Thiết kế hệ thống cơ khí đề tài máy sàng cát năng xuất

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - KHOA CƠ KHÍ LỚP: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ DT01 HỌC KỲ 211, NĂM HỌC 2021-2022 THUYẾT MINH ĐỀ TÀI: MÁY SÀNG CÁT XÂY DỰNG NĂNG SUẤT 10T/H GVGD: NGUYỄN VĂN THẠNH SVTH: MSSV: Trương Vũ Đình Khoa 1810728 Nguyễn Cao Duy Minh 1813082 Đào Huỳnh Nam 1810334 TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 05 NĂM 2021 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1.PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ I.THÀNH LẬP NHÓM THIẾT KẾ II.BÀI TOÁN THIẾT KẾ CHƯƠNG 2.KẾ HOẠCH THỰC HIỆN VÀ BIỂU ĐỒ THANH I.KẾ HOẠCH THỰC HIỆN II.BIỂU ĐỒ THANH QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN CHƯƠNG 3.XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT BÀI TOÁN THIẾT KẾ I.XÁC ĐỊNH ĐỐI TƯỢNG KHÁCH HÀNG II.XÁC ĐỊNH YÊU CẦU CỦA KHÁCH HÀNG III.XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT CHƯƠNG 4.CÁC Ý TƯỞNG THIẾT KẾ I.CÁC YẾU TỐ TÁC ĐỘNG ĐẾN KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA THIẾT KẾ II.THAM KHẢO CÁC PHƯỚNG ÁN THIẾT KẾ HIỆN CÓ III.ĐƯA RA Ý TƯỞNG CHO BÀI TOÁN THIẾT KẾ 13 CHƯƠNG 5.ĐÁNH GIÁ Ý TƯỞNG, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 16 I.MA TRẬN QUYẾT ĐỊNH ĐÁNH GIÁ CÁC Ý TƯỞNG: 16 II.CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA Ý TƯỞNG THIẾT KẾ 17 CHƯƠNG 6.TÍNH TỐN THIẾT KẾ 18 CHƯƠNG 7.ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO 20 LỜI MỞ ĐẦU Đất nước phát triển với tốc độ cao,các cơng trình hạ tầng giao thơng xây dựng ạt khắp nơi làm cho nhu cầu vật liệu xây dựng tăng cao hết Một loại vật liệu ngành xây dựng cát Trong đó, cát dùng cho chế tạo vữa dùng với khối lượng lớn Cát vật liệu dạng hạt nguồn gốc tự nhiên bao gồm hạt đá khoáng vật nhỏ mịn Kích thước cát hạt cát từ 0,05 mm tới mm (thang Kachinskii sử dụng Nga Việt Nam nay) Một hạt vật liệu tự nhiên có kích thước nằm khoảng gọi hạt cát Nhưng thực tế cát tự nhiên có lẫn nhiều tạp chất lá, thân cây, hạt sạn có kích thướt lớn.v.v Vì để làm cát trước xây dựng, người ta phải cần phân loại cát tạp chất để tránh việc không đảm bảo chất lượng thi công Để thực nhu cầu đó, máy phân loại cát thiết kế, gọi máy sàng cát Nhận biết nhu cầu lớn máy phân loại cát thị trường, nhiều nơi cho đời máy đó, giải khó khăn làm thủ công tăng đáng kể suất dừa lột Nhóm tiến hành nghiên cứu ý tưởng liên quan, tìm hiểu ưu, nhược điểm ý tưởng thiết kế lại máy phân loại cát Mặc dù nhóm cố gắng, nhiên với lượng kiến thức hạn chế chưa có kinh nghiệm nên thiết kế nhóm chưa hoàn chỉnh Rất mong nhận ý kiến đóng góp lời góp ý quý thầy (cơ) để giúp nhóm hồn thiện thiết kế thiết kế sau Trong trình làm tập lớn, nhóm chúng em nhận hướng dẫn tận tình cuả thầy Nguyễn Văn Thạnh, giúp cho nhóm áp dụng kiến thức cần thiết vào cơng việc thiết kế Nhóm em xin cảm ơn CHƯƠNG PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ I THÀNH LẬP NHÓM THIẾT KẾ Ngày 10/9/2021 thành lập nhóm BTL mơn “Thiết kế hệ thống khí” Đề tài: Thiết kế máy sàng cát xây dựng suất 10T/h Thông tin thành viên nhóm Thành viên 1: Trương Vũ Đình Khoa (Nhóm trưởng) Mã số sinh viên: 1810728 Email: khoa.truong.yuuttn12@hcmut.edu.vn Thành viên 2: Nguyễn Cao Duy Minh Mã số sinh viên: 18113082 Email: minh.nguyen2062000@hcmut.edu.vn Thành viên 3: Đào Huỳnh Nam Mã số sinh viên: 1810334 Email: nam.dao1210@hcmut.edu.vn II BÀI TOÁN THIẾT KẾ Cát vật liệu quan trọng bật ngành xây dựng.Cát xây dựng có nhiều loại cát vàng xây dựng,cát xây tô,cát san lấp…Và dù sử dụng loại cát cần phải sàng lọc cát trước đưa vào thi công,nhằm loại bỏ tạp chất,rác,… giúp cát đảm bảo chất lượng tốt Hiện đa số cơng trình thi cơng cịn sử dụng phương pháp thơ sơ,đó sàng lưới.Phương pháp chưa tối ưu thời gian sức lực,cũng chất lượng cát sau sàng không đảm bảo.Mặt khác,việc tập trung sản xuất loại máy sàng cát chưa phổ biến rộng rãi Nhận biết nhu cầu lớn sàng lọc cát xây dựng nay,cũng khó khăn việc sàng cát theo phương pháp phương tiện thủ cơng,nhóm định chọn đề tài “Thiết kế máy sàng lồng để sàng cát xây dựng” để thực môn học Thiết kế hệ thống khí CHƯƠNG KẾ HOẠCH THỰC HIỆN VÀ BIỂU ĐỒ THANH I KẾ HOẠCH THỰC HIỆN Thời gian thực tập lớn kéo dài 12 tuần, nhóm gồm thành viên thực Để hồn thành cơng việc nhanh chóng có hiệu quả, nhóm trưởng Võ Hoảng Phú tiến hành phân cơng nhiệm vụ khác cho thành viên Nhiệm vụ 1: xác định nhu cầu khách hàng Công việc: Tìm hiểu thị trường ngành chế biến dừa thơng qua phương tiện báo đài, mạng xã hội, internet… Khảo sát khu vực sản xuất dừa để hiểu rõ thao tác bóc tách vỏ dừa Khảo sát khách hàng nhu cầu thiết yếu muốn mua máy bóc tách vỏ dừa đưa vào mục tiêu thiết kế nhóm Phân cơng: nhóm Thời gian: tuần Nhiệm vụ 2: tổng hợp, phân tích nhiệm vụ thiết kế, yêu cầu kỹ thuật cho toán thiết kế Công việc: Tổng hợp kết khảo sát tiến hành, thơng qua chuyển đổi thành yêu cầu kỹ thuật cách rõ ràng, cụ thể phổ biến cho nhóm Phân cơng: nhóm Thời gian: tuần Nhiệm vụ 3: đưa ý tưởng cho tốn thiết kế Cơng việc: Dựa vào yêu cầu kỹ thuật đề ra, tiến hành tìm hiểu loại máy có sẵn thị trường ưu, nhược điểm cách vận hành máy Đưa ý tưởng (bằng sơ đồ nguyên lý hoạt động, lời văn, hình vẽ) Phân cơng: nhóm Thời gian: tuần Nhiệm vụ 4: đánh giá ý tưởng, lựa chọn phương án thiết kế Công việc: Tổng hợp ý tưởng, đánh giá khả thực hiện, ưu nhược ddirrm ý tưởng đưa lựa chọn phương án nhóm tiến hành thiết kế Phân cơng: nhóm Thời gian: tuần Nhiệm vụ 5: tính tốn thiết kế sản phẩm Cơng việc: Tính tốn chi tiết, phần cần thiết có máy theo tiêu nêu nhiệm vụ Tiến hành vẽ vẽ chung, vẽ chi tiết (nếu có) chi tiết, vẽ lắp, bảng kê chi tiết sản phẩm Phân cơng: nhóm Chi tiết: Nhiệm vụ 6: đánh giá sản phẩm Công việc: Đánh giá khả làm việc, giá thành sản phẩm, khả chế tạo, lắp ráp, độ an toàn khả bảo trì khả bảo vệ mơi trường máy Phân cơng: Cả nhóm Thời gian: tuần Nhiệm vụ 7: viết thuyết minh, làm powerpoint thuyết trình, báo cáo nộp Cơng việc: Trình bày thuyết minh hồn chỉnh: Trương Vũ Đình Khoa Làm thuyết trình powerpoint báo cáo: Đào Huỳnh Nam, Nguyễn Cao Duy Minh Thời gian: tuần II BIỂU ĐỒ THANH QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN Nhiệm vụ Thực 10 11 12 Xác định nhu cầu Cả nhóm khách hàng Tổng hợp, phân tích Cả nhóm nhiệm vụ thiết kế Đưa ý tưởng Cả nhóm Đánh giá, lựa chọn Cả nhóm phương án Tính tốn thiết kế Cả nhóm Đánh giá sản phẩm Cả nhóm Viết thuyết minh, Khoa, powerpoint Nam, Minh Báo cáo Khoa CHƯƠNG XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT BÀI TOÁN THIẾT KẾ I XÁC ĐỊNH ĐỐI TƯỢNG KHÁCH HÀNG Đối tượng quan tâm chủ xây dựng có yêu cầu vật liệu cát xây dựng phải đảm bảo tiêu chuẩn không muốn tốn nhiều tiền để đầu tư máy sàng cát công suất lớn trạm trộn bê tông Các thiết kế tương tự thị trường đắt, gây khó khăn cho sở sản xuất với quy mô không lớn II XÁC ĐỊNH YÊU CẦU CỦA KHÁCH HÀNG Sau trình thu thập thông tin, khảo sát sở sản xuất vừa nhỏ, nhóm rút ý kiến, vấn đề quan tâm khách hàng máy bóc tách vỏ dừa mà họ nghĩ họ sẵn sàng mua: • Sử dụng đơn giản • Tuổi thọ làm việc cao, máy bền • Dễ lắp ráp, bảo trì sửa chữa • Năng suất cao • Giá thành thấp • Tính an tồn cho người sử dụng • Tính thẩm mỹ III XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT Yêu cầu kỹ thuật tổng quát: Từ việc xác định xong yêu cầu khách hàng, nhóm chuyển yêu cầu thành yêu cầu kỹ thuật tổng quát máy: (Đánh giá theo mức: 0: Khơng có quan hệ 1: Có chút quan hệ 2: Có mối quan hệ vừa phải 3: Quan hệ chặt chẽ) Bảng chuyển đổi yêu cầu khách hàng thành yêu cầu kỹ thuật Yêu cầu khách hàng Yêu cầu kỹ thuật Quan hệ Dễ sử dụng Kích thước, hình dáng Tuổi thọ/độ bền cao Vật liệu Dễ lắp ráp, bảo trì Số lượng chi tiết Năng suất cao Công suất động Giá thành thấp Giá thành Kích thước khung máy Số chi tiết Kích thước hình dáng Tính thẩm mỹ Kích thước, hình dáng Dễ vận chuyển Kích thước, hình dáng Trọng lượng Kích thước nhỏ gọn Yêu cầu kỹ thuật cụ thể: Năng suất: 10 tấn/h Số năm làm việc: năm Số ngày làm việc năm: 250 ngày Số ca làm việc ngày: ca ca làm việc tiếng Một lần làm việc sàng cát thô CHƯƠNG CÁC Ý TƯỞNG THIẾT KẾ I CÁC YẾU TỐ TÁC ĐỘNG ĐẾN KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA THIẾT KẾ Yêu cầu kỹ thuật mơ đun độ lớn kích cỡ hạt cát xây dựng.( Theo TCVN 7570_2006) - Theo giá trị mô đun độ lớn, cát dùng cho bê tơng vữa chia nhóm chính: + Cát thô mô đun độ lớn khoảng từ 2,0-3,3 + Cát mịn mô đun độ lớn khoảng từ 0,7-2,0 Cát có thành phần hạt quy định Bảng sử dụng để chế tạo bê tông vữa cho tất cấp bê tơng mác vữa Kích thước lỗ sàng Lượng sót tích lũy sàng, % khối lượng Cát thơ Cát mịn 2,5 mm Từ đến 20 1,25 mm Từ 15 đến 45 Từ đến 15 630 mm Từ 35 đến 70 Từ đến 35 315 mm Từ 65 đến90 Từ đến 65 140 mm Từ 90 đến 100 Từ 65 đến 90 Lượng qua sàng 140 mm,không lớn 10 35 II THAM KHẢO CÁC PHƯỚNG ÁN THIẾT KẾ HIỆN CÓ Thiết kế 1: Máy sàng cát dạng lồng a Mô tả kết cấu: kết cấu gồm lồng sàng dài 1.4m ,đường kính 79cm,1 động điện 750W,lưới inox 304 b Mơ tả hoạt động: Động làm cho hộp giảm tốc chuyển động, tác động lực ly tâm làm cho sàng quay với biên độ tròn, tạo chuyển động cát khoang lưới sàng Cát sẽ theo mắt lưới sàng xuống dưới,những tạp chất đá,sỏi,…sẽ phân loại c Ưu điểm: Máy sàng lồng có hệ thống mắt sàng chế tạo thép hợp kim Carbon chống mài mòn lưới Inox, đảm bảo máy hoạt động bền bỉ, tránh bị rỉ sét, mài mòn sau thời gian sử dụng Máy sàng lồng tiêu thụ lượng thấp lại mang đến suất làm việc cao, hiệu sàng lọc cao, sàng lọc rửa sản phẩm Máy hoạt động êm ái, chống ồn tốt, không làm ảnh hưởng đến môi trường làm việc xung quanh d Nhược điểm: • Vẫn cần phải xúc cát vào lồng • Lượng cát lần sàng chưa thực nhiều giới hạn kích thước lồng sàng 10 e Một vài hình ảnh cụ thể: Máy sàng lồng khí Đức Phương Máy sàng lồng khí Anh Đức 11 Thiết kế 2: Máy sàng cát theo cấu CAM a Mô tả kết cấu: kết cấu đơn giản gồm cấu CAM, khay, ổ lăn, khung đỡ b Mô tả hoạt động: CAM nối với khay khớp quay, khởi động động đĩa CAM nối với động quay dẫn theo khớp quay vừa chuyển động tịnh tiến vừa chuyển động quay làm khay chuyển động tiến lùi làm cho cát lọt xuống lỗ lưới rớt xuống khay đựng cát trượt xuống phễu ngồi Phế liệu có kích to lỗ lưới nên đọng lại • • • • c Ưu điểm Sàng khơng bị xốy nên khay gắn với khung dầm treo góc vừa bền với rẻ tiền Sàng chế tạo thép hợp kim Carbon chống mài mòn lưới Inox, đảm bảo máy hoạt động bền bỉ, tránh bị rỉ sét, mài mòn sau thời gian sử dụng d Nhược điểm: Bốn góc xài bạc đạn chạy khơng êm, mau hư bụi bẩn Chỉ cho loại sản phẩm qua sàng e Một vài hình ảnh cụ thể: Máy sàng cam khí Kiến Thức 12 III ĐƯA RA Ý TƯỞNG CHO BÀI TOÁN THIẾT KẾ Ý tưởng 1: a Mô tả kết cấu: Gồm khung đặt xưởng, cấu tay quay – trượt bố trí hình vẽ, chuyển động tịnh tiến động truyền chuyển động cho toàn hệ thống b Nguyên tắc hoạt động: Động truyền chuyển động cho tay quay, truyền lên trượt làm làm trượt chuyển động tịnh tiến Khi cát thô cho từ xuống, trượt gắn liền với màng lọc chuyển động tịnh tiến liên tục, phần cát tinh rơi xuống dưới, phần cát thô bị giữ lại lưới lọc c Đánh giá ưu nhược điểm: • • Ưu điểm: ▪ Thao tác làm việc đơn giản, khơng địi hỏi nhiều kỹ người vận hành ▪ Cơ cấu đơn giản, dễn lắp đặt, thay ▪ Ít chi tiết giúp việc bảo trì đơn giản Nhược điểm : ▪ Năng suất phụ thuộc vào kích thước máy Hình vẽ minh họa ý tưởng 1.Khung 4.Con trượt 2.Màng lưới lọc 5.Thanh truyền lực 3.Bánh xe 6.Động 7.Tay quay 13 Ý tưởng 2: a Mô tả kết cấu: Gồm lồng sàng dài 1.4m, đường kính 79cm,1 động điện 750W, lưới inox 304 b Nguyên tắc hoạt động: Máy sàng lồng chế tạo khung chịu lực tốt, sàng lưới, trục quay, động điện, hộp giảm tốc, vv Động làm cho hộp giảm tốc chuyển động, tác động lực ly tâm làm cho sàng quay với biên độ tròn, tạo chuyển động cát khoang lưới sàng Cát sẽ theo lỗ sàng xuống dưới, tạp chất đá,sỏi,…sẽ phân loại Cấu trúc tầng máy sàng lồng giúp sàng lọc cát đạt hiệu sàng cao Tốc độ quay điều chỉnh thơng qua hơp giảm tốc biến tần c Đánh giá ưu, nhược điểm: • Ưu điểm ▪ Máy sàng lồng có hệ thống mắt sàng chế tạo thép hợp kim Carbon chống mài mòn lưới Inox, đảm bảo máy hoạt động bền bỉ, tránh bị rỉ sét, mài mòn sau thời gian sử dụng ▪ Máy có thiết kế đơn giản, dễ vận hành dễ dàng bảo dưỡng, sửa chữa, thay vật tư phụ tùng ▪ Máy sàng lồng tiêu thụ lượng thấp lại mang đến suất làm việc cao, hiệu sàng lọc cao, sàng lọc rửa sản phẩm ▪ Máy hoạt động êm ái, chống ồn tốt, không làm ảnh hưởng đến môi trường làm việc xung quanh ▪ Thùng sàng thiết kế theo công nghệ tiên tiến với chất lượng cao suất hoạt động lớn Cấu tạo thùng sàng có khả loại bỏ ùn tắc trình vận hành ▪ Đặc biệt, loại vật liệu dạng ẩm mà lỗ sàng lại nhỏ hay gây tắc sàng thi máy sàng lồng thiết kế hệ thống chổi quét để chống tắc mặt sàng tối ưu người sử dụng • Nhược điểm: ▪ Vẫn cần phải xúc cát vào lồng ▪ Lượng cát lần sàng chưa thực nhiều giới hạn kích thước lồng sàng 14 Ý tưởng 3: a Mô tả kết cấu: • cấu CAM • Khay ngăn dưới: ▪ ngăn có lưới chứa cặn ▪ ngăn khơng có lưới chứa cát • Đường ray cho khay tịnh tiến ( thay bánh xe ) • Khung đỡ b Nguyên lý hoạt động CAM nối với khay khớp quay, khởi động động đĩa CAM nối với động quay dẫn theo khớp quay vừa chuyển động tịnh tiến vừa chuyển động quay làm khay khay chuyển động tiến lùi làm cho cát lọt xuống lỗ lưới rớt xuống khay Phế liệu có kích to lỗ lưới nên đọng lại c Ưu điểm Sàng khơng bị xốy nên khay gắn với khung dầm treo góc vừa bền với rẻ tiền sàng chế tạo thép hợp kim Carbon chống mài mòn lưới Inox, đảm bảo máy hoạt động bền bỉ, tránh bị rỉ sét, mài mòn sau thời gian sử dụng d Nhược điểm: • Bốn góc xài bạc đạn chạy khơng êm, mau hư bụi bẩn • Chỉ cho loại sản phẩm qua sàng 15 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ Ý TƯỞNG, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ I MA TRẬN QUYẾT ĐỊNH ĐÁNH GIÁ CÁC Ý TƯỞNG: Ý tưởng Tiêu chuẩn Dễ sử dụng + + + Dễ lắp ráp, bảo trì + + - Năng suất cao + + + Kích thước gọn nhẹ + - - Giá thành thấp + - - Độ bền cao + + + Tính thẩm mỹ - + + Dễ vận chuyển + + - Tính an tồn + + + Tổng điểm cộng Tổng điểm trừ Tổng điểm Qua ma trận định, nhóm nhận thấy ý tưởng có tỷ lệ ưu điểm nhiều so với ý tưởng khác nên nhóm định chọn ý tưởng để thiết kế 16 II CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA Ý TƯỞNG THIẾT KẾ Bộ phận • Động truyền chuyển động cho hệ thống sàng • Thanh truyền, tay quay • Thùng sàng • Phễu tiếp liệu • Thùng chứa cát sàng Các phận khác: • Bộ khung đỡ • Bộ vỏ máy bên đảm bảo an toàn thẩm mỹ 17 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ 18 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO 20 ... cơng việc thiết kế Nhóm em xin cảm ơn CHƯƠNG PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ I THÀNH LẬP NHÓM THIẾT KẾ Ngày 10/9/2021 thành lập nhóm BTL mơn ? ?Thiết kế hệ thống khí? ?? Đề tài: Thiết kế máy sàng cát xây... xúc cát vào lồng • Lượng cát lần sàng chưa thực nhiều giới hạn kích thước lồng sàng 10 e Một vài hình ảnh cụ thể: Máy sàng lồng khí Đức Phương Máy sàng lồng khí Anh Đức 11 Thiết kế 2: Máy sàng cát. .. sản xuất loại máy sàng cát chưa phổ biến rộng rãi Nhận biết nhu cầu lớn sàng lọc cát xây dựng nay,cũng khó khăn việc sàng cát theo phương pháp phương tiện thủ cơng,nhóm định chọn đề tài ? ?Thiết kế