nghiên cứu xác định một số thông số làm việc chính của máy ép viên than hoạt tính(biochar) từ phụ phẩm nông nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN THỊ HẠNH NGUYÊN NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ LÀM VIỆC CHÍNH CỦA MÁY ÉP VIÊN THAN HOẠT TÍNH(BIOCHAR) TỪ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, NĂM 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN THỊ HẠNH NGUYÊN NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ LÀM VIỆC CHÍNH CỦA MÁY ÉP VIÊN THAN HOẠT TÍNH(BIOCHAR) TỪ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ SỐ: 60.52.01.03 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. LÊ MINH LƯ HÀ NỘI, NĂM 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học hàm học vị nào. Tôi xin cam đoan: giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn, thông tin trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 20 tháng 03 năm 2015 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Hạnh Nguyên Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page i LỜI CẢM ƠN Trong thời gian nghiên cứu thực luận văn cố gắng nỗ lực thân, nhận bảo tận tình thầy cô giáo, động viên giúp đỡ tổ chức, gia đình bạn bè. Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới tất tập thể, cá nhân tạo điều kiện giúp đỡ suốt trình thực nghiên cứu luận văn này. Trước hết xin trân trọng cảm ơn Ban giám đốc trường Học viện Nông nghiệp Việt Nam, Ban Quản lý đào tạo Học viện thầy cô giáo, người trang bị kiến thức cho suốt trình học tập. Với lòng biết ơn chân thành sâu sắc nhất, xin trân trọng cảm ơn thầy giáo TS. Lê Minh Lư, người thầy trực tiếp bảo, hướng dẫn khoa học giúp đỡ suốt trình nghiên cứu, hoàn thành luận văn này. Xin chân thành cảm ơn tất bạn bè, đồng nghiệp động viên giúp đỡ nhiệt tình đóng góp nhiều ý kiến quý báu để hoàn thành luận văn này. Do thời gian nghiên cứu có hạn, luận văn hẳn tránh khỏi sơ suất, thiết sót, mong nhận đóng góp thầy cô giáo toàn thể bạn đọc. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 20 tháng 03 năm 2015 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Hạnh Nguyên Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN . i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT . viii MỞ ĐẦU . Chương 1. TỔNG QUAN . 1.1. Tổng quan than hoạt tính, tình hình sản xuất sử dụng than hoạt tính . 1.1.1. Than hoạt tính [22] . 1.1.2. Nghiên cứu tình hình sản xuất sử dụng than hoạt tính sinh học . 1.2. Một số loại phụ phẩm nông nghiệp [19][24] 15 1.2.1 Trấu . 15 1.2.2 Rơm rạ . 15 1.2.3 Lõi ngô 16 1.3. Nghiên cứu tổng quan loại máy ép [11][25] 17 1.3.1. Nhóm máy ép để tách pha lỏng khỏi pha rắn 17 1.3.2. Nhóm máy ép để tạo hình . 22 1.4. Tình hình nghiên cứu ứng dụng thiết bị ép viên, & nước 25 1.4.1 Máy thiết bị chế tạo trấu thành củi trấu trấu viên (sản phẩm Công ty TNHH BIOMASS SCT) . 25 1.4.2 Máy ép củi trấu cỡ nhỏ 26 1.4.3 Máy ép loại tĩnh điển hình máy ΠCM-5,0A dùng để ép cỏ, rơm thành bó. Máy nhận truyền động từ máy kéo động tĩnh 28 Chương NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 30 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page iii 2.1 Đối tượng mục tiêu nghiên cứu 30 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 30 2.1.2 Mục tiêu nghiên cứu 30 2.2 Nội dụng nghiên cứu 30 2.3 Phương pháp nghiên cứu 31 2.3.1 Phương pháp xác định lực ép, vận tốc ép . 31 2.3.2 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm . 32 2.3.3 Phương pháp xác định chất lượng sản phẩm ép . 35 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 3.1. Lựa chọn mô hình nguyên lý làm việc 36 3.2 Cơ sở lý thuyết trình đùn ép . 37 3.3 Cơ sở lý thuyết . 38 3.3.1. Mô hình trình ép trấu, than trấu 38 3.3.2. Quy luật chuyển động vật liệu phận ép . 39 3.3.3. Quy luật biến đổi áp suất vật liệu phận ép 44 3.4 Thí nghiệm xác định số thông số . 48 3.5 Tính toán số thông số máy ép: . 51 3.5.1 Bộ phận trục vít . 51 3.6. Đầu ép tạo hình sản phẩm: . 55 3.7 Thiết kế máy ép viên than hoạt tính: . 56 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 59 Kết luận 60 Đề nghị 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC 63 PHỤ LỤC 64 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page iv DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang Bảng 1.1: Bảng so sánh loại chất đốt 16 Bảng 3.1: Bảng kết thí nghiệm 49 Bảng 3.2: Bảng kết thí nghiệm 50 Bảng 3.3: Bước vít vận tốc vòng vít 52 Bảng 3.4: Góc nâng α bước vít . 53 Bảng 3.5: Lực ép bước vít 54 Bảng 3.6: Bảng lực vòng mô men xoăn bước vít . 55 Bảng 3.7: Các thông số kỹ thuật máy ép 56 Bảng 3.8: Bảng kết thí nghiệm lực phá vỡ . 58 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page v DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang Hình 1.1: Than hoạt tính . Hình 1.2: Sản phẩm than hoạt tính từ trấu Hình 1.3. Lò phản ứng Cacbon Zero Hình 1.4: Máy ép có đường kính trục vít lớn dần . 18 Hình 1.5: Máy ép có đường kính kính vít nhỏ dần 18 Hình 1.6 : Sơ đồ ép thiết bị thủy lực(để ép rượu vang) . 19 Hình 1.7: Sơ đồ nguyên lý làm việc máy ép dùng khí nén 21 Hình 1.8:Nguyên lý làm việc máy ép nén 22 Hình 1.9: Nguyên lý làm việc máy ép cán dùng CN bánh kẹo 23 Hình 1.10: Sơ đồ máy dập ép tạo hình bánh qui . 23 Hình 1.11: Sơ đồ làm việc máy ép có khuôn đúc kiểu đứng . 24 Hình 1.12: Thiết bị ép củi trấu trấu viên . 25 Hình 1.13: Sản phẩm củi trấu 26 Hình 1.14: Sản phẩm trấu viên 26 Hình 1.15: Máy ép củi trấu . 27 Hình 1.16: Máy ép số phụ phẩm nông nghiệp . . 28 Hình 1.17: Các liên hợp máy thu hoạch cỏ, rơm khô 28 Hình 2.1: Máy kéo nén . 31 Hình 2.2: Khuôn tạo hình sản phẩm . 32 Hình 3.1: Sơ đồ máy ép đùn dùng trục vít đùn . 36 Hình 3.2. Đồ thị phụ thuộc áp suất chiều cao bánh ép . 37 Hình 3.3: Đa giác vận tốc biểu diễn dịch chuyển vật liệu vùng cấp liệu . 41 Hình 3.4: Quá trình đốt than hoạt tính 48 Hình 3.5: Một số hình ảnh thí nghiệm 50 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page vi Hình 3.6: Đầu tạo hình sản phẩm 56 Hình 3.7: Máy ép 57 Hình 3.8: Sản phẩm ép máy . 57 Hình 3.9 : Thí nghiệm độ bền nước sản phẩm . 58 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Tên gọi Đơn vị Rv , rv Bán kính vít xoắn m S Bước vít xoắn ntv Tốc độ quay vít xoắn Vg/ph γ khối lượng riêng vật liệu kg/m3 α góc nâng cánh vít vno Qc Fc Rtbc 10 vne 11 β 12 p Áp lực ép 13 P Lực ép 14 Mx vận tốc dọc trục vật liệu trượt quay Năng suất vận chuyển vật liệu vít xoắn vùng cấp liệu kg/h Diện tích tiết diện ngang vật liệu vùng cấp liệu Bán kính trung bình cánh xoắn vùng cấp liệu Vận tốc dọc trục vật liệu vùng ép góc nghiêng trục vít xoắn so với đường tâm vít xoắn Mô men xoắn trục vít Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật mm Độ m/s kg/h m2 m m/s Độ N/mm2 N N.m Page viii Hình 3.6: Đầu tạo hình sản phẩm Để đảm bảo suất ép 200kg/h. Ta cần thiết kế đầu tạo hình có bề dầy 30mm, gồm có nhiều lỗ trụ tròn, đường kính lỗ 15mm. Ở đầu vào lỗ cần vát mép để than trấu vào lỗ đầu tạo hình dễ dàng hơn. 3.7 Thiết kế máy ép viên than hoạt tính: Dựa vào kết nghiên cứu tính toán thiết kế chế tạo máy ép viên than hoạt tính với thông số sau: Bảng 3.7: Các thông số kỹ thuật máy ép STT THÔNG SỐ KỸ THUẬT ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ Năng suất thiết kế máy kg/h 200 Công suất động điện kW 7.95 Tốc độ quay vít xoắn vòng/ph 150 Chiều dài vít xoắn mm 380 Vùng cấp liệu mm 172 Vùng ép mm 208 Đường kính vít xoắn m 0,064 Đường kính trục vít xoắn m 0,032 Góc nghiêng độ 5.3 Bước vít(mm) 86 86 68 51 40 34 15 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 56 Hình 3.7: Máy ép Hình 3.8: Sản phẩm ép máy • Kiểm tra độ bền sản phẩm - Lực phá vỡ: Thí nghiệm: Thực 25 thí nghiệm, tác dụng lực (tăng dần từ 15 đến 25kg) lên sản phẩm ta kết bảng 3.8 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 57 Kết quả: Bảng 3.8: Bảng kết thí nghiệm lực phá vỡ STT Lực phá vỡ (kG) Số lần phá vỡ 22 23 24 25 Kết luận: Lực phá vỡ sản phẩm lực lớn 22kG, thí nghiệm có 24 thí nghiệm sản phẩm bị phá vỡ, thí nghiệm sản phẩm không bị phá vỡ lực nén 25kG. - Độ tan nước: - Thí nghiệm: Cho sản phẩm vào chậu nước quan sát. Ta kết sau : Hình 3.9 : Thí nghiệm độ bền nước sản phẩm Kết luận : Sản phẩm tượng tan nước sau 15 ngày quan sát. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 58 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết luận Việt Nam nước có truyền thống nông nghiệp, đất nước có đổi mới, phát triển đa dạng ngành nghề công nghiệp, thương nghiệp, dịch vụ không lẽ mà nông nghiệp vị mình. Cùng với phát triển công nghiệp hóa đại hóa nông nghiệp việc xử lý phụ phẩm nông nghiệp thải vấn đề nhiều nhà khoa học quan tâm. Đề tài lựa chọn nguyên lý làm việc phù hợp cho máy ép than trấu, nguyên lý ép kiểu trục vít. Bộ phận trục vít gồm có vòng vít chế tạo theo thông số sau: - Chiều dài trục vít L = 380 mm - Chiều dài vùng cấp liệu: Lc = 172 mm - Chiều dài vùng ép: Le = 208 mm - Số vòng quay trục vít ntv = 150 vg/ph - Góc nghiêng cánh xoắn β = 5,3 - Bán kính cánh vít lớn Rv = 0.064 m - Bán kính cánh vít nhỏ rv =0,032 m - Năng suất : Qc = 200kg/h - Công suất cần thiết động : Nct = 7,95 kW Đề nghị Trong tương lai không xa nguồn chất đốt nước ta ngày cạn kiệt, môi trường ô nhiễm nghiêm trọng Phế phụ phẩm nông nghiệp tài nguyên lớn cần tái sử dụng, tránh lãng phí làm ô nhiễm môi trường. Để giải vấn đề việc chế tạo thành công máy ép than trấu thành dạng viên (hay thanh) cần thiết, mang tính ứng dụng cao. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 59 Đề nghị tiến hành thí nghiệm với loại phế phụ phẩm khác : rơm rạ, lõi ngô, mùn cưa… Đề tài nhiều thiếu sót, mong đóng góp quý thầy cô, bạn đọc để hoàn thiện đưa đề tài vào ứng dụng thực tế. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguồn giáo trình giảng : 1. Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm (2003), Thiết Kế chi tiết máy, Nhà xuất giáo dục. 2. Trần Thị Hường, Nguyễn Đại Thành (1995), Giáo trình chi tiết máy, Trường Đại Học Nông Nghiệp, Hà Nội. 3. Đặng Thế Huy (1995), Một số phương pháp toán học học nông nghiệp, NXB Nông Nghiệp, Hà Nội. 4. Lê Minh Lư (2000), Giáo trình Sức bền vật liệu- tập 1, Trường ĐHNN Hà Nội. 5. Đặng Đình Trình (2008), Bài giảng Nguyên lý máy, Trường ĐHNN Hà Nội. 6. Trần Như Khuyên (2006), Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy ép nước dứa kiểu vít xoắn, Tạp chí Nông nghiệp Phát triển nông thôn, số 22006, Hà Nội. 7. Trần Minh Vượng , Nguyễn Thị Minh Thuận, Máy phục vụ chăn nuôi, NXB Giáo Dục. 8. Trần Đình Hưng, Đề tài nghiên cứu sinh : Nghiên cứu số thông số cấu tạo chế độ làm việc liên hợp máy băm ép nước dứa 9. Cơ sở lý thuyết ép (kiểu trục vít) 10. Nguyễn Xuân Anh, Giáo trình khí chăn nuôi, Trường ĐHNN Hà Nội. 11. Trần Như Khuyên (2007) , Giáo trình Thiết bị công nghệ chế biến nông sản thực phẩm, ĐHNN Hà Nội. 12. Xokolov A.Ia (1976), Cơ sở thiết kế máy sản xuất thực phẩm, (Tài liệu dịch), NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 61 13. Jonh A.C. (1990), How to apply response surface methdology, Amer Society for Quality, pp – 45. Nguồn internet : 14. Diễn đàn khí, chế tạo: http://meslab.vn/ 15. Diễn đàn Otohui: http://tohui.vn/ 16. Tổng cục thống kê: http://gso.gov.vn/ 17. Diễn đàn thiết kế 3D: http://th3d.forumotion.net/ 18. Theo Energy Efficiency Guide for Industry in Asia: www.energyefficiencyasia.org 19. http://www.slideshare.net/traitimgiang/c-s-l-thuyt 20. Nguồn Bộ NN PTNT: http://www.itpc.hochiminhcity.gov.vn/ 21. Sài gòn tiếp thị: http://wedo.com.vn/Ky-Thuat-bai765.htm 22. TAD.,JSC: http://thanhoattinhtad.com/ 23. Sở Khoa học Công nghệ Nghệ An: http://www.ngheandost.gov.vn/JournalDetail/ar646_Biocarbon_voi_ san_xuat_nong_nghiep.aspx 24. Công ty TNHH Năng lượng sinh thái: http://www.ecoenergy-vn.com/ 25. http://123doc.org/document/1976090-giao-trinh-thiet-bi-san-xuat-thucpham-chuong-4-cac-may-ep-pdf.htm Nguồn khác : 26. Việt Thắng, Tech Monitor, 9/2003. 27. Thăng Long Báo Công nghiệp Việt Nam – số 35/2006. 28. Cokoπ A.Я. 1960 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 62 PHỤ LỤC ĐỘNG CƠ Để truyền động cho trục vít, đồng thời để thay đổi tốc độ quay cho trục vít, ta sử dụng động điện pha điều khiển tốc độ động thông qua biến tần, sử dụng truyền đai thang truyền bánh răng. Do ta xác định tính toán thiết kế truyền đai tuyền bánh răng. 1. Chọn động cơ: Để đáp ứng yêu cầu đề tài ta nên chọn loại động cơ: + Động điện xoay chiều ba pha + Không đồng kiểu lồng sóc + Có che kín điều kiện làm việc, điều kiện bụi bặm. a. Tính công suất động cơ: Công suất cần thiết trục động cơ: Nct = 7,95 kW Chọn động điện có công suất lớn Nct , Tra bảng 2P [1] ta có động điện che kín có quạt gió loại AO2-52-4. Có công suất định mức 10 kW với số vòng quay 1460 vg/ph. b. Chọn tỷ số truyền động cơ: - Tỷ số truyền động cơ: i= nđc 1460 = = 9,73 ntv 150 i = iđ.ibr Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật (1.1) (1.2) Page 63 PHỤ LỤC 1. Thiết kế truyền đai thang: a. Chọn loại đai: Chọn tỷ số truyền truyền đai iđ = Do ta sử dụng biến tần thay đổi tốc độ động cơ, tốc độ trục vít xác định tùy ý thông qua việc điều chỉnh tần số biến tần. Tra bảng 5-13 [1] ta chọn đai thang loại B có công suất truyền động (7,5÷15). Tra bảng 5-11 [1] diện tích tiết diện: F = 230 mm² b. Định đường kính bánh đai: * Đường kính bánh đai nhỏ: Theo Bảng 5-14 [1] , lấy D1 = 200 mm * Đường kính bánh đai lớn: D2 = i.D1.( - ξ ) (2.1) với ξ = 0,02, i = =>D2 = 588 mm Tra bảng 5-15[1], ta chọn D2 = 560 mm * Kiểm nghiệm Vận tốc đai: Theo công thức 5-18 [1] ta có: v= πD1n1 = 15,3 m/s < 30 ÷ 35 m/s 60.1000 c. Sơ chọn khoảng cách trục Asb: Tra bảng 5-16 [1], ta có: Asb = D2 = 560 mm d. Tính chiều dài L đai theo khoảng cách trục Asb: п (D2-D1)2 L = 2Asb + (D1+D2) + 4A (2.2) => L = 2355 mm Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 64 Chọn L tiêu chuẩn theo bảng 5-12 [1]; L = 2500 mm * Kiểm nghiệm số vòng chạy đai giây theo CT (5-12), [1] u= v = 6,12 < umax = 10 L * Khoảng cách nhỏ cần thiết để mắc đai: Amin = A – 0,015L = 522,5 mm (2.3) * Khoảng lớn cần thiết để tạo lực căng: Amax = A + 0,03L = 635 mm (2.4) e. Kiểm nghiệm góc ôm α: α1 = 1800 - (D2 - D1) .57 = 143,350 > 1200 (1.43) A f. Xác định số đai Z cần thiết: Tra bảng 5-17 [1], chọn lực căng ban đầu σ0 = 1,2 N/mm2 theo trị số D1 ta có [σp0 ] = 1,51 ;N/mm2 Các hệ số: Bảng 5-6; 5-18; 5-19 [1] Ct = 0,8 Hệ số xét đến ảnh hưởng tải trọng Cα =0,95 Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ôm α Cv = Hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc Sai số tính theo công thức 5-22 [1] Z≥ 1000Nct = 1,98 (v[σp0]. Ct . Cv .Cα .F) Chọn Z = g. Định kích thước chủ yếu bánh đai: * Chiều rộng bánh đai: Theo CT (5-23), [1] ta có: B = (Z – 1)t + 2S Tra bảng (10-3), [1] ta có: t = 26, S = 17 => B = 60 mm Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 65 * Đường kính ngoài: Theo CT (5-24), [1] ta có: Dn1 = D1 + 2h0 Dn2 = D2 + 2h0 Tra bảng (10-3), [1] ta có: h0 = => Dn1 = 212 mm, Dn2 = 572 mm h. Tính lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục: * Tính lực căng ban đầu đai theo CT (5-25), [1]: S0 = σ0.F =1,2.230 = 276 N * Lực tác dụng lên trục R theo CT(5-26), [1]: α1 R= 3.S0.Z.sin =1620 N 2. Thiết kế truyền động bánh răng: Chọn truyền bánh truyền quay chiều. Và yêu cầu làm việc năm, năm 300 ngày, ngày giờ. Tải trọng không thay đổi. Theo công thức (2.38) ta có: i = iđ.ibr= 9,73 Mà chọn iđ = => ibr = 3,24 Số vòng quay bánh II là: nII = 150 vg/ph => Số vòng quay bánh I là: nI = ibr. nII= 486 vg/ph * Chọn vật liệu làm bánh răng: theo bảng (3-6)[1] (3-8)[1] a. Bánh nhỏ: thép 55 (thường hoá ) - Đường kính phôi: 100 mm - Giới hạn bền kéo : σbk = 620 N/mm2 - Giới hạn chảy : σch = 330 N/mm2 - Độ rắn HB = 230 b. Bánh lớn: thép 45 thường hoá - Đường kính phôi : 300 ÷ 500 mm Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 66 - giới hạn bền kéo: σbk = 560 N/mm2 - Giới hạn chảy: σch = 280 N/mm2 - Độ rắn HB = 200 * Định ứng suất cho phép: a.Ứng suất tiếp xúc cho phép : Với tải trọng không thay đổi : [σ]tx = [σ]Notx.k’N Chu kì làm việc bánh lớn;với T=3.300.8=7200 Ntd2 = 600.u.nII.T = 600.1.150.7200 = 64.8.107>N0=107 Ntd1= Ntd2.i= 64,8.107.3,24= 209,9.107>N0=107 Bảng (3 – 9)[1] : N0 = 107, K’N = ,[σ]Notx = 2,6.HB. K’N N0 - số chu kỳ sở đường cong mỏi tiếp xúc. [σ]Notx1 = 2,6.230 = 598 N/mm2 [σ]Notx2 = 2,6.200 = 520 N/mm2 ⇒ [σ]tx1 = 598.1 = 598 N/mm2 [σ]tx2 = 520.1 = 520 N/mm2 Để tính sức bền ta dùng trị số nhỏ [σ]tx = 520 N/mm2 b. Ứng suất uốn cho phép: Răng làm việc mặt (răng chịu ứng suất thay đổi mạch động) 1,5.σ −1 .k N'' [σ]u = n.kσ σ-1 – giới hạn mỏi chu kỳ đối xứng, thép chọn σ-1 = 0,43.σbk - Giới hạn mỏi thép 55: σ-1 = 0,43.620 = 266,6 N/mm2 - Giới hạn mỏi thép 45: σ-1 = 0,43.560 = 240,8 N/mm2 - Hệ số an toàn : n = 1,5 - Hệ số tập trung ưng suất chân : kσ = 1,8 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 67 - Do Ntd2 = 64,8.107 > N0 = 5.106 ⇒ K’’N = N0 - số chu kỳ sở đường cong mỏi uốn. Bánh nhỏ: [σ]u1 = 1,5.266,6.1 = 148,1 N/mm2 1,5.1,8 Bánh lớn: [σ]u2 = 1,5.240,8.1 = 134 N/mm2 1,5.1,8 c. Sơ chọn hệ số tải trọng: ksb = ktt.kd = 1,4 d. Chọn hệ số chiều rộng bánh răng: ψA = b = 0,3 A e Tính khoảng cách trục (công thức 3-9), [1]:  1,05.10  k .N   . A ≥ (i + 1).   [σ ]tx .i  ψ A .n2 ⇒ A ≥ 194,2 mm chọn A = 194 mm f. Tính vận tốc vòng bánh chọn cấp xác chế tạo: Vận tốc vòng (công thức 3-17), [1]: 2π.A.nI π.d1.nI V = 60.1000 = 60.1000.(i+1) = 2,32 m/s Bảng 3-11[1] ⇒ cấp xác chọn cấp g. Định xác hệ số tải trọng k khoảng cách trục A: Do tải trọng không đổi , HB ≤ 350, V < 15 m/s ta lấy ktt = bảng 3-13, [1] với v = ÷ 3, cấp xác 9, HB ≤ 350 ⇒ kd = 1,45 => k = ktt.kd = 1.1,45 = 1,45 => Hệ số khác so với ksb ⇒ A = 194 mm Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 68 h. Xác định mô đun, số bề rộng bánh răng: m = (0,01 ÷ 0,02).A = 1,94 ÷ 3,88 mm Bảng 3-1[1] chọn m = mm + số bánh nhỏ: Z1 = 2.A = 30,5 m.(i+1) Lấy Z1 = 30 + Số bánh lớn: Z2 = i.Z1 = 3,24.30 =97,2 Lấy Z2 = 100 Chiều rộng bánh răng: b = ψA.A = 0,3.194 = 58,2 mm i. Kiểm nghiệm sức bền uốn bánh răng: 19,1.10 6.k .N ( công thức 3-33) σu = y.m .Z .n.b Bảng 3-18[1] : vớí ξ = + Bánh nhỏ Z1=30 ⇒ y1 = 0,451 σu1 = 19,2 N/mm2 < [σ]u1 + Bánh lớn Z2=100 ⇒ y2 = 0,517 y1 σu2 =σu1. = 16,7 N/mm2 < [σ]u2 y2 Vậy cặp bánh đủ sức bền uốn. k. Kiểm tra sức bền tải đột ngột: * Ứng suất tiếp xúc cho phép tải đột ngột [σ]txqt = 2,5.[σ]Notx = 2,5.520 = 1300 N/mm2 * Ứng suất uốn cho phép tải. [σ]uqt1 = 0,8.σch1 = 0,8.330 = 240N/mm2 [σ]uqt2 = 0,8.σch2 = 0,8.280 = 208N/mm2 + Ứng suất tiếp xúc tải ( Công thức 3-14 3-4) Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 69 σtxqt = σtx. k qt Ta có: 1,05.10 . σtx = A.i (i + 1)3 .k .N b.n = 530 N/mm2 Kqt=1,3 ⇒ σtxqt = 530. 1,3 = 604,3 N/mm2 < [σ]txqt + Ứng suất uốn tải. σuqt1 = σu1.kqt = 19,2.1,3 = 24.96 N/mm2 < [σ]uqt1 σuqt2 = σu1.kqt = 16,7.1,3 = 21,71 N/mm2 < [σ]uqt2 • Định thông số hình học chủ yếu: m = mm Z1 = 30 Z2 = 100 chọn góc ăn khớp α = 200 + h = 2,25.m = 2,25.3 = 6,75 mm + Độ hở hướng tâm : c = 0,25.m = 0,75 mm + Đường kính vòng chia: dc1= m.Z1 = 3.30=90 mm dc2 = m.Z2 = 3.100 = 300 mm + Đường kính đỉnh răng: De1 = dc1 + 2.m = 90 + 2.3 = 96 mm De2 = dc2 + 2.m = 300 +2.3 = 306 mm + Đường kính chân răng: Di1 = dc1 - 2.m – 2.c = 90 – 2.3 – 2.0,75 = 82,5 mm Di2 = dc2 - 2.m – 2.c = 300 - 2.3 – 2.0,75 = 292,5 mm Khoảng cách trục: A = 194 mm * Tính lực tác dụng lên trục: Theo công thức (3-49), [1] ta có: Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 70 Lực vòng : P = 2.M x d Lực hướng tâm: Pr = P.tgα Mô men xoắn: Mx = 9,55.10 6.N n => - Lực vòng: P2= P1 = 3471,5 N - Lực hướng tâm: Pr2 = Pr1 = 3471,5.tg200 = 1263,5 N Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 71 [...]... Một trong những yêu cầu cơ bản của sản xuất than hoạt tính (biochar) từ phụ phẩm nông nghiệp là gom và ép thành viên, bánh thu độ chặt cần thiết nhằm tiện lợi cho sử dụng và tăng nhiệt lượng của nhiên liệu Vì vậy việc Nghiên cứu xác định một số thông số làm việc chính của máy ép viên than hoạt tính (biochar) từ phụ phẩm nông nghiệp là rất cần thiết và có ý nghĩa khoa học thực tiễn Học viện Nông nghiệp. .. quan về than hoạt tính, tình hình sản xuất và sử dụng than hoạt tính * Một số loại phế phụ phẩm nông nghiệp * Nghiên cứu tổng quan về các loại máy ép * Tình hình nghiên cứu và ứng dụng thiết bị ép viên, thanh trong & ngoài nước 1.1 Tổng quan về than hoạt tính, tình hình sản xuất và sử dụng than hoạt tính 1.1.1 Than hoạt tính [22] 1.1.1.1 Khái niệm Hình 1.1: Than hoạt tính Than hoạt tính là một chất... trên học viên chọn trấu làm vật liệu khi tiến hành thí nghiệm 1.3 Nghiên cứu tổng quan về các loại máy ép [11][25] Có 2 nhóm máy ép là nhóm máy ép để tách pha lỏng ra khỏi pha rắn và nhóm máy ép để tạo hình 1.3.1 Nhóm máy ép để tách pha lỏng ra khỏi pha rắn 1.3.1.1 Máy ép trục vít Là loại máy ép làm việc liên tục, có thể sử dụng cho nhiều loại nguyên liệu khác nhau Bộ phận làm việc chính của máy là trục... Chất lỏng làm việc theo ống 10, đi vào bộ phân phối C Qua van nâng 6, chất lỏng đi vào xilanh làm việc của máy ép Dưới áp suất của chất lỏng làm viêc, pittong 15 nâng buồng 14 có sản phẩm ép về phía đầu ép 13 Trong buồng tạo ra áp suất về mọi mặt, nên một phần chất lỏng của sản phẩm ép được tách ra qua bề mặt khoan lỗ của buồng ép Áp suất của pittong truyền qua sản phẩm đến thanh giằng 11 và thanh ngang... ngang 12 Tùy theo việc tách một phần chất lỏng mà áp suất tăng lên trong xilanh làm việc của máy ép và trong các đường ống dẫn Trong khi thể tích của các sản phẩm ép giảm đi, nên tốc độ nâng của trụ trơn cũng phải giảm Do đó phải thay đổi việc bơm chất lỏng làm việc: Chất lỏng từ xilanh của bơm theo ống 9 đi vào dưới pittong 7 và ép lực nó đến một áp suất nhất định, pittong nâng lên trên ép lò xo 5 và... Nhiều nghiên cứu cho thấy, than hoạt tính sinh học có một vai trò cực kỳ quan trọng trong việc giải quyết một số thách thức lớn nhất đối với nhân loại ngày nay Như vậy, việc tiếp tục thực hiện chương trình: nghiên cứu công nghệ, phát triển, triển khai và phổ biến than hoạt tính sinh học và công nghệ đốt than hoạt tính sinh học là hoàn toàn cần thiết Trong bài viết Than hoạt tính sinh học có thể cứu. .. hút 3 của bơm Nhờ đó lượng chất lỏng đi vào xilanh làm việc của máy ép giảm đi Khi ép xong thì tắt bơm và chuyển tay gạt 18 về vị trí I Khi đó van 6 đóng lại, van 17 mở ra và chất lỏng làm việc từ xilanh 16 chảy vào phần bên phải của thùng B Trụ trơn 15 và buồng ép 14 được hạ xuống dưới và bã được tháo ra Ở thùng B có đặt lưới 10 để lọc chất lỏng làm việc trước, khi vào xilanh của bơm 1.3.1.3 Máy ép dùng... đúc ,làm việc với v=8 vòng/phút, tạo 32 bánh/phút Áp suất ép gần 150-200kg/cm² 1.4 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng thiết bị ép viên, thanh trong & ngoài nước 1.4.1 Máy và thiết bị chế tạo trấu thành củi thanh trấu và trấu viên (sản phẩm của Công ty TNHH BIOMASS SCT) Hình 1.12: Thiết bị ép thanh củi trấu và trấu viên a Củi thanh trấu Các thông số kỹ thuật: · Đường kính: 60mm – 90mm; Màu: nâu đen; Độ... SiO2 khá cao làm giảm tác dụng của than hoạt tính, trong một số trường hợp còn gây hại cho đất tự nhiên Vì vậy cần phải nghiên cứu biện pháp đốt than hoạt tính từ phế phụ phẩm nông nghiệp đảm bảo yêu cầu: giảm lượng khói bụi phát sinh trong quá trình đốt, khống chế được quá trình cháy để giảm lượng tro tạo thành, tăng chất lượng than hoạt tính Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học... để đảo nguyên liệu Lại cho không khí nén vào với áp suất cao hơn và giữ thời gian lâu hơn Làm như vậy 3 lần và áp suất không khí nén lần cuối cùng trong thùng cao su phải đạt 6 atm 1.3.2 Nhóm máy ép để tạo hình 1.3.2.1 Máy ép trục lăn (máy ép nén) Hình 1.8:Nguyên lý làm việc của máy ép nén Máy ép trục lăn làm việc liên tục, gồm có 2 bộ phận nén (2 trục lăn) và bộ phận tạo hình (khuôn đúc) Hai trục . NGUYÊN NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ LÀM VIỆC CHÍNH CỦA MÁY ÉP VIÊN THAN HOẠT TÍNH(BIOCHAR) TỪ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ SỐ: 60.52.01.03. TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN THỊ HẠNH NGUYÊN NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ LÀM VIỆC CHÍNH CỦA MÁY ÉP VIÊN THAN HOẠT TÍNH(BIOCHAR). từ phụ phẩm nông nghiệp là gom và ép thành viên, bánh thu độ chặt cần thiết nhằm tiện lợi cho sử dụng và tăng nhiệt lượng của nhiên liệu. Vì vậy việc Nghiên cứu xác định một số thông số làm