Đề Tài Nghiên Cứu, Tính Toán Thiết Kế Và Chế Tạo Máy Hút - Nghiền Lá Cây Khô.docx

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌCNGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ

TỔNG QUAN VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

Tính cấp thiết của đề tài

Hàng năm, hoạt động sản xuất nông nghiệp trên thế giới tạo nên một lượng phế phụ phẩm rất lớn Riêng đối với Việt Nam, theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, năm 2006, nước ta có khoảng 30 triệu tấn rơm rạ, 10-15 triệu tấn cám và trấu, 110-120 triệu tấn chất thải chăn nuôi Thực tế, lượng phế phụ phẩm nông nghiệp được xem là nguyên liệu đầu vào cho sản xuất phân bón hữu cơ, thức ăn chăn nuôi, làm chất đốt hoặc phục vụ các ngành công nghiệp Tuy nhiên, phần lớn nguồn phế phụ phẩm vẫn chưa được tái sử dụng đúng cách, gây lãng phí tài nguyên và ô nhiễm môi trường (đặc biệt là chất thải chăn nuôi), làm tăng lượng phát thải khí nhà kính (khi sử dụng phế phụ phẩm cây trồng làm chất đốt theo phương pháp đốt thông thường) Bên cạnh đó, thực trạng nền đất canh tác đang bị thoái hóa, bạc màu trầm trọng càng đe dọa an ninh lương thực Để giải quyết những thách thức này, các nhà khoa học trên thế giới đã đề nghị sản xuất và ứng dụng than sinh học (biochar) rộng rãi hơn nhằm mục đích phát triển bền vững ngành nông nghiệp và góp phần giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu.

Than sinh học là sản phẩm của quá trình nhiệt phân vật liệu sinh học, hay còn gọi là sinh khối Đây là loại sản phẩm giàu cacbon được thu nhận từ sinh khối, như gỗ, phân chuồng hoặc lá cây , cành cây khô Bằng cách sử dụng thành phần cấu tạo chính của thực vật là xenlulô, các nhà khoa học thuộc Viện nghiên cứu nông nghiệp quốc gia Pháp (INRA) dự định lấy thân cây và lá làm nguồn nguyên liệu chính thay vì hạt và củ như hiện nay, để sản xuất xăng và dầu diesel Phương pháp mới này sẽ được ứng dụng vào ngành công nghiệp chất đốt sinh học trong vòng 5 năm tới

Sản xuất chất đốt sinh học là một ngành công nghiệp còn khá mới mẻ Tuy nhiên, tương lai của nó lại đang bị đe dọa Vì để sản xuất ra nhiên liệu xanh, người ta phải sử dụng một lượng lớn một số loài thực vật tương ứng Chẳng hạn, với nước Pháp, một trung tâm nông nghiệp của châu Âu, để đạt được chỉ tiêu chất đốt sinh học chiếm 7% thị phần chất đốt vào năm 2010 thì cần có 2 triệu hecta cây làm nguyên liệu Ở Việt Nam , theo số liệu thống kê của ngành chức năng hiện nay dân số của 4 huyện vùng cao có khoảng 44.850 hộ, 257.952 khẩu, mật độ bình quân109 người/km Cuộc sống

14 của nhân dân chủ yếu là sản xuất nông, lâm nghiệp, đa số các hộ gia đình không có thu nhập từ các ngành nghề khác, sản xuất mang tính tự cung tự cấp Hiện nay còn khoảng 80% số hộ gia đình sử dụng chất đốt hàng ngày từ cây rừng được lấy từ rừng tự nhiên, rừng trồng và phế thải từ chế biến gỗ và các phế phẩm từ nông nghiệp Nguyên nhân là do người dân chưa có điều kiện kinh tế để sử dụng các chất đốt thay thế và ngoài việc đun nấu người dân còn sử dụng khói bếp để bảo quản nông lâm sản và sưởi ấm hàng ngày.

Trước tình trạng đó, cấp thiết phải có các biện pháp nhàm giảm thiểu việc sử dụng lá cây khô đốt trực tiếp để bảo vệ môi trường Một trong những biện pháp hay nhất đó là nghiền lá cây khô làm nguyên liệu sản xuất than sinh học , không chỉ vậy dể nâng cao hiệu quả trồng rừng, tăng thu nhập cho người dân và chống thoái hóa đất, việc tận thu sản phẩm phụ rừng trồng sau khai thác (cành lá, vỏ cây) để sản xuất compost, phân hữu cơ tại chỗ cũng là vấn đề cấp thiết hiện nay Chất mùn hữu cơ là thành phần không thể thiếu trong giá thể ươm cây giống và đất trồng Để sản xuất compost từ sản phẩm phụ rừng trồng, khâu băm nghiền cành lá, vỏ cây rất nặng nhọc, tốn nhiều năng lượng song lại quyết định giá thành sản xuất và rút ngắn thời gian ủ trong khi chưa có máy phù hợp để thực hiện. Để góp phần tăng giá trị rừng trồng, cơ giới hóa sản xuất và giảm giá thành sản phẩm , đồng thời giải quyết vấn đề chất đốt trực tiếp gây ô nhiễm môi trường , nhóm chúng em , đã chọn và tiến hành nghiên cứu đề tài “ Nghiên cứu, tính toán thiết kế và chế tạo máy hút – nghiền lá cây khô ”

Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn

Nhiên liệu xanh giúp tiết kiệm được nguồn tài nguyên thiên nhiên , việc sử dụng tái chế nhiên liệu xanh đúng cách gần như không tác động gì tới môi trường trong việc khai thác và sử dụng làm chất đốt hữu cơ , phân bón hữu cơ làm giảm các tác động lên môi trường xung quanh, giảm tải khí thải và ô nhiễm trong quá trình sản xuất gấp nhiều lần so với việc đốt trực tiếp Không chỉ vậy các sản phẩm chất đốt , phân bón hữu cơ , chất mùn hữu cơ góp phần đem lại hiệu quả kinh tế , tăng thu nhập giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường do sử dụng phân bón hóa học

Mục đích nghiên cứu

Với mong muốn tạo ra các nguồn nguyên liệu, nhiên liệu sản xuất phục vụ nông nghiệp công nghiệp để thay thế chất đốt hóa học, nhiên liệu hóa thạch , than đá, dầu mỏ , thay thế phân bón hóa học từ đó giúp bảo vệ môi trường , giảm bớt chi phí sản xuất khi sử dụng các nhiên liệu chất đốt Với mục tiêu đó nhóm đã tiến hành nghiên cứu đề tài “ Nghiên cứu, tính toán thiết kế và chế tạo máy hút – nghiền lá cây khô ”

Phương pháp và đối tượng nghiên cứu

Trong thiết kế các chi tiết máy, để giảm bớt thời gian tính toán, thiết kế và chế tạo.

Nhóm đã nghiên cứu và tham khảo các dòng máy nghiền các nguyên liệu khác và có bán sẵn trên thị trường sử dụng các thông số đó sao cho phù hợp với ý định thiết kế, sau đó lấy các thông số thiết kế để tính toán các chi tiết máy.

 Phương pháp mô hình hóa:

Từ các ý tưởng, tài liệu nghiên cứu ban đầu, thực hiện mô hình hóa các ý tưởng trên phần mềm 2D, 3D Từ đó chọn ra được phương pháp phù hợp nhất, sau đó nghiên cứu, điều chỉnh thêm các chi tiết, bộ phận khác nhằm tối ưu nhất cho máy.

 Phương pháp phân tích, tổng hợp:

Tổng hợp tất cả những ý kiến, ý tưởng mà nhóm thu thập được từ các phương pháp nghiên cứu trên Từ đó phân tích các ý tưởng, ý kiến để chọn ra phương án phù hợp và tối ưu nhất so với mục tiêu ban đầu mà nhóm đề ra, loại bỏ đi các yếu tố dư thừa.

Phương áp cuối sau khi lựa chọn và lược bỏ sẽ được triển khai theo kế hoạch.

Khi máy đã hoàn thành sơ bộ Thực nghiệm trực tiếp trên máy Nhằm đưa ra những số liệu chuẩn xác nhất Quan sát và chỉnh sửa những điều bất cập nhằm hoàn thiện sản phẩm trước khi nộp đề tài.

 Nghiên cứu phôi liệu – lá cây khô:

Lá cây khô giàu cacbon, có khả năng phân hủy hoàn toàn trong điều kiện tự nhiên Các chất vô cơ từ lá cây khô không gây hại cho sức khỏe con người và môi trường Phân bón hữu cơ từ lá cây khô tạo nguồn phân bón sạch cho cây trồng

 Nghiên cứu quy trình sản xuất:

Lá cây khô sẽ được hút vào buồng nghiền thông qua ống hút bằng quạt hút , ở buồng nghiền lá cây khô được nghiền nhỏ theo kích thước tùy vào kích thước lỗ sàng , vụn lá cây khô được hút bằng quạt hút và đẩy thành phẩm ra máng xả của máy

Tìm hiểu các đề tài liên quan

 Máy hủy lá rụng ZMXSY-02 [4]

Hình 1.1 Máy hủy lá rụng ZMXSY-02

Máy hủy lá rụng gắn trên xe là loại máy hủy cành và lá nhỏ có thể di chuyển được,cũng như máy hủy cảnh quan chạy điện và máy hủy mùn cưa Nó thích hợp để đập nát cành và lá của các trang trại, trang trại rừng, nhà máy chè, vườn ươm, vườn cây và trả lại cành còn sót lại cho đồng ruộng.

Hình 1 2 Lao công đang thực hiện thao tác với máy

Trong một môi trường đầy cành và lá Nó làm sạch và đập vỡ cành, lá, nhựa và các loại rác khác một cách hiệu quả và nhanh chóng, giải phóng sức lao động, tiết kiệm chi phí nhân công, do đó ban đầu cần 5 xe để vận chuyển rác và có thể vận chuyển sau khi một xe bị nghiền nát Tiết kiệm 80% chi phí vận chuyển Cổng hút có thể được trang bị một ống nối dài để hấp thụ lá rụng và rác trong vành đai xanh Chiều cao của miệng hút có thể điều chỉnh được, có thể dễ dàng thu gom khi đối diện với những khu vực có lá rụng dày hơn hoặc lá to hơn Hiện nay, nó được sử dụng rộng rãi trong vỉa hè vệ sinh, vườn hoa, cộng đồng tài sản, khuôn viên trường, công viên, quảng trường, nhà máy và nhà xưởng.

Thông số kỹ thuật của máy:

Công suất động cơ 18HP

Tốc độ quay 3600vg/ph

Chiều dài cơ sở 1160mm Đường kính vòi hút 160mm hoặc 200mm

Hình 1 3 Sản phẩm sau nghiền của máy

 Máy hủy rác thải làm vườn Katran Dleaf [5]

Hình 1.4 Máy hủy rác thải làm vườn Katran Dleaf

Katran Dleaf là máy hủy rác thải làm vườn đa năng Nó có thể xử lý tới 40 túi mỗi ngày Nó có thể xử lý lá khô, lá xanh và cành cây có kích thước lên tới 10mm Nó có lưỡi nhiều lưỡi nghiền Kết cấu khoang chứa chống tắc nghẽn nên sẽ không bị kẹt và không cần vệ sinh Hoạt động êm ít rung và ồn Katran Dleaf đáp ứng mọi nhu cầu cắt nhỏ lá cây Lá vụn có thể được sử dụng để làm phân trộn, làm khuôn lá, phân bón và lớp phủ.

Thông số kỹ thuật của máy:

Công suất băm nhỏ 1-500 kg/giờ

Loại máy băm nhỏ Trục đơn

Tốc độ quay 4100 vòng/ph

Thông qua các đề tài liên quan ta nhận thấy máy ZMXSY-02 có kết cấu máy tương đối lớn về mặt nguyên lý có thể dựa vào máy này để thiết kế , còn máy Katran Dleaf ,không có bộ phận hút nhưng kết cấu nhỏ gọn , thích hợp với kinh phí chế tạo sản phẩm cũng như ứng dụng thực tế của máy nghiền nhỏ làm nguyên liệu sản xuất phân bón ,than sinh học , do đó ta có thể tham khảo kiểu dáng kích thước dòng máy này dể thiết kế

Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế

Ở phần trước khi nghiên cứu thông số kỹ thuật của các loại máy liên quan đến đề tài nhận thấy mỗi loại máy chỉ thích hợp cho một yêu cầu nhất định Do đó khi lựa chọn máy tuỳ thuộc vào yêu cầu sử dụng và yêu cầu chung mà lựa chọn ở nhiều mức độ khác nhau. Ở đây để lựa chọn máy thiết kế ta phải chú ý đến phạm vi sử dụng, đặc trưng về tính chất của vật liệu, yêu cầu của sản phẩm đồng thời phải chú ý đến giá thành và khả năng chế tạo máy Do điều kiện thực tế và trình độ công nghệ của ta hiện nay, ngoài việc đảm bảo các yêu cầu về quá trình đập nghiền còn có yêu cầu gọn nhẹ, dễ chế tạo, dễ vận hành và sửa chữa.

Thông qua các đề tài liên quan ta nhận thấy máy ZMXSY-02 có kết cấu máy tương đối lớn về mặt nguyên lý nghiền và hút có thể dựa vào máy này để thiết kế , còn máy Katran Dleaf , không có bộ phận hút nhưng kết cấu nhỏ gọn , thích hợp với kinh phí chế tạo sản phẩm cũng như ứng dụng thực tế của máy nghiền nhỏ làm nguyên liệu

20 sản xuất phân bón , than sinh học , do đó ta có thể tham khảo kiểu dáng kích thước dòng máy này dể thiết kế

Dựa vào phương hướng đề tài, điều kiện chế tạo ta chọn thiết kế máy mới nguyên lý tham khảo máy ZMXSY-02, kích thước bộ phận nghiền tham khảo máy Katran

Dleaf kết hợp giữa hai dòng máy này và kinh phí chế tạo mô hình thực tế phù hợp với đề tài “ Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo máy hút - nghiền lá cây khô ”

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY

Yêu cầu khi thiết kế máy

- Máy hút nghiền lá cây khô đạt năng suất 200-300kg/h.

- Lá cây khô sau nghiền yêu cầu việc tái chế - Chi phí chế tạo thấp.

- Sản phẩm có thể sửa chữa nâng cấp thay thế vệ sinh dễ dàng.

- Sản phẩm có thể thay đổi kích cỡ vật sau nghiền - Kết cấu máy đơn giản, bền vững.

Sơ đồ nguyên lý máy hút nghiền lá cây khô

22 Ống hút lá cây Buồng nghiền

Máng xả Vụn lá cây thành phẩm

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý hút nghiền lá cây khô

Nguyên lý hoạt động của máy :

Khi máy hoạt động cái quạt ở buồng hút tiến hành hút lá cây vào buồng nghiền thông qua ống hút Tại buồng nghiền các cánh nghiền nghiền nhỏ lá cây khô , phần đĩa nghiền quay với tốc độ cao hai cánh nghiền sẽ dập nguyên liệu đến khi nát , khi nguyên liệu đã đạt kích thước có thể lọt qua được lưới sàng , nếu một vụn lá cây khô chưa được nghiền nhỏ như mong muốn , máy sẽ lưu lại trong buồng nghiền và nghiền lại cho đến khi lọt qua lưới sàng Khi vụ lá cây rơi ra khỏi lưới sàng thì được quạt buồng hút đẩy ra ngoài máng xả.

Dữ liệu thiết kế ban đầu

- Công suất: 3-3,5kW - Năng suất nghiền: 200-300 kg/giờ - Tốc độ: 2900 vg/ph

- Nguồn điện: 220V – 50Hz- Chi phí chế tạo: 7.000.000 VND

Sơ đồ kết cấu các bộ truyền của máy

Sơ đồ thiết kế máy:

Hình 2.2 Sơ đồ thiết kế máy

 Bộ phận chính của máy:

Bảng2.1 Bộ phận chính của máy ST

Tên chi tiết Số lượng

10 Bộ truyền đai trục quạt 1

12 Bộ truyền đai trục nghiền 1

Tính toán thiết kế cụm búa nghiền

Búa nghiền cần quay với tốc độ vòng tương đối lớn để có động năng khá lớn chuyển thành công đập vỡ nguyên liệu trong thời gian búa chạm vô cùng ngắn vào vật liệu Dựa vào định luật về năng lượng ta có biểu thức:

 m: Khối lượng vật đem nghiền, kg

 v1: Vận tốc của lá cây khi tiếp xúc với búa nghiền, m/s

 v2: Vận tốc của lá cây sau khi bị búa dập, m/s

 p: lực dập trung bình tức thời, N

Chấp nhận v1=0 (thực tế lá cây nạp vào máy nghiền búa với vận tốc xác định, nhưng không đáng kể) thì v2 của vật sau va đập cũng phải bằng vận tốc của búa cần để dập nát được lá cây , do vậy vận tốc vòng nhỏ nhất của búa nghiền được xác định theo công thức :

M.vmin=p.t vmin=p.t/M (m/s) Theo nghiên cứu thực tế thời gian dập khoảng t=1.10 -2 s ; Lực dập trung bình để phá vỡ đống lá khô p0 N: p = Fx + Fvđ

 Fx: Lực do khối lượng búa nghiền tác dụng

 Fvđ: Lực tác dụng nhiều lần lên hạt bằng sự va đập Ta có:

 m: Khối lượng búa nghiền m=a.b.h.=0,03.0,079.0,01.7850=0,186 (kg).

Vật liệu búa: thép C45 có trọng lượng riêng x50 kg/m 3 ) Thực nghiệm lực cần phá dập nát lá cây khô

 p = 18,2 + 30,6 = 48,8(N) Khối lượng lá khô được nghiền

 V: thể tích phần lá khô trong buồng nghiền (lấy sơ bộ 1/3 thể tích miệng hút lá khô V= (3,14 d 2 h)/3= (3,14.0,04 2 0,06)3=1,02.10 -4 m 3)

 m: Khối lượng riêng của cành lá ở trạng thái xếp đống tự nhiên, m = 125 ÷ 135 kg/m3

 M=1,02.10 -4 125=0,01275 kgVậy vận tốc nhỏ nhất của búa phải đạt là: vmin 48,8.10 2

Tính số vòng quay trục nghiền: n min.60.1000 38,1.60.1000

Hình 2.3: Sơ đồ bố trí búa nghiền

Kiểm nghiệm lại công suất nghiền:

 n: Số vòng quay trục nghiền vg/ph.

 k: số búa trên bánh nghiền k.

  : hệ số điền đầy (lấy =0,6).

 : Khối lượng riêng của lá cây khi xếp đống (5 ÷ 135 kg/m3)

 a: Chiều rộng lớp cần nghiền h=7mm

 h: Chiều dày lớp lá cây nghiền sau 1 vòng quay h=4mm

=> Q (77,5.60.10.0,6.125.7.10 -3 79.10 -3 4.10 -3 (6kg/h (đạt năng suất yêu cầu) Mô men dĩa nghiền xác định theo công thức:

Tính toán chọn động cơ máy hút nghiền

K – hệ số phụ thuộc vào vận tốc búa nghiền v8,1m/s=> K=0,034 i- Số búa treo trên đĩa nghiền i m- Khối lượng mỗi búa m=0,186 kg n – Số vòng quay của trục nghiền n(77,5 vòng/ph chọn n)00vg/ph

Vận tốc quay cánh quạt n q = 1450 vòng/phút Đường kính quạt: d = 156 (mm)

 Tốc độ gió của cánh quạt là:

V =60.1000 π d n = π 156 1450 60.1000 = 11,8 (m/s) Vậy lượng gió (lưu lượng không khí) tính toán là:

Q = v.A A: Diện tích mặt cánh đo vận tốc(m 2 ) Theo thiết kế A =4 0,063.0,071 = 0,0018 (m 2 )

 Q = 11,8.0,018 = 0,2124(m 3 /s) 0,21 (m⁓ 0,21 (m 3 /s) Theo khảo sát thực nghiệm, ta có:

Cột áp (Tĩnh áp): P s = 336 N/m2 Công suất cần thiết của quạt là:

Vậy công suất của động cơ máy nghiền hút là:

Pđc = η P ng ol η đ + η P q ol η đ = 0,99.0,96 2,61 + 0,99.0,96 0,0882 = 2,85 (Kw) η d là hiệu suất của bộ truyền đai ηot là hiệu suất của một cặp ổ lăn

Tra bảng 2.3[12]-tr19 ta có: ηd = 0,96; ηol = 0,99 Xem xét đến yếu tố an toàn, sai số các số liệu đo đạc từ thực nghiệm.

Ta chọn: Pđc = 3 (Kw) với nđc = 1450 vòng/phút Tỷ số truyền bộ truyền đai trục nghiền ud=2

Tỷ số truyền bộ truyền đai trục quạt uq=1 Mômen xoắn trên trục

Tính toán thiết kế bộ phận nghiền

 U đ = 2 - Theo hình 4.1và bảng 4.13 trang 59 [12] ta chọn đai hình thang thường loại O với các thông số:

 Đường kính bánh đai nhỏ: d1 = (70 ÷ 140)

 Kích thước tiết diện đai b x h (mm): b x h = 10 x 6 mm

 Diện tích tiết diện đai F (mm2): A = 47 mm 2 - Từ các thông số trên của bộ truyền đai: Chọn d1 p (mm) theo tiêu chuẩn - Kiểm nghiệm vận tốc đai

V =60.1000 π d n = π 60.1000 70.2900 ,6 (m/s) < 25(m/s) (Thỏa điều kiện) - Tính đường kính bánh đai lớn: Theo công thức 4.2[12] d 2 = d1 Uđ (1- ) = ℇ) = 70.2.(1-0,02) = 137,2 (mm)

Theo bảng 4.26[12]: Ta chọn đường kính bán đai lớn d 2 theo tiêu chuẩn:

- Như vậy tỷ số truyền thực tế là:

2,04 = 1,9%< 4% (Thỏa điều kiện) - Chọn sơ bộ khoảng cách trục a

0,55(dn+dl) + h ≤ a ≤ 2(dn+dl) Với u = 2,04, dựa vào bảng 4.14[12]

Ta chọn sơ bộ khoảng cách trục a theo bảng thiết kế: a = 420 (mm)

Tra bảng 4.13[12], ta chọn chiều dài đai theo tiêu chuẩn

400 ≤ L 50(mm) ≤ 2500(mm) (Thỏa) - Xác định khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn L:

2 = 35(mm), Thay vào (1) ta được: a = 920,3 + √ 920,3 2 −8 35 2

- Kiểm nghiệm lại số vòng quay i của đai trong 1 giây i¿v l L =10,6 1,25 =8,48< [i] = 20 (Thỏa điều kiện) - Khoảng cách a nhỏ nhất để mắc đai a mm = a – 0,015 Lđ

= 459– 0,015.1250 = 440,25 (mm) - Khoảng cách a lớn nhất để mắc đai a max = a + 003.Lđ

= 459 + 0,03.1250 = 496,5(mm) - Góc ôm a1 trên bánh đai nhỏ: a1 = 180 o - d 2 −d 1 a 57 o = 171,3 o > 120 o (Thỏa điều kiện) - Xác lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục

Lực căng ban dầu (theo 4.19[12]):

+  0 : Ứng suất căng ban đầu + F: Diện tích tiết diện đai Lực tác dụng lên trục (theo 4.21[2]):

Bảng 2.2: Bảng thông số bộ truyền đai trục nghiền

Thông số Ký hiệu Giá trị

Loại đai Đai thang O Đường kính bánh đai nhỏ d1 70 Đường kính bánh đai lớn d2 140

Góc ôm bánh đai nhỏ 1 171,3 0

Lực tác dụng lên trục Fr 112,5(N)

2.7.2 Tính toán kiểm nghiệm trục nghiền a) Chọn vật liệu:

- Vật liệu trục: Thép C45 có: σb 40 Mpa; σch `0Mpab 40 Mpa; σb 40 Mpa; σch `0Mpach `0Mpa

- Ứng suất xoắn cho phép: [τ] = 12 20 Mpa] = 12 20 Mpa b) Tính sơ bộ đường kính trục

- Với thông số ban đầu:

P ng = 2,84 kW n ng =2900 Vòng/phút U đ = 2,04

Theo công thức 10.9[12]/186 ta có 3 0, 2   d Mng

T là momen xoắn, Nmm [τ] = 12 20 Mpa] là ứng suất xoắn cho phép, Mpa Chọn [τ] = 12 20 Mpa] = 12 Mpa Đối với động cơ ta có dđc = 24(mm) Đường kính sơ bộ trục vít 3   3  

 Mng   d mm Đường kính trục sơ bộ nhỏ đo đó đường kính trục chọn lớn hơn đường kính trục động cơ

Chọn đường kính lắp với búa nghiền d1"mm

Chọn đường kính lắp ổ lăn d15mm;d20mm , d3%mm (theo tiêu chuẩn ổ ) c) Phân tích các lực tác dụng lên trục - Lực do bộ truyền đai tác dụng lên trục : Fđ2,5 (N) - Mô men xoắn do búa nghiền Tđ= 6,17 (N.m)

- Lực dập nát lá cây pH,8 (N)

Sau đó, ta nhập các thông số đầu vào cho phần mềm inventor để để phần mềm xử lý tính toán độ bền trục, ta thu được kết quả như sau:

Bao gồm lực từ ổ lăn ( support 1, support 2, support 3), các lực tác dụng lên trục ( Fđ ;p;Tđ).

Hình 2.4: Các lực tác dụng lên trục thông qua inventor

Hình 2.5: Phương chiều các lực tác dụng lên trục

Chọn vật liệu trục : Vật liệu thép C45 : Steel

Hình 2.6: Bảng tính chất cơ lý vật liệu stell (thép C45)

+Lực cắt Theo Phương oyz:

Hình 2.7: Lực cắt theo phương oyz thông qua Inventor +Lực cắt Theo phương oxz:

Hình 2.8: Lực cắt theo phương oxz thông qua Inventor +Momen uốn theo phương oyz:

Hình 2.9: Moment uốn theo phương oyz thông qua Inventor

+Momen uốn theo phương oxz:

Hình 2.10: Moment uốn theo phương oxz thông qua Inventor

Các thông số tính toán được:

Hình 2.11: Kiểm nghiệm trục thông qua Inventor

- Với thép C45 có: σb 40 Mpa; σch `0Mpa 00 (MPa) – giới hạn mỏi uốn ứng với chu kỳ đối xứng τ] = 12 20 Mpa = 150 (MPa) – giới hạn mỏi xoắn ứng với chu kỳ đối xứng

Dựa vào bảng thông kê thu được từ số liệu inventor ta thấy trục thỏa mãn kiểm nghiệm bền

2.7.3 Tính chọn then trục nghiền - Then lắp búa nghiền

Tra bảng 9.1a[12]/171 với đường kính chỗ lắp then d "mm ta có then: b = 6(mm) t1 = 2(mm) h = 4(mm) t2 = 1,9 (mm) Kiểm tra độ bền cho then

Tra bảng 9.5[12]/176 ta có   d  100( MPa ) Đặc tính tải trọng nhẹ nên ta có:   1(60 90) 20 30 c 3

Chiều dài then: lt = (0,8…0,9) lm = (0,8…0,9)16,5 = 13,2…14,85 Chọn lt 14(mm)

Mô men trên trục nghiền:

Vậy then đã chọn trên trục thỏa mãn bền.

Tra bảng 9.1a[12]/171 với đường kính chỗ lắp then d %mm ta có then: b = 8(mm) t1 = 2,9(mm) h = 5(mm) t2 = 2,3(mm) Kiểm tra độ bền cho then

Chiều dài then: lt = (0,8…0,9) lm = (0,8…0,9)20 = 16…18 Chọn lt = 18(mm) Mô men trên trục nghiền:

Xác định ổ lăn chịu tải trọng lớn nhất theo inventor

Hình 2.12: Phản lực tại các ổ lăn Inventor

Theo hình 2.12 ta tải trọng hướng tâm khi tác dụng lên ổ Support1 là lớn nhất ( ổ cạnh bánh đai ) do đó ta tính toán kiểm nghiệm bền ổ lăn này

Tải trọng hướng tâm tại ổ support 1:

F= F x 2  F y 2  154,127 2  4,664 2  154, 2 (N)Số vòng quay n)00vg/ph, loại ổ bi đỡ 7306 (20x72x19)Kiểm nghiệm bền ổ bằng inventor

Hình 2.13: Kiểm nghiệm bền ổ lăn

Theo hình 2.13 phần mềm trả kết quả ổ lăn đạt yêu cầu bền với thời gian làm việc L000h , vậy các ổ lăn còn lại cũng đảm bảo bền do tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ sport 2,3 nhỏ hơn

Tính toán thiết kế bộ phận quạt hút

 U đ = 1 - Theo hình 4.1và bảng 4.13 trang 59 [12] ta chọn đai hình thang thường loại O với các thông số:

 Đường kính bánh đai nhỏ: d1 = (70 ÷ 140)

 Kích thước tiết diện đai b x h (mm): b x h = 10 x 6 mm

 Diện tích tiết diện đai F (mm2): A = 47 mm 2 - Từ các thông số trên của bộ truyền đai: Chọn d1 p (mm) theo tiêu chuẩn

- Kiểm nghiệm vận tốc đai

V =60.1000 π d n = π 60.1000 70.1450 =5,3(m/s) < 25(m/s) (Thỏa điều kiện) - Tính đường kính bánh đai lớn: Theo công thức 4.2[12] d 2 = d1 Uđ (1- ) = ℇ) = 70.1.(1-0,02) = 68,6 (mm)

Theo bảng 4.26[12]: Ta chọn đường kính bán đai lớn d 2 theo tiêu chuẩn: d 2 = 70 (mm)

- Như vậy tỷ số truyền thực tế là:

1,02 = 1,9%< 4% (Thỏa điều kiện) - Chọn sơ bộ khoảng cách trục a

0,55(dn+dl) + h ≤ a ≤ 2(dn+dl) Với u = 1,02, dựa vào bảng 4.14[12]

Ta chọn sơ bộ khoảng cách trục a theo bảng thiết kế: a = 220 (mm)

Tra bảng 4.13[12], ta chọn chiều dài đai theo tiêu chuẩn

400 ≤ L g0(mm) ≤ 2500(mm) (Thỏa) - Xác định khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn L:

2 = (7 0−7 0) 2 = 0(mm), Thay vào (1) ta được: a = 450,2 + √ 450,2 2 −8 0 2

- Kiểm nghiệm lại số vòng quay i của đai trong 1 giây i¿v l L =0,67 5,3 =7,9< [i] = 20 (Thỏa điều kiện) - Khoảng cách a nhỏ nhất để mắc đai a mm = a – 0,015 Lđ

= 225– 0,015.670= 214,95 (mm) - Khoảng cách a lớn nhất để mắc đai a max = a + 003.Lđ

= 225 + 0,03.670 = 245,1(mm) - Góc ôm a1 trên bánh đai nhỏ: a1 = 180 o - d 2 −d 1 a 57 o = 180 o > 120 o (Thỏa điều kiện) - Xác lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục

Lực căng ban dầu (theo 4.19[12]):

+  0 : Ứng suất căng ban đầu + F: Diện tích tiết diện đai Lực tác dụng lên trục (theo 4.21[2]):

Bảng 2.3: Bảng thông số bộ truyền đai trục quạt

Loại đai Đai thang O Đường kính bánh đai nhỏ d1 70

Thông số Ký hiệu Giá trị Đường kính bánh đai lớn d2 70

Góc ôm bánh đai nhỏ 1 180 0

Lực tác dụng lên trục Fr 112,8(N)

2.8.2 Tính toán kiểm nghiệm trục quạt d) Chọn vật liệu:

- Vật liệu trục: Thép C45 có: σb 40 Mpa; σch `0Mpab 40 Mpa; σb 40 Mpa; σch `0Mpach `0Mpa

- Ứng suất xoắn cho phép: [τ] = 12 20 Mpa] = 12 20 Mpa e) Tính sơ bộ đường kính trục

- Với thông số ban đầu:

P ng = 2,85 kW n ng =14500 Vòng/phút U đ = 1

Theo công thức 10.9[12]/186 ta có 3 0, 2   d Mq

T là momen xoắn, Nmm[τ] = 12 20 Mpa] là ứng suất xoắn cho phép, Mpa Chọn [τ] = 12 20 Mpa] = 12 Mpa Đối với động cơ ta có dđc = 24(mm) Đường kính sơ bộ trục vít 3   3  

 Mq   d mm Đường kính trục sơ bộ nhỏ đo đó đường kính trục chọn lớn hơn đường kính trục động cơ

Chọn đường kính lắp quạt d1"mm Chọn đường kính lắp ổ lăn d%mm; (theo tiêu chuẩn ổ ) f) Phân tích các lực tác dụng lên trục

- Lực do bộ truyền đai tác dụng lên trục : Fđ2,8 (N) - Lực do cánh quạt tác dụng lên trục: lực hướng tâm :

Sau đó, ta nhập các thông số đầu vào cho phần mềm inventor để để phần mềm xử lý tính toán độ bền trục, ta thu được kết quả như sau:

Bao gồm lực từ ổ lăn ( support 1, support 2, ), các lực tác dụng lên trục ( Fd ;Fr).

Hình 2.14: Các lực tác dụng lên trục thông qua inventor

Hình 2.15: Phương chiều các lực tác dụng lên trục

Chọn vật liệu trục : Vật liệu thép C45 : Steel

Hình 2.16: Bảng tính chất cơ lý vật liệu stell (thép C45)

+Lực cắt Theo Phương oyz:

Hình 2.17: Lực cắt theo phương oyz thông qua Inventor +Momen uốn theo phương oyz:

Hình 2.18: Moment uốn theo phương oyz thông qua Inventor

Các thông số tính toán được:

Hình 2.19: Kiểm nghiệm trục thông qua Inventor

- Với thép C45 có: σb 40 Mpa; σch `0Mpa 00 (MPa) – giới hạn mỏi uốn ứng với chu kỳ đối xứng τ] = 12 20 Mpa = 150 (MPa) – giới hạn mỏi xoắn ứng với chu kỳ đối xứng

Dựa vào bảng thông kê thu được từ số liệu inventor ta thấy trục thỏa mãn kiểm nghiệm bền

2.8.3 Tính chọn then trục quạt - Then lắp bánh đai

Tra bảng 9.1a[12]/171 với đường kính chỗ lắp then d mm ta có then: b = 6(mm) t1 = 2(mm) h = 4(mm) t2 = 1,9 (mm) Kiểm tra độ bền cho then

Chiều dài then: lt = (0,8…0,9) lm = (0,8…0,9)20 = 16…18 Chọn lt = 18(mm) Mô men trên trục quạt:

2.8.4 Tính chọn ổ lăn Xác định ổ lăn chịu tải trọng lớn nhất theo inventor

Hình 2.20: Phản lực tại các ổ lăn Inventor

Theo hình 2.12 ta tải trọng hướng tâm khi tác dụng lên ổ Support2 là lớn nhất ( ổ cánh quạt do đó ta tính toán kiểm nghiệm bền ổ lăn này

Tải trọng hướng tâm tại ổ support 2:

F= F x 2  F y 2  0 2  286, 219 2  286, 219 (N) Số vòng quay n50vg/ph , loại ổ bi đỡ 7205 (25x52x15) Kiểm nghiệm bền ổ bằng inventor

Hình 2.21: Kiểm nghiệm bền ổ lăn

Theo hình 2.13 phần mềm trả kết quả ổ lăn đạt yêu cầu bền với thời gian làm việc L000h , vậy ổ lăn còn lại cũng đảm bảo bền do tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ sport 1 nhỏ hơn

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY

Khung bàn máy

Hình 3.1a Khung máy 3D Hình 3.1b Khung máy chế tạo

Vật liệu sử dụng (thép chữ L 40×40×4 ; 45x45x4)

Sử dụng thép chữ L 40×40 được sử dụng rộng rãi trong việc xây dựng các khung nhẹ trong nhiều ngành công nghiệp Việc kết hợp giữa cường độ thép (cac bon) và khả năng phục hồi của cấu trúc chữ L, đã tạo ra một sản phẩm hoàn thiện rất đáng tin cậy, bền vững và cũng được tái chế rộng rãi sau khi sử dụng. Ưu điểm của thép chữ L Thép chữ L có rất nhiều ưu điểm nổi bật:

 Tuổi thọ cao, vững chắc và đa năng (sử dụng với nhiều mục đích khác nhau)

 Dễ dàng sản xuất, định hình, vận chuyển

 Thích hợp cho hàn, cắt

 Có thể tái chế rộng rãi sau khi sử dụng

 Khả năng chịu lực chống biến dạng cao

Thép chữ L có kích thước chuẩn, có thể cắt theo yêu cầu của bạn (thường là 3 mét, 2 mét…)

Công dụng: dùng để chiu rung động buồng nghiền, đỡ toàn bộ các chi tiết của máy bao gồm cả động cơ.

Thanh đỡ động cơ điện

Hình 3.2a Thanh đỡ động cơ 3D Hình 3.2b Thanh đỡ động cơ chế tạo

Vật liệu sử dụng (thép tấm 38×322×5)

Thanh đỡ động cơ được làm bằng thép tấm, Thanh đỡ có chiều dày 5mm đảm bảo khả năng chịu tải nặng của động cơ Thép tấm thực sự quan trọng và hữu ích trong rất nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong ngành xây dựng, sản xuất nội thất và công nghiệp… thép tấm là dòng sản phẩm được sản xuất từ nguyên liệu chủ yếu là thép và các bon theo tỉ lệ nên có khả năng chịu lực, chịu tải tốt, vững chắc và khá bền.

Công dụng: được bắt vào khung máy nhằm mục đích đỡ động cơ điện, kết hợp với các thanh thép chữ L có rãnh để căng đai khi lắp động cơ và bộ truyền đai

Nắp bộ truyền đai , buồng nghiền và buồng hút, nắp ổ

Hình 3.3a Nắp bộ truyền đai 3D Hình 3.3b Nắp bộ truyền đai chế tạo

Hình 3.4a Buồng nghiền ,hút 3D Hình 3.4b Buồng nghiền , hút chế tạo

Hình 3.5a Nắp buồng nghiền 3D Hình 3.5b Nắp buồng nghiền chế tạo

Hình 3.7a Nắp ổ trục nghiền 3D Hình 3.7b Nắp ổ trục nghiền chế tạo

Vật liệu sử dụng (thép tấm cán nóng dày 8mm , 5mm, 4mm ,3mm ,2mm, 7mm ; thép ống dày 4mm)

Thép tấm cán nóng là loại thép tấm được các ở nhiệt độ cao, trung bình khoảng hơn 1000 độ C Thép tấm cán nóng bao gồm cả thép tấm trơn và thép tấm nhám Độ dày của thép tấm cán nóng giao động từ 3ly đến độ dày hơn 500ly và mác thép phổ biến nhất hiện nay là mác thép tấm SS400 hoặc với nắp ổ , nắp bộ truyền đai không chịu tải trọng nên chọn thép C45 Ưu điểm của dòng thép tấm này là ứng dụng được nhiều công trình và hạng mục ngành nghề khác nhau, có nhiều kích thước và độ dày để chọn lựa, giá thép tấm cán nóng tương đối bình ổn Ưu điểm của thép tấm SS400 / Thép tấm Q345B

- Khả năng chịu lực tốt - Đa dạng từ độ dày cho đến kích thước - Thép tấm SS400 có độ uốn dẻo tốt nên rất dễ gia công

- Thép tấm Q345B có hàm lượng carbon tương đối nên thích hợp cho các hạng mục cần bề độ tải trọng.

Các ứng dụng của thép tấm:

Các ứng dụng điển hình của Thép tấm liên quan đến chế tạo nói chung, các bộ phận kết cấu, các tòa nhà cao tầng, cầu, bể chứa và máy trộn.

Thép tấm là nguyên liệu lý tưởng cho các ứng dụng sau:

- Tạo dựng cấu trúc chung - Sân vận động thể thao - Tòa nhà và tòa nhà chọc trời

- Cầu đường và các nền móng khác - Gia cố công trình và các hạng mục - Các loại máy móc hạng nặng, máy xúc đất và máy ủi

- Buồng nghiền để đỡ cụm trục nghiền , gá lắp các búa nghiền , sàng , nắp cụm nắp nghiền chịu lực rung động , va đập khi máy làm việc

- Buồng hút đùng để đỡ cụm trục quạt - Nắp bộ truyền đai che chắn cho bộ truyền đai trục nghiền đảm bảo an toàn khi máy làm việc

- Nắp buồng nghiền để che chắn buồng nghiền làm kín cho buồng hút hút nguyên liệu , làm kín không cho nguyên liệu rơi ra ngoài khi nghiền

- Nắp ổ trục nghiền , trục quạt , để che chắn ổ chống bụi , cố định ổ

Búa nghiền

Hình 3.8a Búa nghiền 3D Hình 3.8b Búa nghiền chế tạo

Hình 3.9a Búa nghiền cố định 3D Hình 3.9b Búa nghiền cố định chế tạo

Vật liệu sử dụng (thép tấm dày 10mm; thép thanh d=6mm)

Sử dụng cùng loại thép với các chi tiết mục 3.3

Yêu cầu kỹ thuật chung của búa nghiền :

 Phải đạt được độ kích thước vị trí các búa nghiền

 Bề mặt búa cần được nhiệt luyện tăng độ cứng

 Đảm bảo các mối hàn chắc và kín

 Sử dụng phương pháp hàn hồ quang

 Bề mặt lắp ráp trục cần gia công chính xác

Cấu tạo của búa nghiền

Búa nghiền gồm 2 phần chính phần thân và phần búa

 Phần thân búa nghiền phần gắn với trục máy , với búa nghiền cố định gắn với nắp buồng nghiền phần này để gắn các búa nghiền

 Phân búa nghiền phần này gắn với phần thân , có nhiệm vụ chịu va đập chính khi nghiền

Nắp gài và cánh quạt , chốt bản lề

Hình 3.10a Nắp gài 3D Hình 3.10b Nắp gài chế tạo

Hình 3.11bCánh quạt chế tạo

Sàng

Do điều kiện làm việc các chi tiết không chịu nhiều tải trọng nên chọn thép C45 Ưu điểm của thép C45

Thép C45 có rất nhiều ưu điểm nổi bật:

 Nắp gài để để cố định buồng nghiền khi làm việc

 Chốt bản lề nhiệm vụ đỡ nắp nghiền xoay quanh buồng nghiền

 Cánh quạt dùng để tạo gió hút nguyên liệu vào vùng nghiền cũng như đẩy thành phẩm ra khỏi buồng hút

Hình 3.13a Sàng trên 3D Hình 3.13b Sàng trên chế tạo Vật liệu sử dụng (thép tấm dày 1 mm, 7mm )

Do điều kiện làm việc các chi tiết không chịu nhiều tải trọng nên chọn thép C45 Thép C45 có rất nhiều ưu điểm nổi bật:

 Sàng để phân loại kích thước sản phẩm sau nghiền sản phẩm lọt qua sàng là sản phẩm đạt yêu cầu , sản phẩm chưa lọt qua sàng được giữ lại ở buồng nghiền tiếp tục nghiền nhỏ

Trục nghiền và trục quạt

Cacbon là nguyên tố chính và quan trọng nhất Nó quyết định tính chất và công dụng của thép Cacbon có tác dụng làm giảm độ dẻo và dai khi va đập Giúp tăng khả năng chống chịu, độ bền bỉ của thép.

Thép C45 là một loại thép hợp kim với hàm lượng carbon rất cao, lên đến 0,45%.

Ngoài ra loại thép này chứa các tạp chất khác như lưu huỳnh, silic, mangan, crom….

Có độ cứng, độ kéo phù hợp cho chế tạo khuôn mẫu Ứng dụng trong cơ khí chế tạo máy, các chi tiết chịu được tải trọng cao và sự va đập mạnh. Ứng dụng thép C45 Được dùng để chế tạo cán ren, bulong, làm chi tiết máy, chế tạo các loại trục, bánh răng, chế tạo bản mã, mặt bích thép, trục, liềm, rùi, khoan gỗ làm việc, dao

Trong lĩnh vực xây dựng, thép C45 dùng trong xây dựng cầu đường, khung thép vì có độ cứng cao.

Hình 3.14a Trục quạt 3D Hình 3.14b Trục quạt chế tạo

Hình 3.15a Trục nghiền 3D Ưu điểm của thép C45

Do có độ bền kéo 570-690Mpa nên có được khả năng chống bào mòn, chống oxy hóa tốt và chịu tải trọng cao

Tính đàn hồi tốt, vì có độ bền kéo và giới hạn chảy cao nên có khả năng chịu va đập tốt.

Sức bền kéo cao giúp việc nhiệt luyện, chế tạo chi tiết máy, khuôn mầu Mức giá thành thấp so với các dòng thép nguyên liệu khác.

Công dụng: là bộ phận lắp các chuyển động chính của máy chịu tác lực tác động từ mâm nghiền ,lực từ bộ truyền đai

Lắp đặt máy hoàn chỉnh

Hình 3.17a Thân đỡ trục nghiền 3D Hình 3.17b Thân đỡ trục nghiền chế tạo

Vật liệu sử dụng (thép đúc vật liệu C45)

Bề mặt đỡ trục , các bộ truyền do đặc tính không chịu va dập, chỉ chịu tải trọng từ các ổ trục nên lựa chọn thép đúc là phù hợp vật liệu thường sử dụng là gang xám CX15-32 tuy nhiên do điều kiện chi phí sản xuất ta chọn thép C45

Công dụng: Thân đỡ trục nghiền : dùng để đỡ trục nghiền ; thân đỡ trục quạt dùng để đỡ trục quạt

3.9 Lắp đặt máy hoàn chỉnh

Hình 3.18a Lắp mô hình máy 3D Hình 3.18b lắp ráp máyhoàn chỉnh

Thiết kế xong các cụm chi tiết và chi tiết cần thiết, ta đưa tất cả vào vào một file lắp ráp, rắp ráp hoàn chỉnh các cụm dựa trên các chuẩn định vị lắp ráp giữa các cụm đã thiết kế

Các chi tiết buồng nghiền và buồng hút và các bộ phân khác được lắp ráp bằng bulong đai ốc Ưu điểm dễ dàng tháo lắp vận chuyển , thay thế bảo dưỡng sửa chữa định kỳ Các mối lắp bulong có thể điều chỉnh căng đai cho bộ truyền đai của máy

Còn toàn bộ phần khung máy được hàn hồ quang tay Ưu điểm của hàn que

 Hiện nay hàn que là kỹ thuận hàn được sử dụng rộng rãi nhất, ứng dụng được trên nhiều loại kim loại.

 Kỹ thuật hàn que có thể áp dụng trên nhiều kim loại với tất cả các vị trí hàn từ chiều dày lớn nhất đến mỏng nhất.

 Vỏ bọc que hàn tự cung cấp môi trường bảo vệ cho quá trình hàn.

 Không sử dụng khí bảo vệ nên ít bị tác động từ gió.

 Thiết bị có giá thành rẻ, đầu tư đơn giản và có tính cơ động cao.

 Kỹ thuật hàn que được áp dụng nhiều trong chế tạo, công-nông-ngư nghiệp, bảo dưỡng và xây dựng.

Sửa sụng que hàn: KT- 421 que hàn thép cacbon thấp 2,5mm, Vỏ bọc KT- 421 được chế tạo theo hệ Ti Tan đảm bảo cho quá trình hàn thuận lợi KT – 421 là que hàn carbon thấp phù hợp dùng cho mối hàn thép Carbon và thép hợp kim thấp có kết cấu tải trọng trung bình như: kết cấu nhà xưởng công nghiệp, chi tiết máy, lan can, cửa sắt

Sau khi có khung máy, ta lắp đầy đủ các chi tiết còn lại vào khung như thanh đỡ động cơ , buồng nghiền , buồng hút , nắp bộ truyền đai Các chi tiết đó được lắp ráp liên kết với nhau bàng bulong đai ốc M8, M10 có các lồng đèn đệm.

Cuối cùng kiểm tra lại mô hình để đảm bảo động học, chi tiết chuyển động tương đối với nhau có đủ khoảng cách an toàn.

Nguyên lý hoạt động của máy

Khi ta bật máy động cơ hoạt đồng làm trục quạt và trục nghiền quay thông qua bộ truyền đai (tỷ số truyền bộ truyền đai trục quạt là u=1 , trục nghiền u=2) lúc này nhờ cánh quạt lắp trên trục nghiền tạo lực hút hút lá cây khô vào buồng nghiền thông qua đầu hút và ống hút khi lá cây đã ở trong buồng nghiền các búa nghiền quay với tốc độ cao dập nguyên liệu đến khi nát , khi nguyên liệu đã đạt kích thước có thể lọt qua được lưới sàng , nếu một vụn lá cây khô chưa được nghiền nhỏ như mong muốn , nhờ lưới sàng máy sẽ lưu lại trong buồng nghiền và nghiền lại cho đến khi lọt qua lưới sàng Khi vụ lá cây rơi ra khỏi lưới sàng thì được quạt buồng hút đẩy ra ngoài máng xả.

Ứng dụng của máy

Máy nghiền lá cây khô tạo ra thành phẩm trộng với các chất hữu cơ khác tạo phân bón sinh học cho thực vật , thân thiện với môi trường , tiết kiệm chi phí từ việc sử dụng nguồn nguyên liệu sẵn có Ngoài cộng dụng đó còn sử dụng ủ trộn với viên nén gỗ , chất hữu cơ khác làm chất đốt công nghiệp Máy không chỉ phục vụ việc nghiền lá cây khô , cấu tạo máy có thể nghiền các loại hạt, quả khô , … Có thể cho thành phẩm dạng bột hoặc dạng thô nhờ kích cỡ lỗ trên lưới sàng

Hình 3.19 Sản phẩm máy nghiền hút lá cây khô

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT – TRỤC QUẠT

Chọn chuẩn tinh

- Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt gia công với nhau - Phân bố đủ lượng dư cho bề mặt sẽ gia công.

- Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính (chuẩn vừa dùng để gia công và vừa dùng để lắp ráp)

- Cố gắng chọn chuẩn sao cho tính trùng chuẩn càng cao càng tốt (Chuẩn khởi xuất ≡ Chuẩn chỉnh dao ≡ Chuẩn cơ sở ≡ Chuẩn định vị ≡ Chuẩn đo lường)

- Cố gắn chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh thống nhất (tức là nguyên công 1 lấy 1 mặt làm chuẩn tinh thì nguyên công 2 cũng lấy mặt đó làm chuẩn tin

Chọn chuẩn thô

- Chuẩn thô thường được dùng ở nguyên công đầu tiên của quá trình gia công cơ chọn chuẩn thô có ý nghĩa quyết định đối với quá trình công nghệ.

- Phân phối đủ lượng dư cho quá trình gia công, đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt sắp gia công và bề mặt không bị gia công.

- Nếu chi tiết gia công có một bề mặt không gia công thì chọn bề mặt đó làm chuẩn thô vì như vậy sẽ làm cho sự thay đổi vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và bề mặt không gia công là nhỏ nhất.

- Trong các bề mặt phải gia công chọn bề mặt nào có lượng dư nhỏ nhất làm chuẩn thô.

- Cố gắng chọn bề mặt làm chuẩn thô tương đối bằng phẳng không có mép rèn dập

- Chuẩn thô nên dùng một lần trong cả quá trình gia công.

Các yêu cầu lập quy trình công nghệ

- Quy trình công nghệ gia công phải hợp lý, để rút ngắn thời gian phục vụ và thời gian gia công đảm bảo năng suất và hiệu quả kinh tế cao Đồng thời việc sắp xếp các

62 nguyên công hợp lý sẽ tránh được hiện tượng gia công cả những phôi phế phẩm ở nguyên công trước.

Khi lập thứ tự các nguyên công cần căn cứ vào:

- Căn cứ vào độ chính xác yêu cầu, độ nhám bề mặt để chọn phương pháp gia công lần cuối cho hợp lý.

- Cần chú ý tới các nguyên công khó gia công, dễ gây phế phẩm và nên đưa các nguyên công này lên đầu quy trình công nghệ.

- Sau những nguyên công đó nên bố trí các nguyên công kiểm tra trung gian để loại trừ phế phẩm.

- Cần chú ý tới các nguyên công dễ gây biến dạng nhiều (nguyên công nhiệt luyện…) để từ đó có biện pháp làm giảm biến dạng.

Quy trình công nghệ chế tạo trục quạt

Do chi tiết gia công đơn chiếc với điều kiện sản xuất thực tế ta chọn phôi thép thanh với kích thước như hình 4.1 Vật liệu phôi thép C45

4.4.2 Thông số kĩ thuật của ống C45

Bảng 4.1: Thành phần và đặc tính của thép C45

%C %Si %Mn %S %P %Ni %Cr HRC σb 40 Mpa; σch `0Mpa b (Mp a) σb 40 Mpa; σch `0Mpa c (Mp a)

- NC1: Phay mặt đầu, khoan lỗ tâm - NC2:Tiện các bậc trục phải , tiện ren và vát mép - NC3: Tiện các bậc trục trái và vát mép

- NC4: Phay then - NC5: Nhiệt luyện - NC6: Mài các bậc trục ∅20, ∅25 - NC7: Kiểm tra

 Nguyên công 1 Phay mặt đầu, khoan lỗ tâm a Sơ đồ gá đặt nguyên công:

Hình 4 2 Gá đặt nguyên công 1

- Định vị: Chi tiết được gá trên 2 khối V ngắn ở mặt ngoài để hạn chế 4 bậc tự do và chốt tỳ phụ vào mặt cạnh để hạn chế 1 bậc tự do tịnh tiến

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp gài

- Bước 1: Phay mặt đầu - Bước 2: Khoan tâm c Chọn máy công nghệ:

- Máy phay và khoan tâm bán tự động: MP71M d Chọn dụng cụ đo: Thước cặp

Bảng 4.2: Thông số máy phay và khoan tâm bán tự động MP71M [10] Đường kính gia công 25-125 mm

Chiều dài chi tiết gia công 200-500 mm

Giới hạn chạy dao của dao phay 20-400 m/ph Số cấp tốc độ của dao phay 125-712 vòng/phút

Số cấp tốc độ của dao khoan 6

Giới hạn số vòng quay của dao khoan 20-300 mm/ph

Công suất động cơ phay-khoan 2.2.7.5 KW e Chọn dụng cụ cắt:

- Dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng T15K6 (15% cacbit titan, 6% coban, dùng đề gia công tinh hoặc bán tinh thép cacbon và thép không rỉ)

- Tra bảng 4-95 [2], chọn dao mặt đầu có thông số:

Bảng 4.3: Thông số của dao phay mặt đầu [10]

- Dao khoan tâm đuôi trụ làm bằng vật liệu P18, tra bảng 4-40[2] ta có thông số dao:

Bảng 4.4: Thông số của dao khoan tâm [10] d(mm) D(mm) L(mm) l(mm)

 Nguyên công 2 Tiện các bậc trục phải , tiện ren và vát mép a Sơ đồ gá đặt nguyên công:

- Định vị: Chi tiết được gá bằng 2 mũi chống tâm hạn chế 5 bậc tự do.

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng 2 mũi chống tâm, có sử dụng tốc kẹp ở 1 đầu. b Các bước công nghệ:

- Bước 1: Tiện thô bề mặt ∅25 - Bước 2: Tiện tinh bề mặt ∅25 - Bước 3: Tiện thô bề mặt ∅22 - Bước 4: Tiện tinh bề mặt ∅22 - Bước 5: Tiện thô bề mặt ∅18 - Bước 6: Tiện ren M18 - Bước 7: Tiện vát mép c Chọn máy công nghệ:

Bảng 4.5: Thông số của máy tiện T620 [10] Đường kính gia công lớn nhất Dmax = 400 mm

Khoảng cách giữa 2 mũi tâm 1400 mm

Số cấp tốc độ trục chính 23

Giới hạn vòng quay trục chính 25 – 2000 vòng/ph

Công suất động cơ 10 W d Chọn dụng cụ đo: Thước cặp, calip ren

- Với các bước tiện bề mặt: chọn dao tiện ngoài thân cong (trái) có góc nghiêng chính 90 o gắn mảnh hợp kim cứng, Vật liệu T15K6 (15% cacbit titan, 6% coban, dùng đề gia công tinh hoặc bán tinh thép cacbon và thép không rỉ) Tra bảng 4-6 [10] Chọn dao có thông số:

Bảng 4.6: Thông số của dao tiện ngoài thân cong [10] b (mm) h (mm) L (mm) n (mm) m (mm) r (mm)

- Với bước tiện ren: chọn dao tiện rãnh thông thường + Tra bảng 4-12[10-Sổ tay CNCTMT1], chọn dao có thông số:

Bảng 4.7: Thông số của dao tiện ren [10]

B (mm) H (mm) L (mm) l (mm) p (mm)

- Với bước tiện vát mép: chọn dao tiện vát mép trái có gắn mảnh hợp kim cứng.

Bảng 4.8: Thông số của dao tiện vát mép [10] b (mm) h (mm) L (mm) n (mm) m (mm)  ( 0 )

 Nguyên công 3 Tiện các bậc trục trái và vát mép a Sơ đồ gá đặt nguyên công:

- Định vị: Chi tiết được gá bằng 2 mũi chống tâm hạn chế 5 bậc tự do.

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng 2 mũi chống tâm, có sử dụng tốc kẹp ở 1 đầu. b Các bước công nghệ:

- Bước 1: Tiện thô bề mặt ∅30 - Bước 2: Tiện thô bề mặt ∅25 - Bước 3: Tiện tinh bề mặt ∅25 - Bước 4: Tiện thô bề mặt ∅20 - Bước 5: Tiện tinh bề mặt ∅20 - Bước 6: Tiện vát mép c Chọn máy công nghệ:

- Chọn máy tiện T620 d Chọn dụng cụ đo: Thước cặp e Chọn dao:

- Với các bước tiện bề mặt: chọn dao tiện ngoài thân cong (trái) có góc nghiêng chính 90 o gắn mảnh hợp kim cứng, Vật liệu T15K6

- Với bước tiện vát mép: chọn dao tiện vát mép trái có gắn mảnh hợp kim cứng.

 Nguyên công 4 Phay then a Sơ đồ gá đặt nguyên công:

- Định vị: Chi tiết được gá bằng 2 khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự do , mặt vai khối V hạn chế 1 bậc tự do

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp gài b Các bước công nghệ:

- Bước 1: Phay rãnh then c Chọn máy công nghệ:

+ Tra bảng 9-39 [10], ta được thông số máy:

Bảng 4.9: Thông số của máy phay 6H12 [10]

Kích thước bàn máy 320x1250 mm

Hành trình dọc bàn máy 700 mm

Hành trình ngang bàn máy 260 mm

Hành trình lên xuống bàn máy 370 mm

Số cấp tốc độ trục chính 12 cấp

Số vòng quay trục chính 30-1500 vòng/phút

Công suất động cơ 1,7 Kw d Chọn dụng đo: Thước cặp e Chọn dụng cụ cắt:

- Chọn dao phay thép gió P6M5 Tra bảng 4-65 [10] ta được kích thước dao như sau:

Bảng 4.10: Thông số của dao phay ngón đuôi trụ [10] d (mm) L (mm) l (mm) z (răng)

Trong quá trình làm việc chi tiết chịu uốn và xoắn, trang thái ứng xuất này phân bố theo quy luật giảm dần từ bên ngoài vào bên trong lõi chi tiết, do đó đòi hỏi độ cứng và độ bền cao Bề mặt cần độ cứng cao để chịu mài mòn, lớp bên trong cần độ dẻo dai để chịu uốn và va đập Bên cạnh đó, căn cứ vào vật liệu chế tạo, hình dáng chi tiết, ta chọn biện pháp nhiệt luyện là tôi và ram cao Lớp chiều dày được tôi là 2mm.

Mục đích: Nâng cao độ cứng và tính chịu mài mòn của thép, nâng cao độ bền tăng khả năng chịu tải của chi tiết.

Hình 4 6 Sơ đồ nhiệt luyện

 Nguyên công 6 Mài các bậc trục ∅20, ∅25 a Sơ đồ gá đặt nguyên công:

- Định vị và kẹp chặt :Chi tiết được định vị và kẹp chặt bằng 2 mũi chống tâm hạn chế 5 bậc tự do, có sử dụng tốc kẹp ở 1 đầu. b Các bước công nghệ:

- Bước 1: Mài cổ trục ỉ25 trỏi - Bước 2: Mài cổ trục ỉ25 phải - Bước 3: Mài cổ trục ỉ20 c Chọn máy công nghệ:

- Chọn máy mài tròn 3A130 + Tra bảng 9.49 [10], ta có thông số máy:

Bảng 4.11: Thông số của máy mài tròn 3A130 [10] Đường kính gia công lớn nhất 280 mm

Chiều dài gia công lớn nhất 630 mm Đường kính đá mài lớn nhất 350 mm

Tốc độ đá mài 1880 v/ph

Phạm vi bước tiến bàn máy 0,1-6 m/ph

Số cấp tốc độ của mâm cặp ụ trước Vô cấp

Phạm vi tốc độ măm cặp ụ trước 50-400 v/ph

Công suất động cơ 4 KW

Kích thước phủ bì của máy 2650x1750x1750 mm d Chọn dụng cụ cắt:

- Mài cổ trục ỉ25 chọn đỏ mài enbo kớ hiệu 1A1-1, tra bảng 4-172 [10], ta cú kớch thước như sau:

Bảng 4.12: Thông số của đá mài enbo [10]

+ Chất kết dính kêramit, độ cứng CT1, độ hạt ЛM5 (bột mài mịn, kích thước hạt mài 5àm). e Chọn dụng cụ đo: Máy đo nhám.

Hình 4.8 Gá đặt nguyên công 7

- Kiểm tra độ đồng tâm của hai bậc trục lắp ổ lăn so với đường tâm A

Tính toán chế độ cắt gọt cho các nguyên công cụ thể

- Kích thước cần đạt được L$4 mm + Chiều sâu cắt: Phay mặt đầu với chiều sâu phay t = 2,5 mm + Lượng chạy dao S:

Tra bảng 5-125 [4], chọn Sz = 0,13 (mm/răng) S = Sz Z = 0,13.8 = 1,04 (mm/vòng) + Tốc độ cắt V:

Tra bảng 5-126 [4], chọn Vb = 300 (m/phút) - Các hệ số điều chỉnh:

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công: tra bảng 5-3 [10], k1 = 0,9

Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt: tra bảng 5-5 [10], k2 = 0,8 Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền dao: tra bảng 5-7 [10], k3 = 1 Như vậy tốc độ tính toán là Vt= Vb.k1.k2.k3 = 300.0,9.0,8.1 = 216 (m/phút) + Số vòng quay của trục chính theo tính toán là: nt 1000.216

  (vòng/ph) Theo máy ta chọn 712 vòng/phút.

+ Tốc độ cắt thực tế là : V tt =D π n

1000 "3,6 (m/ph) + Lực cắt: công thức [10] x y u

  z t 2,5 mm ; S 0,13; B 50(mm); Z 8; D 100(mm); n 712(vg / ph)   

Bảng 4.13: Trị số của Cp và các số mũ [10]

< Nmax = 7,5 kW + Thời gian thực hiện nguyên công: Tra bảng 4.26 [HD thiết kế đồ án CNCTM]

Kớch thước cần đạt được: lỗ tõm ỉ3 sõu l = 4 mm

+ Chiều sâu cắt: t = d 2 = 3 2 =1,5 (mm) + Lượng chạy dao S: Tra bảng 5-87 [10] ta được S = 0,06 (mm/vòng) + Tốc độ cắt V:

Tốc độ cắt khi khoan:

Bảng 4.14: Trị số của Cv và các số mũ [10]

T S 60 0,06 + Số vòng quay của trục chính theo tính toán là: n00.V π.D.2 00 23 π.3 2 20(vg/ph) Theo máy chọn n = 1250 (vg/ph)

+ Tốc độ cắt thực tế là:

+ Momen xoắn Mx: Tra bảng 5-32 [10], CM = 0,0345; q = 2; y = 0,8 q y 2 0,8

+ Thời gian thực hiện nguyên công:

L-Chiều dài gia công ( L= 4 mm) , i=1

4.5.2 Nguyên công 2: Tiện các bậc trục phải, tiện ren và vát mép Bước 1: Tiện thô bề mặt ∅25

- Chiều sâu cắt t = 2,15 mm (số lần cắt i=2) - Lượng chạy dao thô S = 0,23 mm/vòng (Bảng 5-61/ trang 53/ [10])

Chọn theo máy: Sm = 0,23 mm/vòng.

- Tốc độ cắt Vb = 140 m/phút (Bảng 5-65 [10])- Các hệ số điều chỉnh: (Bảng 5-65 [10])

+ Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính K1 = 0,72, vì chọn dao có góc nghiêng chính là 90 o

+ Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao K2 = 1 Vì tuổi bền dao chọn 60 phút

+ Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi K3 = 0,8

+ Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng của dao K4 = 0,83 Vì chọn mác hợp kim cứng

- Vậy tốc độ tính toán Vt = Vb K1.K2 K3.K4 = 140.0,72.0,8.0,83= 66,93 m/phút.

- Số vòng quay tính toán: nt =1000 V t πD = 1000.66,93 3,14.26,4 = 807 vòng/phút Chọn theo máy: nm = 800 vòng/phút

Như vậy, tốc độ cắt thực tế là:

1000 = 66 m/phút Lượng chạy dao phút:

- Công suất cắt khi tiện thô: Với chi tiết là gang xám có độ cứng 200HB, dùng dao gắn mảnh hợp kim cứng, theo Bảng 5-69 [10], ta có công suất cắt là Nc = 2 kW

So sánh Nc = 2 kW < Nm = 7.0,75 = 5,25 kW (Thỏa điều kiện làm việc)

* Tính thời gian gia công khi tiện thô

- Thời gian cơ bản: To = L+ L S 1 + L 2 ph

Chiều dài bề mặt gia công L = 118(mm) Khoảng tiến vào của dao L1 = 2 mm Khoảng thoát dao vào của dao L2 = 2 mm

Bước 2: Tiện tinh bề mặt ∅25

- Chiều sâu cắt t = 0,5 mm - Lượng chạy dao S = 0,15 mm/vòng (Bảng 5-62/ trang 54[10])

Chọn lượng chạy dao theo máy: Sm = 0,15 mm/vòng.

- Tốc độ cắt Vb = 177 m/phút (Bảng 5-65 [10]) - Các hệ số điều chỉnh: (Bảng 5-65 [10])

+ Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính K1 = 0,72.

- Vậy tốc độ tính toán Vt = Vb K1.K2 K3.K4 = 177.0,72.0,8.0,83 = 84,62 m/phút.

- Số vòng quay tính toán: nt =1000 V t πD = 1000.84,62 3,14.25,4 = 1061 vòng/phút Chọn số vòng quay theo máy: nm = 1000 vòng/phút

Sph = S.n = 0,15.1000 = 150 mm/phút - Công suất cắt khi tiện tinh: Công suất cắt nhỏ nên có thể bỏ qua.

* Tính thời gian gia công khi tiện tinh

Chiều dài bề mặt gia công L = 118 (mm) Khoảng tiến vào của dao L1 = 2 mm Khoảng thoát dao vào của dao L2 = 2 mm

Bước 3: Tiện thô bề mặt ∅22

- Chiều sâu cắt t =1 mm - Lượng chạy dao thô S = 0,23 mm/vòng (Bảng 5-61/ trang 53/ [10])

- Số vòng quay tính toán: nt =1000 V t πD = 1000.66,93 3,14.23,4 = 910 vòng/phút Chọn theo máy: nm = 1000vòng/phút

- Công suất cắt khi tiện thô: Với chi tiết là gang xám có độ cứng 200HB, dùng dao gắn mảnh hợp kim cứng, theo Bảng 5-69 [10, ta có công suất cắt là Nc = 2,4 kW

So sánh Nc = 2,4 kW < Nm = 7.0,75 = 5,25 kW (Thỏa điều kiện làm việc)

- Thời gian cơ bản: To = L+ L 1 + L 2

- Lượng chạy dao S = 0,15 mm/vòng (Bảng 5-62/ trang 54[10]) Chọn lượng chạy dao theo máy: Sm = 0,15 mm/vòng.

- Vậy tốc độ tính toán Vt = Vb K1.K2 K3.K4 = 177.0,72.0,8.0,83 = 84,62 m/phút.

Sph = S.n = 0,15.1250 = 187,5 mm/phút - Công suất cắt khi tiện tinh: Công suất cắt nhỏ nên có thể bỏ qua.

- Lượng chạy dao thô S = 0,23 mm/vòng (Bảng 5-61/ trang 53/ [10]) Chọn theo máy: Sm = 0,23 mm/vòng.

- Số vòng quay tính toán: nt =1000 V t πD = 1000.66,93 3,14.18 = 1184 vòng/phút Chọn theo máy: nm = 1250vòng/phút

- Công suất cắt khi tiện thô: Với chi tiết là gang xám có độ cứng 200HB, dùng dao gắn mảnh hợp kim cứng, theo Bảng 5-69 [10], ta có công suất cắt là Nc = 3,2 kW

- Bước ren: p = 1,5 (mm) - Tốc độ cắt Vb = 15 m/phút (Bảng 5-190 [10]) - Các hệ số điều chỉnh: (Bảng 5-188 [10] ) + Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công: K1 = 1,1

- Vậy tốc độ tính toán Vt = Vb K1= 15.1,1 = 16,5 m/phút.

- Số vòng quay tính toán: nt =1000 V t πD = 1000.16,5 3,14.18 = 291 vòng/phút Chọn theo máy: nm = 315 vòng/phút

* Tính thời gian gia công

 Chiều dài bề mặt gia công L = 19 (mm)

 Khoảng tiến vào của dao L1 = 2 (mm)

Khi vát mép vì chiều sâu cắt và thời gian gia công nhỏ nên ta chọn:

- Lượng chạy dao: S = bằng tay - Số vòng quay theo máy: nm = 310 vòng/phút (Chọn theo bước gia công trước nó) Thời gian gia công cho To = 0,01 phút

4.5.3 Nguyên công 3: Tiện các bậc trục trái và vát mép Bước 1: Tiện thô bề mặt ∅30

- Chiều sâu cắt: t = 2,5 mm - Lượng chạy dao thô S = 0,25 mm/vòng (Bảng 5-61/ trang 53/ [10]) Chọn theo máy: S = 0,23 mm/vòng.

+ Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi K3 = 1

+ Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng của dao K4 = 0,83 Vì chọn mác hợp kim cứng BK8

- Vậy tốc độ tính toán Vt = Vb.K1.K2.K3.K4 = 140.0,72.1.1.0,83 = 83,6 m/phút.

- Số vòng quay tính toán: nt =1000 V t πD = 1000.83,6 3,14.30 = 887 vòng/phút Chọn theo máy: nm = 800 vòng/phút

Chiều dài bề mặt gia côngL = 126(mm) Khoảng tiến vào của dao L1 = 2 mm Khoảng thoát dao vào của dao L2 = 2 mm

- Chiều sâu cắt t = 1,8 mm (số lần cắt i=2) - Lượng chạy dao thô S = 0,23 mm/vòng (Bảng 5-61/ trang 53/ [10])

- Vậy tốc độ tính toán Vt = Vb.K1.K2.K3.K4 = 140.0,72.0,8.0,83= 66,93 m/phút.

Chiều dài bề mặt gia công L = 64 (mm)

Khoảng tiến vào của dao L1 = 2 mm Khoảng thoát dao vào của dao L2 = 2 mm

- Vậy tốc độ tính toán Vt = Vb K1.K2.K3.K4 = 177.0,72.0,8.0,83 = 84,62 m/phút.

Sph = S.n = 0,15.1000 = 150 mm/phút - Công suất cắt khi tiện tinh: Công suất cắt nhỏ nên có thể bỏ qua.

Chiều dài bề mặt gia công L = 64 (mm)

Khoảng tiến vào của dao L1 = 2 mm Khoảng thoát dao vào của dao L2 = 2 mm

- Chiều sâu cắt t = 2 mm ( số lần cắt i=2) - Lượng chạy dao thô S = 0,23 mm/vòng (Bảng 5-61/ trang 53/ [10])

- Vậy tốc độ tính toán Vt = Vb.K1.K2.K3.K4 = 140.0,72.0,8.0,83= 66,93 m/phút.

1000 = 67m/phút Lượng chạy dao phút:

- Công suất cắt khi tiện thô: Với chi tiết là gang xám có độ cứng 200HB, dùng dao gắn mảnh hợp kim cứng, theo Bảng 5-69 [10], ta có công suất cắt là Nc = 2,4 kW

- Vậy tốc độ tính toán Vt = Vb.K1.K2.K3.K4 = 177.0,72.0,8.0,83 = 84,62 m/phút.

Sph = S.n = 0,15.1250 = 187,5 mm/phút - Công suất cắt khi tiện tinh: Công suất cắt nhỏ nên có thể bỏ qua.

Khi vát mép vì chiều sâu cắt và thời gian gia công nhỏ nên ta chọn:

- Lượng chạy dao: S = bằng tay - Số vòng quay theo máy: nm = 1250 vòng/phút (Chọn theo bước gia công trước nó) Thời gian gia công cho To = 0,01 phút

Kích thước cần đạt được: rãnh then có chiều rộng 6 (mm), chiều dài 15 mm sâu 2,5 mm.

+ Chiều sâu cắt: chiều sâu phay t = 2,5 mm + Lượng chạy dao S:

Tra bảng 5-135 [10], chọn Sz = 0,02 (mm/răng)

S S z   (mm/vòng) + Tốc độ cắt V:

T t S B Z Tra bảng 5-39 [10], ta được các hệ số:

Bảng 4.15: Trị số Cv và các số mũ [10]

53 0,25 0,3 0,2 0,2 0,1 0,2 Tra bảng 5-40 [4] ta được T k v  k MV k k nv uv Trong đó:

- kMV:hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công Tra bảng 5.1 [10] ta có k MV =k n ( 750 σ b ) =1 ( 1000 750 ) =0,75 - σ B : giới hạn bền của vật liệu gia công σ B = 750 MPa

- knv: hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôi Tra bảng 5.5 [10] ta được knv

=0,8 - kuv: hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt Tra bảng 5.6 [10] ta được kuv = 1

80 0,2 2 ,5 0,3 0,02 0,2 6 0,2 4 0,1 0, 75.1.0,8! (m/phút) + Số vòng quay của trục chính theo tính toán là: ntt = 1000.21 π 6 14(vòng/ph) Theo máy ta chọn 1180 vòng/phút.

+ Tốc độ cắt thực tế là: V tt = D π n 1000 0 π.712

(m/ ph) + Thời gian thực hiện nguyên công phay then [1]

- L: chiều dài bề mặt gia công; L = 15 (mm) - L1: chiều dài ăn dao, L1 = 1÷2 (mm) Chọn L1 = 2 (mm) - i: số lát cắt, i = 2

- Sd: lượng chạy dao phút dọc trục chi tiết Sd = 12 (mm/ph) Vậy thời gian gia công là:

4.5.5 Nguyên công 5: Nhiệt luyện a Chọn phương pháp nhiệt luyện

Trong quá trình làm việc chi tiết chịu uốn và xoắn, trang thái ứng xuất này phân bố theo quy luật giảm dần từ bên ngoài vào bên trong lõi chi tiết, do đó đòi hỏi độ cứng và độ bền cao Bề mặt cần độ cứng cao để chịu mài mòn, lớp bên trong cần độ dẻo dai để chịu uốn và va đập Bên cạnh đó, căn cứ vào vật liệu chế tạo, hình dáng chi tiết, ta chọn biện pháp nhiệt luyện là tôi và ram cao Lớp chiều dày được tôi là 2mm.

Mục đích: Nâng cao độ cứng và tính chịu mài mòn của thép, nâng cao độ bền tăng khả năng chịu tải của chi tiết. b Phương pháp tiến hành

- Bước 1: Làm sạch bề mặt chi tiết, tránh tạp chất bề mặt

- Bước 2: Tiến hành nung chi tiết bằng dòng điện cao tần từ 10.000-100.000 Hz, quá trình này sẽ làm Peclit biến đổi thành Austenis

Xác định nhiệt độ nung: Tnung = Ac3 + (30 ÷ 50) 0 C Ac3 = 800 0 C, vậy Tnung = 800 + (30 ÷ 50) 0 C = 830 ÷ 860 0 C - Bước 3: Tính thời gian nung

Thời gian nung được tính bằng công thức

Trong đó: t 0 = 830 0 C Vn = vận tốc nung = 200 0 C/h

- Bước 4: Duy trì nhiệt độ nung trong khoảng từ 830 0 C Nhằm mục đích hoàn thành sự chuyển biến pha và san bằng nồng độ trong toàn thể tích chi tiết. giunhiet n

- Bước 5: Làm nguội trong dầu

- Bước 6: Sau khi tôi, ta ram chi tiết ở nhiệt độ 400 o C Thời gian ram không được ít hơn 3 tiếng để ổn định tổ chức tế vi chi tiết Chọn thời gian giữ nhiệt là 1 h, thời gian gia tăng nhiệt đến 400 o C là 3,6h Sau đó làm nguội ngoài không khí Sau khi nhiệt luyện cần nắn chỉnh lại lỗ tâm.

4.5.6 Nguyên công 6: Mài các bậc trục ∅20, ∅25 Bước 1: Mài cổ trục ỉ25 trỏi

Kớch thước cần đạt: ỉ25 Tra bảng 5-55 [10], chọn Vph5 (m/ph) Lượng dư khi mài: h=0,2(mm)

S= 0,2 B= 0,2.30= 6 (mm/ph) + Chiều sâu mài: tra bảng 5-55 [10], t=0,01(mm) + Số vòng quay đá mài: n80 (v/ph)

1000.60 1000.60 Số vòng quay của chi tiết: tra bảng 5-204 [10], n %0 (v/ph) ct ct ct π.d.n π.25.250

Số vòng quay của chi tiết: tra bảng 5-204 [10], n %0 (m/ph); ct Sct=2,73(m/ph)

Ta có lượng chạy dao ngang chi tiết: Sct=Sctb =2,73.0,8.0,63=1,4(mm/ph)k k1 2 Trong đó:

 k1: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào đường kính đá mài và vật liệu gia công

 k2: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào lượng dư và độ chính xác gia công Tra bảng 5-203[10] ta được k2=1

Bước 2: Mài cổ trục ỉ25 phải

Kớch thước cần đạt: ỉ25 Tra bảng 5-55 [10], chọn Vph5 (m/ph) Lượng dư khi mài: h=0,2(mm)

Kớch thước cần đạt: ỉ20Tra bảng 5-55 [10], chọn Vph5 (m/ph)

Lượng dư khi mài: h=0,2(mm)

Bảng Dụng cụ kiểm tra Đồng hồ so

Hình 4.9 Đồ gá kiểm tra

- Cho mũi đồng hồ so tiếp xúc với mặt đầu của chi tiết, xoay mặt đồng hồ để cho kim đồng hồ trở về vị trí 0.

- Kiểm tra độ không đồng tâm giữa các bậc trục so với đường tâm lỗ bằng cách rà đồng hồ so trên bề mặt bậc trục cần kiểm tra giá trị trên đồng hồ so chính là giá trị độ không đồng tâm

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ AN TOÀN MÁY

Chuẩn bị máy Kiểm tra tình trạng an toàn của máy trước khi làm việc

+ Kiểm tra toàn bộ các chi tiết máy móc, bộ truyền đai buồng nghiền buồng hút Kiểm tra xem có dị vật bên trong buồng máy không

+ Kiểm tra động cơ điện, dây điện nguồn xem xét kỹ càng và cẩn thận.

+ Trước khi vận hành phải hiểu rõ cơ chế hoạt động– vận hành máy móc, thiết bị. Đồng thời biết cách dừng máy nhanh chóng, khẩn cấp khi có sự cố xảy ra.

+ Trước khi vận hành cần kiểm tra thiết bị an toàn, vị trí đứng và phải chú ý quan sát người xung quanh

+ Kiểm tra lưới sàng có bị tắc nghẽn hay di vật không , tiến hành loại bỏ làm sạch + Kiểm tra độ kín khít nắp buồng nghiền

+ Kiểm tra quạt hút có dị vật không tiến hành làm sạch + Kiểm tra các phần sửa chữa trước có hoạt động tốt không;

+ Kiểm tra xung quanh sắp xếp vật dụng gọn gàng;

+ Ghi nhận vào sổ bảo dưỡng.

Hướng dẫn sử dụng máy

+ Sau khi kiểm tra an toàn tình trạng máy và tiến hành lắp lưới sàng phù hợp với yêu cầu kích thước thành phẩm rồi đóng nắp buồng nghiền

+ Cắm nguồn bật công tắc cho động cơ hoạt động + Chuẩn bị thiết bị hứng sản phẩm nghiền ở nếu cần thiết ở máng sả + Đưa ống hút vào lá cây khô để hút nguyên liệu vào buồng nghiền , thành phẩm được đẩy ra khỏi buồng hút

+ Quá trình nghiền hút hoàn thành

Một số quy tắc an toàn

+ Không tự ý tháo bỏ bộ phận che chắn bộ truyền đai thay đổi các bộ phận của máy;

+ Một máy chỉ cho phép 1 người vận hành;

+ Không tụ tập nói chuyện, đùa giỡn khi vận hành máy;

+ Đảm bảo buồng nghiền được đóng kín và chắc + Giữ khoảng cách an toàn giữa tay và ống hút + Sử dụng máy đúng và đầy đủ bảo hộ lao động trong suốt quá trình làm việc;

+ Chỉ vệ sinh máy khi đã tắt máy hoàn toàn và máy nguội hẳn, khi hết ca làm việc phải vệ sinh túi rác để tránh nguy cơ gây cháy;

+ Khi phát hiện bất kỳ sự cố mất an toàn phải tắt máy kiểm tra sửa chữa , thay thế.

Tiêu đề	Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo máy hút - nghiền lá cây khô
Tác giả	Ngô Minh Thái, Bùi Như Thắng
Người hướng dẫn	TS. Bùi Hệ Thống
Trường học	Đại Học Đà Nẵng
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Khí
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2024
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	101
Dung lượng	10,85 MB

Tài liệu tham khảo	Loại	Chi tiết
[6] Sổ tay Dung sai lắp ghép, TG Ninh Đức Tốn, NXB giáo dục 2005	Khác
[7] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, 1999. Thiết kế chi tiết máy. NXB Giáo dục Hà Nội	Khác
[8] Đồ Gá. NXB KHKT - Hà Nội- Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội, Phạm Văn Bổng, Nguyễn Việt Hùng, Hoàng Tiến Dũng, Nguyễn Trọng Mai, Nguyễn Văn Thiện. PGS.TS. Lê Văn Tiến, PGS.TS. Trần Văn Địch, TS. Trần Xuân Việt	Khác
[9] Võ Trần Khúc Nhã (Biên dịch), Cẩm nang cơ khí (Tập 1 và 2), Nhà xuất bản	Khác
[10] Sổ tay công nghệ chế tạo máy, tập 1,2,3. NXB KHKT - Hà Nội 2000.Nguyễn Đắc Lộc, Ninh Đức Tốn, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt	Khác
[11] Trần Minh Vượng, Nguyễn Thị Minh Thuận, 1999. Máy phục vụ chăn nuôi, NXB Giáo dục Hà Nội	Khác