Thiết kế dây truyền sản xuất thức ăn 42

Lời cám ơn Với lòng biết ơn sâu sắc Em xin gửi biết ơn chân thành sâu sắc tới, thầy giáo “TS Tôn Anh Minh” thầy trực tiếp hướng dẫn tận tình, chu đáo, tạo điều kiện thuận lợi cho Em suốt trình thực đồ án Và Em xin chân thành cám ơn thầy môn Máy thực phẩm thuộc viện công nghệ sinh học – công nghệ thực phẩm bạn bè ngồi lớp góp ý, giúp Em hoàn thành đồ án Hà nội, ngày tháng năm Sinh viên thực : – Mục lục Trang Lời mở đầu Phần I: vài nét thức ăn gia súc I Sự đời thức ăn hỗn hợp II Lợi ích việc sử dụng thực ăn hỗn hợp .6 III ý nghĩa việc chế biến thức ăn gia súc .7 IV thức ăn hỗn hợp nguyên liệu dùng để chế biến chúng .9 V ép viên đóng bánh 11 Sơ lược lý thuyết trình nén .11 ép viên thức ăn gia súc 13 – Đóng bánh thức ăn gia súc 14 VI Các khâu kỹ thuật dây truyền sản xuất thức ăn gia súc .15 Làm tạp chất nguyên liệu 15 Nghiền nguyên liệu .16 Trộn cấu tử thành phần thức ăn hỗn hợp 18 3.1 Chuẩn bị thành phần vi lượng 18 3.2 Trộn mật rỉ thức ăn hỗn hợp 19 3.3 Đóng bánh thức ăn hỗn hợp 20 3.4 Đóng viên thức ăn hỗn hợp 21 Phần II : Tính tốn thiết kế máy ép trục vít I Tính chọn thông số kỹ thuật máy 22 II Công suất động hộp giảm tốc - truyền đai 26 Công suất động 26 – Hộp giảm tốc .28 Bộ truyền đai thang 30 III Tính tốn vít đẩy máy ép .31 IV Tính tốn sức bền trục vít ép .38 V Tính tốn sức bền vịng vít ép .41 VI Tính tốn khn cối bulơng kẹp 46 Tính khn cối .46 Bulông kẹp .47 VII Tính chọn ổ lăn trục vít 49 VIII Tính tốn phận cắt .51 Tài liệu tham khảo – Lời nói đầu Nhiều nước giới đặc biệt nước phát triển, nhu cầu tối thiểu người thực phẩm chưa thỏa mãn hoàn toàn Nhiều tổ chức quốc tế tìm cách giải nhanh chóng vấn đề lương thực, thực phẩm tồn cầu Trên đường thực mục tiêu có khâu quan trọng phải phát triển ngành chăn nuôi Thành công ngành nông nghiệp phần lớn tùy thuộc – vào mức dinh dưỡng gia súc, gia cầm, vào việc tạo nguồn cung cấp thức ăn vững Từ xưa ngành trồng trọt cung cấp loại thức ăn gia súc Tuy nhiên điều kiện chăn nuôi phát triển với khuynh hướng tập trung chuyên biệt hóa cao độ tạo tiền đề để tách ngành công nghiệp độc lập Công việc sản xuất thức ăn bao gồm tổ hợp biện pháp, tổ chức quản lý kỹ thuật công nghiệp nhằm bảo đảm cung cấp đầy đủ thức ăn cho vật nuôi từ nguồn trồng trọt, công nghiệp chế biến nông sản thực phẩm, từ công nghệ vi sinh học kể nguồn thức ăn tự nhiên, thức ăn có nguồn gốc thực vật quan Ngày nay, cách mạng khoa học kỹ thuật nhân loại tạo nhiều bước đột phá tất lĩnh vực, kể lịnh vực thức ăn gia súc, dây truyền thức ăn gia súc ngày đại cho suất cao Thức ăn gia súc ngày với thành phần thực vật, thành phần phụ khác bổ xung cách hợp lý để cho gia súc hấp thụ thức ăn tốt làm tăng sản lượng chất lượng chăn nuôi Mặt khác sản xuất thức ăn gia súc khơng cịn cơng việc thủ cơng Máy móc trang bị cho phép tự động hóa thức ăn gia súc với quy mơ lớn, nhanh chóng hiệu Chúng ta có nhiều dây truyền sản xuất thức ăn khác cho nhiều loại vật nuôi khác Và cho quy mô sản xuất khác – Phần I Vài nét thức ăn gia súc hỗn hợp Thức ăn hỗn hợp loại hỗn hợp đồng nhiều loại thức ăn khác phối hợp theo công thức lập từ kết nghiên cứu khoa học nhằm đảm bảo dinh dưỡng hồn chỉnh cho vật ni I - Sự đời thực ăn hỗn hợp Sau thể giới thứ II, thị hiếu người chăn nuôi việc sử dụng ngũ cốc làm thức ăn gia súc có thay đổi Trong lý luận ni dưỡng động vật ni có nhiều quan điểm Người ta nghĩ đến việc dùng sản phẩm hóa học, sinh hóa học vi sinh vật nhằm thực ý muốn loại thức ăn chứa đầy đủ dinh dưỡng chất cần thiết sử dụng chế phẩm có tác dụng bổ sung hoàn thiện giá trị dinh dưỡng sản phẩm trồng trọt rẻ tiền Việc nuôi dưỡng gia súc, gia cầm đòi hỏi thức ăn hoàn chỉnh, tức hỗn hợp thức ăn có nguồn gốc thực vật, động vật vi sinh vật, khoáng vật sản phẩm tổng hợp khác nhằm đáp ứng đầy đủ cho nhu cầu dinh dưỡng vật nuôi, số lượng lẫn chất lượng Việc chế biến loại thức ăn với quy mơ cơng nghiệp hình thành nên ngành sản xuất chế biến thức ăn hỗn hợp – Một ngành sản xuất độc lập chun mơn hóa, loại thức ăn hỗn hợp sản xuất sản phẩm phức tạp, cơng trình tập thể chuyên gia thuộc ngành khác sinh vật học, chăn ni hỗn hợp, tốn học kinh tế học Nghiên cứu tìm thức ăn hỗn hợp thành tựu khoa học kỹ thuật lớn ngành chăn nuôi năm sau chiến tranh nước ta, việc sử dụng thức ăn hỗn hợp phổ biến sớm Sự phát triển nông nghiệp tư sản miền nam hình thành hàng loạt xí nghiệp chế biến thức ăn hỗn hợp với phần lớn thực liệu nhập từ nước, chủ yếu Mỹ Từ sau 1975 đến nay, thiết lập hàng loạt xí nghiệp, nhà máy chế biến thức ăn gia súc từ trung ương đến cấp tỉnh Một số huyện, trí số xã, xây dựng vùng chun mơn hóa thức ăn gia súc để đảm bảo cung cấp đầy đủ thường xuyên cho việc chế biến, mặt khác chưa chủ động cân đối thực liệu bổ sung, dưỡng chất vi lượng axit, amin, vitamin, chất khác kháng sinh, hormon, chất khống ơxi hóa Gần theo khuynh hướng chung, công nghiệp thức ăn gia súc nước ta ý đến việc chế biến thức ăn hỗn hợp thành thức ăn viên Mặc dầu vậy, bên cạnh việc nghiên cứu loại thực ăn hỗn hợp hồn chỉnh cho vùng sinh thái nơng nghiệp nước ta chưa quan tâm đầu tư đến – II - Lợi ích việc sử dụng thức ăn hỗn hợp Điểm đời thức ăn hỗn hợp cho phép công nghiệp hóa ngành chăn ni Sự xuất thức ăn hỗn hợp khắc phục tình trạng cung cấp sản phẩm chăn nuôi theo mùa cho chất lượng sản phẩm động Ngoài ra, thức ăn hỗn hợp cho phép áp dụng nhanh chóng thực tiễn thành tựu dinh dưỡng học, cho phép thực việc rộng rãi giới hố, tự động hố việc cho ăn tiết kiệm cơng lao động rút ngắn thời gian chuẩn bị thức ăn Do đó, thức ăn hỗn hợp có ý nghĩa lớn, nước ta nông nghiệp phát triển, phát triển có kế hoạch Phát triển cơng nghiệp thức ăn gia súc khơng sử dụng tốt tất nguồn thức ăn gia súc, kể phụ phẩm công nghiệp chế biến nơng sản thực phẩm, mà cịn cho phép phát triển sản xuất chăn nuôi theo định hướng cần thiết Thức ăn gia súc có chất lượng cao có vị trí quan trọng dinh dưỡng động vật, heo gia cầm Thức ăn trở thành yếu tố định tăng suất chăn nuôi năm sau chiến thứ II Chi phí thức ăn để sản xuất đơn vị sản phẩm ngành chăn nuôi heo gia cầm thời kỳ 1930 - 1960 dùng thức ăn tinh giảm 1,5-2 lần, ngành chăn ni bị thịt giảm 1/3 Và đạt tiến vượt bậc việc tiết kiệm thức ăn đợn vị sản phẩm tất ngành chăn nuôi, – đặc biệt ngành chăn nuôi heo gà Theo thông số gần nhất, nhiều sở chăn nuôi tập trung đạt mức tiêu tốn 2,5kg thức ăn hỗn hợp cho 1kg trứng, 2kg thức ăn, cho 1kg tăng trọng gà thịt 3kg thức ăn cho 1kg tăng trọng heo thịt Nông dân nước kinh tế phát triển nước phát triển Thái lan, ngày ưu chuộng thức ăn hỗn hợp Họ sản xuất ngũ cốc, khoai củ (đã sơ chế) để cung cấp cho nhà máy mua lại thức ăn hỗn hợp dạng viên Nhiều nông dân không nghĩ đến việc kinh doanh chăn nuôi không mua thức ăn hỗn hợp (một số nông trại lớn thể trộn) Thức ăn hỗn hợp trở thành thứ tư liệu sản xuất cần thiết, chiếm phần quan trọng tồn chi phí ngành chăn ni Điều dẫn đến khuynh hướng chung tính hiệu sử dụng thức ăn dùng số kg thức ăn tiêu tốn, thay số đơn vị thức ăn, cho đơn vị sản phẩm chăn nuôi III - ý nghĩa việc chế biến thức ăn gia súc Chế biến thức ăn theo nghĩa hẹp nhằm thay đổi thức ăn hình thức, phẩm chất tác động yếu tố vật lý, hóa học, sinh vật học, theo khái niệm chế biến nhằm sản xuất loại thức ăn phương pháp hóa học, sinh học cơng nghiệp qúa trình xây dựng ngành chăn ni đại vấn đề chế biến – 10 Mr = P max R 12 A(1+-2+--2) 16 P max r 34 (1 )(1 2 ) 22 (1 2 ) 4(1 ) 22 ln 16  (V- 18) Mt = P max R 12 A(1--2++-2) – 16 P max r 1 34 (1 )(1 2 ) 22 ( 2 1 2 2 ) 4 22 (1 ) ln 16  (V19) Khi hệ số poatxong = 0,3 mơmen uốn xác định sau: Mr = P max R 12 1,9 0,7.4 1,22 5,2 ln (V- 1,3 0,7.2 20) Mt =.Mr = 0,3.Mr (V-21) Thay giá trị Mr = 75.6,25 1,9 0,7 3,1254 1, 2.3,1252 5, ln 3,125 1,3 0,7.3,1252 =-1358 kG Mt = 0,3.Mr = 0,3.(-1358) = - 407,4 kG * Tại chu vi vòng r = R2 và = Vậy mơmen uốn chu vi vịng vít – 66 341 42 41ln Mrt = P max R 12 1 (V- 121 22) 1 341 42 41ln Mtt = P max R 12  (V- 121 23) * Tại chu vi vịng ngồi r = R1 và = Vậy mômen uốn chu vi ngồi vịng vít Mrn = (V- 24) 341 42 41ln Mtn = P max R 12 1  P max R 12 1 121 3 4 1 4 2  41ln  1 2 (V- 25) ứng suất xác định phương pháp thông thường r= 6Mr (V- h2 26) t= 6Mt (V- h2 27) đó: h: chiều dày vịng xoắn vít ép h = 0,2D = 0,2.125 = 25mm Vậyr= 6Mr = 1358 = 1303,7 h2 – 2,5 kG/cm2 67 r= 6Mt = 407,2 = 391 kG/cm2 h2 2,5 Chỗ nguy hiểm thân vít ép r = R2 tđ =1 -3 với1 =r; 3 = Vậytđ =r = 1303,7 kG/cm2 Từtđ ta chọn mác thép 45 cób = 550 MPa VI- Tính tốn khn cối bulơng kẹp Tính tốn khn cối L1 2R h d Các khn ép có hình dạng khác tùy thuộc vào cơng dụng Ta coi trịn đục lỗ kẹp chặt bulơng đường trịn chịu áp suất thẳng góc với bề mặt khn Khi tính tốn ta tìm chiều dày cần thiết kích thước bulơng kẹp chặt Chiều dày khn ép tính theo công thức: – 68 h = D1 p max 16 +C cm (VI- 1) D1: đường kính vịng bulơng kẹp chặt cm []: ứng suất cho phép vật liệu làm khuôn kG/cm2 C: lượng bù, kể tới ăn mòn, mài mòn sai lệch chế tạo khn ép Đường kính vịng bulơng kẹp chặt D1 = D + + e + S Trong D: đường kính vành vít cm  : khe hở xilanh cánh vít cm e : phần tai xilanh; e = 2,5 cm S : chiều dày xilanh: xilanh ống hình trụ chịu áp suất bên có giá trị lớn pmax Do vậy, chiều dày xác định công thức: S= pmax D 2 pmax +C (VI- 2) Trong đó: + D: đường kính xilanh + pmax: áp suất lớn xilanh cm KG/cm2 + []: ứng suất cho phép vật liệu làm xilanh KG/cm + C: lượng dư kể tới ăn mòn, mài nòm sai lệch chế tạo – cm 69 +: hệ số bền hàn thường có = 0,8 Vật liệu làm xilanh chọn thép 45, cải thiện có độ rắn HB192-240, có giới hạnb = 750 MPa = 7500 KG/cm2 ch = 450 MPa = 4500KG/cm2 Vậy: [] =  ch n n: hệ số an toàn n = 1,2 [] = 4500 = 3750 1,2 S= 75.125 0, 25 2.3750.0,8 95 KG/cm2 + C = cm Đường kính bu lơng kẹp : D1 = 12,5 + 0,025 + 2,5 + 2,025 = 15,05 cm Vật liệu làm khuôn thép không rỉ YAIT ch = 2500 KG/cm2 b = 5800 KG/cm2 [] =  ch n = 2500 = 2083 KG/cm2 1,2 Vậy chiều dày khuôn ép : h = 15,05 Chọn h = 30 75 16 2083 + C = 1,4 + C cm mm Bulông kẹp Lực tác dụng lên bulông xác định công thức sau : – 70 Pbl =   0,785.D p max 0, 785D22 D 2 q n KG (VI- 3) Trong : + n : số bulơng chọn trước, thường 4, 6, chọn n = bulơng + D : đường kính vành vít cm + q : áp lực riêng bề mặt tiếp xúc khn ép với bích xi lanh KG/cm2 q = (1,52,5) = 1,5pmax = 1,5.75 = 112,5 KG/cm2 + D2 : đường kính ngồi khn ép D2 = D1 = 15,05 cm cm 0,785.12,5 2.75 0,785 15,052 V= ậ y : P = 1925 KG 12,5 112,5 bl Từ lực bu lơng ta tính đường kính cần thiết bu lông theo công thức sau : dbl = 2.Pbl .k (IV-4) Trong : + Pbl : lực tác dụng lên bu lông kG + []k : ứng suất kéo cho phép vật liệu làm bu lông Chọn vật liệu làm bu lông thép 45 thường hóa co: ch = 340 MPa = 3400 kG/cm b = 600 MPa = 6000 kG/cm – 71  []k =  ch = 3400 = 2833,34 1,2 n Vậy : 2.Pbl = k dbl = kG/cm 2.1925 2833,34 = 1,1 cm VII - Tính chọn ổ lăn cho trục vít Theo tài liệu tham khảo số [4] trục vít làm việc chịu tải trọng hướng trục lớn, nên cần phải sử dụng ổ đỡ chặn Theo tính tốn trục vít ép có đường kính trục : d = 60 mm Tra bảng P2.11 tài liệu tham khảo [4] ta chọn ổ đũa côn cỡ nhẹ có thơng số sau : Kí hiệu : 7208 d = 60 mm C1 = 19 mm D = 100 mm T = 23,75 mm D1 = 94 r = 2,5 mm d1 = 83,3 B = 22 mm mm r1 = 0,8 mm  = 13,330 mm C = 72,4 KN C0 = 58,7 KN Kiểm tra khả tải ổ Theo tài liệu tham khảo [4], ta có : Kiểm nghiệm khả tải động ổ : theo công thức Cđ = m Q  Li / Li (VII- 1) Trong : – 72 + Q : tải trọng động quy ước KN Q = (XVFr + YFa).kt.kđ (VII-2) Trong : Fr , Fa : tải trọng hướng tâm tải trọng dọc trục KN V : hệ số kể đến vòng quay, đay V = kể đến vòng quay kt : hệ sổ kể đến ảnh hưởng nhiệt độ kt = kđ : hệ số kể đến đặc tính tải trọng, trị số kt tra bảng 11.3 - tài liệu [4] Ta chọn đặc tính tải trọng tác dụng lên ổ va đập nhẹ kđ = 11,2 chọn kđ = 1,2 X : hệ số tải trọng hướng tâm Y : hệ số tải trọng dọc trục Trị số X,Y tra bảng 11.4 tài liệu [4] + Li : thời gian, tính triệu vịng quay, chịu tải trọng Qi Li = 60nLhi 106 (VII- 3) + Lhi : thời gian, chịu tải trọng Qi + m = 10/3 ổ đũa côn Theo bảng 11.4 tài liệu [4], với ổ đũa đỡ – chặn – 73 e = 1,5.tg = 1,5.tg13,33 = 0,355 (VII-4) Theo 11.7 [4], lực dọc trục lực hướng tâm sinh ổ: Fs0 = 0,83e.Fr0 Fs1 = 0,83e.Fr1 (VII-5) Với Fr0 = Fr1 = 221,1 N Vậy : Fs0 = Fs1 = 65,1 N Theo bảng 11.5 ta có Fa0 = Fs1 – Fat = 65,1 – 6636,4 = - 6571,2 N < Fs0 = 65,1 N Fa0 = Fs0 = 65,1 N Fa1 = Fs0 + Fat = 65,1 + 6636,4 = 6701,5 N > Fs1 = 65,1 N Fa1 = Fs1 = 6701,5 N Xét tỷ số : Fa V Fr 65,1 = 0,2 < e theo bảng 11.4 có X = ; Y = 1,2.221,2 (VII-6) Fa1 V Fr1 6701,5 = 25 > e theo bảng 11.4 có X = 0,4 ; 1,2.221,2 Y = 0,4.cotg =1,7 Theo công thức 11.3 tải trọng quy ước ổ : Q0 =(XVFr0 + YFa0)ktkđ = 1.1,2.221,2 = 345 N (VII-7) – 74 Q1 = (XVFr1 + YFa1)ktkđ = ( 0,4.1,2.221,2 + 1,7.7601,5) = 14498,7 N Nhân thấy Q1 > Q0 nên cần tính cho ổ QE = QE1 = m QL L m i i m =Q 1m i m m  Q Lh  Q1 Lh1   2  Q1 Lh  Q1 Lh  Q Lh3  3  Q1 Lh (VII-8) QE = 14498,7.[ ]  0,710 /  0,510 / 12 0,3 23 23 23 = 9981N Theo (11.1) tài liệu [4] khả tải động ổ : Cđ = QE.L0,3 = 9,981.(103,5)0,3 = 40,2kN < C = 72 kN (VII-9) Trong : L = 60.n.10-6.23000 = 103,5 n: số vòng quay trục Kiểm nghiêm khả tải tĩnh ổ Theo bảng 11.6 tài liệu [4], ổ đũa côn X0 = 0,5 ; Y0 = 0,22.cotg = 0,22.4,218 = 0,928 Qt = X0Fr0 + Y0Fa0 (VII- 10) Qt = 0,5.221,2 + 0,928.65,1 = 171 N < Fr0 Nên Qt = Fro = 221,2N