Đồ án tổng hợp ngành cơ khí

Trong dây chuyền sản xuất của các ngành chế biến nông sản cần có nguyên liệu ở dạng bột để cung cấp cho các công đoạn chế biến. Máy nghiền là máy đảm nhận nhiệm vụ nghiền nhỏ nguyên liệu để cung cấp cho công đoạn chế biến.Nguyên lý: bộ phận cơ bản là hai đĩa nghiền (một đĩa cố định và một đĩa quay). Hạt liệu từ bộ phận cấp liệu chảy qua một số khâu sàng lọc rồi được đẩy vào khoang nghiền của cặp đĩa nghiền.Tại đây diễn ra quá trình nghiền. Sau đó bột nghiền được cần gạt đẩy vào cửa thoát liệu. Ưu điểm: + Có thể điều chỉnh được khe nghiền bằng cách điều chỉnh khoảng cách giữa hai trục nghiền. + Có hệ thống lò xo chịu nén giữa ổ trụ và bệ máy cố định giúp ngăn ngừa quá tải. Nhược điểm: năng suất thấp do vận tốc trục nghiền nhỏ. Đối với loại máy nghiền nhiều trục thì kết cấu phức tạp (ít được sử dụng) Ứng dụng: nghiền ép các vật liệu dẻo, nhão và các vật liệu có dầu như đậu phụng.

Mục Lục

Lời nói đầu

Chương 1 : Giới thiệu chung

1.1 Khái niệm chung và phân loại máy nghiền

1.1.1 Khái niệm

a Theo kết cấu

b Theo đặc điểm công nghệ

c Theo chế độ làm việc

1.1.2 Chọn máy : chọn máy nghiền bằng lá đánh để thiết kế mô hình a Ưu điểm :

b Khuyết điểm :

Chương 2 : Chọn và tính toán thiết kế máy tính toán

2.1 chọn máy……….………

a Ưu điểm………

b Nhược điểm………

2.2: Sơ đồ nguyên lí………

2.2.2 Máy nghiền bột bằng lá đánh :

a Sơ đồ máy

b Nguyên lý làm việc :

2.3 Tính toán………

23 1.Thiết kế và chọn động cơ

2.3.2 Thiết kế bộ truyền đai

2.3.3 Thiết kế trục và tính then

2.3.4 Thiết kế trục

2.3.5 Chọn vật liệu chế tạo là thép 45 tôi cải thiện có

b

σ

=600 MPa , ứng suất xoắn cho phép [τ

]=12÷20 MPa ,

2.3.6 Xác định sơ bộ đường kính trục

a/ Xác định chiều dài trục

b/ Xác định mômen tại các điểm………

2.4 Thiết kế trục và then 2.4.1 Thiết kế trụ………

2.4.2 Xác định sơ bộ đương kinh trục ………

a Xác định sơ bộ chiệu đài trục………

b Xác định mômen taị các điểm………

c Tính và chọn then, kiểm tra độ bền………

2.5 Tính ổ lăn ………

2.5.1.Chọn loại ổ lăn cho trục I………

2.6 Xác định các thông số hình học của máy………

2.6.1 Khoảng cách từ trục đến lá đánh………

2.6.2 Lưới lọc………

2.6.3 Lá đánh………

2.6.4 Miệng vào nguyên liệu………

a/ Xác định các thông số bộ phận phễu nạp………

Chương 3 Thiết kế quy trinh gia công trục 3.1 Các nguyên công gia công trục………

3.1.1 Chọn phương pháp chế tạo phôi………

3.1.2 Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết …………

3.1.3 Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kỷ thuật bề mặt cần

gia công………

3.2 Trình tự các nguyên công , phương pháp gia công :chọn máy dao thiết bị công nghệ cho mỗi nguyên công………

3.3 Trình tự các nguyên công ………

a công chuẩn bị ………

b Gia công ………

NGUYÊN CÔNG 3 : PHAY RÃNH THEN ………

NGUYÊN CÔNG 5 : MÀI BỀ MẶT Φ40,Φ45,Φ35………

NGUYÊN CÔNG 6 : KIỂM TRA………

TÀI LIỆU THAM KHẢO………

LỜI NÓI ĐẦUTrong suốt thời gian tìm tòi và nghiên cứu chúng em luôn nhận được sự quantâm hướng dẫn của thầy cô trong bộ môn, đặc biệt là thầy Nguyễn Lê Văn.Chúng em xin chân thành cảm ơn sự tận tình chỉ dạy của thầy cô vì đó là nhữngkinh nghiệm quý báu sẽ giúp chúng em vững bước trên con đường khoa học kỹthuật Trong quá trình học tập và thực hiện không thể tránh được những thiếusót, mong thầy cô tận tình góp ý để chúng em có thể khắc phục những thiếu sótcủa mình Trước đây nước ta đơn thuần là một nước sản xuất nông nghiệp,nhưng lương thực sản xuất ra phần nào chỉ đáp ứng nhu cầu lương thực phục

vụ cho nhu cầu trong nước.Trong thời gian trở lại đây ,nông nghiệp Việt Nam

đã có những thay đổi về quản lý kinh tế nông nghiệp và ứng dụng khoa họccông nghệ đã tạo bước ngoặt lớn trong nông nghiệp Với sự tăng trưởng khácao sản lượng nông sản hằng năm không những giải quyết được nhu cầu lươngthực trong nước mà còn đưa Việt Nam trở thành một trong những quốc gia hàngđầu về xuất khẩu nông sản Bên cạnh lượng nông sản xuất khẩu thì lượng nôngsản sản xuất ra còn là nguồn cung cấp nguyên liệu cho nghành chế biến nôngsản Nắm bắt những mục tiêu và yêu cầu trong ngành chế biến, những nhà chếtạo máy đã phát minh ra những loại máy móc chạy bằng động cơ điện để phục

vụ công việc như: máy nghiền ,máy sấy, máy cắt lát…để giảm lao động chântay và tăng năng suất

Trong đề tài “ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP”, chúng em chọn đề tài “Thiết kế mô hìnhmáy nghiền bột ngũ cốc với công suất 80 kg/h, giúp chúng em hiểu sâu hơn vềloại máy chế biến trong sản xuất nông nghiệp này và có được một số kiến thứccăn bản làm hành trang cho chúng em trước khi ra trường ,để phục vụ cho xãhội ,góp phần xây dựng và phát triển đất nước

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG1.1Khái niệm chung và phân loại máy nghiền :

1.1.1 Khái niệm :

Trong dây chuyền sản xuất của các ngành chế biến nông sản cần có

nguyên liệu ở dạng bột để cung cấp cho các công đoạn chế biến Máy nghiền làmáy đảm nhận nhiệm vụ nghiền nhỏ nguyên liệu để cung cấp cho công đoạnchế biến

 Máy nghiền bằng dĩa nghiền

Nguyên lý: bộ phận cơ bản là hai đĩa nghiền (một đĩa cố định và một đĩa quay) Hạt liệu từ bộ phận cấp liệu chảy qua một số khâu sàng lọc rồi được đẩy vào khoang nghiền của cặp đĩa nghiền.Tại đây diễn ra quátrình nghiền Sau đó bột nghiền được cần gạt đẩy vào cửa thoát liệu

Hình 1.1: Máy nghiền bằng dĩa nghiền

 Máy nghiền bi

Ứng dụng: Máy nghiền bi dùng để nghiền các loại quặng sắt, được sử dụng

rộng rãi trong các ngành khai thác quặng, vật liệu xây dựng, ngành công nghiệp sản xuất xi măng, sản phẩm si-li-cat, vật liệu xây dựng kiểu mới, vật liệu chịu lửa, phân hoá học, trong ngành sản xuất thuỷ tinh,gốm sứ…

Đặc điểm: Máy nghiền bi có hai kiểu nghiền đó là nghiền khô và nghiền

ướt, nó là thiết bị xoay ròn hình ống kiểu nằm

Nguyên lý làm việc:

Bánh răng bên ngoài chuyển động, có hai khoang, kiểu ca-rô Vật liệu

từ thiết bị cấp vật liệu qua trục xuắn ốc vào khoang thứ nhất, mang thép bi lên tới độ cao nhất dịnh rơi xuống, đập mạnh và nghiền vật liệu.Sau khi vật liệu nghiền thô trong khoang thứ nhất, qua tấm ngăn

khoang tầng riêng vào khoang thứ hai, trong khoang này có tấm lót côn

và thép bi, nghiền vật liệu lại Sau một thời gian vật liệu nghiền ra dạng bột ngưng máy và cho vật liệu ra ngoài, hoàn thành quá trình nghiền bột

- Loại máy nghiền bột khô : độ ẩm nguyên liệu không vượt quá 7%÷9%

- Loại máy nghiền bột hỗn hợp có độ ẩm không vượt quá 8%÷9%

d Theo chế độ làm việc :

-Loại máy làm việc nguyên liệu nạp và lấy ra liên tục

-Loại máy làm việc theo chu kỳ nguyên liệu được đổ vào máy (tùy theo

- Nghiền thô : đường kính sản phẩm d > 20 mm

- Nghiền vừa : đường kính sản phẩm d từ 1 đến 5 mm

- Nghiền mịn : đường kính sản phẩm d từ 0,15 đến 0,01 mm

CHƯƠNG 2 : CHỌN VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY

2.1 Chọn máy :Chọn máy nghiền bột khô bằng lá đánh, cho sản phẩm hạt

nghiền mịn

a Ưu điểm :

- Máy làm việc nguyên liệu nạp và lấy ra liên tục

- Kết cấu đơn giãn dễ chế tạo nhưng có năng suất cao và tiêu hao năng lượng ít

- Chi phí lắp đặt thấp, bảo dưỡng và sữa chữa dễ dàng, nhanh chóng

- Có thể nghiền đạt độ mịn qua lưới sàn 150µm không nhỏ hơn 95%

- Nguyên liệu nghiền được đa dạng như : mì, đậu xanh , đậu nành ,bắp ,gạo nếp

…

b Khuyết điểm

- Không thể nghiền được những vật liêu ẩm, dẻo, hoặc bám dính

- Máy nghiền bằng lá đánh là loại máy chuyên dụng để nghiền ngũ cốc

- Cần phải điều chỉnh lá cân bằng và đúng vị trí nên yêu cầu độ chính xác cao

3/ Lá đánh 6/ thân máy 9/ Dây đai

b Nguyên lý làm viêc:

- Nguyên liệu được đưa vào qua phễu Máy làm việc liên tục với chậu đứngyên và lá đánh quay quanh trục nhờ động cơ làm cho ngũ cốc bị va đập và tiếpxúc nhiều lần với tấm nghiền nên bị nghiền mụn

- Do lực quán tính sinh ra khi lá đánh quay quanh trục nên cho phép máy quayvới vận tốc lớn nên năng suất của máy lớn , nguyên liệu xay xong sẽ đượchướng ra phía lưới sàn và ra ngoài, khi nguyên liệu chưa đạt được kích thướcyêu cầu thì sẽ bị giữ lại và tiếp tục nghiền để đạt kích thước

1.động cơ 2.trục động cơ 3.puly 4.bộ phận công tácHình 2.2: Sơ đồ động của máy nghiền bột bằng lá

2.3: TÍNH TOÁN

2.3.1: Thiết kế và chọn động cơ :

Hình 2.3: Nguyên lý làm việc của máy xoay bột

* Máy làm việc với năng suất Q=80(kg/h) và nghiền hạt mịn (đường kính sản

P= =5 (kw)

Với η= 0,95 hiệu suất truyền động (Theo bảng 2.1 Tr 27 sách TKCTM)

Xác định sơ bộ số vòng quay của động cơ

-Tính số vòng quay của động cơ

Chọn sơ bộ tỷ số truyền của các bộ truyền theo bảng 2.4(sách tkdđ tập 1)

Chọn tỉ số truyền của bộ truyền đai ud=3,5

Số vòng quay sơ bộ của động cơ nsb = nbt.u

Động cơ chịu phải thỏa mãn yêu cầu

Pdc ≥ pct

Dựa vào bảng p1.1 đến p1.7 phụ lục sách TKDĐ tập 1

Ta chọn loại: 4A112M4Y3

Động cơ ta chọn có các thông số như sau:

Kiểu động cơ suất(KW)Công Vận tốc quay (v/p) % Tmm/Tdn Tk/Tdn

== =45134,7 (N.mm)Trong đó :

Tđc : mômen xoắn của đông cơ Tct : momen xoắn cần thiết

2 3.2: Thiết kế bộ truyền đai.

• Chọn loại đai thang loại B

• Chọn loại đường kính bánh đai d1 =250 (mm)

Vận tốc đai:<

V=60.1000

.D1n1

π

(CT 4.5 Trang 8 CTM)

Trục

Tên bộ truyền Đai thang

l = 2a + π 2

) 2 1 (d +d

d d

4

) 1 2 ( − 2

(4.4) [Ι]Trang 8 CTM)

=2∗800+3,14 2

) 140 250 ( +

+ 4 800

) 250 140

∗

−

=2216,08 (mm)Chọn chiều dài dây đai theo tiêu chuẩn : l=2240 (mm)

• Tính góc ôm:

α1=180° - a

d

d1 − 2 ) ∗ 57 ° (

(4.7)[Ι]Trang 9CTM)

=180°- 800

57 ) 140 250

=172,9°≥120°

Góc ôm α1 đủ điều kiện

• Xác định số dây đai cần thiết :

Z≥

) ]

([ 0 1 u z

đ

c c c c p

k p

[p0]- Công suất cho phép : [p0]=5,5 (kw)

B=(Z-1)∗t+2e (4.17) [Ι]

=(3-1)∗25,5+2∗17 =85 (mm)

Trong đó : t= 25,5 ; e=17 tra bảng 2.21[2]

• Đường kính ngoài bánh đai :

d0= d1+2∗h (4.18)[Ι]

d0=250+2∗5,7 = 261,4 (mm)

• Xách định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục :

a/Lực căng ban đầu :

F0 =

Z C V

=2 ∗ 204,1 ∗ 3 ∗ sin( 2

9 ,

2.4.2: Chọn vật liệu chế tạo là thép 45 tôi cải thiện có σb

d= = 53,06 mmChọn d theo tiêu chuẩn d = 60 mm

a. Xác định chiều dài trục

• Chiều dài mayơ bánh đai :

lm =(1,2÷

1,5)d = 1,5∗60 =90 mm (10.10) [Ι]Trang 114 TKCTMChọn lm = 90 mm

• Chiều dài mayơ lá đánh

lm1 =(1,2÷

2,0)d =2,0 * 200 = 400 mm (10.11) [Ι]Chọn lm1 =400 mm

F1 = 1

1 2

w

d T

= = 39,46 (N) (10.1) [Ι]

• lực hướng tâm

Fr=Ft∗tgαw =39,46∗tg200 =14,36 (10.1) [Ι]

Hình 2.4: Phát thảo kết cấu máy và kích thước sơ bộ

Hình 2.5: sơ đồ đặt lực

l

l l F l l

= 0

Fax = = 814,8 (N)

∑Fx = −Fty− Fax + Ft −Fbx =0

1 ( )

l

M l l

75 ,

75 ,

75 ,

0 T

M = =124323,45 (N.mm)

c Tính chọn then, kiểm tra độ bền.

• Chọn then cho bánh đai gắn với trục động cơ đường kính φ45

l d

b

h t1 t

d-t d+t1

Hình 2.8: Sơ đồ kích thước then

• Chọn then cho lá đánh gắn với trục động cơ đường kính φ45

Tra bảng (7.23)[II] Trang 146 TKCTM

Hình 2.9: Sỏ đồ kích thước then bánh đai

• Tính kiểm nghiệm độ bền của then về độ bền dập và độ bền cắt:

2 1

t h l d

T

tb

≤

∗ 2

c

τ

=35 81 10

4 ,

4 , 2237 2

400 45

4 , 2237 2

2.5 Tính ổ lăn :

2.5.1 Chọn loại ổ lăn có trục I :

= 1,3∗1273,72∗tg° = 1389,4 (daN)

Với sơ đồ bố trí lực như trên khi A<0 chỉ có ổ I chịu lực dọc trục

e Tải trọng tương đương với ổ bi đỡ một dãy:

Q =(Kw∗F + m∗A)Kn∗Kt

Trong đó : F – Tải trọng hướng tâm (Tổng phản lực ở gối đỡ)

F = Fro + Fr1 (daN)n- Tải trọng dọc trục (daN)m- Hệ số tải trọng dọc trục về tải trọng hướng tâm tra bảng 8.2 [II] : m= 1,5

D d2 D2 d

2.6 Xác định các thông số hình học của máy

2.6.1 Khoảng cách từ trục đến lá đánh :

R = 175 mmLực đập tối đa của các lá đánh gắn trên trục

2 ∗

=647,58 (N)

- Lá đánh làm việc liên tục với chậu đứng yên và lá đánh quay quanh trụcnhờ động cơ làm cho ngũ cốc bị va đập và tiếp xúc nhiều lần với tấmnghiền nên bị nghiền mụn.

- Do lực quán tính sinh ra khi lá đánh quay quanh trục nên cho phép máyquay với vận tốc lớn nên năng suất của máy lớn

- Vì vậy lá đánh phải chịu đươc mài mòn và va đập lớn nên phải C45 (Thép C45 hóa tốt thuộc nhóm thép cacbon trung bình ( 0,30÷0,50%C ) như vậy sẽ đảm bảo sự kết hợp tốt nhất của các chỉ tiêu cơ tính tổng hợp : độ bền, độ dẻo, độ dai Hơn nữa, bằng các phương pháp nhiệt luyện như tôi + ram cao, độ cứng và tính chống mài mòn tương đối cao

và sau khi tôi bề mặt, thỏa mãn được các yêu cầu trên)

Hình 2.11: Hình dáng và kích thước của lá đánh

Hình 2.12: Trục gắn lá đánh

Căn cứ vào hình dáng kích thước ta chọn phôi để chế tạo lá phôi dập, vật liệuchế tạo là thép 45 (Thép C45 hóa tốt thuộc nhóm thép cacbon trungbình(0,30÷0,50%C ) như vậy sẽ đảm bảo sự kết hợp tốt nhất của các chỉ tiêu

cơ tính tổng hợp : độ bền, độ dẻo, độ dai Hơn nữa, bằng các phương phápnhiệt luyện như tôi + ram cao, độ cứng và tính chống mài mòn

a. Thân máy: dùng để bảo vệ thiết bị trong thân máy

Hình 2.13: Thân máy và động cơ

Để đảm bảo cho máy đủ khả năng làm việc, vật liệu chế tạo máy cần phải thỏamãn các yêu cầu: độ bền, độ cứng, chịu nhiệt độ tốt, vật liệu được dùng phổbiến là thép 45 (Thép C45 hóa tốt thuộc nhóm thép cacbon trung bình( 0,30÷0,50%C ) như vậy sẽ đảm bảo sự kết hợp tốt nhất của các chỉ tiêu cơtính tổng hợp: độ bền, độ dẻo, độ dai Nên đủ điều kiện chế tạo máy Bề dàycủa máy là 5mm và được đúc

b. Lưới lọc:

Dùng lưới lọc theo tiêu chuẩn Chọn loại lưới lọc với kích thước cỡ 150µm

Đường kính sàn lỗ nhỏ (mm) φ :0,15 mmKhoảng cách lỗ với lỗ : :0,3 mmKhoảng cách hàng với hàng : 0,3 mmHai hàng kề nhau thì đặt so le với nhau như hình vẽ :

2gh =

=2,21 (m/s)Trong đó :

- h : Khoảng cách điểm bắt đầu rơi đến cơ cấu nạp ,chọn h= 0,25 m

Ta có : F =

2

( 00503 , 0 1 , 0 21 , 2 3600

4

A-A ( 1 : 1 )

Hình 2.16: Tấm mài được gắn với thân máyTrong quá trình làm việc tấm mài không tránh khỏi sự mài mòn và va đập, vìvậy yêu cầu vật liệu chế tạo tấm mài phải đủ khả năng làm việc, độ bền, độcứng và độ chịu nhiệt tốt vậy(Thép C45 hóa tốt thuộc nhóm thép cacbon trungbình( 0,30÷0,50%C )như vậy sẽ đảm bảo sự kết hợp tốt nhất của các chỉ tiêu cơtính tổng hợp : độ bền, độ dẻo, độ dai Nên đủ điều kiện chế tạo máy

Chương 3: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TRỤC 3.1 Các nguyên công gia công trục :

3.1.1 Chọn phương pháp chế tạo phôi:

Phương pháp chế tạo phôi thường được xác định theo kết cấu của chi tiết,vật liệu ,điều kiện ,dạng sản xuất và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máyhay xí nghiệp

Tùy theo hình dạng và mức độ phức tạp của chi tiết mà ta lựa chọn phôi đểđảm bảo thơi gian gia công , đảm bảo chi tiết sản xuất.

Đây là chi tiết thuộc dạng sản xuất nhỏ , mà chi tiết được chê tạo từ vậtliệu thép 45 nên ta có thể lựa chọn phôi từ thép thanh

Phôi thép thanh thường được dùng để chế tạo các chi tiết như con lăn , cácloại trục ,bánh răng có đường kính nhỏ

Chọn kích thước phôi thép thanh như sau :

Hình 3.1: phôi

3.1.2 Thiết quy trình công nghệ chế táo chi tiết :

3.1.3 Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kỷ thuật bề mặt cần gia công

Các bề mặt làm việc của trục đòi hỏi độ chính xác và yêu cầu kỷ thuật cao bềmặt lắp ghép φ55 ;φ50 cần phải gia công đạt cấp chính xác 6 và phải gia côngđạt độ bóng Ra=0,63 ,phải nhiệt luyện đạt độ cứng 35-40 HRC ,vì bề mặt trongquá trình làm việc bề mặt này lắp ghép với chi tiết khác khi làm việc phải tiếpxúc do đó bị mài mòn nên cần phải có khả năng chống mài mòn trong quá trìnhlàm việc Bề mặt lắp ghép φ45 gia công đạt độ chính xác cấp 7 và phải gia côngđạt độ bóng Ra=1,25

Đối với dạng sản xuất đơn chiếc nên chọn phương án gia công , một dao vàgia công tuần tự

Với dạng sản xuất nhỏ muốn chuyên môn hóa cao để đạt năng suất cao trongđiều kiện sản xuất Việt Nam thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán

chuyên dùng kết hợp với đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên dùng khác đểchế tạo

3.2: Trình tự các nguyên công, phương pháp gia công : chọn máy dao ,thiết

bị công nghệ cho mỗi nguyên công

a Gia công chuẩn bị

-Cắt đứt phôi theo kích thước chiều dài 410 các máy cắt đứtchuyên dùng ,máy cưa hoặc cắt đứt trên máy tiện

- Khỏa hai mặt đầu và khoan hai lỗ tâm

b Gia công

-Tiện thô và bán tinh các bề mặt trụ trên máy

- Tiện tinh các bề mặt trụ …

- Mài sơ một số cổ trục để đở chi tiết khi phay

- Gia công các bề mặt định hình : Rãnh then ;chốt trên trục

- Gia công các lỗ vuông góc, hoặc làm với đường tâm trục một gócnào đó ,gia công các bề mặt có ren hoặc các bề mặt không quan trọng

c Gia công tinh

- Mài thô và tinh các cổ trục

- Mài thô và tinh các bề mặt định hình

- Đánh bóng

- Tổng kiểm tra

d Chọn phương pháp gia công:

Khi chọn phương pháp gia công phải phù hợp với yêu cầu về độ bóng và độchính xác về hình dáng hình học, vị trí tương quan kích thước đã cho Đồng thờiphải phù hợp với dạng sản xuất

Tra bảng 2.35, 2.36, 2.37 (VIII).Ta chọn phương pháp gia công sau :

+Tất cả các bề mặt trụ của chi tiết ta đều phải gia công qua haibước tiện thô và tiện tinh, đối với bề mặt φ40 ta cần phải qua mài thô và màitinh