Hướng dẫn tính toán thiết kế băng tải đúng chuẩn

Băng tải hỗ trợ doanh nghiệp trong khâu vận chuyển hàng hóa, nguyên vật liệu sản xuất. Có rất nhiều loại băng tải khác nhau để phù hợp với từ quy mô sản xuất, loại hàng hóa. Cơ Khí Hoàng Quân sẽ cùng bạn tìm hiểu về quy trình thiết kế băng tải cũng như những quy chuẩn cần biết nhé!

Phương pháp thiết kế băng tải 

Phương pháp chế tạo băng tải dựa trên công nghệ chế tạo các cụm chi tiết như:

• Cụm khung đỡ, chân đế.
• Cụm trục tang băng tải, trục đỡ nhánh bị động.
• Cụm cái tang dẫn động.
• Các chi tiết hộp che bộ truyền. 
• Các chi tiết tiêu chuẩn như bu lông, đai ốc, ổ bi,...

Băng tải sẽ được thiết kế theo nguyên lý cấu tạo của băng tải thiết kế và tính toán theo các thông số kết cấu. Các thông số động học, hình học được tính toán đặc trưng cho độ bền của băng tải. Quy trình tính toán thiết kế băng tải sẽ bao gồm. 

• Tính toán chiều rộng của băng tải 
• Tính toán vận tốc của băng tải.
• Xác định công suất dẫn động băng tải.
• Xác định lực kéo phân bố trên dây băng tải.
• Chọn chất liệu dây băng tải phù hợp.
• Tính toán kết cấu và bố trí của accs puly, con lăn. 

Các tiêu chuẩn cần để thiết kế băng tải

Khi thiết kế băng tải bạn cần phải đảm bảo đúng các tiêu chuẩn sau đây như:

• Tuân thủ yêu cầu TCVN 2290 - 78 về thiết kế băng tải.
• Tuân thủ tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật riêng của từng loại băng tải. 
• Các loại băng tải chuyên dụng cho những sản phẩm, vật phẩm nóng cần được che kín và có vách ngăn. Nhiệt độ tối đa của vỏ bao che và vách ngăn là 45 độ C.
• Những loại băng tải vận chuyển các vật phẩm bốc hơi hay gây bụi thì cần được đóng kín hoàn toàn hoặc phải lắp các thiết bị hút hay dập bụi. 
• Băng chuyền vận tải các vật ướt phải cần thiết kế thêm phần vỏ hoặc tấm che để bảo vệ công nhân không bị nước bắn vào người. 

Quy trình thiết kế băng tải chuẩn

Quy trình thiết kế bằng tải sẽ bao gồm 8 bước cơ bản sau đây: 

Bước 1: Chọn loại băng tải

Lựa chọn loại băng tải là bước quan trọng đầu tiên trong quy trình thiết kế hệ thống băng tải. Nên dựa vào đặc điểm loại hòa hóa cần vận chuyển và quy mô doanh nghiệp để lựa chọn loại băng tải phù hợp. 

Ví dụ, nếu hàng hóa cần vận chuyển có trọng lượng lớn nên lựa chọn loại băng tải cao su hoặc xích. Những doanh nghiệp cần vận chuyển các loại thực phẩm thì nên chọn băng tải PVC. 

Bước 2: Tính toán kích thước băng tải

Dựa vào năng suất tính toán và năng suất yêu cầu mà bạn tính toán độ dài của băng tải sao cho phù hợp. Tính toán kích thước băng tải sẽ giúp cho quá trình vận chuyển vật liệu không bị rơi và giúp băng tải có tuổi thọ cao hơn, ít bị hư hại. 

Bước 3: Chọn vận tốc băng tải

Vận tốc băng tải sẽ ảnh hướng đến năng suất hoạt động và điện năng tiêu thụ nên cần được tính toán kỹ lưỡng. 

Bước 4: Lựa chọn động cơ

Tùy thuộc vào vận tốc yêu cầu mà bên sản xuất sẽ lựa chọn động cơ phù hợp. Đây là bước cực kỳ quan trọng trong quy trình thiết kế băng tải vì nó quyết định đến hiệu quả làm việc của toàn bộ hệ thống. 

Bước 5: Lựa chọn dây belt băng tải 

Chất liệu làm dây belt băng tải sẽ phải được lựa chọn phù hợp với môi trường hoạt động. Các vật liệu thường được sử dụng như: Day Belt PVC, Pu, xích,...Mỗi loại sẽ có những đặc điểm phù hợp với từng loại sản phẩm vận chuyển và yêu cầu khác nhau. 

Bước 6: Thiết kế bộ phận đỡ 

Bộ phận đỡ là con lăn hoặc tấm đỡ sẽ tùy thuộc vào chiều dài băng tải yêu cầu. Bộ phận đỡ sẽ đảm bảo cho toàn bộ hệ thống hoạt động trơn tru và bền bỉ. 

Bước 7: Tính toán các tang dẫn động, tang bị động

Xác định loại băng tải và đường kính tang để đảm bảo băng chuyền có kết cấu nhỏ gọn và bền bỉ nhất. 

Bước 8: Tính toán bộ truyền động

Tính toán bộ truyền động, độ bền, ổ lăn dựa trên lý thuyết truyền động, cơ khí và sức bền của vật liệu. 

Hướng dẫn cách thiết kế băng tải

Việc thiết kế băng tải có khó không? Cách thực hiện như thế nào? Bạn hãy theo dõi quy trình cụ thể dưới đây để có thể tự mình tính toán cụ thể cho một thiết kế hệ thống băng tải.

Cách tính bản rộng của dây băng tải

Bản rộng của dây băng tải được thiết kế phụ thuộc bởi tổng khối lượng sản phẩm và kích thước sản phẩm trên mặt băng tải.

Thông thường, sản phẩm trên mặt băng tải có kích thước lớn thì bản rộng của dây băng cũng sẽ lớn theo.

Công thức tính bề rộng mặt băng tải với sản phẩm dạng hộp và sử dụng băng tải dây mặt phẳng thì được tính như sau: Lấy một cạnh lớn nhất của sản phẩm tải nhân thêm khoảng 20%.

Đối với sản phẩm dạng rời như: các loại bột, các loại hạt thì có công thức tính phức tạp hơn. Dựa theo bảng sau:

Cách tính góc nâng hạ của băng tải

Đây là một bước khó khi tính góc nghiêng của thiết kế hệ thống băng tải nâng hạ. Mỗi một sản phẩm có khối lượng khác nhau bao gồm cả tính chất sản phẩm như kích thước, bề rộng và độ ẩm của sản phẩm nên sẽ quyết định đến góc nâng tối đa thiết kế cho phép.

Cẩn phải tính toán một cách cẩn thận, nếu không sản phẩm sẽ bị trôi ngược lại khi tải lên dốc hoặc trượt xuống theo quán tính rơi khi tải xuống dốc.

Dưới đây chia sẻ với các bạn bảng tổng hợp thông số kỹ thuật tính toán góc nâng hạ của băng tải:

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

Tỉ số truyền và công suất là 2 yếu tố quan trọng khi chọn động cơ cho thiết kế băng chuyền. Công suất của động cơ thường liên quan đến trọng lượng và kích thước của sản phẩm khi chạy lên bề mặt băng tải.

Tỷ số truyền thường liên quan tới vận tốc băng tải cần có theo yêu cầu. 

Cách lựa chọn dây băng tải thích hợp

Hiện nay có nhiều loại dây băng tải rất phổ biến và được sử dụng nhiều trong thiết kế băng tải như: 

• Dây băng tải PVC: Được dùng phổ biến, giá thành thấp, dễ chế tạo băng tải và thay thế dây băng.
• Dây băng tải PU: Được dùng chủ yếu cho ngành thực phẩm, chế tạo linh kiện điện tử.
• Dây băng tải xích nhựa: Sử dụng trong các nhà máy bia, đồ uống đóng chai, mỹ phẩm.
• Dây băng tải inox: Chịu nhiệt tốt và có khả năng tải nặng.
• Dây băng tải cao su: Có thể chịu được tải nặng tốt nhất, chịu được môi trường khắc nghiệt (xi măng, than đá, dầu mỏ,...).

Những loại dây băng tải nào dùng để chạy 2 chiều?

Trong thiết kế băng tải tùy vào yêu cầu của khách hàng mà lựa chọn thiết kế để chạy 2 chiều hay không.

•  Loại băng tải PVC, PU phù hợp khi có nhu cầu sử dụng chạy 2 chiều.
• Đối với dòng băng tải truyền động bằng đĩa xích hoặc bánh nhông thì phải xem xét kết cấu của nó tiếp xúc với mặt nước hoặc cơ cấu truyền động.
• Đối với các loại băng tải xích lưới thiết kế xích sên thì có thể thiết kế băng tải chạy được 2 chiều.
• Với băng tải xích lưới thiết kế bánh nhông thì không thể truyền động 2 chiều được.

Cách tính tốc độ của băng tải

Tốc độ của hệ thống băng tải thường được dựa theo yêu cầu từ phía khách hàng để tính toán và thường liên quan đến một số thông số kỹ thuật sau: 

• Số vòng quay của động cơ (thường động cơ 4 cực có tốc độ quay 1450rpm).
• Tỷ số truyền hộp giảm tốc.
• Đường kính trục ru lô chủ động (đường kính chân răng của bánh nhông với các dòng băng tải xích).

Cách tính tỷ số truyền của động cơ băng tải

Dưới đây bảng mô tả thông số về tỷ lệ truyền của động cơ băng tải cho bạn tham khảo.

Chú thích:

Cột độ rộng răng: bản rộng của dây băng.

Cột A: Dùng cho các sản phẩm tải dạng ổn định hoặc cố định theo hình dạng vật lý.

Cột B: Dùng đối với các dạng sản phẩm có ma sát, mài mòn cao.

Cột C: Áp dụng các sản phẩm tải có hình dạng cạnh sắc.

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

Khi nào nên lựa chọn thiết kế băng tải

Băng tải được thiết kế cơ bản, linh hoạt dễ dàng sử dụng. Đây là giải pháp tối ưu hiện nay để giúp doanh nghiệp rút ngắn quá trình sản xuất và giảm bớt yêu cầu về nguồn lực khi đã có hệ thống băng tải, băng chuyền. Ngoài ra, băng tải có thể tải được rất nhiều mặt hàng, nhiều loại chất liệu khác nhau và tiếp xúc với nhiều thiệt độ môi trường khác. Tóm lại rất thuận tiện cho các doanh nghiệp có số lượng sản xuất lớn.

Lựa chọn thiết kế băng tải mặt phẳng

Băng tải chỉ có mục đích duy nhất là để chuyền tải sản phẩm từ vị trí này đến vị trí khác. Khi có một sản phẩm cố định, định hình, dạng khối hộp… thì cần thiết kế băng tải mặt dây băng dạng phẳng. 

Trong nhiều trường hợp khi tải hàng rời như cà phê, trà... chúng ta vẫn có thể sử dụng thiết kế dây băng mặt phẳng khi đó sẽ thiết kế thêm 2 bên mặt băng các vách giúp chống tràn hiệu quả. 

Lựa chọn thiết kế băng tải lòng máng 2 con lăn đỡ hoặc 3 con lăn đỡ

Với sản phẩm tải cần vận chuyển dạng rời, vụn, các loại hạt nhỏ thì cần đổ trực tiếp lên mặt dây băng tải, chúng ta sẽ thiết kế tạo hình lòng máng cho sản phẩm tải không bị tràn ra 2 bên. Nên dùng loại thiết kế này đối với các dây băng bản rộng nhỏ, không đủ tạo độ võng lòng máng như ý muốn.

• Với các loại băng tải có bản rộng từ 600mm - 800mm có thể thiết kế cụm con lăn đỡ hoặc 02 con lăn bị động cho loại băng tải này.
• Với các loại băng tải bản rộng từ 800mm trở lên thì có độ võng lớn, lúc này thiết kế cụm con lăn đỡ gồm có 03 con lăn bị động.

Lúc nào cần phải thiết kế thêm con lăn đỡ mặt băng tải

Khi tính toán thiết kế băng tải PVC, nếu chiều dài của băng tải lớn, thông thường là trên 15m và bản rộng dây băng tải từ 500mm trở lên. Lúc này là ma sát mặt dưới của dây băng tải với mặt đỡ là rất lớn. Lực ma sát này đè lên ru lô chủ động và sẽ làm tăng tải khiến cho ru lô chủ động kéo tải không nổi.

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

Các thiết bị hỗ trợ thiết kế hệ thống băng tải

Để có thể thiết kế những hệ thống băng tải hỗ trợ vận chuyển nguyên vật liệu chúng ta cần phải có các loại máy gia công và dụng cụ đo chuyên dụng như: 

Máy gia công chế tạo

Máy gia công chế tạo cần có khi thiết kế hệ thống băng tải như: 

• Các loại máy gia công cắt gọt như máy khoan, máy mài, máy cắt, máy tiện, máy phay, mát chấn,...
• Các loại máy ghép nối như máy hàn hồ, máy hàn max,..
• Những loại máy nâng như palang, cổng trục chuyển,...
• Các loại máy cắt tay, đánh bóng, máy bắn ốc, bulong,...

Các dụng cụ đo

Các loại dụng cụ đo cần có khi thiết kế băng chuyền như: 

• Các loại thước kẹp, panme, thước cuộn, thước vuông, thước eke,... có độ chia nhỏ đến 1mm. 
• Đo các thông số động học như đồng hồ đo thời gian, đồng hồ do vòng quay. 
• Do thông số động lực học như đồng hồ đo công suất. 
• Do điện áp như đồng hồ điện. 

=>> Xem thêm thông tin liên quan:

• Băng tải là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của băng tải
• Các loại băng tải công nghiệp thông dụng hiện nay

Một vài lưu ý trong thiết kế băng chuyền

Trong quy trình thiết kế băng tải thì bạn cần chú ý những điều sau đây:

• Khi chọn loại băng tải chuyển hướng thì nên cân nhắc và tính toán thật kỹ để quá trình vận chuyển có thể diễn ra liên tục 
• Băng tải cần được lắp đặt ở những vị trí thoáng mát, rộng rãi tránh các loại bụi bẩn, hóa chất gây hại. 
• Lựa chọn các loại vật liệu phù hợp để hệ thống hoạt động hiệu quả.
• Kích thước băng tải phải phù hợp với không gian và mục đích sử dụng.

Lời kết

Trên đây là những quy định và tiêu chuẩn chung cho quá trình thiết kế băng tải. Để đảm bảo sản phẩm đạt chất lượng thì các doanh nghiệp nên lựa chọn những đơn vị thiết kế băng chuyền uy tín. Hy vọng bài viết của Cơ Khí Hoàn Quân đã mang đến cho bạn những thông tin hữu ích.