Đang tải... (xem toàn văn)
1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ F G TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ – CHẾ TẠO HỆ THỐNG SẢN XUẤT HỔN HỢP CHẤT GIA CƯƠNG BỀ MẶT HTTHHGC – 2A CÓ NĂNG XUẤT 2 TẤNH. Chuyên ngành: cơ khí chế biến và bảo quản nông sản thực phẩm Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS: Nguyễn Như Nam Lê Minh Châu Phạm Ngọc Quân Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 82007 2 LỜI CẢM TẠ Con mãi khắc ghi công ơn sinh thành, nuôi dưỡng của cha mẹ và gia đình đã tạo điều kiện cho con học tập và có được ngày hôm nay. Lời đầu tiên chúng em xin gửi lời cám ơn chân thành đến Ban giám hiệu Trường ĐHNL, Ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí Công Nghệ đã tạo điều kiện để chúng em được học tập tại trường. Trong suốt bốn năm học vừa qua tại trường, những kiến thức mà chúng em nhận được là vô cùng quý báu. Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến toàn thể quý thầy cô khoa Cơ Khí Công Nghệ và các thầy cô Trường Đại Học Nông Lâm Tp. HCM. Chúng em xin gửi lòng biết ơn sâu sắc tới tiến sĩ Nguyễn Như Nam đã quan tâm giúp đỡ, hướng dẫn và truyền đạt cho chúng em những kiến thức quý báu để chúng em hoàn thành luận văn cũng như trong suốt quá trình học tập. Chúng em xin chân thành cảm ơn anh Trần Anh Vũ đã giúp đỡ chúng em hoàn thành trong công việc chế tạo máy. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn các bạn đã động viên, giúp đỡ chúng tôi trong thời gian học tập, cũng như làm luận văn. Nông lâm, ngày tháng năm 2007. LÊ MINH CHÂU PHẠM NGỌC QUÂN TÓM TẮT LUẬN VĂN 3 Sinh viên thực hiện: Giáo viên hướng dẫn: Lê Minh Châu TS: Nguyễn Như Nam Phạm Ngọc Quân 1.Mục đích luận văn Nghiên cứu ứng dụng các tiến bộ kỹ thuật của quá trình trộn ở trong và ngoài nước để thiết kế – chế tạo – lắp đặt hệ thống sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt có năng suất 2 tấnh. 2. Nội dung thực hiện + Lựa chọn mô hình máy. + Tính toán thiết kế bộ phận làm việc chính của máy. + Theo dõi chế tạo máy. + Khảo nghiệm và đưa vào sử dụng. 3. Kết quả tính toán a) Kết quả tính toán Năng suất (kgh) 2000 Kích thước máng cấp liệu Dài (mm) 1830 Rộng (mm) 1630 Cao (mm) 700 Kích thước của vít tải cấp liệu Đường kích ngoài của trục vít (mm) 200 Đường kích trong của trục vít (mm) 70 Bước vít (mm) 160 Chiều dài vít xoắn (mm) 2600 Kích thước của vít tải đứng Đường kích ngoài của trục vít (mm) 160 Đường kích trong của trục vít (mm) 60 Bước vít (mm) 130 Chiều dài vít xoắn (mm) 3200 4 Kích thước thùng trộn chính Đường kính (mm) 900 Chiều dài (mm) 2100 Chiều rộng (mm) 1000 Chiều cao 1200 Kích thước bun ke chứa sản phẩm Chiều dài (mm) 2100 Chiều rộng (mm) 1000 Chiều cao (mm) 2000 Công suất cần thiết của động cơ: Truyền động cho trục vít tải của máng cấp liệu (kW) 2 Truyền động cho trục vít tải đứng (kW) 4 Truyền động cho trục thùng trộn (kW) 7 Truyền động cho trục vít tải định lượng (kW) 2 Truyền động cho trục vít tải vô bao (kW) 1 b) Kết quả khảo nghiệm + Hệ thống làm việc ổn định, đảm bảo chất lượng sản phẩm sản xuất theo TCVN. + Máy làm việc có độ tin cậy cao, chưa có hư hỏng đáng kể trong suốt thời gian vận hành, chăm sóc, bảo dưỡng đơn giản. + Hệ thống có giá thành thấp. + Máy làm việc có tính kinh tế cao cả về chi phí lao động lẫn chi phí điện năng. 4. Kết luận Máy đã được thiết kế, chế tạo và đưa vào sản xuất tại nhà máy sản xuất hóa chất tại khu công nghiệp Lê Minh Xuân – Bình Chánh – Thành Phố Hồ Chí Minh. Máy hoạt động ổn định, phù hợp với yêu cầu sản xuất đề ra. 5 SUMMARY Students: Advistor: Le Minh Chau Nguyen Nhu Nam, Dsc Pham Ngoc Quan 1. Purpose Researching and application all the development of mixing technology in our country and abroad to design – manufacture – install produced system of mixing skin coating with power 2 tons hour. 2. Contents Choose a model of machine. Design main parts of machine. Follow the process of manufacture. Test and apply. 3. Resuts a Results of caculating Power, (tonshour) 2 Size of raw matierial trough: Length, (millimeter) 1830 Width, (millimeter) 1630 Height (millimeter) 700 Size of raw matierial auger External Diameter (millimeter) 200 Internal Diameter (millimeter) 70 Auger pitch 160 Length, (millimeter) 2600 Size of standing auger External Diameter (millimeter) 160 Internal Diameter (millimeter) 60 6 Auger pitch 130 Length, (millimeter) 3200 Size of main mixing bucket Diameter (millimeter) 900 Length, (millimeter) 2100 Width, (millimeter) 1000 Height (millimeter) 1200 Size of containing bunke Length, (millimeter) 2100 Width, (millimeter) 1000 Height (millimeter) 2000 Motor power Tranmission for auger axis of raw matierial trough, (kW): 2 Tranmission for standing auger axis, (kW) 4 Tranmission for metering auger axis, (kW) 2 Tranmission for mixing bucket axis, (kW) 7 Tranmission for packed auger axis, (kW) 1 b. Result of testing The system worked firmly, guaranteed quality products to be manufactured according to Viet Nam Standard. The machine worked in high confidence, The system has low prices. The machine has high valuable economy in both manual labour and electrical energy’s expenses. 4. Conclude The machine was designed, manufactured and operated at chemical substance manufactured factory in Le Minh Xuan industrial park – Binh Chanh – HCM City. The machine worked firmly, suitable to manufacture demands. 7 MỤC LỤC CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Mục đích của đề tài 2 Chương 2. TRA CỨU TÀI LIỆU SÁCH BÁO PHỤC VỤ TRỰC TIẾP ĐỀ TÀI 3 2.1. Nghiên cứu công nghệ sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt 3 2.1.1. Khái niệm về hỗn hợp chất gia cường bề mặt 3 2.1.2. Công nghệ sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt 3 2.1.2.1. Nguyên liệu sản xuất 3 2.1.2.2. Sơ đồ công nghệ 3 2.2. Cơ sở lý thuyết quá trình trộn vật liệu rời 4 2.2.1. Khái niệm 4 2.2.2. Phân loại máy trộn vật liệu 4 2.2.1.1. Phân loại theo phương pháp làm việc 4 2.2.1.2. Phân loại theo nguyên tắc làm việc 5 2.2.1.3. Phân loại theo nguyên tắc cấu tạo 5 2.2.3. Lý thuyết trộn hỗn hợp vật liệu rời 5 2.2.3.1. Các thông số ảnh hưởng đến quá trình trộn 5 2.2.3.2. Các chỉ tiêu đánh giá quá trình trộn hỗn hợp 9 2.2.3.3. Cơ chế quá trình trộn 12 2.2.4. Cấu tạo và lý thuyết tính toán máy trộn dải băng xoắn 13 2.2.4.1. Cấu tạo 13 2.2.4.2. Lý thuyết tính toán máy trộn dải băng xoắn 13 2.3. Lý thuyết tính toán các thiết bị vận chuyển trong hệ thống 16 2.3.1. Lý thuyết tính toán vít tải 16 2.3.1.1. Cấu tạo và phân loại vít tải 16 2.3.1.2. Lý thuyết tính toán vít tải 17 2.4. Tình hình sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt ở trong nước và trên thế giới 21 2.4.1. Tình hình sản xuất ở trong nước 21 2.4.2. Tình hình sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt ở ngoài nước 21 Chương 3. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 22 3.1. Phương pháp điều tra và thu nhập thông tin 22 3.2. Phương pháp tính toán thiết kế 22 3.2.1 Lựa chọn mô hình, nghuyên tắc làm việc của máy thiết kế 22 3.2.2. Phương pháp tính toán thiết kế các bộ phận làm việc chính và phụ trợ 22 3.2.2.1. Phương pháp thiết kế bộ phận cấp liệu 23 3.2.2.2. Phương pháp thiết kế bộ phận trộn 23 3.2.2.3. phương pháp thiết kế bộ phận vận chuyển nghuyên liệu, sản phẩm và xử lý bụi 23 8 3.2.2.4. Phương phàp thiết kế bộ phận truyền động 24 3.3. Phương pháp khảo nghiệm 24 3.3.1. Phương pháp đo đạc 24 3.3.1.1. Các thiết bị và dụng cụ đo 24 3.3.1.2. Cách xác định các thông số 24 3.3.2. Phương pháp khảo nghiệm chạy rà máy sau khi chế tạo 25 3.3.3.2. Phương pháp xử lý số liệu 26 3.3.3. Phương pháp khảo nghiệm xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật 26 3.3.3.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm 26 Chương 4. THỰC HIỆN ĐỀ TÀI VÀ KẾT QUẢ THẢO LUẬN 39 4.1. Tính toán thiết – kế chế tạo – lắp đặt hệ thống sản xuất HTTHHGC – 2A 39 4.1.1. Xác định các dữ liệu thiết kế 39 4.1.2. Sơ đồ cấu tạo HTTHHGC – 2 A 39 4.1.2.1.Bộ phận nạp liệu 28 4.1.2.2. Bộ phận trộn 41 4.1.2.3 Bộ phận chứa thành phẩm và cân vô bao 41 4.2. Tính toán máng cấp liệu 30 4.2.1. Chọn kích thước máng cấp liệu 42 4.2.2. Kiểm tra dung tích chứa 42 4.2.3 Kiểm tra điều kiện chảy của vật liệu 43 4.3. Tính toán vít tải nghiêng dẩn liệu 43 4.3.1. Năng suất của vít tải nghiêng 43 4.3.2. Xác định đường kính ngoài của vít 43 4.3.3. Tính lại bước vít 44 4.3.4. Tính đường kính trong của vít 44 4.3.5. Chiều dài vít xoắn 44 4.3.6. Đường kính phần ống bao vít 44 4.3.7. Xác định trọng lưọng vật liệu trên một m 44 4.3.8. Tính công suất vít tải 45 4.3.9. Xác định lực chiều trục tác dụng lên trục vít 45 4.3.10. Xác định momen trên bề mặt vít tải 45 4.3.11. Xác định trọng lượng vít tải và lực vòng trên vít 46 4.3.12. Xác định tải trọng hướng tâm 46 4.3.13. Xác định momen xoắn trên trục vít do trở lực trong các ổ đỡ 46 4.3.14. Xác định momen tổng 46 4.3.15. Xác định momen gây uốn trục 47 4.3.16. Xác định momen tương đương và kiểm tra bền 47 4.3.17. Xác định độ võng và kiểm tra khe hở giữa máng vít và vít 47 4.4. Tính toán máy trộn vi lượng 35 4.4.1.Tính toán các kích thước hình học của thùng trộn 35 4.4. 2. Tính toán thiết kế bộ phận trộn dải băng 48 4.4.2.1. Kết cấu dải băng trong máy trộn vi lượng 36 4.4.2.2. Tính toán các kích thước hình học của dải băng 36 4.4.2.3. Tính toán động học của dải băng 37 9 4.4.2.4. Tính toán động lực học của dải băng 38 4.5. Tính toán vít tải đứng nạp liệu 51 4.5.1. Năng suất của vít tải đứng 51 4.5.2. Xác định đường kính cánh vít 51 4.5.3. Tính bước vít 52 4.5.4. Tính đường kính trong của trục vít 52 4.5.5 Tính chiều dài vít xoắn đứng 52 4.5.6 Xác định trọng lượng vật liệu trên một mét 52 4.5.7. Xác định công suất truyền động của vít tải đứng 52 4.5.8. Xác định lực chiều trục tác dụng lên trục vít 53 4.5.9. Xác định momen trên bề mặt vít tải 53 4.5.10. Xác định trọng lượng vít tải và lực vòng trên vít 53 4.5.11. Xác định tải trọng hướng tâm 54 4.5.12. Xác định momen xoắn trên trục vít do trở lực trong các ổ đỡ 54 4.5.13. Xác định momen xoắn tổng 54 4.5.14. Xác định momen gây uốn trục 54 4.5.15. Xác định momen tương đương và kiểm tra bền 54 4.5.16. Xác định ứng suấ sinh ra trong vít 54 4.5.17. Xác định độ võng và kiểm tra khe hở giữa máng vít và vít 54 4.6. Tính toán máy trộn chính 55 4.6.1. Tính toán các kích thước hình học của thùng trộn 55 4.6.2. Tính toán thiết kế bộ phận trộn dải băng 56 4.6.2.1. Kết cấu bộ phận trộn trong máy trộn chính 44 4.6.2.2. Tính toán các kích thước hình học của dải băng 44 4.6.2.4. Tính toán động học của dải băng 46 4.6.2.3. Tính toán động học của dải băng 46 4.7. Tính toán thiết kế bun ke chứa sản phẩm 60 4.7.1. Nhiệm vụ và các dữ liệu thiết kế 61 4.7.1.1. Nhiệm vụ của bun ke 49 4.7.1.2. Các dữ liệu thiết kế 49 4.7.2. Tính toán các kích thước của bun ke 61 4.8. Tính toán vít tải nghiêng tháo kết hợp cân định lượng 62 4.8.1. Năng suất của vít tải nghiêng tháo liệu 62 4.8.2. Xác định đường kính ngoài của vít 63 5.8.3. Tính lại bước vít 63 4.8.4. Tính đường kính trong của vít 63 4.8.5. Chiều dài vít xoắn 63 4.8.6. Đường kính phần ống bao vít 64 4.8.7. Xác định trọng lượng vật liệu trên môt m 64 4.8.8. Tính công suất vít tải 64 4.8.9. Xác định lực chiều trục tác dụng lên trục vít 65 4.8.10. Xác định momen trên bề mặt vít tải 65 4.8.11. Xác định trọng lượng vít tải và lực vòng trên vít 65 4.8.12. Xác định tải trọng hướng tâm 65 10 4.8.13. Xác định momen xoắn trên trục vít do trở lực trong các ổ đỡ 65 4.8.14. Xác định momen tổng 66 4.8.15. Xác định momen gây uốn trục 66 4.8.16. Xác định momen tương đương và kiểm tra bền 66 4.8.17. Xác định độ võng và kiểm tra khe hở giữa mang vít và vít 66 4.13. Khảo nghiệm và ứng dụng dự án vào sản suất 66 4.13.1. Khảo nghiệm 67 4.13.1.1.Mục đích khảo nghiệm 67 4.13.1.2. Kết quả khảo nghiệm 67 4.13.2. Xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của máy HTTHHGC – 2A 67 4.13.3. Chất lượng sản phẩm Erro r Bookmark not defined. 4.13.4. Năng suất Erro r Bookmark not defined. 4.13.5. Công suất tiêu thụ và mức tiêu thụ điện năng riêng 68 4.13.6. Chi phí lao động Erro r Bookmark not defined. 4.13.7 Chất lượng làm việc cơ khí của hệ thống Erro r Bookmark not defined. 4.13.8. Kiểm tra đánh giá tác động môi trường Erro r Bookmark not defined. 4.13.9. Ý kiến thảo luận 70 Chương 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 60 5.1. Kết luận 72 5.2. Đề nghị 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC TẬP BẢN VẺ 11 DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt Hình 2.2. Các hàm phân bố mật độ qr(d) và hàm phân bố tổng Qr(d) Hình 2.3. Các đường cong động học quá trình trộn Hình 2.4. Sơ đồ tính toán để xác định các thông số hình học của vít tải Hình 4.1. Sơ đồ cấu tạo hệ thống sản xuất bột trát tường HTTHHGC – 2 Hình 4.2. Cấu tạo máng cấp liệu Hình 4.3. Cấu tạo vít tải nghiêng dẫn liệu Hình 4.4.Các kích thước của thùng trộn vi lượng Hình 4.5. Cấu tạo vít tải đứng Hình 4.6 Cấu tạo máy trộn chính Hình 4.7. Bun ke chứ a sản phẩm sau khi trộn Hình 4.8. Cấu tạo vít tải tháo sản phẫm Hình 4.9. Bun ke chứa sản phẩm vô bao 12 DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1. Thành phẩn hỗn hợp chất gia cường bề mặt Bảng 2.2. Kích thước tiêu chuẩn của đường kính và bước vít Bảng 2.3. Giá trị hệ số C Bảng 2.4. Hệ số A phụ thuộc vào loại vật liệu. Bảng 2.5. Giá trị của C0 phụ thuộc vào loại vật liệu Bảng 2.6. Trị số qv Bảng 4.1. Kết quả khảo nghiệm xác định độ trộn đều và độ chính xác cân vô bao Bảng 4.2. Kết quả khảo nghiệm xác địmh một số chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm Bảng 4.3. Kết quả khảo nghiệm xác định công suất tiêu thụ. Bảng 4.4. Kết quả khảo nghiệm xác định mức tiêu thụ điện năng 13 CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Hỗn hợp chất gia cường bề mặt bắt đầu được sử dụng phổ biến ở nước ta vào đầu những năm 2000, khi có nhu cầu nâng cao chất lượng xây dựng ở các công trình quan trọng như cầu, cống, khách sạn, trụ sở làm việc,...là những nơi có vật thể kiến trúc có kích thước lớn. Hỗn hợp này hiện đang còn phải nhập hoàn toàn từ Singapore để tiêu dùng nội địa. Công nghệ sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt chỉ là quá trình phối trộn hỗn hợp các thành phần xi măng, cát vàng, chất phụ gia và bao gói sản phẩm . Tỉ lệ thành phần cấu từ và chất phụ gia là bí quyết của mọi cơ sở sản xuất.Chất phụ gia được từ Singapore hoặc từ cộng hòa liên bang Đức. Thành phần này có thể bị điều chỉnh tùy từng lọai bê tông hay kết cấu công trình. Như vậy chất lượng hỗn hợp chất gia cường bề mặt phụ thuộc vào 2 yếu tố chính là cấu trúc thành phần và công nghệ sản xuất. Cấu trúc thành phần phụ thuộc hoàn toàn vào nhà sản xuất cho ra công thức phối trộn và chất lượng của các cấu tử. Công nghệ sản xuất đảm bảo chất lượng cơ học của sản phẩm được sản xuất, phụ thuộc chất lượng thiết bị và chế độ công nghệ. Vì vậy phát triển các hệ thống sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt góp phần nâng cao chất lượng kiến trúc, giảm chi phí cho xã hội khi đầu tư xây dựng các công trình nhà ở, nhà làm việc,… Nhu cầu sản phẩm hỗn hợp chất gia cường bề mặt trong nước hiện nay ước tính 250÷ 300 ngàn tấn năm .Nhu cầu này sẽ gia tăng lớn trong những năm tới do tốc độ xây dựng tăng cao. Tuy nhiên sản lượng hỗn hợp chất gia cường bề mặt của các đơn vị sản xuất trong nước hiện nay mới chỉ đạt dưới 1.000 tấn năm. Vì vậy thực hiện đề tài mang tính cấp thiết cao. 14 Ý nghĩa khoa học của đề tài là đây là lần đầu tiên một thiết bị trộn hỗn hợp chất gia cường bề mặt được nghiên cứu, sản xuất trong nước. Đây là một hỗn hợp khó trộn để đạt độ trộn đều hỗn hợp cao. Do trong hỗn hợp có thành phần vi lượng (chỉ chiếm không quá 0,75%), thành phần hỗn hợp không đồng nhất cao về kích thước, khối lượng riêng. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài là ở chỗ, sản phẩm của đề tài phục vụ trực tiếp sản xuất. Đồng thời cùng với thiết bị, với những cải tiến về công nghệ trộn đã góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm hỗn hợp chất gia cường bề mặt, hạ giá thành sản xuất cũng như hạ giá thành đầu tư cho các doanh nghiệp sản xuất mặt hàng này. Được sự chấp thuận của Ban chủ nhiệm khoa Cơ khí – Công nghệ, dưới sự hướng dẫn của thầy TS. Nguyễn Như Nam, chúng tôi tiến hành đề tài: ˝Tính toán – thiết kế – chế tạo hệ thống sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt HTTHHGC– 2A có năng xuất 2 tấn giờ. 1.2. Mục đích của đề tài Nghiên cứu ứng dụng các tiến bộ kỹ thuật của quá trình trộn ở trong và ngoài nước để thiết kế – chế tạo – lắp đặt hệ thống sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt có năng suất 2 tấnh. Sản phẩm của đề tài phục vụ trực tiếp sản xuất. Trong quá trình thực hiện đề tài khó tránh khỏi những thiếu sót chúng tôi kính mong sự góp ý của Quí thầy – Cô, các bạn đồng nghiệp. 15 Chương 2. TRA CỨU TÀI LIỆU SÁCH BÁO PHỤC VỤ TRỰC TIẾP ĐỀ TÀI 2.1. Nghiên cứu công nghệ sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt 2.1.1. Khái niệm về hỗn hợp chất gia cường bề mặt Hỗn hợp chất gia cường bề mặt là hỗn hợp gốc xi măng poóclăng ,dùng để cải thiện bề mặt các khối bê tông trong quá trình xây dựng.Các thành phần hỗn hợp chất gia cường bề mặt đều có dạng bột khô. Hỗn hợp chất gia cường bề mặt và nước có được gọi là chất đông cứng bề mặt. 2.1.2. Công nghệ sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt 2.1.2.1. Nguyên liệu sản xuất Nguyên liệu sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt bao gồm các thành phần sau: Chất kết dính: xi măng poóclang. Ngoài ra còn có cát hạt to. Chất phụ gia: polime tía phân tán trong nước Yêu cầu cơ bản với nguyên liệu sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt là phải đảm bảo độ kết dính, thời gian đông tụ, độ ẩm. Công thức phối chế các thành phần tùy thuộc nhà sản xuất, nhưng phải bảo đảm các chỉ tiêu kỹ thuật đối với hỗn hợp chất gia cường bề mặt qui định. Bảng 2.1. Thành phẩn hỗn hợp chất gia cường bề mặt Thành phần Xi măng Cát hạt to Vôi Phụ gia Khối lượng (kg) 230 ÷ 290 680 ÷ 730 30 5,75 ÷ 7,50 2.1.2.2. Sơ đồ công nghệ Công nghệ sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt theo sơ đồ hình 2.1 16 Nguyên liệu → tiếp nhận → định lượng → trộn đều → đóng bao → chuyển giao hoặc lưu kho. Hình 2.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt. Theo sơ đồ công nghệ đã nêu, nguyên liệu được tiếp nhận vào nhà máy sản xuất ở dạng bao gói hoặc thùng. ở dạng bao gói, nguyên liệu được tiếp nhận bằng số lượng bao qui đổi thành khối lượng tiếp nhận rồi xếp lưu kho thành dãy đóng. Quá trình trộn được tiến hành theo phương pháp trộn từng mẻ để đảm bảo độ trộn đều hỗn hợp cao. Trước khi trộn hỗn hợp, các thành phần được định lượng theo công thức qui định cho mẻ trộn. chất phụ gia có tỉ lệ thấp được trộn chung với một phần khối lượng xi măng hay cát, sao cho thành phần khối lượng chiếm từ 5 ÷ 10 % khối lượng một mẻ trộn. Hỗn hợp sau khi được trộn đều được đóng bao có khối lượng 5kg, 20 kg, 40 kg. Bao đóng phải bền, không rách vỡ khi vận chuyển, và cách ẩm tốt nên thường được tráng một lớp polime. Theo qui định của TCVN 7239:2003, khi xuất xưởng hỗn hợp chất gia cường bề mặt phải có giấy chứng chất lượng với các nội dung ghi như sau: + Tên nhà sản xuất; + Tên gọi, ký hiệu và chất lượng bột trát tườngtheo tiêu chuẩn này; + Khối lượng; + Ngày, tháng, năm, sản xuất và hạn sử dụng. 2.2. Cơ sở lý thuyết quá trình trộn vật liệu rời 2.2.1. Khái niệm Trộn là quá trình kết hợp các khối lượng của các vật liệu khác nhau với mục đích nhận được một hỗn hợp đồng nhất, nghĩa là tạo thành sự phân bố đồng nhất của các phần tử ở mỗi cấu tử trong tất cả khối lượng hỗn hợp, bằng cách sắp xếp lại chúng dưới tác dụng của ngoại lực. Hỗn hợp tạo ra như thế để tăng cường quá trình trao đổi nhiệt và trao đổi khối lượng. 2.2.2. Phân loại máy trộn vật liệu 2.2.1.4. Phân loại theo phương pháp làm việc Theo phương pháp làm việc, máy trộn hỗn hợp rời hoạt động theo ba phương pháp cơ học sau: 17 • Sự chuyển động của cánh trộn. • Sự quay của thùng có chứa hỗn hợp trộn. • Cho hỗn hợp cần trộn đi qua một lỗ phun. 2.2.1.5. Phân loại theo nguyên tắc làm việc Theo nguyên tắc làm việc, người ta chia máy trộn ra làm hai loại: liên tục và gián đoạn Máy trộn làm việc gián đoạn gồm mấy loại sau: • Máy trộn thùng quay. • Máy trộn cánh nằm ngang, thẳng đứng. • Máy trộn vít tải đứng. • Máy trộn lớp sôi có cánh đảo. Máy trộn làm việc liên tục gồm những loại sau: • Máy trộn vít tải ngang. • Máy trộn ly tâm. 2.2.1.6. Phân loại theo nguyên tắc cấu tạo Về cấu tạo máy trộn gồm hai loại chính sau đây • Máy trộn có bộ phận trộn quay Loại này được dùng phổ biến trong nông nghiệp gồm các kiểu :vít tải, cánh gạt, hành tinh, cánh gạt…; ưu điểm lớn nhất của loại này là chất lượng cao, dễ nạp và xả liệu, dễ sử dụng, làm việc liên tục được, có thể trộn vật liệu ở dạng thái khô, ẩm, lỏng. Nhược điểm là khó làm sạch nhất là khi trộn ẩm, mức tiêu thụ điện năng cao. • Máy trộn thùng quay Loại này gồm các kiểu trống, lập thể, côn… được dùng rộng rãi trong nông nghiệp. Ưu điểm của loại này là có cấu tạo đơn giản, dễ làm sạch, công suất thấp. Nhược điểm là tốc độ trộn thấp, chỉ làm việc gián đoạn, thể tích hữu ích thấp, không thể trộn nguyên liệu dính. 2.2.3. Lý thuyết trộn hỗn hợp vật liệu rời 2.2.3.1. Các thông số ảnh hưởng đến quá trình trộn: a) Đường kính tương đương của hạt : 18 Các hạt vật liệu thường có hình dạng không đều và không phải là hình cầu nên kích thước dài của chúng theo nhiều chiều khác nhau rất khác nhau. Vì vậy người ta dùng đường kính tương đương dtđ để đặt trưng cho kích thước hạt. Yếu tố ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của quá trình trộn là khối lượng hạt, nên việc xác định đường kính hạt cần có cùng khối lượng. dtd = 3 6 πρ m , (mm) ; (2.1) Trong đó : m khối lượng hạt, g; ρ khối lượng riêng của hạt, gmm3 . Nếu vật liệu rời bị chặn trên lỗ sàng có kích thươc a1, và a2 thì đường kính tương đương xác định theo công thức : dtd = a1.a2 ; (2.2) Nhờ phân loại bằng sàng mà nhận được N phần có đưòng kính tương đương dtd1 và dtd2 ,v.v… cùng với các phần có khối lượng tương ứng x1,x2,……..xn.Như vậy đường kính tương đương của cả tập hợp hạt này có thể xác định gần đúng theo công thức : Dtd = ∑ ∑ = = N i i N i i tdi d x x 1 1 . , mm ; (2.3) b) Phân bố của lớp hạt : Các lớp hạt là những tập hợp hạt bao gồm các hạt có kích thước không đều nhau rải trong khoảng rộng từ dmin = dtd1 tới dmax = dtdN và có các phần khối lượng tương ứng cũng không bằng nhau x1 ≠ x2 ≠ x3 ≠ ….. ≠ xN, nghĩa là lớp hạt có cấu trúc đa phân tán. Để mô tả cấu trúc đó ta dùng các hàm phân bố tổng Qr(d) biểu thị phần hạt có đường kính nhỏ hơn hoặc bằng d, khi d = dmin có Qr(dmin)= 0, còn khi d = dmax có Qr(dmax) = 1. Hàm phân bố mật độ qr(d) biểu thị của hạt ở tại kích thước d và giá trị của qr(d) càng lớn khi mật độ hạt tại kích thướt d càng lớn. Quan hệ giữa Qr(d) và qr(d) được xác định theo công thức : qr(d) = ( ) ( ) d d dQr d hoặc Qr(d) = ∫ d d qr d d d min ( ) ( ) ; (2.4) 19 Đồ thị được trình bày như hình 2.2. Các loại vật liệu rời khác nhau có cấu trúc theo những qui luật phân bố khác nhau. Tập trung lại có thể qui làm ba loại : phân bố chuẩn, phân bố lôgarit dùng để mô tả các vật liệu hữu cơ (thực vật) được nghiền dùng làm thức ăn gia súc. Hàm phân bố mật độ và hàm phân bố tổng theo khối lượng của phân bố này có dạng : qr(d)lg = σ. 2π 1 . ⎫⎬⎭ ⎧⎨⎩ − − 2 2 lg lg σ d d z e ; (2.5) Qr(d)lg = σ. 2π 1 . ∫ d d lg lg min ⎫⎬⎭ ⎧⎨⎩ − − 2 2 lg lg σ d d z e ; lgd n=1,0 m=1,5 c d e a b d(mm) d(mm) d(mm) (%) d(mm) 1 2 3 4 5 1 1 1 0,01 0,02 0,03 lgd(lgmm) 1 2 1 2 3 Hình 2.2. Các hàm phân bố mật độ qr(d) và hàm phân bố tổng Qr(d),. a) Hàm phân bố mật độ qr(d) ; b) Hàm phân bố tổng Qr(d) ; c) Hàm phân bố mật độ qr(d) của phân bố chuẩn; d) Hàm phân bố mật độ qr(d) của phân bố lôgarit; e) Hàm phân bố mật độ qr(d) của phân bố RRS. c) Hình dạng hạt : Hình dạng hạt được xác định bằng hệ số hình dạng ϕ là tỷ số giữa bề mặt F của bề mặt hạt dạng cầu có cùng thể tích V : ϕ = 0,205. 3 2 F V ; (2.6) 20 Hệ số hình dạng của mặt cầu bằng một, của các hạt khác lớn hơn một. Hệ số hình dạng giảm thì kích thước tương đương giảm. d) Bề mặt riêng của hạt : Bề mặt của một đơn vị khối lượng hoặc một đơn vị thể tích của lớp hạt gọi là bề mặt riêng và kí hiệu là O’m hoặc O’v . Bề mặt riêng của khối lượng được tính theo công thức: O’ m = .d td 6. γ ρ , m 2 kg ; (2.7) O’ v = ρ ϕ γ d td 6 . , m 2 m3 ; Trong đó : γ khối lượng thể tích của vật liệu, kgm3; ρ khối lượng riêng của hạt, kgm3 . Bề mặt riêng của hỗn hợp các lớp hạt có đường kính tương khác nhau xác định theo công thức : O’ m = ∑ tdi i i d 6 ϕ .x ρ ; (2.8) Trong đó : xi phần khối lượng của lớp hạt thứ i. e) Hệ số ma sát trong và góc ma sát trong : Phương trình cân bằng lực trong môi trường vật liệu rời có dạng : τ = f.σ + τ 0 (2.9) Trong đó : τ ứng suất tiếp ; τ 0 ứng suất tách ; σ ứng suất pháp ; f hệ số ma sát trong. Ứng suất tách τ 0 chính là độ bền cắt ban đầu của môi trường vật liệu rời,nó là kết quả tác dụng qua lại của lực liên kết phân tử bên trong lớp hạt. Khi kích thước của hạt rất nhỏ, ứng suất tách có thể còn do các lực tĩnh điện tạo nên. Lớp hạt ẩm của ứng suất tách rất lớn và giá trị cực đại của nó có thể xác định theo công thức (khi không để ý đến ảnh hưởng của trọng lực) : 2 0 max 2,4(1 ) ( .cos ) d td σ θ ε ε τ − = , Nm2 ; (2.10) 21 Trong đó: σ sức căng bề mặt của chất lỏng ở nhiệt độ trộn, mNm; θ góc thấm ướt của chất lỏng với bề mặt rắn, độ; ε độ rỗng khối hạt, 2,4 là hệ số lấy ở điều kiện trung bình. Đối với hạt khô và bề mặt riêng tương đối nhỏ thì τ 0 = 0 lúcđó : τ = f.σ rút ra : f = τ .σ 1 Như vậy có nghĩa là hệ số ma sát trong bằng tỷ số giữa ứng suất tiếp gây ra sự chuyển dịch trong lớp hạt khô và ứng suất pháp tác dụng lên bề mặt lớp hạt. Trong thực tế người ta dùng khái niêm góc ma sát trong ϕ có quan hệ với hệ số ma sát trong công thức : tgϕ = f (2.11) Đối với vật liệu đứng yên,góc ma sát trong tương ứng với góc nghiêng ϕtn ,góc này rất dễ đo thường có giá trị khoảng 300 ÷ 400 . f) Độ khuếch tán : Độ khuếch tán là số nghịch đảo của kích thước từng phân tử của hỗn hợp. Nếu hỗn hợp mà các phần tử có kích thước như nhau, thì được gọi là hệ thống ‘’Đơn khuếch tán’’. Các công trình nghiên cứu của X.V.Melnhikov đã chứng tỏ rằng :’’Nếu hỗn hợp gồm các cấu tử có phần tử mà kích thước càng bé và đông đều về kích thước thì càng dễ nhận được hỗn hợp đồng nhất và ngược lại’’. 2.2.3.2. Các chỉ tiêu đánh giá quá trình trộn hỗn hợp Đặc trưng cho chất lượng của quá trình trộn hỗn hợp là mức độ đồâng nhất của hỗn hợp còn gọi độ trộn đều hay mức độ trộn hỗn hợp. V.V Kapharov đã đưa ra công thức tính độ đồng nhất của hỗn hợp như sau : ∑= = 1 1 1 0 1 1 n i k B Bi n θ với B1 < B0 (2.12) ∑= − − = 2 1 2 0 2 100 1 n 100 i k B Bi n θ với B1 > B0 1 2 1 1 2 2 n n n n k k k + + = θ θ θ Trong đó : n1 số lượng mẫu kiểm tra có Bi B0 ; Bi nồng độ của muối kiểm tra ở mẫu i; B0 nồng độ của muối kiểm tra trong toàn bộ hỗn hợp ; θ k1, θ k2, θ k mức độ trộn. Nếu B1 = B0 ta có thể tính trường hợp nào cũng được. Theo cánh tính của V.V. Kapharov thì giá trị số θ k thay đổi ø khoảng từ 0 ÷ 100%. A.A. Lapsin đã đưa công thức xác định mức độ đồng nhất của hỗn hợp như sau : ∑= = 1 1 1 0 1 1 n i L B Bi n θ với B1 < B0 (2.13) ∑= − = 2 1 0 0 2 2 1 n 2 i i L B B B n θ với B1 > B0 1 2 1 1 2 2 n n n n L L L + + = θ θ θ Trong đó : θ L1, θ L2 , θ L : mức độ trộn. Theo cách tính của A.A. Lapsin thì mức độ trộn hỗn hợp có thể mang trị số đến giá trị 1. X. V. Melnhikov đã dùng hệ số biến động trong thống kê để đánh giá mức độ đồng nhất của hỗn hợp trộn θ M = 1 B0 σ (2.14) Trong đó : θ M mức độ trộn ; σ sai số tiêu chuẩn thực nghiệm. σ = 1 ( ) 1 2 0 − − ∑= n B B n i i Tỉ số : B0 σ .100 trong thống kê gọi là hệ số biến động. Bắt đầu quá trình trộn thì hệ số biến động bằng 1, còn mức độ trộn bằng 0, về cuối quá trình trộn thì θ M tiến đến 1. Bằng phương pháp thông kê xác suất, GS.TS.Đoàn Dụ đã đưa ra công thức để xác định mức độ trộn như sau : 23 σ σ θ σ Τ = (2.15) Trong đó : σ T độ lệch bình phương trung bình lý thuyết : σ T = 1 ( ) 1 2 − − ∑= n x p n i i σ độ lệch chuẩn của mẫu. σ = 1 ( ) 1 2 − − ∑= n x x n i i ; Trong đó: x1 hàm số của cấu tử trong mẫu thứ i; x lượng trung bình của cấu tử ; p tỉ lệ của cấu tử nghiên cứu trong toàn bộ hỗn hợp. Độ bình phương trung bình lý thuyết σ T luôn luôn nhỏ hơn độ lệch tiêu chuẩn của mẫu σ và vì sẽ luôn nhận giá trị từ 0 đến 1. Khi hỗn hợp đạt đến trạng thái lý tưởng thì σ T = σ ,theo giá trị θσ có thể đánh giá về mức độ trộn của quá trình trộn. Sự phụ thuộc θσ vào thời gian trộn hỗn hợp được biểu diễn ở đồ thị sau: t (phuùt) b a % 1,0 M 0,5 5 10 15 20 t (phuùt) 0 2 1 M % 97 90 60 40 20 0 Hình 2.3. Các đường cong động học quá trình trộn. a) Sự phụ thuộc của mức độ trộn σ vào thời gian trộn hỗn hợp; b) Đặc tính quá trình ngược (sự thiên tích); MM : Trạng thái cân bằng của hỗn hợp. 2.2.3.3. Cơ chế quá trình trộn : Khi trộn vật liệu hạt , các hạt chịu tác dụng của những lực co hướng khác nhau và chuyển động của hạt chính là hệ quả của tác động tổng hợp của các lực đó . Ngoài ra cơ chế trộn còn phụ thuộc vào cấu trúc máy trộn và phương pháp tiến hành quá trình, 24 nên rất khó mô tả bằng toán học, P.M.Latxei (người Anh) đã đưa ra 5 quá trình cơ bản trong các máy trộn như sau: Tạo các lớp trượt với nhau theo các mặt phẳngTrộn cắt. Chuyển dịch một nhóm hạt từ vị trí này sang vị trí khác – Trộn đối lưu. Thay đổi vị trí của từng hạt riêng lẻ – Trộn khuếch tán. Phân tán từng phần tử nhỏ do va đập vào thành thiết bị – Trộn va đập. Biến dạng và nghiền nhỏ từng bộ phận lớp – Trộn nghiền. Để đánh giá tốc độ gia tăng của phần khối lượng cấu tử kiểm tra, thì phương trình động học của quá trình trộn trong trường hợp chung sẽ có dạng : V = dt dC i = fn(t) –f0(t) ; (2.16) Trong đó : V cường độ của quá trình tạo hỗn hợp, 1s; Ci tỷ lệ phần cấu tử kiểm tra, gg; t khoảng thời gian của quá trình trộn, s; fn và f0 : cường độ của quá trình thuận nghịch, 1s. Từ phương trình trên , hiển nhiên rằng cường độ trộn hỗn hợp có thể được nâng cao bằng cách tính toán làm giảm tốc độ quá trình ngược (sự thiên tích) f0(t). Điều này có thể cố gắng đạt được bằng cách làm đều thành phần cỡ hạt của các cấu tử, ví như bằng sàng phân loại hoặc nghiền bổ sung để nhận được sự nghiền mịn. Đối với vật liệu rời và bộ nhão, Giáo sư A.I.Peleiev đã giới thiệu thời gian trộn t của quá trình trộn được xác định theo công thức : t = P C C C H K ln( H ) − ; (2.17) Trong đó : CH và CK thành phần khối lượng của cấu tử lúc bắt đầu và kết thúc quá trình; P tham số trạng thái được xác định bằng thực nghiệm đối với điều kiện đã biết. 2.2.4. Cấu tạo và lý thuyết tính toán máy trộn dải băng xoắn 2.2.4.1. Cấu tạo 25 Máy trộn dải băng xoắn thuộc loại máy trộn vận chuyển. Việc trộn được tiến hành bằng băng xoắn. Vì vậy, ngoài trộn vật liệu, băng xoắn còn có tác dụng làm dịch chuyển vật liệu trộn. Thùng trộn ở máy trộn dải băng xoắn có dạng máng hay bình kín khi thích ứng làm việc với chân không. Để chuyển chỗ sản phẩm khi trộn ở hai hướng ngược chiều nhau, trong một vài cấu tạo của máy trộn dùng băng xoắn người ta lắp hai dải băng có chiều xoắn ngược nhau. Dải băng được cố định trên trục. Trong trường hợp khi dùng máy trộn băng xoắn để trộn sản phẩm rời rắn và đồng thời làm ẩm vật liệu thì trục máy trộn phải có những cào đặc biệt, để làm sạch máng, khi đó dải băng phải quay với khe hở thành thùng chỉ vài milimét. 2.2.4.2. Lý thuyết tính toán máy trộn dải băng xoắn • Tính toán các kích thước hình học Các kích thước hình học của máy trộn cánh được tính thông qua đường kính của thùng trộn như sau : + Đường kính cánh trộn : dt = (0,95 ÷ 0,98).D ,m (2.18) + Bước xoắn cánh trộn : S = (0,8 ÷ 1,2).dt ,m (2.19) + Chiều cao lớp vật liệu trộn : Hvl = (0,7 ÷ 0,8)dt, ,m (2.20) + Chiều cao thùng trộn : H = (1,2 ÷ 1,5)D ,m (2.21) • Xác định năng suất của máy trộn dải băng xoắn Năng suất của máy dải băng được xác định theo công thức : − Với máy trộn có 1 trục : Q k dt d t d ).Sin ..Cos .60.n 2 = 0,75.ϕ.γ . 1.π. 2.( − α α , kgh (2.22) − Với máy trộn 2 trục : ). .. .60.( ) 2 Q = 0,75.ϕ.γ .k1.π.d t2.(dt − d Sinα Cosα n1 − n2 ,kgh (2.23) Trong đó: dt – đường kích dải băng , m; d – đường kính trục dải băng, m; α góc nghiêng trung bình của dải băng, độ; 26 k1 – hệ số liền của vít, k1 = 1 với vít liền, k1 = 0,6 ÷ 0,7 với vít dải băng, k1 = 0,4 ÷ 0,5 đối với vít cánh; n, n1, n2 – Số vòng quay của các trục, vgph. • Công suất của máy trộn dải băng nằm ngang Công suất của máy trộn dải băng nằm ngang tính theo công thức : N gtg tn).z.h.F.(Cos fSin ) 0,75k .Sin 2 .(Sin fCos ). .r 2 =10 −3.γ. . 2(45+ϕ α+ α + 1 α α− α ω (2.24) Trong đó: + γ Khối lượng thể tích của vật liệu, kgm3; + α Góc nghiêng của mặt phẳng cánh so với trục quay, độ α = const với cả bề mặt vít (nghĩa là mọi cánh); + r – Khoảng cách từ điểm đặt tổng trở lực của khối vật liệu tới trục quay. R được tính theo công thức : Sv l r 12. . 3 π = ,m (2.25) + z – Số cánh vít quy ước được tính qua số bước vít Lt z = (2.26) + F – diện tích nhúng chìm của mỗi cánh quy ước sẽ là : F = ϕ.k1.F1, m2 (2.27) + F1 Diện tích của một bước vít 360 360 ( ) 2 1 2 1 1 γ π − F = R − r , m2 (2.28) + h – Độ nhúng sâu trung bình cánh vít trong lớp vật liệu : h = r – (R.t – H), m (2.29) Trong đó tất cả các công thức trên: + l – Chiều dài dây cung của tiết diện viên phân của vật liệu, m; + H – Chiều cao của tiết diện viên phân kể từ điểm giữa dây cung, m; + L, R, t – Chiều dài, bán kính và bước vít tải, m; + ϕ – Hệ số chứa của vật liệu; + k1 – Hệ số liền cánh vít; 27 + Sv – Diện tích của tiết diện viên phân, m2; + R1, r1 – bán kính ngoài và bán kính trong của vành khăn khi khai triển một bước vít, m; + γ’ – góc hở của vành khăn, độ. Hình 2.4. Sơ đồ tính toán để xác định các thông số hình học của vít tải. Bán kính R1, r1 và góc hở γ’ của vành khăn khai triển bước vít được xác định theo công thức : R1 = γ1 + b, m (2.30) .360 . 2 2 . (40) 1 1 1 1 1 1 1 R R L L l b l r π π γ − = − = , độ ; (2.31) Trong đó: + b – chiều rộng của vành khăn 2 d d b = t − , m; (2.32) + dt = 2R.t đường kính vít tải, m; + d – đường kính trục, m; + l1, L1 – chiều dài đường chân và chiều dài đường đỉnh bước vít, m: 2 2 l1 = t + πd , m (2.33) 2 2 L1 = t + πd t , m (2.34) h r t d td H α Rt r R1 1 γ 28 + ω – vận tốc trung bình, ω = 30 πn , rads; + g – gia tốc trọng trường, g = 9,81, ms2; + f – hệ số ma sát của vật liệu với cánh, f = 0,1 ÷ 0,2. Công suất để động cơ dẫn động máy trộn xác định theo công thức : Nđc = k.N , kW ; (2.35) Với kN = 1,5 ÷ 2, vì giá trị N tính được theo chỉ gần đúng và chưa tính hết được trở lực. 2.3. Lý thuyết tính toán các thiết bị vận chuyển trong hệ thống 2.3.1. Lý thuyết tính toán vít tải 2.3.1.1. Cấu tạo và phân loại vít tải Theo phương vận chuyển vật liệu ta chia vít tải ra làm hai loại : Vít tải nằm ngang Vít tải đứng Theo hình dạng xoắn cánh ta phân loại vít tải ra thành : Loại cánh xoắn liên tục liền trục Loại cánh xoắn liên tục không liền trục Loại cánh xoắn dạng lá. Vít tải cánh xoắn liên tục liền trục dùng để vận chuyển vật liệu dạng bột khô, có kích thước nhỏ hay trung bình. Loại cánh xoắn này không cho vật liệu chuyển động ngược lại, do đó khi cùng vận tốc quay và đường kính vít xoắn, năng suất của nó đạt được cao hơn các loại khác. Vít tải liên tục không liền trục dùng để vận chuyển vật liệu dạng hạt có kích thước lớn hoặc vật liệu dính. Vít tải loại cánh xoắn dạng lá dùng cho vật liệu kết dính hoặc khi cần kết hợp quá trình trộn khi vận chuyển vật liệu. Đường kính vít và bước vít được tiêu chuẩn hóa theo bảng sau : Bảng 2.2. Kích thước tiêu chuẩn của đường kính và bước vít Thông số Giá trị (mm) Đường kính vít 100 125 160 200 250 320 29 Bước vít 100 125 160 200 250 320 80 100 125 160 200 250 Cấu tạo vít tải nằm ngang gồm một máng cố định, phần dưới của nó có dạng nửa hình trụ, phía trên được đậy kín bằng nắp. Trục gắn vít tải được đỡ bằng hai ổ đỡ hai đầu. Trục quay được truyền động bằng động cơ điện. Cấu tạo vít tải thẳng đứng dùng để vận chuyển vật liệu theo phương thẳng đứng với chiều cao không quá 12 ÷ 15m. Ưu điểm chủ yếu của vít tải thẳng đứng là chiếm ít diện tích, tháo liệu theo hướng tùy ý, nhưng có nhược điểm là tiêu tốn nhiều năng lượng và các chi tiết quay chóng bị mòn. Nguyên lý làm việc của vít tải thẳng đứng như sau : vật liệu được đưa vào trục vít thẳng đứng trong vỏ trụ kín, nhờ ma sát với cánh vít mà thực hiện chuyển động quay. Dưới tác dụng của lực ly tâm vật liệu ma sát với máng nên vận tốc chuyển động quay của nó bị chậm lại, dẫn đến vật liệu sẽ trượt theo bề mặt xoắn ốc và được nâng dần lên phía trên. 2.3.1.2. Lý thuyết tính toán vít tải • Xác định năng suất của vít tải Năng suất của vít tải nằm ngang được xác định theo công thức : Q = 47.D2.n.s.ρ.ϕ.C , Th (2.36) Trong đó: D đường kính ngoài của vít, m; n số vòng quay của trục vít, vph; s bước vít. Có thể lấy s = (0,8 ÷ 1)D, m; ρ khối lượng riêng của vật liệu, Tm3; ϕ hệ số chứa đầy, đối với vật liệu dạng hạt ϕ = 0,35 ÷ 0,45, đã nghiền nhỏ ϕ = 0,45 ÷ 0,55, dạng củ ϕ = 0,6 ÷ 0,7; C hệ số tính tới việc giảm năng suất khi vít tải đặt nghiêng. C được chọn theo bảng sau :( β là góc nghiêng của vít tải ). Bảng 2.3. Giá trị hệ số C. β 90 80 70 60 50 40 30 20 10 5 0 C 0,3 0,41 0,42 0,47 0,48 0,52 0,58 0,65 0,8 0,9 1 Số vòng quay lớn nhất của trục vít có thể xác định theo công thức thực nghiệm : 30 A D n = , vph (2.37) Trong đó: D đường kính ngoài của cánh vít, m; A hệ số thực nghiệm. A được tra trong bảng sau: Bảng 2.4. Hệ số A phụ thuộc vào loại vật liệu. Loại vật liệu A Vật liệu bột rời, nhẹ 65 Vật liệu hạt bé 55 Vật liệu hạt cục bé 50 Vôi, thạch cao 45 Vật liệu dạng cục to 30 • Công suất của vít tải Công suất vít tải ngang xác định như sau 367 . 0. Q L N = C , kW (2.38) Đối với vít tải nằm nghiêng 367 . . 367 . 0 Q L N = Q H + C , kW (2.39) Trong đó : Q năng suất vít tải, Th; L chiều dài vận chuyển vật liệu theo phương nằm ngang, m; H chiều cao vận chuyển vật liệu theo phương thẳng đứng, m; C0 hệ số trở lực xác định bằng thực nghiệm. Bảng 2.5. Giá trị của C0 phụ thuộc vào loại vật liệu. Loại vật liệu C0 Bột, mùn cưa, hạt Bột than, sôđa, bột phấn Than cục, muối hột Cao lanh, đất sét cục, ximăng, cát 1,2 1,6 2,5 4,0 • Trọng lượng của hỗn hợp trộn trên 1 m chiều dài vận chuyển q D . . .C.g 4 . 1000. 2 ϕ ρ π = , Nm (2.40) 31 • Đường kính trục vít d có thể xác định theo quan hệ sau d = (0,2 ÷ 0,35)D , m (2.41) • Mômen tổng trên trục vít tải M = KM1 + M2 , N.m (2.42) Trong đó: M1 mômen trên bề mặt vít của vít tải, N.m; M2 mômen do sức cản ở trong các ổ đỡ trục vít, N.m. +M1 = P.0,5.Dtb = A.tg(α + ρ0).0,5.Dtb (2.43) Trong đó: P lực vòng đặt ở mặt vít trên đường tròn có bán kính Dtb = 0,8D; A lực chiều trục, N; A = q.L(sinβ +fcosβ), N (2.44) Trong đó : q – trọng lượng vật liệu trộn trên 1 m chiều dài vận chuyển, Nm; L – c–hiều dài vít, m; f – hệ số ma sát của vật liệu với vỏ máy; β – góc nghiêng đặt vít tải. α – góc nâng của vít theo đường tròn có đường kính Dtb; ρ0 – góc ma sát của vật liệu rời với vít; Dtb S tg π. α = (2.45) S – bước vít (m). . 2 2 ( .sin ) 1. 1 2 2 A G f d f d M = + v β tb + π (2.46) Trong đó : G v – trọng lượng vít tải N; f1 – hệ số ma sát trong các ổ đỗ, đối với ổ trượt lấy f1 = 0,1 ÷ 0,2, với ổ lăn lấy f1 = 0,05 ÷ 0,08; dtb – đường kính trung bình của ngõng m; R – tải trọng hướng tâm N; R = (Gv.cos β ) 2 + p 2 (2.47) 32 Trọng lượng vít tải : Gv = qv.L Trong đó : qv tải trọng phân bố đều. qv được tra bảng 2.6 Bảng 2.6. Trị số qv D(m) 200 200 400 500 600 qv(Nm) 132 236 314 412 637 + Trọng lượng vít tải xem như tải trọng phân bố đều là qv + Trọng lượng vật liệu đè lên vít tải qp : qp = PL Kiểm tra độ cứng của trục theo uốn ngang, xem như 1 cái dẫn được đỡ hai đầu chịu tải trọng phân bố đều là : q = q2p + q2v cos β (2.48) Độ võng của trục giữa 2 ổ đỡ không được vượt quá khe hở của vít là λ. • Công suất động cơ kéo vít tải Công suất động cơ kéo vít được tính theo công thức: 9550.η M.n N = kW (2.49) Trong đó : M – là moment xoắn tổng , Nm; n – là số vòng quay của trục vít tải, vphút; η – là hiệu suất, thường η = 0,45 ÷ 0,85. 33 2.4. Tình hình sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt ở trong nứơc và trên thế giới 2.4.1. Tình hình sản xuất ở trong nước Công việc sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt thuở ban đầu được sản xuất hoàn toàn bằng thủ công : Trộn và đóng bao bằng sức lao động với thiết bị cầm tai là cuốc và sẻ. Do nhu cầu của thị trường nâng cao các nhà sản xuất đã đưa ra các thiết bị trộn cơ khí. Thiết bị đầu tiên để sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt là máy trộn thùng quay kiểu hình lập phương (máy trộn kiểu nồi) giản với dung tích trộn từ 100 – 200 kg mẻ và thiếc bị đóng bao là máng nghiêng dẩy bột vào bằng tay. Tuy nhiên lọai thiết bị trộn này không có hiệu quả và không được sản xuất chấp nhận. 2.4.2. Tình hình sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt ở ngoài nước Hỗn hợp chất gia cường bề mặt là loại vật liệu được sử dụng phổ biến ở một nước trong khu vực, Châu Âu và Châu Mỹ. Tại các nước có ngành sản xuất vật liệu xây dựng tiên tiến, công nghệ sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt hoàn toàn tự động hoá kể cả quản lý lẫn kỷ thuật sản xuất. Giá thành cua 1 hệ thống sản xuất có năng xuất 10tấngiờ đã được chào giá tại Việt Nam lên tới trên 1,2 triệu đô la Mỹ ( không kể cho kho chứa, nhà xưởng ). Điểm đặc biệt là ở các hệ thống sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt hiện đại này là mức độ tự động hoá rất cao, lượng lao dộng sử dụng thấp. Trong các hệ thống hiện đại này, tuỳ theo đơn đặt hàng có thể bộ phận sàng phân loại vật liệu trước khi đem trộn. 34 Chương 3. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 3.1. Phương pháp điều tra và thu nhập thông tin Phương pháp điều tra trực tiếp chủ yếu là bằng phương pháp phỏng vấn, điều tra địa bàn, lấy mẫu để kiểm tra trực tiếp. Công tác điều tra còn lại bằng phương pháp gián tiếp thông qua tính công bố trên sách báo, các văn bản pháp qui liên quan, dự luận xã hội. Công tác điều tra này bao gồm: + Nghiên cứu tất cả các tài liệu, sách báo, … có liên quan đến hệ thống trộn vật liệu rời . + Trực tiếp đến đơn vị tiếp nhận có liên quan để tìm hiểư về thành phần, tính chất và công nghệ sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt. + Trực tiếp đến một số cơ sở thương mại vật liệu xây dựng, một số công trình xây dựng để tham vấn về loại sản phẩm này. 3.2. Phương pháp tính toán thiết kế 3.2.1 Lựa chọn mô hình, nghuyên tắc làm việc của máy thiết kế + Dựa vào các yêu cầu của hỗn hợp chất gia cường bề mặt, các yêu cầu công nghiệp như năng suất, công suất máy , các tính chất cơ lý của nguyên liệu trộn, yêu cầu vệ sinh môi trường và kế thừa hệ thống sản xuất bột trát tường HTTBTT – 4 của TS Nguyễn Như Nam để lửa chọn mô hình máy thiết kế cũng như phương pháp trộn, vận chuyển tĩnh tại trong hệ thống, cân định mức và vô bao sản phẩm cho phù hợp. + Dựa vào các điều kiện gia công cơ khí, nguồn vật tư để có khả năng chế tạo máy cũng như phương pháp truyền động phù hợp. 35 3.2.2. Phương pháp tính toán thiết kế các bộ phận làm việc chính và phụ trợ + Dựa vào lý thuyết hỗn hợp các vật liệu rời để tính toán thiết kế các bộ phận làm việc chính của hệ thống sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt. + Dựa vào kinh nghiệm thực tiễn của quá trình sản xuất đã dược tổng kết để xác định các thông số một cách hợp lý. 3.2.2.1. Phương pháp thiết kế bộ phận cấp liệu + Dựa vào cách tiếp liệu khi trộn bằng thủ công và quá trình hoạt động của máy để thiết kế bộ phận tiết liệu cùng các chi tiết đi kèm cho phù hợp. Trong đó có ba yếu tố cần quan tâm là: + Chứa được khối lượng một mẻ trộn, từ yêu cầu này xác định dung tích chứa của phễu nap liệu. + Nguyên liệu phải được nạp hết ở một mẻ trộn, từ yêu cầu này xác định được góc nghiêng thành máng cần thiết cho các chi tiết chứa dang phễu, khe hở giữa vít và cánh vít nhỏ nhất cần đạt được. + Chiều cao máng nạp liệu không quá 1m nhằm tạo điềư kiện cho công nhân thao tác. 3.2.2.2. Phương pháp thiết kế bộ phận trộn Đây là bộ phận quan trọng nhất của máy trộn. trên cơ sở lựa chọn một số thông số ban đầu thích hợp thì thông số quan trọng nhất, quyết định khả năng làm việc của máy thiết kế là kích thước hình học, chế độ động học của cụm trục – dải băng xoắn trộn. Các thông số về kích thước hình học, động học, động lực hoặc của cụm trục – dải băng xoắn trộn được tính theo lý thuyết tính toán của máy trộn vật liệu rời và chọn theo kinh nghiệm. 3.2.2.3. phương pháp thiết kế bộ phận vận chuyển nghuyên liệu, sản phẩm và xử lý bụi Toàn bộ quá trình vận chuyển từ nguyên liệu,bán thành phẩm đến sản phẩm đều bằng vít tải. Dựa vào lý thuyết vận chuyển bằng vít tải để tính toán các thông số hình học của vít tải. Các thông số hình học, động học và động lực học của vít tải. các thông số hình học và động học được tính toán nhằm bảo đảm năng suất khả năng vận chuyển, 36 các thông số động lực học được tính toán nhằm xác định công suất truyền động và độ bền của các chi tiết máy. Dựa vào tính chất khí động của quá trình trộn cùng với các quá trình liên liên quan khác để lựa chọn phương pháp khử và lọc bụi một cách thích hợp. 3.2.2.4. Phương phàp thiết kế bộ phận truyền động Áp dụng lý thuyết truyền động cơ khí để tính toán thiết kế các bộ truyền động đai, bộ truyền động xích và hộp giảm tốc (bộ truyền động bánh răng 2 cấp). 3.3. Phương pháp khảo nghiệm 3.3.1. Phương pháp đo đạc 3.3.1.1. Các thiết bị và dụng cụ đo Thiết bị đo đạc gồm có các loại sau: + Các loại cân để đo khối lượng: cân (thí nghiệm) với mức sai số đo tới ± 1 g, khối lượng lớn nhất cân được 200 g; cân đồng hồ với sai số đó 0,5 %, khối lượng lớn nhất cân được 100 kg; + Đồng hồ đo nhiệt kiểu hồng ngoại của Đài Loan; + Đo các thông số hình học: Các loại thước (thước kẹp với độ chính xác là 0,05 mm, thước mét với độ chính xác là 1 mm); thước đo độ; thước góc. + Đồng hồ đo số vòng quay kiểu hiện số điện tử của Đài Loan; + Đồng hồ đo điện các loại gồm đo dòng điện I (A), đo điện áp U (V), đo công suất điện tiêu thụ (kW) của Hàn Quốc. + Đồng hồ đo thời gian: đồng hồ bám giây; đồng hồ đeo tay; đồng hồ để bàn có chuông. + Thiết bị đo mô đuyn nghiền của Trung Quốc (Bộ sàng dây). 3.3.1.2. Cách xác định các thông số + Đo độ nhỏ của khối hạt: Để đo độ nhỏ của khối hạt dùng thiết bị đo mô đuyn nghiền. Độ nhỏ của khối hạt chính là kích thước trung bình của hạt, tính theo công thức: M = ∑ ∑ + + n 1 i i i 1 n 0 i q q .(d d ) , mm ; (3.1) 37 Trong đó: n – số tầng sàng lắp trong thiết bị đo kể cả đáy (sàng không có lỗ); q – khối lượng hạt nằm trên sàng thứ i; + Đo năng suất Q: Để đo năng suất ta dùng hai dụng cụ đo là cân để xác định khối lượng và đồng hồ để xác định thời gian gia công. Năng suất xác định theo công thức: Q = mT , tấnh ; (3.2) Trong đó: m – khối lượng trộn một mẻ, kg; T – thời gian trộn một mẻ kể từ khi nạp nguyên liệu đến khi kết thúc tháo sản phẩm, h; + Đo công suất tiêu thụ N: Để đo công suất điện tiêu thụ ta dùng công suất kế để xác định công suất sử dụng. Có thể đo công suất điện tiêu thụ thông qua đồng hồ đo đếm điện năng kết hợp đồng hồ đo thời gian. + Đo mức tiêu thụ điện năng riêng Ar: Mức tiêu thụ điện năng riêng Ar được xác định theo công thức: Ar = NQ , kWhtấn ; (3.3) Trong đó các trị số N và Q xác định như đã trình bày ở phần trên. + Đo nhiệt độ của gối đỡ: Để đo nhiệt độ gối đỡ ta dùng thiết bị đo nhiệt độ bằng tia hồng ngoại. + Đo độ trộn đều K: Độ trộn đều xác định thông qua hệ số biến động ∇C tính theo biểu thức: K = 1 – ∇C = 1 x n 1 (x x) n i 1 2 i − ∑ − = (3.4) Trong đó: xi – là tỉ lệ thành phần cát lớn hơn 1 mm ở trong mẫu i xác định bằng sàng, %; x là tỉ lệ trung bình của thành phần cát lớn hơn 1 mm, %. 3.3.2. Phương pháp khảo nghiệm chạy rà máy sau khi chế tạo 38 Quá trình khảo nhgiệm chạy rà thực hiện theo qui định chạy rà máy . Nội dung thực chạy rà theo các bước chạy rà không tải chạy rà có tải . ở nội dung chạy rà có tải thực hiện theo mức tải tính theo mức phầm trăm suất máy khi thiết kế tang dần từ 25%÷100%. 3.3.3. Phương pháp khảo nghiệm xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật 3.3.3.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm + Các thí nghiệm được bố trí theo phương pháp ngẫu nhiên hoàn toàn (CRDCompeletely Randomized Design) các đơn vị thì nghiệm (làm phiếu và bốc thăm) . Trình tự thực hiện các đơn vị thí nghiệm cũng là ngẫu nhiên. 3.3.3.2. Phương pháp xử lý số liệu Áp dụng phương pháp thống kê thực nghiệm trong việc tính toán các đặc trưng thống kê như loại bỏ sai số thô, giá trị trung bình, phương sai mẫu (phương sai thực nghiệm), khoảng tin cậy. 39 Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1. Tính toán thiết kế – chế tạo – lắp đặt hệ thống sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt HTTHHGC – 2 4.1.1. Xác định các dữ liệu thiết kế Năng suất 2 tấnh tương đương 50 baoh ( bao có khối lượng 40 kg ) Sai số khối lượng bao: 40 ±1 kg; Nguồn động lực: động cơ điện ba pha; Khối lượng thể tích của vật liệu trộn γ = 1 Tm3; Góc ma sát của vật với thép : ρ0 = 400. 4.1.2. Sơ đồ cấu tạo HTTHHGC – 2 Hình 4.1. Sơ đồ cấu tạo hệ thống sản xuất bột trát tường HTTHHGC – 2. 1. Máng cấp liệu; 2. Vít tải ngang; 3. Máy trộn vi lượng; 4. Miệng thoát 6 7 8 9 10 5 4 1 2 3 12 11 40 khí; 5.Ống thông khí; 6. Máy trộn chính; 7. Bun ke chứa; 8. Vít tải nghiêng; 9. Máy vô bao; 10. Vít tải vô bao;11. Cân tự động;12. Vít tải đứng 4.1.2.1.Bộ phận nạp liệu: + Nhiệm vụ: Chứa nguyên liệu một mẻ trộn có khối lượng 700 kg, trộn toàn bộ thành phần vi lượng là chất phụ gia có trong hỗn hợp ( tỷ lệ từ 0,45 % ÷ 0,70 %), với nguyên liệu khác có tổng khối lượng khoảng 50 ÷ 100 kg, nạp toàn bộ nguyên liệu một mẻ trộn đã chuẩn bị vào máy trộn khi có tín hiệu nạp. + Cấu tạo gồm: máng cấp liệu (1), vít tải nạp liệu ngang (2), máy trộn vi lượng (3), vít tải đứng dạng kép (12). Trên vít tải nạp liệu ngang (2) là máng cấp liệu (1) + Hoạt động: khi có tín hiệu điện bằng điện thông báo cửa xả của thùng trộn chính đã đóng,hỗn là máy trộn vi lượng (3). Nguyên liệu được chứa ở máng cấp liệu (1), không bị chuyển đi nếu vít tải ngang (2) không làm việc. Nguyên liệu từ máy trộn vi lượng thông với vít tải ngang (2) nhờ cửa kéo tác động bằng tay. Lượng hỗn hợp vi lượng xuống nhiều hay ít tuỳ thuộc mức độ mở cửa thông giữa chúng. Vít tải đứng kép (12) được bố trí ở phía cuối vít tải ngang (2). + Hoạt động: khi có tín hiệu điện bằng đèn (thông báo cửa xả của thùng trộn chính đã đóng), hỗn hợp chứa trong thùng không có thì, bộ phận nạp liệu được khởi động. trước đó, nguyên liệu đã được nạp hết vào máng cấp liệu và máy trộn vi lượng. thời gian yêu cầu trộn vi lượng khoảng 2 ÷ 4 phút. thời gian này thường nhỏ hơn thời gian trộn chính và nằm trong khoảng thời gian nạp liệu vào bộ phận nạp liệu. Khi khởi động cho vít tải đứng kép (12) và vít tải ngang (2) hoạt động thì đồng thời kéo cửa đóng mở ở đáy máy trộn vi lượng (3) để tháo hỗn hợp vi lượng xuống dòng nguyên liệu nạp vào máy. Máy trộn vi lượng (3) luôn hoạt động. Tuy nhiên có thể dừng khi nạp các thành phần để trộn vi lượng. thời gian để nạp một mẻ trộn có khối lượng 700 kg thường kéo dài 3 ÷ 4 phút. Sau khi thấy nguyên liệu ở đáy máng cấp liệu (1) và đoạn vít tải ngang (2) đã hết thì cho ngưng hoạt động nạp liệu để thực hiện một mẻ trộn khác. Số công nhân thực hiện công tác này là hai người. 41 4.1.2.2. Bộ phận trộn + Nhiệm vụ: tiếp nhận hỗn hợp đã được định lượng khi nạp liệu vào trộn và tháo hỗn hợp đã trộn đều xuống bun ke 6. + Cấu tạo: Gồm máy tr
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ & CƠNG NGHỆ F G TÍNH TỐN – THIẾT KẾ – CHẾ TẠO HỆ THỐNG SẢN XUẤT HỔN HỢP CHẤT GIA CƯƠNG BỀ MẶT HTTHHGC – 2A CÓ NĂNG XUẤT TẤN/H Chuyên ngành: khí chế biến bảo quản nơng sản thực phẩm Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS: Nguyễn Như Nam Lê Minh Châu Phạm Ngọc Quân Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 8/2007 LỜI CẢM TẠ Con khắc ghi công ơn sinh thành, nuôi dưỡng cha mẹ gia đình tạo điều kiện cho học tập có ngày hơm Lời chúng em xin gửi lời cám ơn chân thành đến Ban giám hiệu Trường ĐHNL, Ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí - Cơng Nghệ tạo điều kiện để chúng em học tập trường Trong suốt bốn năm học vừa qua trường, kiến thức mà chúng em nhận vô quý báu Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến tồn thể q thầy khoa Cơ Khí - Công Nghệ thầy cô Trường Đại Học Nơng Lâm Tp HCM Chúng em xin gửi lòng biết ơn sâu sắc tới tiến sĩ Nguyễn Như Nam quan tâm giúp đỡ, hướng dẫn truyền đạt cho chúng em kiến thức quý báu để chúng em hồn thành luận văn suốt q trình học tập Chúng em xin chân thành cảm ơn anh Trần Anh Vũ giúp đỡ chúng em hoàn thành công việc chế tạo máy Chúng xin chân thành cảm ơn bạn động viên, giúp đỡ thời gian học tập, làm luận văn Nông lâm, ngày tháng LÊ MINH CHÂU PHẠM NGỌC QUÂN TÓM TẮT LUẬN VĂN năm 2007 Sinh viên thực hiện: Giáo viên hướng dẫn: Lê Minh Châu TS: Nguyễn Như Nam Phạm Ngọc Quân 1.Mục đích luận văn Nghiên cứu ứng dụng tiến kỹ thuật q trình trộn ngồi nước để thiết kế – chế tạo – lắp đặt hệ thống sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt có suất tấn/h Nội dung thực + Lựa chọn mơ hình máy + Tính tốn thiết kế phận làm việc máy + Theo dõi chế tạo máy + Khảo nghiệm đưa vào sử dụng Kết tính tốn a) Kết tính tốn Năng suất (kg/h) 2000 Kích thước máng cấp liệu Dài (mm) 1830 Rộng (mm) 1630 Cao (mm) 700 Kích thước vít tải cấp liệu Đường kích ngồi trục vít (mm) 200 Đường kích trục vít (mm) 70 Bước vít (mm) 160 Chiều dài vít xoắn (mm) 2600 Kích thước vít tải đứng Đường kích ngồi trục vít (mm) 160 Đường kích trục vít (mm) 60 Bước vít (mm) 130 Chiều dài vít xoắn (mm) 3200 Kích thước thùng trộn Đường kính (mm) 900 Chiều dài (mm) 2100 Chiều rộng (mm) 1000 Chiều cao 1200 Kích thước bun ke chứa sản phẩm Chiều dài (mm) 2100 Chiều rộng (mm) 1000 Chiều cao (mm) 2000 Công suất cần thiết động cơ: Truyền động cho trục vít tải máng cấp liệu (kW) Truyền động cho trục vít tải đứng (kW) Truyền động cho trục thùng trộn (kW) Truyền động cho trục vít tải định lượng (kW) Truyền động cho trục vít tải vơ bao (kW) b) Kết khảo nghiệm + Hệ thống làm việc ổn định, đảm bảo chất lượng sản phẩm sản xuất theo TCVN + Máy làm việc có độ tin cậy cao, chưa có hư hỏng đáng kể suốt thời gian vận hành, chăm sóc, bảo dưỡng đơn giản + Hệ thống có giá thành thấp + Máy làm việc có tính kinh tế cao chi phí lao động lẫn chi phí điện Kết luận Máy thiết kế, chế tạo đưa vào sản xuất nhà máy sản xuất hóa chất khu cơng nghiệp Lê Minh Xn – Bình Chánh – Thành Phố Hồ Chí Minh Máy hoạt động ổn định, phù hợp với yêu cầu sản xuất đề SUMMARY Students: Advistor: Le Minh Chau Nguyen Nhu Nam, Dsc Pham Ngoc Quan Purpose Researching and application all the development of mixing technology in our country and abroad to design – manufacture – install produced system of mixing skin coating with power tons/ hour Contents Choose a model of machine Design main parts of machine Follow the process of manufacture Test and apply Resuts a/ Results of caculating Power, (tons/hour) Size of raw matierial trough: Length, (millimeter) 1830 Width, (millimeter) 1630 Height (millimeter) 700 Size of raw matierial auger External Diameter (millimeter) 200 Internal Diameter (millimeter) 70 Auger pitch 160 Length, (millimeter) 2600 Size of standing auger External Diameter (millimeter) 160 Internal Diameter (millimeter) 60 Auger pitch 130 Length, (millimeter) 3200 Size of main mixing bucket Diameter (millimeter) 900 Length, (millimeter) 2100 Width, (millimeter) 1000 Height (millimeter) 1200 Size of containing bunke Length, (millimeter) 2100 Width, (millimeter) 1000 Height (millimeter) 2000 Motor power Tranmission for auger axis of raw matierial trough, (kW): Tranmission for standing auger axis, (kW) Tranmission for metering auger axis, (kW) Tranmission for mixing bucket axis, (kW) Tranmission for packed auger axis, (kW) b Result of testing The system worked firmly, guaranteed quality products to be manufactured according to Viet Nam Standard The machine worked in high confidence, The system has low prices The machine has high valuable economy in both manual labour and electrical energy’s expenses Conclude The machine was designed, manufactured and operated at chemical substance manufactured factory in Le Minh Xuan industrial park – Binh Chanh – HCM City The machine worked firmly, suitable to manufacture demands MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU -1- 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích đề tài Chương TRA CỨU TÀI LIỆU SÁCH BÁO PHỤC VỤ TRỰC TIẾP ĐỀ TÀI 2.1 Nghiên cứu công nghệ sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt 2.1.1 Khái niệm hỗn hợp chất gia cường bề mặt 2.1.2 Công nghệ sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt 2.1.2.1 Nguyên liệu sản xuất 2.1.2.2 Sơ đồ công nghệ 2.2 Cơ sở lý thuyết trình trộn vật liệu rời 2.2.1 Khái niệm 2.2.2 Phân loại máy trộn vật liệu 2.2.1.1 Phân loại theo phương pháp làm việc 2.2.1.2 Phân loại theo nguyên tắc làm việc 2.2.1.3 Phân loại theo nguyên tắc cấu tạo 2.2.3 Lý thuyết trộn hỗn hợp vật liệu rời 2.2.3.1 Các thơng số ảnh hưởng đến q trình trộn 2.2.3.2 Các tiêu đánh giá trình trộn hỗn hợp 2.2.3.3 Cơ chế trình trộn 2.2.4 Cấu tạo lý thuyết tính tốn máy trộn dải băng xoắn 2.2.4.1 Cấu tạo 2.2.4.2 Lý thuyết tính tốn máy trộn dải băng xoắn 2.3 Lý thuyết tính tốn thiết bị vận chuyển hệ thống 2.3.1 Lý thuyết tính tốn vít tải 2.3.1.1 Cấu tạo phân loại vít tải 2.3.1.2 Lý thuyết tính tốn vít tải 2.4 Tình hình sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt nước giới 2.4.1 Tình hình sản xuất nước 2.4.2 Tình hình sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt nước Chương PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 3.1 Phương pháp điều tra thu nhập thơng tin 3.2 Phương pháp tính tốn thiết kế 3.2.1 Lựa chọn mơ hình, nghun tắc làm việc máy thiết kế 3.2.2 Phương pháp tính tốn thiết kế phận làm việc phụ trợ 3.2.2.1 Phương pháp thiết kế phận cấp liệu 3.2.2.2 Phương pháp thiết kế phận trộn 3.2.2.3 phương pháp thiết kế phận vận chuyển nghuyên liệu, sản phẩm xử lý bụi -1-2-3-3-3-3-3-3-4-4-4-4-5-5-5-5-9-12-13-13 -13-16 - 16 - 16 - 17 - - 21 - - 21- 21 - 22 - 22 - 22 - 22 - 22 - 23 - 23 - 23 - 3.2.2.4 Phương phàp thiết kế phận truyền động 3.3 Phương pháp khảo nghiệm 3.3.1 Phương pháp đo đạc 3.3.1.1 Các thiết bị dụng cụ đo 3.3.1.2 Cách xác định thông số 3.3.2 Phương pháp khảo nghiệm chạy rà máy sau chế tạo 3.3.3.2 Phương pháp xử lý số liệu 3.3.3 Phương pháp khảo nghiệm xác định tiêu kinh tế kỹ thuật 3.3.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm Chương THỰC HIỆN ĐỀ TÀI VÀ KẾT QUẢ THẢO LUẬN 4.1 Tính tốn thiết – kế chế tạo – lắp đặt hệ thống sản xuất HTTHHGC – 2A 4.1.1 Xác định liệu thiết kế 4.1.2 Sơ đồ cấu tạo HTTHHGC – A 4.1.2.1.Bộ phận nạp liệu 4.1.2.2 Bộ phận trộn 4.1.2.3 Bộ phận chứa thành phẩm cân vơ bao 4.2 Tính tốn máng cấp liệu 4.2.1 Chọn kích thước máng cấp liệu 4.2.2 Kiểm tra dung tích chứa 4.2.3 Kiểm tra điều kiện chảy vật liệu 4.3 Tính tốn vít tải nghiêng dẩn liệu 4.3.1 Năng suất vít tải nghiêng 4.3.2 Xác định đường kính ngồi vít 4.3.3 Tính lại bước vít 4.3.4 Tính đường kính vít 4.3.5 Chiều dài vít xoắn 4.3.6 Đường kính phần ống bao vít 4.3.7 Xác định trọng lưọng vật liệu m 4.3.8 Tính cơng suất vít tải 4.3.9 Xác định lực chiều trục tác dụng lên trục vít 4.3.10 Xác định momen bề mặt vít tải 4.3.11 Xác định trọng lượng vít tải lực vòng vít 4.3.12 Xác định tải trọng hướng tâm 4.3.13 Xác định momen xoắn trục vít trở lực ổ đỡ 4.3.14 Xác định momen tổng 4.3.15 Xác định momen gây uốn trục 4.3.16 Xác định momen tương đương kiểm tra bền 4.3.17 Xác định độ võng kiểm tra khe hở máng vít vít 4.4 Tính tốn máy trộn vi lượng 4.4.1.Tính tốn kích thước hình học thùng trộn 4.4 Tính tốn thiết kế phận trộn dải băng 4.4.2.1 Kết cấu dải băng máy trộn vi lượng 4.4.2.2 Tính tốn kích thước hình học dải băng 4.4.2.3 Tính tốn động học dải băng - 24 - 24 - 24 - 24 - 24 - 25- 26 - 26 - 26 39 39 39 39 -2841 41 -3042 42 43 43 43 43 44 44 44 44 44 45 45 45 46 46 46 46 47 47 47 - 35 - 35 - 48 - 36 - 36 - 37 - 4.4.2.4 Tính tốn động lực học dải băng 4.5 Tính tốn vít tải đứng nạp liệu 4.5.1 Năng suất vít tải đứng 4.5.2 Xác định đường kính cánh vít 4.5.3 Tính bước vít 4.5.4 Tính đường kính trục vít 4.5.5 Tính chiều dài vít xoắn đứng 4.5.6 Xác định trọng lượng vật liệu mét 4.5.7 Xác định công suất truyền động vít tải đứng 4.5.8 Xác định lực chiều trục tác dụng lên trục vít 4.5.9 Xác định momen bề mặt vít tải 4.5.10 Xác định trọng lượng vít tải lực vòng vít 4.5.11 Xác định tải trọng hướng tâm 4.5.12 Xác định momen xoắn trục vít trở lực ổ đỡ 4.5.13 Xác định momen xoắn tổng 4.5.14 Xác định momen gây uốn trục 4.5.15 Xác định momen tương đương kiểm tra bền 4.5.16 Xác định ứng suấ sinh vít 4.5.17 Xác định độ võng kiểm tra khe hở máng vít vít 4.6 Tính tốn máy trộn 4.6.1 Tính tốn kích thước hình học thùng trộn 4.6.2 Tính tốn thiết kế phận trộn dải băng 4.6.2.1 Kết cấu phận trộn máy trộn 4.6.2.2 Tính tốn kích thước hình học dải băng 4.6.2.4 Tính tốn động học dải băng 4.6.2.3 Tính tốn động học dải băng 4.7 Tính tốn thiết kế bun ke chứa sản phẩm 4.7.1 Nhiệm vụ liệu thiết kế 4.7.1.1 Nhiệm vụ bun ke 4.7.1.2 Các liệu thiết kế 4.7.2 Tính tốn kích thước bun ke 4.8 Tính tốn vít tải nghiêng tháo kết hợp cân định lượng 4.8.1 Năng suất vít tải nghiêng tháo liệu 4.8.2 Xác định đường kính ngồi vít 5.8.3 Tính lại bước vít 4.8.4 Tính đường kính vít 4.8.5 Chiều dài vít xoắn 4.8.6 Đường kính phần ống bao vít 4.8.7 Xác định trọng lượng vật liệu mơt m 4.8.8 Tính cơng suất vít tải 4.8.9 Xác định lực chiều trục tác dụng lên trục vít 4.8.10 Xác định momen bề mặt vít tải 4.8.11 Xác định trọng lượng vít tải lực vòng vít 4.8.12 Xác định tải trọng hướng tâm - 38 51 51 51 52 52 52 52 52 53 53 53 54 54 54 54 54 54 54 55 55 56 - 44 - 44 - 46 - 46 60 61 - 49- 49 61 62 62 63 63 63 63 64 64 64 65 65 65 65 4.8.13 Xác định momen xoắn trục vít trở lực ổ đỡ 4.8.14 Xác định momen tổng 4.8.15 Xác định momen gây uốn trục 4.8.16 Xác định momen tương đương kiểm tra bền 4.8.17 Xác định độ võng kiểm tra khe hở mang vít vít 4.13 Khảo nghiệm ứng dụng dự án vào sản suất 4.13.1 Khảo nghiệm 4.13.1.1.Mục đích khảo nghiệm 4.13.1.2 Kết khảo nghiệm 4.13.2 Xác định tiêu kinh tế kỹ thuật máy HTTHHGC – 2A 4.13.3 Chất lượng sản phẩm 65 66 66 66 66 66 67 67 67 67 Erro r! Bookmark not defined 4.13.4 Năng suất Erro r! Bookmark not defined 4.13.5 Công suất tiêu thụ mức tiêu thụ điện riêng 4.13.6 Chi phí lao động 68 Erro r! Bookmark not defined 4.13.7 Chất lượng làm việc khí hệ thống Erro r! Bookmark not defined 4.13.8 Kiểm tra đánh giá tác động môi trường Erro r! Bookmark not defined 70 4.13.9 Ý kiến thảo luận Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận 5.2 Đề nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC TẬP BẢN VẺ - 60- 72 72 - 61- 10 sản xuất phương pháp hút, cân để lắng đo hàm lượng bụi 5,5 mg bụi/m3 So với tiêu chuẩn, hàm lượng bụi có khơng khí khu vực sản xuất đạt tiêu chuẩn cho phép 4.13.9 Ý kiến thảo luận Kết khảo nghiệm ch thấy: + Hệ thống HTTHHGC – 2làm việc ổn định, đảm bảo chất lượng sản phẩm sản xuất theo TCVN + Máy làm việc có độ tin cậy cao, chưa có hư hỏng đáng kể suốt thời gian vận hành, chăm sóc, bảo dưỡng đơn giản + Hệ thống có giá thành thấp + Máy làm việc có tính kinh tế cao chi phí lao động lẫn chi phí điện 71 Chương KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận Đề tài hồn thành mục tiêu nơi dung nghiên cứu bao gồm: + Đã nghiên cứu thiết kế, chế tạo đưa vào phục vụ sản xuất hệ thống sản xuất hỗn hợp chất gia cườngh bề mặt HTTHHGC – có suất /h + Hệ thống HTTHHGC – có ưu điểm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật sản xuất chất tăng cứng bề mặt bê tông độ trộn đều, chi tiết cấu thành máy làm việc có độ tin cậy cao, giảm thiểu mức độ ô nhiễm môi trường, sản xuất có hiệu cao + Cụm gối đỡ – ổ bi vít tải đứng thiết kế tự lựa gối đỡ có khả chịu tốt lực chiều trục hạn chế khả không đồng trục gia cơng vít tải + Sử dụng vít tải nghiêng kết hợp với cân điện tử để cân tự động sản phẩm Đảm bảo tốt yêu cầu kỹ thuật độ xác khối lượng cân so với việc sử dụng truyền thống vít tải ngang, băng tải hay van cánh quay + Thiết bị vơ bao kiểu vít có độ phía miệng bao + Thơng khí thùng trộn bun ke chứa để khơng tạo áp lực khí dương thùng chứa nhằm hạn chế ô nhiễm môi trường 5.2 Đề nghị Tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện HTTHHGC – 2, để phát triển vào sản xuất thương mại TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 72 [1] Nguyễn Như Nam, Trần Thị Thanh, Bùi Ngọc Hùng, Lê Anh Đức cộng tác viên Các kết nghiên cứu công nghệ máy thiết bị sản xuất thức ăn chăn nuôi từ 1998 – 1999 NXB Nông Nghiệp, 1998 [2] Nguyễn Như Nam, Trần Thị Thanh Máy Gia Công Cơ Học Nông Sản Thực Phẫm NXB Giáo Dục – 2000 [3] Hoàng Kim Cơ Kỹ thuật lọc bụi làm khí NXB Giáo dục 1999 [4] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập I tập II NXB Giáo dục 20003 [5] Tăng Văn Đoàn, Trần Đức Hạ Giáo trình kĩ thuật mơi trường NXB Giáo dục 1995 [6] Phạm Thượng Hàn, Nguyễn Trọng Quế, Nguyễn Văn Hòa Nguyễn Thị Vấn Kỹ thuật đo lường đại lượng vật lý tập I & tập II NXBGD, 1996 [7] Nguễn Hữu Lộc Cơ sở thiết kế máy NXB Đại học Quốc gia TP HCM, 2004 [8] Vũ Bá Minh & Hồng Minh Nam Q Trình thiết bị cơng nghệ hóa học tập II – học vật liệu rời Trường Đại học Bách khoa TP.HCM, 1995 [9] Nguyễn Minh Tuyển Các máy khuấy trộn công nghiệp NXB KH KT Hà Nội, 1997 [10] Lã Đình Trao Các q trình máy gia cơng học trơng cơng nghiệp hóa chất Trường Đại Học Bách khoa Hà Nội, 1976 [11] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN : 2003 Bột Bả Tường (Skim coat) Hà Nội 2003 Tiếng Anh [12] C E Aubel and H B Pfost, Processing sorghum Grain for Swine - How it affects feeding values, Feeds illustrated , Dec 1961 [13] David L Bell, Mechanised Livestock Feeding, A Division of Blackwel Scientific Publication Ltd, Cambridge MA 02142, USA, 1990 [14] Harry B Pfost, Feed Manufacturing Technology, Kansas State University, 1981 73 PHỤ LỤC 4.9 Tính tốn thiết kế phận vơ bao 4.9.1 Tính tốn thiết kế phận chứa sản phẩm vô bao Mỗi bao sản phẩm có khối lượng 40 kg, dung tích phận chứa sản phẩm vơ bao là: Vvb ≥ 40/γ Trong đó: γ – khối lượng thể tích sản phẩm γ = 1.000 kg/m3 Vvb ≥ 40/1000 = 0,4 m3 (4.86) Bun ke có dạng hình chóp với kích thước phân bố hình 4.9 500 500 200 500 200 130 Hình 4.9 Bun ke chứa sản phẩm vơ bao 4.9.2.Tính tốn vít tải vơ bao 4.9.2.1 Xác định suất vít tải vơ bao Hệ thống gồm cân vít tải vô bao tự động với suất tấn/ h Như làm việc cân vô bao phải có suất Qvb ≥ 2.000 / 40 = 50 bao chọn suất vô bao Qvb = 60 bao/h Thời gian vơ bao hồn chỉnh ( cân, nạp, lấy ta khỏi máy) tvb = 3600/Qvb = 60 s (4.88) Phân phối thời gian vô bao sau: 74 + Cân nạp vào máy vô bao: 15 giây + Vít tải máy vơ bao nạp sản phẩm vào bao: 25 giây + Thời gian thao tác: 20 giây Như suất vít tải vơ bao Qvvb = 40 / 60 = 0,7 kg/s hay 2400 kg/h (4.89) 4.9.2.2 Xác định đường kính ngồi vít Từ cơng thức tính suất vít tải nghiêng: Q = 47,1.D2.S.n.γ C ϕ Trong : S – bước vít , S= (0,8 : 1)D Chọn S = 0,8 D; n – số vòng quay vít n = 580 vg/ph; ϕ – hệ số chứa phụ thuộc vật liệu với vật liệu bột, ϕ = 0,6 ÷ 0,7 chọn ϕ = 0,7; C – hệ số phụ thuộc góc nghiêng đặt vít, với vít đặt nghiêng theo chiều dốc c = 1; γ – khối lượng thể tích, γ = 1.000 kg/m3 D=3 5760 Q =3 = 0,056m 47,1 n.γ C.ϕ 0,8 47,1.580.1000.1.0,6.0,8 Chọn D = 0,056 m (4.90) 4.9.2.3 Tính lại bước vít S = 0,8.D = 0,8 0,056 = 0,044 m (4.91) 4.9.2 Tính đường kính vít d = (0,2 ÷ 0,35)D = (0,2 ÷ 0,35) 0,056 = 0,04 ÷ 0,07 Chọn d = 0,02m (4.92) 4.9.2.5 Chiều dài vít xoắn Chiều dài vít xoắn thỏa điều kiện vận hành nhằm đảm bảo chiều dài cấp liệu vô bao Lvvb = 0,58 m (4.93) 4.9.2.6 Đường kính phần ống bao vít Db = D + λ Chọn λ = 1,5 mm Vậy Db = 0,056 + 2.0,0015 = 0,06 m 75 (4.94) Ống bao làm từ ống tiêu chuẩn có đường kính ngồi 68 mm, đường kính 60 mm 4.9.2.7 Xác định trọng lượng vật liệu môt m q = 1000 π D ϕ ρ C.g = 1000 3,14.0,056 0,6.0,65.1.9,81 = 14 N / m (4.95) 4.9.2.8 Tính cơng suất vít tải Cơng suất vít tải nghiêng tính theo cơng thức : N = kg.kpg.kβ.g.Q(L.cos50 + H).kxp Trong đó: kg – hệ số tính đến trở lực mở máy, kg = 1,05 ÷ 1,2 = 1,2; kpg – hệ số tính đến đảo trộn sản phẩm vận chuyển, kpg = 1,05 ÷ 1,4 Chọn kpg = 1,4; kβ – hệ số tính đến góc ngiêng đặt vít tra bảng ta có kβ = 0,9; kxp – hệ số tính đến tải trọng mức độ phức tạp kxp = 1,2 ÷ 4,0 Chọn kxp = 3; Q – suất máy Q = 14 T/h = 2,7 kg/s; g – gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s2; L – chiều dài vận chuyển, L = 0,58; H – độ cao vận chuyển, H = Lsinβ = 0,58.sin200 = 0,198 m Thay giá trị vào công thức ta có: N = 1,2 x 1,4 x 1,0 x 9,81 x 0,7 x (0,58.cos200 + 0,198).15 = 130 W (4.96) Vậy cơng suất dẫn động cho vít tải NTT = k.N/η = 1,5 0,13 / 0,94 = 0,2 kW Trong đó: k – hệ số dự trữ cơng suất, k = 1,5; η – hiệu suất truyền động từ động đến vít gồm: + Hiệu suất cụm ổ đỡ vít tải, ηo = 0,99; + Hiệu suất truyền đai ηd = 0,95; η = ηd ηo = 0,95 0,99 = 0,94 4.9.2.9 Xác định lực chiều trục tác dụng lên trục vít Ta có : A = q.L.(Sin β + f.Cos β ) 76 (4.97) f – hệ số ma sát vật liệu thép, f = tg 400 = 0,8391 Trong đó: Vậy : A =14 0,58 (Sin200 + 0,8391.cos200) = 10 N (4.98) 4.9.2.10 Xác định momen bề mặt vít tải M1 = P.0,5.Dtb = A.0,5.Dtb.tg(α + β ) Trong đó: P – lực vòng đặt bề mặt vít có đường kính Dtb = 0,8 D = 0,8 0,056 = 0,044 m; A – lực chiều trục, A = 10 N; α – góc nâng cánh vít theo đường tròn có bán kính Dtb: α = arctg 0,044 S = arctg = 17,67 3,14.0,044 Dtb ρ0 – góc ma sát vật liệu với thép, ρ0 = 400; Thay vào công thức ta : M1 = 10 0,5.0,044 tg(17,670 + 400) = 0,4 , N.m ; (4.99) 4.9.2.11 Xác định trọng lượng vít tải lực vòng vít - Trọng lượng vít tải : Gv = qv.L qv tra bảng ta qv = 83 N/m Vậy: Gv = 83 0,58 = 48 N - (4.100) Lực vòng vít: P= 2M 2.0,4 ⇒P= = 18 N 0,044 Dtb (4.101) 4.9.2.12 Xác định tải trọng hướng tâm R = (GV Cosβ ) + P = (48.Cos 20 ) + 18 = 48,6 N (4.102) 4.9.2.13 Xác định momen xoắn trục vít trở lực ổ đỡ M = ( A + Gv Sinβ ) f1 Trong đó: Dtd d + R f1 2 f1 – hệ số ma sát ổ lăn f1 = 0,08 Dtb– đường kính trung bình ngỗng mép, Dtb = 0,8 D = 0,044m; d – đường kính trục d= 0,02 m Vậy M = (10 + 48.Sin20 ).0,08 0,02 0,044 + 48,6.0,08 = 0,1Nm 2 77 (4.103) 4.9.2.14 Xác định momen tổng M = KM1 + M2 Trong đó: k hệ số chọn theo vật liệu k = 1,2 Vậy: M = 1,2 0,4 + 0,1 = 0,58 N.m (4.104) 4.9.2.14 Xác định momen gây uốn trục Tải trọng tác dụng lên mét chiều dài vít (coi tải trọng phân bố đều) q' = R 48,5 = = 83,6 N / m L 0,58 q ' l 83,6.0,58 Mu = = = 3,5 Nm 8 (4.105) 4.9.2.15 Xác định momen tương đương kiểm tra bền Xác định momen tương đương M td = Mu + M = 3,882 + 1,1862 = 4,1Nm (4.106) Xác định ứng suất sinh vít σ= M td 4,1 = = 1,3.10 N / m < 6.10 N / m 3 0,1.d 0,1.0,03 (4.107) 4.10 Tính tốn lựa chọn thiết bị cân tự động 4.10.1 Mô tả thiết bị Thiết bị cân tự động mua thị trường với số liệu đặc trưng sau: + Bộ phận cảm biến khối lượng: thiết bị Mỹ sản xuất, mức chịu từ ÷ 200 kg + Bộ phận xuất tín hiệu điều khiển Singapore sản suất Model VC202, 220/230 V AC 4.10.2 Cài đặt chương trình a Gài đặt khối lượng cân chuẩn Mở máy (ấn nút on/off) Nhấn đồng thời phím: G/N Enter Nhập mã số cho máy:2001.Bấm Enter Xuất hình chữ C Bấm Enter Xuất hình chữ C 1.1 Yet Bấm Enter Xuất hình chữ C 1.2E Bấm Enter Xuất hình chữ C 1.3D Bấm Enter 78 Xuất hình chữ C 1.4d Bấm Enter Xuất hình chữ C 1.5d Bấm Enter 10 Xuất hình chữ C d Bấm Enter 11 Xuất hình chữ C 2.1 eBấm Enter 12 Xuất hình chữ C 2.2 rnP Bấm Enter 13 Xuất hình chữ C 2.4 d Bấm Enter 14 Xuất hình chữ C 2.5 AO Bấm Enter 15 Xuất hình chữ C 2.6 AO Bấm Enter 16 Xuất hình chữ C 1.12 Bấm Enter 17 Xuất hình chữ C Bấm Enter 18 Xuất hình chữ C 3.1Adr O Bấm Enter 19 Xuất hình chữ C 3.2.CH Bấm Enter 20 Xuất hình chữ C Bấm Enter 21 Xuất hình chữ C 4.1 (hoặc 6) Bấm Enter 22 Xuất hình chữ C 4.2 Bấm Enter 23 Xuất hình chữ C 4.3 Bấm Enter 24 Xuất hình chữ C Bấm Enter 25 Xuất hình chữ C 5.1 Kg Bấm Enter 26 Xuất hình chữ C 5.2 Lb Bấm Enter 27 Xuất hình chữ C 5.3 non Bấm Enter 28 Xuất hình chữ C 5.4 2; ghi chú: số thể hiên độ xác số sau dấu phẩy Bấm Enter 29 Xuất hình chữ C Tiến hành gài đặt khối lượng cân lớn 50 kg bấm phím chọn 50.00 bấm enter 30 Xuất hình chữ C5.6 5.(ghi chú: thể mức nhảy 50 gam) 31 Xuất hình chữ C 5.7 2.0d Bấm Enter 32 Xuất hình chữ C6 Bấm Enter b Gài đặt điều khiển khối lượng cân định lượng tự động 33 Xuất hình chữ : C6 CAL Bấm Enter 79 34 Xuất hình chữ : C6.1 rC Bấm Enter 35 Xuất hình chữ : r 0.00 Bấm Enter 36 Xuất hình chữ r 0.00 (các số nhấp nhái ) BấmEnter 37 Xuất hình chữ: Chờ số nhấp nháy xuất chữ : End Bấm Enter bỏ tải trọng đặt lên cân b Gài đặt khối lượng cân định lượng mức lựa chọn: 38 Bấm đồng thời phím: F9 Shift Bấm Enter 39 Xuất hình: Tiếp tục xuất hiện: S SP1 0.00 Bấm Enter 40 Xuất hình: E Tiến hành đặt điểm cách bấm lên bàn phím khối lượng nhỏ khối lượng cân cần định lượng Ví dụ 10.00 (Nghĩa 10 kg) Bấm Enter 41 Xuất hình: Tiếp tục xuất hiện: SP2 S 0.00 Bấm Enter 42 Xuất hình: E 40.00 Nếu đồng ý khối lượng cân định lượng 40 kg giữ ngun Còn khơng đặt lại cách bấm lên bàn phím khối lượng cân định lượng (Ví dụ : 38.50 Nghĩa đặt mức cân 38.50 kg Đến mức vít tải khơng nạp Trong q trình vít dừng nạp thêm số bột Vì cân 40 kg thực nghiệm lên đặt 38.5 kg chẳng hạn hay nhỏ ) Bấm Enter 43 Xuất hình: 0.00 I I I STB Zero Net Print KG Ie Lowbat Chương trình kết thúc gài đặt Ghi chú: Nếu muốn thay đổi khối lượng cân cần thực lại từ mục III (Từ bước 38 đến bước 44, không cần làm lại từ đầu) 80 4.11 Tính tốn thiết kế hệ thống thơng khí 4.11.1 Phương pháp thiết kế Hiện tượng bụi sinh hai q trình cơng nghệ nạp nguyên liệu trộn vào máy trộn tháo sản phẩm từ máy trộn xuống b chứa sản phẩm + Khi nạp nguyên liệu trộn vào máy trộn chính: máy trộn kà buồng kin, việc nạp nguyên liệu vào sinh áp suất dư, gấy nên tượng bụi khe hở lắp ghép máy trộn Bụi khơng gây nhiễm mơi trưòng, làm thất ngun liệu mà nhanh chóng làm hỏng chi tiết có bề mặt làm việc chuyển động phải di trì bơi trơn ổ bi máy trộn Đồng thời làm giảm khẳ nạp liệu vào máy trộn vít tải tính tốn thiết kế Để khắc phục tượng này, cần giải vấn đề thông gió nạp liệu Điều có nghĩa là, việc ngun liệu trộn nạp vào máy trơn chính, chiếm chổ phần tử khí có máy trộn tạo áp suất dư buồng máy trộn Như nạp nguyên liệu trộn vào máy trộn cần thiết phải đưa phần tử khí buồng máy trơn bên ngồi thơng qua phân lọc Khi tháo sản phẩm từ máy trộn xuống b chứa thành phẩm Do b chứa thành phẩm kín nên việc tháo sản phẩm từ buồng máy trộn xuống b sinh áp suất dư b, áp suất chân khơng máy trộn Chính áp suất dư có b gây nên tượng bụi khe hở lắp ghép b Bụi khơng gây nhiễm mơi trưòng, làm thất ngun liệu mà nhanh chóng làm hỏng chi tiết có bề mặt làm việc chuyển động phải di trì bơi trơn ổ bi vít tải tháo liệu đồng thời làm giảm khả tháo sản phẩm xuống b Còn áp suất chân khơng sinh buồng máy trộn khơng gây nên tượng xấu nêu Để khắc phục tượng này, cần thiết giải vần đề thơng gió tháo sản phẩm Điều có nghĩa việc tháo sản phẩm từ máy trộn xuống b, chiếm chỗ phần tử khí có b Do tạo nên áp suất dư b áp suất âm máy trộn Như vậy, cần điều hòa khơng khí hai buồng điều hòa giải cách lắp đặt ống dẫn nối thông hai buồng với Nhờ nối thông hai buồng mà tượng chênh lệch áp suất cân 4.11.2 Thiết kế hệ thống lọc khí 81 4.11.2.1 Các liệu thiết kế: + Khối lượng riêng ngun liệu Trong tính tốn thơng khí, coi khối sản phẩm nạp vào máy trộn khối lượng vật liệu đặc, nên thay khối lượng thể tích với γ = 1.000 kg/m3 Việc thay khối lượng riêng ρ khối lượng thể tích γ làm cho kết tính tốn sát với mục tiêu giải + Khối lượng nguyên liệu nạp vào máy trộn Mnl = 700 kg/ mẻ + Thời gian nạp liệu vào mc tnl = phút = 0,017 h 4.11.2.2 Nội dung thiết kế: + Thể tích khơng khí chiếm chổ trình nạp nguyên liệu trộn là: Vkk = Mnl / γ = 700 / 1.000 = 0,7 m3 (4.108) + Lưu lượng khí tạo là: Qkk = Vkk / tnl = 0,7 /0,017 = 41,17 m3/h (4.109) + Diện tích vải bọc cần thiết xác định theo cơng thức: Fvl = Qkk / (I.ηvl) Trong đó: (4.110) I – cường độ bề mặt lọc I = 15 – 200 m3/m2.h Do khí bụi có kích thước siêu mịn, vải bọc chọn sợi bông, nên chọn I = 100 m3/m2.h ηvl – hiệu suất làm việc bề mặt lọc ηvl = 0,85 Fvl = 41.17/(100 0,85) = 0,484 m2 (4.111) + Chọn lỗ lắp bề mặt vải lọc có dạng hình chữ nhật có kích thước: 0,7 x 1m Để lỗ lắp vải lọc đồng thời chổ công nhân chui vào thao tác buồng mc 4.11.3 Tính tốn ống dẫn khí Các liệu thiết kế: + Khối lượng riêng nguyên liệu, tương tự tính tốn thơng khí coi khối lượng sản phẩm nạp vào mc khối lượng đặc, nên thay khối lượng thể tích với γ = 1.000 kg/m3 + Khối lượng sản phẩm tháo xuống b Msp = 7.00 kg/mẻ + Thời gian tháo sản phẩm xuống b tsp = phút =60 s + Vận tốc lưu chuyển dòng khí điều kiện áp suất thường v = ÷ m/s Chọn v = m/s Nội dung thiết kế: 82 + Thể tích khơng khí chiếm chổ q trình tháo sản phẩm từ máy trộn xuống bun ke Vkk = Msp / γ = 700 / 1.000 = 0,7 m3 (4.112) + Lưu lượng khí tạo là: Qkk = Vkk / tsp = 0,7 /60 = 0,012 m3/s (4.113) + Chọn ống thơng khí dạng tròn Vậy đường kính ống thơng khí Dtk = 4.Vkk /(π.v) = 4.0,012 /(3,14.1) = 0,147 m Chọn ống thông khí dạng ống nhựa tiêu chuẩn φ140 (4.114) 4.12 Kết tính tốn truyền động khí 4.12.1 Tính tốn truyền động cho vít tải nghiêng nạp liệu - Cơng suất cần thiết truyền động: N = 0,85 kW - Động dẫn động động diện pha 4AX90L4Y3; cơng suất kW, số vòng quay động 1450 vg/phut, hệ số cosϕ = 0,83, hiệu suất η = 80 % - Phân phối truyền: gồm 01 hộp số bánh răng, 01 truyền xích Hộp số bánh cầp có i = 12 - Bộ truyền xích: loại xích ống lăn có bước xích t = 25,4 mm i = 1, số z1 = z2 = 18 có 18 mắc xích 4.12.2 Tính tốn truyền động cho máy trộn vi lượng - Công suất cần thiết truyền động: N = 0,3 kW - Động dẫn động động diện pha 4A71B4Y3; cơng suất 1,5 kW, số vòng quay động 1450 vg/phút, hệ số cosϕ = 0,7, hiệu suất η = 70 % - Phân phối truyền: gồm 01 hộp số bánh răng, 01 truyền xích Hộp số bánh cầp có i = 12 - Bộ truyền xích: loại xích ống lăn có bước xích t = 25,4 mm i = 1, số z1 = z2 = 18 có 18 mắc xích 4.12.3 Tính tốn truyền động cho vít tải đứng - Công suất cần thiết truyền động: N = 2,2 kW - Động dẫn động động diện pha 4A100L4Y3; cơng suất kW, số vòng quay động 1450 vg/phút, hệ số cosϕ = 0,84, hiệu suất η = 84 % - Phân phối truyền: gồm 01 truyền đai 83 - Bộ truyền đai:loại B, tỉ số truyền i = 3,5, đường kính bánh đai lớn 350 mm, đường kính bánh đai nhỏ 100 mm, chiều dài đai tiêu chuẩn 1600 mm, số đai 4.12.4 Tính tốn truyền động cho máy trộn - Cơng suất cần thiết truyền động: N = 6,2 kW - Động dẫn động động diện pha 4A132S4Y3; cơng suất kW, số vòng quay động 1450 vg/phút, hệ số cosϕ = 0,86, hiệu suất η = 87,5 % - Phân phối truyền: gồm 01 hộp số bánh răng, 01 truyền xích - Hộp số bánh cầp có i = 30 - Bộ truyền xích: loại xích lăn có bước xích t = 25,4 v i = 1, số z1 = z2 = 18 có 18 mắc xích 4.12.5 Tính tốn truyền động cho vít tải nghiêng tháo sản phẩm - Công suất cần thiết truyền động: N = kW - Động dẫn động động diện pha 4AX90L4Y3; công suất 2,2 kW, số vòng quay động 1450 vg/phút, hệ số cosϕ = 0,83, hiệu suất η = 80 % - Phân phối truyền: gồm 01 hộp số bánh răng, 01 truyền đai, 01 truyền xích - Bộ truyền đai: loại B, tỉ số truyền i = 2, đường kính bánh đai lớn 200 mm, đường kính bánh đai nhỏ 100 mm, chiều dài đai tiêu chuẩn 1400 mm, số đai - Hộp số bánh cầp có i = 12 Cơng ty VINAPRO sản xuất Công suất truyền cực đại 12 HP - Bộ truyền xích: loại xích ống lăn có bước xích t = 25,4 mm i = 1, số z1 = z2 = 18 có 18 mắc xích 4.12.6.Tính tốn truyền động cho vít tải nghiêng vơ bao sản phẩm - Công suất cần thiết truyền động: N = 0,469 kW - Động dẫn động động điện pha 4A71B4Y3; công suất 0,75 kW, số vòng quay động 1370 vg/phút, hệ số cosϕ = 0,7, hiệu suất η = 70 % - Phân phối truyền: 01 truyền đai - Bộ truyền đai:loại B, tỉ số truyền i = 3, đường kính bánh đai lớn 300 mm, đường kính bánh đai nhỏ 100 mm, chiều dài đai tiêu chuẩn 1250 mm, số đai 84 85 ... TÀI 2. 1 Nghiên cứu công nghệ sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt 2. 1.1 Khái niệm hỗn hợp chất gia cường bề mặt 2. 1 .2 Công nghệ sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt 2. 1 .2. 1 Nguyên liệu sản xuất. .. TÀI VÀ KẾT QUẢ THẢO LUẬN 4.1 Tính tốn thiết – kế chế tạo – lắp đặt hệ thống sản xuất HTTHHGC – 2A 4.1.1 Xác định liệu thiết kế 4.1 .2 Sơ đồ cấu tạo HTTHHGC – A 4.1 .2. 1.Bộ phận nạp liệu 4.1 .2. 2 Bộ... cường bề mặt HTTHHGC 2A có xuất /giờ 1 .2 Mục đích đề tài Nghiên cứu ứng dụng tiến kỹ thuật trình trộn nước để thiết kế – chế tạo – lắp đặt hệ thống sản xuất hỗn hợp chất gia cường bề mặt có suất