Thiết kế máy ép than tổ ong

Than là một trong những nguyên liệu lâu đời nhất trong xã hội loài người. Đây là nguồn nguyên liệu chính của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất, giúp cho loài người thay đổi mọi mặt về điều kiện kinh tế, xã hội… Tuy ngày này nguồn năng lượng sạch đã dần thay thế vị trí của than, nhưng ở những nơi có điều kiện kinh tế chưa phát triển, năng lượng sạch chưa thể tiếp cận và gây ảnh hưởng tới đời sống thì than vẫn là nguồn nguyên liệu chính yếu, hoặc những nước phát triển thì vẫn còn sử dụng than để sưởi ấm, dùng làm nhiên liệu để chạy máy hơi nước, máy phát điện, trong công nghiệp đốt nóng và nhiều lĩnh vực khác của đời sống.

nhà trường và tập thể quý thầy cô Khoa Cơ Khí trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh đã ra sức giảng dạy, truyền đạt kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm thực tế trong

suốt thời gian học tập tại trường Đó là những điều hữu ích và thiết thực giúp em trang bị cho mình những kiến thức nền tảng để hoàn thành luận văn này

Cùng với đó, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Phan Đình Huấn đã tận tình

giúp đỡ, chỉ bảo và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực tập tại xưởng và làm luận văn tốt nghiệp Nhờ đó,em vừa có thể củng cố kiến thức chuyên môn, vừa có thêm kinh nghiệm thực tiễn cũng như học hỏi được những bài học quý báu về những nhân cách cần có của một người kỹ sư Và em tin rằng, những kiến thức đó cũng sẽ là hành trang hỗ trợ đắc lực cho

em trong công việc mai sau

Và cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến tập thể Ban giám đốc và anh em kỹ sư, công nhân

thuộc Cty TNHH Công Nghệ Sài Gòn đã hỗ trợ trong quá trình thực tập tại xưởng

Em xin kính chúc mọi người dồi dào sức khỏe và đạt được nhiều thành công trong công việc cũng như trong cuộc sống

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Phạm Bá Vinh

thiện, không ngừng vươn tới một đỉnh cao mới, trong đó có những thành tựu cơ khí hoá trong sản xuất Khẳng định được vai trò của ngành cơ khí trong chiến lược cơ khí trong chiến lược cơ khí hoá,tự động hoá đất nước là việc rất có ý nghĩa, tạo khả năng phát triển một ngành kinh tế công nghiệp mạnh mẽ Ở các nước phát triển ngành cơ khí chế tạo máy luôn được quan tâm hàng đầu Ở nước ta công nghệ cũng đã đi vào sản xuất Trong đó nghiên cứu về ngành sản xuất than

tổ ong của nước ta cũng rất phát triển, chúng ta thấy từ sản xuất thủ công bằng lao động chân tay,con người đã phát minh và cải tiến ra những chiếc máy ép than tổ ong ngày càng tiện lợi,cho năng xuất cao hơn Hiện nay nhu cầu sử dụng than tổ ong thay thế những nhiên liệu khác đang rất cần thiết, do vậy cần cải tiến máy móc để phục vụ nhu cầu đó

Xuất phát từ vấn đề trên, kết hợp sự hướng dẫn của PGS TS Phan Đình Huấn em đã thực hiện luận văn về đề tài “Thiết kế máy ép than tổ ong” Thực tế máy ép than tổ ong có nhiều loại với mỗi loại đều có ưu nhược điểm khác nhau Với nền kinh tế hiện vẫn có khó khăn của nước ta thì tiêu chí năng suất và giá thành chế tạo sẽ được ưu tiên Do đó để đáp ứng những tiêu chí trên em chọn kiểu máy ép bằng trục khuỷu với kết cấu dễ chế tạo và cho năng suất cao Với nhiệm vụ được đưa ra như trên, em đã đưa ra được quy trình gồm tập thuyết minh giới thiệu và tính toán ,các bản vẽ nguyên lý ,các bản vẽ lắp,bản vẽ 3d,….Trong quá trình thực hiện em còn thiếu sót là khó tránh khỏi vì kiến thức còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế chưa có nhiều và thời gian thực hiện luận văn hạn hẹp.Do đó, em rất mong nhận được sự đóng góp của quý thầy/cô không chỉ trong phạm vi luận văn mà còn về chuyên môn

Cuối cùng em xin cảm ơn thầy đã tận tình hướng dẫn, sửa chữa để giúp em hoàn thành luận văn này

LỜI MỞ ĐẦU ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH HÌNH VẼ vii

DANH SÁCH BẢNG BIỂU ix

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1 Giới thiệu chung về than đá 1

1.2 Giới thiệu về than tổ ong 2

1.3 Một số chất phụ gia để pha trộn với than đá 3

1.3.1 Trộn với than bùn 3

1.3.2 Trộn với đất sét 4

1.3.3 Than được trộn với một số chất kết dính kể trên nhưng hòa thêm một số chất mồi lửa 4

1.3.4 Loại than sạch mới 4

1.4 Chọn hỗn hợp than 5

1.5 Độ nén, cơ lý tính của viên than 6

1.6 Ứng dụng của than tổ ong 7

1.7 Xác định lực ép, lực đầm chặt 7

1.8 Tình hình phát triển sản xuất than tổ ong trong và ngoài nước 7

a Tình hình trong nước: 7

b Tình hình nước ngoài 8

1.9 Giới thiệu quy trình công nghệ dập than tổ ong 9

1.10 Kết luận 10

2.2 Phân tích và lựa chọn phương án ép than 12

2.2.1 Phương án 1: Ép dựa vào thuỷ lực 12

2.2.2 Tạo hình viên than nhờ máy ép trục vít 16

2.2.3 Tạo hình than nhờ năng lượng trục khuỷu : Kiểu máy ép cơ khí trục khuỷu 19

2.2.4 Tạo hình than nhờ năng lượng khí ép 22

CHƯƠNG 3: YÊU CẦU KỸ THUẬT 25

3.1 Phân tích các yêu cầu kỹ thuật 25

3.2 Phân tích các kết cấu của máy 26

3.2.1 Chuyển động tịnh tiến của con trượt nhờ trục khuỷu 27

3.2.2 Chuyển động tính tiến nhờ trục lệch tâm kiểu một trục 27

3.2.3 Cơ chế chuyển động thông qua các khâu bản lề: 28

3.5 Thiết kế các cơ cấu máy và hình dáng tổng thể của máy: 32

3.5.1 Cụm tạo lỗ 32

3.5.2 Cơ cấu giúp hạn chế việc hư hại của nhông (cong nhông) 34

3.5.3 Cơ cấu đẩy than 35

3.5.4 Cơ cấu ép than 36

3.5.5 Thanh ngang 38

3.5.8 Khung máy 41

3.5.9 Cụm đưa than ra ngoài: 42

3.5.10 Khay chưá than đột lỗ 43

3.5.11 Thiết bị che chắn bộ truyền động cơ khí khi hoạt động 44

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 47

4.1 Tính toán chọn động cơ, bánh đà và các thông số kỹ thuật của máy 47

4.2 Thiết kế bộ truyền đai: 50

4.3 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng 52

4.3.1 Cặp bánh răng cấp nhanh 52

4.3.2 Cặp bánh răng cấp chậm 53

4.4 Thiết kế trục - chọn then 54

4.4.1 Phân tích lực tác dụng lên bộ truyền và biểu đồ moment của từng trục 54

4.4.2 Xác định đường kính của các đoạn trục 58

4.4.3 Chọn và kiểm nghiệm then 59

4.4.4 Chọn ổ lăn 60

4.4.5 Chọn nối trục 61

CHƯƠNG V: QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG , LẮP ĐẶT ,VẬN HÀNH VÀ BẢO TRÌ MÁY 63

5.1 Quy trình làm việc của hệ thống: 63

5.2 Các vấn đề của máy và khắc phục 65

5.2.1 Nhông tạo lỗ 65

5.2.2 Khắc phục kẹt điểm chết trong hành trình lên xuống của bánh đà 67

5.2.3 Mức độ ổn định của hệ thống cao 67

5.2.4 Hạ giá thành chế tạo 67

5.2.5 Chi phí bảo dưỡng thấp 67

5.5 Bảo trì máy 68

5.6 An toàn lao động 68

CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 70

6.1 Kết luận 70

6.2 Hướng phát triển của đề tài 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

Hình 1 2 Lò sử dụng than tổ ong 3

Hình 1 3 Ưu điểm của than gáo dừa 5

Hình 1 4 Sản phẩm viên than tổ ong sạch 8

Hình 2 1 Nguyên lý tạo hình viên than 12

Hình 2 2 Nguyên lý thuỷ lực 13

Hình 2 3 Sơ đồ chung máy dập thuỷ lực 14

Hình 2 4 Nguyên lý hoạt động của bộ phận van thuỷ lực 15

Hình 2 5 Dạng ren máy ép vít ma sát 16

Hình 2 6 Máy ép nhờ ma sát trục vít 17

Hình 2 7 Máy ép trục vít kiểu ma sát 18

Hình 2 8 Máy ép trục vít kiểu ma sát đĩa hình côn 18

Hình 2 9 Nguyên lý dập trục khuỷu 19

Hình 2 10 Máy ép cơ khí dạng trục khuỷu 20

Hình 2 11 Kiểu máy ép nhờ năng lượng khí nén 22

Hình 2 12 Bộ van phân phối điều khiển khí né 8 23

Hình 3 1 Bố trí bánh đà hai phía 26

Hình 3 2 Bánh đà 26

Hình 3 3 Cơ cấu trục khuỷu – tay biên 27

Hình 3 4 Chuyển động trục khuỷu nhờ 2 trục 27

Hình 3 5 Chuyển động trục khuỷu thông qua 1 trục 28

Hình 3 6 Cơ cấu chuyển động thông qua các khâu bản lề 28

Hình 3 7 Sơ đồ động bố trí của máy ép than thiết kế 30

Hình 3 8 Hình dạng nhông tạo lỗ than 33

Hình 3 9 Bộ phận mang nhông 34

Hình 3 10 Bộ phận giúp định vị nhông,hạn chế cong nhông 35

Hình 3 11 Bộ phận đẩy than 36

Hình 3 12 Bộ phận đẩy than Error! Bookmark not defined. Hình 3 13 Bộ phận ép than 37

Hình 3 16 Cơ cấu cam thay đổi vị trí mâm xoay tự động 41

Hình 3 17 Khung máy 42

Hình 3 18 Băng tải đưa than ra ngoài 43

Hình 3 19 Khay hứng than rớt ra khi đột lỗ 44

Hình 3 20 Nắp che chắn động cơ 45

Hình 3 21 Máy tạo hình than viên trên thiết kế 3D 46

Hình 4 1 Lựa chọn đai theo công suất và số vòng quay (Đai thang thường) 51

Hình 4 2 Các lực tác dụng lên bộ truyền 54

Hình 4 3 Biểu đồ moment trục I 56

Hình 4 4 Biển đồ moment trục II 57

Hình 4 5 Biểu đồ moment trục III 58

Hình 4 6 Hệ thống dẫn động chính của máy của cụm máy tạo hình than 62

Hình 5 1 Hành trình đi lên của máy 63

Hình 5 2 Hành trình đi xuống của máy 64

Hình 5 3 Cơ cấu cam 65

Hình 5 4 Cơ cấu định vị nhông khi đi xuống 66

Bảng 4 1 Thông số động cơ chính 49

Bảng 4 2 Phân phối tỷ số truyền hệ dẫn động máy tạo hình than 50

Bảng 4 3 Thông số đầu vào cho bộ truyền đai của máy tạo hình than 50

Bảng 4 4 Thông số bánh đai 51

Bảng 4 5 Thông số đầu vào của cặp bánh răng cấp nhanh 52

Bảng 4 6 Thông số cặp bánh răng cấp nhanh 52

Bảng 4 7 Thông số đầu vào của cặp bánh răng cấp chậm 53

Bảng 4 8 Thông số cặp bánh răng cấp chậm 53

Bảng 4 9 Thông số đầu vào trên 3 đoạn trục 54

Bảng 4 10 Thông số khoảng cách 55

Bảng 4 11 Đường kính các đoạn trục 59

Bảng 4 12 Thông số then 59

Bảng 4 13 Bảng kiểm nghiệm độ bền then và trục 60

Bảng 4 14 Kết quả chọn ổ lăn 61

Bảng 4 15 Bảng thông số nối trục 61

Bảng 4 16 Bảng thông số nối trục 61

Bảng 4 17 Kích thước chốt 61

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung về than đá

Than là một trong những nguyên liệu lâu đời nhất trong xã hội loài người Đây là nguồn nguyên liệu chính của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất, giúp cho loài người thay đổi mọi mặt về điều kiện kinh tế, xã hội… Tuy ngày này nguồn năng lượng sạch đã dần thay thế vị trí của than, nhưng ở những nơi có điều kiện kinh tế chưa phát triển, năng lượng sạch chưa thể tiếp cận và gây ảnh hưởng tới đời sống thì than vẫn là nguồn nguyên liệu chính yếu, hoặc những nước phát triển thì vẫn còn sử dụng than để sưởi ấm, dùng làm nhiên liệu để chạy máy hơi nước, máy phát điện, trong công nghiệp đốt nóng và nhiều lĩnh vực khác của đời sống

Than đá là một dạng không tinh khiết của carbon, hình thành từ các tàng tích của thực vật thời tiền sử, than đá rất dễ cháy và toả rất nhiều nhiệt Cũng như dầu khí, than đá là nhiên liệu hóa thạch trong khi dầu khí hình thành từ tàng tích động vật, các tàng tích thực vật này bị ép chặt và biến đổi bởi các lớp đất đá nằm trên chúng

Thành phần chính của than đá là Cacbon, ngoài ra còn có các nguyên tố khác như lưu huỳnh,hydro,nitơ

Có ba loại than chính, mỗi loại có hàm lượng carbon khác nhau:

+ Than Antraxit + Than Bitun

+ Than Nâu Than Antraxit là dạng than có giá trị nhất vì nó chứa xấp xỉ 95% carbon, than Bitun chứa 70%, than nâu chứa 50% Phần lớn than được tìm thấy trong các vỉa dưới mặt đất

Các ứng dụng:

Than đá là nhiên liệu chính cho các cuộc cách mạng công nghiệp cuối thế kỷ 18, nó tạo ra công suất cho động cơ hơi nước và chế tạo thép gang, than làm nhiên liệu cho nhà máy nhiệt điện, ngành luyện kim Ngày nay phần lớn than đá được đốt trong nhà máy nhiệt điện để tạo điện năng, khi than được chưng cất, nó giải phóng dầu và hắc ín có chứa các hóa chất để làm sản phẩm như thuốc nhuộm, than cốc Than cốc được sử dụng làm nhiên liệu không khói và chế tạo gang

Gần đây than còn dùng cho ngành hóa học tạo ra các sản phẩm như dược phẩm, chất dẻo, sợi nhân tạo Than chì dùng làm điện cực Ngoài ra than còn được dùng nhiều trong việc sưởi ấm từ

xa xưa nhưng khi cháy chúng tỏa ra rất nhiều khí CO có thể gây ngộ độc nên cần sử dụng trong các lò sưởi chuyên dụng có ống khói dẫn ra ngoài cũng như có các biện pháp an toàn khi sử dụng chúng

Than có tính chất hấp thụ các chất độc vì thế người ta gọi là than hấp thụ hoặc là than hoạt tính

có khả năng giữ trên bề mặt các chất khí, chất hơi, chất tan trong dung dịch Dùng nhiều trong việc máy lọc nước, làm trắng đường, mặt nạ phòng độc

Đặc biệt đối với việc nấu nướng, chế biến thức ăn, nấu rượu…thì nguyên liệu để cung cấp nhiệt lượng cổ điển như than, củi, rơm rạ…đến các phương pháp hiện đại như đốt bằng ga, dầu Trong đó than đá giữ một vai trò quan trọng bởi vì nó có giá thành rẻ so với các loại khác và tỏa ra nhiệt lượng lớn, không phải tiếp nhiên liệu thường xuyên

Than đá không chỉ là sản phẩm dành cho việc phát triển kinh tế, nguyên liệu máy móc và nhà máy, chất đốt mà còn dùng làm điêu khắc, vẽ tranh mỹ nghệ đó là tác phẩm do những nghệ nhân giỏi nghệ thuật

Than đá đang được khai thác tại mỏ than Quảng Ninh (hình 1.1), nơi có sản lượng than lớn nhất nước ta và cung cấp than hầu hết cho khắp cả nước

1.2

Giới thiệu về than tổ ong

Hình 1 1 Tài nguyên đá dồi dào

Loại lò than thông dụng ( hình 1.2) được sử dụng trong việc đốt than tổ ong hiện nay Lò than thiết kế đảm bảo thông khí, than được đốt hết, quá trính cho than vào và lấy than ra dễ dàng

Hình 1 2 Lò sử dụng than tổ ong

Trong những năm trở lại đây than tổ ong được đưa vào sử dụng phổ biến với nhiều loại khác nhau về kích thước và khối lượng, về tính chất mồi, thời gian nấu, về nhiệt lượng tỏa ra, có thể dùng than hoạt tính hoặc than thường

Than tổ ong có nguyên liệu chính làm từ than cám, than đá trộn với bùn đất, nén lại thành viên có hình dạng như tổ ong Trên thị trường hiện nay có nhiều loại than tổ ong, nhưng có thể chia làm hai loại chính: than tổ ong làm từ than đá và than tổ ong làm từ than gáo dừa Than tổ ong làm từ than đá có ưu điểm là thời gian cháy lâu hơn, nhiệt lượng cao hơn Đối với than gáo dừa thì việc nhen mồi mau, ít độc hại, đỡ tốn thời gian mồi lửa nhưng chế tạo lâu, tốn công làm giá thành cao nên ít được dùng

1.3 Một số chất phụ gia để pha trộn với than đá

Than sau khi được khai thác ở hầm mỏ, được nghiền nhỏ thông qua máy nghiền Nếu chỉ cho

là bột than vào khuôn ép tạo thành viên than thì nó sẽ ít kết dính với nhau vì vậy để tăng thêm độ bền, độ kết dính cho viên than và dễ gây cháy người ta trộn thêm nước và một số chất phụ gia cho viên than để tang độ ẩm và tăng bền để vận chuyển dễ dàng không bị đổ vỡ

Ta đưa thêm than bùn và nước vào 20% thể tích viên than Thành phần có ở bùn lầy, do những cây cối, xác động vật chết lâu ngày vùi trong bùn hình thành than bùn

Ưu điểm: Dễ mồi lửa, cháy nhanh cho nhiệt lượng lớn

Nhược điểm: nguyên liệu than bùn ít, khó tìm, làm bẩn nhà máy, gây ô nhiễm môi trường

1.3.2 Trộn với đất sét

Thành phần đất sét có độ kết dính cao nhưng sản lượng ít, đối với một số loại bazan, đất đỏ…lẫn một ít đất sét, loại này rất nhiều trong thiên nhiên Độ ẩm 20 – 30%

Ưu điểm: Dễ tìm, dễ khai thác, đem lại hiệu quả kinh tế

Nhược điểm: Độ nhạy bén tương đối ít, chi phí vận chuyển đắt

1.3.3 Than được trộn với một số chất kết dính kể trên nhưng hòa thêm một số chất mồi lửa

Loại này giá thành cao, chỉ đem lại lợi ích cho việc mồi lửa, người sản xuất thì tốn giai đoạn thêm hợp chất mồi lửa vào viên than nên tốn công đoạn làm hỗn hợp than, tốn chi phí nên loại này ít dùng

1.3.4 Loại than sạch mới

Ngày nay nhằm hạn chế việc ô nhiễm do đốt than tạo ra người ta đã thêm các thành phần khác vào hỗn hợp than tạo ra viên than sạch oxi và loại than tổ ong làm từ than gáo dừa Than sạch OXI và than gáo dừa được thiết kế phù hợp với tất cả các loại bếp tổ ong

+ Thành phần chính than oxi gồm: chất khử độc tự nhiên được trộn với than bùn và than cám loại 1 từ Quảng Ninh Trước khi than được đóng khuôn than được ủ với chất hóa học không gây hại cho môi trường để khử độc trong thời gian ủ bằng phản ứng hoá học Sau khi than cháy khí độc sẽ ở lại trong rác của than mà không bay ra môi trường bên ngoài Than oxi có đặc điểm nổi bậc như: Rất dễ nhóm ,bén nhanh,ít khói và lượng khí độc hại thường có trong than như SO2, NO2, CO… thấp hơn tiêu chuẩn cho phép Tính ưu việt của than sạch oxi là ở việc than nhanh bén cháy nên dễ dàng nhóm cháy ,không bắn tia lửa điện khi đang cháy ,người sử dụng không cần ủ than qua đêm vì vậy rất tiếc kiệm ,giảm thiểu khí thải độc ra môi trường Than có thể đốt cháy triệt để khoảng 3 - 4 tiếng; Không khói, mùi rất ít (trong khi than tổ ong xưa khi đốt và trong quá trình sử dụng có mùi sặc sụa và sinh nhiều khói); Lượng khí thải CO tầm 0,98 mg/m3 (than

tổ ong xưa tầm 3mg/m3); Lượng khí thải SO2 tầm 0,047 mg/m3 (than tổ ong xưa thải 0,08 mg/m3); Lượng khí thải NO2 tầm 0,044 mg/m3 (than tổ ong xưa tầm 0,5 mg/m3)

Khói/ khí Không có Khói nồng nặc

Mùi Mùi rất ít, chỉ có 1 lúc khi đốt lên

Bảng 1 1 So sánh các chỉ tiêu của than sạch oxi và than tổ ong xưa

+ Than tổ ong gáo dừa thành phần chính từ than gáo dừa, trộn thêm bột mì và nước để tăng

độ kết dính, than không khói, đảm bảo sạch, an toàn

Hình 1.3 trình bày than hoạt tính gáo dừa với đặc tính thân thiện và là một nhiên liệu sạch thay thế cho các loại than truyền thống trong tương lai Than hoạt tính gáo dừa với các đặc điểm nổi bật như: Thời gian đốt dài (3- 4 giờ / 1kg); Không khói không mùi (phù hợp cho sưởi ấm, đun nấu) Đơn vị nhiệt cao, lượng tro thấp và không độc hại Giá thành cũng tương đối, phù hợp cho người dân sử dụng cho các hoạt động sinh hoạt

than,chất mồi cháy cho nên hỗn hợp than có độ kết dính cao, đảm bảo độ cứng cho vận chuyển

và đảm bảo thời gian cháy Như vậy thành phần tạo ra hỗn hợp than gồm có:

+ Đất sét được khai thác ở vùng lân cận nơi sản xuất Độ kết dính phụ thuộc vào hàm lượng đất sét rất nhiều

+ Bột than: Khai thác ở các hầm mỏ Quảng Ninh ,Nông Sơn…vận chuyển về nơi sản xuất ,sau đó đường nghiền nhỏ thông qua quá trình trộn và nghiền và trộn thành những hỗn hợp nhất định

+ Nước được phun đều lên hỗn hợp than khoảng 20 – 30%

+ Chất mồi cháy

Hỗn hợp than được đưa lên máy ép nhờ băng tải hoặc vít tải đưa than đến máy trộn làm đều cho hỗn hợp trước khi ép

1.5 Độ nén, cơ lý tính của viên than

Mục đích của máy ép là tạo liên kết bền vững cho vật liệu ép để thuận lợi cho việc vận chuyển

và sử dụng than Bộ phận tạo hình dạng sản phẩm là trục ép và khuôn ép Đường kính của trục

ép và khuôn ép không thay đổi trong quá trình ép nhưng vị trí thay đổi Khi nguyên liệu được nạp vào buồng ép đến vị trí ép, trục ép tịnh tiến từ trên xuống do đó nó chịu áp lực ngày càng tăng, làm cho nguyên liệu vị ép chặt lại

Ép chặt sản phẩm luôn đi kèm với sự nghiền nát và sự kết dính của vật liệu làm than Do đó thường xuyên xảy ra biến dạng dẻo và đàn hồi

Ép than tổ ong là một bước quan trọng trong quy trình công nghệ, nó quyết định hầu như toàn

bộ chất lượng, năng suất và giá thành sản phẩm Đối với cơ cấu truyền lực cho chày ép là tay quay– thanh truyền đảm bảo máy cứng vững, không cồng kềnh, lực ép lớn

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ép than :

+ Áp suất ép riêng

+ Ma sát của sản phẩm với dụng cụ ép

+ Chế độ ép có thể là chu kỳ hay liên tục

+ Lực ép

+ Độ ẩm, nhiệt độ, thời gian ép

+ Hình dạng vật ép và mối tương quan kích thước của nó

+ Ảnh hưởng từ các thông số của máy: kích thước, độ cứng vững, khả năng công nghệ của máy, độ mòn của máy, chu kì hoạt động máy

1.6 Ứng dụng của than tổ ong

Do nguyên liệu chế tạo than tổ ong rất rẻ nên giá của than tổ ong trên thị trường rất cạnh tranh với các loại chất đốt khác Tuy có giá thấp, nhưng giá trị sử dụng của than tổ ong rất cao Một viên than cỡ trung bình có thể đốt trong 4-6h, nhiệt lượng tỏa ra khoảng 3500 cal/g-5000 cal/g, lên đến 1500°C tiết kiệm hơn rất nhiều nếu sử dụng gas hoặc điện

1.7 Xác định lực ép, lực đầm chặt

Việc đo đạt thực nghiệm lấy số liệu với viên than có các kích thước

+ Đường kính 120mm

+ Chiều cao 100mm

+ 19 lỗ thông khí trên viên than có đường kính mỗi lỗ thông là 10-13mm

Đồ bền nén viên than còn được gọi là cường độ ép giới hạn

Thiết bị ép: Dùng máy ép thuỷ lực

Viên than thử độ bền phải nguyên vẹn không nức vỡ và có độ ẩm quy định

Tiến hành thử : Đặt mẫu thử lên trên mặt ép,cho máy chạy từ từ để mẫu thử áp chặt vào mặt

ép trên Tải trọng nén phải tăng đều cho đến khi mẫu thử bị phá huỷ hoàn toàn

Kết quả lực ép đầm chặt trên 1 viên than : Pép ~ 20000 N

Pđục lỗ ~ 2700 N Với việc chế tạo máy ép một lần được 2 viên than nhằm tăng năng suất thì

Pép ~ 40000N Pđục lỗ ~ 5400N Tổng lực ép trên toàn tiết diện: P ~ 45400 N

1.8 Tình hình phát triển sản xuất than tổ ong trong và ngoài nước

a Tình hình trong nước:

Với mức sống chưa phải quá cao như ở Việt Nam hiện nay thì việc sử dụng than tổ ong là

vô cùng phổ biến không chỉ ở các vùng thưa dân cư,vùng nông thôn mà còn phổ biến ở các vùng thành phố đông đúc Chính vì vậy việc gia tăng sản xuất để đá ứng nhu cầu sử dụng than tổ ong của người dân là điều cấp thiết Dưới sự lãnh đạo của doanh nhân Nguyên Thị Huệ đã tiên phong thay đổi công nghệ,đưa máy đóng than bằng điện thay thế máy đóng than dập tay tại khu vực

Quảng Ninh và qua quá trình xử lý nghiêm ngặt,giảm thiểu hầu hết những chất độc hại trong quá trình sản xuất và cho ra viên than tổ ong chất lượng với tên gọi “than sạch Oxi ” Hiện nay, với một sự “phủ sóng” dày đặc bởi những đại lý cấp 1 cấp 2, Than sạch Oxi đã có mặt ở khắp mọi miền tổ quốc từ Bắc vô Nam và được người dân đặt cho những cái tên rất thân thuộc “than sạch

Hà Nội“, “Than sạch TPHCM“, “Than sạch Sài Gòn“

Và từ đó, than sạch Oxi chính là nguồn cảm hứng cho những công ty, nhà máy, xí nghiệp sản xuất than tổ ong để thay đổi quy trình sản xuất để cho ra những viên than tổ ong chất lượng hơn, đảm bảo hơn tới người tiêu dùng để bảo vệ sức khỏe và cảnh quan, môi trường đô thị

b Tình hình nước ngoài

Trữ lượng than trên toàn thế giới cao hơn gấp nhiều lần trữ lượng dầu mỏ và khí đốt Người

ta ước tính có trên 10 nghìn tỷ tấn, trong đó trữ lượng có thể khai thác là 3.000 tỷ tấn mà 3/4 là than đá Than tập trung chủ yếu ở Bắc bán cầu, trong đó đến 4/5 thuộc về Trung Quốc (tập trung

ở phía Bắc và Đông Bắc), Hoa Kỳ (chủ yếu ở các bang miền Tây), LB Nga (vùng Ekibát và Xibêri), Ucraina (vùng Đônbat), CHLB Đức, Ấn Độ, Ôxtrâylia (ở hai bang Quinslan và Niu Xaoên), Ba Lan Công nghiệp khai thác than xuất hiện tương đối sớm và được phát triển từ nửa sau thế kỉ XIX Sản lượng than khai thác được rất khác nhau giữa các thời kì, giữa các khu vực

Hình 1 4 Sản phẩm viên than tổ ong sạch

và các quốc gia, song nhìn chung, có xu hướng tăng lên về số lượng tuyệt đối Trong vòng 50 năm qua, tốc độ tăng trung bình là 5,4%/năm, còn cao nhất vào thời kì 1950 - 1980 đạt 7%/năm

Từ đầu thập kỉ 90 đến nay, mức tăng giảm xuống chỉ còn 1,5%/năm Mặc dù việc khai thác và

sử dụng than có thể gây hậu quả xấu đến môi trường (đất, nước, không khí ), song nhu cầu than không vì thế mà giảm đi Các nước sản xuất than hàng đầu là Trung Quốc, Hoa Kỳ, Ấn Độ, Ôxtrâylia, Nga, chiếm tới 2/3 sản lượng than của thế giới Nếu tính cả một số nước như Nam Phi, CHLB Đức, Ba Lan, CHDCND Triều Tiên thì con số này lên đến 80% sản lượng than toàn cầu Một số nước châu Á, bao gồm cả Trung Quốc, nước tiêu thụ than lớn nhất thế giới, đang chuyển sang sử dụng khí đốt và năng lượng tái tạo Nhưng than đá vẫn sẽ là nguồn năng lượng chính trong khu vực do có giá cả cạnh tranh và tính hiệu quả, Benjamin Sporton, Giám đốc điều hành Hiệp hội Than thế giới nhìn nhận

Các nhà sản xuất toàn cầu như Rio Tinto và Glencore, thành viên của Hiệp hội Than thế giới ước tính rằng châu Á sẽ chiếm 77% nhu cầu lắp đặt các nhà máy điện than trên toàn cầu vào năm

2040 (con số này trong năm 2016 là 66% và năm 2000 chỉ là 38%)

Trung Quốc sẽ tiếp tục chiếm gần một nửa trong tổng số nhu cầu trên, trong khi Ấn Độ dự kiến sẽ tăng đáng kể nhà máy điện than Các quốc gia Đông Nam Á cũng sẽ có số nhà máy điện than tăng đáng kể bởi các nước như Malaysia và Thái Lan đang đa dạng hóa nhiên liệu sử dụng của mình sau nhiều năm phụ thuộc vào trữ lượng khí tự nhiên

1.9 Giới thiệu quy trình công nghệ dập than tổ ong

Việc sản xuất than giúp giải quyết công ăn việc làm cho người lao động, cải thiện điều kiện làm việc và khả năng làm việc của người lao đông Từ tầm quan trọng của than nói trên nên để thiết lập một quy trình công nghệ sản xuất than tối ưu là việc cần thiết

1.10 Kết luận

Qua chương 1,em đã thực hiện :

+ Giới thiệu chung về than đá và than tổ ong

+ Giới thiệu một số chất phụ gia để pha trộn với than đá

+ Giới thiệu chọn hỗn hợp than

+ Giới thiệu độ nén ,cơ lý tính của viên than

+ Giới thiệu ứng dụng của viên than tổ ong

+ Giới thiệu lực ép, lực đầm chặt của 1 viên than

+ Giới thiệu về tình hình khai thác và sản xuất than ở trong và ngoài nước

+ Giới thiệu quy trình công nghệ dập than tổ ong

Phơi khô và đưa vào kho bảo quản và sau đó tiêu thụ

Kiểm tra Đẩy xuống băng tải đưa ra ngoài Khuôn ép tạo ra viên than chuyển tới thùng chứa nhiên liệu máy ép than

Máy trộn (thêm phụ gia và nước Nguyên liệu nghiền nhỏ

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1 Giới thiệu chung về các phương pháp ép than tổ ong

Than tổ ong được sử dụng rộng rãi ở Đà Nẵng do nhiều ưu điểm và rẻ Trước đây than được sản xuất chủ yếu từ các phương pháp thủ công, dùng sức người là chính Than được trộn đều bằng các dụng cụ thô sơ, sau đó đổ vào khuôn, dùng nắp khuôn lèn chặt, sau đó mở ra lấy viên than ra ngoài Hiện nay phương pháp thủ công ít được sử dụng do chất lượng viên than thấp, tốn sức nên chỉ làm ở cơ sở nhỏ, phục vụ với nhu cầu ít

Nguồn cung cấp than chính là công ty than miền Trung, các chi nhánh rải rác khác ở Đà Nẵng như Hòa Phát, Non Nước… Than được nghiền và trộn tại chỗ hay chuyển từ nơi khác tới Sau

đó chuyển than về nơi sản xuất than tổ ong Tại đây dùng máy ép than tổ ong ép thành sản phẩm

Cơ cấu chính của máy ép gồm 1 cần ép và một cần đẩy Năng suất làm việc tùy khả năng của máy Ở đây yêu cầu là 1000 viên/giờ Sau khi ép thì đẩy than xuống băng tải và đi phơi Sau một thời gian sử dụng thì các chốt bị mòn đi, do đó các lỗ trên viên than bị nhỏ lại, khi này ta cần thay

bộ chốt mới

Nguyên lý tạo thành hình viên than tổ ong :

Than bột sẽ điền đầy vào khuôn

chứa than

Nhờ 1 lực tác động vào chày nén bột than thành viên than như

thiết kế

Tạo lỗ thông khí trên viên thanTạo ra viên than như thiết kế ban

đầu

2.2 Phân tích và lựa chọn phương án ép than

2.2.1 Phương án 1: Ép dựa vào thuỷ lực

Máy ép thuỷ lực hay còn được gọi là máy thuỷ lực là một loại máy ép thông dụng trong

đó sử dụng xi lanh thuỷ lực để tạo ra một lực nén Hiểu một cách đơn giản hơn thì đây là loại máy

ép sử dụng áp lực tác động lên chất lỏng để nén ép hoặc đè bẹp một vật dụng hay chất liệu nào

đó tuỳ theo yêu cầu Hoạt động của loại máy này tương tự với hệ thống thuỷ lực của một đòn bẩy cơ khí Sức mạnh của máy thuỷ lực là rất lớn với khả năng ép được các thanh thép nặng đến vài trăm tấn thành các hình dạng tuỳ ý trong thời gian nhanh chóng

Máy ép thuỷ lực cũng thuộc nhóm máy tạo ra lực tác dụng tĩnh,là thiết bị truyền dẫn bằng chất lỏng (dầu,nước) áp suất cao Nguyên lý tạo ra lực ép cực lớn cho máy ép thủy lực chính là nhờ

nó được chế tạo theo định luật truyền áp suất trong chất lỏng dựa theo nguyên lý định luật Pascal,

Hình 2 1 Nguyên lý tạo hình viên than

trong đó khi áp suất được áp dụng trên các chất lỏng ở một hệ thống kín thì áp lực trong toàn hệ thống khép kín đó là luôn luôn không đổi Các loại máy ép sử dụng xi lanh thủy lực đều được trang bị hai chiếc xi lanh dung tích khác nhau đồng thời hai xi lanh có đường ống nối với nhau, trong từng xi lanh lại có một piston vừa khít Ở hệ thống này, có một piston hoạt động như một máy bơm với một lực cơ khí khiêm tốn trên diện tích mặt cắt ngang nhỏ, một piston khác với diện tích lớn hơn tạo ra một lực tương ứng lớn trên toàn bộ diện tích của piston đó Điều đó giải thích tại sao máy ép thủy lực lại có áp lực lớn đến như vậy để có thể thực hiện được các công việc đòi hỏi sức mạnh và công suất nén lớn trong các ngành công nghiệp chế tạo hiện nay

Nếu ta có hệ xylanh-pittong được nối với nhau bằng ống dẫn, bên trong chứa đầy chất lỏng Dưới tác dụng ngoại lực lên đầu pittong có tiết diện đầu A1 là F1 sẽ tạo ra một áp suất trong ống chất lỏng P, gọi là áp suất thủy tĩnh Theo định luật Pascal, áp suất lực P được truyền cho toàn bộ khối chất lỏng nằm trong xylanh và luôn có hướng vuông góc với mọi thành ống Áp suất chất lỏng được tạo ra có giá trị P=F1/A1 Như vậy, do áp suất chất lỏng luôn có chiều vuông góc với pittong nên chúng tạo ra áp lực tác dụng lên đầu pittong tiết diện A2 có giá trị F2=P.A2 Chính lực này sẽ tạo ra công năng để biến dạng vật liệu

Có nghĩa là, lực F2 luôn bằng tích F1 với tỷ số giữa diện tích A2/A1 Như vậy, tỷ số A2/A1 càng lớn, áp lực dùng để gia công vật liệu càng lớn

Nguyên lý làm việc của máy này như sau:

Hình 2 3 Sơ đồ chung máy dập thuỷ lực

1.Bể chứa dầu 2 Bơm 3 Van ổn áp 4.Van phân phối

5 Pittong ép 6 Xylanh ép 7 Xylanh nâng 8.Pittong nâng

9 Trụ dẫn hướng 10 Đầu ép 11 Bàn gá đầu ép 12 Trụ cố định

Năng lượng từ bơm (2) sẽ đi qua van ổn áp (3) và tích lại 1 phần ở đấy, tiếp tục dòng thủy lực

đi qua van phân phôi (4) Van này có chức năng điều khiển dòng chảy làm cho xy lanh nâng (7)

và xy lanh ép (6) lên xuống thực hiện chức năng tạo áp lực Với áp lực từ pittong ép (5) đi xuống thì bàn gá đầu ép (11) và đầu ép (10) sẽ tác dụng lực vào đối tượng sản xuất

Nguyên lý hoạt động của bộ phận van phân phối điều khiển máy ép thuỷ :

Khi chưa điều khiển van (3), dầu bơm theo đưòng ống (1) vào cửa P, ra cửa T về bể theo đường (9).Khi van (3) được điều khiển ở trạng thái X, dầu cấp vào cửa P, ra cửa b vào khoang trên xi lanh (4), đẩy pittông (5), do đó đẩy đầu trượt (7) đi xuống thực hiện ép

Hình 2 4 Nguyên lý hoạt động của bộ phận van thuỷ lực

1 Đường dầu cấp 2 Bể hồi dầu 3 Van phân phối 4 Xilanh thủy lực

5 Pittông 6 Cần pittông 7 Đầu trượt 8 Đường dẫn hướng

9 Đường dầu hồi 10 Van an toàn 11 Đồng hồ đo áp suất

Ưu điểm:

+ Dễ điều khiển, tự động hóa

+ Tốc độ, lực dập có thể thay đổi theo yêu cầu làm việc

+ Kết cấu máy đơn giản, dễ chế tạo, lắp đặt

+ Các chi tiết đơn giản, có sẵn theo tiêu chuẩn

+ Các chi tiết thủy lực tiêu chuẩn, có thể thay đổi trên nền thiết kế trước nhằm cải tiến hệ thống

+ Lực ép lớn

Nhược điểm:

+ Hệ thống thủy lực phức tạp, cồng kềnh với hệ thống bể dầu và các bộ phận hút, xả dầu + Giá thành tương đối cao

+ Yêu cầu kỹ thuật cao

+ Năng suất thấp hơn so với phương trục khuỷu

2.2.2 Tạo hình viên than nhờ máy ép trục vít

Nguyên lý làm việc của máy như sau:

Sử dụng trục vít – đai ốc với ren không tự hãm: với góc nâng ren lớn hơn góc ma sát Răng ren là hình vuông hoặc ren Accimet: đảm bảo độ bền lớn

Hình 2 6 Máy ép nhờ ma sát trục vít

1 Bánh ma sát chủ động 2 Bánh ma sát bị động 3 Trục vít

7 Đầu trượt 8 Khuôn trên 9 Khuôn dưới

10 Gá khuôn dưới 11 Bệ máy 12 Móng máy

Nguyên lý làm việc: Từ động cơ, chuyển động truyền qua bộ truyền đai , đến bánh ma sát chủ động (1), truyền chuyển động cho bánh ma sát (2), làm trục vít (3) quay Do đai ốc (4) cố định, nên trục vít (3) vừa quay, vừa tịnh tiến lên/xuống tuỳ thuộc chiều quay của bánh (1); thông qua khớp cầu (6), đầu trượt (7) sẽ tịnh tiến lên/xuống theo, trên đầu (7) sẽ lắp búa hoặc nửa khuôn trên

Xét máy ép vít ma sát với vít quay và tịnh tiến, đai ốc đứng yên

Nguyên lý: sử dụng bộ truyền vít me – đai ốc làm việc theo nguyên lý ăn khớp của cặp ren (giữa ren trong trên đai ốc với ren ngoài trên vít me) để biến đổi chuyển động quay thành tịnh tiến

Phần động được truyền dẫn sẽ chuyển động xuống dưới với vận tốc nhất định để tạo ra năng lượng làm biến dạng dẻo vật dập

Phần động (quay và tịnh tiến) gồm: bánh đà quay, vít chuyển động xoắn, đầu trượt tịnh tiến

+Vốn đầu tư ít, cách vận hành đơn giản

Nhược điểm:

+Độ cứng vững thấp

+Tốc độ thấp nên năng suất thấp

+Hoạt động không liên tục

+Loại máy này không thể điều khiển tự động

+So với máy dập trục khuỷu cùng cỡ, vít ma sát có thể sử dụng để chế tạo sản phẩm có kích

thước lớn hơn Hành trình lớn hơn máy dập trục khuỷu nên có thể dập được các vậy dập cao hơn

+Không cho phép dập lệch tâm do đặc điểm kết cấu của máy (sẽ làm cong vít khi dập)

2.2.3 Tạo hình than nhờ năng lượng trục khuỷu : Kiểu máy ép cơ khí trục khuỷu

Là một trong những phương pháp dập sử dụng lực ép cơ khí, được sử dụng rộng rải trong

nhiều ngành công nghiệp Máy ép trục khuỷu dùng chủ yếu để dập tấm, dập thể tích nóng, nguội,

cắt phôi và thực hiện nhiều nguyên công khác trong gia công áp lực

Hmin - Hmax : chiều cao khép kín nhỏ nhất-lớn nhất của máy

S: hành trình toàn bộ của máy

Sα : hành trình tức thời của máy tương ứng với góc quay α

α : góc quay của trục khuỷu tính từ đường trục tới bán kính khuỷu (ngược chiều quay trục khuỷu)

β : góc kẹp giữa biên và đường trục

R, L : bán kính khuỷu và chiều dài biên R=OA, L=AB

Ω : tốc độ góc (coi không đổi) của trục khuỷu

K : hệ số tay biên K=R/L B1 , B2 : điểm chết trên và dưới của máy

Hình 2 9 Nguyên lý dập trục khuỷu

Nguyên lý của máy dập sử dụng trục khuỷu là tạo lực dập bằng cách biến chuyển động quay của trục truỷu thành chuyển động tịnh tiến của hành trình dập Cơ cấu thường được sử dụng là

cơ cấu tay quay con trượt với tay quay là trục khuỷu, tạo ra hành trình dập bằng 2 lần độ lệch trục khuỷu

4 Bánh răng lồng không 5 Ly hợp ma sát 6 Thanh truyền

7 Đầu trượt (lắp búa hoặc khuôn) 8 Bàn máy (lắp đe hoặc khuôn)

Hình 2.10 mô tả nguyên lý làm việc của máy ép cơ khí dạng trục khuỷu với kiểu máy này ta

có thể tận dụng năng lượng từ hành trình đi xuống của con trượt (do trục khuỷu chuyển động quay tròn tạo ra) và tạo lực ép tạo hình viên than

Hình 2 10 Máy ép cơ khí dạng trục khuỷu

Nguyên lý làm việc của máy:

Năng lượng từ động cơ (1) truyền chuyển động quay cho bộ truyền đai (2), qua cặp bánh răng (3) và (4) (bánh răng (4) quay lồng không) Ly hợp ma sát đĩa (5) quay cùng chiều bánh răng (4) Khi điều khiển (ép) ly hợp (5), moment sẽ truyền từ bánh răng (4) qua ly hợp (5) tới trục (10) làm thanh truyền (6) chuyển động song phẳng, đẩy đầu trượt (7) chuyển động thẳng lên/xuống Khi nhả ly hợp (5), phanh điện từ (11) làm việc làm cho trục khuỷu (10) ngừng quay

Ưu điểm:

+Là loại thiết bị dập thông dụng nhất (cho cả dập khối và dập tấm)

+Cho năng suất cao, dễ dây chuyền hóa trong sản xuất hàng loạt

+Lực lớn, tốc độ nhanh là ưu điểm so với các loại máy khác

+Hành trình cứng (2 lần độ lệch tâm trục khuỷu) nên dễ bị kẹt máy tại 2 điểm chết của hành trình

+Hành trình ngắn, không thay đổi được

+Khả năng thay đổi chế độ kém linh hoạt, thích hợp cho sản xuất hàng loạt, ổn định

+Kết cấu đơn giản, các chi tiết chế tạo phức tạp

+Các chi tiết làm việc với cường độ lớn, va đập gây tiếng ồn

Nhược điểm:

+Các chi tiết máy khá lớn

+Làm việc không liên tục

+Một số cơ cấu tương đối phức tạp

+Phạm vi điều chỉnh hành trình bé Vì vậy phải tính toán hành trình chính xác để đảm bảo qua trình sản xuất đạt độ chính xác

2.2.4 Tạo hình than nhờ năng lượng khí ép

Hình 2 11 Kiểu máy ép nhờ năng lượng khí nén

7 Xilanh 8.Van phân phối khí nén 9,12 Khóa đóng mở khí nén

10 Xilanh khí nén 11 Pittông nén khí 13 Thanh truyền

14 Tay quay 15 Thanh truyền (đóng mở 9,12)

Hình 2.7 mô tả nguyên lý làm việc của máy ép nhờ năng lượng khí nén Ta có thể sử dụng năng lượng từ hệ thống khí nén để tác động lực, tạo lực ép để ép than thành khối trụ và cho ra sản phẩm than viên

Nguyên lí làm việc:

Động cơ truyền chuyển động quay cho hệ thống tay quay thanh truyền (13,14) làm cho pittông (11) chuyển động lên xuống tạo luồng khí nén Luồng khí nén thông qua khóa đóng mở khí nén (9,12) và van phân phối khí nén (8) cung cấp khí nén với áp lực đủ để làm cho pittông của xilanh (7) chuyển động lên/xuống tạo lực ép có tác dụng tạo hình viên than theo hình dạng khuôn Hành trình của búa hơi thực hiện do đóng /mở các cửa của bộ van điều khiển 8 như sau:

Hình 2 12 Bộ van phân phối điều khiển khí né 8

Hành trình thực hiện do đóng/mở các cửa của bộ van điều khiển 8 như sau:

- Khi chạy không: đóng cửa b, d; mở các cửa a, c, e, f

- Khi dập liên tục: đóng cửa e, f; mở các cửa a, b, c, d

- Khi búa treo: đóng cửa a và e; các cửa khác mở một chiều

- Khi búa ép; đóng cửa c và f; các cửa khác mở một chiều

- Khi búa đập nhát một: đóng cửa e, f; mở cửa a, b, c, d đập rồi treo ngay.

Ưu điểm:

+ Lực ép lớn

+Độ cứng vững cao, hành trình máy có thể điều chỉnh được

+Dễ điều khiển tự động, có thể đảo chiều nhanh phòng khi quá tải

+Tốc độ nhanh, năng suất cao

+Dễ điều khiển tự động, có thể đảo chiều nhanh phòng khi quá tải

Nhược điểm :

+ Độ cứng vững kém

+Tốc độ thấp, năng suất kém

+Khó khăn trong việc bảo trì sửa chữa

+Hiệu suất máy thấp

2.2.5 Kết luận

Tùy nhu cầu cung cấp sản phẩm, vốn đầu tư mà việc chọn phương án thiết kế rất quan trọng,

nó quyết định giá sản phẩm, năng suất, vốn đầu tư

Theo các phương án đã nêu ở trên cùng với sản lượng sản phẩm đã cho là 1000 viên/ giờ, để chọn phương án phù hợp Vận tốc ép là một nhân tố cần thiết Nếu vận tốc nhỏ thì chất lượng viên than tốt, nhưng sản lượng không đạt yêu cầu, nếu vận tốc lớn thì phế phẩm nhiều, chất lượng không đảm bảo, từ đó ta cần chọn vận tốc cho phù hợp Như vậy cơ cấu máy ép thủy lực và cơ cấu ép trục khuỷu là đạt yêu cầu Nhưng để có máy ép thủy lực thì vốn đầu tư khá cao, chiếm nhiều diện tích, mà sản lượng không lớn nên vận tốc không cần nhanh và lực ép không cần lớn Với cơ cấu ép trục khuỷu thì vốn đầu tư vừa phải, đảm bảo sản lượng yêu cầu, cơ cấu cứng vững cũng như không chiếm diện tích nhiều

CHƯƠNG 3: YÊU CẦU KỸ THUẬT 3.1 Phân tích các yêu cầu kỹ thuật

Hiện nay có nhiều thiết bị dùng trong sản xuất than viên trụ với nhiều kiểu dáng kết cấu phù hợp từng yêu cầu công nghệ Ở đây ta cần thiết kế một máy sản xuất than viên với năng suất trung bình (có khả năng tăng năng suất khi cần thiết) Có thể thấy để đáp ứng điều này ta chọn cơ cấu trục khuỷu Sau đó, cải tiến thêm các cơ cấu để phù hợp với yêu cầu sử dụng và tạo sản phẩm Vấn đề nếu sử dụng kiểu ép trục khuỷu nhưng lực ép viên than không quá lớn Vì vậy nếu dùng loại máy này sẽ gây lãng phí và cồng kềnh, tổn thất về kinh tế Để khắc phục tình trạng này

ta sẽ chuyển đổi bánh đà nằm dưới và con trượt nằm phía trên, ngược so với kiểu máy ép trục khuỷu ban đầu

Về bố trí các khâu ta sẽ đảo ngược vị trí để tối ưu hóa trọng lượng của máy Vì khi đặc động

cơ phía trên chúng ta cần phải có kết cấu thân vững chắc để chịu đựng trọng lượng lớn của : trục khuỷu, bánh đà, động cơ, lực dập từ trục khủy chuyển động tạo ra,…

Còn việc bố trí bánh đà, động cơ phía dưới chúng ta chỉ cần đảm bảo độ ổn định cho động cơ hoạt động và các cơ cấu chịu lực cho phần trên thân máy Do đó, độ cứng vững của máy sẽ thấp hơn  máy sẽ gọn nhẹ hơn

Vấn đề đặt thanh trượt : Ta sẽ dử dụng 2 bánh đà 2 phía để thực hiện chức năng truyền động như hình 2.10 vì nếu ta chỉ dung 1 bánh đà 1 bên thì sẽ làm cho mức độ tự động hoá máy không cao do chỉ có 1 đầu trượt thực hiện chức năng công tác của máy và làm cho không cân bằng lực

Hình 3 1 Bố trí bánh đà hai phía

Hình 3 2 Bánh đà

3.2 Phân tích các kết cấu của máy

Về nguyên lý: Do sản phẩm chỉ là than với lực ép không lớn, không có yêu cầu đặc biệt về thông số động học nên ta dùng cơ cấu 4 khâu bản lề loại đồng trục Hình 3.3 trình bày đặc điểm

của cơ cấu này là biến chuyển động quay n thành chuyển động tịnh tiến của con trượt Bánh đà được đặc phía dưới giảm bớt sự cồng kềnh của kết cấu máy

Hình 3 3 Cơ cấu trục khuỷu – tay biên

3.2.1 Chuyển động tịnh tiến của con trượt nhờ trục khuỷu

Hình 3 5 Chuyển động trục khuỷu thông qua 1 trục

Chuyển động của cơ cấu này có ưu điểm là đơn giản dễ chế tạo nhưng độ cứng vững hành trình đầu trượt thấp, lực ép không lớn

3.2.3 Cơ chế chuyển động thông qua các khâu bản lề:

Hình 3 6 Cơ cấu chuyển động thông qua các khâu bản lề

Đặc điểm của cơ cấu truyền động : Biến chuyển động quay của khuỷu thành chuyển động tịnh tiến của đầu trượt Ta thấy ở loại cơ cấu này chuyển động rất phức tạp, chiếm không gian

máy lớn do dùng cơ cấu thanh truyền, khuỷu bản lề, hiệu suất truyền động thấp, hành trình làm việc nhỏ, khó đáp ứng tính năng kinh tế

+ Mức độ vạn năng cao, có thể kết hợp tự động hóa nhiều khâu

+ Máy có kết cấu gọn gàng, dễ chế tạo

+ Máy có bộ truyền động hai phía, máy sử dụng hai cơ cấu tay quay – thanh truyền để truyền động và ở giữa là là các cụm cơ cấu tạo hình

+Vận tốc ép là một nhân tố cần thiết Nếu vận tốc nhỏ thì chất lượng viên than tốt, nhưng sản

lượng không đạt yêu cầu, nếu vận tốc lớn thì phế phẩm nhiều, chất lượng không đảm bảo, từ

đó ta cần chọn vận tốc cho phù hợp

+ Có thể chế tạo tại nơi sản xuất

+ Tối ưu hóa các cơ cấu, giảm chi phí vận hành, bảo dưỡng

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MÁY ÉP THAN TỔ ONG

Hình 3 7 Sơ đồ động bố trí của máy ép than thiết kế

5 Mâm xoay 6 Cơ cấu tạo lỗ 7 Cơ cấu đẩy 8 Cơ cấu ép

13 Bánh răng 3 14 Trục 1 15 Bánh răng 1 16 Bánh đai lớn

17 Bánh răng2 18 Trục 2 19 Bánh đai nhỏ 20 Động cơ chính

21 Bánh răng 4 22 Bánh răng côn 23 Trục băng tải 24 Băng tải

25 Bánh đũa băng tải

Nguyên lí hoạt động của máy được trình bày như sau:

Cấp năng lượng điện cho động cơ chính (20) hoạt động làm bánh đai nhỏ (19) quay theo Thông qua dây đai trên bánh đai lớn (16) quay và cùng trục 1 (14) quay Chuyển động của động này tiếp tục truyền qua bộ giảm tốc đến trục 3 (2) Từ trục 3 (2), năng lượng chuyển động được phân bố cho các cơ cấu chấp hành Một phần năng lượng chuyển qua cặp bánh răng côn (22) cấp vào cơ cấu cam (12) và làm xoay mâm (5) làm cho quá trình tạo hình than tự động Băng tải (23) quay cùng trục 3 (2) có nhiệm vụ đưa than ra ngoài Phân năng lượng chủ yếu của trục 3 (2) cung cấp vào hai bánh đà (1) và tạo ra hành trình chuyển động lên – xuống cho tay đòn mang các cụm cơ cấu chấp hành: cơ cấu tạo lỗ (6), cơ cấu đẩy (7) cơ cấu ép (8) thực hiện chức năng Mỗi lần thực hiện hành trình đi xuống máy sẽ tạo ra hai viên than (khuôn 6 lỗ tạo hình)

Cứ thế máy tạo hình liên tục cho đến khi hết nguyên liệu than cấp vào

3.4 Xác định các yêu cầu kỹ thuật cho máy

+ Năng suất 2000 - 2200 viên/1h đạt hiệu suất 16000 viên/ngày/8h làm việc

+ Tạo ra viên than với kích thước :

Đường kính 120mm - lỗ thông 10mm - chiều cao 100mm- khối lượng ~1.5 kg

+ Không thay đổi thành phần của than

+ Than bột điền đầy khuôn tạo hình

+ Thiết kế bộ phần ép than bột vào khuôn, giúp than được điền đầy Hạn chế được vỡ vụn than

+ Lỗ than phải xuyên thông qua để giúp than dễ bắt lửa

+ Đảm bảo hành trình cụm tạo lỗ đi qua hết viên than để thông lỗ cho viên than được chắc chắn

+ Máy hoạt động êm nhẹ, đạt độ tin cậy cao trong môi trường bụi than

+ Lựa chọn cơ cấu công tác hợp lý để vừa đảm bảo năng suất cũng như độ ổn định của máy trong quá trình vận hành

+ Độ bền, đồ tin cậy cao

Đảm bảo máy có thể hoạt động lâu dài, tránh bị hỏng do các chi tiết thiếu bền Lựa chọn vật liệu chế tạo hợp lý

+ Bảo dưỡng thuận tiện