(Đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật nhiệt) Kiểm tra thiết kế máy ép viên nén lá cây công suất 50kg.h

(Đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật nhiệt) Kiểm tra thiết kế máy ép viên nén lá cây công suất 50kg.h(Đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật nhiệt) Kiểm tra thiết kế máy ép viên nén lá cây công suất 50kg.h(Đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật nhiệt) Kiểm tra thiết kế máy ép viên nén lá cây công suất 50kg.h(Đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật nhiệt) Kiểm tra thiết kế máy ép viên nén lá cây công suất 50kg.h(Đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật nhiệt) Kiểm tra thiết kế máy ép viên nén lá cây công suất 50kg.h(Đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật nhiệt) Kiểm tra thiết kế máy ép viên nén lá cây công suất 50kg.h(Đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật nhiệt) Kiểm tra thiết kế máy ép viên nén lá cây công suất 50kg.h(Đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật nhiệt) Kiểm tra thiết kế máy ép viên nén lá cây công suất 50kg.h(Đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật nhiệt) Kiểm tra thiết kế máy ép viên nén lá cây công suất 50kg.h(Đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật nhiệt) Kiểm tra thiết kế máy ép viên nén lá cây công suất 50kg.h(Đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật nhiệt) Kiểm tra thiết kế máy ép viên nén lá cây công suất 50kg.h(Đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật nhiệt) Kiểm tra thiết kế máy ép viên nén lá cây công suất 50kg.h(Đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật nhiệt) Kiểm tra thiết kế máy ép viên nén lá cây công suất 50kg.h(Đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật nhiệt) Kiểm tra thiết kế máy ép viên nén lá cây công suất 50kg.h(Đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật nhiệt) Kiểm tra thiết kế máy ép viên nén lá cây công suất 50kg.h(Đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật nhiệt) Kiểm tra thiết kế máy ép viên nén lá cây công suất 50kg.h(Đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật nhiệt) Kiểm tra thiết kế máy ép viên nén lá cây công suất 50kg.h(Đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật nhiệt) Kiểm tra thiết kế máy ép viên nén lá cây công suất 50kg.h(Đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật nhiệt) Kiểm tra thiết kế máy ép viên nén lá cây công suất 50kg.h

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - - HCMUTE ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KIỂM TRA THIẾT KẾ MÁY ÉP VIÊN NÉN LÁ CÂY CÔNG SUẤT 50 KG/H SVTH: Trần Hồng Phúc MSSV: 17147170 SVTH: Nguyễn Trương Hoàng Thiện MSSV: 17147180 GVHD: NCS Đoàn Minh Hùng PGS.TS Đặng Thành Trung Thành phố Hồ Chí Minh – 6/2021 LỜI CẢM ƠN Sau trình học tập Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô thuộc môn Công nghệ Nhiệt Điện lạnh, Khoa Cơ khí Động lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh khơng ngừng giảng dạy, trang bị cho chúng em kiến thức chuyên môn kèm theo nỗ lực to lớn việc tạo cho sinh viên mơi trường học tập tích cực, hội việc làm thuận lợi tương lai Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn vô chân thành sâu sắc đến thầy NCS Đoàn Minh Hùng thầy PGS.TS Đặng Thành Trung định hướng đề tài, ân cần dạy đưa hướng dẫn kịp thời suốt trình thực đồ án để giúp chúng em hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp Trong q trình hồn thiện đồ án thơng qua việc tham khảo tài liệu, trao đổi tiếp thu ý kiến khơng tránh khỏi sai sót Chúng em mong nhận góp ý bảo tận tình thầy để rút kinh nghiệm tích lũy thêm nhiều kiến thức bổ ích Chúng em xin chân thành cảm ơn! i LỜI MỞ ĐẦU Chúng ta sống kỷ XXI, kỷ với phát triển vượt trội khoa học công nghệ, với mức tiêu thụ lượng ngày tăng cao Thực trạng kéo theo cạn kiệt dần nguồn tài nguyên thiên nhiên mà chủ yếu nguồn nhiên liệu hóa thạch như: than đá, dầu mỏ, khí đốt tự nhiên, Dựa Đánh giá Thống kê Năng lượng Thế giới năm 2016 Tập đoàn Dầu khí Anh Quốc (BP p.l.c), cịn khoảng 115 năm để khai thác than đá lại khoảng 50 năm để khai thác dầu mỏ, khí thiên nhiên Bên cạnh đó, việc sử dụng nguồn nhiên liệu hóa thạch q mức cịn gây vấn đề ô nhiễm môi trường như: mưa axit, hiệu ứng nhà kính, tượng nóng lên tồn cầu,… Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), lượng khí thải CO2 sinh từ việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch chiếm đến 85% tổng lượng khí thải CO2 tồn giới năm 2020 Đứng trước thách thức tài nguyên môi trường diễn biến theo chiều hướng phức tạp yêu cầu người phải tìm nguồn nhiên liệu thay cho lượng nhiên liệu hóa thạch dần cạn kiệt Và lượng tái tạo giữ vị trí ứng cử viên số cho thay mang tính bước ngoặt Theo Cơ quan Thơng tin Năng lượng Mỹ (EIA), đến năm 2050, nguồn lượng tái tạo dự đoán tăng tỉ trọng chiếm đến 49% sản lượng điện toàn cầu Nắm bắt trạng trên, nhóm nghiên cứu tiếp tục tìm hiểu phát triển cách ứng dụng loại lượng tái tạo gần gũi tự nhiên Đó nguồn lượng sinh khối Qua đây, nhóm nghiên cứu xin giới thiệu đồ án: “KIỂM TRA THIẾT KẾ MÁY ÉP VIÊN NÉN LÁ CÂY CÔNG SUẤT 50 KG/H” ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .i LỜI MỞ ĐẦU ii MỤC LỤC iii DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC HÌNH viii DANH MỤC CÁC BẢNG ix CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu viên nén sinh khối 1.2 Tổng quan nghiên cứu viên nén sinh khối .4 1.3 Giới thiệu hệ thống máy ép viên nén 1.3.1 Nguyên lí hoạt động máy cắt 1.3.2 Nguyên lí hoạt động máy nén viên 11 1.4 Tính cấp thiết đề tài 13 1.5 Mục tiêu nghiên cứu 14 1.6 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 14 1.6.1 Đối tượng nghiên cứu .14 1.6.2 Phạm vi nghiên cứu 14 1.7 Nội dung phương pháp nghiên cứu 14 1.7.1 Nội dung nghiên cứu 14 1.7.2 Phương pháp nghiên cứu 14 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 15 2.1 Cơ sở cơng thức tính tốn, thiết kế máy cắt 15 2.1.1 Cơ sở tính tốn, lựa chọn động dẫn động 15 2.1.2 Cơ sở tính tốn, thiết kế truyền bánh 19 2.1.3 Cơ sở tính tốn, thiết kế trục 24 2.2 Cơ sở công thức tính tốn, thiết kế máy nén viên 28 2.2.1 Cơ sở tính tốn, lựa chọn động dẫn động 28 2.2.2 Cơ sở tính tốn, thiết kế truyền bánh 31 2.2.3 Cơ sở tính tốn thiết kế trục 36 CHƯƠNG TÍNH TỐN, KIỂM TRA THIẾT KẾ MÁY CẮT LÁ CÂY VÀ MÁY ÉP VIÊN NÉN 39 iii 3.1 Tính tốn, thiết kế máy cắt suất 50 kg/h 39 3.1.1 Tính tốn, lựa chọn động dẫn động 39 3.1.2 Tính tốn, thiết kế truyền bánh 41 3.1.3 Tính tốn, thiết kế trục 45 3.2 Tính tốn, thiết kế máy tạo viên suất 50 kg/h 50 3.2.1 Phương trình trình tạo viên 50 3.2.2 Điều kiện để xảy trình nén .53 3.2.3 Tính tốn, lựa chọn động .55 3.2.4 Tính tốn, thiết kế hệ thống bánh dẫn động 62 3.2.5 Tính tốn, thiết kế trục 68 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ CÁC ĐÁNH GIÁ 75 4.1 Máy cắt 75 4.1.1 Động cơ, cụm dao cắt 76 4.1.2 Cặp bánh ăn khớp .77 4.1.3 Trục làm việc 78 4.2 Máy nén viên 78 4.2.1 Động cơ, cụm nén viên .79 4.2.2 Cặp bánh ăn khớp .80 4.2.3 Trục làm việc 81 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .82 5.1 Kết luận 82 5.2 Kiến nghị 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC 87 iv DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ý nghĩa Ký hiệu Đơn vị Q Năng suất máy kg/h nlv Số vòng quay cần thiết cho trục công tác vg/ph Tc Momen trục cắt N.m Fc Lực cắt cần thiết lưỡi dao cắt Dc Đường kính đĩa dao mm Rc Bán kính đĩa dao mm Pct Công suất cần thiết động kW Pđc Công suất động kW nsb Số vòng quay sơ động vg/ph n1 Số vòng quay trục I vg/ph n2 Số vòng quay trục II vg/ph uc Tỷ số truyền cho truyền bánh Tđc Momen trục động N.mm TI Momen trục I N.mm Tct Momen trục công tác N.mm NHO Số chu kì làm việc sở chu kỳ NHE Số chu kỳ làm việc tương đương chu kỳ N - σOH lim Giới hạn mỏi tiếp xúc bánh MPa σOF lim Giới hạn uốn bánh MPa [σH] Ứng suất tiếp xúc cho phép MPa [σF] Ứng suất uốn cho phép MPa aw Khoảng cách trục truyền bánh mm m Môđun bánh trụ thẳng mm Z1 Số bánh dẫn - Z2 Số bánh bị dẫn - d Đường kính vịng chia bánh mm da Đường kính vòng đỉnh bánh mm bw Chiều rộng vành mm v Ψba Hệ số chiều rộng vành vành - x Hệ số dịch chỉnh - v Vận tốc vòng bánh m/s σH Ứng suất tiếp xúc MPa YF Hệ số dạng - σF Ứng suất uốn Ft Lực vòng tác dụng lên bánh N Fr Lực hướng tâm tác dụng lên bánh N Fa Lực dọc trục bánh N Fc Lực tác dụng lên cụm dao cắt N FD Lực tác dụng lên khuôn nén N σ Ứng suất uốn MPa τ Ứng suất xoắn MPa M Momen uốn tiết diện nguy hiểm N.mm Mtd Momen tiết diện nguy hiểm N.mm d Đường kính trục MPa mm [Sσ] Hệ số an toàn cho phép - [σql] Ứng suất cho phép tải - Sσ Hệ số an toàn - σtd Ứng suất tải F Lực ma sát vật liệu với bề mặt lô ép N T Lực ma sát vật liệu với bề mặt khuôn N qx Ứng suất cạnh - Lk Chiều dày khuôn mm So Tiếp diện lỗ khuôn mm C Chu vi lỗ khuôn mm pd Áp suất tác động lên đáy khuôn N/m2 m Số lỗ khuôn Lk Chiều dài khuôn nén mm d Đường kính lỗ khn m MPa - vi k’ Hệ số cản chuyển động ρ Khối lượng riêng viên nén Φk Đường kính khn nén Z Số lô nén v Vận tốc nguyên liệu nén qua lỗ khn m/s Dln Đường kính lơ nén mm ϕlt Đường kính lỗ trục lắp khn mm mn Bề rộng vành mm mt Bề rộng vành mm Be Bề rộng phần làm việc khuôn mm N Lực nén từ lô nén mv Độ nhớt nguyên liệu kg/m3 mm - N N.s/m2  Hiệu suất dẫn động τ’ Áp suất nén cần A Tiết diện bề mặt khn nén m2 Re Chiều dài ngồi mm de Đường kính chia ngồi bánh mm dm Đường kính trung bình bánh mm b Bề rộng mm βm Góc nghiên ° δ Góc chia bánh ° a0 Góc Profin ° mtm Modun trung bình - mnm Modun tiêu chuẩn - Trang - tr % N/m2 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Nguyên liệu sản xuất viên nén sinh khối, [1] Hình 1.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất viên nén Hình 1.3 Viên nén sinh khối, [18] Hình 1.4 Cấu tạo máy cắt Hình 1.5 Các cụm dao làm việc máy cắt .10 Hình 1.6 Hình ảnh thực tế máy cắt nguyên liệu nhựa, [16] 11 Hình 1.7 Cấu tạo máy nén viên 11 Hình 1.8 Cụm tạo viên nén 12 Hình 1.9 Hình ảnh thực tế máy nén viên, [19] 13 Hình 2.1 Lưu đồ tính toán, lựa chọn động dẫn động 16 Hình 2.2 Lưu đồ tính tốn truyền bánh 20 Hình 2.3 Lưu đồ tính tốn, thiết kế trục 25 Hình 2.4 Lưu đồ tính tốn, lựa chọn động dẫn động 29 Hình 2.5 Lưu đồ tính tốn truyền bánh 32 Hình 2.6 Lưu đồ tính tốn, thiết kế trục 37 Hình 3.1 Biểu đồ Momen trục cắt 47 Hình 3.2 Sơ đồ biển diễn trình nén phân tích lực, [16] 53 Hình 3.3 Hình ảnh mơ khn nén thiết kế 58 Hình 3.4 Biểu đồ Momen trục .71 Hình 4.1 Bản vẽ mô máy cắt thiết kế lý thuyết 75 Hình 4.2 Bản vẽ mơ máy nén viên thiết kế lý thuyết .78 viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 So sánh nhiệt trị viên nhiên liệu có thị trường [2, 3] .3 Bảng 3.1 Bảng tổng hợp thơng số động 41 Bảng 3.2 Bảng thông số cặp bánh trụ thẳng 45 Bảng 3.3 Bảng tổng hợp thơng số động 62 Bảng 3.4 Bảng thông số cặp bánh dẫn động 68 Bảng 4.1 Bảng thông số thiết kế máy cắt 76 Bảng 4.2 So sánh kết thiết kế máy băm nghiền với [17] 76 Bảng 4.3 Bảng thông số cặp bánh dẫn động máy băm nghiền cây, [17] 77 Bảng 4.4 Bảng thông số thiết kế máy nén viên .79 Bảng 4.5 So sánh kết thiết kế máy nén viên với [17] 79 Bảng 4.6 Bảng thông số cặp bánh dẫn động máy ép viên, [17] 80 ix TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] https://www.alibaba.com/product-detail/50KW-Animal-Manure-Waste-Biomass Gasification_60800620575.html [2] http://www.pellet-making.com/blog/wood-pellets-calorific-value.html [3] https://www.biopelletmachine.com/biopellet-making-guidance/rice-husk-pelletmaking.html [4] Pradhan cộng sự, “Production and utilization of fuel pellets from biomass: A review”, Fuel Processing Technology, Vol 181, 2018, pp 215-232 [5] Harun cộng sự, “Abundant nipa palm waste as Bio-pellet fuel”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol 40, 2014, pp 153-160 [6] Sirous cộng sự, “Mixed biomass pelleting potential for Portugal, step forward to circular use of biomass residues”, Energy Reports, Vol 6, 2020, pp 940-945 [7] Gu cộng sự, “The pollutant discharge improvement by introducing HHO gas into biomass boiler”, International Journal of Hydrogen Energy, Vol 46, 2021, pp 23292-23300 [8] Kougioumtzis cộng sự, “Combustion of olive tree pruning pellets versus sunflower husk pellets at industrial boiler Monitoring of emissions and combustion efficiency”, Renewable Energy, Vol 171, 2021, pp 516-525 [9] Pua cộng sự, “Characterization of biomass fuel pellets made from Malaysia tea waste and oil palm empty fruit bunch”, materialstoday: PROCEEDINGS, Vol 31, 2020, pp 187-190 [10] Hudakorn Sritrakul, “Biogas and biomass pellet production from water hyacinth”, Energy Reports, Vol 6, 2020, pp 532-538 [11] Badrán cộng sự, “Production and characterization of fuel pellets from rice husk and wheat straw”, Renewable Energy, Vol 145, 2020, pp 500-507 [12] Wattana cộng sự, “Characterization of Mixed Biomass Pellet Made from Oil Palm and Para-rubber Tree Residues”, Energy Procedia, Vol 138, 2017, pp 1128-1133 84 [13] Hosseinizand cộng sự, “Co-pelletization of microalgae Chlorella vulgaris and pine sawdust to produce solid fuels”, Fuel Processing Technology, Vol 177, 2018, pp 129-139 [14] Tippayawong cộng sự, “Biomass pellets from densification of tree leaf waste with algae”, Agricultural Engineering International: CIGR Journal, Vol 20, 2018, pp 119-125 [15] Souza cộng sự, “Pelletization of eucalyptus wood and coffee growing wastes: Strategies for biomass valorization and sustainable bioenergy production”, Renewable Energy, Vol 149, 2020, pp 128-140 [16] PGS.TS Bùi Trung Thành, “Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ khí hóa để xử lý rác thải rắn sản xuất công nghiệp - chế biến tạo lượng phục vụ cho trình sấy bảo quản nông sản, thực phẩm”, Báo cáo Tổng kết Đề tài NCKH&PTCN cấp Bộ năm 2019, TP HCM, 2020 [17] Đặng Văn Quốc Bảo cộng sự, “Nghiên cứu tính toán thiết kế hệ thống máy ép viên nén từ công suất 400kg/ngày”, Báo cáo đồ án tốt nghiệp, Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP HCM, 2021 [18] https://www.wallpaperflare.com/feed-animal-nutrition-pellets-full-framebackgrounds-food-and-drink-wallpaper-gudrp [19] https://www.alibaba.com/product-detail/mini-pellet-mill-mini-pelletmill_1600165109407.html [20] Vatskicheva Grigorova, “STUDY OF TWO-SHAFT SHREDDER FOR CRUSHING OF CONCRETE, RUBBER, PLASTIC AND WOOD”, Materials, Methods & Technologies, Vol 11, 2017, pp 238-253 [21] Trịnh Chất Lê Văn Uyển, TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ TẬP MỘT, NXB Giáo Dục, 2006 [22] Nguyễn Hữu Lộc, CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY, NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM, 2013 85 [23] Mushiri, “Design of a sawdust pelleting machine”, Proceedings of the International Conference on Industrial Engineering and Operations Management Rabat, Morocco, 2017 [24] Phạm Thị Băng Hải, “Nghiên cứu thiết kế máy ép viên phụ phế liệu nông nghiệp làm nhiên liệu”, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, 2012 [25] https://www.equipmentimes.com/product/details/Tree-Leaves-CuttingMachine_12424.html [26] Nguyễn Bin, CÁC Q TRÌNH, THIẾT BỊ TRONG CƠNG NGHỆ HÓA CHẤT VÀ THỰC PHẨM TẬP HAI, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2003 [27] Xokolov, CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY SẢN XUẤT THỰC PHẨM, NXB Khoa học Kỹ thuật, 1976 [28] Maraver Carpio, “Chapter - Biomass Pelletization Process”, WIT Transactions on State of the Art in Science & Engineering, Vol 85, 2015, ISSN 17558336 [29] Abubakre cộng sự, “Design and Fabrication of Model Feed Pelletizer”, Applied Mechanics and Materials, Vol 533, 2014, pp 64-67 [30] Chopra Jain, “A Review of Fixed Bed Gasification Systems for Biomass”, Agricultural Engineering International : the CIGR Ejournal, Vol 9, 2007, pp 1-23 86 PHỤ LỤC Bao gồm vẽ chi tiết thiết kế đính kèm Máy cắt bao gồm bảng vẽ: • Bảng vẽ máy cắt • Bảng vẽ bánh chủ động máy cắt • Bảng vẽ bánh bị động máy cắt • Bảng vẽ trục dao cắt Máy nén viên bao gồm bảng vẽ: • Bảng vẽ máy nén viên • Bảng vẽ bánh chủ động máy nén viên • Bảng vẽ bánh bị động máy nén viên • Bảng vẽ lơ nén • Bảng vẽ khn nén • Bảng vẽ trục máy nén viên 87 MÁY CẮT LÁ CÂY BÁNH RĂNG CHỦ ĐỘNG MÁY CẮT BÁNH RĂNG BỊĐỘNG MÁY CẮT TRỤC DAO CẮT BÁNH RĂNG BỊĐỘNG MÁY NÉN VIÊN BÁNH RĂNG CHỦ ĐỘNG MÁY NÉN VIÊN BÁNH RĂNG BỊĐỘNG MÁY NÉN VIÊN LƠ NÉN KHN NÉN TRỤC CHÍNH MÁY NÉN VIÊN S K L 0 ... 13 1.5 Mục tiêu nghiên cứu Tính kiểm tra thiết kế hệ thống sản xuất viên nén bao gồm: máy cắt máy nén viên công suất 50 kg/h Đưa thông số thiết kế máy cắt máy nén viên có tính khả thi 1.6 Đối tượng... tính tốn, thiết kế máy băm nghiền nhựa công suất 10 kg/h, máy băm, nghiền công suất 50 kg/h máy tạo viên nén công suất 50 kg/h Tuy nhiên, kết tính tốn, thiết kế cịn số hạn chế chưa đưa thi công thực... tốn thiết kế trục 36 CHƯƠNG TÍNH TỐN, KIỂM TRA THIẾT KẾ MÁY CẮT LÁ CÂY VÀ MÁY ÉP VIÊN NÉN 39 iii 3.1 Tính tốn, thiết kế máy cắt suất 50 kg/h 39 3.1.1 Tính tốn, lựa chọn