Hướng Dẫn Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Băng Tải Đạt Chuẩn

Tính toán thiết kế hệ thống băng tải được biết tới là quy trình bao gồm rất nhiều các bước khác nhau. Nó đòi hỏi người kỹ sư phải nắm rõ được từng thao tác, từng bước cụ thể thì mới tạo nên được sản phẩm băng tải tiêu chuẩn và chất lượng. Cùng GTECO khám phá ngay nội dung này nhé!

Những bước cần nắm được khi tính toán thiết kế hệ thống băng tải

Trước khi bắt tay vào quá trình tính toán thiết kế hệ thống băng tải thì chúng ta phải nắm được tổng quan về các bước chính như sau:

♦ Bước 1: Xác định chiều rộng lọt lòng tối thiểu dây băng tải trong các hệ thống băng tải

♦ Bước 2: Tính toán vận tốc của băng tải và tỷ số truyền của hộp giảm tốc động cơ băng tải

♦ Bước 3: Tính toán công suất motor giảm tốc kéo băng tải

♦ Bước 4: Tính toán lực kéo phân bổ trên bề mặt của dây băng tải

♦ Bước 5: Nắm được những điểm cần chú ý khi thiết kế các dòng băng tải khác nhau

♦ Bước 6: Loại dây băng tải sẽ nào được thiết kế để chạy 2 chiều và loại nào không?

♦ Bước 7: Tính toán góc nghiêng tối đa khi  thiết kế băng tải lên xuống dốc có chân tăng chỉnh

♦ Bước 8: Tính toán khoảng cách tối ưu nhất cho con lăn đỡ bị động

♦ Bước 9: Phải lựa chọn loại dây băng tải phù hợp đối với từng sản phẩm tải

♦ Bước 10: Năm được các thiết kế đối với những loại băng tải chạy cong phức tạp: băng tải con lăn, băng tải PVC, băng tải xích nhựa, băng tải nhựa, băng tải xích nhựa

♦ Bước 11: Tính toán để bố trí và xác định kết cấu các trục ru lô, các con lăn đỡ trong kết cấu của hệ thống băng tải

Tìm hiểu chung về các thuật ngữ trong hệ thống băng tải

Băng tải được hình dung như 1 bộ truyền đai có kích thước lớn. Lúc này những vật phẩm, sản phẩm cần được vận chuyển sẽ đổ trực tiếp lên dây băng tải hoặc chúng có thể được đựng trong các thùng gắn cố định trên băng tải (Bucket conveyor) hoặc được đóng gói.

Hệ thống băng tải sẽ được sử dụng để vận chuyển khối lượng lớn vật liệu trên khoảng cách hoặc độ cao lớn. Đa phần 1 băng tải sẽ vận chuyển các vật liệu hoặc đối tượng cùng loại. Thông thường, những đối tượng này sẽ được đặt lên băng tải theo dạng tự do. Hoặc có thể hiểu là chúng được đổ liên tục lên băng tải đang chuyển động. 

♦ Góc máng (Trough angle): Có thể tiến hành bố trí dây băng tải nằm ngang (Flat belt), tương tự như đối với bộ truyền đai dẹt. Vậy nhưng, người ta có thể sử dụng thêm các con lăn đặt nghiêng (con lăn máng – Troughing idlers) để uốn dây băng tải thành dạng máng lõm. Từ đó, nhằm vận chuyển vật phẩm được ổn định hơn.

♦ Góc mái: Khi các vật phẩm được đổ thành đống thì góc ở đỉnh đống vật liệu sẽ được gọi là góc mái (Surcharge angle). Góc mái khi vận chuyển thường nhỏ đi so với khi đứng yên.

Hướng dẫn chi tiết cách tính toán thiết kế hệ thống băng tải

Để có thể tính toán thiết kế hệ thống băng tải tiêu chuẩn thì cần phải thực hiện những nội dung quan trọng sau:

Lựa chọn khi nào cần thiết kế băng tải mặt phẳng và băng tải lòng máng?

Hệ thống băng tải được sử dụng với mục đích duy nhất là chuyển tải sản phẩm từ vị trí này sang vị trí khác. 

♦ Theo lý thuyết thì cần phải tính toán thiết kế hệ thống băng tải mặt dây băng dạng phẳng đối với các sản phẩm cần vận chuyển dạng định hình, dạng khối hộp hoặc cố định,…

♦ Đối với các sản phẩm tải cần vận chuyển dạng rời, dạng vụn hay các loại hạt nhỏ thì cần phải đổ trực tiếp lên mặt dây băng tải. Lúc này, cần thiết kế tạo hình lòng máng để đảm bảo các sản phẩm không bị tràn ra 2 bên.

♦ Trong nhiều trường hợp khi tải hàng rời như: cafe, chè,…vẫn có thể sử dụng các thiết kế dây băng mặt phẳng. Đồng thời, lúc này sẽ thiết kế thêm 2 mặt băng các vách để đem lại tác dụng chống tràn hiệu quả hơn. Nên ưu tiên tính toán thiết kế hệ thống băng tải dạng này đối với các dây băng bản rộng nhỏ và không đủ để tạo ra độ võng lòng máng mong muốn.

Lựa chọn băng tải lòng máng 3 con lăn đỡ hay 2 con lăn đỡ

♦ Đối với những loại băng tải có bản rộng từ khoảng 600mm – 800mm: Nên thiết kế cụm con lăn đỡ 02 con lăn bị động.

♦ Đối với những loại băng tải có bản rộng từ 800mm trở lên và có độ võng băng tải lớn: Nên thiết kế cụm con lăn đỡ gồm có 03 con lăn bị động.

Cách tính toán bản rộng của dây băng tải

Thiết kế bản rộng của mặt dây băng tải trong hệ thống sẽ phụ thuộc vào công suất tải yêu cầu đến từ khách hàng. Hay chính là dựa vào tổng khối lượng và kích thước của sản phẩm trên mặt băng tải.

♦ Thông thường nếu như sản phẩm tải trên mặt bằng mà có kích thước càng lớn thì bản rộng yêu cầu của dây băng tải cũng sẽ càng tăng.

♦ Đối với các sản phẩm tải có dạng hộp và sử dụng băng tải dây băng mặt phẳng thì rất dễ để xác định bản rộng tối thiểu của mặt dây băng tải. Công thức tính là: Lấy 1 cạnh lớn nhất của sản phẩm tải rồi nhân lên thêm 20%.

♦ Đối với các sản phẩm tải dạng rời như: bột, các loại hạt,.. và có kết cấu dây băng dạng lòng máng thì việc tính toán thường phức tạp hơn. Dựa theo bảng sau:

Cách tính toán thiết kế góc nâng hạ của băng tải

Trong quá trình tính toán thiết kế hệ thống băng tải nói chung và tính toán góc nâng hạ của băng tải thì tính toán góc nghiêng khá khó. Góc nghiêng tối đa mà thiết kế cho phép sẽ được quyết định bởi mỗi 1 sản phẩm băng tải khác nhau, bao gồm cả tính chất sản phẩm tải lúc tiếp liệu như: kích thước, độ ẩm, bề rộng sản phẩm tải,…

Nếu như tính toán không chuẩn và vượt quá góc nghiêng cho phép thì sản phẩm khi tải có thể bị trôi ngược lại khi tải lên dốc hoặc có thể bị đổ tải trượt xuống theo quán tính rơi khi tải xuống dốc.

Việc tính toán thiết kế góc nâng hạ này sẽ áp dụng đối với cả băng tải mặt dây băng phẳng và cả mặt dây băng lòng máng. Phải luôn dự trù hệ số an toàn cho góc nghiêng tối đa khi tính toán thiết kế hệ thống băng tải. Đối với các trường hợp bị hạn chế về không gian khi thiết kế băng tải và bắt buộc phải tính toán được góc nghiêng tối đa (băng tải sẽ càng ngắn khi góc nghiêng càng cao và sẽ tiết kiệm được diện tích nhà xưởng). Cần phải mượn sản phẩm từ khách hàng về để test trực tiếp tại xưởng trên loại mặt dây băng dự tính sử dụng.

♦ Dây băng tải PVC có đặc tính là độ trượt trôi ngược sản phẩm lớn hơn so với các loại dây băng tải cao su. Đồng thời, gân V trong thiết kế lên xuống dốc có thể giúp tăng tác dụng chống trôi ♦ ngược đối với những sản phẩm tải dạng rời, hàng xá hay dạng hạt,.. Chú chúng không có tác dụng tăng khả năng chống trôi ngược với những sản phẩm tải có dạng hộp.

♦ Thường thì không cần quá lo lắng nếu như sản phẩm dạng phổ thông, không đặc thù hay góc nghiêng lên xuống dưới 30 độ. Thậm chí nếu góc nghiêng trên 30 độ vẫn có thể dùng cùng thiết kế. Lưu ý nhỏ là nên cân nhắc thay lựa chọn mặt dây băng.

♦ Đối với các loại băng tải dây băng tạo hình lòng máng, tải hàng hạt, hàng rời, hàng xá, hàng bột,… thì cần thiết kế thêm gân V. Nếu mật độ gân V càng lớn thì khả năng chống trôi ngược sản phẩm tải càng cao.

♦ Đối với băng tải dây băng phẳng thì có thể chọn thiết kế mặt dây băng tải dạng nhám. Như vậy, sẽ giúp tăng ma sát tải.

Cách tính toán công suất và tỉ số truyền của động cơ băng tải

Khi chọn động cơ cho hệ thống băng tải thì 2 yếu tố quan trọng nhất là: công suất và tỉ số truyền. 

♦ Công suất của động cơ thường liên quan tới kích thước của băng tải cùng tải trọng của sản phẩm chạy trên bề mặt băng tải.

♦ Tỉ số truyền hộp giảm tốc của băng tải thường liên quan tới vận tốc mà băng tải cần có theo yêu cầu.

Cách lựa chọn dây băng tải 

Hiện nay, có nhiều loại dây băng tải được sử dụng trong tính toán thiết kế hệ thống băng tải. Phổ biến nhất là: 

♦ Dây băng tải PVC: Được sử dụng phổ biến nhất, có giá thành rẻ, dễ chế tạo băng tải, dễ thay thế dây băng.

♦ Dây băng tải PU: Được sử dụng chủ yếu khi tải thực phẩm, các linh kiện điện tử

♦ Dây băng tải cao su: Sở hữu tải nặng tốt nhất và có khả năng chịu được các môi trường khắc nghiệt nhất như: ngành xi măng, khai khoáng, kho bãi, thức ăn gia súc, gia cầm,..

♦ Dây băng tải xích nhựa: Sử dụng chủ yếu đối với các nhà máy sản xuất nước giải khát, bia rượu, mỹ phẩm hay sử dụng để thiết kế tải chai lọ.

♦ Dây băng tải xích lưới inox: Có khả năng tải nặng và chịu nhiệt tốt

♦ Và nhiều loại dây băng tải khác,..

Ngoài ra, 1 số loại băng tải mà không cần sử dụng dây băng tải như: băng tải con lăn (bao gồm băng tải con lăn truyền động và băng tải con lăn tự do).

Cách lựa chọn loại dây băng tải sử dụng để chạy 2 chiều

Trong quá trình tính toán thiết kế hệ thống băng tải thì tùy thuộc vào yêu cầu ứng dụng cụ thể của khách hàng mà nên lựa chọn thiết kế băng tải chạy được 2 chiều hay không.

♦ Loại băng tải PU, băng tải PVC là các loại băng tải thích hợp để sử dụng khi cần chạy 2 chiều.

♦ Đối với những dòng băng tải truyền động bằng đĩa xích hoặc bánh nhông thì phải xem xét kết cấu của bánh răng trên bánh nhông tiếp xúc với mặt nước hoặc là cơ cấu truyền động.

♦ Đối với các loại băng tải xích lưới thiết kế xích sên truyền động (băng tải xích lưới truyền động băng xích sên biên, băng tải xích ty) thì có thể thiết kế băng tải chạy 2 chiều.

♦ Với băng tải xích lưới có thiết kế bánh nhông truyền động trực tiếp thì không thể chạy 2 chiều.

Cách tính toán tốc độ của băng tải

Tốc độ của hệ thống băng tải thường dựa theo yêu cầu từ phía khách hàng để tính toán, Đồng thời tốc độ thường liên quan đến 1 số thông số kỹ thuật như:

♦ Tỷ số truyền hộp giảm tốc

♦ Số vòng quay của động cơ (thường động cơ 04 cực có tốc độ vòng quay 1450rpm)

♦ Đường kính trục ru lô chủ động (hoặc đường kính chân răng của bánh nhông với các dòng dây băng tải xích).

Cách tính toán tỷ số truyền động cơ băng tải

Dưới đây là bảng tỷ số truyền động cơ băng tải:

Chú thích:

♦ Cột độ rộng băng: Là bản rộng lọt lòng của dây băng

♦ Cột A: Áp dụng cho các vật liệu sản phẩm tải dạng hạt ổn định hoặc các vật liệu cố định theo hình dáng vật lý.

♦ Cột B: Áp dụng đối với các dạng vật liệu sản phẩm tải có tính ma sát, mài mòn cao. 

♦ Cột C: Áp dụng đối với các vật liệu sản phẩm tải có hình dáng cạnh sắc.

Bên cạnh đó, cách tính vận tốc tối đa của băng tải cũng bị ảnh hưởng bởi thiết kế các trục ru lô chủ động dẫn động dây băng tải.

Trường hợp cần thiết kế thêm con lăn đỡ mặt băng tải

Khi thực hiện tính toán thiết kế hệ thống băng tải PVC thì nếu như chiều dài của băng tải quá lớn (trên 15m) và bản rộng của dây băng tải (từ 500mm trở lên) thì lúc này ma sát mặt dưới của dây băng tải với mặt đỡ là rất lớn.

Lực ma sát này sẽ đè lên ru lô chủ động và làm tăng tải khiến cho ru lô chủ động kéo tải không nổi. Vậy nên, lúc này, cần tiến hành thiết kế thêm 1 hệ thống con lăn chạy cùng bàn đỡ. Như vậy, sẽ giúp giảm tải ma sát giữa dây băng với mặt bàn đỡ dây băng tải. 

Tùy theo trọng lượng của sản phẩm tải cũng như bản rộng, độ dài của dây băng tải PVC mà có thể bố trí khoảng cách từ 700mm – 1000mm.

Cách tính toán thiết kế hệ thống băng tải góc cong

Các sản phẩm băng tải góc cong bao gồm nhiều loại như: góc cong 45 độ, góc cong 60 độ, góc cong 90 độ, góc cong 120 độ và 180 độ. Thực tế thì việc tính toán thiết kế hệ thống băng tải góc cong sẽ đòi hỏi kỹ thuật cao cũng như khả năng nắm vững các công cụ thiết kế.

Đặc biệt băng tải PVC là loại băng tải khó chế tạo nhất ở dạng băng tải góc cong. Lúc này, đòi hỏi khả năng yêu cầu tính toán độ côn của trục rô lơ chủ động, bị động, độ tiếp xúc của bánh xe dẫn hướng biên cũng như phải phối kết hợp về thiết kế với nhà cung cấp dây băng tải PVC.

Trên đây là cách tính toán thiết kế hệ thống băng tải mà chúng tôi muốn chia sẻ đến bạn. Nếu còn bất cứ thắc mắc gì hay liên hệ ngay với GTECO để được tư vấn, hỗ trợ nhé! Hiện nay GTECO cũng là đơn vị thiết kế, chế tạo và sản xuất các sản phẩm băng tải, gầu tải, vít tải chất lượng cao. Do đó, chúng tôi sẵn sàng đem tới khách hàng những sản phẩm tốt nhất.

GTECO