THIẾT KÊ CHẾ TẠO MÁY LÀM BÚN KIỂU TRỤC VÍT

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY LÀM BÚN: Nhân dân ta vốn có kinh nghiệm làm bún, làm miến dong. đậu xanh (miến tàu) bàng quy trình công nghệ thủ công. Với công nghệ tiên tiến hơn để sản xuất các mặt hàng thực phẩm dạng sợi người ta cơ thể sử dụng hai phương pháp: cán cắt hoặc ép đùn bằng máy. Với các loại vòi phun khác nhau, máy ép đùn có thể tạo ra nhiều dạng sản phẩm: sợi thanh hoặc ống với các tiết diện ngang khác nhau. Đồng thời có thể sử dụng giải pháp cắt sợi đùn để tạo ra các hình dáng đa dạng cho sản phẩm (được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp chế biến bột mỹ của nhiều nước trên thế giới, mỳ sợi, mỳ thanh, mỳ ống, vermexel,macaroni).

LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước ta đang trong thời kỳ công nghiệp hoâ, hiện đại hoâ, vì vậy việc nghiín cứu vă chế tạo câc dđy chuyền vă thiết bị hiện đại lă một việc rất cần thiết Việc nđng cao công nghệ nhằm giải phóng sức lao động vă nđng cao năng suất, tạo điều kiện lăm cho đất nước ngăy căng giău mạnh, nđng cao mức sống của người dđn, đồng thời đuổi kịp với nền công nghiệp hiện đại của thế giới

Để thực hiện được những công việc trín, chúng ta không ngừng học hỏi mă còn phải vận dụng sâng tạo những điều đê học văo thực tế một câch

có hiệu quả Đồ ân mây công nghiệp lă một phương phâp nhằm để sinh viín lăm quen với việc thiết kế vă tìm hiểu sđu câc loại mây móc trong thực tiễn.Đđy lă cũng sự tiếp xúc mới lạ đối với sinh viín nín trong quâ trình lăm đồ

ân sẽ không trânh những sai sót Chúng em mong thầy giúp đỡ

Phần I : tổng quan.

Nhân dân ta vốn có kinh nghiệm làm bún, làm miến dong đậu xanh (miến tàu) bàng quy trình công nghệ thủ công Với công nghệ tiên tiến hơn để sản xuất các mặt hàng thực phẩm dạng sợi người ta cơ thể sử dụng hai phương pháp: cán cắt hoặc ép đùn bằng máy Với các loại vòi phun khác nhau, máy

ép đùn có thể tạo ra nhiều dạng sản phẩm: sợi thanh hoặc ống với các tiết diện ngang khác nhau Đồng thời có thể sử dụng giải pháp cắt sợi đùn để tạo

ra các hình dáng đa dạng cho sản phẩm (được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp chế biến bột mỹ của nhiều nước trên thế giới, mỳ sợi, mỳ thanh, mỳ ống, vermexel,macaroni)

Quy trình làm bún :

Dây chuyền sản xuất bún:

 Công nghệ sản xuất bún bằng dây chuyền tự động, bao gồm các khâu : Gạo → Ngâm → Xay → Ủ → Hấp hơi → Ép → Luộc.

 Dây chuyền công nghệ bao gồm:

- Máy xay gạo

- Máy đánh bột

- Máy ép

- Hệ thống luộc

- Hệ thống điện 3 pha

- Các phụ kiện máy móc khác kèm theo

Qui trình làm bún, nhìn chung khá cầu kỳ và mất nhiều thời gian, tuy về cơ bản trong mọi làng nghề, mọi gia đình điều có cách thức và qui trình tương tự:

Đây là qui trình tổng thể của máy làm bún Vì đây là một dây chuyền sản xuất nên nhóm chỉ chọn ra một khâu ép sợi để tìm hiểu và nghiên cứu máy ép.

Một số hình ảnh máy làm bún:

Cấu tạo và nguyên lý làm việc:

máy ép đùn có các bộ phận chính: phễu tiếp liệu nòng, trục vít và vòi phun Mặt trong của nòng thường nhẵn, giảm ma sát và khả năng sinh nhiệt Vòi phun được thiết kế theo yêu cầu tạo hình sản phẩm Vòi phun có thể đặt theo góc nghiêng hoặc nằm ngang để tránh biến dạng sán phẩm Trục vít quay nên đẩy và dồn nén nguyên liệu về phía vòi phun thành một khối liên tục và đồng nhất, vít sẽ tạo nên áp lực nén đẩy sản phẩm ra khỏi vòi phun ở dạng sợi dài

PHẦN II: tÝnh to¸n thiÕt kÕ m¸y Ðp trôc vÝt

I, phương án thiết kế.

Phương án I: máy đùn kiểu bánh răng thanh răng.

1: động cơ 5: thanh răng

2.2 Phân tích lựa chọn phương án thiết kế:

Phương án 1:

Phù hợp với mô hình sản xuất truyền thống, tuy nhiên máy có nhược điểm như sau 1 hành trình ép là 1 hành trình chạy không vì vậy năng suất thấp Phương án 2:

có trục ép bằng vít tải do đó cơ cấu đơn giản, chiếm ít không gian, số lượng

ổ bi và chi tiết chịu mài mòn không nhiều, nên dễ dàng cho việc vận hành vàthao tác, giá thành của vít tải thấp Mặt khác do vít tải thực hiện quá trình ép liên tục hành trình chạy không ít nên năng suất hoạt động cao

Tuy nhiên máy có nhược điểm là: sau mỗi ca, nguyên liệu còn đọng nhiều trong máy Lỗ phun càng nhỏ càng khó làm vệ sinh sau mỗi ca sản xuất.Chọn phương án thiết kế:

Qua phân tích các phương án thiết kế nhóm quyết định chọn phương án 2 với nhiều ưu điểm cũng như phù hợp với mô hình sản xuất hiện đại hơn

II, Tính toán trục vít tải :

1 chọn loại vít :

- có nhiều loại trục vít với các loại cánh xoắn khác nhau Vì vậy tùy thuộc vào mục đích sử dụng để vận chuyển các loại vật liệu khác nhau mà tachọn loại truc vít phù hợp

- dựa vào tính chất vật liệu vận chuyển là dạng vật liệu có dạng bột hạt nhỏ Và yêu cầu của máy ép phải đảm bảo tạo được áp suất đủ lớn để ép bột ta chọn vít có cánh xoắn liền trục

- trong trường hợp vận chuyển vật liệu dính ẩm người ta thường sử dụng vít có hai rảnh xoắn hay còn gọi là vít kép.

Đường kính trong của vít

d (T/m3)mm).

Khe hở hướng tâm với máng vít

λ (T/m3)mm).

Bề dày vít (T/m3)mm).

Hệ số chứa φ.

Máy ép cần thiết kế công suất 100 kg/h: Q = 0.1 (tấn / h)

D = 3

4 , 0 1 ,

Q



 Với:

d = (0,2 ữ 0,4) D = 0,4.80 = 32 mm

chọn: d = 35 mm

 Bớc xoắn của trục vít: s

-do thực hiện quá trình ép, để tăng áp suất ép tại đầu ép qua mỗi bớc vít và giảm đợc chiều dài làm việc của trục vít, ta chọn bớc vít giảm dần từ đầu cửa nạp liệu đến đầu ra sản phẩm Bớc vít ở trên trụcvừa làm chức năng vận chuyển vật liệu vừa nén ép vật liệu và đảm bảo vật liệu đợc đùn đi một cách liên tục thì góc nâng của vít phải nhỏ hơn góc ma sát của vật liệu với trục vít

- Khi trục vít làm việc do độ nghiêng của vành nên nó có khả năng

đẩy vật liệu dọc trục, tạo ra áp suất trên vật liệu, và áp suất tạo ra saumỗi bớc vít thì đợc xác định bằng công thức sau:

Pkz = Pđ k1.k2 .ki kz (I-1) Trong đó:

+ Pđ : là áp suất đầu vào của bớc vít thứ nhất, kể từ cửa nạp liệu.Thờng có Pđ = 1 KG/cm2

+ Pkz : là áp suất đầu ra của bớc vít thứ z kể từ cửa tiếp liệu của máy KG/cm2 để bỳn được ộp ra thành sợi ở khuụn ộp yờu cầu ỏp lực ộp cúgiỏ trị khoảng 50 KG/cm2

Nghĩa là :

i d

i k i

+ Pđi : là áp suất vào của bớc vít thứ i

Hệ số tăng áp ki phụ thuộc vào tính chất của vật liệu và cấu tạo củatrục vít

Trong thực tế ngời ta đã xác định đợc k phụ thuộc vào hệ số cung cấp thểtích nh sau :

Vậy để có đợc áp Pmax = 50 KG/cm2 ở tại đầu ép với áp suất đầu vào Pđ =1KG/cm2, thì chọn các hệ số tăng áp từ k1 đến k6 theo chiều giảm dần của thểtớch như sau:

k1 = 1,5 ; k2 = 1,5 ; k3 = 1,7

k4 = 2,2 ; k5 = 2,35 ; k6 = 2,46

Pmax = Pđ k1 k2 k3 k4 k5 k6 = 1 x 1,5 x 1,5 x 1,7 x 2,2 x 2,35 x 2,46=48,6

Vậy ứng với giỏ trị các hệ số tăng áp từ k1 đến k6 ta cú được hệ số cungcấp thể tớch cho từng bước vớt như sau:

100

+ S2 = .00,,95

14 14 , 3

100

+ S3 = .00,,58

14 14 , 3

100

+ S4 = .00,,57

14 14 , 3

100

+ S5 =

5 , 0

6 , 0 14 14 , 3 100

+ S6 = .00,,55

14 14 , 3

+ Fms : lùc ma s¸t N

+ R : b¸n kÝnh trong trôc vÝt m

Fms = Pmax.f.F N+ pmax : ¸p suÊt lín nhÊt trong t¸c dông lªn khu«n MN/m2

pmax = 6 MN/m2

+ f : hÖ sè ma s¸t

Đối với vật liệu dạng bột ẩm: f = 0,35

+ F : diện tích phần lực tác dụng lên khuôn ép cm

 Lực dọc trục tác dụng lên vít tải:

Lực dọc trục trong vít đợc xác định theo công thức:

  



tg R

γ: góc ma sát giữa vật liệu vận chuyển và cánh vít:

tgγ = f với f hệ số ma sát với vật liệu dạng bột ẩm f = 0.35 vậy γ = 20 ͦ

   



20 10 028

+ N : công suất cần thiểt trên trục vít : kw

+ n : số vòng quay của trục vít : vòng/phút

Vậy : N =

9730

.n

x M

kwThay trị số : N = (118.110)/ 9730 = 1,2 kw

Công suất của động cơ điện xác định theo công thức sau :

Nđ/c =



N

kwTrong đó:

 - hiệu suất chung dẫn động của toàn bộ hệ thống :

1: hiệu suất bộ truyền bỏnh răng trụ: 0,98

2: hiệu suất một cặp ổ lăn: 0,995

3: hiệu suất khớp nối : 1

4: hiệu suất bộ truyền đai: 0.96

Nđ/c = 1.2/ 0.885 = 1.4 ( kw )chọn động cơ điện ĐK 41- 4, 1,7 kw ; 1420 vòng/phút

2 - Hộp giảm tốc

Ta chọn hộp giảm tốc đi kốm với động cơ:

Hộp giảm tốc là cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có tỉ số truyềnkhông đổi và đợc dùng để giảm vận tốc góc và tăng mômen xoắn Một loạicơ cấu tơng tự nhng đợc dùng để tăng vận tốc góc và giảm mômen xoắn đợcgọi là hộp tăng tốc.

Tuy nhiên hiện nay có một số loại hộp giảm tốc có khả năng thay đổi

tỷ số truyền chúng đợc thiết kế có dạng gần giống hộp số của các xe máy và

ôtô nhng loại này rất ít đợc sử dụng và có giá thành cao do khó chế tạo nên ítthấy sử dụng Chúng chủ yếu sử dụng cho một số máy móc đặc biệt bắt buộcphải có khả năng thay đổi tỷ số truyền

Hiện nay trên thị trờng có rất nhiều hộp giảm tốc đã đợc chế tạo sẵnvới nhiều tỷ số truyền để lựa chọn ở đây ta chọn hộp giảm tốc bánh răng trụmột cấp có kết cấu đứng nh sử dụng bánh răng nghiêng có tỷ số truyền quy

định nhỏ hơn hoặc bằng tám ta chọn có tỷ số truyền u = 7 Sau đó nếu tỷ sốtruyền cần thay đổi ta sẽ sử dụng bộ truyền đai

Trích trong sách “hớng dẫn thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập một”

Tính bộ truyền đai hình thang

= 8.2 m/s thỏa món

Từ d1 sẽ tính đợc d2 đờng kính bánh đai lớn theo công thức sau :

d2 = d1u(1 - ) mmTrong đó :

+ u : tỷ số truyền của đai u = 1.8

+  = 0,01- 0,02 hệ số trợt  = 0,02

d2 = 110.1,8.(1 - 0,02) = 194 mmTheo tiêu chuẩn về đờng kính bánh đai chọn d2 = 200 mm

2- chọn sơ bộ khoảng cách trục A:

Khoảng cỏch trục được chọn theo điều kiện:

0,55(D1+D2) + h ≤ Asb ≤ 2 ( D1+D2 )

Theo bảng ta chọn Asb= 1,2 D2= 1,2 x 200 = 240 mm

3), xỏc định chớnh xỏc chiều dài đai L và khoảng cỏch trục A:

Tớnh chiều dài sơ bộ :

Từ giá trị Lsb chọn chính xác L theo tiêu chuẩn: chọn L = 1000 mm

Kiểm tra số vòng chạy của đai:

1

)) 1 2

( 2

D D

( 8 200

110 14 3

o

A

D D

120 57

góc ôm )

5.số đai cần thiết (T/m3)z)

v t o

p

1000

Trong đó

N: công suất bánh đai chủ động: N= 1,7 kw

F:diện tích tiết diện đai(mm2): đai thang loại tiết diện A:

F=(12+11).8/2= 92 mm2

po,C t,C,C vlà các hệ số phụ thuộc góc ôm tra bảng:

95 0 1 6 0 92 61 , 1

2

.

8

7 , 1 1000

Chiều rông bánh đai:B=(Z-1)t +2S

Tra bảng với loại đai A ta được: t= 16, S=10

B=(3-1)16 +2.10= 52 mm

Đường kính ngoài bánh đai:

6 , 205 8 , 2 2 200 2

6 , 115 8 , 2 2 110 2

2 2

1 1

o e

Y D D

Y D D

7.lực tác dung lên trục

N FZ

2

160 sin 3 92 2 1 3 2 sin



IV, TÝnh to¸n khu«n Ðp.

1 TÝnh to¸n khu«n cèi

L1 2R

d

h

Các khuôn ép có hình dạng khác nhau tùy thuộc vào công dụng của

nó Ta có thể coi nó nh một bản tròn đục lỗ kẹp chặt bằng các bulông trênmột đờng tròn và chịu áp suất thẳng góc với bề mặt của khuôn Khi tính toán

ta đi tìm chiều dày cần thiết của tấm và kích thớc bulông kẹp chặt

Chiều dày của khuôn ép đợc tính theo công thức:

h = D1

 

max

16

3 p

trong đó

D1: đờng kính vòng bulông kẹp chặt cm

[]: ứng suất cho phép của vật liệu làm khuôn kG/cm2

C: là lợng bù, kể tới sự ăn mòn, mài mòn và sai lệch chế tạo khuôn ép

 : khe hở của xilanh và cánh vít 0,016 cm

e : phần tai của xilanh; e = 2,5 cm

S : chiều dày xilanh: xilanh là một ống hình trụ chịu áp suất bên trong

có giá trị lớn nhất là pmax Do vậy, chiều dày xác định bởi công thức:





Trong đó:

+ D:là đờng kính trong của xilanh = 0,16.2+ 80= 80,32mm

+ pmax: là áp suất lớn nhất trong xilanh = 60 KG/cm2

+ []: ứng suất cho phép vật liệu làm xilanh KG/cm2

+ C: lợng d kể tới sự ăn mòn, mài nòm và sự sai lệch chế tạo chọn c =3mm = 0.3 cm

32 , 80 60

 + 0.3 = 1.1 cm

Đờng kính bu lông kẹp là :

3 p

+ C = 12

2083

60 16

2 max 0 , 785

785 ,

Vậy : Pbl =  

6

90 8 12 785 , 0 60 8 785 ,

Trong đó :

+ Pbl : lực tác dụng lên mỗi bu lông kG

+ []k : là ứng suất kéo cho phép của vật liệu làm bu lông

Chọn vật liệu làm bu lông là thép 45 thờng hóa co:

ch = 340 MPa = 3400 kG/cm

b = 600 MPa = 6000 kG/cm

[]k =

n ch



= 34001,2 = 2833,34 kG/cm

Vậy : dbl =

 k bl P



2 =

34 , 2833

1444 2

Theo tính toán trục vít ép có đờng kính trục : d = 35 mm

Tra bảng 75, giáo trình hớng dẫn thiết kế đồ án chi tiết máy ta chọn ổ

đũa côn cỡ nhẹ có các thông số sau :

Kí hiệu : 27507

D = 72 mm T = 24.5 mm

D1 = 58 mm

d2 =52.5 mm

MỤC LỤC

- Lời nói đầu……… .1

- Phần 1: tổng quan………2

+ quy trình làm bún……… 2

+ một số loại máy làm bún……… 4

+ cấu tạo và nguyên lý làm việc……… 5

- Phần 2: tính toán và thiết kế máy ép trục vít……… 5

+ I phương án thiết kế……….….5

+ II tính toán trục vít tải……… 8

+ III.công suất động cơ,hộp số và bộ truyền đông đai………….16

+IV Tính toán khuôn……… 21

+ V tính chọn ổ lăn trục vít……… 26

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

-vẽ kỹ thuật cơ khí tập 1,2

-giáo trình hướng dẫn thiết kế đồ án môn học chi tiết máy ( PGS Phạm Hùng Thắng)

-giáo trình cơ khí nông nghiệp

-và các tài liệu về tính toán vít tải