(Đồ án hcmute) nghiên cứu thiết kế máy ly tâm trục đứng sử dụng ổ khí tĩnh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY LY TÂM TRỤC ĐỨNG SỬ DỤNG Ổ KHÍ TĨNH GVHD: PGS TS ĐẶNG THIỆN NGƠN SVTH: ĐÀO THANH DỰ MSSV: 13143059 SVTH: LÂM LÊ PHÚ MSSV: 13143251 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2017 an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH  KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY LY TÂM TRỤC ĐỨNG SỬ DỤNG Ổ KHÍ TĨNH GVHD : PGS TS ĐẶNG THIỆN NGÔN SVTH : ĐÀO THANH DỰ MSSV : 13143059 SVTH : LÂM LÊ PHÚ MSSV : 13143251 Lớp : 131433D Khoá : 2013 - 2017 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2017 an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH  BỘ MƠN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY LY TÂM TRỤC ĐỨNG SỬ DỤNG Ổ KHÍ TĨNH GVHD : PGS TS ĐẶNG THIỆN NGƠN SVTH : ĐÀO THANH DỰ MSSV : 13143059 SVTH : LÂM LÊ PHÚ MSSV : 13143251 Lớp : 131433D Khoá : 2013 – 2017 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2017 an TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ mơn CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Đào Thanh Dự Họ tên sinh viên: Lâm Lê Phú Lớp: 131433D Ngành đào tạo: Công nghệ Chế tạo máy MSSV: 13143059 MSSV: 13143251 Khoá: 2013 – 2017 Hệ: A Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế máy ly tâm trục đứng sử dụng ổ khí tĩnh Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Máy ly tâm trục đứng công suất 20 kg/mẻ; - Tốc độ trục từ 4000 – 6000 vịng/phút Nội dung đồ án: - Khảo sát tình hình thực tế sản xuất tinh bột khoai mì (hoặc sản phẩm tương đương) máy ly tâm trục đứng; - Phân tích, đánh giá đề xuất thơng số cụ thể máy ly tâm trục đứng sản xuất tinh bột khoai mì (hoặc sản phẩm tương đương) quy mơ gia đình/hợp tác xã; - Nghiên cứu đề xuất kết cấu máy ly tâm trục đứng khả thi; - Tính tốn thiết kế máy ly tâm trục đứng (sử dụng ổ cơ); - Nghiên cứu đề xuất cải tiến kết cấu máy ly tâm trục đứng sử dụng ổ khí tĩnh; - Tính tốn thiết kế máy ly tâm trục đứng (sử dụng ổ khí tĩnh); - Tập vẽ chi tiết, vẽ lắp, clip minh hoạ động; - Tập thuyết minh, poster Ngày giao đồ án: 06/03/2017 Ngày nộp đồ án: 15/07/2017 TRƯỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) PGS TS Đặng Thiện Ngôn  Được phép bảo vệ ………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) i an TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Bộ mơn: CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Đào Thanh Dự MSSV: 13143059 Hội đồng: 05 Họ tên sinh viên: Lâm Lê Phú Hội đồng: 05 MSSV: 13143251 Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế máy ly tâm trục đứng sử dụng ổ khí tĩnh Ngành đào tạo: Công nghiệp chế tạo máy Họ tên GV hướng dẫn: PGS TS Đặng Thiện Ngôn Ý KIẾN NHẬN XÉT Nhận xét tinh thần, thái độ làm việc sinh viên (không đánh máy) Nhận xét kết thực ĐATN(khơng đánh máy) 2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) 2.3.Kết đạt được: ii an 2.4 Những tồn (nếu có): Đánh giá: Điểm tối đa Mục đánh giá TT Hình thức kết cấu ĐATN Điểm đạt 30 Đúng format với đầy đủ hình thức nội dung mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Tính cấp thiết đề tài 10 Nội dung ĐATN 50 Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả thiết kế chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế 15 Khả cải tiến phát triển 15 Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài 10 Sản phẩm cụ thể ĐATN 10 Tổng điểm 100 Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 2017 Giảng viên hướng dẫn ((Ký, ghi rõ họ tên) iii an TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ mơn: CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: (Dành cho giảng viên phản biện) Đào Thanh Dự MSSV: 13143059 Hội đồng: 05 Họ tên sinh viên: Lâm Lê Phú Hội đồng: 05 MSSV: 13143251 Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế máy ly tâm trục đứng sử dụng ổ khí tĩnh Ngành đào tạo: Cơng nghiệp chế tạo máy Họ tên GV phản biện: (Mã GV) Ý KIẾN NHẬN XÉT Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) Kết đạt được: Những thiếu sót tồn ĐATN: iv an Câu hỏi: Đánh giá: TT Mục đánh giá Điểm tối đa Điểm đạt Hình thức kết cấu ĐATN 30 Đúng format với đầy đủ hình thức nội dung mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Tính cấp thiết đề tài 10 Nội dung ĐATN 50 Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả thiết kế, chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế 15 Khả cải tiến phát triển 15 Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài 10 Sản phẩm cụ thể ĐATN 10 Tổng điểm 100 v an Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 2017 Giảng viên phản biện ((Ký, ghi rõ họ tên) vi an LỜI NĨI ĐẦU Ngành cơng nghệ cơng nghệ chế tạo máy ngành kỹ thuật vô quan trọng sản xuất khí Có nhiệm vụ đáp ứng nhu cầu thực tế thiết kế, chế tạo chi tiết máy, loại thiết bị máy móc để đáp ứng nhu cầu ngành sản xuất Góp phần phát triển sản xuất, ngành kinh tế mang lại lợi nhuận cao, nhờ sản xuất sản phẩm có giá trị vượt trội Sớm nhận thức tầm quan trọng ngành công nghiệp này, nước phát triển Đức, Nhật Bản, Mỹ, Hàn Quốc,… trọng phát triển ngành khí chế tạo máy để phục vụ q trình cơng nghiệp hóa, khơng đáp ứng nhu cầu nước mà cịn xuất sang thị trường khác Là sinh viên chuyên ngành Công Nghệ Chế Tạo Máy trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, để trang bị hành trang tốt chuẩn bị bước vào ngành nghề sau trường Chúng em thực tập thực tế cơng ty, xí nghiệp khắp tỉnh thành sản xuất mặt hàng chuyên lĩnh vực khí Nay chúng em lại may mắn có hội làm Đồ Án Tốt Nghiệp, khoảng thời gian hữu ích giúp chúng em gợi nhớ, tìm hiểu lại sử dụng hết kiến thức học năm học vừa qua Vì kiến thức, tài liệu thời gian có hạn nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, mong thơng cảm Thầy (Cô) Chúng em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực ĐÀO THANH DỰ LÂM LÊ PHÚ vii an 5.8 Mơ dịng khí phần mềm Ansys Workench (Version 15) 5.8.1 Dữ liệu: - Dòng khí vào nhiệt độ 250C - Áp suất P = 4,5 Bar - Vận tốc dịng khí v = 16 m/s 5.8.2 Mô phần mềm: - Bước 1: Khởi động phần mềm Ansys Workbench (Version 15) - Bước 2: Vào Fluid Flow (CFX) → Geometry, hộp thoại Fluid Flow (CFX) xuất hình 5.40 Hình 5.40 - Bước 3: Trong hộp thoại Fluid Flow (CFX) → Geometry, xuất hộp thoại Fluid Flow (CFX) - DesignModeler → File → Import External Geometry File → chọn file 3D.STEP (file 3D thiết kế) → Generate ta hình 5.41: 136 an Hình 5.41 Mơ hình 3D thể khoang khí ổ chặn khí (dịng khí chạy mơ hình 3D trên) - Bước 4: Trong hộp thoại Fluid Flow (CFX) → Mesh, xuất hộp thoại thoại Fluid Flow (CFX) – Meshing [ANSYS ICEM CFD] Trong hộp thoại Meshing [ANSYS ICEM CFD] → Gerrate Mesh để tạo lưới ta hình 5.42: 137 an Hình 5.42 - Bước 5: Trong hộp thoại Fluid Flow (CFX) → Stetup, xuất hộp thoại Fluid Flow (CFX) – CFX – Pre hình 5.43: Xuất hộp thoại Setup → Default Domain → Edit - Nhập liệu: Material nhập Air at 25℃ Reference Pressure nhập 4,5 bar Hình 5.43 138 an - Chọn Deafaul Domin → Insert → Boundary + Nhập liệu dịng khí vào: Tại Boundary Type → Inlet Tại Basic Setting: Location → vao1 thể hình 5.44 Hình 5.44 Tại Boundary Details: Normal Speed → 3.76 m/s thể hình 5.45 Hình 5.45 + Nhập liệu cho dịng khí Tại Boundary Type → Outlet Tại Basic Settings: Location → ra1 thể hình 5.46 Hình 5.46 139 an Tại Boundary Details: Relative Pressure → 0.56 bar thể hình 5.47 Hình 5.47 + Setup → Default Domain → Edit Nhập liệu: Material nhập Air at 25℃ Reference Pressure nhập 4,5 bar + Deafaul Domin → Insert → Boundary Nhập liệu dịng khí vào thể hình 5.48 Hình 5.48 Tại Normal Speed nhập vận tốc dịng khí 3,76 m/s thể hình 5.49 Hình 5.49 140 an Nhập liệu cho dịng khí thể hình 5.50 Hình 5.50 Tại Relative Pressure nhập áp suất khí 0,56 Bar cho lỗ khí thể hình 5.51 Hình 5.51  Sau hoàn thành việc nhập liệu cho tất dịng khí vào ta sau: 141 an Hình 5.52 - Bước 6: Trong hộp thoại Fluid Flow (CFX) → Solution, xuất hộp thoại Fluid Flow (CFX) – CFX – Solver Manager  Chọn tên *PC → Start Run ta hình: Hình 5.53 142 an - Bước 7: Trong hộp thoại Fluid Flow (CFX) → Results  Thiết lập kiểu mô Chọn biểu tượng công cụ → nhập tên “ chay 1” → Apply ta hình: Hình 5.54 143 an => Kết mô thể hình 5.55: Hình 5.55 Ở phần mơ ta thấy dịng chảy khí tập trung gần điểm cấp giảm dần xa lỗ cấp khí - Tương tự với thao tác cho mô khác với trường hợp khác ta có kết sau:  Kết dịng khí ổ đỡ lỗ khí cấp vào thể hình 5.56: Hình 5.56 144 an Ở phần mô ta thấy dịng chảy khí tập trung gần điểm cấp giảm dần xa lỗ cấp khí  Kết dịng khí ổ chặn lỗ khí cấp vào thể hình: Hình 5.57 Ở phần mơ ta thấy dịng chảy khí tập trung gần điểm cấp giảm dần xa lỗ cấp khí cấp điểm lệch 120 ta thấy dịng chảy khí phân bố  Kết dịng khí ổ đỡ lỗ khí cấp vào thể hình: Hình 5.58 145 an Ở phần mơ ta thấy dịng chảy khí tập trung gần điểm cấp giảm dần xa lỗ cấp khí cấp điểm lệch 120 ta thấy dịng chảy khí phân bố  Nhận xét: Qua mơ dịng khí chảy trường hợp điển hình như:  Ổ chặn lỗ cấp khí  Ổ chặn lỗ cấp khí  Ổ đỡ lỗ cấp khí  Ổ đỡ lỗ cấp khí Ta thấy dịng chảy khí tập trung nhiều gần lỗ cấp giảm dần xa lỗ cấp nên lỗ gần lỗ cấp có dịng chảy khí lớn lỗ xa lỗ cấp, điều làm lệch trục sang bên, làm ảnh hưởng đến chuyển động ma sát bạc đở trục Để khắc phục lỗi ta cấp lỗ khí lệch góc 1200, qua phân tích dịng chảy khí ta thấy dịng khí từ lỗ lỗ điều làm giảm lệch trục, cân trục cấp lỗ khí vào tăng tải trọng ổ khí => Dựa vào nhận xét ta chọn phương án cấp lỗ khí lệch 1200 làm phương án gia cơng ỗ khí 146 an KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ Kết luận: Sau thời gian tìm hiểu, nghiên cứu, tính tốn, thiết kế máy ly tâm trục đứng sử dụng khí tĩnh đến đồ án tốt nghiệp chúng em hoàn thành thời hạn với kết đề tài sau: - Hồn thành việc tính tốn, thiết kế kết cấu máy ly tâm - Các tập vẽ thiết kế chi tiết, vẽ lắp - Tập thuyết minh Trong trình thiết kế, chế tạo khảo nghiệm đề tài gặp số hạn chế, khó khăn nhược điểm sau: - Đề tài rộng đa dạng chủng loại nên việc tìm hiểu tính tốn thiết kế cịn gặp nhiều khó khăn - Một phần thời gian kinh nghiệm cịn hạn chế nên chắn khơng thể tránh khỏi thiếu sót q trình tìm hiểu tính tốn thiết kế sai sót trình chế tạo Kiến nghị: Với đề tài “Nghiên cứu thiết kế máy ly tâm trục đứng sử dụng ổ khí tĩnh” chúng em tin đề tài phát triển đưa vào sản xuất cách rộng rãi Vì lý hạn chế thời gian nên chúng em khơng thể chế tạo hồn chỉnh máy ly tâm trục đứng sử dụng ổ khí tĩnh nên nhóm chúng em mong khóa sau có nguyện vọng tiếp tục nghiên cứu, hiệu chỉnh bổ sung hoàn thiện nội dung đề tài 147 an TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] PGS.TS Trịnh Chất – TS.Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, NXBGDVN, 1999 [2] Nguyễn Bin, Các trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm, NXBKHKT, 2004 [3] A.Ia.Sokolov, Nguyễn Trọng Thể Nguyễn Như Thung biên dịch, Cơ sở tính tốn thiết kế máy sản xuất thực phẩm NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1976 [4] Hồ Viết Bình – Phan Minh Thanh, Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, nhà xuất đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh Tiếng Anh [5] Saeed B.Niku Introduction to Robottics Analysis, Sysrems, Applicatons, Prentice Hall, New Jersey, 2001 [6] Y.S Chen, C.C Chiu, Y.D Cheng, Influences of operational conditions and geometric parameters on the stiffness of aerostatic journal bearings Precision Engineering 34, 2010, pp.722-734 [7] Yantang Li, Han Ding, Influences of the geometrical parameters of aerostatic thrust bearing with pocketed orifice type restrictor on its performance Tribology International 40, 2007, pp.1120-1126 [8] G L Shires, The design of pressurized gas bearings Tribology International, 1968, Volume 1, Issue 4, pp 219-229 [9] E.G.Ping, K.J.Stout, Designprocedures for orifice compensated gas journal bearing based on experimental data Tribology International, 1978, pp.6375 [10] J W Powell, The design of aerostatic bearing The Machinary Publishing Co.Ltd., 1970 148 an [11] John E Bringas, Handbook of Comparative World Steel Standards, 3rd Edition ASTM International, 2004 [12] K Cheng, W B Rowe, A selection strategy for the design of externally pressurized journal bearing Tribology International 28, 1995, pp.465-474 [13].https://www.slideshare.net/banthe1704/tm-hiu-quy-trnh-sn-xut-tinh-btsn-ti-nh-my-fococev-tha-thin-hu [14].http://cayluongthuc.blogspot.com/2013/09/san-viet-nam-thanh-tuu-vabai-hoc.html [15].http://iasvn.org/chuyen-muc/San-xuat-San-tren-the-gioi-&-Viet-Nam4373.html [16].http://forum.vietsoft.com.vn/threads/nguyen-nhan-chinh-gay-ra-rungdong-may.110/ 149 an S an K L 0 ... thiết kế máy ly tâm trục đứng (sử dụng ổ cơ); - Nghiên cứu đề xuất cải tiến kết cấu máy ly tâm trục đứng sử dụng ổ khí tĩnh; - Tính tốn thiết kế máy ly tâm trục đứng (sử dụng ổ khí tĩnh) ; - Tập vẽ... máy ly tâm tinh bột khoai mì có sử dụng ổ khí tĩnh thay ổ trục truyền thống Máy ly tâm trục đứng sử dụng ổ thiết kế kiểm tra bền phần mềm Solidworks Máy ly tâm trục đứng sử dụng ổ khí tĩnh thiết. .. tốn, thiết kế máy ly tâm trục đứng sử dụng ổ - Đề xuất kết cấu ổ khí tĩnh có khả ứng dụng công nghiệp 1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn - Thiết kế máy ly tâm trục đứng sử dụng ổ trục thơng thường chế tạo sử