Thiết kế thiết bị định lượng sản phẩm bột theo nguyên tắc đong phục vụ cho các cơ sở chế biến thức ăn chăn nuôi

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Tên Đề tài: “Thiết kế thiết bị định lượng sản phẩm bột theo nguyên tắc đong phục vụ cho các cơ sở chế biến thức ăn chăn nuôi”.` Số trang: 101

Trang 1

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Tên Đề tài: “Thiết kế thiết bị định lượng sản phẩm bột theo nguyên tắc đong phục vụ cho các cơ sở chế biến thức ăn chăn nuôi”

Số trang: 101 Số chương: 6 Số tài liệu kham khảo: 12

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Kết luận:

ĐIỂM CHUNG

Bằng chữ Bằng số

Nha Trang, ngày … tháng … năm 2011

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)

PGS.TS: Nguyễn Văn Ba

Trang 2

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Tên Đề tài: “Thiết kế thiết bị định lượng sản phẩm bột theo nguyên tắc đong phục vụ cho các cơ sở chế biến thức ăn chăn nuôi”.`

Số trang: 101 Số chương: 6 Số tài liệu kham khảo: 12

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

Đánh giá chung:

ĐIỂM

ĐIỂM CHUNG

Cán bộ phản biện

Chủ tịch hội đồng

Trang 3

Em xin chân thành cảm ơn Bộ Môn Chế Tạo Máy- Khoa Cơ Khí- Trường Đại Học Nha Trang đã giao cho em đề tài mang tính ứng dụng, thực tiễn cao này Xin cảm ơn Xưởng cơ khí của trường đã tạo điều kiện cho cho em quan sát máy móc trang thiết bị, giúp em hoàn thành nhiệm vụ thiết kế đề tài được giao

Đặc biệt, em muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy PGS.TS Nguyễn Văn Ba - Người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em thực hiện thành công đề tài này

Nha Trang, tháng 1 năm 2011

Sinh viên Lưu Xuân Việt

Trang 4

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ THIẾT BỊ CƠ GIỚI TRONG CÁC TRANG TRẠI CHĂN NUÔI 2

1.1 Tình hình chăn nuôi ở Việt Nam: 2

1.1.1 Mục đích của việc chế biến lương thực, thực phẩm: 2

1.1.2 Phân loại thức ăn gia súc: 2

1.2 Nhu cầu về trang thiết bị phục vụ cho chăn nuôi: 3

1.2.1 Tình hình trang thiết bị định lượng ở nước ta: 3

1.2.2 Sự cần thiết của trang thiết bị định lượng sản phẩm bột: 4

1.2.3 Dây chuyền sản xuất trong các nhà máy chế biến thức ăn: 4

1.3 Phân loại thiết bị định lượng: 5

1.3.1 Theo phương pháp định lượng (nguyên tắc định lượng): 5

1.3.1.1 Máy định lượng theo trọng lượng (sai số 0,1%) 5

1.3.1.2 Máy định lượng theo thể tích: 5

1.3.1.3 Máy định lượng theo mức (sai số 2-5%) 5

1.3.2.Theo tính chất nguyên liệu định lượng: 5

1.3.2.1 Máy định lượng dùng cho sản phẩm hạt: 5

1.3.2.2 Máy định lượng dung cho các sản phẩm dạng bột nhào 5

1.3.2.3 Máy phân lượng sản phẩm thực phẩm lỏng .5

CHƯƠNG 2: CƠ SƠ CỦA QUÁ TRÌNH ĐỊNH LƯỢNG, CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 6

2.1 Cơ sơ của quá trình định lượng: 6

2.2 Các phương án thiết kế, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm: 6

2.2.1 Phương án 1: Định lượng kiểu tang .6

2.2.1.1 Cấu tạo: 6

2.2.1.2 Nguyên lý hoạt động: 7

2.2.1.3 Ưu nhược điểm: 7

2.2.2 Phương án 2: Định lượng kiểu đĩa 7

2.2.2.1 Sơ đồ kết cấu: 7

Trang 5

2.2.2.2 Cấu tạo: 8

2.2.3 Phương án 3: Định lượng kiểu vít định lượng .9

2.2.3.1 Cấu tạo: 9

2.2.4 Phương án 4: Định lượng kiểu băng 11

2.2.4.1 Cấu tạo: 11

2.2.5 Phương án 5: Định lượng kiểu cốc đong 12

2.2.5.1 Cấu tạo: 12

CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC THIẾT BỊ 14

3.1 Xác định năng suất thiết bị định lượng và cơng suất động cơ: 14

3.1.1 Xác định năng suất: 14

3.1.2 Xác định cơng suất trên trục thùng: 16

3.1.3 Xác định cơng suất động cơ: 17

3.1.4 Chọn động cơ : 17

3.2 Xác định tỉ số truyền: 18

3.2.1 Xác định hiệu suất các trục: 19

3.2.2 Xác định tốc độ quay trên các trục tương ứng: 19

3.2.3 Xác định công suất trên các trục tương ứng: 19

3.2.4 Xác định mômen xoắn trên các trục tương ứng: 20

3.3 Thiết kế truyền động đai: 20

3.3.1 Chọn loại đai: 20

3.3.2 Xác định đường kính bánh đai: 21

3.3.2.1 Chọn đường kính bánh đai nhỏ D1: 21

3.3.2.2 Xác định đường kính bánh đai lớn D2: 22

Trang 6

3.3.3 Sơ bộ chọn khoảng cách trục Asb: 22

3.3.4 Xác định chính xác chiều dài đai L và khoảng cách trục A : 23

3.3.4.1 Tính chiều dài đai sơ bộ: 23

3.3.4.2 Tính chính xác khoảng cách trục A : 23

3.3.4.3 Kiểm nghiệm gĩc ơm trên bánh đai: 23

3.3.4.4 Xác định số đai : 24

3.3.4.5 Xác định kích thước bánh đai: 25

3.3.4.6 Xác định lực tác dụng lên trục được xác định: 25

3.4 Thiết kế hộp giảm tốc bộ truyền động bánh răng trụ răng thẳng: 26

3.4.1 Thiết kế bánh răng: 26

3.4.1.1 Thiết kế cặp bánh răng cấp 1: 26

3.4.2 Thiết kế trục: 44

3.4.2.1 Chọn vật liệu trục: 44

3.4.2.2 Tính sơ bộ trục: 44

3.4.2.3 Tính gần đúng: 45

3.4.2.4 Xây dựng sơ đồ tính tốn trục: 46

3.4.3 Thiết kế gối đở trục: 56

3.4.3.1 Chọn loại ổ lăn: 56

3.4.3.2 Xác định tải của ổ: 56

3.5 Thiết kế khớp nối: 61

3.5.1 Chọn kiểu loại nối trục: 61

3.5.2 Xác định mơmen xoắn tính tốn: 61

3.5.3 Chọn và kiểm tra nối trục tiêu chuẩn: 62

3.5.4 Kiểm tra bền khớp nối: 62

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT CHÍNH CỦA THIẾT BỊ 63

4.1 Thiết kế trục: 63

4.1.1 Chọn vật liệu chế tạo trục: 63

4.1.2 Tính sơ bộ trục: 63

4.1.3 Tính gần đúng: 64

Trang 7

4.1.3.1 Chọn sơ bộ ổ: 64

4.1.3.2 Xây dựng sơ đồ tính toán trục: 64

4.1.4 Kiểm nghiệm trục: 66

4.1.4.1 Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp n  67

4.1.4.2 Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp n  68

4.1.5 Chọn then và kiểm tra bền: 70

4.3 Thiết kế tang định lượng: 70

4.3.1 Thiết kế tang: 70

4.3.2 Phương pháp điều chỉnh tang: 71

4.3.2.2 Phương pháp điều chỉnh khối lượng định lượng: 71

4.3.2.2 Điều chỉnh tang đảm bảo độ chính xác: 72

4.3 Chọn ổ bi: 73

4.3.1 Chọn loại ổ lăn: 73

4.3.2 Xác định tải của ổ: 73

CHƯƠNG 5: LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH 76

5.1 Xác định dạng sản xuất: 76

5.2 Phân tích chi tiết gia công: 76

5.3 Chọn vật liệu và phương pháp chế tạo phôi: 76

5.3.1 Chọn vật liệu: 76

5.3.2 Phương pháp chế tao phôi: 77

5.4 Thiết kế các nguyên công công nghệ: 77

5.4.1 Nguyên công 1: Tiện thô mặt đầu,mặt trụ ngoài, tiện lỗ 78

5.4.1.1 Trình tự nguyên công: 78

5.4.1.2 Sơ đồ gá đặt: 79

5.4.1.3 Máy công nghệ: chọn máy tiện T616 79

5.4.1.5 Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp 0÷500x0,05 81

5.4.1.6 Dung dịch trơn nguội: Emunxi 81

5.4.2 Nguyên công 2: Doa lỗ Ф75 81

5.4.2.2 Sơ đồ gá đặt: 81

Trang 8

5.4.2.3 Máy gia công: Máy doa ngang 82

5.4.2.4 Dụng cụ cắt: dao doa có gắn mảnh thép gió 82

5.4.2.5 Kiểm tra: Panme lỗ 83

5.4.3 Nguyên công 3: Xọc rãnh then 83

5.4.3.2 Sơ đồ gá đặt: 83

5.4.3.3 Máy gia công: Máy xọc 7A412 của Nga 83

5.4.3.4 Dụng cụ cắt: 84

5.4.3.5 Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp 150×0,05 85

5.4.4 Cắt inox thành các tấm: 85

5.4.4.2 Phương pháp gia công: Cắt bằng oxy thuốc 85

5.4.4.3 Dụng cụ cắt: 86

5.4.4.4 Dụng cụ kiểm tra: thước dây 86

5.4.5 Nguyên công 5: Mài phẳng bề mặt cắt 86

5.4.5.1 Trình tự nguyên công: mài các bề mặt vết cắt 86

5.4.5.2 Sơ đồ gá đặt: 86

5.4.5.3 Máy công tác: Máy mài cầm tay MAKYTA 9553B 86

5.4.5.4 Dụng cụ cắt: Đá mài tay 86

5.4.5.5 Dụng cụ kiểm tra: Thước kẹp 86

5.4.6 Nguyên công 6: Khoan lỗ Ф4,5 86

5.4.6.1 Sơ đồ gá đặt: 87

5.4.6.2 Máy gia công: Máy khoan đứng 87

5.4.6.3 Dụng cụ cắt: Mũi khoan ruột gà bằng thép gió 87

5.4.7 Nguyên công 7: Taro ren M5x0.5 88

5.4.7.1 Sơ đồ gá đặt: 88

5.4.7.2 Máy gia công: Thiết bị taro ren bằng tay 88

5.4.7.3 Dụng cụ cắt: 88

5.4.7.4 Dụng cụ kiểm tra: Dưởng đo ren 88

5.4.8 Nguyên công 8: Hàn các tấm vào ống tang 88

Trang 9

5.4.8.2 Máy gia công: Thiết bị hàn khí 89

5.4.8.3 Kiểm tra 89

5.4.9 Nguyên công 9: Kiểm tra 89

5.5 Xác định lượng dư gia công và kích thước trung gian: 89

5.5.1 Xác định lượng dư và kích thước trung gian bằng phương pháp phân tích cho kích thước cho bề mặt trụ 110: 89

5.5.2 Xác định lượng dư cho 2 mặt đầu 91

5.5.3 Xác định lượng dư cho lỗ Ф75: 92

5.5.4 Xác định lượng dư cho nguyên công xọc rãnh then: 94

5.5.5 Xác định lượng dư cho nguyên công khoan lỗ Ф4,5 94

5.6 Xác định chế độ cắt: 94

5.6.1 Xác định chế độ cắt cho bề mặt 2: Ф 110 94

5.6.2.Tốc độ cắt khi tiện mặt đầu 96

5.6.3 Tốc độ cắt khi tiện lỗ: 97

5.6.4 Tốc độ cắt khi doa lỗ: 97

5.6.5 Tốc độ cắt khi xọc: 98

5.6.6 Chế độ cắt khi khoan lỗ Ф4,5: 98

5.7 Phiếu nguyên công: 98

CHƯƠNG 6: HƯỚNG DẪN LẮP RÁP VÀ SỬ DỤNG 103

6.1 Hướng dẫn lắp: 103

6.2 Hướng Dẫn Tháo: 103

6.3 Hướng dẩn sử dụng: 103

6.4 Một số quy tắc an toàn khi sử dụng máy: 104

CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 105

7.1 Kết luận: 105

7.2 Đề xuất ý kiến: 105

TÀI LIỆU THAM KHẢO 106

Trang 10

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành chăn nuôi ở nước ta đang từng bước phát triển với nhiều loại hình lớn, vừa

và nhỏ,nhiều trang trại chăn nuôi với quy mô lớn xuất hiện Thu nhập từ chăn nuôi cũng tăng lên đáng kể góp phần không nhỏ vào sự phát triển chung của đất nước Ngành chế biến thức ăn chăn nuôi cũng phát triển mạnh mẻ để đáp ứng nhu cầu về thức ăn cho chăn nuôi Những dây chuyền sản xuất với những thiết bị tiên tiến, hiện đại làm nâng cao năng suất, giảm sức lao động con người, hiệu qua kinh tế cao

Quá trình định lượng thành phẩm đóng bao là một khâu vô cùng quan trọng, đảm

bảo sự chính xác, tiết kiệm được thời gian và làm tăng năng suất làm việc

Trong đó, ngành công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất

ra thiết bị, ông cụ, máy móc cho mọi ngành kinh tế và tạo điều kiện cần thiết để thúc đẩy các ngành kinh tế này phát triển

Vì vậy trước khi kết thúc khóa học, em được bộ môn giao cho đề tài tốt nghiệp:

“Thiết kế thiết bị định lượng sản phẩm bột theo nguyên tắc đong phục vụ cho các cơ sở chế biến thức ăn chăn nuôi ”

Nội dung đề tài thực hiện gồm 6 chương:

- Chương 1: Tìm hiểu về việc sản xuất thức ăn chăn nuôi và nhu cầu trang thiết bị

- Chương 2: Chọn phương án thiết kế

- Chương 3: Tính toán động ,học của thiết bị

- Chương 4: Thiết kế các chi tiết chính của thiết bị

- Chương 5: Lập quy trình chế tạo chi tiết điển hình

- Chương 6: Hướng dẫn lắp ráp và sử dụng

Qua quá trình thực hiện, toàn bộ nội dung được thể hiện qua đề tài này Do thời gian và trình độ còn hạn chế, vì vậy nội dụng đề tài chắc chắn còn những thiếu sót ,mong được sự góp ý của các thầy và các bạn để đề tài này hoàn chỉnh hơn

Em xin chân thành cám ơn và gửi lời chúc sức khỏe đến các quý thầy và các bạn!

Nha Trang tháng 9 năm 2010

Sinh viên thực hiện

Lưu xuân Việt

Trang 11

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ THIẾT

BỊ CƠ GIỚI TRONG CÁC TRANG TRẠI CHĂN NUÔI

1.1 Tình hình chăn nuôi ở Việt Nam:

Nghề chăn nuôi ở nước ta dã có từ rất lâu nhưng thực sự chỉ phát triển từ đầu thế kỷ thứ 20 đến nay.Quy trình chăn nuôi ngày càng được cải thiện,số lượng đàn gia cầm gia súc tăng lên dáng kể ngoài cách nuôi truyền thống tại gia,hiện nay có hàng loạt các trang trại chăn nuôi với quy mô lớn xuất hiện Thu nhập từ chăn nuôi củng tăng lên đáng kể góp phần không nhỏ vào sự phát triển chung của đất nước

Các loại vật nuôi chủ yếu hiện nay là: lợn, gà, vịt, trâu, bò, dê, các loại cá,tôm…Cùng với sự pát triển mạnh mẻ của ngành chăn nuôi, ngành trồng trọt theo

đó cũng phát triển không ngừng để dáp ứng nhu cầu về lương thực phẩm cho ngành chăn nuôi

1.1.1 Mục đích của việc chế biến lương thực, thực phẩm:

Khả năng hấp thụ và phát triển của vật nuôi phụ thuộc nhiều vào độ đồng đều các chất trong thức ăn Thức ăn ở dạng tự nhiên chưa thể đáp ứng được nhu cầu dinh dưỡng đa dạng theo chức năng và lứa tuổi của gia súc, gia cầm cho nên phải tiến hành chế biến và phối trộn tạo thành thức ăn hỗn hợp nhằm đáp ứng nhu cầu Thức ăn hỗn hợp nhằm cân bằng đầy đủ các chất dinh dưỡng trong khẩu phần

ăn để phù hợp nhu cầu sinh trưởng, phát triển và sinh sản của gia súc, gia cầm.Để cân đối thành phần thức ăn trong thức ăn hỗn hợp như: chất xơ, chất bột đường, chất mỡ, chất khoáng, vitamin…đem lại hiệu quả kinh tế cao Vì vậy việc chế biến thức ăn cho phù hợp với vật nuôi rất quan trọng, quyết định đến năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế của chăn nuôi

1.1.2 Phân loại thức ăn gia súc:

Thức ăn gia súc chia làm 3 loại chính:

- Loại có nguồn gốc thực vật: cỏ, củ, quả, ngô, cao lương…

Trang 12

- Loại có nguồm gốc động vật: bột cá, bột thịt, bột sữa…

- Loại có nguồn gốc khoáng: bột xương, bột sò, muối ăn…

Hầu hết các loại thức ăn đều chứa 2 phần: phần nước và phần chất khô Phần chất khô là 1 chỉ tiêu quan trọng liên quan trực tiếp đến năng suất vật nuôi

Lượng thức ăn được vật nuôi hấp thu nhiều hay ít,phụ thuộc vài loại thức ăn,

độ đồng đều giữa các chất, khẩu phần ăn, kỹ thuật chế biên và cách thức cho ăn

1.2 Nhu cầu về trang thiết bị phục vụ cho chăn nuôi:

Với sự phát triển mạnh mẻ của ngành chăn nuôi như hiện nay, để đáp ứng về nhu cầu về thức ăn phục vụ chăn nuôi thì nhu cầu về trang thiết bị là rất lớn Đặc biệt để dảm bảo độ đồng đều các thành phần trong thức ăn,đóng bao thành phẩm được chính xác thì thiết bị định lượng không thể thiếu trong các dây chuyền sản xuất Trong các trang trại sản xuất chăn nuôi,hằng ngày cần một lượng thức ăn rất lớn Nếu chế biến theo kiểu thủ công sẽ không thể đáp ứng được nhu cầu, vừa tốn công suất con người,năng suất không cao Dùng các loại máy chế biến sẽ nâng cao năng suát,giảm sức lao động con người, hiệu qua kinh tế cao Cụ thể các thiết bị định lượng được dung trong các ngành công nghiệp như sau:

- Trong công nghiệp thức ăn hổn hợp chăn nuôi để đảm bảo độ đồng đều giữa các thành phần dinh dưởng trong thức ăn: : chất xơ, chất bột đường, chất mỡ, chất khoáng, vitamin… Định lượng thành phẩm để đóng bao

- Trong công nghiệp sản xuất sữa bột, định lượng sữa bột để đóng hộp hay đóng bao bị…

- Trong công nghiệp bánh kẹo để định lượng các loại vật liệu như: đường, bột, các loại gia vị khác…

- Trong ngành công nghiệp nước giải khát để đóng chai, đồ hộp, đóng gói sản phẩm…

- ………

1.2.1 Tình hình trang thiết bị định lượng ở nước ta:

thiết bị định lượng phục vụ cho việc chế biến thức ăn chăn nuôi Vài chục năm

Trang 13

trước đây thì hầu hết các loại máy này được mua từ nước ngoài Tuy vậy các máy của nước ngoài có giá thành đắt,nhiều gia đình và các cơ sở sản xuất không đủ tiền

để mua Trong nhiền năm trở lại đây nước ta đã thiết kế chế tao các loại máy này,

có giá thành rẻ hơn nhiều so với các máy mua ở nước ngoài Điều này góp phần rất lớn vào sự phát triển của ngành chăn nuôi ở nước ta

1.2.2 Sự cần thiết của trang thiết bị định lượng sản phẩm bột:

Với nhu cầu về thức ăn trong các cơ sở sản xuất chăn nuôi ngày càng cao như hiện nay thì việc trang bị thiệt bị định lượng là vô cùng quan trọng, đảm bảo được việc đóng bao thành phẩm được nhanh chóng, chính xác hơn Cơ giới hóa và

tự động hóa khâu định lượng,đóng gói bao bì tạo điều kiện cho chúng ta hoàn chỉnh

cơ giới hóa hệ thống thiết bị thức ăn chăn nuôi Nó là điều kiện để nâng cao năng suất lao động mang lại hiệu quả kinh tế, làm giảm sức lao động của con người

1.2.3 Dây chuyền sản xuất trong các nhà máy chế biến thức ăn:

Dây chuyền sản xuất thức ăn chăn nuôi gồm nhiều giai đoạn liên hệ chặt chẻ nhau thành một thể thống nhất, mỗi giai đoạn có một thiết bị với những chức năng riêng:

- Giai đoạn một: chuẩn bị làm sạch nguyên liệu

- Giai đọạn hai: thùy theo cỡ nguyên liệu thành phần, tính chất cơ lý, độ ẩm…mà có thể tiến hành nghiền bằng một máy hoặc một cụm các máy nghiền khác nhau

- Giai đoạn ba: phân loại nhằm thu được các bột thành phần đạt độ nhỏ mịn cần thiết

- Giai đoạn bốn: là công đoạn định lượng các loại nguyên liệu thành phần theo công thức pha trộn định trước

- Giai đoạn năm: trộn bột thành phẩm

- Giai đoạn sáu: Tạo viên, định hình sản phẩm

- Giai đoạn bảy : Định lượng đóng gói

- Giai đoạn tám: Dán nhãn mác,ghi ngày sử dụng

Trong quá trình sản xuất tạo ra sản phẩm, khâu định lượng đóng vai trò hết sức quan trọng, nhằm xác định chính xác khối lượng nguyên vật liệu, bán thành phẩm và sản phẩm Các thiết bị định lượng có mặt hầu hết tại các công đoạn của

Trang 14

quá trình sản xuất: cung ứng tồn trữ nguyên vật liệu, cấp liệu cho từng giai đoạn công nghệ, định lượng và đóng gói sản phẩm

1.3 Phân loại thiết bị định lượng:

1.3.1 Theo phương pháp định lượng (nguyên tắc định lượng):

1.3.1.1 Máy định lượng theo trọng lượng (sai số 0,1%)

1.3.1.2 Máy định lượng theo thể tích:

 Kiểu tang

 Kiểu đĩa ( Plate feeder )

 Kiểu vít xoắn ( Measuring worm conveyor )

 Kiểu băng ( Conveyor )

1.3.1.3 Máy định lượng theo mức (sai số 2-5%)

1.3.2 Theo tính chất nguyên liệu định lượng:

1.3.2.1 Máy định lượng dùng cho sản phẩm hạt:

 Đĩa định lượng

 Vít định lượng

 Băng tải định lượng…

1.3.2.2 Máy định lượng dung cho các sản phẩm dạng bột nhào

(gồm các máy định lượng bột nhào có dao cắt từng phần hay định lượng bằng thùng chứa)

1.3.2.3 Máy phân lượng sản phẩm thực phẩm lỏng

Yêu cầu:

- Thiết bị nhỏ gọn,đơn giản, dễ chế tạo

- Đảm bảo độ chính xác giữa các thành phần thiết yếu, độ lệch mức thấp nhất theo quy định

- Dễ sử dụng, chăm sóc dể dàng

- Làm việc ổn định

- ………

Trong dây chuyền sản xuất thức ăn chăn nuôi, thì sản phẩm hòa trộn chủ yếu

là sản phẩm bột Có nhiều phương pháp định lượng cho loai sản phẩm này, trong đó

được sử dung nhiều nhất là phương pháp định lượng theo thể tích( định lượng theo

nguyên tắc đong)

Trang 15

CHƯƠNG 2

CƠ SƠ CỦA QUÁ TRÌNH ĐỊNH LƯỢNG, CÁC PHƯƠNG

ÁN THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1 Cơ sơ của quá trình định lượng:

Khi thiết kế các tiết bị định lượng, trước tiên cần chú ý đến tính chất cơ lý

và cỡ hạt của sản phẩm định lượng:

- Kích thước hạt, trọng lượng thể tích, độ linh động (đọ xốp), độ ẩm, sự dính kết, sự vón cục, khả năng đóng thành tảng lớn và tính chất phân tán đối với sản phẩm rời

- Trọng lượng riêng, độ nhớt, độ dính, sự có mặt các hạt huyền phù đối với sản phẩm lỏng

- Trọng lượng, thể tích, độ đặc, độ dính, độ linh đông, tính đàn hồi đối với sản phẩm dang bột nhão và bột nhào

2.2 Các phương án thiết kế, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm:

 Định lượng kiểu tang ( trục cuốn)

 Định lượng kiểu đĩa

 Định lượng kiểu vít tải

 Định lượng kiểu băng chuyền

 Định lượng kiểu cóc đong

2.2.1 Phương án 1: Định lượng kiểu tang

Trang 16

Phạm vi định lượng được thay đổi theo nhiều phương pháp: thay đổi chiều dài phần làm việc của tang,thay đổi thể tích của hốc dẩn liệu và thay đổi số vòng quay của tang

- Kết cấu máy đơn giản

- Tang định lượng có hốc hoặc ngăn thì phạm vi định lượng rộng

- Độ chính xác định lượng tương đối cao

- Sản phẩm bột sau khi định lượng thoát ra đều

 Nhược điểm:

- Khó điều chỉnh được lượng bột điền đầy hốc tang

2.2.2 Phương án 2: Định lượng kiểu đĩa

2.2.2.1 Sơ đồ kết cấu:

Đĩa quay mâm định lượng là một đĩa quay nằm ngang 3 Sản phẩm trên đĩa được điều chỉnh bằng ống tiếp liệu

5 phủ bên ngoài ống tháo của boongke.Động cơ điện 4 làm quay trục truyền động 6

Hình 2-2: Đĩa định lượng

Trang 17

2.2.2.2 Cấu tạo:

2.2.2.3 Nguyên lý hoạt động:

Đĩa 1 lắp cứng trên trục 2 nhận chuyển động quay tư moto qua đai thang 3, hộp giảm tốc 4 và cặp bánh răng thẳng 5 Liệu từ hộp chứa liệu 6 chảy qua 2 cánh đảo 15 gắn trên trục 2 ( để chống dính bết) rồi xuống đĩa 1 Để điều chỉnh lượng liệu trên đĩa 1, dùng hệ thống chắn liệu 7 và 8 Ống 7 phía trong lắp cố định, mặt ngoài ống có tiện ren Ống 8 lồng ngoài ống 7, đầu phía trên hàn với đai ốc 10 – ăn ren trên ống 7

Đai ốc 10 hàn với bánh răng vòng 13 ăn khớp với bánh răng 14 Khi tay quay

11 quay truyền chuyển động qua cặp bánh răng nón 12, cặp bánh răng 14 và 13 làm đai ốc 10 quay ăn ren với ống 7 cố định Do đó cubgx làm ống 8 cùng đai ốc 13 vừa quay vừa tịnh tiến dọc trục ( lên hoặc xuống ) làm thay đổi lượng liệu trên đĩa 1 Dùng gạt 9 (cũng điều chỉnh được vi trí cao thấp) để gạt liệu xuống ống tháo liệu

Năng suất của máy định lượng phụ thuộc vào thể tích sản phẩm trên dĩa, vào chiều cao và vị trí đặt ống điều chỉnh và số vòng quay của dĩa Số vòng quay của đĩa trong khoảng vài vòng/phút nhằm tránh không để vật liệu bị văng ra do lực ly tâm

Trang 18

Có 2 khả năng điều chỉnh năng suất:

- Thay đổi vòng quay của trục 2 mang đĩa 1

- Địch chuyển vị trí ống 8 bằng tay quay 11

2.2.2.4 Ưu nhược điểm:

 Ưu điểm:

- Kết cấu máy đơn giản, dể sử dụng

- Sản phẩm thoát ra đều, liên tục

- …

- Năng suất của máy không cao

- Độ chính xác không cao, phụ thuộc vào thể tích sản phẩm trên dĩa, vào chiều cao và vị trí đặt ống điều chỉnh và số vòng quay của đĩa

- Khó điều chỉnh thiết bị hoạt động định lượng gián đoạn

2.2.3 Phương án 3: Định lượng kiểu vít định lượng

Trang 19

2.2.3.2 Nguyên lý hoạt động:

- Vít định lượng thường được truyền động nhờ động cơ điện thông qua hộp

giảm tốc Số vòng quay của trục vít trong khoảng từ 50-250 vòng/phút Chiều dài vận chuyển của vít định lượng thường không dài quá 5 - 10 m

- Chiều di chuyển của vật liệu phụ thuộc vào chiều xoắn của cánh vít và chiều quay của trục vít Nếu đảo chiều quay của trục vít sẽ làm đổi chiều chuyển động của vật liệu Hai trục vít có chiều xoắn của cánh vít ngược nhau sẽ đẩy vật liệu theo hai hướng ngược nhau nếu quay cùng chiều

Khi vít định lượng quay với số vòng quay không đổi, lượng cung cấp cũng không thay đổi theo thời gian Ðể thay đổi lượng cung cấp, tốc độ quay của vít định lượng được điều chỉnh nhờ một bộ biến tốc vô cấp

 Ưu điểm:

- Nguyên liệu đi qua trục vít có thể bị làm nhỏ đi một phần

- Máy có thể làm việc liên tục

- Máy có thể định lượng ở vị trí đặt nằm ngang hay nằm nghiêng 1 góc nào đó

- Định lượng được với nhiều dạng của sản phẩm

- Độ chính xác trung bình, năng suất thấp

- Máy phải được chế tạo chính xác không dễ bị bó kẹt nguyên liệu bên trong máy

- Máy dễ bị bào mòn lớn do trục vit tiếp xúc nhiều vói ống trục nên tuổi thọ của máy bị giảm sút và dễ gây mất an toàn vệ sinh thực phẩm

- Lượng cung cấp của vít định lượng không hoàn toàn đồng đều theo thới gian do cấu tạo của vít và tính chất khó chảy thành dòng liên tục của dòng vật liệu

Trang 20

2.2.4 Phương án 4: Định lượng kiểu băng

- Máy có thể cấp vật liệu liên tục

- Thiết bị đơn giản

- Có thể định lượng được nhiều dạng của tính chất nguyên liệu

Trang 21

- Các thiết bị chế tạo đơn giản

- Định lượng được khối lượng chính xác

- Băng làm việc lien tục với ma sát lớn nên nhanh mòn

2.2.5 Phương án 5: Định lượng kiểu cốc đong

Đĩa quay 1 có lắp các cốc đong 4 quay theo chu kỳ quanh trục Đáy cốc đong

6 được lắp khớp bản lề với cốc.Ở các vị trí không tháo liệu đáy được đở bằng thanh trược 5.Tại vị trí tháo liệu thanh trược gián đoạn đáy được mở và đổ liệu xuống qua

Trang 22

phểu tháo liệu 7.Chổi 3 sẽ quét sạch các vật liệu dính trên đĩa khi đi qua khe phểu nap liệu 2

Chuyển động tròn ngắt quảng đều theo chu kỳ của đĩa 1 có thể nhận được từ chuyển động quay tròn đều qua cơ cấu malto, cóc, cặp bánh răng khuyết hoặc cam không gian

- Năng suất làm việc không cao

- Chủ yếu dung trong các cơ sở sản xuất nhỏ

2.3 Lựa chọn phương án thiết kế:

 Cơ sở lựa chọn

- Kết cấu máy đơn giản, gọn nhẹ, dễ chế tạo

- Năng suất cao

- Hiệu suất thấp

- Giá thành thấp

-Dễ sửa chửa và thay thế khi bị hỏng

 Lựa chọn phương pháp thiết kế

Qua các phương án đã trình bày ở trên ta thấy phương án 1(định lương kiểu

tang) là hợp lý nhất Phương án 1 thỏa mãn hết những yêu cầu đã đưa ra đó là: năng

suất cao, có thể đạt được độ chính xác của sản phẩm theo yêu cầu, có thể thay đổi được phạm vi định lượng theo nhiều phương pháp và kết cấu đơn giản dễ thiết kế

chế tạo… Vì vậy e quyết định chọn phương án 1 làm phương án thiêt kế

Trang 23

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC THIẾT BỊ

3.1 Xác định năng suất thiết bị định lượng và công suất động cơ:

3.1.1 Xác định năng suất:

như: quy mô nhà máy sản xuất thức ăn, các yếu tố đầu vào đầu ra của sản phẩm, sản lượng cần sản xuất của khâu này trong dây chuyền sản xuất, để dây chuyền trong

nhà máy hoạt động ổn định Trong đó cơ sở quan trọng để chọn năng suất cho thiết

bị định lượng thức ăn chăn nuôi là ta phải căn cứ vào quy mô của nhà máy sản xuất thức ăn Như vậy, chúng ta phải đi tìm hiểu thực tế số lượng gia súc trong khu vực nhà máy cung cấp, tiêu thụ sản phẩm, để định ra khối lượng thức ăn cần thiết cần sản xuất Từ đó xác định chính xác năng suất cho máy

Trang 24

Sản lượng sản xuất là 48 tấn/ca/8h

 Năng suất sản xuất là 48000kg/ca/8h

 Năng suất sản xuất trong 1h là: 48000/8 = 6000 (kg/h)

 Năng suất sản xuất trong 1 phút là: Q dl= 6000/60 = 100 (kg/phút)

Thiết bị định lượng loại tang định lượng kiểu cánh quạt làm việc liên tục Năng suất lý thuyết có thể tính theo công thức:

60

Q Z

l F

Q n

Trong đó: F - diện tích mặt cắt ngang của 1 rảnh khía, m2

l1 - chiều dài phần rảnh trục cuốn tiếp xúc với thức ăn, m

V - thể tích của 1 hốc tang, m3

Z - số rảnh khía

n - vận tốc quay của trục cuốn trong 1 phút

γ - khối lượng thể tích của thức ăn, kg/m3

φ - hệ số chứa của các rảnh khía (φ=0.8 ÷ 0.9)

_ Khối lượng thể tích của sản phẩm bột là:  b 0,8 kg/dm3

Xét hệ số chứa của các rảnh khía: φ=0.8

(m3)

8,0.10.8,0.2.10.81,7.60

Trang 25

3.1.2 Xác định công suất trên trục thùng:

Năng lượng tiêu thụ cho thùng cấp liệu được xác định chủ yếu do ma sát của sản phẩm tại góc ôm của thùng và với lớp vật liệu nằm ở trên

Lực ma sát sinh ra khi các hạt sản phẩm trược lên nhau:

0005.060.102

102

k tg n D f P k

n D tg f P k F

0 P sp f D n tg  k

Trong đó: Psp – áp suất của sản phẩm trên bề mặt thùng, (N/m2)

f _ diện tích mặt cắt ngang của miệng boongke trên cơ cấu cấp liệu, m2

f = B.l = 300.410 = 143500 (mm2 ) = 0,12 (m2 )

D = 0,36 (m) – đường kính thùng

n – số vòng quay của thùng trong 1 phút

' 0

Trong đó: Nb : Trọng lượng của bột trên thùng cấp liệu tác dụng lên tang

S : Diện tích bề mặt ngang của tang tiếp xúc với bột

_ Thể tích lượng bột trên thùng cấp liệu tác dụng lên tang:

)

(2,4910,4.3.4

Trang 26

= 0,12 (m2).

12 0

10 36 ,

m N

= 0,8 (KW)

3.1.3 Xác định công suất động cơ:

Công suất của động cơ điện đối cơ cấu nạp liệu xác định theo công thức:

N2 =



2

1k N

Trong đó: k2= 1.1÷ 1.2 là hệ số kể đến các tổn thất do ma sát của các bộ phận định lượng làm việc

 : Hiệu suất cơ cấu dẩn động

3 3 2

 : Hiệu suất khớp nối, 3= 1

Thay các giá trị vào ta có:

84,0

1,1.8,0

Trang 27

m M M

)( m

dm M

3.2 Xác định tỉ số truyền:

Tỉ số truyền chung của hệ thống:

9310

n

Tỷ số truyền: i = i nh i h = i nh i 1 i 2

i 1 , i 2 :Tỷ số truyền trong hộp giảm tốc

i nh : Tỷ số truyền ngoài hộp giảm tốc

Ta chọn tỷ số truyền trong hộp giảm tốc:

i h = i d = 2

i nh = 46,5

Trang 28

1 n 2

n

2 - 1

).

/ (

2 n 3

n

3 - 2

).

/ ( 30

108

phút v



3,6 i

3 n 4

n

4 - 3

).

/ ( 10

30

phút v



3 i

4 n 5

n

5 - 4

).

/ ( 10

10

phút v



1 i

5 n 6

n

6 - 5

3.2.3 Xác định công suất trên các trục tương ứng:

N 1 = N ycdc = 1,05 (KW)

N 2 =  1-2 N 1 = 0,95 1,05 = 0,99 (KW)

N 3 =  2-3 N 2 = 0,96 0,99 = 0,95 (KW)

Trang 29

n 1

N x1

930

05 , 1 6

10 55 ,

M  34 x3 8  292266 , 3

(Nmm).

3.0,96.

.M 5 - 4 i x5

M  45 x4  292266 , 3  841727

(Nmm).

.M 6 - 5 i x6

3.3 Thiết kế truyền động đai:

Truyền động đai được dùng để truyền chuyển động giữa các trục tượng đối

xa nhau Bộ truyền có ưu điểm là kết cấu đơn giản, làm việc êm, có khả năng bảo vệ cho các tiết máy khác và độn cơ khi bị quá tải đột ngột

3.3.1 Chọn loại đai:

Loại đai được chọn theo sự phù hợp giữa đặc tính làm việc của đai với điều kiệc làm việc cụ thể của bộ truyền Đai thang là chi tiết tiêu chuẩn, chúng được chế tạo hàng loạt từ vật liệu vải cao su theo chiều dài và tiết diện quy chuẩn

Trang 30

Chọn tiết diện đai thang theo giá trị mômen xoắn trên trục dẩn: Mx2 =

20486,4 (N.mm)

Bảng 3-3: Thông số đai Kích thước tiết diện

Chiều dài đai L (mm)

Đường kính bánh đai

Dmin(mm)

Mômen xoán bánh dẩn

Mx2(N.m)

.

4 1

1n  

D



(m/s) (3.5) Trong đó :

Trang 31

n : Số vòng quay của động cơ, n1= 930 (v/ph)

Thay các thông số vào công thức (3.18) ta có:

10 6

930 100

Trang 32

Chọn A sb= 0,95 D2 = 190 (mm)

3.3.4 Xác định chính xác chiều dài đai L và khoảng cách trục A :

3.3.4.1 Tính chiều dài đai sơ bộ:

D D

.4

)( 2 1 2

)100200

8)]

.(

.2[).(

8)]

100200.(

900.2[)100200.(

Vậy khoảng cách chính xác giữa 2 trục là: A = 208 (mm)

3.3.4.3 Kiểm nghiệm góc ôm trên bánh đai:

Kiểm nghiệm góc ôm trên đai theo điều kiện:

Trang 33

 = 0

180 - 2 1 57 0  120 0

A

D D

N v t

p] [

.1000

C v: Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc, theo [1, bảng 23,trang 46]

C v = 1,04

C t: Hệ số chế độ tải trọng , theo [1, bảng 12, tr 42]: C t = 1

C : Hệ số ảnh hưởng đến góc ôm, theo [1, bảng 22, tr 46]:C  = 0,92

Thay các thông số vào công thức (3.24) ta có:

Z =

92,0.04,1.1.81.51,1.87

,

4

05,1.1000

= 1,84

Trang 34

Lực R gọi là gần đúng có phương nẳm trên đường nối tâm 2 bánh, chiều từ

bánh này hướng tới bánh kia

Trang 35

3.4 Thiết kế hộp giảm tốc bộ truyền động bánh răng trụ răng thẳng:

3.4.1 Thiết kế bánh răng:

Truyền động bánh răng được sử dụng rộng rãi trong các ngành chế tạo máy

vì chúng cĩ những ưu điểm nổi bật: khả năng tải lớn, kích thước nhỏ gọn, hiệu suất cao, tỷ số truyền cố định, làm việc tin cậy và tuổi thọ cao

3.4.1.1 Thiết kế cặp bánh răng cấp 1:

3.4.1.1.1 Chọn vật liệu chế tạo và phương pháp nhiệt luyện răng:

Trong ngành cơ khí, thép nhiệt luyện là loại vật liệu chủ yếu được dùng để chế tạo báng răng, ngồi ra cĩ thể dùng gang

 Bánh 1: Chọn thép C45, thường hoá có: D 1 < 100(mm)

3.4.1.1.2 Xác định ứng suất cho phép:

 Ứng suất tiếp xúc cho phép:

 = 2,6HB ,[1,bảng 30, tr 62]

+ K’ N : hệ số chu kỳ ứng suất tiếp xúc :

6 0'

N N N

K 

Trang 36

+ N 0 : Số chu kỳ cơ sở N 0 = 10 7 ,[1,bảng 30, tr 62]

+ N tđ : số chu kỳ ứng suất tương đương :

N tđ =N = 60.u.n.t + u : số lần ăn khớp của bánh răng trong một vòng quay + n : số vòng quay trong một phút của bánh răng:

n 1 = 465 (v/p) ; n 2 = 108 (v/ph) + t : tổng số giờ làm việc của bánh răng : t = 8.265.8= 16960 (giờ)

11 0,4 b1 240 (N/mm 2 )

2004

_ K = 1,8: hệ số tập trung ứng suất ở chân răng 

_ K” N : Hệ số chu kỳ ứng suất uốn: 6

d

0

"

t N

10.5

6

7

6 6

N N K

Trang 37

10.5

6

7

6 6

N

N K

8,1.5,1

48,0.240.5,1

6,0.200.5,1

8 , 0

2 2

2 1

mm N

uqt uqt

ch uqt

3.4.1.1.3 Chọn sơ bộ hệ số tải trọng : K sb = 1,4

3.4.1.1.4 Chọn hệ số chiều rộng bánh răng :

Bộ truyền bánh răng cố định chịu tải trọng nhỏ: chọn    0 , 2

10 05 , 1 1 3 , 4

10 05 , 1

2 6 3

2 2

2 23

6 23

i

A

A sb tx

3.4.1.1.6 Chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng :

)13,4.(

10.6

465.132.2)1.(

10.6

210

.6

4 23

4 1 1 4

1 1

s m i

n A n

3.4.1.1.7 Xác định chính xác khoảng cách trục A 1 :

Hệ số tải trọng K : K = K tt K đ

_ Ktt :Hệ số tập trung tải trọng: bộ truyền chịu tải tĩnh Ktt = 1

_ Kđ : hệ số tải trọng động Chọn Kđ = 1,45 [1, bảng 33,trang 64]

Trang 38

K = 1.1,45 = 1,45

4 , 1

45 , 1 132

K

K A A

sb



3.4.1.1.8 Xác định mô đun, số răng và bề rộng của căp bánh rănh:

 Trị số mô đun : m 1 = (0,010,02) A 1 = 0,02.133 = 2,66

Chọn m 1 = 3 theo tiêu chuẩn.[1,bảng 35,tr 67]

 Số răng :

  3.(4,3 1) 17.

133.21

2

23 1

A Z

b n z m y

N K



.

10 1 , 19

99 , 0 45 , 1 10 1 , 19

.

10 1 , 19

2 6

1 1 1 2 1 1

2 6



b n Z m y

N K

 40 (N/mm2)  u1 64 (N/mm2)

+ 2

22 108 73 3 466 , 0

95 , 0 45 , 1 10 1 , 19

.

10 1 , 19

2 6

2 2 2 2 1 2

3 6



b n z m y

N K

36 , 2 ( / )   66 , 7 ( / 2 ).

2 2

mm N mm

3.4.1.1.10 Kiểm nghiệm bánh răng theo quá tải đột ngột:

 Điều kiện bền tiếp xúc quá tải :



 tx qt

txqt  K

Trang 39

Với:  : giá trị ứng suất tiếp xúc của bộ truyền tính theo tải trọng danh nghĩa tx

K qt : hệ số quá tải của hệ thống

M - mơmen xoắn danh nghĩa

930

7,1.10.55.9.8,1

10.55,

mm N n

N dm

dm



.7,24,20486

6,56560



qt K

)/(1,10427

.465

99,0.45,1.)13,4(.133.3,4

10.05,1

1

10.05,

3 6

1 2 2 3 23 1

23

6

mm N b

n

N K i

A i

(N/mm 108

7 , 2 40



Vậy cặp bánh răng thoả các điều kiện bền

3.4.1.1.11 Định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền:

Bảng 3-4: Thơng số cặp bánh răng cấp 1

Khoảng cách trục A 1 = 0,5 m 1 (Z 1 +Z 2 ) = 133 (mm) Môđun ăn khớp theo tiêu chuẩn m 1 = 3

20



Chiều cao đầu răng h đ = m 1 = 3 (mm)

Đường kính vòng lăn và vòng chia d L1 = d C1 = m 1 Z 1 = 51 (mm)

Trang 40

D i2 = d C2 - 2m 1 - 2C = 213(mm)

Định dạng
Số trang	115
Dung lượng	1,59 MB