Tính toán thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy vo viên phân vi sinh hữu cơ hai tầng 3Th

3.3.1.3 Hệ số chứa vật liệu 3.3.2 Tính công suất của máy 3.4 Điều khiển quá trình vo viên3.4.1 Điều khiển quá trình vo viên dựa vào sự thay đổi lượng nước và lượng cấp liệu3.4.2 Điều khi

Đặc biệt hơn nữa xin gửi lòng biết ơn sâu sắc đến thầy TS NguyễnNhư Nam, người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trìnhthực hiện luận văn tốt nghiệp.

Tôi chân thành cám ơn các chú, các anh công nhân đã tạo điều kiệnthuận lợi cho tôi học hỏi và hoàn thành đề tài.Cảm ơn các bạn trong vàngoài lớp đã

Mục lục

Trang tựa 1

Lời cảm tạ………

Tóm tắt………

Chương 1 Mở đầu………

Chương 2 Mục đích luận văn……… Chương 3 Tra cứu tài liệu sách báo phục vụ trực tiếp đề tài……… 3.1 Phân hữu cơ vi sinh ……… 3.1.1 Khái niệm phân hữu cơ vi sinh……… 3.1.2 Tính chất cơ lý của các thành phần hỗn hợp phân hữu cơ vi sinh………… 3.1.3 Công nghệ sản xuất phân hữu cơ vi sinh……… 3.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy vo viên dạng hảo hai tầng……… 3.2.1 Cấu tạo máy vo viên dạng chảo hai tầng……… 3.2.2 Nguyên lý hoạt động

3.3 Lý thuyết tính toán máy vo viên dạng chảo hai tầng

3.3.1Tính và chọn thông số thiết kế của máy vo viên………

3.3.1.1 Chọn góc nghiêng của đĩa và thể tích đĩa………

3.3.1.2 Tính số vòng quay của đĩa ……… 3.3.1.3 Hệ số chứa vật liệu

3.3.2 Tính công suất của máy

3.4 Điều khiển quá trình vo viên3.4.1 Điều khiển quá trình vo viên dựa vào sự thay đổi lượng nước và lượng cấp liệu3.4.2 Điều khiển quá trình vo viên dựa vào góc nghiêng, chiều sâu thành đĩa và số vòng quay của máy3.4.3 Điều khiển quá trình vo viên theo phương pháp điều khiển lượng nước3.5 Lượng nước trong quá trình vo viên3.5.1 Loại nước dùng trong quá trình vo viên3.5.2 Lượng nước cấp vào phối liệu trên đĩa3.6 Các tồn tại của máy vo viên 2 tầng chảo hiện đaịChương

4 Phương pháp và phương tiện4.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết4.2 Công nghệ chế tạo4.3 Khảo nghiệmChương 5 Thực hiện đề tài và kết quả khảo

nghiệm5.1 Yêu cầu kĩ thuật của máy vo viên5.2 Dữ liệu thiết kế 5.3 Lựa chọn mô hình máy5.4 Tính toán thiết kế chảo vo viên5.4.1 Kích thước đĩa quay nhỏ5.4.2 Số vòng quay của đĩa5.4.3 Vận tốc góc của đĩa5.4.4 Kích thước đĩa quay lớn5.4.5

Phân phối tỉ số truyền và chọn động cơ5.5 Tính toán thiết kế khung đỡ5.6 Tính toán thiết kế bộ phận truyền động5.6.1 Bộ truyền đai5.6.2 Hộp giảm tốc5.6.3 Tínhtoán bộ truyền bánh răng côn răng thẳng5.6.4 Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng hở5.7 Tính toán trục và then5.7.1 Trục truyền động5.7.2 Trục đỡ đĩa 5.8 Tính toán thiết kế bộ phận làm ướt5.9 Thiết kế gối đỡ trục5.9.1 Trục truyền động5.9.2 Trục đỡ đĩa5.10 Tính toán và chọn bơm5.11 Công nghệ chế tạo5.11.1 Đĩa quay5.11.2 Khung5.11.3 Trục truyền động và trục đỡ đĩa5.12 Khảo

nghiệm5.12.1 Khảo nghiệm không tải5.12.2 Khảo nghiệm xác định các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật tại cơ sở sản xuất5.13 Ý kiến thảo luậnChương 6 Kết luận và đề nghị6.1 Kết luận6.2 Đề nghịChương 7 Tài liệu tham khảoChương 8 Phụ lục

Chương I MỞ ĐẦU (0989693688)

Thế kỉ 21 - một thế kỉ của công nghệ sinh học, thế kỉ của sự phát triển nôngnghiệp sạch và bền vững Nhưng nguồn phế thải từ sản xuất và sinh hoạt thì ngàycàng gia tăng đáng kể, nếu không có biện pháp xử lý đúng và kịp thời thì môitrường sẽ bị ô nhiễm, nguồn thực phẩm không sạch làm ảnh hưởng tới sức khoẻcủa cộng đồng, con người và hệ thực động vật…Vì vậy áp dụng công nghệ sinhhọc, phân hữu cơ vi sinh đã ra đời, đây là sản phẩm quá trình lên men vi sinh củathan bùn và các phế thải nông nghiệp Phân vi sinh có lợi thế là giá thành rẻ, antoàn, “thân thiện” với môi trườngvà nguồn nguyên liệu dồi dào có sẵn trong nước,nên hiện nay phân vi sinh đã được sử dụng phổ biến trong nông nghiệp; và nhucầu thị trường lên đến hàng triệu tấn/ nămđã thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuấtphân vi sinh dạng viên trong nước phát triển với tốc độ cao Việc tính toán, thiết

kế, chế tạo máy vo viên phân hữu cơ vi sinh dạng chảo hai tầng trở thành một nhucầu cần thiết, cấp bách phục vụ cho nông nghiệp, góp phần gián tiếp xây dựng môitrường trong sạch…

Mặt khác đây cũng là công nghệ vo viên được sử dụng trong các nghành côngnghiệp hoá chất, thực phẩm, dược phẩm….Máy vo viên dạng chảo hai tầng ngoàiviệc đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật: độ tin cậy - độ cứng vững kết cấu, độ bền vàthời hạn phục vụ của máy Máy vo viên lại rất phù hợp với nhu cầu thị trường ViệtNam với đặc điểm: máy kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, dễ chế tạo dễ sử dụng, năngsuất cao mà giá thành lại rẻ Sự tạo viên trải qua ba giai đoạn: cấp liệu, sinh trưởng– phát triển, tháo liệu Cơ chế của sự tạo thành viên từ các cấu tử dạng bột là tạo

sự chuyển động lăn cho các hạt mà bề mặt các hạt đã được phủ chất kết dính ởdạng nước Trong quá trình lăn bề mặt các hạt sẽ dính dần các phần tử nhỏ làm giatăng kích thước Kích thước của viên không tăng khi quá trình bám của các phân

tử nhỏ vào các hạt không xuất hiện, nghĩa là với khối lượng và kích thước đủ lớn,

ma sát của chảo với viên không đủ sức đưa nó lên cao Do đó quá trình chuyểnđộng lăn mang tính ngẫu nhiên theo mọi phương nên hạt có hình cầu Khi hạt đạt

đến kích thước nhất định, quá trình chảo quay sẽ giúp cho các phần tử có đủ độngnăng vượt qua thành chảo để rơi sang tầng khác của chảo vo viên nhờ thiết kế tầngngoài quá trình vo viên làm việc liên tục Hướng cải tiên này giúp gia tăng năngsuất của máy vo viên, giảm chi phí năng lượng riêng, đạt độ đồng nhất về kíchthước hơn so với máy vo viên dạng chảo một tầng vì ở máy vo viên một tầng chảoquá trình làm việc gián đoạn, việc cấp liệu, phun ẩm để tạo sự dính kết tháo sảnphẩm đều riêng biệt.

Được sự cho phép của khoa Cơ Khí- Công nghệ dưới sự hướng dẫn của thầy

T.S Nguyễn Như Nam, chúng tôi thực hiện đề tài:“Tính toán thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy vo viên phân vi sinh hữu cơ hai tầng 3T/h”

Là một đề tài phục vụ trực tiếp sản xuất, với thời gian thực hiện ngắn vàkiến thức còn bị hạn chế, nên luận văn không thể tránh được những thiếu sót cả về

lý thuyết lẫn thực tế Chúng em xin chân thành cám ơn sự chỉ dẫn của Quí thầy –

cô, các bạn sinh viên trong và ngòai trường, các nhà khoa học, các nhà quản lý vàcông nhân tại địa điểm lắp đặt máy về nội dung thực hiện luận văn này

Chương II MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI

Mục đích luận văn là tính toán thiết kế, chế tạo máy vo viên phân hữu cơ visinh dạng chảo hai tầng khắc phục những nhược điểm từ máy vo viên phân dạngchảo một tầng như:

- Máy gọn nhẹ, tốn nguyên liệu sát thép tối thiểu nhất

- Năng suất máy, công suất máy cao hơn

- Mức điện năng tiêu thụ th hơn

- Giá thành rẻ

- Độ đồng đều viên cao

- Không gây ô nhiễm môi trường

Khảo nghiệm và đưa vào ứng dụng máy vo viên có 2 tầng chảo dùng để tạoviên phân vi sinh hữu cơ có năng suất 3 tấn/h nhằm trang bị cho các công ty hay

cơ sở sản xuát phân bón Để thực hiện mục đích này, nội dung thực hiện gồm:

- Tra cứu tài liệu thực hiện đề tài

- Lựa chọn mô hình máy thiết kế

- Tính toán thiết kế máy vo viên 2 tầng chảo

- Xây dựng bản vẽ lắp

- Tham gia chế tạo

- Khảo nghiệm máy

Chương III TRA CỨU TÀI LIỆU SÁCH BÁO PHỤC VỤ TRỰC TIẾP CHỦ ĐỀ ĐỀ TÀI

3.1 Phân hữu cơ vi sinh

3.1.1 Khái niệm phân hữu cơ vi sinh

Phân vi sinh là tập hợp một nhóm vi sinh vật, hoặc nhiều nhóm vi sinh vật,chúng được nhân lên từ các chế phẩm vi sinh và tồn tại trong các chất mang không

vô trùng

Phân hữu cơ luôn luôn chứa các nguyên tố dinh dưỡng : đạm, lân, kali,magie6, natri,…, các nguyên tố vi lượng ( đồng, kẽm, mangan, coban, bo,mo6lipden, ) nhưng ở hàm lượng không cao Phân hữu cơ được sản xuất nhờ quátrình lên men phân giải các nguyên liệu hữu cơ

Phân hữu cơ vi sinh là phân trộn cơ học giữa phân hữu cơ và phân vi sinh

Do hàm lượng dinh dưỡng cửa phân hữu cơ không cao, nên phân hữu cơ vi sinhchủ yếu dùng để bón lót hoặc dùng làm nguyên liệu để sản xuất phân hợp hữu cơ

vi sinh

Tác dụng của phân hữu cơ vi sinh là: một mặt cung cấp chất dinh dưỡngcho cây trồng, mặt khác (quan trọng hơn nhiều) cải thiện đặc tính vật lý của đất,làm tơi xốp, thông thoáng, giữ ẩm tốt, nhờ vậy cây trồng hấp thụ chất dinh dưỡngtrong đất được tốt hơn, cho năng suất cao hơn

Phân hữu cơ hay hữu cơ vi sinh có thể chia thành 3 nhóm như sau:

 Nhóm vi sinh vật có: chế phẩm vi sinh vật, phân vi sinh

 Nhóm hữu cơ có: phân hữu cơ, phân sinh học

 Nhóm hỗn hợp có: phân hữu cơ – vi sinh, phân phức hợp hữu cơ visinh

3.1.2 Tính chất cơ lý của các thành phần hỗn hợp phân vi sinh

3.1.3 Công nghệ sản xuất phân hữu cơ vi sinh

Quá trình chế biến phân hữu cơ vi sinh thực chất là quá trình biến đổi sinhhóa các nguyên liệu hữu cơ dưới tác động của vi sinh vật trong điều kiện hiếm khí.Kết quả của quá trình này là nguyên liệu ban đầu được chuyển hóa thành mùn hữu

cơ vi sinh (MHCVS) Quá trình biến đổi hóa sinh nguyên liệu hữu cơ được giớithiệu hình 3.1

3.2 Phương pháp tạo viên.

3.2.1 Các kiểu cấu trúc hạt

Chất hữu cơ (than bùn,bã bùn)

Hình 3.2 Sự hình thành hạt theo phương pháp tạo ẩm.

- Cấu trúc giọt, được hình thành từ những giọt muối khan nóng chảy trongquá trình kết tinh ở chế độ không có trọng lực

- Cấu trúc hạt có lỗ rỗng hình thành do cấu tạo chùm tinh thể từ nhữngtinh thể nhỏ hơn Cấu trúc này được tạo thành chủ yếu khi lăn hỗn hợpđược tạo ẩm (hình 3.2.)

- Cấu trúc hạt xích chặt hình thành khi nén ép bột và cả khi lăn trongthùng quay có tỉ lệ hồi lưu cao (hình 3.3.)

Nén thành sợi cắt đứt dạng khối cầu vo viên nhỏ

Sợi Dài

Hình 3.3 sự hình thành hạt theo phương pháp nén ép.

- Cấu trúc tạo thành lớp, thu được trong thiết bị vo viên tròn khi phun bùnvào lớp vật liệu hạt nhỏ hoặc trong thiết bị vo viên lớp sôi (hình 3.4.)

Hình 3.4 sự hình thành hạt theo phương pháp phủ lấp.

3.2.2 Sơ đồ nguyên lý một số máy và thiết bị tạo hạt

 Cấu trúc nhỏ giọt có thiết bị tạo hạt kiểu tháp (hình 3.5.)

Nguyên lý làm việc: dung dịch chất dính hào tan và không khí được cấpvào tháp qua bơm 3 Nhờ bép phun nên dung dịch vào tháp dạng tơi sương, dokhông khí mang nhiệt nên dung dịch sẽ mất nước và kết tụ thành những hạt nhỏ.Hạt nhỏ dần đến khối lượng quy định sẽ thắng được lực đẩy của không khí từ dướilên và rớt dưới đáy tháp nhờ trọng lực Không khí được làm sạch qua xiclon 1trước khi ra ngoài Để điều chỉnh nhiệt độ lấy hơi nước trong tháp người ta dùngthiết bị điều chỉnh nhiệt độ 5

Hình 35 Sơ đồ nguyên tắc tạo hạt kiểu tháp tạp hạt.

 Cấu trúc hạt có lỗ rỗng có máy tạo hạt kiểu thùng(hình 3.6.)

Hình 3.7 Máy tạo hat kiểu khuôn ép.

Hình 3.6 Máy vo viên kiểu trống quay.

Số vòng quay của trống quay:

nt 20 27 /D

Trong đó D trlà đường kính trống

+ Góc nghiêng của thùng so với mặt phẳng nằm ngang: 0,520

+ Thời gian tạo hạt từ 612 phút

 Cấu trúc hạt có thiết bị tạo hạt kiểu nén ép: quá trình chế biến thành hạtqua 3 giai đoạn: giai đoạn ép thành sợi dài dùng khuôn ép (hình 3.7.),sau đó sợidài được cắt thành những đoạn ngắn, cuối cùng sợi ngắn được vo viên kiểu đĩangang

3.2.3 Cấu tạo của máy vo viên kiểu đĩa nghiêng

Hình 3.8 Cấu tạo máy vo viên 1 tầng chảo.

1, Chảo vo viên; 2, Vòi phun; 3, Trục chảo;4, Khung máy.

Bộ phận làm việc chính là chảo vo có dạng hình tròn xoay dạng cầu hoặctrụ Với dạng hình trụ, để khắc phục hiện tượng dính chảo, đáy có dạng hình côn.Với máy vo viên có năng suất và kích thước nhỏ thì toàn bộ trọng lượng chảo vàhỗn hợp vo viên được đỡ trên trục Với chảo có kích thước và năng suất lớn, chảođược đỡ trên các con lăn Chảo hay trục chảo được truyền qua các bộ truyền giảmtốc Cấp liệu vào máy bằng thủ công hay bằng băng tải Khi chảo quay, hỗn hợptạo viên chuyển động cùng với thùng lên độ cao nhất định thì lăn xuống Các phần

tử vật liệu nhờ được phủ một lớp chất lỏng bề mặt, nên có khả năng liên kết vớicác phần tử khác mà chủ yếu là các phần tử dạng bột khi chuyển động lăn xuống

Vì chuyển động lăn của các phần tử mang tính ngẫu nhiên theo mặt phẳng đã địnhnên chúng có dạng hình cầu Việc gia tăng kích thước các phần tử cầu này chỉ kếtthúc khi chúng đủ lớn, không còn phần tử bột, chấm dứt phun chất lỏng tạo kếtdính và hổn hợp vo viên vượt thành chảo ra ngoài Vì vậy, quá trình làm việc ởchảo vo viên 1 tầng mang tính gián đoạn theo các bước như sau: cấp liệu dạng bột,phun ẩm để hình thành viên, kết thúc phun ẩm và cấp liệu thêm, thu hồi sản phẩm

- Trong sản xuất phân bón sự tạo viên thường được thực hiện trong thiết bịđãi quay gồm những giai đoạn sau:(1) Trộn pha rắn và pha lỏng làm cho phối liệuđồng nhất về thành phần hóa học;(2).Vo viên;(3).Sấy;(4) Phân loại hạt theo kíchthước va đập những hạt lớn;(5) Làm nguội hạt thành phẩm.

Ưu điểm của dạng viên: phân dạng viên bảo quản được lâu hơn; thể tíchchứa giảm so với phân dạng bột; sử dụng thuận lợi hơn; vận chuyển dể dàng hơn

và không bị phân lớp;giá trị dinh dưỡng và độ đồng đều cao; giảm hao hụt trongbảo quản và sử dụng…

3.3 Điều khiển quá trình vo viên

3.3.1 Điều khiển quá trình vo viên dựa vào sự thay đổi của lượng nước

và lượng cấp liệu

Đặc điểm kĩ thuật khi điều khiển đĩa:

+ Khi liệu ra không nhịp nhàng thì nó sẽ ảnh hưởng quá trình hình thành hạt,kết quả là hạt ra với kích thước lớn nhỏ khác nhau Để khắc phục nhược điểm này

ta phải thay đổi lượng nước cấp vào trong đĩa

+ Trường hợp thành trong của đĩa không gắn gờ thì thường gặp sự quá ẩm,sinh ra lớp đọng không bền theo chiều cao, dẫn đến chiều cao của lớp phối liệu sátthành đĩa bị biến đổi… khi đó để hạt ra ổn định thì phải giảm lượng nước trongđĩa

3.3.2 Điều khiển quá trình vo viên dựa vào sự thay đổi góc nghiêng, chiều sâu thành đĩa và số vòng quay của máy

Đặc điểm kỹ thuật khi tạo viên:

Kích thước hạt thay đổi khi góc nghiêng đĩa , tốc độ quay của đĩa, chiềucao thành đĩa thay đổi

Khi thay đổi vật liệu vo viên thì thay đổi góc nghiêng của đĩa

3.3.3 Điều khiển hạt theo phương pháp điều khiển lượng nước

Đặc điểm kỹ thuật khi tạo viên: khi hạt có xu hướng kích thước lớn hơnquy định thì lượng nước phải giảm, ngược lại khi hạt phân có xu hướng nhỏ hơnkích thước qui định thì phải tăng lượng nước

3.4 Lượng nước trong quá trình vo viên

3.4.1 Loại nước dùng trong quá trình vo viên

Nước có khả năng kết dính, nước có thành phần hóa học tốt cho cây trồng

và không ảnh hưởng xấu tới vi sinh vật trong phân bón

3.4.2 Lượng nước cấp vào phối liệu trên đĩa,

Lượng nước cấp vào phối liệu trên đĩa được xác định bởi công thức:

K Q W W

Q n ( v  p.l) p.l/ , (3.2)

- Wv : độ ẩm vo viên; - Wp.l : độ ẩm ban đầu của phối liệu;

- Qp.l: khối lượng phối liệu cấp vào đĩa;-K: hằng số

Nước được định lượng liên tục với độ phân tán cao có ý nghĩa quan trọngkhi vo viên Điều này cho phép tăng cường quá trình và tạo điều kiện cho nhữngphần tử vật liệu phân tán mịn liên kết tốt với chất lỏng làm mầm vo viên Nangsuất của quá trình nói chung phụ thuộc vào số lượng và chất lượng của mầm nhưthế

3.5 Lý thuyết tính toán máy vo viên dạng chảo hai tầng

3.5.1 Tính và chọn thông số thiết kế của máy vo viên

3.5.1.1 Chọn góc nghiêng của đĩa và thể tích đĩa.

a) Góc nghiêng của đĩa : là góc nghiêng của đường tâm cùa đĩa và mặt

phẳng nằm ngang Góc nghiêng ảnh hưởng đến hệ số chứa vật liệu của đĩa; loạivật liệu; tốc độ quay của đĩa nghiêng và đường kính hạt cần đạt được…

Góc nghiêng của đĩa khoảng từ 350- 600 , thường chọn  = 500 (3.3)

b) Thể tích đĩa:

Thể tích đĩa tính theo công thức:

VR=Q.t /(.) , m3 ; (3.4)Trong đó: Q – năng suất riêng của máy T/h;

t – thời gian hình thành viên, h;

 – hệ số chứa của máy;

 – khối lượng thể tích của phân, T/m3

Tỷ lệ giữa đường kính và chiều dài đĩa, lấy khoảng :D/L = 5 - 10 (3.5)

3.5.1.2 Tính toán số vòng quay của đĩa

Khảo sát sự chuyển động của vật liệu trong đĩa:

Khi máy làm việc thì vật liệu phải quay theo đĩa Để tìm công thức tính, tagiả thiết rằng trong đĩa quay chỉ chứa một ít vật liệu có đường kính rất bé so vớiđường kính đĩa; như vậy có thể xem bán kính quay của vật liệu bằng bán kínhtrong của đĩa (hình 3.10)

Hình 3.10 Sơ đồ chuyển động của vật liệu theo đĩa chiếu

30

g

G R m

Trong đó: G - trọng lượng vật liệu, N;

 - góc nâng của vật liệu, độ;

R - bán kính trong của đĩa, m;

n - số vòng quay của đĩa, vòng/phút;

g - gia tốc trọng trường, m/s2.Lực ly tâm C và thành phần lực pháp lực N gây ra lực ma sát T:

Trong đó f là hệ số ma sát của vật liệu với mặt đĩa

Thay giá trị của C và N vào (3.8), ta có:

)cos30

.( 2 22 G 

g

R n G f

Từ hình 3.10 ta thấy rằng, nếu lực T lớn hơn lực S thì vật liệu được nânglên đĩa quay theo chiều mũi tên Nếu lực T bé hơn lực S thì vật liệu sẽ tụt xuốngdưới Còn nếu lực T bằng lực S thì vật liệu nằm ở trạng thái cân bằng và bắt đầurời khỏi mặt đĩa Khi đó ta có mối quan hệ giữa số vòng quay của thùng và góc như sau (2  g):

Khi vật liệu được nâng lên vị trí A, thị trọng lượng G của nó bằng với lực

ly tâm C tác dụng lên nó, vật liệu không rời khỏi mặt đĩa để thực hiện quá trình vo

viên, do đó quá trình vo viên không xảy ra Do đó tốc độ quay n3 gọi là tốc độquay tới hạn của đĩa quay Tốc độ làm việc của đĩa phải lấy bé hơn tốc độ quay tớihạn của đĩa Do đó số vòng quay thực tế của đĩa lấy như sau:

 R D

F Trong đó:  – góc ở tâm tải trọng vật liệu chiếm được.

Từ (3.12) và (3.13), ta có :

360



 

Đây là phương pháp tính hệ số chứa theo lý thuyết Để máy làm việc tốt thì

hệ số chứa phụ thuộc vào vận tốc của đĩa

3.5.2 Tính công suất của máy

P

G v

 2R

Hình 3.12 Sơ đồ xác định lực trong máy vo viên.

Góc nâng  phụ thuộc vào số vòng quay của thùng.

Công suất của máy vo viên tính theo công thức:

3 2

Công suất cần thiết để nâng vật liệu lên độ cao thích hợp được xác địnhnhư sau:

,10.3

sin 1000

4 1



 n R G v P

v T

Xác định lực ma sát T:

f gR

v G G

.3

P  v đ (N);

Trong đó: Gđ – trọng lượng đĩa quay, N;

4

1 3

n r f G G

Trong đó: K – hệ số dự trữ, K = 1,1 – 1,2;

 – hiệu suất bộ truyền động.

Khoảng cách từ trọng tâm của khối vật liệu đến tâm thùng quay là:

,2

2 2

2 1 0

R R

Với hệ số chứa  thì R2 .R1.

3.6 Một số mẫu máy vo viên

Ứng với mỗi công nghệ sản xuất có các mẫu máy vo viên tương ứng :

Hình 3.12.Các máy vo viên.

a – 1.Đĩa chứa vật liệu; 2.Hộp giảm tốc; 3.Động cơ; 4 khung máy.

b –1.Đĩa chứa vật liệu; 2.Động cơ; 3.Cơ cấu thay đổi;

c – 1.Đĩa chứa vật liệu; 2.Động cơ; 3.Cặp bánh răng côn;4 Góc nghiêng của đĩa.

Mẫu máy (hình 3.12 a,c) có đĩa vo viên được lắp cố định trên khung Mẫumáy hình (3.12 b) có đĩa vo viên có thể điều chỉnh được góc nghiêng của đĩa

Chương IV PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN

4.1 Phương pháp thiết kế

Áp dụng lý thuyết tính toán các máy tạo hạt để tính toán quá trình làm việccủa máy vo viên, là cơ sở tính toán các thông số hình học, động học và động lựchọc của máy vo viên

Các chi tiết dùng chung như ổ bi, các bộ truyền động, mối ghép được tínhtoán thiết kế theo giáo trình chi tiết máy và truyền động cơ khí

Bơm và ống dẫn được tính toán theo lý thuyết thuỷ khí động lực học Từlưu lượng và cột áp cần thiết tính toán được tiến hành lựa chọn bơm phù hợp theoyêu cầu

4.2 Công nghệ chế tạo

Máy được chế tạo theo đơn đặt hàng của cơ sở sản xuất, do đó máy đượcchế tạo theo năng suất, mẫu máy và giá thánh khác nhau Như vậy máy được sảnxuất riêng lẻ để phù hợp với từng khách hàng và nơi chế tạo Cho nên, những chitiết máy được chế tạo riêng lẻ, từng công đoạn, theo từng cỡ máy Vì vậy, phươngphap chế tạo theo các bước sau:

- Các chi tiết tiêu chuẩn như bulong – đai ốc, ổ bi, các bộ truyền động cơ khí,động cơ điện chọn mua trên thị trường.

- Các chi tiết máy và các bộ phận còn lại được tiến hành chế tạo theo các họcông nghệ chế tạo điễn hình như sau: Chi tiết họ càng; chi tiết họ moay ơ; chi tiết

kỹ thuật của máy thiết kế

Vì vậy, thí nghiệm được bố trí theo phương pháp ngẫu nhiên theo thời gian

kể cả ngày và giờ tiến hành thí nghiệm

4.3.3 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm

Xử lý số liệu được tiến hành theo phương pháp xử lý thống kê khi đo đạcxác định các thông số thực nghiệm Công thức xác định khoảng tin cậy của thông

số đo thực hiện theo công thức:

atb - t (,k) S/n ≤ a ≤ atb + t (,k) S/nTrong đó: atb – giá trị trung bình cộng của các kết quả quan trắc;

S – sai số tiêu chuẩn thực nghiệm;

t (,k) – giá trị tra theo bảng phân bố Student;

 – mức ý nghĩa,  = 0,05;

k – số bậc tự do, k = n – 1

Chương V KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

5.1 Dữ liệu thiết kế

- Ẩm độ phân dạng thô  13 %;

- Kích thước hạt phân dạng thô  1 mm;

- Khối lượng thể tích của phân:  500650kg/m3;

- K ích thước viên cần đạt đựơc từ  4 -  6

-Năng suất máy vo viên 3T/h;

5.2 Lựa chọn mô hình máy

+ Lựa chọn nguyên lý làm việc:

Xuất phát từ yêu cầu về năng suất 3 tấn/h, nếu chọn nguyên lý vo viên 1tầng thì đường kính máy vo viên tới 5 m Vì ở máy vo viên một tầng, quá trìnhlàm việc của máy gián đoạn: việc cấp liệu, phun ẩm để tạo sự dính kết, tháo sảnphẩm sẽ riêng biệt Do đó, năng suất ở các máy vo viên một tầng thấp hơn nhiều

so với máy vo viên hai tầng, người vận hành thao tác phức tạp, hiệu quả sản xuấtthấp Để khắc phục, cần thiết cải tiến quá trình làm việc của máy vo viên là liêntục, nên chúng tôi chọn nguyên lý làm việc của máy vo viên thiết kế kiểu 2 tầng

Ở nguyên lý làm việc này cả 3 quá trình nạp nguyên liệu, vo viên tạo hạt, tháo sảnphẩm diễn ra đồng thời Máy có sơ đồ nguyên lý trình bày như hình 5.1

Nguyên lý hoat động của máy như sau:

Hình 5.1 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo máy vo viên hai tầng.

1 Chảo thu sản phẩm; 2.Chảo vo; 3 Vòi phun; 4 Trục chảo; 5 Khung máy.

Hỗn hợp phân vi sinh đưa vào vo viên có kích thước hạt đạt yêu cầu và đãđược phối trộn cũng như trộn đều Hỗn hợp được cung cấp tự động liên tục vàomáy bằng băng tải hay thủ công Khi chảo quay, nhờ ma sát mà hổn hợp đượcnâng lên theo chiều quay chảo tới độ cao nhất định, rồi chuyển động lăn xuốngphía dưới Trong quá trình này, các phân tử được làm ẩm bằng phun nước, khichuyển động lăn xuống dưới sẽ liên kết cới nhau như lăn bột, làm cho các phần tử

có dạng hình cầu và tăng dần kích thước Khi đạt đến kích thước nhất định, quátrình chảo quay sẽ giúp cho các phần tử có đủ động năng vượt qua thành chảo đểrơi sang tầng khác của chảo vo viên Nhờ thiết kế thêm tầng ngoài, nên quá trình

vo viên làm việc liên tục

5.3 Tính toán thiết kế chảo vo viên

5.3.1 Xác định kích thước đĩa quay nhỏ

Đĩa vo viên phân có hình dạng nồi trụ (hình 5.2), đường kính D và chiềucao thành chảo L

Hình 5.2 Đĩa vo viên.

Thể tích đĩa vo viên (tầng thứ nhất có đường kính nhỏ) tính theo công thức:

V1 = Q.t/ (.) = 3000 0,085 / (0,3 600) = 1,42 , m3 ; (5.1)Trong đó: Q – năng suất của máy vo viên, Q = 3.000 kg/h;

T – thời gian hình thành viên, t = 0,085 h;

 – hệ số chứa,  = 0,3;

 – khối lượng thể tích của hỗn hợp,  = 600 kg/m3

Chọn tỉ số giữa chiều dài và đường kính L/D=1/5 Ta có hệ phương trìnhxác định chiều cao đĩa như sau:

42,1.4

2 1

42,1.4

5

.4

3 3

Vậy đường kính đĩa nhỏ bằng: D = 5L = 04.5 = 2 (m) (5.3)

5.3.2 Số vòng quay của đĩa

Số vòng quay của đĩa tính theo công thức:

R

n dp  

vg/phThay R = D/2 = 1(m) vào, ta có:

181

18.14,330

Trong đó: V - vận tốc của đĩa quay, m/s;

R - bán kính của đĩa quay, m

5.3.4 Xác định các kích thước của đĩa quay lớn

Đĩa quay lớn đồng trục với đĩa quay nhỏ là nơi chứa sản phẩm đã tạo hìnhxong chờ tháo liệu ra ngoài Đường kính của đĩa quay lớn được xác địng từ kíchthước của đĩa nhỏ:

Chọn chiều cao của đĩa quay lớn HL = 0,2 (m) (5.7)

5.3.5 Tính toán công suất truyền động cho máy vo viên

Công suất truyền động cho máy vo viên là:

,3 2