thiết kế kỹ thuật thiết bị pha trộn chính xác và đồng đều theo tỷ lệ nguyên liệu để tạo viên thức ăn nuôi

MÁY KHUẤY TRỘN SẢN PHẨM RỜI Những máy dùng để trộn sản phẩm khô rời, theo cấu tạo được chia ra: loại quay Trên hình H2.1 là máy trộn có thùng quay kiểu “say rượu”.. Hình 2.4 một số kiểu

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Tên đề tài : Thiết kế kỹ thuật thiết bị pha trộn chính xác và đồng đều theo tỷ lệ

nguyên liệu để tạo viên thức ăn nuôi tôm hùm lồng Số trang : 99 Số chương: 4 Số tài liệu tham khảo: 14 Hiện vật : không NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Kết luận:

Nha trang, ngày… , tháng…., năm 2007 Cán bộ hướng dẫn:

Th.s Trần An Xuân

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG LVTN

Tên đề tài : Thiết kế kỹ thuật thiết bị pha trộn chính xác và đồng đều theo tỷ lệ

nguyên liệu để tạo viên thức ăn nuôi tôm hùm lồng Số trang : 99 Số chương: 4 Số tài liệu tham khảo: 14 Hiện vật : không NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

Điểm phản biện

Nha trang, ngày… , tháng…., năm 2007 Cán bộ phản biện:

Nha trang, ngày… , tháng…., năm 2007

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

ĐIỂM CHUNG

Bằng số Bằng chữ

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành công nghiệp chế tạo máy đã phát triển từ lâu trên thế giới và đã đạt được những thành tựu hết sức to lớn Tuy nhiên ngành này ở nước ta vẫn còn là ngành mới

và non trẻ, nhưng chúng ta cũng đã có những thành công nhất định, thực tế đã chứng minh và đang dần khẳng định điều đó Nhất là trong kỷ nguyên mới này ngành công nghiệp chế tạo máy được coi là nghành công nghiệp mũi nhọn trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hóa đất nước.

Trong ngành chế biến thức ăn cho tôm, đặc biệt là chế biến thức ăn cho tôm hùm người ta rất chú ý đến tỷ lệ phần trăm của các thành phần trong thức ăn Đặc biệt là các thành phần vi lượng như các tinh dầu, các vitamin….các thành phần này được cân đối cho tôm hòm ở những giai đoạn sinh trưởng khác nhau Bên cạnh đó thức ăn

thường được sản xuất theo những dây chuyền khép kín và hàng loạt, vì thế việc tẩm thêm các thành phần dinh dưỡng vi lượng cho thức ăn khi đã ở dạng viên khô là rất cần thiết Đa số các loại vi lượng đó ở dạng lỏng, chúng không chịu được nhiệt độ cao, ở nhiệt độ cao chúng chuyển hóa thành phần hóa, sinh học làm mất tác dụng Trong dây chuyền công nghệ chế biến thức ăn cho tôm có công đoạn sấy làm chín ở nhiệt độ cao.

Chính vì nhũng lý do trên mà chúng ta không thể tẩm các thành phần dinh dưỡng bổ xung trong dây chuyền chế biến được yêu cầu đặt ra là phải thực hiện tẩm các thành phần dinh dưỡng bổ xung hoặc thuốc phòng và chữa bệnh cho tôm khi cần thiết sau khi thức ăn cho tôm đã tạo ra ở dạng viên khô Với mục đích giúp sinh viên sắp tốt nghiệp tổng hợp lại những kiến thức đã học và giúp cho sinh viên làm quen với công việc của một kỹ sư sau khi tốt nghiệp ra trường Được sự đồng ý của bộ môn Chế Tạo Máy – Khoa Cơ Khí – Trường Đại Học Nha Trang Em được nhận đề tài tốt nghiệp

với nội dung :

Thiết kế kỹ thuật thiết bị pha trộn chính xác và đồng đều theo tỷ lệ nguyên liệu

để tạo viên thức ăn cho Tôm hùm lồng.

Qua thời gian tìm hiểu và nghiên cứu Em đã đưa ra phương án thiết kế và tiến hành thiết kế Toàn bộ công trình nghiên cứu được thể hiện tương đối cụ thể trong cuốn luận văn này

Do thời gian và trình độ còn có hạn nên đề tài của em tuy đã có nhều cố gắng xong không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong được sự tham gia góp ý của tất cả thầy cô và các bạn để đề tài của em được hoàn thiện tốt hơn

Em xin chân thành cảm ơn tất cả các quí thầy cô cùng toàn thể các bạn đã giúp

đỡ em hoàn thành đề tài này!

Nha Trang tháng 11 năm 2007Sinh Viên thực hiện

Nguyễn Văn Thành Linh

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN

I TỔNG QUAN VỀ NGHỀ NUÔI TÔM HÙM LỒNG

Trong những năm gần đây, nghề nuôi trồng thuỷ sản Việt Nam nói chung và nghề nuôi lồng biển nói riêng đã đạt được những thành tựu to lớn và cho thấy tiềm năng phát triển nghề này về chiều rộng lẫn chiều sâu Trong đó nghề nuôi tôm hùm lồng đang pháttriển mạnh và con tôm hùm trở thành đối tượng nuôi quan trọng của một số tỉnh ven biển miền trung

Nghề nuôi tôm hùm lồng những năm gần đây ở tỉnh khánh hoà đã phát triển mạnh

mẽ Nghề nuôi tôm hùm bắt đầu phát triển từ năm 1992 được nuôi chủ yếu ở : Hòn Nha Trang, Xuân Tự-Vạn Hưng-Vạn Ninh-Khánh Hoà, thị xã Cam Ranh Ngoài ra còn nuôi rải rác ở một số vùng như: Lương Sơn, Vạn Giã…số lượng lồng nuôi được thống

Đứng trước thực trạng đó, vấn đề đặt ra cho chúng ta là phải cân đối lượng thức

ăn cho tôm Yêu cầu đặt ra với các nhà thiết kế máy là phải nghiên cứu chế tạo ra thiết

bị pha trộn chính xác và đồng đều theo tỷ lệ nguyên liệu tính toán để tạo thức ăn công nghiệp dạng viên cho tôm hùm lồng

Theo thạc sỹ nuôi trồng thủy sản Mai Như Thúy thì thức ăn viên tổng hợp cho tôm hùm là loại thức ăn công nghiệp được chế biến từ những nguyên liệu chính sau đây:

- Bột tôm hoặc bột đầu tôm 1 – 30%

Thức ăn viên tổng hợp cho tôm hùm có kích cỡ:

Thức ăn tổng hợp ở dạng viên cứng hoặc viên ẩm nhìn chung kích thước là: đường kính 3mm

chiều dài 6mm

Quá trình chế biến thức ăn tổng hợp dạng viên cho tôm hùm lồng bao gồm nhữnggiai đoạn sau:

Hình 1.1

II TỔNG QUAN VỀ MÁY TRỘN THỰC PHẨM PHỔ BIẾN HIỆN NAY

Máy trộn là máy máy có nhiệm vụ khuấy trộn các thành phần thực phẩm đã được định mức thành một hỗn hợp đồng đều, đảm bảo cho thực phẩm đủ tỷ lệ thành phần phần đó trong hỗn hợp thực phẩm tổng hợp được trộn đều, bổ sung chất lượng, mùi vị cho nhau giữa các thành phần

Nguyên liệu thô Trộn khô Tạo hỗn hợp dẻo

Tạo sợi thức ăn

Ngoài máy trộn còn có nhiệm vụ tăng cường phản ứng hoá học hay sinh học khi chế biến thức ăn nhiệm vụ tăng cường quá trình trao đổi nhiệt khi đun nóng hay làm lạnh:nhiệm vụ hoa tan các chất(hoà tan muối, đường với các chất khác).

Hiện nay công nghệ khuấy trộn phát triển rát phong phú và đa dạng, vì sản phẩm thực được chế biến ra nhiều loại khác nhau, tổng hợp từ nhiều nguồn nguyên liệu Người ta sử dụng rất nhiều phương án để thiết kế, chế tạo máy móc thiết bị khuấy trộn thực phẩm

1.PHÂN LOẠI MÁY TRỘN:

Theo nguyên lý trộn:

Máy trộn ngangMáy trộn đứngTheo chu trình làm việc:

Máy trộn làm việc liên tụcMáy trộn làm việc gián đoạnTheo đối tượng hỗn hợp khuấy trộn:

Máy khuấy trộn sản phẩm rờiMáy khuấy trộn sản phẩm bột nhàoMáy khuấy trộn sả phẩm chất lỏng

a MÁY KHUẤY TRỘN SẢN PHẨM RỜI

Những máy dùng để trộn sản phẩm khô rời, theo cấu tạo được chia ra: loại quay

Trên hình (H2.1) là máy trộn có thùng quay

kiểu “say rượu” trục quay không nằm trên

đường tâm của thùng mà nó nằm nghiêng

một góc 30o so với đường tâm của thùng

quay Động cơ điện truyền động qua bộ

truyền động đai làm quay trục, thùng sẽ

quay theo quanh trục Sản phẩm trộn vừa

chuyển động ngang vừa chuyển động dọc

theo thùng, vì thế chúng được trộn tốt hơn

kiểu thùng nằm ngang

H2.1 Máy trộn thùng quay kiểu thùng nghiêng a2) Máy trộn kiểu thùng kép (kiểu chữ V)

Rất hiệu quả là máy trộn có hình dạng chữ V (H2.2) với góc ở đỉnh là 90o trong máy trộn loại này sản phẩm rời được trộn bằng cách đổ đi đổ lại, đồng thời lại được phân riêng thành 2 phần Trục quay được đặt ngang qua thân thùng chữ V Khi trộn sản phẩmđược đổ tách thành 2 phần ở 2 đầu của chữ V, sau đó lại được đổ ngược lại phần đáy chung của chữ V, cứ liên tục như vậy sản phẩm trộn sẽ được đồng đều.

a3) máy khuấy trộn kiểu thùng ngang

H2.3 Máy trộn kiểu thùng ngangH2.2 Máy trộn kiểu chữ V VM-500

Hình 2.4 một số kiểu thùng trộn Máy khuấy trộn kiểu thùng quay được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp trong công nghiệp hoá học dùng để trộn phối liệu, trong công nghiệp thực phẩmdùng để trộn vật liệu rời v.v…

Yêu cầu đưa ra là phải trộn rời xốp, độ kết dính nhỏ, cho phép làm vật liệu đập nát Máy trộn loại này chủ yếu làm việc gián đoạn, nhưng đối với loại thùng nằm ngang cũng có thể làm việc liên tục, Cấu tạo của máy gồm: thùng trộn, bộ phận dẫn động và giá đỡ

Thùng trộn có nhiều cách bố trí, có nhiều kiểu thùng khác nhauđể tạo dòng vật

liệu theo yêu cầu công nghệ Thông thường là hình trụ nằm ngang (Hình 2.4-1) hoặc thẳng đứng (Hình 2.4-2) Loại này rễ chế tạo, rễ lắp ráp, rễ điều chỉnh, Để trộn sản

phẩm thật mãnh liệt và cho phép nghiền, người ta dùng thùng lục giác nằm ngang (Hình

2.4-3) loại thùng hình trụ chéo (Hình 2.4-6) cho phép trộn nhanh chóng và cho chất

lượng cao, vì ở đây thực hiện đồng thời cả trộn chiều trục lẫn trộn hướng kính, cả trộn khuếch tán lẫn trộn đối lưu, va đập và nghiền

Loại thùng hình trụ kép chữ V (Hình 2.4-7) dùng khi cần trộn hiệu quả cao Máy

dùng để trộn những hỗn hợp có yêu cầu độ đồng đều cao như premix, thuốc thú y dạng bột… Ở loại máy trộn này có cả năm quá trình trộn đã nêu

Máy trộn hình nón gồm hai hình nón cụt nối với ống hình trụ trục quay thường

đi qua theo đường kính ống (hình trụ), hay trong trường hợp riêng có thể đi qua đường tâm của hình trụ Trong những máy trộn hình nón hiệu quả trộn tăng lên nhờ trộn được vật liệu rời dọc theo bề mặt thay đổi của hình nón Khi trộn những vật liệu có khuynh hướng vón cục và khi cần làm ẩm chúng trong một vài trường hợp ở các máy trộn hình nón có nạp những viên bi cầu bằng kim loại, hay bằng sứ, song sự tiết kiệm của phương pháp đó không cao, vì cứ mỗi mẻ trộn phải nạp và tháo bi cũng như lấy riêng chúng ra

khi tháo thành phẩm (Hình 2.4-4 2.4-5)

Máy trộn dạng nồi quay (Hình 2.4-8) gồm chủ yếu có bình chứa dạng lập phương

quay trên trục ngang với đường tâm quay trên bình chứa trùng với đường chéo chính của nó sử dụng hình dạng lập phương thay cho hình trụ giải thích rằng trong những hình trụ dài, khó đảm bảo trộn đều và tháo thành phẩm nhanh chóng trộn trong nồi quay rất có hiệu quả và có thể còn tăng hiệu qủa của nó mạnh hơn chờ có lắp thêm cánhđảo quy hướng ngược chiều quy của nồi

Để làm sạch máng máy, khi đó băng phải quay với khe hở thành thùng chỉ vài milimét Loại máy trộn này được sử dụng ở Nhà máy thức ăn An Phú, Viphaco…

Máy trộn dạng cánh đảo cũng thuộc loại máy trộn vận chuyển Việc khuấy trộn đực thực hiện bằng cánh đảo, thông thường thì các cánh được lắp chặt trên trục ngang Các máy trộn loại này có thể làm việc liên tục hay gián đoạn

Ở những máy làm việc liên tục, cánh đảo được lắp chặt trên trục theo đường ren vít, nhằm đảm bảo đồng thới khuấy trộn và chuyển rời sản phẩm dọc trục Chất lượng trộn của máy này phụ thuộc vào thời gian trộn và được xác định bằng thực nghiệm Thời gian trộn phải phù hợp với thời gian chuyển dời sản phẩm trong máy trộn từ cửa

nạp đến cửa tháo Thời gian đó có thể thay đổi bằng cách thay đổi số vòng quay của trụccánh đảo cũng như góc xoay của cánh đảo đối với trục Trong máy trộn dùng cánh đảo làm việc gián đoạn, sản phẩm thường được trộn bằng các cánh đảo hướng tâm, hơi nghiêng một chút so với trục thùng quay

giới thiệu Máy trộn kiểu vít

Máy trộn kiểu vít đứng TB-1A, là loại làm việc gián đoạn, trộn bột khô (H2.3),

do Bộ môn Máy Nông nghiệp Trương ĐHNN1 thiết kế

Cấu tạo gồm: vít đứng 1quay trong một đoạn ống bao 2 cố mở những cửa sổ 3, lắp trong thùng máy 4có phần dưới hình nón cụt và phần trên hình trụ phễu cấp liệu 5

có lắp đóng mở, ống xả hỗn hợp 6 cũng có lắp đóng mở

Bộ phận động lực và truyền động gồm: một động cơ điện và một đai thang lắp trên thùng và nắp Cách sử dụng : sau khi định mức các thành phần thức ăn đủ một mẻ trộn (270kg) đổ vào máy trộn qua phễu cấp liệu 5, đồng thời cho máy chạy, vít 1 sẽ chuyền bột vào trong thùng, đẩy bột lên trên qua ống bao

và qua của sổ ống bao nạp xong khối bột thì đóng nắp phễu nạp laị, máy tiếp tục làm việc , vít tiếp tục đẩy

bột lên.khi bột đã

khuếch tán qua cửa sổ

và miệng trên của ống

bao rơi xuống,lại được

Hình 2.5 cấu tạo bên trong của máy trộn TB – 1A

CHƯƠNG 2

THIẾT KẾ THIẾT BỊ PHA TRỘN THỨC ĂN CHO TÔM HÙM

I YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỐI VỚI MÁY VÀ THIẾT BỊ

Ngoài những yêu cầu chung ( độ cứng, sức bền, độ bền dung động ) cần phải đáp ứng những yêu cầu sau

1 khả năng thực hiện quá trình công nghệp tiên tiến Nói cách khác máy và thiết bị muốn đạt công suất đầy đủ phải có tác động công nghệ thích hợp nhất lên sản phẩm gia công Trong trường hợp này, những tổn thất không thể tránh khỏi phải nhỏ nhất khi thiết kế phải đảm bảo sự tương ứng giữa quỹ đạo và tốc độ của bộ phận làm việc

2 Hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao Nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật suy cho cùng

là biểu hiện ở năng suất lao động xã hội, nghĩa là giảm chi phí cho một đơn vị sản phẩm Nâng cao hiệu quả kinh tế là nguyên nhân chủ yếu của những thông sốthuộc năng suất máy như kích thước, diện tích chiếm chỗ, tiêu thụ năng lượng , nước, hơi, giá thành chế tạo, lắp ráp, sửa chữa và sử dụng thiết bị

3 tính chống mòn của các bộ phận làm việc của máy và thiết bị Đây là yêu cầu đặcbiệt quan trọng đối với thiết bị, vì các vật liệu dùng chế tạo máy khi pha lẫn vào sản phẩm có nó vô tác dụng

4 khả năng truyền chuyển động trực tiếp cho máy trực tiếp từ động cơ hay từ nhómđộng cơ trong nhiều trường hợp cải tiến được kết cấu máy và nâng cao được chỉ tiêu sử dụng chúng

5 độ bịt kín tốt và sự di chuyển hợp lýthể tích không khí cần hút ra, tránh được bụi tỏa ra trong sản suất

6 tính công nghệ của máy và công nghệ tức là sự tương hợp của các kết cấu của chúng và phương pháp chế tạo tối ưu theo quy mô sản suất đã biết với mọi cách tiết kiệm vật liệu

7 Sự thống nhất hóa và quy chuẩn hóa, điều đó nâng cao tính hàng loạt và tính công nghệ của máy do đó nâng cao năng suất và hạ giá thành sản xuất, và tăng nhanh quá trình thiết kế, làm giảm được những phức tạp khi sửa chữa, rút bớt được chi tiết dự trữ cần thiết

8 Áp dụng biện pháp tiết kiệm kim loại định hình trong thiết kế và chế tạo để giảm bớt khối lượng vật liệu máy

9 Áp dụng vật liệu tổng hợp ( chất dẻo ) trong chế tạo và sửa chữa máy Những vậtliệu này có khối lượng riêng nhỏ lại có độ bền cơ học, tính đà hồi và tính chống mòn cao

10 Máy và thiết bị phải gồm những khối riêng biệt ghép lại với nhau không quá phức tạp

11 Đảm bảo quy tắc an toàn và kỹ thuật vệ sinh sản xuất Nói chung máy phải có mặt ngoài nhẵn và dạng xuyên dòng để dễ dàng đáp ứng yêu cầu sản xuất

12 Sự tương quan chặt chẽ của dung sai vật liệu và của chi tiết theo tiêu chuẩn nhà nước Đó là điều kiện cần cho lắp lẫn cụm chi tiết

13 Trong thời gian làm việc tiếng ồn phát ra ở máy không được vượt quá quy chuẩncho phép

14 Tự động hóa kiểm tra và điều chỉnh quá trình làm việc.

15 Cân bằng tĩnh và cân bằng động những phần quay và khối chuyển động tịnh tiến của máy

16 Sự hoàn chỉnh kỹ thuật của máy và thiết bị

Đặc trưng số lượng và sự hoàn chỉnh thiết bị kỹ thuật là thời hạn mà thiết bị đáp ứng mức kỹ thuật hiện đại theo những chỉ tiêu cơ bản cảu nó

Độ tin cậy : đó là tính chất cảu máy (khí cụ, thiết bị, hệ thống và các phần của

chúng) thực hiện các chức năng đã biết, bảo đảm được các chỉ tiêu sử dụng của nó trong những giới hạn đã biết trong khoảng thời gian yêu cầu hoặc thời gian làm việc yêu cầu

Khả năng làm việc: trạng thái của máy có thể thực hiện được các chức năng đã biết với những thông số xác định yêu cầu của hồ sơ kỹ thuật

Sụ hỏng hóc: lập được quy luật phát sinh hỏng hóc trong quá trình sử dụng máyThời gian làm việc

II LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1 Giới thiệu các pgương án thiết kế

Đặc điểm thức ăn cho tôm là dạng bột nhão phải qua 2 công đoạn trộn đó là trộn khô

và trộn ẩm, vì vạy chúng ta chỉ quan tâm đến những máy trộn đảm nhiệm được 2 chức năng trọ khô và trộn ẩm đồng thời

a)Máy trộn cánh guồng xoắn

Máy trộn cánh làm việc liên tục là máy trộn nằm ngang có những cánh hướng tâm

được gắn theo ường vít

Quay cánh đối với trục

trục thứ nhất do đó mà đạt được kết quả mãnh liệt việc trộn còn tốt hơn khi lắp trên máng những cánh cố định.

b Máy trộn kiểu vít đứng

Cấu tạo gồm: vít đứng 1quay

trong một đoạn ống bao 2 cố

mẻ trộn đổ vào máy trộn qua

phễu cấp liệu 5, đồng thời cho

máy chạy, vít 1 sẽ chuyền bột

vào trong thùng, đẩy bột lên

trên qua ống bao

và qua của sổ ống bao nạp

xong khối bột thì đóng nắp

phễu nạp laị, máy tiếp tục làm

việc , vít tiếp tục đẩy bột

lên.khi bột đã khuếch tán qua

cửa sổ và miệng trên của ống

bao rơi xuống,lại được vít chuyền lên, hỗn hợp được xáo trộn sau giai đoạn(3 đến 5 phút) mở lắp 6 tiến hành thu bột sau đó tiến hành mẻ khác với trình tự như trên

c Máy trộn kiểu vít ngang

Hình 2.7

Hình 2.8

Máy trộn kiểu vít ngang được sử dụng kết hợp vừa trộn vừa gia nhiệt bằng cách đặt các bộ gia nhiệt ở xilanh Nó cũng có thể vừa trộn vừa tạo sợi hay tạo hạt sản phẩm

Nguyên liệu nạp vào qua cửa nạp xuống vít xoắn làm nhiện vụ trộn và vận

chuyển nhiên liệu về phía đầu ép Máy trộn loại này có đặc điểm kết hợp dược nhiều công đoạn trong quá trình chế biến thức ăn gia súc Nhưng lại có nhược điểm đạt độ đồng không cao của hỗn hợp trộn

d Máy trộn kiểu trục cán

Hình 2.9 Máy trộn kiểu trục cán:

Máy trộn trục cán thường để trộn tinh đối với hỗn hợp dẻo tùy theo mức độ đồng đều

và tính chất của sản phẩm người ta có thể sử dụng 1 trục, 2, 3 hay nhiều trục trộn Máy trộn trục khi trộn các sản phẩm có độ liên kết cao cũng cần được gia nhiệt ở phía trong trục Nó cũng có thể kết hợp việc trộn với việc tạo sợi, hạt sản phẩm Máy trộn trục cán

có ưu điểm là kết cấu đơn giản và làm việc hiệu quả với những hỗn hợp có độ dẻo cao, nhưng nhược điểm của nó là làm dập nát sản phẩm và không trộn được những nguyên liện bột khô

e Máy trộn kiểu thùng quay

Hình 2.9

Máy trộn kiểu thùng quay là những máy có thùng hình trụ lắp trên trục nằm ngang hay

thẳng đứng

Hình 2.10 Máy trộn kiểu thùng quay 2.2 Lựa chọn phương án thiết kế:

Với yêu cầu phải đạt độ đồng đều cao và tỷ lệ pha trộn chính xác, nguyên liệu gồm nhiều loại bột với những tỷ lệ rất nhỏ.

- Bột tôm hoặc bột đầu tôm 1 – 30%

Chọn phương án trộn:

Để thực hiện quá trình trộn, tẩm trên ta lựa chọn phương án thiết kế máy trộn toàn bộ là máy trộn cánh đảo trộn gián đoạn vì vói bột nhão thì phưng án dùng máy trộncánh đảo rất hiệu quả Máy tẩm ta dùng máy trộn kiểu thùng quay, vói thùng quay có trục nằm ngang và thùng hình trụ, côn 2 đầu được bố trí thẳng đứng căn cứ vào tính chất dễ vỡ của viên thức ăn thì ta chọn phương án trộn này đảm bảo là phương án trộn

ít va đập nhất, không làm vỡ sản phẩm.vì trong thực tế nhiều sản phẩm thực phẩm cần phải trộn hết sức thận trọng, không được phá hủy cấu trúc của sản phẩm trộn để trộn những vật liệu như thế không cho phép đập nghiền trong quá trình trộn người ta đã sử dụng các thùng có đáy hình côn

Hình 2.11 Sơ đồ máy trộn thùng quay tẩm dung dịch lỏngLựa chọn phương án thiết kế như hình vẽ:

Nguyên lý làm việc như sau: động cơ điện truyền chuyển động cho hộp giảm tốc qua bộtruyền động đai thang, truyền chuyển động quay cho trục, trục được gắn vào một đầu của thùng trộn bằng mối ghép bulông.đầu còn lại của thùng được thiết kế theo dạng ổ trượt trên đầu này ta thiết kế cửa phun để đặt vòi phun chất lỏng vào thùng Chất lỏng được đưa vào thùng qua vòi phun dạng sương mù Cơ cấu này hoạt động theo nguyên lýphun bằng khí nén (dạng của máy phun sơn) Vì lượng chất lỏng dùng để tẩm không nhiều nên ta không thể dùng máy bơm thuần túy Thùng trộn được thiết kế cánh nâng sản phẩm dạng vân để nâng sản phẩm, thùng trộn thiết kế côn 2 đầu đảm bảo tránh va đập cho sản phẩm Khi thực hiện quá trình trộn thùng quay tương đối chậm, các yếu tố trên đảm bảo sản phẩm được trộn đồng đều với tỷ lệ nhất định và đảm bảo thức ăn dạngviên khong bị dập vỡ

III TÍNH TOÁN MÁY TRỘN CÁNH ĐẢO

3.1 Năng suất trộn

Năng suất trộn làm việc gián đoạn có thể được tính toán theo công thức sau:

thao nap tron t t t

V Q





 (m3/h) (III-1)Trong đó

V- thể tích sản phẩm trong thùng chứa máy trộn

ttron- thời gian trộn

tnap- thời gian nạp sản phẩm vào máy

tthao- thời gian tháo sản phẩm

h m

60

160

2603

05

083 0 6 0

05 0

V t  (m3) (III-2)Thay  = 3.141

Vt =0.083 và B = 2.5D vào (III-2) ta thu được:

35 0 043 0 043

0 5 2 14 3

4 083 0 4

5 2 14 3 083

Xuất phát từ đó, đại lượng áp suất pháp tuyếnlên một đơn vị diện tích nhúng chìm của phần cánh chuyển động có thể tính như sau:



 h tg o c tg o , (N/m2) Trong đó

: Trọng lực cảu vật liệu(N/m3)

 : Góc ma sát của vật liệu

h: Chiều sâu nhúng chìm của đơn vị diện tích cánh (m)

c: Lực dính riêng của vật liệu với cánh

Áp lực tác dụng lên tất cả cánh nhúng chìm trong vật liệu:

htb: chiều sâu nhúng chìm cảu các cánh trong vật liệu (m)

f: diện tích của cánh nhúng chìm trong vật liệu (m2)

Ngoài áp lực E trên cánh còn có lực ma sát Ems của khối lượng vật liệu trộn với cánh Đại lượng hợp lực của áp lực được xá định như hình vẽ (Hình 2.10)

R = E/cosβ , (N) Trong đó:

β là góc ma sát giữa vật liệu với cánh

Phân tích hợp lực R tác dụng lên cánh nghiêng một góc α đối với mặt phẳng nằmngang thành các thành phần hướng tân Eht và thành phần hướng trục Eo.

Thành phần hướng tâm:

Hình 2.12 sơ đồ tính cánh

cos sin , (III - 4)

sin cos

sin sin cos

cos cos

cos cos cos

E E

sin

cos

sin

sin cos cos

sin cos

sin cos sin

.

m

N E

tg E

E E

1000

.  , (KN)

Trong đó:

Z: số cánh đồng thời nhúng chìm trong vật liệu

Vv: vận tốc vòng chuyển động của những điểm đặt lực cản cân bằng tác dụng lên phần cánh nhúng chìm trong vật liệu (m/s)

V0: vận tốc hướng trục của điểm đặt lực ấy (m/s)

V0 = Vv cosα.sinα

Để xác định công suất của máy trộn cánh có hình dạng phức tạp và hàng loạt công thức có liên quan đến nhiều thông số kỹ thuật như: Lực dính riêng, hệ số ma sát, vận tốc của điểm vật liệu…mà điều kiện máy móc, thiết bị thí nghiệm không có ta không thể xác định được do đó ta dùng công thức thực nghiệm:

) ( 1000

7 3 /

Kw Scr

r Q

IV TÍNH TOÁN MÁY TRỘN KIỂU THÙNG QUAY DÙNG ĐỂ TẨM

DINH DƯỠNG VÀ TẨM THUỐC.

1 Tính toán năng suất trộn

Đối với mỗi sản phẩm rời, với mỗi máy trộn xác định có lần chuyển dời nhất định trong thùng chứa ( xác định bằng thực nghiệm) đảm bảo trộn tốt nhất phù hợp với quá trính công nghệ Nếu ký hiệu m là số lần chuyển dời của sản phẩm trong thùng quay đảm bảoquá trình trộn đã biết và n là số vòng quay của thùng trong 1 phút thì thời gian trôn ttr

cần thiết để trộn sản phẩm trong máy trộn kiểu thùng quay là:

(hình vẽ) ta cố định tất cả các mặt phẳng PN, giới hạn lớp sản phẩm, thì sau mỗi vòng

quay của thùng thì từ điểm PN sẽ tạo ra dường tròn bán kính r, không gian vành khăn Vk

tạo bởi bán kính r và thành thùng là thể tích của sản phẩm được đảo trộn sau 1 vòng Trong thời gian thùng quay để trộn các hạt sản phẩm riêng biệt di chuyển theo các đường khác nhau, phụ thuộc vào vị trí ban đầu của chúng ở trong đống sản phẩm Nếu

ta chú ý đến một đường trung bình nào đó của hạt sản phẩm thì số lần trộn m của khối sản phẩm sau mỗi vòng quay của thùng, có thể tính được bằng tỷ lệ thể tích không gian vành khăn Vk với thể tích khối sản phẩm V

2

2 2 2

2 2

.

.

.

R

r R L

R

L r R V

Khi  = 50% rõ ràng sau mỗi vòng quay m = 2 vì r = 0 và  = 0,5

Để tránh ứ đọng khi thùng chứa đầy trên 50% có thể lồng vào tâm của thùng mộtống lót hình trụ rỗng có kích thước bằng vùng ứ đọng được tính toán như sau:

R R

Năng suất máy trộn thùng quay có thể tính theo công thức:

th n

tr t t t

V Q

 - khối lượng thể tích của hỗn hợp kg/m3

Ttr = 5 thời gian cần thiết để trộn

Tn = 1 thời gian nạp sản phẩm

Tth = 1 thời gian tháo sản phẩm

Theo [12 trang 148]

260 1 1 5

60 30

4 260

60

60

.

035 0

2 2

1 4

.

4 2

1 8

V = 0.47D3 suy ra D V 0 57 ,m

47 0

0875 0 47

15 15

p

D p

S - C= 6 4

4

10 25 10 50 5 , 1 3 , 2

57 , 0 10 25

 =0,001 (mm)

Vì S - C =0,001 0,01 nên theo [1, trang 169] ta lấy :

C1=0, C2=0,003

Suy ra S=0,001+0,003=0,004 (m)S=4(mm)

Vậy bề dày của thùng là 4 (mm)

2 Tính công suất cần thiết (N)

Công suất cần thiết của máy trộn kiểu thùng quay bao gồm 2 thành phần:

102

.

25 14 3

xZ xh G xZ xh G

h1 – chiều cao nâng hỗn hợp do tác dụng của lực ma sát

h2 – chiều cao nâng do tác dụng của cánh nâng h2 = R.(1+sinβ) =

phẩm sẽ được nâng lên, được xá định bằng góc ma sát f1, nhưng chịu ảnh hưởng của cáccánh trộn và tỳ lên các phần tử khác do đó góc nâng f2 lớn hơn (khoảng 900) Sua đó sảnphẩm này sẽ trượt xuống theo hỗn hợp tiếp nhận góc dịch chuyển của hỗn hợp (f2= 900) thì chiều cao nâng sản phẩm

h1 = R= 0.285 , m

Số chu kỳ chuyển động khép kín của hỗn hợp dưới tác dụng của lực ma sát sau một số vòng quay của tang trộn (coi thời gian mà hỗn hợp trượt xuống bằng thời gian nâng lên độ cao h2)

2 90 2

360 2

Z

Thời gian nâng sản phẩm bằng cánh trộn:

88 2 360

40 90 15

60 360

90 1

46 0 2

2 1

19 0 1000

2 46 0 45 2 285 0 255 1000

2 2 2 1 1 1

2 G xh xZ G xh xZ  x x  x x 

Vậy công suất cần thiết để trộn là:

N = N1 + N2 = 0.17 + 0.19 = 0.36 ,KwCông suất chuyền chuyển động cho thùng trộn là



2

1 N N

N DC  

Trong đó η là hiệu suất bộ truyền: η = ηd ηo ηbr

ηd – hiệu suất của truyền động đai

ηo – Hiệu suất của ổ

ηbr – hiệu suất của bánh răng

η = ηd ηo ηbr = 0.95x0.99x0.90 = 0.84

43 0 84 0

36 0

Chọn động cơ điện Theo [1 Bảng 3 trang 29 ] ta chọn được loại động cơ điện không đồng bộ 3 pha doản mạch có các thông số sau:

Phân phối tỷ số truyền:

U = Unh Uh= Ud Uh.Ubr

Việc phân phối tỷ số truyền cho các bộ truyền dựa trên các nguyên tắc sau:

 Sử dụng tốt khả năng truyền động của bộ truyền

 Đảm bảo khuôn khổ trọng lượng của hộp giảm tốc

 Đảm bảo điều kiện bôi trơn tốt cho các bộ truyền

Kích thước của bộ truyền phụ thuộc vào sự tương quan kích thước của hộp giảm tốc và bộ truyền ngoài hộp

Kích thước hộp phụ thộc vào khoàng cách trục A, bề rộng bánh răng

Việc bôi trơn có tốt hay không phụ thuộc vào sự chênh lệch kích thước của cặp bánh răng

Dưới đây là cơ sở để chọn tỷ số truyền của một số bộ truyền thông dụng:

Đối với những bộ truyền bánh răng để hở, bộ truyền đai, bộ truyền xích giá trị tỷ số truyền thường lấy giá trị trung bình cho phép:

Đai dẹt : i ≤ 5Đai thang i ≤ 6

Bộ truyền động xích i ≤ 6

Bộ truyền động bánh răng trụ i ≤ 5

Bộ truyền bánh răng nón i ≤ 3Trong hộp giảm tốc bánh răng trụ có cấp khai triển để bánh bị dẫn của các cấp đều đượcngâm trong dầu hợp lý (mức dầu ngập hết chiều cao răng và không quá 1/3 bán kính vòng đỉnh răng ) có thể chọn i theo hệ thức sau:

in = ( 1.21.3)ic

trong đó

in – tỷ số truyền của bộ truyền cấp nhanh

ic – tỷ số truyền của bộ truyền cấp chậm

Theo [1 Bảng 6 trang 35 ] thông thường người ta thường chọn tỷ số truyền sau

Truyền động đai dẹt – thường 24

– Có căng đai 46

Truyền động bánh răng trụ – trong hộp 35

n3= 75

1

3

5 , 232

364 , 0

383 , 0

99 , 0

, 232

399 , 0 10 55 , 9 10

364 , 0 10 55 , 9 10

Mômen T 6161,3 4261,6 16389 48768,7 139048

1 Thiết kế bộ truyền động đai

a) Chọn đai vải đai cao su:

với đặc tính bền, dẻo,ít bị ảnh hưởng của độ ẩm và sự thay đổi của nhiệt độ ,đai vải đaicao su được dùng khá rộng rãi.giả thiết vận tốc đai v = 4,867m/s V > 5 m/s, ta có côngsuất N < 1 Kw căn cứ vào [1 bảng 17 trang 45] ta chọn loại đai thanh loại A có các kíchthước như sau

b) Số dây đai cần thiết cho bộ truyền

Số đai được định theo điều kiện tránh xảy ra hiện tượng trượt trơn giữa đai và bánh đai

F C C C

P Z

v t

C - hệ số ảnh hưởng đến góc ôm theo [ 1 bảng 5-18 trang 95 ] C = 0,83

Cv – hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc theo [1 bảng 5-19 trang 95] Cv = 1,04

Tay các thông số vao công thức ta tính được

81 04 , 1 83 , 0 1 51 , 1

6 , 0

d2 =d1.uđ.(1- ) với bộ truyền nhanh lấy  =0,01

1648500

.4

1003002

300100.500.24

2

2 2

2 1 2

60000

930 100 14 , 3 60000

 =2.130.sin 

Bánh nhỏ: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ cứng HB280 b1 =850MPa ch1 =580MPa

Bánh lớn: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ cứng HB260 b2 =850MPa ch2 =580MPa

b Xác định ứng xuất cho phép(tính sơ bộ)

H =

H

HL Hlím0 .K S



Với 0

1 lim

590

1 504

F S

K K

F2 = 536,36

1,1

590

.

.

10 05 , 1





N K

415 , 0 5 , 1 468

4

10 05 , 1

3

0

2 6

2

100 2 1

Vận tốc vòng: V =   m s

i

n A n

d

/,95,1)14.(

10.6

930.100.14,3.21.10.6

210

.6

4 4

1 4



.

10

K: hệ số tải trọng

N: công suất bộ truyền

F

 ứng suất uốn sinh ra tại chân răng:

[F] ứng suất uốn cho phép

 n

30 5 , 232 20 2 412 , 0

415 0 3 , 1 10 1 , 19

2

6 1

e) Kiểm nghiệm về độ quá tải

Kqt =2,2

 Hmax  H K qt  532 2 , 2  775 , 7 [H]max =1624Mpa

Fmax =F1 Kqt =139,68.2,2 = 307,3  []Fmax =464Mpa

f) Thông số hình học của cặp bánh răng cấp nhanh

Đường kính đỉnh răng: da1 =d1 + 2.m = 40 + 2.2 = 44 mm

da2 = d2 + 2.m = 160 + 2.2 = 164 mm

Đường kính chân răng df1 = 40 -2,5.m = 40 -2,5.2 = 35 mm

df2 = 160 -2,5.m = 160 -2,5.2 = 155 mm

Chiều cao răng: h = 2,25.m = 2,25.2 = 5 mm

Chiều cao đầu răng hđ = 1,9.m = 1,9.2 = 3,8 mm

.

.

10 05 , 1

n

N K

399 , 0 5 , 1 36 , 536 3

10 05 , 1 3

2 6

2

100 2 1

Bề rộng bánh răng:

b = ψA.A = 0,3.100 = 30 mm

Đối với bánh răng trụ lấy bề rộng của bánh nhỏ lớn hơn bề rộng của bánh lớnkhoảng (5 đến 10 mm)

Tính vận tốc vòng và cấp chính xác để chế tạo bánh răng:

Vận tốc vòng: V =

n A n

d

/,49,0)14.(

10.6

5,232.100.14,3.21.10.6

210

.6

4 4

1 4



.

10

K: hệ số tải trọng

N: công suất bộ truyền

F

 ứng suất uốn sinh ra tại chân răng:

[F] ứng suất uốn cho phép

 n

30 5 , 232 20 2 412 , 0

415 0 3 , 1 10 1 , 19

2

6 1

d) Kiểm nghiệm về độ quá tải

Kqt =2,2

 Hmax  H K qt  532 2 , 2  775 , 7 [H]max =1624Mpa

Fmax =F1 Kqt =139,68.2,2 = 307,3  []Fmax =464Mpa

e) Kiểm nghiệm về độ quá tải

Kqt =2,2

 Hmax  H K qt  512 2 , 2  759 , 4 [H]max =1624Mpa

Fmax =F1 Kqt =188,25.2,2 = 414,15  []Fmax =464Mpa

f) Thông số hình học của cặp bánh răng cấp chậm

Chiều cao răng: h = 2,25.m = 2,25.2 = 5 mm

Chiều cao đầu răng hđ = 1,9.m = 1,9.2 = 3,8 mm

- Phương pháp phay, tiện

2.3.2 Tính đường kính sơ bộ của các trục:

Theo [1 , trang 86, (7-2)] ta có:

3 sb

] [

2 , 0

d sb  Theo [1 công thức 7.1 trang 86 ]Trong đó:

+ N – công suất truyền, kw

Trục I : N = 0,415 kw

399 , 0

lkn – chiều dài khớp nối, chọn lkn = 36mm

a – khoảng cách từ khớp nối đến thành hộp, a = 15mm

b – khoảng cách từ mép ngoài của hộp giảm tốc đến cạnh ổ, b = 16 mm

c1 – khoảng cách từ cạnh ổ 1 đến thành trong của hộp c1 = 10mm

c2 – khoảng cách từ cạnh ổ 2 đến thành trong của hộp c2 = 18mm

c3 – khoảng cách từ cạnh ổ 3 đến thành trong của hộp c3 = 15mm

d – khoảng cách từ mép trong của hộ đến bánh răng, d = 15mm

l – chiều dày bánh đai l = 30mm

BBrI – bề rộng bánh răng nhỏ trục I.

BBrI = 0,3.100 = 30 mm

BBrII = 0,35.100 = 35mm

e – Khoảng cách giữa 2 bánh răng, e = 15mm

g – khoảng cách thành ngoài của hộp đến mép bánh đai, g = 15 mm