Thiết kế máy nghiền chất thải FRP

TRƢ NG IH NH TR NG ỀN CHẤT THẢI FRP GVHD: ThS Trần Ng c Nhuần SVTH: Bùi Trần Quốc MSSV: 56131135 2018 i ii RƯỜ I HỌC NHA TRANG Khoa/viện: hí PHI U THEO DÕI TI N T NGHI P (Dùng cho CBHD nộp báo cáo ĐA/KLTN sinh viên) tài: “ h Giả hv hướng dẫn: h ầ c h ầ ược hướng dẫn: Bùi Trần Quốc Khóa: 56 Lầ KT v h n chất thải FRP ” Ngày Ngày kiềm tra: …………… ……… MSSV: 56131135 Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuậ ộ d hí hậ xé ể a ữa ộ ưở ánh giá cơng việc hồn thành:… % ƣợc tiếp tục: Không tiếp tục: D Ký tên ……………… 10 11 Nhận xét chung (sau sinh viên hoàn thành /KL): ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …… ………………………………………………………………………………………… iểm hình thức:……/ iểm nội dung: ./10 ồng ý cho sinh viên: ƣợc bảo vệ: ểm tổng k t:………/ ợc bảo vệ: Khánh Hòa, ngày…… tháng 7, năm Cán hướng dẫn (Ký ghi rõ h tên) iii RƯỜ Ọ h avệ R hí Ấ ả v “ ả v hv chấ h hướ h n chất thả FR ” dẫ h chệ h v h ầ c h ầ ố Bùi Trần Quốc hệ ỹ h ậ hí Nhậ xé hv h a ốt nghiệp: V hình thức: ộ d iểm h nh thức: / iểm nội dung: ể /10 Khánh Hòa, ngày ổ tháng năm Giảng viên chấm ( K ghi r h tên) iv : ./10 LỜ Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chƣa đƣợc sử dụng để bảo vệ h c vị M i giúp đỡ cho việc thực luận văn đƣợc cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn đƣợc rõ nguồn gốc r ràng đƣợc phép cơng bố h h òa , h Sinh viên th c Bùi Trần Quốc v ă 20 LỜI CẢ ể hoàn thành đồ án này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Trần Ng c Nhuần tận t nh hƣớng dẫn suốt trình viết Báo cáo tốt nghiệp Em chân thành cảm ơn qu thầy khoa Ơ KHÍ, Trƣờng “ I H C NHA TRANG” tận tình truyền đạt kiến thức năm em h c tập Với vốn kiến thức đƣợc tiếp thu trình h c khơng tảng cho q trình nghiên cứu đồ án mà hành trang q báu để em bƣớc vào đời cách vững tự tin , thời gian làm có hạn lần tiếp xúc với thiết kế nên kết việc tính tốn chắn khơng thể tránh khỏi thiếu xót, mong đƣợc góp ý thầy giáo hƣớng dẫn để nâng cao tr nh độ hiểu biết thân, nhằm phục vụ tốt Cuối em kính chúc quý thầy nhiều sức khỏe thành công nghiệp cao quý Em xin chân thành cảm ơn !!! , ăm Sinh viên thực Bùi Trần Quốc vi Tên đề tài: “ Thi t k máy nghi n chất thải FRP ” Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm chƣơng : M đầu: t vấn đề, mục tiêu nghiên cứu đề tài, đối tƣợng phạm vi nghiên cứu, phƣơng pháp nghiên cứu, hƣơng ngh a khoa h c thực ti n đề tài Tổng quan nghiên cứu đề tài : Giới thiệu vật liệu FRP, phƣơng pháp tái chế chất thải FRP, tình hình tái chế FRP nƣớc hƣơng s l thuyết thực đề tài đƣa tƣ ng ch n phƣơng án thiết kế : nhằm tổng hợp l thuyết làm s cho tr nh thực đồ án, t yêu cầu thiết kế, đƣa phƣơng án cho tr nh thiết kế lựa ch n phƣơng án thực đề tài hƣơng Tính tốn, thiết kế máy nghiền chất thải FRP hƣơng Kết luận đề xuất vii MỤC LỤC m Trang i TRANG QU T NH GI O NH N T PHI U NH GI HƢ NG N iii T I T T NGHI P iv SINH VI N v M ƠN T MT T M ii N M O N L I N T T NGHI P vi N vii L viii DANH M C B N V .xi DANH M C HÌNH xii L I N I ẦU M ẦU HƢƠNG TỔNG QUAN V CÔNG NGH TÁI CH CHẤT TH I FRP 1.1 Hiện trạng rác thải nƣớc ta 1.2 Các giải pháp tái chế chất thải FRP tiềm .5 1.2.1 Giải pháp h c 1.2.2 Giải pháp đốt cháy 1.2.3 Giải pháp nhiệt phân 1.2.4 Giải pháp hóa h c 1.3 Tình hình tái chế chất thải rắn nƣớc .8 1.3.1 Tái chế chất thải rắn làng nghề Tái chế chất thải rắn doanh nghiệp Thông tin s FRP ộng thúc đẩy cho việc tái chế FRP c điểm chất thải FRP , yêu cầu kỹ thuật 10 1.4.1 Sợi thủy tinh 13 viii 1.4.2 Các loại sợi thủy tinh 13 c tính kỹ thuật vật liệu FRP .16 HƢƠNG Ơ S LÝ THUY T C QU TR NH P, NGHI N VÀ PHƢƠNG PH P NGHI N ỨU KHOA H C 17 Mục đích ngh a tr nh đập nghiền 17 2 Phƣơng pháp đập nghiền 17 22 Phƣơng pháp phá vỡ vật liệu lực Ép 17 2 Phƣơng pháp phá vỡ vật liệu Cắt, chẻ, bẻ 18 22 Phƣơng pháp phá vỡ vật liệu xiết 18 22 Phƣơng pháp phá vỡ vật liệu ập .19 2.3 Các tiêu kinh tế kỹ thuật .19 2.3.1 Mức đập nghiền 19 2 Năng lƣợng nghiền .22 2.4 Hiện tồn giả thuyết đƣợc coi định luật nghiền 22 2.4.1 Thuyết bề m t P.R.V.RITING 22 2.4.2 Thuyết thể tích V.N KIAPICHEP .24 2.4.3 Thuyết thể tích bề m t P.AREBINDE 26 Phân tích phƣơng án đập nghiền lựa ch n phƣơng án hợp lý 27 2.5.1 Phân loại chung 27 2.5.2 Các loại máy nghiền công nghiệp 27 2.5.3 Ch n phƣơng án thiết kế .34 Phƣơng pháp nghiên cứu đƣợc sử dụng đồ án 42 HƢƠNG TÍNH TO N THI T K MÁY NGHI N FRP 43 ác định công xuất động 43 3.1.1 Công suất làm việc .43 3.1.2 Công suất yêu cầu từ động 43 3.1.3 Ch n động điện truyền động 44 3.1.4 Phân phối tỉ số truyền động .44 3.1.5 Các thông số kỹ thuật hệ thống 45 3.2 Tính tốn thiết kế truyền động bánh trụ thẳng 46 3.2.1 Ch n vật liệu phƣơng pháp nhiệt luyên 46 3.2.2 Tính truyền bánh trụ thẳng .48 ix 3.3 Thiết kế truyền động đai 51 3.3.1 ch n tiết diện đai 51 Tính đƣờng kính bánh đai 51 ác định số đai 53 ác định lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục .53 3.4 Ch n hộp giảm tốc trục vít bánh vít 54 3.4.1 Tính ch n hộp giảm tốc .54 3.5 Thiết kế trục truyền bánh trụ 54 3.5.1 Ch n vật liệu chế tạo trục 54 52 ác định sơ đƣờng kính trục 54 ác định khoảng cách gối đỡ điểm đ t lực 55 ác định trị số chiều lực từ chi tiết quay tác động lên trục .56 55 ác định đƣờng kính chiều dài đoạn trục .57 3.5.6 Thống kê số liệu lực gối đỡ trục từ đến 59 3.5.7 Tính momen uốn tổng 62 3.5.8 Tính kiểm nghiệm trục độ bền mỏi 63 3.5.9 Tính kiêm nghiệm độ bền then 69 3.6 Tính tốn Thiết kế ổ lăn 69 3.7 khớp nối 71 HƢƠNG K T LU N VÀ BÀN LU N 73 4.1 Kết luận .73 4.2 Bàn luận .73 Tài liệu tham khảo Error! Bookmark not defined x 𝐹𝑥 𝐹𝑙𝑥 𝐹𝑙𝑦 𝐹𝑙𝑦 𝐹𝑙𝑥 𝐹𝑥 𝐹𝑦 𝐹𝑥 𝑀𝑦 𝑁 𝑚𝑚 668332, 𝑀𝑥 𝑁 𝑚𝑚 197988 0,5 520000 2862052,5 1014687 2029375 𝑙 𝑙 𝑙 32 30 𝑙 𝑙 33 31 Hình 3.1 Sơ đồ tính toán biểu đồ momen trục 60 34 𝑀𝑡 𝑁 𝑚𝑚 𝐹𝑦 𝐹𝑙𝑦 𝐹𝑥 𝐹𝑙𝑥 𝐹𝑥 𝐹𝑙𝑦 𝐹𝑙𝑥 129108 𝑀𝑦 𝑁 𝑚𝑚 1814400 2940180 𝑀𝑥 𝑁 𝑚𝑚 2029375 2029375 𝑙 𝑙 𝑙 𝑙 Hình 3.2 Sơ đồ tính toán biểu đồ momen trục 61 𝑀𝑡 𝑁 𝑚𝑚 3.5.7 Tính momen uốn tổng Theo cơng thức (10.15) (10.16) xác định momen uống tổn tƣơng đƣơng ứng với tiết diện từ theo ( trục k ,tại tiết diện j nhƣ sau ( ; Trục 3: T i ti t diện 32 (tính tƣơng tự nhƣ trục ): √  √  ⁄ √ T i ti t diện 33 (tính tƣơng tự nhƣ trục ): √  √  ⁄ √ T i ti t diện 42 (tính tƣơng tự nhƣ trục ): √  √  ⁄ √ T i ti t diện 41 (tính tƣơng tự nhƣ trục ):   √ √ 62 2; mà momen 7) xát định đƣờng kính ; )[ ] √ ⁄ Thống kê đƣờng kính tiết diện trục đến 4: Xuất phát từ yêu cầu độ bền lắp ghép công nghệ ch n đƣờng kính đoạn trục nhƣ sau: ộ bên mỏi 3.5.8 Tính kiểm nghiệm trục v a Với thép 45 có ; theo barng 10.6 ; b Các trục hộp giam tốc quay ứng suất uốn thay đổi theo chu k đối xứng tính theo (10.22) trục quay chiều ứng xuất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động, c át định hệ số an tồn tính theo (10.23) tiết diện nguy hiểm trục: dựa theo kết cấu trục hình 9.1 ; 9.2 biểu đồ mơn men tƣơng ứng thấy tiết diện sau tiết diện nguy hiểm cần kiểm tra trục tiết diện 32 ; 33 trục 41 ; 42 d Ch n lắp ghép ổ lăn lắp trục theo k6, lắp bành răng, bánh đai, nối trục theo k6 kết hợp với lắp then 63 Kích thƣớc then bảng (9.01 )trị số moomen cản uốn mô men cản soắn bảng (10.6) ứng với tiết diện trục nhƣ sau: Bảng 3 Tr số memon cản uốn momen cản soắn e Tiết K trục diện (mm) 32 80 22 37789 88054,4 33 75 20 7,5 25303,4 58977,3 41 80 22 37789 88054,4 42 75 20 7,5 32304 73722,4 b h át định hệ số: tiết diện nguy hiểm theo công thức 10.25 10.26  Các trục đƣợc gia công máy tiện tiết diện nguy hiểm yêu cầu theo bảng (10.8) hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề m t  không dùng phƣơng pháp tăng bền bề m t ,do hệ số tăng bền  theo bảng (10.12) dùng dao phay ngón hệ số ứng suất tập trung rảng then ứng với vật liệu có tra hệ số kích thƣớc đƣờng kính tiết diện nguy hiểm từ xác định đƣợc tỉ số ứng với ⁄ ⁄ rảnh then tiết diện theo bảng (10.11) ứng với kiểu lắp ch n, đƣờng kính tiết diện nguy hiểm tra đƣợc tỉ số ⁄ ⁄ lắp căng tiết diện s dùng giá trị lớn 64 hai giá trị tính ⁄ để tính giá trị lớn giá trị ⁄ để kết tính ghi bảng f Xác định hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp toàn xét riêng ứng suất 10.20 hệ số an theo (10.21) cuối tính hệ số an toàn s theo (10.19) ứng với tiết diện nguy hiểm kết ghi bảng 10 cho thấy tiết diện nguy hiểm trục đảm bảo an toàn mỏi Theo bảng 10.10 vật liệ cacb a ược (t i rảnh then ) : Với Theo bảng (10.11) với vật liệu thép có bảng (k6) với : >5 … ⁄ D>5 … ⁄ Ta có: dựa vào cơng thức ( 25) ( 65 26) ta tính đƣợc hệ thống ⁄ ⁄  ⁄ ⁄   ⁄ ⁄ ;   ;   ;  Các tiết diện 33, 41, tính tƣơng tự dựa vào cơng thức (10.25) (10.26) M c khác dựa vào công thức ( 9) , ( ),( ) ta tính đƣợc ( )  ối với trục quay ứng suất uốn thay đổi theo chu k đó:  Với lấy theo bảng (1.5 )  trục quay chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động đó: ⁄  ⁄ momen cản uốn momen cản xoắn tiết diện j trục k đƣợc Với xác định theo bảng (10.6) ⁄ T i ti t diện 31: ⁄ ⁄ ⁄   66 √ ⁄ T i ti t diện 32: ⁄ ⁄ ⁄   √ ⁄ T i ti t diện 33: ⁄ ⁄ ⁄   √ ⁄ T i ti t diện 41: ⁄ ⁄ ⁄   √ T i ti t diện 42: ⁄ 67 ⁄ ⁄ ⁄   √ s Bảng k t tính tốn hệ số a Tiết D Tỉ số ⁄ ối với ti t diện trục Tỉ số ⁄ Diện (mm) s Rãnh Lắp Rãnh Lắp then căng then căng 31 65 2,653 3,325 2,603 2,49 3,385 2,55 4,87 4,2 32 80 2,7 3,325 2,8 2,49 3,385 2,55 1,6 33 75 2,751 3,325 2,8 2,49 3,385 2,55 2,05 4,84 1,88 41 80 2,7 3,325 2,8 2,49 3,385 2,55 4,3 3,2 42 75 2,751 3,325 2,827 2,49 3,385 2,55 1,17 6,6 68 3,14 4,81 1,5 4,88 1,16 ộ b n then 3.5.9 Tính kiêm nghiệ Với vác tiết diện dùng mối ghép then cần thiết tiến hành kiểm nhiệm mối ghép độ bền dập theo ( ) độ bền cắt (9.2) kết tính nhƣ sau Bảng Kiểm nghiệ Tiết ộ b n dậ v d ộ b n cắt T(mm) b h (MPA) (MPA) diện 32 80 83,4 22 14 2029375 91,24 20,7 33 75 97,3 20 12 7,5 2029375 118,75 26,72 41 80 97,3 22 14 2029375 91,24 30,6 42 75 104,25 20 12 7,5 2029375 118,75 20,7 Theo bảng 9.5 với tải tr ng t nh [ ] ;[ ] tất mối ghép then đảm bảo độ bền dập độ bền cắt 3.6 í h h ổ lă Trên trục 3: n= 20 vòng/phút thời hạn sử dụng 20000h tải tr ng động phản lực ổ tính đƣợc đƣờng kính ngõng trục d=65mm, có lực hƣớng tâm Với tải tr ng lớn, dùng ổ đũa trụ ngắn cho gối đỡ với d = 70 mm ch n ổ đũa côn cỡ nhẹ rộng 7514 (bảng P2.11 phụ lục ) có đƣờng kính D = 125 mm, khả tải động c= 110 kN, khả tải t nh, Tính kiểm nghiệm khả ổ :  Ta tiến hành kiểm nghiệm cho ổ chịu tải lớn 69 tải tr ng quy ƣớc  theo công thức 11.3 với Q=x.v =1.1 .1.1 = N  ổ đỡ chịu lực hƣớng tâm x =1 , y=0, v=1 (vòng quay nhiệt độ t< , theo cơng thức 11.1 khả tải động :  √ √ ⁄  Trong với đũa trụ m= ⁄  Kiểm tra khả tải t nh ổ : Theo 11.19 với (bảng 11.6) khả tải t nh ổ đƣợc đảm bảo Vậy Trên trục 4: n = 20 vòng/phút thời hạn sử dụng 20000h tải tr ng động phản lực ổ tính đƣợc đƣờng kính ngõng trục d = 70 mm, có lực hƣớng tâm, dùng ổ đũa trụ ngắn cho gối đỡ với d = 70 mm ch n ổ đũa côn cỡ nhẹ rộng 7514 (bảng P2.11 phụ lục ) có đƣờng kính D = 150 mm, khả tải động c = 110 kN, khả tải t nh,  Ta tiến hành kiểm nghiệm cho ổ chịu tải lớn tải tr ng quy ƣớc  theo công thức 11.3 với Q=x.v =1.1.37010,6.1.1 = N  ổ đỡ chịu lực hƣớng tâm x=1 , y=0, v=1 (vòng quay nhiệt độ t< , theo công thức 11.1 khả tải động :  √ √ 70 ⁄  Trong với đũa m= ⁄  Kiểm tra khả tải t nh ổ: Theo 11.19 với (bảng 11.6) khả tải t nh ổ đƣợc đảm bảo Vậy 3.7 khớp nối Ta có : dựa vào cơng thức 11.6 tập tính tốn thiết kế hệ thống dẫn khí  Trong T mơmen xoắn danh ngh a, k hệ số chế độ làm việc phụ thuộc vào loại máy công tác cho bảng 16.1 ; k=2 Ch n nối trục đàn hồi có cấu tạo tƣơng tự nhƣ nối trục đ a nhƣng thay bulơng chốt có b c vòng đàn hồi, thơng thƣờng có đến 10 chốt Nối trục vòng đàn hồi có cấu tạo đơn giản dể chế tạo, dể thay làm việc tin cậy đƣợc sử dụng rộng rãi Nối trục vfong đàn hồi làm việc b nh thƣờng độ lệch tâm , độ lệch gốc đến độ, độ lệch gốc > độ lệch tâm vƣợt trị số cho phép vòng dàn hồi mài mòn nhanh gây nên tải tr ng phụ dụng lên trục thƣờng lực tác dụng lên vòng đàn hồi dựa vào tác a,b ta đƣợc : 71 =24,11 N.m ; d=16mm tra bảng Bảng kích hước nối trục vò T d D L h i , mm l z B 2000 65 260 160 83 140 110 200 2300 N.m Bảng ích hước bả vò 70 48 48 h i , mm T l h N.m 4000 30 Ta có: [ ] M24 38 110 65 30 ;[ ] iều kiện sức bền dập bền uốn vòng đàn hồi: [ ]  [ ]  Vậy điều kiện bền dập bền uốn đƣợc đảm bảo 72 56 48 Ư 4.1 K T LU N VÀ BÀN LU N l ận Thiết kế kỹ thuật máy nghiền chất thải FRP đồ án có ngh a thực ti n, giúp em phần hiểu đƣợc tầm quan tr ng việc thiết kế, tạo công cụ giúp sử lý chất thải hợp lý, bảo vệ môi trƣờng, giảm thiểu tác động xấu tiêu cực mà loại rác thải ảnh hƣ ng đến môi trƣờng ngƣời dân Sau khoảng thời gian nghiên cứu đề tài thiết kế kỹ thuật máy nghiền chất thải FRP lựa ch n phƣơng pháp nghiền trục có lắp đ a nghiền nhƣ vẽ, tính tốn thiết kế th có phức tạp m t ch n số liệu ban đầu, lần đầu tiếp xúc với máy thực tế tiến hành thiết kế nên q trình tính tốn khơng tránh khỏi sai xót mong q thầy thông cảm bỏ qua, em xin chân thành cảm ơn !!! 4.2 l ận ề tài thiết kế kỹ thuật máy nghiền chất thải FRP tr nh đòi hỏi làm việc, nghiên cứu kỹ lƣỡng đ c điểm chất thải FRP tính chất vật lý, hóa h c loại chất thải Do thời gian làm đồ án ngắn (3 tháng) nên khó hồn chỉnh hết phần tính tốn để thiết kế đƣợc máy hồn chỉnh Em mong bạn sinh viên khóa sau tiếp tục thực đề tài để đề tài đƣợc hoàn chỉnh 73 TÀI LI U THAM KHẢO Trần oãn Hùng, i gi ng c ng nghiệp, Trƣờng ại h c Nha Trang [2] Trần Quốc Hùng (2013) , Thiết kế máy nghiền má án tốt nghiệp [3] TS Trần Hƣng Trà (2 ), Giáo trình sức bền vật liệu [4] Th.S Trần Ng c Nhuần (2015), Cơ sơ thiết kế v đồ án Ninh ức Tốn – Nguy n Thị đ ng, Nhà xuất giáo dục uân ảy, iá tr nh ung s i ắp gh p v [6, tr 43-69 PGS TS Trịnh hất, TS Lê Văn Uyển (2 động h ập , Nhà xuất giáo dục [7, tr 71 PGS TS Trịnh hất, TS Lê Văn Uyển (2 động h ập , Nhà xuất giáo dục ), ), thuật nh t án thiết ế hệ n nh t án thiết ế hệ n [8] Fiberglass Reinforced Plastics Recycling, Kyle Bartholomew – Minnesota Technical Assistance Program 74 ... tái chế chất thải FRP - Thiết kế máy nghiền chất thải FRP ố ượ h h - chất thải FRP - Phƣơng pháp tái chế chất thải FRP v h - ề tài tập trung vào nghiên cứu Thiết kế máy nghiền chất thải FRP -... cho tr nh thực đồ án, t yêu cầu thiết kế, đƣa phƣơng án cho tr nh thiết kế lựa ch n phƣơng án thực đề tài hƣơng Tính tốn, thiết kế máy nghiền chất thải FRP hƣơng Kết luận đề xuất vii MỤC LỤC m... án “ THI T K MÁY NGHI N CHẤT TH I FRP ’’, đối tƣợng nghiên cứu đồ án tái chế chất thải FRP, phạm vi nghiên cứu đồ án sử dụng phƣơng pháp h c để xử lý chất thải FRP, giai đoạn chất thải rắn không