Thiết kế máy rửa củ nghệ lồng quay năng suất 1,8 tấn giờ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY RỬA CỦ NGHỆ LỒNG QUAY NĂNG SUẤT 1,8 TẤN/GIỜ Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Hân Sinh viên thực hiện: Đặng Trung Hòa Mã số sinh viên: 56136150 Khánh Hòa 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY RỬA CỦ NGHỆ LỒNG QUAY NĂNG SUẤT 1,8 TẤN/GIỜ GVHD: ThS Nguyễn Văn Hân SVTH: Đặng Trung Hòa MSSV: 56136150 Khánh Hòa, tháng 6/2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan kết đề tài “Thiết kế máy rửa củ nghệ lồng quay suất 1,8 tấn/giờ” cơng trình nghiên cứu cá nhân tơi chưa công bố công trình khoa học khác thời điểm Khánh Hòa, ngày 30 tháng 06 năm 2018 Sinh viên Đặng Trung Hòa iii LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn thầy TS Nguyễn Hữu Thật, ThS Nguyễn Văn Hân thầy môn Chế tạo máy hướng dẫn, giúp đỡ, bảo tận tình tạo điều kiện để em hồn thành tốt đồ án Tuy nhiên, trình độ thân thời gian hạn chế so với nội dung đồ án nên đồ án nhiều hạn chế thiếu sót Em mong nhận ý kiến nhận xét thầy để đồ án em hoàn thiện iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv MỤC LỤC .v DANH MỤC HÌNH VẼ vii DANH MỤC BẢNG BIỂU .ix DANH MỤC KÝ HIỆU vii LỜI NÓI ĐẦU Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình trồng nghệ Tây Nguyên 1.2 Quy trình rửa củ nghệ sau thu hoạch 1.3 Chế biến củ nghệ tác dụng nghệ 1.4 Các máy rửa củ nghệ có thị trường 1.4.1 Máy rửa củ nghệ công ty cổ phần đầu tư Tuấn Tú .6 1.4.1.1 Máy rửa củ nông sản, máy rửa nghệ tươi 3A XD50 công ty cổ phần đầu tư Tuấn Tú .6 1.4.1.2 Máy rửa củ nông sản, máy rửa nghệ tươi 3A 2,2kW công ty đầu tư Tuấn Tú 10 1.4.2 Máy rửa củ nghệ sở sản xuất Tân Hoàn Hảo 13 1.4.3 Máy rửa củ nghệ công ty cổ phần công nghệ Minh Đức 17 1.4.3 Máy rửa củ nghệ lồng quay 19 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ KỸ THUẬT 23 2.1 Xác định yêu cầu kỹ thuật máy cần nghiên cứu 23 2.1.1 Năng suất 23 2.1.2 Chất lượng 23 2.2 Yêu cầu kỹ thuật máy 23 2.3 Lựa chọn mơ hình hệ thống thiết bị .23 2.4 Tính tốn thiết bị 24 2.4.1 Tính tốn thiết bị lồng rửa 24 2.4.2 Tính tốn hệ dẫn động 26 2.4.3 Tính tốn thân máy 39 2.4.1 Tính tốn phễu chứa liệu vào 40 v CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHẾ TẠO 42 3.1 Phân tích chi tiết gia công 42 3.2 Chọn phôi phương pháp chế tạo phôi 42 3.3 Quy trình cơng nghệ gia cơng 43 CHƯƠNG 4: CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM 50 4.1 Chế tạo thực nghiệm 50 4.1.1 Chế tạo lồng rửa 50 4.1.2 Chế tạo bồn chứa 53 4.1.3 Chế tạo phễu chứa liệu vào 54 4.1.4 Chế tạo phễu chứa liệu .55 4.2 Kiểm chứng suất thực tế chất lượng sau máy chế tạo 58 4.2.1 Mơ tả thí nghiệm 58 4.2.2 Tiến trình thí nghiệm 58 4.2.2.1 Chuẩn bị .58 4.2.2.2 Tiến hành thí nghiệm 58 4.3 Kết luận, đánh giá 63 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 PHỤ LỤC vi DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cây củ nghệ vàng Hình 1.2 Cây củ nghệ đen Hình 1.3 Củ nghệ trắng Hình 1.4 Quy trình rửa củ nghệ thủ cơng Hình 1.5 Quy trình rửa củ nghệ máy Hình 1.6 Máy rửa củ củ nông sản, máy rửa củ nghệ tươi 3A XD50 Hình 1.7 Cấu tạo máy rửa củ củ nông sản, máy rửa củ nghệ tươi 3A XD50 Hình 1.8 Sơ đồ khối máy rửa củ nghệ tươi 3A XD50 Hình 1.9 Máy rửa củ củ nông sản, máy rửa củ nghệ tươi 3A 2,2kW 10 Hình 1.10 Cấu tạo máy rửa củ củ nông sản, máy rửa củ nghệ tươi 3A 2,2kW 11 Hình 1.11 Sơ đồ khối máy rửa củ nghệ tươi 3A 2,2kW 13 Hình 1.12 Máy rửa củ nghệ sở sản xuất Tân Hoàn Hảo 14 Hình 1.13 Cấu tạo máy rửa cánh đảo 14 Hình 1.14 Sơ đồ khối máy rửa củ nghệ sử dụng sở sản xuất 15 Hình 1.15 Máy rửa củ nghệ công ty cổ phần công nghệ Minh Đức 17 Hình 1.16 Sơ đồ khối máy rửa củ nghệ công ty cổ phần công nghệ Minh Đức 18 Hình 1.17 Máy rửa củ nghệ lồng quay 19 Hình 1.18 Mơ hình sơ đồ máy rửa củ nghệ lồng quay 21 Hình 2.1 Sơ đồ tính vận tốc tới hạn liệu 24 Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống dẫn động máy rửa củ nghệ 26 Hình 2.3 Sơ đồ xác định cơng suất tiêu hao 28 Hình 2.4 Mơ lực tác dụng lên bánh lăn 40 Hình 2.5 Mô lực tác dụng lên phễu chứa liệu vào 40 Hình 2.6 Mô lực tác dụng lên phễu chứa liệu 41 Hình 3.1 Bánh chủ động Z2 42 Hình 3.2 Hình dạng sơ phôi 43 Hình 3.3 Sơ đồ định vị nguyên công 44 Hình 3.4 Sơ đồ định vị nguyên công 45 Hình 3.5 Sơ đồ định vị nguyên công 47 Hình 3.6 Sơ đồ định vị ngun cơng 48 Hình 4.1 Lồng rửa 50 vii Hình 4.2 Vòng lăn bánh hàn vào 51 Hình 4.3 Hình ảnh sau hàn 120 thép 51 Hình 4.4 Hình ảnh phần côn 52 Hình 4.5 Hình ảnh thực tế bánh Z2 52 Hình 4.6 Hình ảnh phía lồng rửa 53 Hình 4.7 Bồn chứa 54 Hình 4.8 Phễu chứa liệu vào 55 Hình 4.9 Phễu chứa liệu 56 Hình 4.10 Máy rửa nghệ mô phần mềm solidworks 56 Hình 4.11 Máy rửa củ nghệ chế tạo thực tế 57 Hình 4.12 Hình ảnh động truyền động 58 Hình 4.13 Độ sản phẩm sau rửa 60 Hình 4.14 Năng suất rửa 60 Hình 4.15 Độ trầy xước sản phẩm nghệ sau rửa 61 Hình 4.16 Củ nghệ sau rửa 62 Hình 4.17 Củ nghệ sau rửa 63 viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật củ máy rửa củ củ nông sản, máy rửa nghệ tươi 3A XD50 Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật máy rửa củ nông sản, máy rửa nghệ 3A 2,2kW 11 Bảng 1.3 Thông số kỹ thuật máy rửa củ nghệ sở sản xuất 15 Bảng 1.4 Thông số kỹ thuật máy rửa củ nghệ công ty cổ phần công nghệ Minh Đức… 17 Bảng 1.5 Thông số kỹ thuật củ máy rửa củ nghệ lồng quay 19 Bảng 2.1 Chọn tiết diện đai A với thông số sau: 33 Bảng 2.2 Bảng kết tính tốn đai 34 Bảng 4.1 Kết thí nghiệm 59 Bảng 4.2 Kết cho ta vận hành máy đảm bảo suất, chất lượng tuổi thọ máy 62 ix DANH MỤC KÝ HIỆU Z1 : Bánh chủ động Z2 : Bánh bị động N : Số vòng quay lồng nlv : Số vòng quay làm việc lồng Flt : Lực li tâm G : Lực trọng trường α : Góc nghiêng lồng so với phương ngang br : Hiệu suất cặp bánh d : Hiệu suất truyền đai x Phần côn lồng rửa làm từ 100 thép có đường kính d = (mm) hàn với vòng lăn lại Hình 4.4 Hình ảnh phần Hình 4.5 Hình ảnh thực tế bánh Z2 52 Trong vòng lăn D = 400 mm hàn cánh gạt cách cách gạt đặt nghiêng góc 300 để nguyên liệu đẩy vào đưa nguyên liệu vào ngăn lồng rửa Lắp cố định chắn thép dẹt cách lồng rửa có kích thước cao 60 mm dầy 3mm , chiều dài với chiều dài lồng L= 1990 mm Hình 4.6 Hình ảnh phía lồng rửa 4.1.2 Chế tạo bồn chứa Yêu cầu bồn chứa: - Bồn chứa phải chắn đảm bảo trình đặt lồng rửa lên lăn bồn chứa trình rửa khơng bị rung lắc - Q trình di chuyển máy rửa thuận tiện, dễ dàng - Kích thước nhỏ gọn, sơn phủ lớp sơn chống gỉ Bồn chứa thực nhiệm vụ đỡ lồng rửa, chứa nước chất bẩn từ củ nghệ rơi Thiết kế bồn chứa có chiều dài lớn chiều dài lồng rửa Chọn l = 2400 (mm) Chiều rộng lớn đường kính lồng chỗ lớn D= 800 (mm) Chọn chiều rộng a = 950 (mm) 53 Chiều cao bồn chứa phải lớn khoảng cách truyền động đai cộng với truyền động bánh Để đảm bảo cho người vận hành dễ dàng sử dụng nên ta chọn chiều cao thân dt = 1400 (mm) Dưới bốn chân bồn chứa lắp bánh xe cao su để thuận tiện cho trình di chuyển máy chống rung động q trình vận hành Bên hơng bồn chứa lắp đặt van xả tràn để nước không bị tràn lên bồn chứa Dưới đáy bồn chứa lắp hệ thống ống nước có van xả chất bẩn nước bẩn chảy ngồi bồn chứa Hình 4.7 Bồn chứa 4.1.3 Chế tạo phễu chứa liệu vào Phễu chứa liệu vào dùng để chứa nghệ trước rửa Yêu cầu phễu chứa liệu vào: - Chứa khoảng 60 kg củ nghệ (1 mẻ rửa) - Chiều cao phễu phải cao miệng lồng quay để nghệ đưa vào lồng dễ dàng 54 - Chiều cao phễu phải thuận tiện cho người vận hành đẩy nghệ vào lồng quay Dựa vào yêu cầu ta thiết kế bồn chứa nghệ vào có hình dạng sau: Hình 4.8 Phễu chứa liệu vào 4.1.4 Chế tạo phễu chứa liệu Phễu chứa liệu dùng để chứa nghệ sau rửa Yêu cầu phễu chứa liệu ra: - Chứa khoảng 60 kg củ nghệ (1 mẻ rửa) - Chiều cao phễu chứa liệu phải thấp miệng lồng quay để nghệ ngồi dễ dàng - Chiều cao phễu chứa liệu phải thuận tiện cho người vận hành đẩy nghệ ngồi - Có cửa đẩy liệu dễ dàng Dựa vào yêu cầu ta thiết kế bồn chứa nghệ vào có hình dạng sau: 55 Hình 4.9 Phễu chứa liệu Máy rửa nghệ mô phần mềm solidworks: Hình 4.10 Máy rửa nghệ mơ phần mềm solidworks 56 Một số hình ảnh máy sau chế tạo: Hình 4.11 Máy rửa củ nghệ chế tạo thực tế 57 Hình 4.12 Hình ảnh động truyền động 4.2 Kiểm chứng suất thực tế chất lượng sau máy chế tạo 4.2.1 Mơ tả thí nghiệm Thí nghiệm nhằm kiểm tra khả hoạt động máy, suất máy điều kiện khác Củ nghệ đưa vào phễu cấp liệu, sau lồng quay, nước cấp vào buồn chứa ta tiến hành quan sát, đo suất đầu máy Sau thay đổi tính chất số vòng quay lồng rửa, lượng nghệ đưa vào lồng rửa đo suất đầu trường hợp cụ thể 4.2.2 Tiến trình thí nghiệm 4.2.2.1 Chuẩn bị - 3000 kg củ nghệ - 2000 lít nước - Máy rửa củ nghệ chế tạo 4.2.2.2 Tiến hành thí nghiệm a Thí nghiệm: - Chọn tốc độ quay lồng: n = 20 vg/ph - Chọn tốc độ quay lồng: n = 25 vg/ph - Chọn tốc độ quay lồng: n = 30 vg/ph 58 - Chọn tốc độ quay lồng: n = 33 vg/ph - Chọn tốc độ quay lồng: n = 37 vg/ph - Chọn tốc độ quay lồng: n = 40 vg/ph - Chọn tốc độ quay lồng: n = 45 vg/ph - Chọn tốc độ quay lồng: n = 50 vg/ph - Chọn tốc độ quay lồng: n = 55 vg/ph - Chọn tốc độ quay lồng: n = 60 vg/ph Bảng 4.1 Kết thí nghiệm STT lồng rửa Khả Năng làm chầy làm việc suất sước máy định Mức Vận tốc Điều kiện củ nghệ độ Độ bề mặt (v/p) lượng củ (kg/h) n = 20 n = 25 n = 30 n = 33 n = 37 n = 40 Độ bẩn cao, lẫn 85% 1% Tốt 1500 89% 1,5% Tốt 1700 98% 2% Tốt 1900 99,8% 2,7% Tốt 2000 99,9% 3% Tốt 2200 99,9% 5% Tốt 2400 nhiều tạp chất sỏi, đá Độ bẩn cao lẫn nhiều tạp chất sỏi, đá Độ bẩn cao, lẫn nhiều tạp chất sỏi, đá Độ bẩn cao, lẫn nhiều tạp chất sỏi, đá Độ bẩn cao, lẫn nhiều tạp chất sỏi, đá Độ bẩn cao, lẫn nhiều tạp chất sỏi, đá 59 n = 45 n = 50 n = 55 10 n = 60 Độ bẩn cao lẫn nhiều 99,5% 6,5% Tốt 2500 99 % 7% Tốt 2600 95% 8% Bình 2700 tạp chất sỏi, đá Độ bẩn cao, lẫn nhiều tạp chất sỏi, đá Độ bẩn cao, lẫn nhiều tạp chất sỏi, đá Độ bẩn cao, thường lẫn 92% nhiều tạp chất sỏi, đá 10% Rung lắc, hoạt động khơng tốt Hình 4.13 Độ sản phẩm sau rửa Hình 4.14 Năng suất rửa 60 2900 Hình 4.15 Độ trầy xước sản phẩm nghệ sau rửa Hình 3.13 ÷ 3.15 mối quan hệ suất, chất lượng với tốc độ quay lồng quay rửa Hình 3.13 tốc độ quay lồng tăng lên từ 20 ÷ 40 v/p phần trăm độ tăng lên nhanh Tuy nhiên, tiếp tục tăng tốc độ quay đến 60 v/p độ giảm dần Điều giải thích lúc tốc độ quay nhanh tạp chất khơng kịp ngồi, tạp chất tồn sản phẩm rửa Hình 3.14 cho thấy tăng tốc độ việc rửa nhanh suất lúc tăng nhanh Hình 3.15 cho thấy tăng tốc độ phần trăm độ trầy xước tăng rất nhanh Điều giải thích với tốc độ quay nhanh lồng làm cho củ nghệ chịu va đập mạnh lực li tâm lớn, đẫn đến sản phẩm bị trầy xước nhiều Ngồi ra, máy chạy thử nhiều tháng chưa có cố hỏng hóc Trong điều kiện vận hành liên tục cơng suất máy đạt khoảng 1,8 ÷ tấn/giờ So sánh với cơng suất máy có ta thấy cơng suất cao đáng kể 61 Hình 4.16 Củ nghệ sau rửa b Kết tổng hợp Từ thí nghiệm trình rửa củ nghệ cần cho máy chạy điều kiện sau đảm bảo suất, chất lượng tuổi thọ máy: Bảng 4.2 Kết cho ta vận hành máy đảm bảo suất, chất lượng tuổi thọ máy STT Vận tốc lồng rửa Điều kiện củ nghệ Mức độ làm bề mặt (v/p) Độ chầy sước củ Khả Năng suất định làm lượng việc (kg/h) máy n = 30 Độ bẩn cao, lẫn nhiều tạp chất sỏi, đá 98% 2% Tốt 1900 n = 33 Độ bẩn cao, lẫn nhiều tạp chất sỏi, đá 99,8% 2,7% Tốt 2000 62 n = 37 Độ bẩn cao, lẫn nhiều tạp chất sỏi, đá 99,9% 3% Tốt 2200 n = 40 Độ bẩn cao, lẫn nhiều tạp chất sỏi, đá 99,9% 5% Tốt 2400 4.3 Kết luận, đánh giá Máy chế tạo đáp ứng yêu cầu đặt ra, điều kiện tính tốn ban đầu máy hoạt động tốt, suất định lượng đạt theo tính tốn (5%) nằm giới hạn cho phép Chất lượng củ nghệ sau rửa: - Nghệ sau rửa loại bỏ toàn chất bẩn tạp chất - Củ nghệ bị dập 5% Hình 4.17 Củ nghệ sau rửa 63 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN Sau thời gian thực đề tài nghiên cứu nâng cao suất chất lượng rửa máy rửa củ nghệ, số kết đạt sau: - Khảo sát, phân tích tình hình thực tế nhà máy sản xuất máy rửa củ nghệ - Tìm hiểu, phân tích quy trình rửa củ nghệ sở rửa nghệ khảo sát - Đánh giá tồn máy rửa củ nghệ sản xuất - Đưa ý tưởng cần cải tiến máy rửa củ nghệ - Đề xuất quy trình sản xuất phù hợp với tình hình thực tế, góp phần làm tăng suất lên đến 1800kg/giờ - Chất lượng sản phẩm rửa đạt 98% độ trầy xước 5% - Tính tốn thiết kế xong máy rửa củ nghệ với góc góc nghiêng máy 100 - Cải tiến lồng rửa, bồn chứa, phễu chứa liệu ra, phễu chứa liệu vào - Thay hộp giảm tốc động biến tần nhằm đáp ứng nhiều tốc độ rửa khác - Hoàn thiện cải tiến máy rửa củ nghệ - Kiểm nghiệm khả hoạt động máy 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://may3a.com/sp/may-rua-cu-nghe/ [2] http://tanhoanhao/may-rua-cu-nghe/ [3] http://www.minhducmayvacongnghe.com/ [4] Tơn Thất Minh Giáo trình máy chế biến lương thực Nhà xuất Bách Khoa – Hà Nội [5].PGS.TS.Trịnh Chất – TS Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí (Tập một) Nhà xuất giáo dục [6] Trần Văn Địch Giáo trình cơng nghệ chế tạo máy Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội [7] Nguyễn Trọng Hiệp Giáo trình chi tiết máy 65 PHỤ LỤC ... tục vào thùng chứa củ nghệ 1.4.4 Máy rửa củ nghệ lồng quay Hình 1.17 Máy rửa củ nghệ lồng quay Máy chuyên dụng rửa củ nghệ suất lớn Năng suất rửa máy tiếng 1800 đến 2000 kg /giờ Rửa đất cát, bụi... trình rửa củ nghệ thủ công Hình 1.5 Quy trình rửa củ nghệ máy Hình 1.6 Máy rửa củ củ nông sản, máy rửa củ nghệ tươi 3A XD50 Hình 1.7 Cấu tạo máy rửa củ củ nông sản, máy rửa củ. .. xuất máy rửa củ nông sản, máy rửa nghệ tươi 3A XD50 với lực máy rửa củ nghệ từ 300 đến 350 kg/ Hiện tại, máy rửa củ nghệ bán nhiều thị trường nước Hình 1.6 Máy rửa củ củ nông sản, máy rửa nghệ