Thiết kế hệ thống sấy thùng quay dùng để sấy đường với năng suất 1200 kg một giờ

Ví dụ: đối với các nông sản và thực phẩm nhằm tăng cường tính bền vững trong bảo quản, đối với các nhiên liệu than, củi được nâng cao lượng nhiệt cháy, đối với gốm sứ làm tăng độ bền cơ

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU ĐẦU ĐỀ ĐỒ ÁN

Sấy là phương pháp thường dùng trong công nghiệp và đời sống Kết quả của quá trình sấy làm cho hàm lượng chất khô trong vật liệu tăng lên Điều đó có ý nghĩa quan trọng trên nhiều phương diện khác nhau Ví dụ: đối với các nông sản và thực phẩm nhằm tăng cường tính bền vững trong bảo quản, đối với các nhiên liệu ( than, củi) được nâng cao lượng nhiệt cháy, đối với gốm sứ làm tăng độ bền cơ học, giảm chi phí vận chuyển…

Nguyên tắc của quá trình sấy là cung cấp năng

lượng nhiệt để biến đổi trạng thái của pha lỏng trong vật liệu thành hơi Hầu hết các vật liệu trong quá trình sản xuất đều chứa pha lỏng là nước nên người ta thường gọi là ẩm

Tùy theo quá trình cấp nhiệt cho ẩm mà người ta phân ra các phương pháp sấy khác nhau: cấp nhiệt bằng đối lưu gọi là sấy đối lưu, cấp nhiệt bằng dẫn nhiệt gọi là sấy tiếp xúc, cấp nhiệt bằng bức xạ gọi là sấy bức xạ…

Hệ thống sấy thùng quay là hệ thống sấy chuyên dùng để sấy hạt, cục nhỏ Hệ thống sấy thùng quay

cũng là hệ thống sấy đối lưu Trong đồ án này, em xin trình bày về qui trình công nghệ và thiết bị sấy thùng quay dùng để sấy đường với năng xuất đầu ra là

1200kg/h

1.2 GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU.

Nước ta là một nước nhiệt đới nên đường được sản xuất chủ yếu từ cây mía Đường được đem đi sấy là

những tinh thể saccharose, có kích thước trung bình là 0,8 mm

Saccarose là một đường kép có công thức phân tử là C12H22O11, gồm 2 phân tử  - D - glucose và  - D - fructose liên kết với nhau bằng liên kết 1,2 – glucoside

Saccarose

Do đó saccarose không còn tính khử, không tạo được osazone Nó bị caramel hóa ở nhiệt độ nóng chảy từ 160

 180 oC Nhưng ở nhiệt độ lớn hơn 1050C thì đường sẽ bị caramel hóa một phần làm đường bị sẫm màu

Trong tự nhiên, saccarose có trong mía, củ cải đường, thốt nốt,…

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 2.1 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ:

2.2 HÌNH VẼ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ:

2.3 THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

 Vật liệu:

Đường sau khi ly tâm sẽ được đưa đến gầu tải để vậnchuyển lên cao rồi đưa vật liệu vào cơ cấu nhập liệu vàothùng sấy Tại thùng sấy, đường sẽ đi sâu vào thùng

Đường sau sấy

Băng tải

Thùngsấy

Cơ cấu nhậpliệu

ĐườngGầu

Calorife

Bụi đường

Hơi nướcKhông

khí

sấy, được xáo trộn bởi các cánh nâng khi thùng quay Đồng thời sẽ diễn ra quá trình trao đổi ẩm với TNS Qúa trình cứ thế diễn ra từ khi đường bắt đầu vào thùng và

ra khỏi thùng để đạt được độ ẩm theo yêu cầu kĩ thuật

Ở cuối thùng sấy, đường sau khi được tách ẩm sẽ được tháo liệu ra ngoài, được vận chuyển bằng hệ thống băng tải Nhiệt độ đầu ra của đường khá cao ( khoảng40 0C) nên phải được làm nguội Có 2 cách để thực hiện quá trình làm nguội đường:

 Dùng luồng không khí lạnh, khô thổi cưỡng bức để làm nguội

 Làm nguội tự nhiên bằng cách lợi dụng độ dài thích hợp của hệ thống băng tải

 Tác nhân sấy:

Không khí ở điều kiện bình thường (270C, 85%) được quạt đẩy đưa vào hệ thống qua ống dẫn khí vào calorife để tiến hành trao đổi nhiệt lên 920C, sau đó được dẫn vào thùng sấy Do có sự mất mát nhiệt trên đường ống dẫn nên khi TNS vào tới thùng quay nhiệt độ còn 900C Tạithùng sấy, TNS sẽ tiến hành quá trình truyền nhiệt và dẫn ẩm ra khỏi vật liệu sấy Nhiệt độ TNS giảm dần và khi ra khỏi thùng sấy chỉ còn 400C

Trong không khí ra khỏi thùng có lẫn bụi đường, hỗn hợp khí-bụi này được dẫn vào cyclon để lọc và thu bụi

đường, không khí sạch được thải ra ngoài môi trường

Calorife được gia nhiệt bằng hơi nước bão hòa ở áp suất 2 atm lấy từ lò hơi Nhiên liệu dùng để đốt lò hơi là dầu FO

PHẦN 3: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT

VÀ CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG CÁC THÔNG SỐ:

Năng suất nhập liệu tính theo sản phẩm G2=1200 kg/hĐộ ẩm ban đầu của vật liệu sấy: u1=2%=0.02

Độ ẩm ban đầu của vật liệu sấy: u2=0.4%=0.004

Khối lượng riêng thể tích của đường :ρv=990+27u kg/m3

[2])

(CT2.84,tr100-Nhiệt dung riêng của đường:Cđ= 996+1.6T (J/kg.K) ( tr 100-[2])

Đường kính tương đương hạt đường: d=0,8 mm

Chọn quá trình sấy xuôi chiều

Chọn cường độ sấy A=9 (kg/m3h) (Bảng 6.2,tr 179- [6])

CÔNG THỨC DÙNG XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA TÁC NHÂN SẤY:

 Áp suất hơi bão hòa:

(bar)

 Hàm ẩm:

(kg ẩm/kg kkk) (CT tr95-[11])

VII.11-Trong đó: Pa - áp suất khí quyển: Pa= 1.013 bar.( 760 mmHg)

 Enthalpy:

(kJ/kg) (CT tr95-[11])

VII.13-Trong đó:

 Ck = 1 kJ/kg.K - nhiệt dung riêng của không khí khô.

 Ch = 1.97 kJ/kg.K - nhiệt dung riêng của hơi nước

 ro = 2493 kJ/kg - ẩn nhiệt hóa hơi của nước

 t – nhiệt độ không khí (0C)

 x – hàm ẩm (kg ẩm/kgkkk)

 Thể tích riêng của không khí ẩm:

(m3/kgkk) (CT [11])

VII.8-tr94-Trong đó

 R - hằng số khí: R =8314 J/kmol.độ

 M - khối lượng không khí: M = 29 kg/kmol

 P, Pb - áp suất khí trời và phân áp suất bão hòa của hơi nước trong không khí (N/m2)

 Khối lượng riêng của không khí ẩm:

(kg/m3) (CT [2])

VII.9-tr95-Trong đó:

 P, Pb lấy đơn vị là N/m2

 To – nhiệt độ tiêu chuẩn: To = 273 K

 o – khối lượng riêng không khí khô ở điều kiện chuẩn: o = 1,293 kg/m3

XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI TÁC NHÂN SẤY TRONG QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT:

 Thông số trạng thái của không khí ngoài trời (A):Vậy tại điểm A, ta có:

 to = 27oC; 0=85%

 Áp suất hơi bão hòa: Pb0 = 0,03548 bar

 Hàm ẩm: x0 = 0,0188 kg ẩm/kgkkk

 Enthalpy: I0 = 75.37 kJ/kg

 Thể tích riêng của không khí ẩm: v0 = 0,879

m3/kgkk

 Khối lượng riêng : 0 =1,202 kg/m3

 Thông số trạng thái của tác nhân sấy vào

thùng sấy (B):

Không khí ngoài trời từ trạng thái (A) được đưa vào calorife nhờ quạt hút và được đốt nóng đẳng ẩm đến trạng thái B(x1, t1) (nghĩa là x1 = x0 = 0,0188 kgẩm/kgkk) để đưa vào thùng sấy

Rõ ràng, nhiệt độ t1 tại điểm B là nhiệt độ cao nhất của tác nhân sấy, được quy định bởi tính chất của vật liệu sấy và chế độ công nghệ và được chọn ở phần trên Do đường bị ngả màu khi nhiệt độ trên 1050C nên ta cần nhiệt độ tác nhân sấy dưới nhiệt độ này Chọn:

Tại điểm B: t1 = 90 oC; x1 = x0 = 0.0188 kg ẩm/kgkk

Khi đó áp dụng các công thức đã nêu ở phần III.1., các thông số khác của tác nhân sấy ở trạng thái B đượcxác định như sau:

 Áp suất hơi bão hòa: Pb1 = 0.6908 bar

 Độ ẩm tương đối: 1 = 0.043 = 4.3 %

 Enthalpy: I1 = 140.2 kJ/kg

 Thể tích riêng của không khí ẩm: v1 = 2.45

m3/kgkk

 Khối lượng riêng : 1 = 0.784 kg/m3

 Thông số trạng thái của tác nhân sấy ra khỏi thùng sấy (C):

Không khí ở trạng thái B được đẩy vào thiết bị sấy để thực hiện quá trình sấy

Nhiệt độ tác nhân sấy ra khỏi thùng sấy t2 tùy chọn sao cho tổn thất nhiệt do tác nhân sấy mang đi là bé

nhất nhưng phải tránh hiện tượng đọng sương (nghĩa là

tránh trạng thái C nằm trên đường bão hòa) Đồng thời, hàm ẩm của tác nhân sấy tại C phải nhỏ hơn độ ẩm cân bằng của vật liệu sấy tại điểm đó để vật liệu sấy không hút ẩm trở lại

Với quá trình sấy lý thuyết ta có: I2 = I1 = 140.2 kJ/kgkk; 

= 100 %

 tđs = 37 0C  chọn t2 = 40 oC

Khi đó áp dụng các công thức đã nêu, các thông số khác của tác nhân sấy ở trạng thái C được xác định như sau:

 Áp suất hơi bão hòa: Pb2 = 0.073 bar

 Hàm ẩm: x2 = 0.03896 kg ẩm/kgkk

 Độ ẩm tương đối: 2 = 0.8179 =82%

 Thể tích riêng của không khí ẩm: v2 = 0.94535

m3/kgkk

 Khối lượng riêng : 1 = 1.1386 kg/m3

Trạng thái tác nhân sấy trong quá trình sấy lý thuyết

tóm tắt ở Bảng 1.

Bảng1: Trạng thái tác nhân sấy trong quá trình sấy

lý thuyết:

lượng Trạng thái không khí

ban đầu (A)

Trạng thái không khí vào thiết bị sấy

(B)

Trạng thái không khí ra khỏi thiết bị sấy (C)

TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT:

 Phương trình cân bằng vật chất:

 Lượng ẩm bốc hơi trong 1 giờ:

 Cân bằng năng lượng chung cho quá trình sấy:

Vì quá trình sấy không có bổ sung nhiệt lượng và thiết

bị sấy thùng quay không có thiết bị chuyển tải  Qbs = Qvc

= 0 Như vậy:

 Nhiệt lượng đưa vào thiết bị sấy gồm:

 Nhiệt lượng do tác nhân sấy nhận được trong caloriphe: L(I1 – I0)

 Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang vào: [(G1 - W)Cv1 + WCa].tv1

 Nhiệt lượng đưa ra khỏi thiết bị sấy gồm:

 Nhiệt lượng tổn thất do tác nhân sấy mang đi: L(I2 – I0).

 Nhiệt lượng tổn thất qua cơ cấu bao che: Qbc

 Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang ra: G2.Cv2.tV2

Mặt khác:

G2 = G1 – W

 Nhiệt lượng tiêu hao cho quá trình sấy thực:

Q = L(I1 – I0) = L(I2 – I0) + Qbc + Qv – W.Ca.tv1

 Nhiệt lượng tiêu hao riêng (nhiệt lượng cần để bốc hơi 1kg ẩm):

q = l(I1 – I0) = l(I2 – I0) + qbc + qv – Ca.tv1

 Tổn thất nhiệt qua cơ cấu bao che:

Qbc = (0.03  0.05)*Qhi

o Chọn Qbc = 0,040 QhiVới Qhi = W [rv1 + Ch (t2 – tv1)] - nhiệt hữu ích (tức là

nhiệt cần thiết để làm bay hơi ẩm trong vật liệu và nângnhiệt độ ẩm từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ cuối thùng sấy)

 Với quá trình sấy lý thuyết: = 0

 Với quá trình sấy thực tế: ≠ 0 và được tính như sau:

= Ca.tv1 – qbc – qv = 112.86 – 98.18 – 672.57 = –657.89 kJ/kg ẩm

Vì < 0 Catv1 < qbc + qv I2 < I1 trạng thái tác nhân sấy sau quá trình sấy thực nằm dưới đường I1 (đường sấy thực tế nằm dưới đường sấy lý thuyết)

Xác định hàm ẩm x2 ứng với quá trình sấy thực

thông qua t2 đã biết:

kgẩm/kgkk (CT VII.26-tr105-[11])

Aùp dụng các công thức tương ứng đã nêu, các

thông số khác của tác nhân sấy ở đầu ra của thùng sấy trong quá trình sấy thực (C’) được xác định như sau:

 Enthalpy: kJ/kgkk

 Aùp suất hơi bão hòa: 0.073bar

 Thể tích riêng của không khí ẩm: m3/kgkk

 Khối lượng riêng:

 Lượng tác nhân khô cần thiết:

Bảng2: Trạng thái của tác nhân sấy trong quá trình

sấy thực tế:

Đại

lượng Trạng thái không khí

ban đầu (A)

Trạng thái không khí vào thiết bị sấy (B)

Trạng thái không khí ra khỏi thiết

1.3 TÍNH THỜI GIAN SẤY:

Tính thời gian sấy

(CT 6.44 tr178-[6])

PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH 1.4 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH:

Thiết bị sấy đường sử dụng cánh nâng (Bảng 6.2 tr179-[6])

Chọn hệ số chứa đầy =0.18 (Bảng 6.1 tr177-[6])

Chọn tốc độ quay của thùng: n=1 vòng/ph

Chọn góc nghiêng của thùng =50

 Thể tích thùng sấy tính theo lý thuyết:

(CT 6.42- tr178-[6])

 Thời gian lưu của vật liệu trong thùng:

Trong đó:

 k1 - hệ số lưu ý đến đặc tính chuyển động của vật liệu Trường hợp sấy xuôi chiều: k1 = 0.2 – 0.7  chọn k1 = 0.6 ( tr 176-[1])

 m - hệ số lưu ý đến dạng cánh trong thùng Đối

với cánh nâng: m = 0,5

(tr 176-[1])

Để quá trình sấy đạt yêu cầu về các thông số đầu

ra của vật liệu thì

tr174-[6])

(CT6.39-So sánh giữa thời gian lưu vật liệu và thời gian sấy:

Thời gian lưu vật liệu trong thùng sấy bằng thời gian sấy

=> Các thông số chọn trên là hợp lý

 Tính tốc độ tác nhân sấy

Lưu lượng thể tích của tác nhân sấy sau calorife:

Lưu lượng thể tích của tác nhân sấy sau thùng sấy:

Lưu lượng thể tích trung bình của tác nhân sấy trong thùng:

Tiết diện tự do của thùng sấy:

Tốc độ tác nhân sấy đi trong thùng:

o Chọn tốc độ tác nhân sấy trong thùng : 1m/s

1.5 CHIỀU CAO LỚP VẬT LIỆU TRONG THÙNG:

 Tỷ lệ chứa đầy vật liệu trong thùng:

=0.18Với  F1 - tiết diện ngang của thùng :

Và Fcđ - tiết diện chứa đầy:

 Diện tích vật liệu tác dụng lên thùng:

 Khối lượng khối vật liệu trong thùng:

Mnl= G1 = 1219,95*19.5/60=396.48kg

1.6 TÍNH BỀ DÀY THÙNG:

o Nhiệt độ tính toán chọn 900C

o Do áp suất dư bé hơn 5.104 N/m2 nên ta tính thùng theo trường hợp thân chịu áp suất trong P= 0.1 N/m2

o Chọn vật liệu làm thùng là thép OX18H10T

Bảng3: Các tính chất của vật liệu chế tạo thùng:

STT Thông số hiệu Kí Đơn vị Nguồn Giá trị

3 Hệ số bền

mối hàn h đơn vị Bảng 1.7/p24-[8] 0,95

4 Ứng suất cho phép [] N/mm2 [] = []*

CT 1.9/p23-[8] 133

5 Khối lượng riêng ρs Kg/m3 p313-[2] 7900

 Ứng suất của vật liệu: []= []* =140*0,95 = 133 N/mm2

 Kiểm tra điều kiện : >25 (CT 5.1-tr130-[8])

 Chiều dày tối thiểu của thùng :

Giá trị (mm )

4 Hệ số quy tròn

kích thước Co 0.5

Đối với thùng sấy S = (0.00550.007)D mm tức là S = (4.4 5.6)mm, chọn Co = 3 cho thỏa

C = 0 + 1 + 0.5 + 0.5= 2mm

 Bề dày thực của thân thùng:

S = S’ + C = 3 + 2 = 5mm (CT5.9/p131,[8])

 Kiểm tra các điều kiện:

 thỏa điều kiện (CT 5.10/p131,[8])

 Áp suất lớn nhất cho phép trong thân thiết bị:

N/mm2

=1,569.106 N/m2

(CT 5.11/p131,[8])

 thỏa điều kiện [p] > p = 0,1.106 N/m2

1.7 TÍNH TRỞ LỰC QUA THÙNG SẤY:

Trong hệ thống sấy thùng quay, tác nhân sấy không

những đi qua lớp hạt nằm trên cánh và trên mặt thùng

sấy mà còn đi qua dòng hạt rơi từ đỉnh thùng và các

cánh từ trên xuống Do đó, trở lực của tác nhân sấy

trong thùng sấy có những đặc thù riêng và được tính theo

các công thức kinh nghiệm

Bảng 5:Các thông số của tác nhân sấy trong

 a - hệ số thủy động

(CT 10.20/p,[12])

 C - hệ số đặc trưng cho độ chặt của lớp hạt

(CT 10.21/p,[12])

[12])

1.8 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CÁNH ĐẢO:

Sử dụng cánh nâng làm bằng thép không gỉ0X18H10T có các thông số đặc trưng như sau: (Bảng6.1/P167,[6]):

 Hệ số chứa đầy:  = 18%

 Góc gấp của cánh:  = 140o

Hình : Ký hiệu các kích thước cánh đảo.

Theo các kí hiệu kích thước trên hình của cánh đảo trộn, ta có:

 Chọn các thông số cho cánh:

o Số cánh trên một mặt cắt : 12 cánh

Với chiều dài thùng sấy LT = 4.6 m ta lắp 13 đoạn cánh dọc theo chiều dài thùng Oû đầu nhập liệu của

thùng lắp cánh xoắn để dẫn vật liệu vào thùng với chiều dài :

1.9 TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT CHO THÙNG SẤY :

Để giúp máy sấy không bị mất mát nhiệt lớn và để đảm bảo nhiệt độ bên ngoài máy sấy không quá cao, có thể cho phép công nhân làm việc bên cạnh được

ta nên bọc lớp cách nhiệt cho máy sấy

 Tính hệ số cấp nhiệt từ dòng tác nhân sấy đến thành trong của thùng  1:

Bảng 6 : Các thông số của tác nhân sấy trong

 Chuẩn số Nusselt:

Nu = 0,018.l.Re0,8 (CT V.42/p16-[11])

Trong đó: = 1.252

Với: Re = 39801 và

 Nu = 0,018*1,252*(39801)0,8 = 107.84 (Bảng V.2/p15-[11])

 Hệ số cấp nhiệt 1:

W/m2.K (CT V.135/p41-[11])

 Tính hệ số cấp nhiệt từ thành ngoài của thùng đến môi trường xung quanh  2:

Do thùng sấy đặt trong phân xưởng sản xuất, quá trình truyền nhiệt từ thành ngoài của thùng đến môi

trường xung quanh là quá trình truyền nhiệt do đối lưu tự nhiên (bỏ qua quá trình truyền nhiệt do bức xạ nhiệt) Hệ số cấp nhiệt 2 được xác định một cách gần đúng là hệ số cấp nhiệt do đối lưu tự nhiên của ống nằm ngang (vì thùng sấy đặt nằm ngang với góc nghiêng nhỏ  = 5o) Theo [11], trong trường hợp này, các hằng số vật lý khi tínhchuẩn số Nu, Gr lấy theo nhiệt độ trung bình của lưu chất ở

xa ống (tức là theo nhiệt độ trung bình của không khí trong môi trường xung quanh)

Bảng7: Các thông số của không khí bên ngoài

5 Độ nhớt động 0 m2/s 1,5710.10-5

Để nhiệt độ thành ngoài của thùng (phía tiếp xúc với không khí) không còn quá nóng, an toàn cho người làm việc, chọn nhiệt độ thành ngoài của thùng tw4 = 40oC

Do hệ số dẫn nhiệt của thép lớn nên có thể xem như nhiệt độ không đổi khi truyền qua bề dày thân thùng và lớp bảo vệ, ta có sơ đồ truyền nhiệt như Hình 3.tw1 tw4 to

Hình 3: Sơ đồ truyền nhiệt qua vách thùng.

o Chọn các bề dày của thùng theo Bảng8.

Bảng8: Các bề dày thùng và vật liệu:

ST

T lượng Đại hiệu Ký

Giá trị chọn (m)

Vật liệu

Hệ số dẫn nhiệt



(W/mK )

1 Bề dàylớp

BảngXII.7/P313,[11]

 Đường kính ngoài của thùng sấy:

 Tính hệ số truyền nhiệt của thùng K:Hệ số truyền nhiệt K đối với tường hình ống có

chiều dày không dày lắm so với đường kính, khi bỏ qua nhiệt trở của lớp cáu:

W/m2.K

(CT V.5/p3,[11])

 Tính bề mặt truyền nhiệt của thùng F:

 Đường kính trung bình của máy sấy:

ra môi trường xung quanh khi bốc hơi 1 kg ẩm qxq chính bằng lượng nhiệt tổn thất qua cơ cấu bao che qbc

 Theo phương trình truyền nhiệt:

kJ/kg ẩm

 So sánh với lượng nhiệt tổn thất qua cơ cấu bao che giả thiết ban đầu

=> Bề dày lớp cách nhiệt chọn thỏa

1.10 THIẾT KẾ BỘ PHẬN TRUYỀN ĐỘNG CHO

 DT - đường kính trong của thùng: DT = 0.8 m

 LT - chiều dài thùng: LT = 4.6 m

 - hệ số phụ thuộc vào dạng cánh

 Với cánh nâng, hệ số chứa đầy  = 0,18:

  = 0,059 (Bảng VII.5/p123,[11])

 n - tốc độ quay của thùng: n = 1 vòng/ph

 v - khối lượng riêng thể tích của vật liệu:  = 990kg/m3

 Nthùng = 0,0013.0,83.4,6.0,059.1.990 = 0.18 kW

Để quay được thùng thì công suất làm việc của động

cơ phải lớn hơn công suất cần thiết để quay thùng một lượng nhất định để có thể thắng lực ma sát giữa thùng với đệm (chỗ cơ cấu bích kín ở đầu thùng), hay do hiệu suất của các bộ truyền không đạt 100%,…Ngồi ra, cơng suất động cơ cịn dùng để thắng lực ma sát nghỉ ban đầu hay mơmen mở máy nên sẽ chọn

dư nhiều so với cơng suất quay thùng Theo Bảng 2P-tr32-[5], chọn động

cơ kiểu A02-41-8 là động cơ xoay chiều ba pha không đồng bộ rôto ngắn mạch, có các số liệu kỹ thuật sau:

o Công suất động cơ: Nđc = 2,2 kW

o Vận tốc quay: nđc =720 vòng/ph

o Hiệu suất:  đc = 81 %

 Công suất làm viêc của động cơ:

Nlv = Nđc.đc = 2,2*0,81=1,782 kW

 Nlv > N thỏa điều kiện để quay thùng

 Phân phối tỷ số truyền động cho hệ thống truyền động:

 Tỷ số truyền chung của toàn bộ hệ thống:

(tr30,[5])

Do tỷ số truyền quá lớn nên phải sử dụng hộp

giảm tốc để giảm số vòng quay và truyền công suất từ động cơ đến trục công tác của thùng

hộp giảm tốc: i23 = 6

Tỉ số truyền của hộp giảm tốc:

o Chọn hộp giảm tốc kiểu trục vít-bánh răng

 Chọn tỉ số truyền cho các bộ truyền trong hộp giảm tốc:

Đối với hộp giảm tốc trục vít-bánh răng thường lấy

tỉ số truyền giữa hai bánh răng trụ ib.rg = (0,03 – 0,06) ih

o Chọn ib.rg = i12 = 0,03ih = 0,03.120 = 4

 Tỉ số truyền động từ động cơ sang trục vít:

 Vận tốc quay:

o Bộ truyền bánh răng trụ hở:

o Bộ truyền bánh răng trụ kín trong hộp giảm tốc:

o Bộ truyền trục vít:

Ta có bảng kết quả tính toán sau:

Bảng9: Sơ đồ truyền động

Trục

Thông số Động cơ Trục I Trục II Trục III

Vận tốc quay n

Công suất N (kW) 0.22 0.2002 0.1922 0.0179

Bánh răng nhỏ dùng chỉ số “1”, bánh răng lớn

dùng chỉ số “2”

 Chọn vật liệu làm bánh răng:

Chọn nhóm bánh răng có độ rắn HB  350, được cắt gọt chính xác sau nhiệt luyện (do độ rắn tương đối thấp),

không đòi hỏi phải qua các nguyên công tu sửa đắt tiền như mài, mài nghiền … Bánh răng có khả năng chạy mòntốt

Để tránh dính bề mặt làm việc của răng, lấy độ

rắn của bánh răng nhỏ lớn hơn bánh răng lớn 30–50HB Bánh răng nhỏ có chu kỳ làm việc lớn hơn bánh răng

lớn nên chọn vật liệu làm bánh răng nhỏ tốt hơn

Bảng 10: Các thông số cơ tính của các vật liệu

dùng chế tạo các bánh răng:

Nhãn hiệu thép Giới hạn bền kéo [] bk

Độ rắn HB Đường kính phôi

Bánh

răng lớn thường hóaThép 35 480 N/mm

mmBánh

răng

nhỏ

Thép 45thường hóa 580 N/mm

 No -số chu kì cơ sở của đường cong tiếp xúc mỏi

 Ntđ -số chu kì tương đương

 Trường hợp bánh răng chịu tải trọng không đổi Ntđ = N = 60unT

Với:

 n -số vòng quay trong 1 phút của bánh răng (vòng/ph)

 T -tổng số giờ làm việc của bánh răng (giờ).

 u -số lần ăn khớp khi bánh răng quay 1 vòng (lần)

Bảng 11: Bảng kết quả tính toán ứng suất tiếp

xúc cho phép:

Bánh răng nhỏ răng lớn Bánh Ghi chú

n

năm, 330 ngày/năm và

8 giờ/ngày

thẳng

chịu tải trọng không đổi

Ntđ = N = 600unT1,0085 1,36 Ntđ >No: tính theo CT

3.2/tr42,[5]

Vì <  ta chọn = = 524.42 N/mm2 để tính

toán

 Ứng suất uốn cho phép:

Khi răng làm việc hai mặt (răng chịu ứng suất thay đổi đổi chiều):

(N/mm2) (CT 3.5/tr42-[5])Trong đó:

 -1 -ứng suất mỏi uốn trong chu kì đối xứng (N/mm2), có thể lấy gần đúng -1 = 0,4

 n -hệ số an toàn

 K -hệ số tập trung ở chân răng

 -hệ số chu kì ứng suất uốn, tính theo công thức:

(CT 3.7/tr44,[5])