Trang 5 iii LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập tại trường với chuyên ngành Công nghệ Chế tạo máy tại trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh, nhóm đã chọn đề tài “ Máy tách
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY TÁCH DUNG DỊCH TƯỚI NGUỘI RA KHỎI PHOI TIỆN GVHD: TS PHAN THỊ ĐĂNG THƯ SVTH : NGUYỄN PHI TUYẾN NGUYỄN HUỲNH VĂN NHẤT PHẠM TIẾN LUẬT SKL011074 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2023 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 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY TÁCH DUNG DỊCH TƯỚI NGUỘI RA KHỎI PHOI TIỆN Giảng viên hướng dẫn : TS PHAN THỊ ĐĂNG THƯ Sinh viên thực : NGUYỄN PHI TUYẾN MSSV : 19143360 Sinh viên thực : NGUYỄN HUỲNH VĂN NHẤT MSSV : 19143297 Sinh viên thực : PHẠM TIẾN LUẬT MSSV : 19143282 Lớp : 191432A Khóa : 2019 - 2023 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ môn: Công nghệ chế tạo máy NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Học kỳ 2/ năm học 2022-2023 Giảng viên hướng dẫn: TS Phan Thị Đăng Thư Sinh viên thực hiện: Nguyễn Phi Tuyến MSSV: 19143360 Nguyễn Huỳnh Văn Nhất MSSV: 19143297 Phạm Tiến Luật Mã số đề tài: 22223DT236 MSSV: 19143282 Điện thoại: 0979574355 Điện thoại: 0845660799 Điện thoại: 0937820309 Tên đề tài: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY TÁCH DẦU TƯỚI NGUỘI RA KHỎI PHOI TIỆN Các số liệu, tài liệu ban đầu: Hình dạng phoi đầu vào : Phoi dây, phoi vụn Vật liệu phoi : Nhôm, sắt Các máy tách dầu Phần mềm thiết kế AutoCAD , Inventor, Creo Nội dung đồ án: Tìm hiểu cơng nghệ máy tách dầu Thiết kế mô mơ hình phần mềm Inventor Chế tạo cấu có máy Lắp ráp chạy thử máy Các sản phẩm dự kiến Máy tách dầu tưới nguội khỏi phoi tiện Dầu tưới nguội tách Tập thuyết minh tập vẽ ĐATN Ngày giao đồ án: 15/03/2023 Ngày nộp đồ án: 15/07/2023 Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh Tiếng Việt Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh Tiếng Việt TRƯỞNG KHOA TRƯỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) i LỜI CAM KẾT - Tên đề tài : Thiết kế, chế tạo máy tách dung dịch tưới nguội khỏi phoi tiện - GVHD : TS Phan Thị Đăng Thư MSSV: 19143360 Điện thoại: 0979574355 Nguyễn Huỳnh Văn Nhất MSSV: 19143297 Điện thoại: 0845660799 Phạm Tiến Luật Điện thoại: 0937820309 - Họ tên sinh viên : Nguyễn Phi Tuyến MSSV: 19143282 - Lớp : 191432A - Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) : 18/07/2023 - Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình chúng tơi nghiên cứu thực Chúng không chép từ viết cơng bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, chúng tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 07 năm 2023 Ký tên ii LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập trường với chuyên ngành Công nghệ Chế tạo máy trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh, nhóm chọn đề tài “ Máy tách dung dịch tưới nguội khỏi phoi tiện” để thực cho đồ án tốt nghiệp Đề tài giúp cho nhóm có hội để tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu vận dụng kiến thức học tích lũy trình học tập trường để thực đồ án Lời đầu tiên, nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn đến trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh tạo hội cho nhóm tiếp cận với đồ án Đây là hội mà nhóm trực tiếp thảo luận bàn bạc với doanh nghiệp để đưa phương án chế tạo hợp lý khả thi Và xem kinh nghiệm quý giá để có hội tiếp cận với doanh nghiệp Nhóm xin bày tỏ lòng biết ơn với giảng viên hướng dẫn TS Phan Thị Đăng Thư hỗ trợ tận tình đồng hành, hỗ trợ nhóm suốt q trình làm đồ án Đồng thời nhóm xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới cô ThS Dương Thị Vân Anh dành khoảng thời gian quý báu để hỗ trợ nhóm thực đồ án cách tốt Nhờ có hướng dẫn bảo tận tình mà nhóm thực đồ án cách tốt Cuối cùng, nhóm chúng em vơ thấy cảm kích có thêm nhiều giúp đỡ từ giảng viên quan tâm , hỗ trợ từ anh/chị , bạn bè gia đình Qua đây, nhóm xin gửi lời cảm ơn đến người hỗ trợ nhóm thực đồ án cách hoàn thiện tốt Sinh viên thực Nguyễn Huỳnh Văn Nhất Nguyễn Phi Tuyến Phạm Tiến Luật iii TÓM TẮT ĐỒ ÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY TÁCH DẦU TƯỚI NGUỘI RA KHỎI PHOI TIỆN Trong thời đại lĩnh vực gia cơng khí xác ngày tăng cao nên dẫn đến nhu cầu sử dụng dung dịch tưới nguội ngày cao Trong trình gia cơng phần dung dịch tưới nguội bám vào phoi Thơng qua q trình khảo sát nhận thấy lượng dung dịch tưới nguội có dính lẫn vào phơi lượng đáng kể Chính mà cần phải có thêm q trình để tách dung dịch tưới nguội bám vào phoi để phoi trực tiếp đưa vào tái chế mà không cần phải qua bước xử lí lượng dung dịch tưới nguội tách đem tái sử dụng lại Nhóm tìm kiếm tài liệu nghiên cứu cơng nghệ để áp dụng thực cho đồ án Và công nghệ quay ly tâm tách nước phương pháp phổ biến sử dụng trình tách hạt rắn chất lỏng Phương pháp sử dụng rộng rãi ứng dụng cơng nghiệp, y tế phân tích hóa học Phương pháp ly tâm tách nước phương pháp phổ biến để loại bỏ chất lỏng từ pha rắn Bên cạnh nhóm thảo luận lên ý tưởng thiết kế cấu máy tối ưu hoạt động mang lại hiệu cao nhằm đạt yêu cầu mà bên doanh nghiệp đề Để tối ưu dễ dàng trình vận hành để mang lại suất cao nhóm nghiên cứu lên ý tưởng cho hệ thống điện để điều khiển tự động cho máy Những công việc mà nhóm thực - Tìm hiểu hình dạng phoi cắt - Tìm kiếm, nghiên cứu loại máy tách nước ly tâm có thị trường - Lên ý tưởng thiết kế, tính tốn phận máy - Gia công chi tiết, mắc mạch điện - Lắp máy tiến hành chạy thử - Kiểm tra lỗi xuất q trình chạy thử khắc phục - Hồn thiện Kết máy đạt yêu cầu mà doanh nghiệp đặt tách 10 20kg thời gian cho lần thực trình tách thời gian 2- phút Phoi dầu tưới nguội tách hoàn toàn iv ASBTRACT In the current era, the demand for precision mechanical processing is increasing, leading to an increasing need for the use of coolant During the machining process, a portion of the coolant will adhere to the workpiece Through surveys, it has been found that a significant amount of coolant is attached to the workpiece Therefore, an additional process is required to separate the coolant from the workpiece so that the workpiece can be directly recycled without the need for further treatment The separated coolant can also be reused Our team has conducted research and explored various technologies to apply and implement for this project Centrifugal water separation technology is a widely used method for separating solid particles and liquids This method is widely employed in industrial, medical, and chemical analysis applications Centrifugal water separation is one of the most common methods for removing liquid from solid phase In addition, our team has collectively discussed and brainstormed the design of the most optimal machine structure and operation to achieve the requirements set by the company To optimize and facilitate the operation process for high productivity, we have also researched and proposed an automated electrical control system for the machine The tasks performed by our team include: - Studying the different shapes of the workpieces - Researching and exploring various centrifugal water separation machines available in the market - Designing and calculating the machine components - Manufacturing the parts and assembling the electrical circuit - Machine installation and conducting test runs - Identifying and troubleshooting any issues that may arise during the test runs - Finalizing the design The results of the machine have met the requirements set by the company, with the ability to separate 10-20kg of coolant within a time frame of 2-3 minutes for each separation process The workpiece and coolant are completely separated." v MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I LỜI CAM KẾT II LỜI CẢM ƠN III TÓM TẮT ĐỒ ÁN IV MỤC LỤC VI DANH MỤC BẢNG BIỂU X DANH MỤC HÌNH ẢNH XI CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Ý nghĩa đề tài 1.2.1Ý nghĩa khoa học 1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn 1.3 Mục tiêu đề tài 1.4 Đối tượng phạm vi giới hạn đề tài 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.5.1 Cơ sở phương pháp luận 1.5.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể 1.6 Nội dung đề tài 1.7 Kết cấu ĐATN CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.1 Tổng quan dạng phoi 2.1.1 Khái niệm phoi 2.1.2 Phân loại phoi 2.2 Giới thiệu chung máy ly tâm vi 2.2.1 Giới thiệu phương pháp quay ly tâm tách nước 2.2.2 Phân loại máy ly tâm 2.2.2.1 Theo yếu tố phân ly 2.2.2.2 Theo công dụng máy 2.2.2.3 Theo phương pháp tháo bã 2.2.2.4 Theo cấu tạo chỗ tựa 10 2.3 Máy ly tâm trục đứng 11 2.3.1 Máy ly tâm trục đứng tốc độ thường 11 2.3.2 Máy ly tâm trục đứng tốc độ cao 12 2.3.2.1 Máy ly tâm trục đứng tốc độ cao loại đĩa 12 2.3.2.2 Máy ly tâm trục đứng tốc độ cao loại ống 13 2.4 Tình hình nghiên cứu lĩnh vực ngồi nước 14 2.4.1 Ngoài nước 14 2.4.2 Trong nước 16 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 18 3.1 Lực ly tâm 18 3.2 Lực ly tâm tương đối 18 3.3 Khảo sát thiết kế máy tách nước ly tâm 18 3.3.1 Máy vắt ly tâm dùng ngành thực phẩm 18 3.3.2 Máy ly tâm dùng ngành công nghiệp nhựa 21 CHƯƠNG 4: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 24 4.1 Tổng quan doanh nghiệp yêu cầu doanh nghiệp 24 4.1.1 Giới thiệu doanh nghiệp 24 4.1.2 Yêu cầu doanh nghiệp 24 4.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động, thông số thiết kế máy 25 4.3 Lựa chọn phương án thiết kế cho kết cấu máy 28 4.3.1 Hệ thống giảm rung động 28 4.3.2 Thiết kế lồng vắt 30 vii 4.3.3 Bộ phận lồng bao 30 4.3.4 Cơ cấu quay phận lồng vắt 31 4.4 Các cụm làm việc chức máy 33 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA MÁY 34 5.1 Lựa chọn vật liệu 34 5.2 Các cấu máy 34 5.3 Tính tốn, thiết kế phận cụm tách dung dịch 34 5.3.1 Tính tốn chọn động 34 5.3.2 Tính tốn truyền đai 36 5.3.3 Tính tốn trục 41 5.3.4 Chọn ổ lăn trục 46 5.4 Tính tốn động cho hộp giảm tốc cụm lấy phôi 47 5.5 Tính tốn khung máy 50 5.5.1 Thiết kế khung máy 50 5.5.2 Kiểm nghiệm độ bền khung máy 51 CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 54 6.1 Gia công cụm chi tiết số - bàn đỡ động hộp giảm tốc 54 6.1.1 Gia công bàn đặt hộp giảm tốc động 54 6.1.2 Gia công đế hộp giảm tốc 55 6.2 Gia công cụm chi tiết số - cụm quay ly tâm 56 6.2.1 Gia công khung treo lồng ly tâm 56 6.2.2 Gia công khung đỡ lồng 57 6.2.3 Gia công lồng cố định lò xo 58 6.3 Gia công cụm chi tiết số - Lồng vắt 59 6.3.1 Gia công cụm lồng lưới 59 6.3.2 Gia cơng trục 60 6.3.3 Gia cơng 60 6.4 Gia công cụm số - Đế điều chỉnh đai 61 viii 6.6 Thiết kế hệ thống điều khiển * Sơ đồ giản thể Hình 6.18: Sơ đồ giản thể * Các thiết bị hệ thống điều khiển Bảng 6.1: Hệ thống thiết bị điều khiển TT Tên thiết bị Nút nhấn Emergency stop Hình ảnh 64 Chức Số lượng Dừng khẩn cấp nguồn có cố Nút ấn nhả xanh Cấp điện cho mạch Nút ấn nhả vàng Cấp điện cho mạch Nút đỏ nhấn nhả Ngắt nguồn điện Nút xanh nhấn giữ Duy trì cho mạch điện 65 Duy trì dịng điện Công tắc tơ mạch điện nhờ tiếp điểm thường đóng thường mở Rơ-le nhiệt Tủ điện 66 Ngắt dòng điện tải Chứa thiết bị điện * Thiết kế mạnh điểu kiển Hình 6.19: Mạch điện điều khiển - Nguyên lí hoạt động hệ thống mạch điện Mở CB để cấp nguồn điện đầu vào cho hệ thống, Nhấn vào nút xanh nhấn giữ để quay hệ thống ly tâm, sau trình tách ly tâm Nhấn nút xanh nhấn nhả để bắt đầu cấp nguồn cho động hộp giảm tốc quay xuống độ nghiêng thích hợp để lấy phoi dầu tưới Sau trình lấy phoi dầu tưới nguội thực hoàn tất, nhấn nút vàng để động quay theo chiều ngược lại để đưa hệ thống ly tâm trạng thái ban đầu nhấn nút đỏ Khi mạch gặp cố nhấn nút E-Stop để ngắt điện cho tồn hệ thống Trường hợp dịng điện tải role nhiệt hoạt động ngắt điện cho toàn hệ thống 67 6.7 Lắp máy hoàn thiện chạy thực nghiệm đánh giá kết 6.7.1 Quy trình lắp ráp hồn thiện máy Dựa vào vẻ lắp thiết kế nhóm tiến hành lắp ráp thứ tự chi tiết theo vẽ lắp Bước 1: Lắp ráp cụm chi tiết số + Lắp đỡ lị xo vào phía khung treo lồng vắt, sau lắp lị xo + Tiến hành lắp cụm lồng vắt + Lắp đỡ lị xo vào phía mặt cịn lại, sau tiến hành siết đai ốc để cố định + Lắp đỡ lồng vào hai bên khung treo lồng vắt + Tiến hành chỉnh lắp vào gối đỡ đặt khung Hình 6.20: Hồn thành lắp cụm chi tiết số Bước 2: Lắp ráp cụm chi tiết số + Lắp trục vào lồng lưới + Tiến hành lắp bạc chặn đai ốc 68 Hình 6.21: Lắp ráp cụm chi tiết số Bước 3: Lắp cụm chi tiết số vào cụm chi tiết số Hình 6.22: Lắp ráp cụm chi tiết số vào cụm chi tiết số Bước : Lắp cụm chi tiết số 69 Hình 6.23: Lắp ráp cụm chi tiết số Bước : Tiến hành điều chỉnh căng đai cho cấu lồng vắt Bước 6: Lắp cụm chi tiết số Hình 24: Lắp ráp cụm chi tiết số 70 Bước : Tiến hành điều chỉnh đế tăng giảm hộp giảm tốc cho đồng tâm với trục đỡ Bước : Đấu nối mạch điện, tiến hành chạy thử hồn thiện máy Hình 6.25: Tủ điện đấu nối hồn thiện Hình 6.26: Hồn thiện máy 71 6.7.2 Chạy thực nghiệm đánh giá kết * Thực nghiệm - Mục đích: Xác định ảnh hưởng thời gian vắt, tốc độ quay ly tâm kết cấu hệ thống máy có đạt yêu cầu đề hay không - Nguyên liệu thực nghiệm: 50 kg phoi dây - Phương pháp tổ chức thực nghiệm: Phoi lấy từ máy CNC , máy tiện Sau tiến hành chia thành phần phần 10 kg tiến hành chạy thực nghiệm - Phương pháp đánh giá: Đánh giá dựa tổng quan máy hoạt động kết phoi sau tách - Phương pháp tiến hành thu thập số liệu: Tiến hành thực nghiệm đợt, đợt tiến hành thực nghiệm với 10kg Ở đợt thời gian tách 1-3 phút quay với tốc độc 705 (vòng/phút) Bảng 6.2: Kết thực nghiệm TT Khối lượng phoi đầu vào (kg) Thời gian vắt (phút) Tốc độ (vòng/phút) Yêu cầu phoi sau tách 10 705 Đạt 10 705 Đạt 10 705 Đạt 10 705 Chưa đạt 10 705 Đạt 72 Hình 6.27: Quá trình chạy thực nghiệm Hình 6.28: Kết phoi sau tách 73 * Nhận xét - Máy hoạt động ổn định, tổng quan phoi sau tách đạt yêu cầu với thời gian đưa , động hộp giảm tốc chịu tải trọng khung treo trình lấy phoi khỏi lồng lưới, lò xo giảm chấn mang lại hiệu trình tách dầu - Tuy nhiên, hệ thống máy hoạt động ồn rung nhẹ việc chỉnh chân đế khung chữ A chưa đều, lỗ đột lưới to nên tách dầu cho phoi tiện dạng sợi, phoi tiện dạng bột có khả lọt vào thùng chứa dầu - Máy tách dầu cịn nhiều thiếu sót, nhìn chung máy hoạt động vắt chất lỏng dựa nguyên lý lực li tâm ổn tách phần lớn lượng dầu tưới nguội dính phoi tiện dạng sợi - Trong tương lai, nhóm đề biện pháp cải tiến khắc phục thiếu sót máy để máy hoàn thiện ứng dụng thực tế hiệu 74 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận Sau thời gian nghiên cứu thiết kế, tính tốn, chế tạo lắp ráp hoàn thiện Máy kiểm nghiệm chạy thử kết mang lại đạt yêu cầu đề Tổng quan kết máy thu sau: - Khoảng hở lồng chưa lấy lượng phoi sau tách dầu lồng vắt cách dễ dàng - Nhờ vào phận lò xo giảm chấn làm giảm thiểu rung động lồng máy động trục hoạt động - Thao tác vận hành máy đơn giản - Sau hoạt động thời gian dài, lồng máy có khả năg bị kẹt phần lớn phoi vụn dính mặt lưới, nên cần phải vệ sinh lồng vắt sau khoảng thời gian hoạt động Do đó, máy thiết kế với kết cấu đơn giản, dễ dàng tháo lắp để thuận tiện cho việc sửa chữa, bảo trì máy Hướng phát triển Để máy hồn thiện thời gian tới, nhóm em đề xuất phương án phát triển, tiến máy sau : - Bố trí thêm biến tần để giảm tốc độ quay trục lại phần giúp máy hoạt động suất đề - Thiết kế phân cấp phoi tự động (băng tải, vít tải) để tối ưu hoá khả hoạt động máy giảm tối thiểu thời gian thao tác máy cho người công nhân đứng máy - Cải tiến lồng lưới với thiết kế lỗ hở nhỏ để tách phoi tiện dạng vụn, bột nhằm nâng cao suất khả làm việc máy - Bố trí thêm cữ hành trình vị trí xác định máy giúp việc lấy phoi dễ dàng nhanh gọn mà không cần chỉnh độ nghiêng thùng mắt thường Trong trình lấy phoi khỏi lồng lưới, phận treo máy nghiêng tới vị trí đặt sẵn cữ hành trình, dừng lại ngược lại, nghiêng thùng vị trí ban đầu thao tác tương tự - Thiết kế thêm hệ thống xịt khí để vệ sinh lồng lưới bị dính vụn phoi mặt lưới Đồng thời, hệ thống xịt khí giúp tách phần nhỏ dầu tưới nguội đọng phoi 75 - Thiết kế nắp đậy che chắn cho lồng lưới, giúp giảm thiểu tiếng ồn gây trình máy hoạt động đảm bảo an toàn lao động 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Bin, Các trình thiết bị cơng nghiệp hóa chất thực phẩm, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2004 [2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí – tập 1, 2, NXB Giáo dục, 2006 [3] Nguyễn Hữu Lộc (2020), Thiết kế máy chi tiết máy, Nhà xuất ĐHQG [4] Nguyễn Hải Hà, Máy ly tâm, NXB Giáo dục Việt Nam, 2010 Nguồn khác: [5] Bảng tra cường độ chịu kéo thép Cường Độ Chịu Kéo Của Thép Theo Tiêu Chuẩn Mới Nhất 2021 (giasatthep24h.com) [6] Tiêu chuẩn gối đỡ ổ lăn SKF Trang chủ SKF | SKF 77 S K L 0