(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu thực nghiệm đề xuất giải pháp nâng cao tuổi bền mòn trục vít ép thanh củi trấu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VÕ DANH NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ÐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO TUỔI BỀN MỊN TRỤC VÍT ÉP THANH CỦI TRẤU NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 05/2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VÕ DANH NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO TUỔI BỀN MỊN TRỤC VÍT ÉP THANH CỦI TRẤU NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 Hướng dẫn khoa học: PGS TS ĐẶNG THIỆN NGƠN Tp Hồ Chí Minh, tháng 05/2018 i LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC Họ & tên: NGUYỄN VÕ DANH Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 30/09/1985 Nơi sinh: ĐắkLắk Quê quán: Liên Thủy – Lệ Thủy – Quảng Bình Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 30 - Y Ngông – Tp Buôn Ma Thuột - ĐắkLắk Điện thoại riêng: 0912.144.747 E-mail: vodanh178@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Cao đẳng: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/2003 đến 07/ 2006 Nơi học (trường, thành phố): Trường Cao Đẳng Công nghiệp 4, Tp Hồ Chí Minh Ngành học: Cơ khí Chế tạo máy Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/2006 đến 07/ 2008 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại học Cơng nghiệp Tp Hồ Chí Minh Ngành học: Cơng nghệ Cơ khí Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: Người hướng dẫn: III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thời gian Nơi công tác 10/2008 – 6/2010 Công ty gỗ Trường Thành – Bình Dương Cơng việc đảm nhiệm Kỹ thuật 6/2010 – 8/2011 Cơng ty Chính Minh chi nhánh Quảng Trị Kỹ thuật 10/2011 - Nay Trường Cao đẳng Kỹ thuật Đắk Lắk ii Giảng viên LỜI CAM ĐOAN Về kết nghiên cứu luận văn tốt nghiệp thạc sĩ trung thực, kết lao động tơi, chưa người khác cơng bố cơng trình nghiên cứu Luận văn tuân thủ qui định hành pháp luật sở hữu trí tuệ Việc sử dụng trích dẫn kết nghiên cứu người khác đồng tác giả dẫn nguồn đầy đủ, rõ ràng vị trí trích dẫn danh mục tài liệu tham khảo Tp Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 04 năm 2018 (Ký tên ghi rõ họ tên) Nguyễn Võ Danh iii LỜI CẢM ƠN Sau trình học tập nghiên cứu, tơi hồn thành đề tài xin bày tỏ lòng biết ơn đến: - PGS TS Đặng Thiện Ngơn tận tình hướng dẫn, giúp đỡ suốt thời gian thực đề tài - Ban Giám hiệu, phòng đào tạo Sau đại học, khoa Cơ khí Chế tạo máy trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh, quý Thầy, Cô truyền đạt kiến thức cho suốt trình học trường - DNTN Châu Hưng (Sóc Trăng), giám đốc Lý Khoa giúp đỡ, tạo điều kiện hỗ trợ thực nghiệm - Ban Giám hiệu trường Cao Đẳng Kỹ thuật Đắk Lắk tạo điều kiện thuận lợi cho tơi tham gia qua trình học tập nghiên cứu trường ĐHSPKT TP HCM - Các bạn học viên tập thể lớp CKM16B chia sẻ kiến thức, khó khăn nhiệt tình giúp đỡ tơi suốt q trình học - Các bạn đồng nghiệp đóng góp giúp đỡ tơi trình thực luận văn - Gia đình động viên giúp đỡ vật chất lẫn tinh thần để tơi vượt qua khó khăn để hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn! Nguyễn Võ Danh iv TĨM TẮT Trục vít ép máy ép củi trấu có tuổi thọ thấp ma sát đầu trục vít ép vỏ trấu q trình ép đùn củi trấu Do vậy, vận hành sản xuất phải dừng máy thường xuyên để thay trục vít ép nên suất thấp chi phí sản xuất tăng Qua khảo sát, trục vít bị mịn nhanh phần ép phần có bước ren thay đổi chịu trách nhiệm việc hình thành ép đùn củi trấu Từ thực tế này, đề tài nghiên cứu đề xuất giải pháp trục vít phần gồm: (i) phần phần đầu cơn; (ii) phần phần ép có ren thường bị mòn; (iii) phần phần thân Các phần ghép nối với mối ghép then mối ghép bulông Đề xuất phần (phần ép) phần bị mòn chế tạo từ thép chịu mòn bền nhiệt SKD61 (nhiệt luyện đạt 52 HRC) từ thép S45C phủ carbide wolfram Kết thực nghiệm cho thấy, trục vít ép với phần chế tạo từ thép SKD61 có tuổi bền gấp 6,5 lần, phần phủ carbide wolfram có tuổi bền gấp 20 lần so với trục vít nguyên chế tạo từ thép SC45 Trong giải pháp phần chế tạo từ thép S45C phủ carbide wolfram có tính kinh tế cao mịn tiến hành hàn sửa, mài phủ lại carbide wolfram tiếp tục đưa vào sử dụng v ABSTRACT The screw extruder biomass briquette has a low life expectancy due to the friction between the screw head and rice husk in the machining process So, operations have to be stopped frequently to replace the screws and making lower productivity and higher production costs Throughout the survey, the screws worn at the presses are the variable part of the thread and are main part for forming and extruding the rice husks In this thesis, the new solution with third part of screw was studied It was: head cone, two threaded presses (worn) and body All pats were connected by bolt An offer is the part was created by SKD61 steel (52 HRC) and S45C with wolfram carbide coating The results show that, the abrasion resistance of part (SKD61 steel) is 6.5 times more than S45C steel while the wolfram carbide coating (S45C substracte) is 20 times more than substracte Part is made from S45C wolfram carbide coating with the highest economic cost because it can be welded, grinded and covered with wolfram carbide coating vi MỤC LỤC Trang QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI i LÝ LỊCH KHOA HỌC ii LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT v ABSTRACT vi MỤC LỤC vii DANH MỤC HÌNH x DANH MỤC BẢNG xiv MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề .1 Mục tiêu nghiên cứu đề tài .2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Kết cấu đề tài TỔNG QUAN 1.1 Trấu ứng dụng 1.1.1 Khái quát trấu 1.1.2 Ứng dụng sản phẩm chế biến từ trấu 1.2 Máy ép củi trấu .7 1.3 Trục vít ép củi trấu 1.3.1 Chức vii 1.3.2 Kết cấu .9 1.3.3 Mịn trục vít ép củi trấu 1.3.4 Tuổi bền 10 1.4 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài .10 1.4.1 Nghiên cứu nước 10 1.4.2 Nghiên cứu nước 13 1.5 Các vấn đề tồn định hướng nghiên cứu 16 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .17 2.1 Nội dung nghiên cứu 17 2.2 Phương pháp nghiên cứu 17 2.2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 17 2.2.2 Phương pháp khảo sát 17 2.2.3 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 17 2.2.4 Phương pháp đo đạc thực nghiệm 20 2.2.5 Phương pháp bố trí thực nghiệm 20 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 21 3.1 Khái quát phun phủ nhiệt 21 3.1.1 Nguyên lý công nghệ phun phủ nhiệt 21 3.1.2 Mục đích phân loại cơng nghệ phun phủ nhiệt 22 3.1.3 Sơ lược số phương pháp phun phủ 24 3.1.4 Quy trình cơng nghệ phun phủ 28 3.2 Quy trình nhiệt luyện thép SKD61 .36 3.2.1 Nung nóng tơi 36 3.2.2 Ram 42 viii Technology #06994G – ASM International, Thermal Spray society, 2004 [21] Khurmi RS, Gupta JK, A Textbook of Machine Design, (14thedn), Eurasia Publishing house (PVT) LTD, Ram Nagar, New Delhi (2005) Bài báo, nghiên cứu [31] Lê Trọng Hậu, Trần Thị Thanh Vân cộng sự, Nghiên cứu công nghệ phun phủ lớp hợp kim sở Cr – Ni cho chi tiết máy làm việc điều kiện khắc nghiệt, Viện Kỹ thuật Nhiệt đới, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, 1999 [10] Nguyễn Trung Kiên, Ứng dụng công nghệ phun phủ nhiệt phục hồi bề mặt chi tiết, Trung tâm NCƯD&PT KHCN ĐS – Trường CĐN Đường sắt, 2015 [14] Lý Quốc Cường, Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ xử lý nhiệt đến cấu trúc, tính chất hệ lớp phủ kép nhôm hợp kim Ni-20Cr thép, Luận án Tiến sĩ, Học viện khoa học công nghệ - Hà Nội, 2016 [7] Dương Vĩnh Nghi, Nghiên cứu thực nghiệm xác định vật liệu kết cấu để nâng cao tuổi thọ trục vít máy ép củi trấu, Luận văn Thạc sĩ, Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM, 2017 [9] Nguyễn Thị Thanh Hải, Nghiên cứu phát triển đầu ép côn máy ép củi trấu chịu mòn, nhiệt, Luận văn Thạc sĩ, Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM, 2014 [8] Báo cáo hoạt động sản xuất củi trấu, DNTN Châu Hưng, 2015 [1] Báo cáo kết thực kế hoạch tháng 12 năm 2014 ngành Nông nghiệp phát triển nông thôn, trung tâm Tin học Thống kê, Nông nghiệp phát triển nông thôn, 2014 [32] Uông Sĩ Áp, Nghiên cứu ứng dụng công nghệ phun phủ nhiệt để tạo bề mặt có độ chịu mài mịn độ bám dính cao phục hồi chi tiết máy có chế độ làm việc khắc nghiệt, đề tài KHCN cấp nhà nước, 2006 [3] A Regional Research and Dissemination Programme Heated-die Screw-press Biomass Briquetting Machine Design, Construction and Operation Manual 79 [5] Mridaney S Poudel, Krishna R Poudel, Krishna R Shrestha Ramesh M Singh, Scerew Extruder Biomass Briquetting, Rentech Symposium Compendium, Volume 1, March 2012, pp 27-31 [6] R.M Singh – Study on Wearing of Screw of Biomass Briquetting Extruder – Nepal Journal of Technology (2000), pp 83-86 [11] Muhammad et al, Design and Fabrication of Biomass Extruder of 50 mm Diameter Briquette Size, Innov Ener Res 2016 [33] Material Product Data Sheet Tungsten Carbide – 10% Cobalt % Chromium Powders – Oerlikon Trang Web [2] Sử dụng tro trấu nông nghiệp, Diễn đàn Hồ tiêu Việt Nam, link: http://hotieuvietnam.com/index.php?option=com_content&view=article&id= 230: tro-tru-dung-trong-nong-nghip&catid=48:qun-ly-dinh-dng&Itemid=54 [34] Ứng dụng vỏ trấu, Công ty TNHH Năng lượng sinh thái, link: http://ecoenergy-vn.com/information/ung-dung-cua-vo-trau-13.html [18] Vũ Ngọc Phan, Nhiệt luyện thép làm khn bền nóng, Viện công nghệ - Bộ công thương, link: http://viencongnghe.com/nhiet-luyen-thep-lam-khuon-ben-nong/ [19] Part 2, Briquetting technology, link: http://www.fao.org/docrep/t0275e/T0275E04.htm [12] Máy đo độ dày lớp phủ sơn Elcometer, Vinaco, link: http://www.vinacomm.vn/May-do-do-day-lop-phu-son-Elcometer-456p36180.vnc [13] Máy đo độ cứng thép Rockwell, Công ty TNHH TM DV Kỹ thuật Tiến Minh, link: http://www.tienminhvn.com/may-do-do-cung-thep-rockwell-hr-150ap320.html 80 PHỤ LỤC Các bảng số liệu thực nghiệm Bảng số liệu thực nghiệm trục vít có phần chế tạo từ thép SKD61 STT Ca Số giờ/ca (h) Khối lượng (kg) 4 8 8 8 2,25 8 1,5 4950 4940 4970 1270 4980 4960 4900 1400 4960 4970 4910 980 Bảng số liệu thực nghiệm trục vít có phần chế tạo từ thép S45C phủ carbide STT Ca 10 Số giờ/ca (h) 8 8 8 8 7,5 81 Khối lượng (kg) 4970 4980 4960 4950 4970 4940 4980 4950 4960 4630 4910 3 10 11 10 8 8 8 8 0,25 8 8 8 8 82 4990 4980 4950 4940 4980 4950 4980 4950 4940 130 4980 4950 4970 4960 4930 4970 4980 4950 4960 4300 Quy trình phun phủ ( Cơng ty Phun phủ An Bình cung cấp) 83 84 85 86 87 88 Giấy chứng nhận hiệu chuẩn 89 90 91 Phương pháp đo chiều dày lớp phủ máy Elcometer 456B Bước 1: Khởi động máy, cài đặt vật liệu (hình a) Bước 2: Đưa phim mẫu 488 µm  0,1% lên vật liệu để kiểm tra độ xác máy đo (hình b) a) Cài đặt vật liệu b) Kiểm tra độ xác Hình: Các bước sử dụng máy đo chiều dày lớp phủ Bước 3: Đưa đầu dị vào vị trí khơng có lớp phủ để cài đặt vật liệu nền, chi tiết phủ tồn bề mặt trước phủ ta phải cài đặt lưu lại vật liệu Bước 4: Sau lưu lại vật liệu ta tiến hành đo vị trí phủ để xác định chiều dày trung bình lớp phủ 92 S K L 0 ... nghiên cứu - Trục vít ép máy ép củi trấu - Máy ép củi trấu trục vít 3.2 Phạm vi nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao tuổi bền mịn cho trục vít ép máy ép củi trấu Các... trung nghiên cứu: Nghiên cứu tổng quan trục vít ép củi trấu; Nghiên cứu đề xuất phương án kết cấu cho trục vít ép; Nghiên cứu thực nghiệm trục vít ép có phần ép chế tạo từ thép SKD61; Nghiên cứu thực. .. ? ?Nghiên cứu thực nghiệm đề xuất giải pháp nâng cao tuổi bền mịn trục vít ép củi trấu? ?? triển khai thực nhằm đề xuất giải pháp phù hợp tăng tuổi bền trục vít ép, giảm giá thành sản xuất, đẩy mạnh