Bộ công thơng Tập đoàn công nghiệp than - khoáng sản việt nam viện cơ khí năng lợng và mỏ - tkv báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ Đề tàI Nghiên cứu xây dựng các chỉ tiêu để kiểm tra, đánh giá chất lợng tấm băng cho sản xuất băng tải 7271 31/3/2009 Hà Nội 12.2008 2 Bộ công thơng Tập đoàn công nghiệp than - khoáng sản việt nam viện cơ khí năng lợng và mỏ - tkv báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ Đề tài Nghiên cứu xây dựng các chỉ tiêu để kiểm tra, đánh giá chất lợng tấm băng cho sản xuất băng tải Cơ quan chủ quản: Bộ Công Thơng Cơ quan chủ trì: Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV Chủ nhiệm đề tài Nguyễn Thu Hiền Duyệt viện Hà Nội 12.2008 3 Danh sách cơ quan phối hợp STT Tên cơ quan Nội dung thực hiện, phối hợp 1 Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ - TKV Chủ trì, thực hiện 2 Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Thử nghiệm 3 Trung tâm Quatest 1 Tổng cục Đo lờng Chất lợng Thử nghiệm Danh sách ngời thực hiện STT Họ và tên Học vị Chức vụ Nơi công tác 1 Bạch Đông Phong Thạc sỹ Phó Viện trởng Nghiên cứu viên Viện CKNL và Mỏ TKV 2 Nguyễn Thu Hiền Kỹ s P.Phòng Chủ nhiệm đề tài Viện CKNL và Mỏ TKV 3 Lê Thanh Bình Kỹ s Nghiên cứu viên Thực hiện chính Viện CKNL và Mỏ TKV 4 Trần Thị Mai Kỹ s Nghiên cứu viên Viện CKNL và Mỏ TKV 5 Vũ Chí Cao Kỹ s Nghiên cứu viên Viện CKNL và Mỏ TKV 6 Nguyễn Văn Sáng Kỹ s Nghiên cứu viên Viện CKNL và Mỏ TKV 4 Mục lục Mục lục 4 Lời nói đầu 6 Chơng I: Tổng quan về băng tải 8 I.1. Lịch sử hình thành và phát triển 8 I.2. Phân loại băng tải 10 I.3. Vài nét về tấm băng mặt nhẵn 11 I.3.1. Cấu tạo 11 I.3.2. Một số loại tấm băng cao su thông dụng 14 1. Tấm băng bố EP 14 2. Tấm băng bố NN 16 3. Tấm băng chịu nhiệt 19 4. Tấm băng mặt gân 22 5. Tấm băng gầu nâng 23 6. Tấm băng gầu múc 24 7. Tấm băng chịu dầu 25 8. Tấm băng chịu hóa chất 26 9. Tấm băng chống cháy 28 10. Băng tải cân định lợng 29 11. Tấm băng lõi thép 30 Chơng II. Các phơng pháp thí nghiệm đánh giá chất lợng tấm băng 33 II.1. Xác định thành phần lớp cao su 34 II.1.1 Mục đích và phạm vi áp dụng 34 II.1.2. Thiết bị sử dụng 35 II.1.3. Kết quả 35 II.2. Thí nghiệm kéo và độ giãn dài 38 II.2.1 Mục đích và phạm vi áp dụng 38 II.2.2. Thiết bị sử dụng 38 II.2.3. Quy trình thử nghiệm 38 II.2.4. Kết quả xác định độ bền kéo 39 II.3. Thử độ chịu mài mòn 51 II.3.1. Mục đích và phạm vi áp dụng 51 II.3.2. Thiết bị sử dụng 51 II.3.3. Các phơng pháp xác định độ mài mòn của vật liệu 51 II.3.4. Qui trình thử nghiệm 52 II.3.5. Kết quả thí nghiệm xác định độ chịu mài mòn tấm băng 54 II.4. Thí nghiệm đo độ cứng Shore A lớp vật liệu cao su bề mặt tấm băng 56 II.4.1. Mục đích và phạm vi áp dụng 56 II.4.2. Thiết bị sử dụng 56 II.4.3. Qui trình thử nghiệm 56 II.4.4. Kết quả thí nghiệm đo độ cứng lớp bề mặt cao su của tấm băng 57 II.5. Thí nghiệm thử lão hóa nhiệt 58 II.5.1. Mục đích và phạm vi áp dụng 58 II.5.2. Thiết bị sử dụng 59 5 II.5.3. Qui trình thử nghiệm 59 II.5.4. Kết quả thí nghiệm 60 Chơng III: Đánh giá kết quả 63 III.1. Đánh giá 63 III.2. Các bảng số liệu, tiêu chuẩn đánh giá chất lợng 63 Chơng IV: Kết luận và kiến nghị 66 A. Kết luận 66 B. Kiến nghị 66 Tài liệu tham khảo 68 6 Lời nói đầu Hiện nay, các đơn vị trong nớc đã nghiên cứu chế tạo thành công một số loại băng tải thay thế hàng nhập khẩu. Việc làm này không những nhằm thực hiện chủ trơng nội địa hóa của Nhà nớc mà nó còn giúp các doanh nghiệp chủ động đợc nguồn hàng, tiết kiệm ngoại tệ. Việc nghiên cứu và biên soạn các chỉ tiêu đánh giá chất lợng tấm băng cho sản xuất băng tải đã và đang đợc thực hiện tại nhiều nớc trên thế giới, nhất là với các nớc công nghiệp phát triển. Tuy nhiên, ở nớc ta, vấn đề nghiên cứu xây dựng các tiêu chuẩn đánh giá chất lợng nguyên vật liệu cho sản xuất băng tải, các điều kiên làm việc ảnh hởng đến chất lợng tấm băng còn ít đợc quan tâm vì nhiều lý do khác nhau nh thiếu các thiết bị, máy móc kiểm tra , do đó có thể tác động phần nào đến chất lợng các sản phẩm. Hiện nay, tại Phòng Thí nghiệm thuộc Viện Cơ khí Năng lợng và Mỏ TKV đang đợc trang bị một hệ thống các thiết bị thử nghiệm vật liệu khá đồng bộ. Những thiết bị trên hoàn toàn có khả năng sử dụng đợc để đánh giá chất lợng vật liệu của tấm băng băng tải. Xuất phát từ thực tế đó, chúng tôi nhận thấy việc nghiên cứu tìm hiểu, đánh giá chất lợng nguyên vật liệu cho sản xuất băng tải là rất cần thiết. Viện đã đề xuất đề tài: Nghiên cứu xây dựng các chỉ tiêu để kiểm tra, đánh giá chất lợng tấm băng cho sản xuất băng tải. Đây có thể sẽ là tài liệu hữu ích đối với các nhà sản xuất, dựa vào đó chúng ta có thể kiểm soát và duy trì đợc chất lợng các sản phẩm một cách thờng xuyên hoặc có thể đa ra các phơng án nhằm cải thiện nâng cao chất lợng sản phẩm. Nội dung nghiên cứu: 1. Nghiên cứu tìm hiểu vật liệu cho sản xuất tấm băng băng tải, khảo sát một số nguyên vật liệu chế tạo tấm băng băng tải trong thực tế. 2. Thử nghiệm một số chỉ tiêu quan trọng cho một số loại tấm băng băng tải thông dụng trên thị trờng Việt Nam nh: - Xác định thành phần lớp cao su bề mặt băng tải. - Thử độ bền kéo đứt và đọ giãn dài. - Thử mài mòn. - Đo độ cứng Shore A. - Thử lão hóa nhiệt. 7 Kết quả của đề tài: - Đa ra những đánh giá về chất lợng của một số loại tấm băng băng tải thông dụng có trên thị trờng Việt Nam. - Bảng số liệu các kết quả khảo sát, thử nghiệm một số loại tấm băng băng tải trong thực tế. - Đánh giá kết quả đạt đợc và lập báo cáo tổng kết đề tài. Với thời gian nghiên cứu còn hạn chế, nội dung báo cáo cha thể hiện hết tất cả những mong muốn của nhóm nghiên cứu, rất mong nhận đợc sự đóng góp ý kiến của các quí vị. Nhóm đề tài chân thành cảm ơn Bộ Công Thơng, Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, Trung tâm Quatest 1 Tổng cục Đo lờng Chất lợng, cũng nh các đơn vị, cá nhân đã phối hợp với chúng tôi để thực hiện đề tài này. TM nhóm thực hiện đề tài Nguyễn Thu Hiền 8 Chơng I: Tổng quan về băng tải I.1. Lịch sử hình thành và phát triển Băng tải ra đời bắt đầu từ nửa sau của thế kỷ XVII, và đã trở thành một phần tất yếu trong vận tải vật liệu. Đây là một phơng tiện thông dụng để chuyên chở những nguyên liệu rời. Ban đầu, băng tải chỉ sử dụng để chuyên chở những bao tải hạt với khoảng cách ngắn. Hệ thống băng tải làm việc khá đơn giản, gồm một tấm gỗ phẳng và một vành đai đợc quấn qua tấm gỗ đó. Sau đó, tấm băng tải đợc làm bằng da, vải bạt hay cao su. Hệ thống băng tải này rất phổ biến cho việc chuyên chở những vật cồng kềnh từ chỗ này sang chỗ khác. Với những ứng dụng ngày càng rộng rãi và những tiện ích do băng tải mang lại, ngành công nghiệp băng tải ra đời. Khoảng năm 1900, tại vùng Minneapolis-St. Paul bang Minnesota Mỹ, một nhóm những ngời thợ đã thành lập công ty băng tải trọng lực Mathews (Mathews Gravity Conveyer Company) với Rufus P.Mathews là giám đốc. Nó đã phát triển rất nhanh chóng ở khu vực Châu mỹ. Đầu thế kỷ XX, Hymle Goddard của công ty Logan là ngời đầu tiên nhận bằng sáng chế băng tải con lăn dùng để vận chuyển đồ vào năm 1908. Một vài năm sau, vào năm 1919, băng tải đợc vận hành bằng máy và đợc sử dụng trong sản xuất máy móc tự động. Nh vậy, băng tải trở thành công cụ phổ biến để chuyên chở hàng hóa nặng và lớn trong các nhà máy. Những năm 20 của thế kỷ XX, băng tải trở nên rất thông dụng và cũng trải qua rất nhiều sự thay đổi. Băng tải đợc sử dụng trong những mỏ than đá để vận chuyển than với khoảng cách hơn 8km, và đợc làm từ những lớp cotton phủ cao su. Một trong những bớc ngoặt của lịch sử băng tải là sự ra đời của tấm băng bằng vật liệu tổng hợp. Nó đợc giới thiệu trong thời gian thế chiến thứ 2, chủ yếu vì sự khan hiếm của những vật liệu tự nhiên nh cotton, cao su và vải bạt. Từ đó, dây băng tải tổng hợp trở nên phổ biến trong những lĩnh vực khác nhau. Với nhu cầu ngày càng tăng trên thị trờng, nhiều polyme tổng hợp đợc sử dụng trong sản xuất băng tải. Hiện nay, cotton, vải bạt, da, cao su tổng hợp, nilông, polyeste, polyurethan, urethan, PVC, cao su, silicon và thép v.v thờng đợc sử dụng trong sản xuất dây băng tải. Vật liệu sử dụng để làm dây băng tải đợc xác định theo ứng dụng của nó. 9 Trong sản xuất, băng tải chuyên chở những thành phẩm trong những tấm tới những khu vực đóng gói. Nhng những ứng dụng tốt nhất của băng tải là công nghiệp khai khoáng. Chúng đợc dùng để chuyên chở những nguyên liệu rời, nh là than đá, qua những khoảng cách lớn trong mỏ. ở các mỏ hầm lò, băng tải thờng đợc sử dụng ở các lò vận chuyển chính, các lò xuyên vỉa, ở các tuyến tập trung trên mặt bằng công nghiệp hoặc dùng để vận tải ngoài mỏ đến nhà máy tuyển. Trong các mỏ lộ thiên, băng tải có thể đặt ở các tầng công tác để chở đất đá ra bãi thải, chở khoáng sản có ích về nơi tập trung hoặc đặt trên các đờng hào chính để vận chuyển tập trung về bãi chứa Trong các nhà máy tuyển khoáng, băng tải đợc dùng để chuyển khoáng sản từ khâu này đến khâu khác hoặc chở đất đá, đuôi quặng ra bãi thải, chở khoáng sản thơng phẩm xuống phơng tiện vận tải thuỷ Bên cạnh ngành công nghiệp khai khoáng, băng tải đã đóng vai trò chính trong những dây chuyền sản xuất lắp ráp hiện đại. Khởi đầu là công ty ô tô Ford đã đợc xây dựng trên những dây chuyền lắp ráp. Những tấm băng tải đã chuyên chở những phần ô tô khác nhau ở trên đầu hay dọc theo mặt sàn, và công nhân chỉ phải đứng yên trong những khu vực đợc định trớc. Trớc khi có băng tải, công nhân phải đi tới tận nơi để các bộ phận ô tô trong các nhà máy. Từ khi có những dây chuyền lắp ráp, băng tải đợc đặt sử dụng trong những ứng dụng đóng gói và những hoạt động phân phối khác. Băng tải hiện đại ngày nay, nói chung là những băng tải thân thiện với môi trờng. Hệ thống băng tải đã đợc sử dụng rộng rãi khắp các lĩnh vực của công nghiệp vì những lợi ích to lớn mà nó mang lại: - Băng tải có thể chuyên chở nguyên liệu an toàn từ mức này sang mức khác với năng suất cao, trong khi nếu phải sử dụng sức lao động của con ngời có thể rất tốn kém, năng suất thấp và không an toàn. - Chúng có thể đ ợc lắp đặt gần nh là bất cứ nơi đâu và nó an toàn hơn là sử dụng xe nâng hay máy móc khác để di chuyển nguyên liệu. - Nó có thể chở đợc vật liệu có các hình dạng, kích thớc, khối lợng bất kì. Đồng thời, có nhiều đặc tính an toàn tiên tiến giúp phòng ngừa tai nạn rủi ro. - Có nhiều tùy chọn cho hệ thống băng tải nh là thủy lực, cơ khí và hệ thống tự động hoàn toàn, đáp ứng đợc những yêu cầu của ngời sử dụng. - Chiều dài làm việc của tuyến băng có thể từ vài m đến hàng chục km (băng tải dài nhất đợc sử dụng hiện nay dài tới 100 km, trong những mỏ Phốt 10 phát ở phía tây Sahara) với độ dốc làm việc nằm trong khoảng -13 o đến +18 o (xuống dốc 13 o , lên dốc 18 o ) (một số loại băng tải đặc biệt có độ dốc cao hơn rất nhiều hoặc thẳng đứng). Các lĩnh vực công nghiệp sử dụng rộng rãi hệ thống băng tải nh: khai khoáng, ô tô, nông nghiệp, máy tính điện tử, xử lý thực phẩm, vũ trụ, dợc phẩm, hóa học, đóng chai, đóng hộp, đóng gói I.2. Phân loại băng tải Tùy theo điều kiện sử dụng, đặc điểm cấu tạo và các đặc trng khác nhau mà có thể phân loại băng tải nh sau: - Theo ý nghĩa sử dụng: băng tải cố định, băng tải di động, băng tải mỏ hầm lò, băng tải mỏ lộ thiên - Theo sự bố trí của nhánh mang tải: nhánh mang tải ở phía trên, nhánh mang tải ở phía dới. - Theo vị trí dỡ tải: dỡ tải ở cuối, dỡ tải ở vị trí trung gian. - Theo hình dáng tiết diện ngang của nhánh có tải: băng thẳng, băng lòng máng, băng hình bán nguyệt, băng tải ống. - Theo kết cấu tấm băng: băng mặt nhẵn, băng có gờ, băng cốt vải, băng lõi thép. - Theo kết cấu và số lợng tang dẫn động: băng một tang và băng nhiều tang dẫn động, băng có một và nhiều trạm dẫn động; băng có tang dẫn động chân không, tang nam châm điện, tang có cơ cấu nén băng - Theo cấu tạo của bộ phận kéo: băng tải thờng, băng tải cáp, băng tải xích, băng bản - Theo kết cấu khung: băng khung cứng, băng khung treo, băng khung mềm. ở đề tài này, nhóm nghiên cứu tập trung di sâu vào tấm băng mặt nhẵn. [...]... giữa ca sản xuất 9 Tấm Băng chống cháy Hình 1.10: Tấm băng chống cháy Tấm băng chống cháy chủ yếu sử dụng trong các hầm lò nơi có nhiều yếu tố gây cháy bất ngờ ở các nớc tiên tiến thì trong môi trờng hầm lò việc sử dụng băng tải chống cháy gần nh là một tiêu chuẩn bắt buộc để trong trờng hợp có xảy ra cháy nổ thì băng tải không làm tăng thêm khói bụi gây khó khăn cho công tác cứu hộ và băng tải chống... vật dầu rán 140oF 8 tấm Băng chịu hóa chất Hình 1.9: Tấm băng chịu hóa chất Thực tế mỗi ngành công nghiệp cần có những loại băng tải khác nhau với các điều kiện sử dụng khác nhau Để cho tấm băng thực sự đảm bảo bền và không xảy ra hiện tợng lão hóa sớm thì rất nên sử dụng tấm băng đúng với điều kiện làm việc Tấm băng sử dụng trong ngành hóa chất có vô vàn loại khác nhau do hóa chất thì cực kỳ đa dạng... cao 5/ Phần nối của tấm băng loại này thờng phải đợc nối bằng các kẹp thép, đóng trong hộp sắt và đúc lại bằng keo Epoxy 6 tấm Băng gầu múc Hình 1.7: Tấm băng gầu múc * Tấm băng loại này thờng sử dụng để tải các loại vật liệu dạng bột theo một nằm ngang hoặc dốc nhỏ hơn 20oC * Trên mặt tấm băng đục các lỗ để bắt gầu múc bằng nhựa mỗi gầu có thể tích nhỏ khoảng 0,1m3 * Các loại tấm băng có khổ tơng đối... Các yêu cầu Băng tải cân băng định lợng: Chủ yếu sử dụng trong các Nhà máy xi măng Băng tải thờng rất ngắn và nối tròn chu vi chỉ từ 3cm đến 5cm Băng tải bắt buộc phải nối đầu bằng lu hóa vì phải chịu một sức căng cực lớn Băng tải thờng phải chịu nhiệt thấp nhất 70oC đến 240oC 11 tấm Băng lõi thép Bảng 1.13: Đặc tính kỹ thuật của tấm băng lõi thép: Bề rộng tấm băng, mm Số lợng sợi cáp trong băng Đờng... 100 -25 ~ +25 200 -25 ~ +25 2 tấm Băng bố NN Hình 1.3: Tấm băng bố NN Băng tải bố NN gồm sợi dọc và ngang đều là Nylon, có các thành phần gồm: cao su mặt trên + lớp bố + cao su mặt dới Lớp bố của băng tải loại này duy trì sức căng cũng nh tạo độ bền cho kết cầu băng tải, chịu lực nén và kéo tải, chịu nhiệt 10oC tới 60oC Các lớp Bố gồm từ 1 đến 6, 7 lớp Tại Việt Nam, băng tải loại này sử dụng trong hầu... 400 5 Tấm Băng gầu nâng Hình 1.6: Tấm băng gầu nâng Vài nét về tấm băng gầu nâng: 1/ Băng tải gầu nâng dùng để tải thẳng đứng nguyên vật liệu từ chỗ thấp lên chỗ cao và thờng đợc sử dụng trong các nhà máy xi măng Có 2 loại băng tải gầu 23 nâng là gầu xích và gầu băng Loại gầu xích có nhiều hạn chế trong sử dụng ở Việt nam hiện Nhà máy Xi măng Hoàng Thạch, Bút Sơn, Bỉm Sơn, Cờng Thịnh sử dụng băng tải. .. 21 Nhiệt độ Nhiệt độ bề mặt băng vật liệu tải tải tại khu vực đầu o ( C) con lăn (oC) 4 Tấm Băng mặt gân Hình 1.5: Tấm băng mặt gân Một số lý do phải dùng tấm băng mặt gân: + Tại các nhà máy, xí nghiệp, công trờng phải cần tải vật liệu lên theo một mặt dốc lớn hơn 20o so với chiều nằm ngang + Các loại vật liệu dạng bột dễ bị chảy trợt khi tuyến băng dốc + Có thể vận chuyển các loại vật liệu lên một góc... Yêu cầu của tấm băng chịu hóa chất: 1/ Bề mặt lớp phủ cao su đợc sử dụng hoàn toàn bằng cao su tổng hợp nh SBR, NBR, 2/ Độ dày tối thiểu của lớp phủ phải > 11mm để đảm bảo hoá chất không ngấm vào trong các lớp bố chịu lực 3/ Tấm băng chịu dầu có thể vừa là tấm băng chịu hóa chất 4/ Độ dài tối đa tới 400mét/cuộn giảm thiểu các mối nối, tránh bị thẩm thấu hóa chất 5/ Nối đầu bằng lu hóa để không bao... 800-1450 300 3 tấm Băng chịu nhiệt Hình 1.4: Tấm băng chịu nhiệt Tấm băng chịu nhiệt là loại tấm băng phải làm việc khi tiếp xúc với vật liệu hoặc trong môi trờng nhiệt độ lớn hơn 70oC Cao su tự nhiên chỉ chịu nhiệt dới 50oC và cao su tổng hợp loại thờng chỉ chịu nhiệt độ dới 70oC Tấm băng chịu nhiệt bằng cao su trên thế giới hiện chi chế tạo đợc cao nhất là 300oC Nếu sử dụng đúng loại tấm băng chịu nhiệt... lợi ích kinh tế cho ngời sử dụng vì ngay chính tấm băng chịu nhiệt cũng rất không bền do tác động của nhiệt gây nên, đến giai đoạn cuối các vết nứt xuất hiện do cao su bị hóa cứng hóa hoặc tách lớp bố Do vậy điều quan trọng nhất là phải chọn lựa loại tấm băng phù hợp với vật liệu cần vận chuyển để tránh dẫn đến các sai hỏng cho băng Nhìn chung loại tấm băng chịu nhiệt đợc sử dụng khi tải vật liệu nhiệt . Viện đã đề xuất đề tài: Nghiên cứu xây dựng các chỉ tiêu để kiểm tra, đánh giá chất lợng tấm băng cho sản xuất băng tải. Đây có thể sẽ là tài liệu hữu ích đối với các nhà sản xuất, dựa vào. vật liệu cho sản xuất tấm băng băng tải, khảo sát một số nguyên vật liệu chế tạo tấm băng băng tải trong thực tế. 2. Thử nghiệm một số chỉ tiêu quan trọng cho một số loại tấm băng băng tải thông. báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ Đề tài Nghiên cứu xây dựng các chỉ tiêu để kiểm tra, đánh giá chất lợng tấm băng cho sản xuất băng tải Cơ quan chủ quản: Bộ Công