Thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy trộn phân vi sinh kiểu băng chuyền liên tục năng suất 2 ÷ 10 tấn

Chương MỞ ĐẦU Trong sản xuất nông nghiệp phân bón giữ vai trò quan trọng, người dân ta thường có câu: “nhất nước, nhì phân, tam cần, tứ giống” Tuy Việt Nam nước nông nghiệp lượng phân bón chủ yếu dựa vào nhập Hiện nay, người dân chủ yếu sử dụng phân hóa học để bón cho trồng, việc vừa tốn nhiều tiền, gây ô nhiễm môi trường làm cho đất nhanh bị thoái hóa Ở nước ta với phát triển ngành công nghiệp, công nghệ sản xuất phân hữu phát triển Đặc biệt ngành sản suất phân vi sinh Loại phân chế biến từ nhiều chất hữu khác như: bả bùn, rác thải sinh hoạt, men vi sinh từ nhà máy đường… Trong công nghiệp việc xử lí bả bùn rác thải sinh hoạt… tạo thành phân vi sinh phục vụ nông nghiệp, ngày trở nên phổ biến Nó mang lại nhiều lợi ích kinh tế, đồng thời giảm ô nhiễm môi trường giảm chi phí cho sản xuất nông nghiệp… Để tạo sản phẩm vi sinh hoàn chỉnh phải trải qua nhiều công đoạn, nhiều trình Trong trộn công đoạn quan trọng, trộn để làm thành phần có phân vi sinh Bả bùn rác thải sau phân loại mang ủ nghiền nhỏ, sàng lọc để chọn hạt có kích thước đạt yêu cầu Sau trộn với thành phần hỗn hợp khác men vi sinh để tạo phân vi sinh Xuất phát từ yêu cầu theo đơn đặt hàng công ty TNHH – DV – TM Hóa Nông, đồng ý Ban Chủ nhiệm khoa Cơ Khí Công Nghệ, môn máy sau thu hoạch chế biến, hướng dẫn tận tình thầy TS Nguyễn Như Nam – trưởng môn máy sau thu hoạch chế biến, thực đề tài: “Thiết kế - chế tạo khảo nghiệm máy trộn phân vi sinh kiểu băng chuyền liên tục suất ÷ 10 T/h” Chương MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI Máy chế tạo theo yêu cầu công ty TNHH – TM – DV HÓA NÔNG Công ty cần trang bị máy trộn để trộn thành phần phân vi sinh trước đưa qua máy vo viên tạo sản phẩm phân vi sinh hoàn chỉnh Máy có phận làm việc dạng dải băng xoắn nằm nghiêng, suất 10 Tấn/giờ Yêu cầu máy thiết kế phải đạt suất phù hợp với thực tế sản xuất công ty, kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ lắp ráp vận hành Ngoài máy phải đảm bảo yêu cầu sau: • Sản phẩm trộn phải đều, đảm bảo chất lượng sản phẩm • Dễ vận hành bảo dưỡng, sửa chữa • Sử dụng thuận tiện an toàn lao động • Không gây bụi ảnh hưởng đến môi trường xung quanh Để thực yêu cầu nhiệm vụ phải thực luận văn là: • Lựa chọn nguyên tắc làm việc chọn mô hình máy phù hợp với yêu cầu đặt • Tính toán, thiết kế theo mô hình máy chọn • Chế tạo máy • Khảo nghiệm đánh giá kết Chương TRA CỨU TÀI LIỆU, SÁCH BÁO PHỤC VỤ TRỰC TIẾP ĐỀ TÀI 3.1 Tìm hiểu phân vi sinh: Phân vi sinh chất chứa hay nhiều vi sinh vật sống có khả kích thích tăng trưởng trồng cách tăng hấp thụ dưỡng chất cần thiết cho trồng Tác dụng phân hữu vi sinh là: mặt cung cấp chất dinh dưỡng cho trồng, mặt khác (quan trọng nhiều) cải thiện đặc tính vật lý đất, làm tơi xốp, thông thoáng, giữ ẩm tốt, nhờ trồng hấp thụ chất dinh dưỡng đất tốt hơn, cho suất cao Phân hữu hay hữu vi sinh chia thành nhóm sau:  Nhóm vi sinh vật có: chế phẩm vi sinh vật, phân vi sinh  Nhóm hữu có: phân hữu cơ, phân sinh học  Nhóm hỗn hợp có: phân hữu – vi sinh, phân phức hợp hữu vi sinh 3.1.1 Một số tính chất lý nguyên liệu: - Kích thước hạt: ÷ 1,5 mm - Ẩm độ: 15 ÷ 20% - Hình dạng hạt: hạt có dạng hình cầu - Khối lượng riêng: 550 ÷ 650 tấn/m3 3.1.2 Công nghệ sản xuất phân vi sinh: Quá trình chế biến phân hữu vi sinh thực chất trình biến đổi sinh hóa nguyên liệu hữu tác động vi sinh vật điều kiện khí Kết trình nguyên liệu ban đầu chuyển hóa thành mùn hữu vi sinh Quá trình biến đổi hóa sinh nguyên liệu hữu giới thiệu theo sơ đồ sau: O2, H2O CO2, H2O Chất hữu cơ, bã bùn, rác thải Phân hủy Vi sinh vật Năng lượng Tổng hợp mùn hữu vi sinh Tỏa nhiệt 3.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc số máy trộn: 3.2.1 Máy trộn kiểu vít nằm ngang: a/ Cấu tạo: 1: Cửa nạp liệu; 2: Thùng trộn; 4: Đường kính vít; 3: Vít trộn; 5: Cửa tháo liệu; 6: Puli Hình 3.1: Cấu tạo máy trộn kiểu vít nằm ngang b/ Nguyên lý làm việc: Hỗn hợp vật liệu đưa vào cửa (1) vít trộn (3) đẩy dọc theo thùng trộn (2) thùng trộn có tác dụng ống khuếch tán nên trình trộn vật liệu di chuyển đưa đến cửa tháo liệu (5) để đưa Máy truyền động qua puly (6) 3.2.2 Máy trộn có trục thẳng đứng: a/ Cấu tạo: 1: Cửa nạp liệu; 2: Ống bao; 3: Vít; 6:Cánh gạt; 7: Buly; 4: Thùng trộn; 5: Động 8: Cửa liệu Hình 3.2: Cấu tạo máy trộn vít đứng b/ Nguyên lý làm việc: Vật liệu đưa vào máng cấp liệu (1), nhờ vít (3) vật liệu đưa lên Khi đến đầu ống bao (2) chúng cánh gạt (6) gạt tung xung quanh rơi xuống phần thân hình nón Từ vật liệu tiếp tục đưa lên để lặp lại chu trình Vòng tuần hoàn vật liệu máy lặp lại nhiều lần hỗn hợp vật liệu Vật liệu sau trộn đưa theo cửa thoát liệu (8) 3.3 Cơ sở lý thuyết trình trộn vật liệu: 3.3.1 Khái niệm: Trộn trình kết hợp khối lượng vật liệu khác với mục đích nhận hỗn hợp đồng nhất, nghĩa tạo thành phân bố đồng phân tử cấu tử tất khối lượng hỗn hợp, cách xếp lại chúng tác dụng ngoại lực Hỗn hợp tạo để tăng cường trình trao đổi nhiệt trao đổi khối lượng 3.3.2 Các thông số ảnh hưởng đến trình trộn: a Đường kính tương đương hạt: Các hạt vật liệu thường có hình dạng không hình cầu nên kích thước dài chúng theo chiều khác khác Vì người ta dùng đường kính tương đương d tđ để đặc trưng cho kích thước hạt Yếu tố ảnh hưởng lớn đến hiệu suất trình trộn khối lượng hạt, nên việc xác định đường kính hạt cần có khối lượng dtđ = 6m π ρ (3- 1) Trong đó: m – khối lượng hạt, [g]; ρ – khối lượng riêng hạt, [g/mm3] Nếu vật liệu rời bị chặn lỗ sàng có kích thước a a2 đường kính tương đương xác định theo công thức: dtđ = a1 + a (3- 2) Nhờ phân loại sàng mà nhận N phần có đường kính tương đương d tđ1 dtđ2, v.v… với phần có khối lượng tương ứng x1, x2, …, xn Như đường kính tương đương tập hợp xác định gần theo công thức: N Dtđ = ∑ x d i i =1 N ∑x i =1 tđđ , (mm) (3- i 3) b Phân bố lớp hạt: Các lớp hạt tập hợp hạt bao gồm hạt có kích thước không rải khoảng rộng từ dmin = dtđ1 tới dmax = dtđN có phần khối lượng tương ứng không x ≠ x2 ≠ …≠ xN, nghĩa lớp hạt có cấu trúc đa phân tán Để mô tả cấu trúc ta dùng hàm phân bố mạt độ q r(d) (hình 2-2a) hàm phân bố tổng Qr(d) (hình 2-2b) Trong hàm phân bố tổng Qr(d) biểu thị phần hạt có đường kính nhỏ d, d = d có Qr(d) = 0, d = dmax có Qr(d) = Hàm phân bố mật độ qr(d) biểu thị hạt kích thước d giá trị q r(d) lớn mật độ hạt kích thước d lớn Quan hệ giưa Qr(d) qr(d) xác định theo công thức: Qr(d) = d (d ) ∫q r (d ) d (d ) (3-4) d b) d, mm 3(d) 3(d) n=1,5 n=1 100 80 60 40 20 d, mm q , %/(mm) q , %/(mm) a) 3(d) q , %/(mm) q r(d) , %/(mm) qr(d) = d dQr ( d ) n= 0,7 c) d z d, mm 0,01 d) 0,02 d, mm e) , 0,03 lgdz lgmm lgdz Hình - 3: Các hàm phân bố mật độ qr(d) hàm phân bố tổng Qr (d) a) Hàm phân bố mật độ qr (d) b) Hàm phân bố mật độ Qr (d) c) Hàm phân bố mật độ qr (d) phân bố chuẩn; d) Hàm phân bố mật độ qr (d) phân bố loogarit; e) Hàm phân bố mật độ qr (d) phân bố RRS Các loại vật liệu rời khác có cấu trúc tuân theo qui luật phân bố khác Tập trung lại quy ba loại: phân bố chuẩn, phân bố loogarit, phân bố RRS (hình 2-1) Trong phân bố chuẩn, phân bố loogarit dùng để mô tả vật liệu hữu (thực vật) nghiền dùng làm thức ăn gia súc Hàm phân bố mật độ phân bố tổng theo khối lượng phân bố có dạng: qr (d) lg = σ 2π e 5)  lg d − lg d Z  −  2σ   (3- Qr (d) lg = lg d σ 2π ∫e  lg d − lg d Z  −  2σ   (3- lg d 6) c Độ rỗng lớp hạt: Độ rỗng ε lớp hạt vật liệu rời tỉ số thể tích không gian trống V o lớp hạt thể tích lớp hạt V: ε = Vo/V = – Vr/V (3- 7) Trong đó: Vr – tổng thể tích hạt rắn lớp Độ rỗng lớp hạt phụ thuộc vào cấu trúc lớp hạt thay đổi khoảng rộng Thí dụ độ rỗng lớp hạt cầu có đường kính cấu trúc đơn vị xác định theo công thức: ε = 1− π 6(1 − cos β ) + cos β (3- 8) Trong đó: β – góc tạo đường nối tâm hình cầu sát nhau, góc β thay đổi từ 900 đến 600 Lúc độ rỗng ε thay đổi từ 0,476 đến 0,259 nghĩa gần lần Độ rỗng lớp hạt hình cầu có đường kính có cấu trúc ngẫu nhiên xác định theo công thức: ε = πk-1 (3- 9) Trong đó: k – số tọa độ, nghĩa số hạt gần kề hạt Trong tập hợp hạt có cấu trúc ngẫu nhiên tồn khoảng cách trung bình hạt cạnh xác định công thức:   π − 3 1,5  (1 − ε )2 (ε −π ) / π   , mm a = dtđ (3- 10) Độ rỗng hỗn hợp trộn với tính chất cộng, xác định xuất phát từ số độ rỗng ηmax lớn ba giá trị đây: η = xAK/ηA + xBηB 11) (3- η = xAηA + xB[K// (ηB + 1) - 1] (3- K ///η A (1 + η B ) η = xAηA + xBηB η A +ηB +1 (3- ηi = Voi/Vri = (Vi/Vri) – (3- 12) 13) 14) Trong đó: ηA, ηB – số độ rỗng cấu tử A B hỗn hợp; xA, xB – phần thể tích cấu tử A B hỗn hợp xi = Vri/Vr K/, K//, K/// - hệ số thực nghiệm có giá trị: ψ (1 + 2ψ ) ψ (1 + 2ψ ) + (1 − ψ ) (3- ψ (3 + ψ ) K = ψ (3 + ψ ) + (1 − ψ ) (3- (1 − ψ ) ψ (1 + 5ψ ) + (1 − ψ ) (3- K/ = 15) // 16) K/// = 17) Ở đây: ψ – tỉ số đường kính tương đương hạt có giá trị nhỏ Từ công thức (2-14) tìm mối quan hệ độ rỗng số độ rỗng: ε = η/(1+η) (3- 18) d Hình dạng hạt: Hình dạng hạt xác định hệ số hình dạng φ – tỷ số bề mặt F bề mặt hạt dạng hình cầu thể tích V: ϕ = 0,205 F (3- V2 19) Hệ số hình dạng hạt hình cầu 1, hạt khác lớn e Bề mặt riêng lớp hạt: Bề mặt đơn vị khối lượng đơn vị thể tích lớp hạt gọi bề mặt riêng kí hiệu là: O/m O/v Bề mặt riêng khối lượng tính theo công thức: O/m = 6.φ/γ.dtđ, (m2 / kg) (3- O/v = 6φ.γ/dtđ.ρ, (m-1) (3- 20) 21) Trong đó: γ – khối lượng thể tích vật liệu, (kg/m2); ρ – khối lượng riêng hạt, (kg/m3) Bề mặt riêng hỗn hợp lớp hạt có đường kính tương đương khác xác định theo công thức: O/ m = ϕi xi ∑ ρ d tđ (3- 22) Trong đó: xi – phần khối lượng lớp hạt thứ i f Hệ số ma sát góc ma sát trong: Phương trình cân lực môi trường vật liệu rời có dạng: τ = f.σ + τo (3- 23) Trong đó: τ - ứng suất tiếp; τo - ứng suất tách (ứng suất tiếp ban đầu σ = 0); σ - ứng suất pháp; f – hệ số ma sát Lớp hạt ẩm có ứng suất tách lớn giá trị cực đại xác định theo: 2,4(1 − ε )  α cos σ  τomax = ε  d tđ Trong đó:   ,  (N/m2) (3-24) α – sức căng bề mặt chất lỏng nhiệt độ trộn, (mN/m); σ – góc thấm ướt chất lỏng với bề mặt hạt rắn, (độ); ε – độ rỗng khối hạt; 2,4 – hệ số lấy điều kiện trung bình Đối với lớp hạt khô bề mặt riêng tương đối nhỏ τo = 0, đó: τ = f.σ → f = τσ -1 25) 10 (3- R= * 10 k x N ct Ztn (5- 40) Với: kx – hệ số kể đến tải trọng xích; k x = 1,15 truyền nằm ngang nghiêng góc nhỏ 400 R= * 10 *1,15 * 4,5 = 4439 (N) 27 * 38,1 * 68 5.6 Tính toán thiết kế phận định lượng: 5.6.1 Các liệu thiết kế: + Năng suất mức định lượng: Q = 2500 (kg/h) + Chiều dài máy định lượng :l = (m) + Sai số định lượng không 5% + Chế độ làm việc phận định lượng phải làm việc liên tục phù hợp với trình làm việc máy trộn + Nguồn động lực động điện pha 5.6.2 Yêu cầu kỹ thuật máy định lượng - Máy phải đảm bảo suất thiết kế sai số định lượng nằm phạm vi cho phép - Máy có cấu tạo giản đơn, làm việc có độ tin cậy cao - Chi phí lao động, chi phí lượng riêng để định lượng thấp - Không gây ô nhiễm môi trường - Bảo quản, sử dụng, chăm sóc kỹ thuật thuận tiện 5.6.3 Tính toán thiết kế băng tải định lượng 5.6.3.1 Xác định thông số làm việc băng tải Máy tiếp liệu băng tải có vận tốc băng thấp v= (0,1- 0,5) m/s, vật liệu vận chuyển phân vi sinh nên ta chọn loại đai đai vải cao su Theo điều kiện kích thước làm việc máy định lượng nên chọn băng có thông số làm việc sau: - Chiều rộng băng: B= 400 (mm) - Bề dày băng: δ = (mm) - Vận tốc: v= 0,4 (m/s) - Chiều dài băng A= 3000 (mm) 30 5.6.3.2 Tính toán thiết kế tang chủ động a Tính chiều cao lớp vật liệu băng: Năng suất máy xác định sau: Q= 3600.F.v ρ K (kg/h) (5- 41) F – diện tích mặt cắt ngang vật liệu băng, (m2); Trong đó: v – vận tốc băng tải, v = 0,4 (m/s); ρ – khối lượng riêng vật liệu, ρ = 550 (kg/m3); Q – suất định lượng,Q= 2500 (kg/h); K – hệ số nạp đầy máng, K= 0,7 Từ xác định diện tích tiết diện ngang vật liệu băng: F= Q 2500 = =0,0045 (m2) 3600.v.ρ K 3600 * 0,4 * 550 * 0,7 (5- 42) Mà F= B.h Nên: h= F 0,0045 = = 0,011 (m) B 0,4 (5- 43) Trong đó: B – bề rộng băng, (m); h – chiều cao lớp vật liệu, (m) b Tính tang chủ động:(TL Kĩ thuật nâng chuyển – máy vận chuyển liên tục)  Đường kính tang chủ động: Đối với đai cao su: D= 50.i (mm) Trong đó: i – số lớp đệm,i = 3; D – đường kính tang chủ động, (mm) Nên ⇒ D= 50 * 3= 180 (mm) (5- 44) Tra theo tiêu chuẩn lấy D= 200 (mm)  Chiều dài tang trống: L = B + 100 = 400 + 100 = 500 (mm) (5- 45) c Tính công suất trục tang chủ động: (TL Kĩ thuật nâng chuyển – máy vận chuyển liên tục) 31 Công suất trục tang dẫn xác định sau: N= 37Q.H 37ω.Q.L k ω.L.v + + 10000 10000 10000 (kW) (5- 46) Trong đó: Q - suất băng tải, Q = 2,5 (T/h); L – chiều dài băng, L =3 (m); v – vận tốc băng, v = 0,4 (m/s); H – chiều cao vận chuyển, H = (m); ω – hệ số cản chuyển động theo phương ngang Đối với lăn ổ tựa lă ω = 0,04; k – hệ số tính đến tải trọng băng lăn mét dài Tra tài liệu ta có k = 3400 Vậy suy ra: N= 37 * 2,5 *1 37 * 0,04 * 2,5 * 3400 * 0,04 * * 0,4 + + = 0,027 (kW) 10000 10000 10000 Để đảm bảo an toàn ta chọn hệ số dự trữ K = Vậy công suất cần thiết tang chủ động là: Nct = N.K = 0,027 * = 0,08 (kW) (5- 47) d Kiểm tra số vòng quay tang: Dựa vào phương trình giáo sư M.A Saverin: D= (1100 ÷ 1300) N ct = 200 (mm) n max (5- 48) ⇒ nmax= (1100 ÷ 1300) N ct (1100 ÷ 1300) * 0,08 = = (13,31 ÷ 22) (vòng/phút) (5200 200 49) Ta chọn nmax= 20 (vòng/ phút) Kiểm nghiệm vận tốc vòng: v1= π D.n π * 200 * 20 = = 0,2 (m/s) 60.1000 60 *1000 50) Vậy vận tốc thoả mãn so với điều kiện băng định lượng: v= 0,1- 0,5 (m/s) 5.6.3.3 Tính toán thiết kế tang bị động 32 (5- Do điều kiện làm việc băng định lượng nên chọn tỉ số truyền tang i= 1, tức tang có kích thước giống 5.6.3.4 Kiểm nghiệm lại băng chọn  Độ dài hình học đai xác định theo công thức: L= 2A+ π ( D − D1 ) π ( D2 + D1 ) + = 2*3000+ (2 * 200) = 6630 (mm) 2 4A (5- 51)  Kiểm nghiệm số khoảng chạy đai: u= v 0,2 = = 0,03 < [u] = L 6,63 (5- 52)  Xác định góc ôm tang dẫn động theo công thức: α = 180 − v − v1 57 = 180 α (5- 53) 5.6.4 Tính toán thiết kế thùng cấp liệu cửa điều chỉnh lượng cấp liệu: 5.6.4.1 Tính toán thiết kế thùng cấp liệu: Để máy trộn làm việc liên tục băng tải phải đảm bảo cung cấp đủ vật liệu cho máy trộn Do máng cấp liệu băng tải phải tích cho khoảng 10 phút ta cấp liệu lần trường hợp băng tải định lượng với suất 2500 kg/h Vậy khối lượng chứa lớn máng cấp liệu là: M= 2500 *10 = 417 (kg) 60 (5- 54) Thể tích máng cấp liệu tính toán: Vtt = M 417 = = 0,76 (m3) ρ 550 (5- 55) Với hệ số chứa vật liệu máng ϕ = 0,9, thể tích cần thiết máng là: Vct= Vtt 0,76 = = 0,84 (m3) ϕ 0,9 33 (5-56) Độ nghiêng thành máng với mặt phẳng nằm ngang hợp thành góc α Để vật liệu tự chảy góc α phải lớn góc ma sát phân vi sinh với thành máng, tức là: tg α > ⇒ α > 45 Dựa vào kết cấu máy chọn máng có hình dạng kích thước sau: h2 = 200 mm, L1 = 1500 mm, L2 = 1200 mm, R1= 470 mm, h1 = 650 mm, R2 = 1100 mm Thể tích máng: V= V1+ V2+ V3 (5- 57) Với V1 = 0,62 m3, V2 = 0,1 m3, V3 = 0,132 m3 Vậy thể tích máng cấp liệu thực tế là: V = 0,62 + 0,1 + 0,132 = 0,852 (m3) Như thể tích thực máng cấp liệu đáp ứng thể tích tính toán mà ta có, tức V > Vct 34 Máng làm từ thép dày mm 5.6.4.2 Tính toán thiết kế cửa điều chỉnh lượng cấp liệu: Chiều rộng vật liệu chiếm băng: b= 0,9B- 0,05 (m) (5- 58) Với: B= 0,4 - ch iều rộng băng b= 0,9 * 0,4 - 0,05= 0,31 (m) Chọn chiều rộng cửa điều chỉnh 0,3 (m) Xác định khoảng điều chỉnh cửa điều chỉnh: Q= 3600.S.v ρ k (kg/h) Trong đó: + S = b.h + v= 0,47 (m/s) + ρ = 550 (kg/m3) + k= 0,7 - Khi suất lớn nhất: Qmax = 2500 (kg/h) 2500= 3600 * 0,3 * hmax * 0,4 * 550 * 0,7 ⇒ hmax= 2500 = 0,015 (m) = 15 (mm) 3600 * 0,3 * 0,4 * 550 * 0,7 (5- 59) - Khi suất nhỏ nhất: Qmin = 500 (kg/h) 500= 3600 * 0,3 * hmin * 0,4 * 550 * 0,7 ⇒ hmin= 500 = 0,003 (m) = (mm) 3600 * 0,3 * 0,4 * 550 * 0,7 (5- 60) Vậy khoảng điều chỉnh chắn điều chỉnh từ (mm) đến 15 (mm) 5.7 Chế tạo: 5.7.1 Công nghệ chế tạo thùng trộn: • Yêu cầu kỹ thuật: + Vỏ thùng trộn phận dùng để chứa vật liệu trộn Đó chi tiết sở để lắp ráp chi tiết cụm chi tiết khác + Vỏ thùng phải tròn đều, không lồi lõm gây ma sát lớn trình máy làm việc ảnh hưởng đến trình làm việc độ bền máy 35 + Bảo đảm dung tích chứa theo kết tính toán thiết kế • Các nguyên công chế tạo: + Nguyên công 1: Chọn phôi thép theo chiều dài thiết kế Kích thước phôi chọn theo kích thước khai triển chi tiết + Nguyên công 2: Vẽ khai triển chi tiết thép + Nguyên công 3: Cắt chi tiết theo hình khai triển khí Oxy – Axetylen + Nguyên công 4: Dùng máy để tạo hình cho thân máy trộn + Nguyên công 4: Hàn chi tiết lại với thành cụm chi tiết hay phận máy + Nguyên công 5: Kiểm tra 5.7.2 Công nghệ chế tạo dải băng: • Yêu cầu kỹ thuật: + Dải băng chi tiết trộn phải đảm bảo độ vững trình trộn + Khi chế tạo dải băng phải đảm bảo bước xoắn theo tính toán thiết kế • Các nguyên công chế tạo: + Nguyên công 1: Chọn phôi thép dày mm + Nguyên công 2: Khai triển dạng vành khen cắt khí Oxy – Axetylen + Nguyên công 3: Tiện lại cho đạt kích thước yêu cầu + Nguyên công 4: Xẻ rãnh vành khen kéo theo bước xoắn + Nguyên công 5: Hàn gá trục vào phận đỡ + Nguyên công 6: Đưa dải băng vào khung gá hàn điểm chống dải băng trục + Nguyên công 7: Kiểm tra bước xoắn hàn cố định chi tiết 5.7.3 Công nghệ chế tạo chi tiết bán trục: +Nguyên công 1: Chọn phôi thép 45 Kích thước phôi chọn cho lượng dư khối lượng gia công nhỏ + Nguyên công 2: Gia công mặt đầu + Nguyên công 3: Tạo lỗ chuẩn +Nguyên công 4: Tiện thô bán tinh mặt trụ máy tiện + Nguyên công 5: Tiện tinh bề mặt trục hai lần gá để đạt kích thước độ bóng theo yêu cầu + Nguyên công 6: Phay rãnh then + Nguyên công 7: Kiểm tra 36 5.7.4 Công nghệ chế tạo băng tải định lượng: Công nghệ chế tạo chi tiết dạng vỏ máy bao gồm chi tiết cụm chi tiết sau: Máng cấp liệu, vỏ băng tải, cửa điều chỉnh Công nghệ chế tạo chúng thực theo nguyên công sau: + Nguyên công 1: Chọn phôi thép theo chiều dài thiết kế Kích thước phôi chọn theo kích thước khai triển chi tiết + Nguyên công 2: Vẽ khai triển chi tiết, cắt chúng khí Oxy- Axêtylen + Nguyên công 3: Tạo hình dạng chi tiết, chi tiết tròn xoay ta dùng máy Các chi tiết hình hộp phẳng hàn ghép + Nguyên công 4: Hàn chi tiết lại với thành cụm chi tiết hay phận máy + Nguyên công 5: Kiểm tra 5.8 Khảo nghiệm: 5.8.1 Khảo nghiệm không tải • Thời gian khảo nghiệm: Ngày 05/06/2008 • Địa điểm: Xưởng khí trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh • Thành phần tham gia khảo nghiệm: TS Nguyễn Như Nam Lê Anh Sơn Sinh viên: Nguyễn Văn Tiến • Mục đích khảo nghiệm: Kiểm tra chất lượng chế tạo, lắp ráp rà trơn bề mặt làm việc chi tiết lắp ghép • Kết khảo nghiệm: động truyền làm việc bình thường, tượng phát nhiệt ổ bi hộp giảm tốc, không xảy tượng tự tháo mối ghép bulông, máy không rung… 5.8.2 Khảo nghiệm xác định tiêu kinh tế kỹ thuật sở sản xuất • Thời gian khảo nghiệm: Ngày 29/06/2008 • Địa điểm: Công ty TNHH SX – TM – DV Hóa Nông 252 Đường TA32 – Phường Thới An – Quận 12 – TP Hồ Chí Minh • Thành phần tham gia khảo nghiệm: - Công nhân: Trần Văn Chính - Sinh viên: Nguyễn Văn Tiến – Đỗ Duy Lương 37 • Mục đích khảo nghiệm: Khảo nghiệm để đo thông số kỹ thuật máy, bao gồm: suất, công suất, chi phí điện để sản xuất Từ dựa vào kết khảo nghiệm để đánh giá tiêu kinh tế - kỹ thuật máy, để bàn giao vào sản xuất • Kết khảo nghiệm: Kết khảo nghiệm trình bày bảng Thông số đo Năng suất, tấn/h Công suất, kW Số vòng quay (vòng/phút) Mức tiêu thụ điện năng, Lần 9,87 6,927 69 1,424 Kết khảo nghiệm Lần Lần Lần 10,15 9,97 10,1 6,952 6,935 6,986 68 70 67 1,46 1,437 1,445 Giá trị Lần 9,98 6,903 68 1,445 trung bình 10,014 6,94 68 1,443 kWh/tấn 5.9 Ý kiến thảo luận: Qua kết tính toán khảo nghiệm máy trộn phân vi sinh thực trộn kiểu băng chuyền liên tục ta rút nhận xét sau: • Máy làm việc liên tục phù hợp với yêu cầu sản xuất phân vi sinh hệ thống sản xuất phân vi sinh dạng viên công ty TNHH Hoá Nông Thành phố Hồ Chí Minh • Máy có kết cấu đơn giản, dễ vận hành • Máy đảm bảo suất thiết kế đề • Không gây bụi ảnh hưởng đến môi trường xung quanh Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 38 7.1 Kết luận: Máy trộn phân vi sinh thực trộn kiểu băng chuyền liên tục suất 2.000 – 10.000 kg/h đáp ứng yêu cầu trình thiết kế đặt như: - Độ trộn thành phần có phân vi sinh máy - Máy phù hợp với sở sản xuất phân vi sinh công ty - Mức chi phí lượng riêng thấp - Máy có kết cấu đơn giản, gọn gàng, thuận tiện, dễ bảo dưỡng hư hỏng - Máy có băng tải định lượng thành phần có phân vi sinh - Máy chuyển giao cho công ty TNHH Hoá Nông Thành phố Hồ Chí Minh 7.2 Đề nghị: - Cần phải tiếp tục theo dõi khắc phục cố trình vận hành - Nghiên cứu ảnh hưởng thông số khác đến trình trộn nhằm xác định thông số chế độ làm việc tối ưu máy - Tính toán hiệu máy, đồng thời tính toán so sánh hiệu làm việc máy so với loại máy trộn khác Chương TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 BÙI VĂN MIÊN – Máy chế biến thức ăn gia súc Trường ĐH Nông Lâm TP HCM – 1995 NGUYỄN MINH HIỂN – Thiết kế - chế tạo khảo nghiệm máy trộn dải băng nằm ngang MTDB – 1000 Luận văn tốt nghiệp Đại học - Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM –2001 NGUYỄN HỒNG PHONG – Sức bền vật liệu Trường ĐH Nông Lâm TP HCM NGUYỄN VĂN LẪM NGUYỄN TRỌNG HIỆP – Thiết kế chi tiết máy NXB Giáo dục -2007 GS TSKH NGUYỄN MINH TUYỂN – Qúa trình thiết bị khuấy trộn công nghệ NXB Xây dựng – 2006 NGUYỄN NHƯ NAM – Bài giảng môn thiết kế máy Trường ĐH Nông Lâm TP HCM NGUYỄN NHƯ NAM TRẦN THỊ THANH – Máy gia công học nông sản thực phẩm NXB Giáo dục – 2000 NGUYỄN HỒNG NGÂN NGUYỄN DANH SƠN –Kỹ thuật nâng chuyển NXB Đại học Quốc gia Tp HCM – 2004 NGUYỄN VĂN HỢP – PHẠM THỊ NGHĨA LÊ HIẾN THÀNH – Máy trục – Vận chuyển NXB Giao thông vận tải – 2000 10 TRỊNH CHẤT LÊ VĂN UYỂN – Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí NXB Giáo dục – 2002 11 PHAN HIẾU HIỀN – Phương pháp bố trí thí nghiệm xử lý số liệu Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM 12 TRẦN VĂN QUẾ - Vẽ kỹ thuật khí NXB Giáo dục PHỤ LUC Tính bền cho trục dải băng: Để kiểm tra bền ta xét mô men mặt cắt nguy hiểm  Mô men mặt cắt - 1, ta có: My = 50,5 N.m; Mx = 70,8 N.m; Mz = 19,8 N.m 40 Ta có mô men tương đương: Mtđ =  M x2 + M y2 + M z2 = 70,8 + 50,5 + 19,8 = 89,2 (N.m) Mô men mặt cắt -2: Mx = 173,3 N.m; My = 98,6 N.m; Mz = 59,4 N.m Ta có mô men tương đương: Mtđ =  M x2 + M y2 + M z2 = 173,3 + 98,6 + 59,4 = 208 (N.m) Mô mặt mặt cắt điểm C: Mx = 205 N.m; My = 96,2 N.m; Mz = 713 N.m Ta có mô men tương đương: Mtđ =  M x2 + M y2 + M z2 = 205 + 96,2 + 713 = 748 (N.m) Mô men mặt cắt điểm D: Mx = 401,5 N.m; My = 225,3 N.m; Mz = 79,2 N.m Ta có mô men tương đương: Mtđ = M x2 + M y2 + M z2 = 401,5 + 225,3 + 713 = 848 (N.m) Vì trục dải băng làm việc với số vòng quay thấp tải trọng phân bố trục nên chọn trục trục rỗng Hai đầu trục dải băng lồng hai bán trục để lắp cấu truyền động ổ đỡ trục 41 R y B A C D 1433 135 86,9 Qy 67 50,5 98,6 96,2 225,3 224,3 121,8 Qx 58,9 161,4 Mx 173,3 205 401,5 713 79,2 Mz Vì để chọn tiết diện trục dải băng ta chọn theo tiết diện mặt cắt điểm C, đường kính trục chọn theo thông số hình học khác nên đảm bảo độ bền ta chọn trục dải băng theo điều kiện sau: 42 dn = Trong đó: M tđ 0,1[σ ] (1 − β ) [σ] - ứng suất cho phép vật liệu làm trục, chọn vật làm trục dải băng thép 45 ta có [σ] = 5*107 N/m2; β= dt - tỉ số đường kính đường kính ngoài; dn dt – đường kính trục dải băng; dn – đường kính trục dải băng, dn = 0,08 m Suy ra: dt = dn * − M td 748 1− = 0,073 (m) = 0,08 * 0,1[σ ] d n 0,1 * * 10 * 0,08 Ta chọn đường kính trục dải băng dt = 0,070 m Xác định đường kính trục vị trí lắp bánh xích: Ta có: d = M tđ = 0,1[σ ] 848 = 0,055 (m) 0,1 * *10 Vậy chọn đường kính trục vị trí lắp bánh xích d = 55 (mm) Do chọn đường kính trục vị trí lắp ổ lăn d = 60 (mm) Vì ta chọn ổ lăn có kí hiệu 312, có kích thước sau d = 60 mm, D = 130 mm, B = 31 mm Tính toán phần bán trục truyền động dải băng: Vì trục dải băng trục rỗng nên để trục dải băng nhận truyền động từ động ta phải sử dụng bán trục đóng vào trục dải băng Do đường kính phần bán trục nằm trục dải băng ta chọn d = 69,8 mm Chiều dài phần bán trục nằm trục dải băng l = 1,5ddb = 105 mm Ø55 Ø65 43 Ø60 Ø69,8 Vậy phần bán trục phải có dạng: Tính truyền đai: Vì trục máy trộn quay với vận tốc 68 vòng/phút, phải có hộp giảm tốc đặt sau động để giảm số vòng quay xuống phù hợp với yêu cầu máy trộn Vì để truyền động từ động điện đến hộp giảm tốc ta dùng truyền đai Ta chọn hộp giảm tốc giảm xuống 20 lần, số vòng quay đầu hộp giảm tốc 1360 vòng/phút Tỉ số truyền từ động đến hộp giảm tốc là: u = n đc 1460 = = 1,1 nh 1360 Ta chọn đường kính bánh đai nhỏ d1 = 140 mm, suy đường kính bánh đai lớn d2 = 160 mm Khoảng cách trục truyền đai là: ta chọn loại đai đai thang với chiều dài đai 1500 mm A= L − π (d1 + d ) + [ L − π (d1 + d )] − 8(d − d1 ) 44 = 515 mm [...]... d (mm) 400 ÷ 60 300 ÷ 100 5 ÷ 25 20 0 ÷ 80 20 ÷ 80 48 ÷ 80 48 ÷ 80 100 ÷ 150 13 Khe hở hướng tâm Bề dày vít Hệ số với máng vít (mm) chứa φ λ (mm) 6÷7 4÷5 8 ÷ 10 5÷6 1÷3 2 3 3 3 0,3 ÷ 0,4 0,9 ÷ 1 0,8 ÷ 0,9 0,4 20 0 ÷ 400 60 ÷ 20 80 ÷ 100 5÷6 3 25 0 ÷ 300 80 ÷ 60 48 ÷ 80 5÷8 4 400 ÷ 600 300 ÷ 20 0 25 0 ÷ 300 10 ÷ 12 2÷3 3.4.5 Kiểm tra đường kính dải băng theo kích thước của vật liệu : 0,4 0,6 ÷ 0,8 0,3 D... giữa chiều Các máy trộn Hệ số đầy φ dài và đường kính L/D Thùng quay trụ: 15 ÷ 25 Trục quay.D Trục chéo Chữ V Trộn cánh gián 0,35 ÷0 ,50 0,35 ÷0 ,50 0,3 ÷ 0,4 Số vòng quay n trong một phút (D,dt tính bằng m) 1 ÷ 1,5 1 ÷ 1,5 1,5 ÷ 2 10 ÷ 20 dt 20 ÷ 40 dt đoạn 0,3 ÷ 0,4 2 2, 5 Trộn vít tải liên tục Trộn ly tâm Trộn sợi có cánh 0,3 ÷ 0,4 0,5 ÷ 0,75 5 ÷ 25 1,8 ÷ 2 400 ÷ 800 đảo 0 ,2 ÷ 0,4 3÷5 20 ÷ 60 17 Chương... về kết cấu và nguyên lý làm vi c của máy thiết kế với các máy khác là máy làm vi c liên tục, bộ phận trộn có dải băng nằm nghiêng, với thiết kế này máy sẽ được nâng cao năng suất nhưng chất lượng sản phẩm không đổi Để đảm bảo máy làm vi c hiệu quả và nâng cao khả năng trộn đều ta bố trí dải băng và cánh trộn xen kẻ nhau Đồng thời với thiết kế này máy được nộp liệu từ các băng tải nên năng suất cao hơn... PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 4.1 Phương pháp thiết kế: Dựa vào cơ sở nguyên lý cấu tạo, nguyên tắc làm vi c của máy trộn có bộ phận trộn quay và phạm vi ứng dụng của máy chúng tôi chọn máy thiết kế là: Máy trộn kiểu một vít nằm nghiêng, cấp liệu tự chảy bằng băng tải Máy được thiết kế theo nguyên tắc làm vi c trộn khuếch tán, ngoài ra còn có các quá trình trộn phụ như: trộn va đập, trộn cắt, trộn nghiền và trộn. .. bảo máy làm vi c liên tục, vi c thao tác và sử dụng máy cũng được thuận tiện hơn Từ yêu cầu kỹ thuật đặt ra cho máy thiết kế, chúng tôi lựa chọn mô hình máy thiết kế như sau: 20 10 5 9 8 4 7 6 4 4 1 2 3 4 Hình 5.1: Mô hình máy trộn 1: Vít trộn; 2: Trục vít; 5: Máng cấp liệu; 3: Thùng trộn; 6: Khung máy; 4: Các băng tải cấp liệu; 7: Cửa ra liệu; 8: Bộ truyền xích; 9: Động cơ; 10: Cánh trộn 5 .2. 2 Nguyên... tạo dải băng Vậy ta có: N = 2, 7 * 10- 6 * 104 * 1,37 + 2, 7 * 10 -6 * 104 * 4 * 2, 5 + 0, 02 * 0,15 * 28 * 4 * 0,4 * 0,08 + 10- 3 * 0,15 * 104 = 1,8 (kW) Để đảm bảo khả năng vượt tải của dải băng khi làm vi c ta chọn hệ số dự trữ K = 2, 5 Ta có công suất cần thiết cần cung cấp cho trục của băng xoắn là: 24 Nct = K.N = 2, 5 * 1,8= 4,5 (kW) (5- 23 ) 5.3.11 Chọn động cơ: Để đảm bảo số vòng quay của dải băng là... 101 (N/m) 5.3 .10 Tính năng suất máy trộn: Công suất cần thiết trên trục của băng xoắn được xác định theo công thức: N = 2, 7 .10- 6 Q.H + 2, 7 .10- 6Q.L.ω + 0,02K1.qT.L.v.ωB + 10- 3K1.Q 10) Trong đó: (kW) (5- K1 – hệ số xác định đặc tính chuyển động của bộ phận công tác K1 = 0,15 qT – khối lượng các bộ phận quay băng xoắn trên 1 mét dài, 23 qT = 80.D = 80 * 0,35 = 28 (kg/m) (5- 11) Q – năng suất của dải băng. .. 3 N ct = 20 0 (mm) n max (5- 48) ⇒ nmax= ( 1100 ÷ 1300) 3 N ct ( 1100 ÷ 1300) 3 * 0,08 = = (13,31 ÷ 22 ) (vòng/phút) ( 520 0 3 20 0 3 49) Ta chọn nmax= 20 (vòng/ phút) Kiểm nghiệm vận tốc vòng: v1= π D.n π * 20 0 * 20 = = 0 ,2 (m/s) 60 .100 0 60 *100 0 50) Vậy vận tốc thoả mãn so với điều kiện băng định lượng: v= 0,1- 0,5 (m/s) 5.6.3.3 Tính toán thiết kế tang bị động 32 (5- Do điều kiện làm vi c của băng định... 5.1 .2 Các số liệu thiết kế ban đầu: - Năng suất: 10 tấn/ giờ - Nguồn động lực: động cơ điện 3 pha - Khối lượng riêng của vật liệu trộn: ρ = 550 (kg/m3) - Góc ma sát của vật liệu với thép: 420 - Góc nghiêng đặt vít chọn β = 20 0 - Hệ số ma sát của vật liệu trộn với thép: f = 0,7 - Ẩm độ đưa vào trộn: 15 ÷ 20 % 5 2 Lựa chọn mô hình máy thiết kế và giải thích nguyên lý làm vi c: 5 .2. 1 Lựa chọn mô hình máy: ... KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 5.1 Các dữ liệu thiết kế: 19 5.1.1 Yêu cầu của máy thiết kế: - Đảm bảo năng suất thiết kế - Máy phải phù hợp với nhu cầu sản xuất đặt ra, đồng thời kết cấu phải đơn giản, dễ chế tạo, dễ vận hành và bảo dưỡng - Máy làm vi c theo kiểu liên tục - Đảm bảo độ trộn đều cao - Sử dụng thuận tiện và an toàn lao động - Không gây bụi ảnh hưởng đến môi trường xung quanh - Máy phải làm vi c êm