánh răng xích

- Xích chùng

- Tăng xích

- Thanh gạt bị cong

- Thay thanh gạt

- Vật cứng kẹp trong xích

- Kiểm tra và loại bỏ vật

cứng

Thanh gạt bị chạm

- Xích trùng

- Tăng xích

nền

- Thanh gạt bị cong

- Thay thanh gạt

- Máng cào cong quá giới

- Duy trì sự thẳng của lò

hạn

chợ

- Càng cua mòn quá

- Thay mới

12 Xích rung động

- Hai cầu máng bị trượt khỏi

- Nối lại hai cầu máng

quá

vị trí hoặc không phẳng

Chốt nối tiếp hai

- Cự ly đẩy máng 1 lần quá

- Đảm bảo cự

ly di

cầu máng bị cong

lớn

chuyển máng

hoặc gẫy

- Số điểm đẩy máng ở đoạn

- Đảm bảo đủ 8 điểm đẩy

cong quá ít

máng ở đoạn cong

Author by

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 77

TĐT

Chương V. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

I. KẾT LUẬN:

Nội dung báo cáo đề tài về cơ bản đã giải quyết được vấn đề đặt ra, đã

tính toán và xây dựng bản thiết kế một loại máng cào đi kèm máy khấu than

có công suất 250 tấn, tối đa 450 tấn/h. Là một hệ thống liên hợp máng cào,

máy khấu, giàn chống, … giữa chúng có mối liên hệ với nhau. Vì vậy, trong

quá trình tiếp cận sẽ còn rất nhiều vấn đề cần giải quyết. Với mục đích làm

chủ tính toán và thiết kế và có thể chế tạo thay thế các phụ tùng từ trong nước,

sau đó có thể tiến tới chế tạo sản phẩm tương tự. Một số vấn đề còn nẩy sinh

trong tính toán là việc bố trí trạm dẫn động như thế nào cho phù hợp. Cần

phải hoàn chỉnh phương pháp tính cho việc tính xi lanh đẩy tiến của giàn

chống, để có kết quả thật chính xác. Hiện nhóm đề tài xây dựng phần mềm

tính toán máng cào để áp dụng cho thiết kế và áp dụng trong thực tế ở các đơn

vị sử dụng nhằm chỉ ra công suất phù hợp khi thực tế sản xuất cần có sự thay

đổi chiều dài hoặc góc dốc làm việc trên cơ sở các máng cào đã có để hạn chế

hỏng hóc và lãng phí. Nhìn chung:

- Chủng loại sản phẩm, đề tài nêu ra phương án là hợp lý đáp ứng nhu

cầu thị trường trong tương lai;

- Về công nghệ trong nước có thể đáp ứng được việc chế tạo các sản

phẩm này.

- Về tính toán, đã làm chủ và tính toán được máng cào tương tự, trên

cơ sở chương trình máy tính toán thiết kế máng cào và các bộ phận của máng

cào để áp dụng trọng thiết kế.

- Trước mắt có thể chế tạo các sản phẩm, phụ tùng thay thế nhập ngoại.

Author by

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 78

TĐT

II. KIẾN NGHỊ

- Đề tài cần được hoàn thiện trên cơ sở đi sâu nghiên cứu cụ thể từng

bộ phận của máng cào, xây dựng thiết kế tổ hợp khai thác hoàn chỉnh (giàn

chống, máng cào, máy khấu).

- Kính đề nghị Hội đồng KHCN cấp cấp Bộ xem xét và nghiệm thu đề

tài.

Author by

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 79

TĐT

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Máy và tổ hợp thiết bị vận tải mỏ - Tập I. Nguyễn Văn Kháng - Nhà

xuất bản khoa học kỹ thuật 2005.

2. Máy nâng chuyển Tập I - Đào Trọng Trường, Nguyễn Đăng Hiếu, Trần

Doãn Trường, Võ Quang Phiên- Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 1986.

3. Sức bền vật liệu - Tập I, II, III. Lê Quang Minh - Nguyễn Văn Vượng

NXB Giáo dục 1995.

4. Chi tiết máy - Nguyễn Trọng Hiệp - Tập 1 - NXB Giáo dục.

5. Sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập I, II, III - Tác giả Nguyễn Đắc Lộc

và các tác giả- Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.

6. Vật liệu học - Lê Công Dưỡng - Nhà xuất bản KHKT, 1997.

7. Kỹ thuật đúc - Nhà xuất bản ĐHBK, 1986.

8. Công nghệ lò hơi và mạng nhiệt – PGS.TS Phạm Lê Dzần và TS.

Nguyễn Công Hân - Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 2005.

9. Báo cáo tổng kết KH và KTDA – Áp dụng thử nghiệm công nghệ cơ

giới hóa khai thác bằng máy liên hợp và giá thủy lực di động trong các

mỏ than hầm lò Việt Nam – Ts. Phùng Mạnh Đắc – Hà nội năm 2006.

10. Kỹ thuật nhiệt – PGS – PTS Bùi Hải – PGS, PTS Trần Thế Sơn. Nhà

xuất bản khoa học kỹ thuật 1996.

11. Горные Транспортные Машины- А.В.Евневич – Ственное Научио-

техническое Издательство Литературы По Горному Делу -Моcква

1963

Author by

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

Trang 80

TĐT

B¸o c¸o tãm t¾t

BÔ CÔNG THUONG VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI:

THỰC HIỆN:

KS. TRẦN ĐỨC THỌ

Hµ Néi 12-2007

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

MỤC TIÊU, NỘI DUNG NC CỦA ĐỀ TÀI

(cid:190) Mục tiêu: Thiết kế, chế tạo và nội địa hóa sản phẩm máng cào; cung cấp các bộ phận, linh kiện từ công nghệ trong nước. Nhằm chủ động trong sản xuất tại các mỏ than Hầm lò.Tiến tới chế tạo hệ thống liên hợp.

(cid:190) Nội dung:

- Tổng quan chung về phát triển ngành Than và cơ giới hóa. - Khảo sát các loại MC hiện có. - Đánh giá, lập yêu cầu kỹ thuật cho máng cào đi kèm máy khấu. - Nghiên cứu, thiết kế máng cào có năng suất đến 450tấn/h. - Đánh giá kết quả.

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

CĂN CỨ PHÁP LÝ

Theo quyết định số 3474 ký ngày 05 tháng 12 năm 2006 của Bộ công Thương, về việc giao kế hoạch KHCN-2006 cho Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ. Tên đề tài: “Nghiên cứu chế tạo máng cào đi kèm máy khấu than có năng suất đến 250t/h”; Trên cơ sở đó chúng tôi thực hiện đề tài

DANH SÁCH NGƯỜI THỰC HIỆN

Viện Cơ khí NL và Mỏ - TKV

Ths. CNCK KS. Chế tạo máy mỏ KS. Chế tạo máy

Nt Nt

KS. Kinh tế

Nt Nt

1 Trần Đức Thọ 2 Hoàng Văn Vĩ 3 Hồ Công Trân 4 Hà Thúy Vân 5 Đàm Hải Nam KS. Chế tạo máy 6 Nguyên Quốc TínhKS. Máy thủy lợi 7 Trần Quang Duy Ks. Cơ điệnCông ty Than Khe Chàm – TKV 8 Nguyễn Văn ThụyKs. Cơ điệnCông ty Than Khe Chàm – TKV

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VÀ PHƯƠNG ÁN SẢN PHẨM

(cid:132) TÌNH HÌNH KHAI THÁC THAN HIỆN NAY

(cid:132) KHẢO SÁT MÁNG CÀO VÀ TỔNG HỢP

(cid:132) PHƯƠNG ÁN SẢN PHẨM

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

I- TÌNH HÌNH KHAI THÁC THAN HẦM LÒ.

Tình hình khai thác than + Trong Tập đoàn Than - Khoáng sản Việt Nam có trên 20 mỏ khai thác hầm lò, trong đó có 7 hầm lò có công suất từ 1 triệu tấn than trở lên gồm các mỏ Mạo Khê, Vàng Danh, Nam Mẫu, Hà Lầm, Mông Dương, Khe Chàm, Dương Huy. Hầu hết các mỏ còn lại đã được cải tạo công suất để đạt mức 300.000 tấn – 1.000.000 tấn/năm. Tỷ trọng than hầm lò trong kế hoặch 2006-2010 sẽ tăng dần từ 45% năm 2006 lên 55% năm 2010 trong tổng sản lượng của tập đoàn.

+ Theo dự thảo Tổng sơ đồ phát triển ngành than sản lượng khai thác than, phương pháp Hầm lò trong những năm tới sản lượng sẽ tăng thể hiện qua hình sau: Như vậy, sau 8 năm sản lượng tăng gấp 2 lần so với hiện nay, và tốc độ tăng trưởng sản lượng hằng năm xấp xỉ từ 5% đến 12%/năm. Đến năm 2020 sản lượng khai thác sẽ tăng xấp xỉ hơn 2,1 lần so với năm 2007. Như vậy, nhu cầu vận tải máng cào sẽ rất lớn với nhiều chủng loại

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

Sản lượng khai thác dự kiến

Sản lượng khai thác than Hầm lò 2007-2015- PA Cơ sở

50000

40000

30000

20000

10000

Sản lượng 18400 19850 22100 24850 27105 28900 31950 33850 35550 36715 36925 37580 38750 40750 44220

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2025

Năm

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

2 - Máng cào hiện nay

(cid:134) Các công ty Than thuộc TKV Việt Nam hiện đang sử dụng nhiều loại máng cào để vận chuyển khai thác than trong các lò chợ, có rất nhiều chủng loại năng suất khác nhau từ 30 tấn/h, 40 tấn/h, 80 tấn/h, trên 150 tấn và 450 tấn/h. (cid:134) Các loại máng cào chủ yếu như: C14M, C11M, SKAT80,

SGB420/22, SGB 420/30, SGB630 và SGZ110/2. SGD- 280/11(7.5); SGD-320; SGD-320/18.5;

(cid:134) Các loại máng cào này chủ yếu do Việt Nam chế tạo (Viện CKNL&Mỏ, CK Mạo khê, CĐ Uông bí…); Một số được nhập khẩu từ Trung quốc, Nga. Các nhà sản xuất nước ngoài đã luôn thay đổi về hình thức lẫn kết cấu, nhằm mục tiêu tối ưu hóa để tiện sử dụng trong các mỏ than hầm lò.

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

Nhu cầu máng cào qua các năm trong TKV

Bảng 1: Nhu cầu máng cào qua các năm

Đơn vị: 1000cái

TT

2004

2005

2006

Số lượng

Tổng số hiện có

619

803

1048

Kế hoạch huy động

711

1001

1330

Nhu cầu cần bổ sung

182

286

325

Bảng 2: Số liệu điều tra khảo sát số lượng máng cào hiện có

-Sản phẩm trong nước chiếm: 68% - Sản phẩm nước ngoài (Chủ yếu là Trung quốc): 32%

Phieu dieu tra so lieu.xls

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

Phân loại chủng loại máng cào

Số lượng máng cào các loại đang sử dụng theo chủng loại (Trừ Skat80 và những chủng loại có số lượng <2chiếc)

C 1 4 M

C 1 1 M

C P- 70

D-320/17

D-420/30

D-420/2 2

S K A T-6 0

D-280/ 7.5

G Z-42 0/2 2

D-280/11 C

G B 42 0/30

G B 42 0/22

G B 62 0/ 40

Trừ máng cào Skat80 có 576 chiếc và một số có số lượng bằng 2 chiếc

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT MỘT SỐ LOẠI MC

T

Năng suất

Tên gọi

Khối lg

Chiều dài (m)

t/h

Vận tốc m/s

Động cơ CS

Mã hiệu

Điện áp

I

Gam SGB

1 SGB420/22

100

80

0.68 JDSB-22

380/660

10.6

22

2 SGB420/30

100

80

0.89 JDSB-30

380/660

10.7

30

3 SGB620/40T

100

150

0.86 DSB-40

380/660

17.6

40

4 SGB620/80T

160

150

0.86 2x40

380/660

27.1 DSB-40 YBK-22/40—

5 SGB620/40S

100

150 0.44/0.86

8/4

660

17.7

40

120

150

0.85 DSB-55

380/660

21.3

55 6 II

SGB620/55G Gam CxxM

1 C11M

60

40 0,65

3PN160M4

380/660

7

11 SZDSP-54E

380/660

10.6

15 2 3

C14M Skat80

80 100

80 80

0,65 0,65

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

Ảnh một số loại MC

Máng cào dạng SGD

Máng cào C11M

Máng cào SGB

Hình I-1: Hình ảnh một số loại Máng cào

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

Máng cào đi kèm Combai khấu than ở MT Việt Nam

Điển hình cho việc áp dụng công nghệ cơ giới hóa đồng bộ là công ty than Khe Chàm năm 2003 đã đưa vào máy khấu than MG-200 W1 đi kèm giá chống thủy lực XDYJF. Sau đó, công ty đã đầu tư thêm giàn tự hành đi kèm combai khấu than (Thiết bị công nghệ của Trung Quốc) từ năm 2005 hiện nay hệ thống phát huy có hiệu quả. Ngoài ra, năm 2007 công ty than Vàng Danh cũng sẽ đưa vào hệ thống khai thác tương tự trên cơ sở thiết bị giàn cống của Cộng hòa Séc có nội địa hóa phần kết cấu (dự án VINALTA).

SGB630

SGB620

Hình I-2: Hình ảnh một số loại Máng cào tại Khe chàm

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ VÀ ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG

- Trữ lượng công nghiệp khu vực lò chợ được khai thác liên tục bằng

1 lò chợ cơ giới hóa không nhỏ hơn 100.000 T.

(cid:134) - Có vĩa dốc < 20o. (cid:134) - Chiều dài phương theo lò chợ tối thiểu >100m. (cid:134) - Đá vách trực tiếp độ ổn định trung bình, dễ sập đổ. (cid:134) - Đá kẹp và than có chỉ tiêu kháng cắt dưới 300 kG/cm2. (cid:134) - Biên độ đứt gẫy trong gương lò nếu có không vướt quá 0.5m. (cid:134) - Trụ vĩa bền vững, đá vách thuộc loại nhẹ đến trung bình.

Kết quả khảo sát ở bảng sau: Như vậy, với kết quả khảo sát cho ta thấy, khả năng áp dụng cơ giới hóa đồng bộ trong khai thác than là rất cao.

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

Bảng 1: Tổng hợp trữ lượng khu vực đánh giá khả năng cơ gới hóa

Đơn vị: 1000 tấn

TT

Tên khu vực

Mức khai thác

Trữ lượng địa chất

Trữ lượng có khả năng KT cơ giới hóa

45.049

22.655

Mạo Khê

-150 ÷ -25

Vàng Danh

289.881

166.884

-150 ÷ +400

Than Thùng – Yên

68.831

37.614

+125 ÷ +350

tử

Hòn Gai

50.960

26.916

-150 ÷ +200

Dương Huy

14.391

8.140

+38 ÷ +200

Khe Chàm

3.961

2.039

-50 ÷ +32

Mông Dương

17.117

16.640

-100 ÷ +60

490.190

280.887 Tổng cộng

Báo cáo khoa học dự án SXTN“Áp dụng thử nghiệm cơ giới hóa bằng máy liên hợp và giá thủy lực di động trong các mỏ than Hầm lò QN - 2006”

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

III. PHƯƠNG ÁN SẢN PHẨM

KẾT LUẬN: Trong tương lai, với công nghệ cơ giới hóa đồng bộ khai thác nhu cầu máng cào có công suất lớn đến 250 tấn/ giờ đến 900 tấn/ giờ là lớn chủ yếu phục vụ cho cơ giới hóa khai thác than.

Dự kiến sản phẩm của đề tài như sau: (cid:134)- Tên gọi và ký hiệu: MC630/2-110. (Máng cào mỏ) (cid:134)- Công suất, kW: (cid:134)- Chiều dài vận chyển,m (cid:134)- Vận tốc xích, m/phút: (cid:134)- Góc dốc, 0: (cid:134)- Năng suất, T/h

110 150. 1,07. 20 250-450.

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

Các ưu điểm khi đề xuất phương án: - Các vấn đề về kỹ thuật: + Tìm hiểu được các kết cấu, kỹ thuật máng cào đi kèm máy khấu trong lò chợ cơ giới hóa. + Tạo bộ tài liệu thiết kế nhằm đáp ứng cho công tác sản xuất thử nghiệm sản phẩm trong tương lai. - Về tính cấp thiết: + Ngành than đang có những bước tiến nhanh trong cơ giới hóa đồng bộ các thiế bị khai thác than. + Trong nước chưa có đơn vị nào nghiên cứu, thiết kế và chế tạo.

- Nhược điểm: - Số lượng theo nhu cầu thấp. -Công nghệ chế tạo phức tạp trong điều kiện hiện nay, khả năng gây nhiều phế phẩm trong việc thử nghiệm -Ý nghĩa khoa học của đề tài: Tạo ra TK một sản phẩm mới, xây dựng phương án tính toán, nêu ra nhưng vấn đề NC cụ thể cho hệ thống khi thiết kế đồng bộ.

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

CHƯƠNG II: ĐẶC TÍNH VÀ PHÂN TÍCH YÊU CẦU KỸ THUẬT

2.1. Mô hình trong gương KT Trong công nghệ cơ giới hóa khai thác than, máng cào đóng một vị trí rất quan trọng. Ngoài tính năng vận chuyển đất đá, máng cào còn làm hệ thống trượt cho máy khấu than di chuyển trên nó, đồng thời giữ mối liên kết với giàn tự hành (nếu áp dụng công nghệ mới) tạo thành một hệ thống vững chắc.

- Gi¸ ®ì thuû lùc

2- M¸ng cµo

3- M¸y khÊu

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

2.2. Các yếu tố ảnh hưởng (cid:134) Năng suất khấu than tùy vào độ cứng của vĩa than, chiều dày

vĩa và hệ số sử dụng máy. Máng cào được tính toán thiết kế sao cho phù hợp với máy khấu than và chiều dài lò chợ. Hiện nay, đối với một số vĩa than ở nước ta chiều dài bình quân của lò chợ là 120m – 160m, chiều cao vĩa từ 2.2m -3,7m, vì vậy đề tài chọn mô hình thiết kế là máng cào có công suất khoảng 250-450 tấn/h, chiều dài thiết kế 150m.

(cid:134) Điều kiện tự nhiên cần thiết trong việc khai thác dùng cơ

giới hóa

(1) Phải là vỉa than có độ dốc dưới 20. (2) Vỉa than phải dày, từ 2m trở lên. (3) Vỉa than ổn định (không có phay, đứt gãy, phình, co...) (4) Kẹp mỏng, không có nham thạch và đá thông. (5) Nóc và trụ tốt (nóc và trụ là lớp đá). (6) Vỉa than không ngậm nước. (7) Không có nguy hiểm như: bục khí, lở mỏ. (8) Đảm bảo vỉa để có thể khai thác liên tục, lâu dài (ít nhất là nửa

năm). Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

2.3. Đặc tính chung

Đặc tính kỹ thuật chung Trong hệ thống cơ giới hóa, máng cào là thiết bị được làm việc cường độ cao nhất, - Vừa vận tải than vừa làm nền cho máy khấu di chuyển. - Thiết bị chịu ảnh hưởng của môi trường lớn, bị va đập mài mòn lớn. - Có khả năng uốn cong theo gương lò, để di chuyển tiến theo gương.

- Tốc độ tải than phải phù hợp với máy khấu. - Lực đẩy của xi lanh tiến gương (giàn chống) phù hợp với máng cào. - Chiều dài của lò chợ từ 100m đến 150m. Có thời gian làm việc ổn định từ 1 – 3 năm.

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

2.4. Chế độ công tác

Chế độ làm việc: Trên cơ sở tính toán bền, ta dùng giả tuyết về sự phá hủy tổng hợp do sự phụ thuộc vào tải trọng phá hủy:

(II-1)

x tm i

∑

N N

Ở đây: + mEK- tỷ số phụ tải tương đương (về độ nóng, về độ mỏi khi uốn, độ bền khi tiếp xúc). + x- chỉ số mức độ mỏi cong. + NS, NO số tổng (làm việc và cơ sở) của các chu kỳ tác động của phụ tải (tải trọng). + mi- phụ tải tương đối, nghĩa là đưa vào một trong những tải trọng tác động (thường chọn tối đa). + ti- số lượng tương đương các chu kỳ tác động của tải trọng.Đối với máng cào đi kèm máy khấu than, chu kỳ làm việc chia thành 3 giai đoạn (theo một số tài liệu nước ngoài): Khởi động To, giai đoạn làm việc T1 và giai đoạn không tải T2. Giai đoạn làm việc sử dụng công suất trung bình. Giai đoạn khởi động không quá 0,5% và giai đoạn không tải 10- 15% so với toàn bộ chu kỳ làm việc.

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

2.5. Kết cấu chung

1. Bộ truyền động đầu- đuôi máy: a, Khung đầu- đuôi máy: b, Hộp giảm tốc: c, Vỏ bảo vệ cụm truyền động và bích nối tiếp: d, Bánh răng lai xích: e, Trục nối bánh răng: f, Khớp nối: g, Bộ tăng xích: h, Miếng đè xích e, Bộ

tách xích và tấm đệm:

2. Máng quá độ: 3. Máng giữa: 4. Xích máng cào- Thanh gạt:

5. Thành chắn than và tấm kẹp

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

Kết cấu combai khấu

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

CHƯƠNG III. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM, THIẾT KẾ MÁNG CÀO

(Tấn/ giờ)

(III-1)-[1]

.60

Năng suất Q =

'.. ∂

hLv . K

- -

Ở đây: vk- tốc độ tiến của Combain được phép về mặt kỹ thuật (m/phút). Theo một số tài liệu nước ngoài tốc độ khấu đạt 0-6m/phút

∂

- L: chiều sâu gầu ngoạm, m. (0.63) - h: công suất khai thác của vỉa, m. (2m-2,4m) - ’= 1,2- 1,3, trọng lượng của than, T/m3 (khi ở hình khối chặt). Theo tính toán trên năng suất của máy khấu có thể đạt 250-

450 tấn/h.

Vận tốc máng cào: v ±=

kv '60

Dấu (+) khi dịch chuyển ngược nhau. Dấu (-) khi dịch chuyển cùng chiều giữa xích và combain.

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

3.1. Mô hình tính toán

- Năng suất tính toán: 450 tấn/h. - Vận tốc tính toán max:1,07m/s; - Chiều dài tính toán: 140-150m; - Chiều rộng tối đa: 630mm; - Vật liệu chuyên chở: Than nguyên khai, đá; - Số xích kéo - Góc dốc tối đa

02; 20.

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

3.2 Tiết diện nhánh công tác

Tiết diện máng nhánh công tác a- Tiết diện không tính đến thành be Sbđ = 0.067 m2. b- Tiết diện có tính đến thành be Stt = 0.09m2.

Q= 3600Fo.v .

. ,(t/h)

0.093

F o

ψγ 450 3600.1, 07.1, 07.1, 25

Q vγψ 3600. . .

2.4.

450

630

≈

3600.0, 6.1, 07.1, 25

hk Q . c vβ γ . . 3600.

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

3.3. Lực kéo trên các nhánh

cos

sin ) β

.[(

(

q q s

1( W q Lg f o kt q f . W g L q f . . +

m c ). os β

) in ) β

116,8

kg m /

Q v 0,36

450 3, 6.1, 07

1,1(

) 1,1.150 2.116.0,5cos 20

33,3(0.5cos 20

0 sin 20 )

W o

W W + kt ct

⎡ ⎣

⎤ ⎦

1,1(

) 183886, 0

W o

W W + kt ct

198,1

oW v 1000

183886.1,1 1000.0,93

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

3.4. Sơ đồ tính lực căng qua điểm uốn cong

sin

l 2 R

31500

l b . dl

x 1500 630 30

2sin

l ≈ α α o o 2

(

)

−

uL 4

a 2

4 630 31500 630

8887

mm .

−

L c

aR o

2 c

sin

a 2

' α 2

2 + a 4

2 L c

2 α

Hình 10: Sơ đồ tính lực căng trong xích a- bước dịch chuyển máng cào; l- chiều dài một đoạn máng; α’- góc quay của máng tương ứng với một đoạn máng; R- bán kính cong của đoạn cong; Lu- chiều dài đoạn máng cong;

Xác định góc α: Góc α có thể xác định như sau: ( Trên cơ sở các thông số

cơ bản chọn trước: l=1500mm; b=630mm; a = 630mm;)

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

3.5. Các thông số uốn cong

0,14154 rad;

(cid:134) α =

α 0 = 0,04764 rad;

R=31500mm; Lu= 8887mm; Z~5.94 đoạn lấy tròn Z = 6.

(cid:134) Tính toán lấy: αo~2.750; α~8.210;

9 5 1 1

2 4 8

2 1 8

5 6 4

4 1 1

365

1450

2567

1500

2567

1450

365

4 1 4

6 1 4

0 5 4

6 1 4

4 9 5

7 9 1 1

1 2 7 1

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

3.6 Lực căng trong xích

cos

2 f e α

−

S 1

q gL f 1( 1 o

α o

cos

(

cos

sin ) β

[ [

] sin ) ( β ] 2 e

S 1

q gL f ( 1 o

q g L L f )( − o 1

(

)(

cos

)(

cos

−

sin ) β

−

sin ) β

k S 1 4

qg L L 1

q g L L ( o 1

f 1

α2

ofeS

7 =

cos

−

sin ) β

qgL f ( 1

q gL f ( cos − β o 1 1 5.000,0

sin ) β N

3.531,7

4.997,1

8.528,8

9.253,8

94.306,6

106.363,2

191.416,1

S1 S2 = S1 +W2-1 S3= S2+S2(e2a.f-1) S4= S3 + W3-4 S5 = k *S4 S6= S5+W5-6 S7= S6 (e 2a.f) S8= S7+W7-8

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

3.7. Thông số đĩa xích

TT

Các thông số

Giá trị, mm

Đường kính vòng lăn

366,36

Khoảng cách từ tâm đĩa đến mặt tâm vòng

164,04

xích

Bán kính rãnh xích

14,00

Đường kính mặt trong rãnh xích

325,10

Đường kính mặt ngoài rãnh xích

421,36

Bán kính ổ mắt xich

14,25

Bán kính lượn chân răng

11,00

Bước răng cực đại đo trên vòng lăn

158,88

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

Hình vẽ tang xích

(

)

90,6

70,0

60,0

30,0±0,50

72,0

30,0

14,4

R12,0

16,0

R5,0

R20,0

10x30,00°

R20,0

R10,0

30,0

14 mép

6 v? trí

Ø425,0

180,0

24,0 F10

42,0

0 , 5 1 2 (cid:132)

0 , 8 2 2 (cid:132)

0 , 8 5 2 (cid:132)

Ø178,0

Ø150,0 H7

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

3.8. Thông số Hệ dẫn động

Tham số

Giá trị

Đơn vị

TT

Vận tốc tuyệt đối max

1,07

m/phút

Vận tốc Combai

0,10

m/phút

Vận tốc xích máng cào

0,97

m/phút

366,36

Đường kính vòng lăn xích trên tang

Vận tốc động cơ

1485,00

v/ph

Tỉ số truyền HGT

29,36

Vận tốc tang

50,58

v/ph

s-1

Ômega

5,30

Mô men quay trên trục ra

HGT

21.008.470

Nmm

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

3.9. Hộp giảm tốc

Số răng

Dạng

TT

Tỉ số tryền

Cặp bánh răng

Cấp I

2,9286

Côn cong

Mô đuyn ms = 6

Cấp II

Trụ nghiêng

m = 7

3,4706

Cấp III

Trụ thẳng

m = 9

2,8889

Z1= 14 Z2 = 41 Z1= 17 Z2 = 59 Z1= 18 Z2 = 52

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

3.10. Tính toán nhiệt

≤

[

]

t = + o

) P 1000(1 − η ) K S (1 ψ ξ + 1

(25C – 30C)

η= 0,90

P =110 kW

Trong đó: t0 – Nhiệt độ môi trường xung quanh. η- Hiệu suất bộ tryền động P – Công suất bộ truyền động K1 Hệ số tỏa nhiệt ra bề mặt tùy theo điều kiện thông gió K1=

8…17,5W/(m2 0C). S - là diện tích bề mặt tỏa nhiệt

Tính toán: 2,75 m2. ψ- Hệ số tỏa nhiệt xuống bề mặt đáy hộp ψ= 0,25 – 0,3 ξ- Hệ số giảm nhiệt do chế độ làm việc giảm tải so với danh nghĩa.

~ 1.25

ξ=

(

)

T P . ∑ T P i i

Nhiệt độ tăng: 9-10 độ Dự kiến: Ống 4.5-5m Fi10

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

3.11: Tính toán lực đẩy xi lanh tiến gương

Như vậy, khi đó lực đẩy của 1 xi lanh đẩy cầu máng của giàn phải khắc phục được lực cản của các thành phần sau:

- Lực cản ma sát của 6 cầu máng, để chúng có thể xoay tương đối qua tâm K1 và K2 đến vị trí mới.

- Lực ép của vật liệu khi

giảm thể tích trước mặt máng cào.

- Lực cản của xích do uốn

cong theo phương tiến xi lanh.

Hình 3.1 Khảo sát quá trình dịch chuyển của máng cào

- Lực kéo các xinh lanh

đẩy cầu ra vị trí mới.

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

1. Mô men ma sát Lực ma sát

Mô men tổng AB 1

Momen thành phần Fms . dF

' x

.. dxqf

' =

qx . dx .

qLf .

M A

= ∫

1 2

Tổng dải CD

fq x .

2 b dx

AdM dF =

2 b dx

fq x .

f q .

ln(

l ) |

" A

∫

+ b

l 2

b 2 2 +

ln(

))

. .( . f q l

" A

l b

Tổng Mô men ma sát MA=7783,64 kGm ~ 76.357,50Nm.

M M M

l (

ln(

))

' A

" A

f q . 2

l b

Do Mô men quay cần khắc phục của 3 cầu máng (4), (5) và (6) qua tâm K2 sẽ bằng Mô men của (1), (2) và (3):

M= 2.

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

(cid:134) Lực căng khi xích uốn cong

S 2.

.sin

α o 2

2. 114665. sin

16216

9 2

Pđvl = c.m.g. G, N

(cid:134) Lực ép than trước gương Pđvl = 0,9. 6. 449.2.1,5.9,81 =71 418,68 N

(cid:134) P= Pms + Px + Pđvl = 310 423,06 N

12.13

mm .

D tr

311 837 3,14.315.0,9

P xl d .p π

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

3.12. KHẢO SÁT CÔNG SUẤT MÁNG CÀO TẠI MỘT

SỐ GÓC DỐC ĐẶC BIỆT

1. Trạng thái nằm ngang

Khi đó b = 00; Tính sức căng tại các điểm đã chọn, công suất động cơ, chiều dài. Kết quả tính toán như sau:

Tổng công suất: P = 158,28 kW Chiều dài vận chuyển tối đa cùng trạng thái:L = 186 m

P = 123,84 kW

2. Trạng thái vận tải xuống dốc với góc dốc 10o. Kết quả tính toán với Khi đó b = -100 như sau : Tổng công suất: Chiều dài vận chuyển tối đa cùng trạng thái:L = 212 m

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

P = 188,11 kW

3. Trạng thái vận tải lên dốc với góc dốc 10o. Kết quả tính toán với b = 100 như sau: Tổng công suất: Chiều dài vận chuyển tối đa cùng trạng thái:L = 172 m

4. Trạng thái vận tải xuống dốc với góc dốc b=-

17,673o (tg b =-0.31) trạng thái cân bằng ở nhánh có tải và không tải (Wct = Wkt).

P = 95,11 kW

Kết quả tính toán với Khi đó b = -17.6730 như sau : Tổng công suất: Chiều dài vận chuyển tối đa cùng trạng thái L = 258 m

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

3.10. Máng cào tổng thể

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

Tên gọi

Thông số

Đơn vị

150 - 160

Chiều dài vận chuyển

450

t/h

Năng suất vận chuyển

220

Công suất

Hộp giảm tốc

- Kiểu côn trụ 3 cấp

110

- Công suất

29,36

- Tỷ số truyền

- Làm mát

Nước

Xích

- Quy cách

22*86

- Phương thức

Hai xích giữa

- Khoảng cách tâm 2 xích

Thanh gạt

860

- Khoảng cách giữa hai thanh gạt

~140

Tổng khối lượng

tấn

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

Ảnh chung máng cào MC630/110

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ

Kết Luận: + Nội dung báo cáo đề tài về cơ bản đã giải quyết được vấn đề đặt ra, đã tính toán và xây dựng bản thiết kế một loại máng cào đi kèm máy khấu than có công suất đến 450 tấn/h. + Chủng loại sản phẩm, đề tài nêu ra phương án là hợp lý đáp ứng nhu cầu thị trường trong tương lai; + Về công nghệ trong nước có thể đáp ứng được việc chế tạo các sản phẩm này. + Về tính toán, đã làm chủ và tính toán được máng cào tương tự, trên cơ sở chương trình máy tính toán thiết kế máng cào và các bộ phận của máng cào để áp dụng trọng thiết kế. + Trước mắt có thể chế tạo các sản phẩm, phụ tùng thay thế nhập ngoại.

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ

KIẾN NGHỊ

- Đề tài cần được hoàn thiện trên cơ sở đi sâu nghiên cứu cụ thể từng bộ phận của máng cào, xây dựng thiết kế tổ hợp khai thác hoàn chỉnh (giàn chống, máng cào, máy khấu).

- Xây dựng phần mềm tính toán phục vụ cơ sở SX. - Kính đề nghị HĐKHCN các cấp xem xét và nghiệm thu

đề tài.

Monday, April 14, 2008

Trần Đức Thọ