Tính toán, thiết kế máy vo viên phân vi sinh hữu cơ năng suất 50kgh

LỜI CẢM ƠN Lời xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến cha mẹ, người nuôi khôn lớn thành người,dạy dỗ bước trưởng thành Tôi xin cảm ơn thầy cô khoa Cơ –Điện trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội truyền đạt cho tơi kiến thức vơ q báu để tơi vận dụng q trình thực đề tài công việc sau Đặc biệt xin gửi lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Th.S Hoàng Xuân Anh , người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ chúng tơi suốt trình thực đồ án tốt nghiệp Cuối xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè người thân động viên giúp đỡ chúng tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành đề tài Hà Nội, ngày 26 tháng năm 2014 Sinh viên Nguyễn Đình Hòa Dương Văn Liêm i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi MỞ ĐẦU Chương I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .3 1.1 Phân hữu vi sinh .3 1.1.1 Khái niệm phân hữu vi sinh 1.1.2 Vai trò phân hữu vi sinh cải thiện suất chất lượng nông sản .4 1.1.3 Tình hình nghiên cứu ứng dụng phân bón vi sinh vật ngồi nước 1.1.4 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng phân bón vi sinh nước 13 1.1.5 Các vi sinh vật dùng làm phân vi sinh: 18 Vi sinh vật tuyển chọn vi sinh vật nghiên cứu, đánh giá hoạt tính sinh học hiệu đất, trồng, dùng để sản xuất phân vi sinh 18 1.1.6 Cách chế biến phân vi sinh: .20 1.1.7 Phân loại phân bón vi sinh vật: .20 1.1.8 Tính chất lý thành phần hỗn hợp phân vi sinh 22 1.1.9 Công nghệ sản xuất phân hữu vi sinh 22 1.1.10 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu lực phân vi sinh vật .24 1.1.11 Phương pháp sử dụng phân bón vi sinh vật 27 1.1.12 Phân hữu vi sinh đặc tính sinh học đất 30 1.2 Phương pháp tạo viên 32 1.2.1 Các kiểu cấu trúc hạt 32 1.3.Nguyên lý cấu tạo số thiết bị tạo hạt 33 1.3.1 Thiết bị tạo hạt kiểu tháp 33 ii 1.3.2 Máy tạo hạt kiểu thùng 34 1.3.3 Cấu tạo máy vo viên kiểu đĩa nghiêng 35 1.4 Điều khiển trình vo viên 36 1.4.1 Điều khiển trình vo viên dựa vào thay đổi lượng nước lượng cấp liệu 36 1.4.2 Điều khiển trình vo viên dựa vào thay đổi góc nghiêng, chiều sâu thành đĩa số vòng quay máy 37 1.4.3 Điều khiển hạt theo phương pháp điều khiển lượng nước 37 1.5 Lượng nước trình vo viên 37 1.5.1 Loại nước dùng trình vo viên 37 1.5.2 Lượng nước cấp vào phối liệu đĩa 37 1.6 Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu đề tài 38 1.6.1 Mục đích 38 1.6.2 Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài 38 CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39 2.1 Đối tượng nghiên cứu 39 2.2 Phương pháp nghiên cứu 40 2.2.1 Phương pháp điều tra đánh giá 40 2.2.2 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 40 2.2.3 Phương pháp thiết kế .40 CHƯƠNG III LÝ THUYẾT TÍNH TỐN MÁY VO VIÊN 41 3.1 Tính chọn thông số thiết kế máy vo viên .41 3.1.1 Chọn góc nghiêng đĩa thể tích đĩa 41 3.1.2 Tính tốn số vòng quay đĩa .41 3.1.3 Hệ số chứa vật liệu 43 3.1.4 Tính cơng suất máy 44 iii CHƯƠNG IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .47 4.1 Dữ liệu thiết kế 47 4.2 Tính tốn thiết kế chảo vo viên 47 4.2.1 Xác định kích thước đĩa quay nhỏ 47 4.2.2 Số vòng quay đĩa 48 4.2.3 Vận tốc góc đĩa 48 4.2.4 Xác định kích thước đĩa quay lớn .48 4.2.5 Tính tốn cơng suất truyền động cho máy vo viên 49 4.3 Thiết kế khung đỡ .52 4.4 Tính tốn thiết kế truyền đai 52 4.5 Tính tốn thiết kế phận làm ướt 54 4.5.1 Tính tốn lưu lượng bơm 54 4.5.2 Tính tốn đường ống .55 4.5.3 Tính tốn cột áp bơm 55 4.5.4 Chọn bơm 56 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 57 5.1 Kết luận .57 5.2 Đề nghị .57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Tác dụng phân HC-VS rác lên sinh khối ngô non Bảng 1.2: Tác dụng phân HC-VS rác lên ngô Bảng 1.3: Tác dụng phân HCVS từ rác Cầu Diễn lên mạ lúa Bảng 1.4: Tác dụng phân HCVS từ rác Cầu Diễn lên sinh trưởng suất lúa Bảng 1.5: Tác dụng phân HCVS từ rác Cầu Diễn lên cà chua .8 Bảng 1.6: Hiệu sử dụng phân vi sinh vật Ấn Độ .9 Bảng 1.7: Hiệu sản xuất phân vi sinh vật Trung Quốc Bảng 1.8: Sản xuất phân bón vi sinh vật Thái Lan Bảng 1.9: Các loại phân vi sinh vật Ấn Độ 11 Bảng 2.1: Tình hình sản xuất phân bón vi sinh vật Trung Quốc [ 11 Bảng 2.2: Hiệu phân hữu vi sinh lúa số 12 quốc gia châu Á 12 Bảng 2.3: Hiệu sử dụng phân vi sinh vật cố định ni tơ hội sinh số trồng 17 Bảng 2.4: Khả tiết kiệm đạm khoáng phân vi sinh vật cố định nitơ 18 Bảng 2.5: Một số giống vi sinh vật sử dụng sản xuất phân bón VSV .19 Việt Nam 19 Bảng 2.6: Hiệu phân BBM-Trico đến bệnh héo dây dưa leo .32 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Quy trình sản xuất phân hữu vi sinh vật .16 Hình 1.2 Sơ đồ quy trình biến đổi hóa sinh nguyên liệu hữu 23 Hình 1.3 Quy trình cơng nghệ sản xuất phân bón hữu từ phụ phẩm nơng nghiệp 23 Hình 1.4 Sự hình thành hạt theo phương pháp tạo ẩm .32 Hình 1.5 Sự hình thành hạt theo phương pháp nén ép 33 Hình 1.6 Sự hình thành hạt theo phương pháp phủ lấp 33 Hình 1.7 Sơ đồ nguyên tắc tạo hạt kiểu tháp tạp hạt 34 Hình 1.8 Máy vo viên kiểu trống quay .34 Hình 1.9 Máy tạo hat kiểu khn ép .35 Hình 1.10 Cấu tạo máy vo viên tầng chảo 35 Hình 2.1.Sơ đồ nguyên lý cấu tạo máy vo viên hai tầng 39 Hình 3.1 Sơ đồ chuyển động vật liệu theo đĩa chiếu 41 lên mặt phẳng nằm ngang 41 Hình 3.2 Hệ số chứa vật liệu 44 Hình 3.3 Sơ đồ xác định lực máy vo viên .44 Hình 4.1 Đĩa vo viên 47 Hình 4.2 Cấu tạo phần đĩa vo viên) 50 vi MỞ ĐẦU Thế kỉ 21 - kỉ công nghệ sinh học, kỉ phát triển nông nghiệp bền vững Nhưng nguồn phế thải từ sản xuất sinh hoạt ngày gia tăng đáng kể, khơng có biện pháp xử lý kịp thời mơi trường bị ô nhiễm, nguồn thực phẩm không làm ảnh hưởng tới sức khoẻ cộng đồng, người hệ thực động vật…Vì áp dụng cơng nghệ sinh học, phân hữu vi sinh đời, sản phẩm trình lên men vi sinh than bùn phế thải nông nghiệp Phân vi sinh có lợi giá thành rẻ, an tồn, “thân thiện” với môi trường nguồn nguyên liệu dồi có sẵn nước, nên phân vi sinh sử dụng phổ biến nông nghiệp nhu cầu thị trường lên đến hàng triệu tấn/năm thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất phân vi sinh dạng viên nước phát triển với tốc độ cao Việc tính tốn, thiết kế, máy vo viên phân hữu vi sinh dạng chảo hai tầng trở thành nhu cầu cần thiết, cấp bách phục vụ cho nông nghiệp, góp phần gián tiếp xây dựng mơi trường sạch… Mặt khác công nghệ vo viên sử dụng nghành cơng nghiệp hố chất, thực phẩm, dược phẩm….Máy vo viên dạng chảo hai tầng việc đảm bảo yêu cầu kĩ thuật: độ tin cậy - độ cứng vững kết cấu, độ bền thời hạn phục vụ máy Máy vo viên lại phù hợp với nhu cầu thị trường Việt Nam với đặc điểm: máy kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, dễ chế tạo, dễ sử dụng, suất cao mà giá thành lại rẻ Sự tạo viên trải qua ba giai đoạn: cấp liệu, vo viên tạo hạt, tháo liệu Cơ chế tạo thành viên từ cấu tử dạng bột tạo chuyển động lăn cho hạt mà bề mặt hạt phủ chất kết dính dạng nước Trong q trình lăn bề mặt hạt dính dần phần tử nhỏ làm gia tăng kích thước Kích thước viên khơng tăng q trình bám phân tử nhỏ vào hạt không xuất hiện, nghĩa với khối lượng kích thước đủ lớn, ma sát chảo với viên khơng đủ sức đưa lên cao Do q trình chuyển động lăn mang tính ngẫu nhiên theo phương nên hạt có hình cầu Khi hạt đạt đến kích thước định, trình chảo quay giúp cho phần tử có đủ động vượt qua thành chảo để rơi sang tầng khác chảo vo viên nhờ thiết kế tầng ngồi q trình vo viên làm việc liên tục Hướng cải tiến giúp gia tăng suất máy vo viên, giảm chi phí lượng riêng, đạt độ đồng kích thước so với máy vo viên dạng chảo tầng máy vo viên tầng chảo trình làm việc gián đoạn, việc cấp liệu, phun ẩm để tạo dính kết, tháo sản phẩm riêng biệt Được cho phép khoa Cơ Điện hướng dẫn thầy Th.S Hồng Xn Anh, chúng tơi thực đề tài:“Tính tốn, thiết kế máy vo viên phân vi sinh hữu suất 50kg/h” Với thời gian thực ngắn kiến thức bị hạn chế, nên đồ án tốt nghiệp khơng thể tránh thiếu sót lý thuyết lẫn thực tế Chúng em xin chân thành cám ơn dẫn Q thầy – cơ, bạn sinh viên ngòai trường Chương I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Phân hữu vi sinh 1.1.1 Khái niệm phân hữu vi sinh Phân vi sinh tập hợp nhóm vi sinh vật, nhiều nhóm vi sinh vật, chúng nhân lên từ chế phẩm vi sinh tồn chất mang không vô trùng Cùng với chất hữu cơ, vi sinh vật tồn đất, nước vùng rễ có ý nghĩa quan trọng mối tương tác trồng, đất phân bón Hầu q trình xảy đất có tham gia trực tiếp gián tiếp vi sinh vật (q trình mùn hóa, khống hóa hợp chất chất hữu cơ, q trình phân giải cố định chất vơ ) Vì vậy, vi sinh vật coi yếu tố hệ thống dinh dưỡng trồng tổng hợp Phân bón vi sinh sản phẩm mang vi sinh vật nhiễm cho đất trồng Theo Tiêu chuẩn Việt Nam năm 1996 (TCVN 6168-1996), phân bón vi sinh định nghĩa: "Phân vi sinh vật (phân vi sinh) sản phẩm chứa vi sinh vật sống, tuyển chọn có mật độ phù hợp với tiêu chuẩn ban hành, thông qua hoạt động sống chúng tạo nên chất dinh dưỡng mà trồng sử dụng (N, P, K, S, Fe ) hay hoạt chất sinh học, góp phần nâng cao suất chất lượng nông sản Phân vi sinh phải bảo đảm không gây ảnh hưởng xấu đến động, thực vật, môi trường sinh thái chất lượng nông sản" Phân hữu luôn chứa nguyên tố dinh dưỡng : đạm, lân, kali, magie, natri,…, nguyên tố vi lượng ( đồng, kẽm, mangan, coban, bo, molipden, ) hàm lượng không cao Phân hữu sản xuất nhờ trình lên men phân giải nguyên liệu hữu Phân hữu vi sinh phân trộn học phân hữu phân vi sinh Do hàm lượng dinh dưỡng phân hữu không cao, nên phân hữu vi sinh chủ yếu dùng để bón lót dùng làm nguyên liệu để sản xuất phân hợp hữu vi sinh Tác dụng phân hữu vi sinh là: mặt cung cấp chất dinh dưỡng cho trồng, mặt khác (quan trọng nhiều) cải thiện đặc tính vật lý đất, làm tơi xốp, thơng thống, giữ ẩm tốt, nhờ trồng hấp thụ chất dinh dưỡng đất tốt hơn, cho suất cao Phân hữu hay hữu vi sinh chia thành nhóm sau:  Nhóm vi sinh vật có: chế phẩm vi sinh vật, phân vi sinh  Nhóm hữu có: phân hữu cơ, phân sinh học  Nhóm hỗn hợp có: phân hữu – vi sinh, phân phức hợp hữu vi sinh 1.1.2 Vai trò phân hữu vi sinh cải thiện suất chất lượng nông sản Nông nghiệp (hay gọi nơng nghiệp hữu cơ) hệ thống quản lý sản xuất nông nghiệp tránh sử dụng phân bón thuốc bảo vệ thực vật tổng hợp, giảm tối đa nhiễm khơng khí, đất nước, tối ưu sức khoẻ người vật nuôi Trước nhu cầu đảm bảo an ninh lương thực, việc lạm dụng phân bón hố chất bảo vệ thực vật nhằm nâng cao suất trồng trở thành vấn đề cần quan tâm cải thiện Bện cạnh việc bảo đảm mục tiêu an ninh lương thực, cần ý phát triển nông nghiệp nhằm đóng góp vào việc cung cấp sản phẩm an toàn phục vụ cho nhu cầu nước xuất Việc canh tác nông nghiệp giúp nơng dân tiết kiệm chi phí thuốc trừ sâu phân hố học đồng thời đa dạng hoá mùa vụ canh tác theo hướng bền vững Hơn nữa, nông sản chứng nhận sản phẩm hữu xuất với giá cao Theo Tổ chức Nông lương Liên hiệp quốc (FAO), nơng nghiệp hữu có khả đảm bảo đủ nguồn cung cấp lương thực nuôi sống dân số giới  Hình 3.2 Hệ số chứa vật liệu Khi đĩa chưa quay, diện tích tiết diện tải trọng vật liệu chiếm là: F  RD2  / 360 (3.3) Trong đó:  – góc tâm tải trọng vật liệu chiếm Từ (3.2) (3.3), ta có :    360 Đây phương pháp tính hệ số chứa theo lý thuyết Để máy làm việc tốt hệ số chứa phụ thuộc vào vận tốc đĩa 3.1.4 Tính cơng suất máy P 2R  Gv Hình 3.3 Sơ đồ xác định lực máy vo viên 44 Góc nâng  phụ thuộc vào số vòng quay thùng Cơng suất máy vo viên tính theo cơng thức: N  N  N  N ,  kW  Trong đó: N1 - cơng suất cần thiết để nâng vật liệu lên độ cao thích hợp, kW N2 - cơng suất cần thiết để khắc phục ma sát trượt vật liệu với bề mặt đĩa, kW N3 - công suất cấn thiết để khắc phục ma sát phận đỡ, kW Công suất cần thiết để nâng vật liệu lên độ cao thích hợp xác định sau: P.v Gv  R.n sin  N1   , (kW) 1000 3.10 Trong đó: Gv - trọng lượng vật liệu nằm thùng, N P- lực vòng cần thiết, (N) Công suất cần thiết để thắng lực ma sát T chuyển động vật liệu T v , (kW) 10 mặt sàng là: N  Xác định lực ma sát T:  G v  T  Gv cos   v  f , (N) gR   Gv f Rn  Rn  Vậy: N  cos    , (kW) 900  3.10  Công suất cần thiết để thắng lực ma sát ổ đỡ máy vo viên xác định sau: N  p '.v 10 Trong :P’là lực tiếp tuyến cần thiết đặt vỏ đĩa để thắng lực cản ổ đỡ,  N  45 Xác định lực vòng P’: P '  G v  G đ  Trong đó: f r , (N) R Gđ – trọng lượng đĩa quay, N f1 – hệ số ma sát ổ đỡ; r – bán kính cổ trục quay, m Vậy công suất N3: N3   Gv  Gd  f1 r. n 3.10 , (kW) Vậy công suất động điện bằng: N dc  K N , (kW)  Trong đó: K – hệ số dự trữ, K = 1,1 – 1,2  – hiệu suất truyền động Khoảng cách từ trọng tâm khối vật liệu đến tâm thùng quay là: R0  R12  R22 , m Với hệ số chứa  R2  R1 46 CHƯƠNG IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 4.1 Dữ liệu thiết kế - Ẩm độ phân dạng thơ  13 % - Kích thước hạt phân dạng thô 1 mm - Khối lượng thể tích phân:  500 650kg / m - Kích thước viên cần đạt đựơc từ  -  -Năng suất máy vo viên 50kg/h 4.2 Tính tốn thiết kế chảo vo viên 4.2.1 Xác định kích thước đĩa quay nhỏ Đĩa vo viên phân có hình dạng nồi trụ (hình 4.1), đường kính D chiều cao thành chảo L Hình 4.1 Đĩa vo viên Thể tích đĩa vo viên (tầng thứ có đường kính nhỏ) tính theo cơng thức: V1 = Q.t/ (.) = 50 0,085 / (0,3 600) = 0,024 Trong đó: , m3 Q – suất máy vo viên, Q = 50 kg/h T – thời gian hình thành viên, t = 0,085 h  – hệ số chứa,  = 0,3  – khối lượng thể tích hỗn hợp,  = 600 kg/m3 Chọn tỉ số chiều dài đường kính L/D=1/5 Ta có hệ phương trình xác định chiều cao đĩa sau: 47  D V  L 0,024    L 1  D  L 3 4.V1 4.0,024 3 0,1 (m) 25.3,14  Chọn L = 0,1 (m) Vì ta chọn tỉ số chiều dài đường kính = nên ta có D = 5L = 0,1.5=0,5 (m) 4.2.2 Số vòng quay đĩa Số vòng quay đĩa tính theo công thức: 15 21 n dp  , vg/ph (4.1) R Mà R = D/2 = 0,25 (m), thay R = 0,25 vào (4.1) ta : n dp  18 0,25 36 (vg/ph); Vậy chọn số vòng quay đĩa ndp 36 (vòng/phút) 4.2.3 Vận tốc góc đĩa V  n 3,14.36    dp  3,768 (rad/s ) R 30 30 Trong đó: V - vận tốc đĩa quay, m/s R - bán kính đĩa quay, m 4.2.4 Xác định kích thước đĩa quay lớn Đĩa quay lớn đồng trục với đĩa quay nhỏ nơi chứa sản phẩm tạo hình xong chờ tháo liệu ngồi Đường kính đĩa quay lớn xác địng từ kích thước đĩa nhỏ: DL = D + 0,2 m= 0,5 + 0,2 = 0,7 (m ) Chọn chiều cao đĩa quay lớn HL = 0,2 (m) 48 4.2.5 Tính tốn công suất truyền động cho máy vo viên Công suất truyền động cho máy vo viên là: N  N  N  N , (kW) Trong đó: N1 – cơng suất cần thiết để nâng vật liệu lên độ cao thích hợp, kW N2 – cơng suất cần thiết để thắng lực ma sát T chuyển động vật liệu bề mặt đĩa, kW N3 – công suất cần thiết để thắng lực ma sát ổ đỡ đĩa, kW  Công suất cần thiết để nâng vật liệu lên độ cao thích hợp tính theo cơng thức: N1  Gvl R.n. sin  4,5.9,81 cos 50.0,25.36.3,14 sin 70   0,025 [kW] 3.10 3.10  Công suất cần thiết để thắng lực ma sát T chuyển động vật liệu bề mặt đĩa tính theo công thức: Gvl f  R.n  Rn  4,5.9,81 cos 50.0,7.3,14.0,25.36  0,25.36  N2  cos    cos 70   0,013 [kW] 900  900  3.10  3.10  Với f= 0,7  Công suất cần thiết để thắng lực ma sát ổ đỡ đĩa: N3  (Gv  Gd ) f r. n [kW] 3.10 Trong đó: Gv - trọng lượng vật liệu đĩa quay, N Gd - trọng lượng đĩa, N r - bán kính cổ trục quay, r = 0.05 m f1 - hệ số ma sát ổ đỡ, f1=0,6 49 Mặt khác: Gd G1  G2  G3  G4 (N) Trong đó: G1 - trọng lượng đĩa nhỏ G2 - trọng lượng đĩa lớn G3 - trọng lượng đĩa lắp ghép phận truyền động với đĩa vo viên G4 - trọng lượng đĩa lắp ghép phận trục với đĩa vo viên Hình 4.2 Cấu tạo phần đĩa vo viên) Đĩa nhỏ; Đĩa lớn; Đĩa lắp ghép với phận truyền động; Đĩa lắp ghép với trục đỡ 50 Vậy:   D32  D32 D22 D42  D42  g  D b L  D b L  b  b  D L b  blg  D4 L4 blg  Gd= t  1 2 lg 3 lg 4   Trong đó: t - khối lượng riêng thép,  t 7870 kg/m3 b - chiều dày thép làm đĩa, b= 0,006m blg - chiều dày thép làm đĩa lắp ghép, blg= 0,01 m D1 - đường kính đĩa nhỏ, D1=2 m D2 - đường kính đĩa lớn, D2=2,8 m D3 -đường kính ụ lắp ghép với phận truyền động, D3=1 m D’3 - đường kính ngồi đĩa lắp ghép với phận truyền động, D’3 = 1,09 m D”3 - đường kính đĩa lắp ghép với phận truyền động, D” = 0,98 m D4 - đường kính ụ lắp ghép với trục đỡ, D4 = 0,62 m D’4 - đường kính ngồi đĩa lắp ghép với trục đỡ, D’4 = 0,78 m D”4 - đường kính đĩa lắp ghép với trục đỡ, D”4 = 0,51 m L1 - chiều cao đĩa nhỏ, L1 = 0,4 m L2 - chiều cao đĩa lớn, L2 = 0,2 m L3 - chiều cao đĩa lắp ghép với phận truyền động, L3 = 0,06 m L4 - chiều cao đĩa lắp ghép với trục đỡ, L4 = 0,15 m Vậy : Gd 5549 [N] N3   4,5.9,81 cos 50  5549.0,3.0,05.3,14.36  3.10 Công suất truyền động cho máy vo viên là: N = 0,025+0,013+0,315 = 0,36 , kW 51 0,315 kW 4.3 Thiết kế khung đỡ Khung đỡ thiết kế mơ hình Kết cấu khung dạng giàn Các chế tạo từ thép dày mm gập thành thép định hình dạng chữ V4 Các ghép với mối ghép hàn 4.4 Tính tốn thiết kế truyền đai Dựa vào bảng phân phối tỉ số truyền ta có thông số sau: Công suất động cơ: N dc 0,75 (kW) Số vòng quay động cơ: ndc 80 vòng/phút Tỉ số truyền: i =2 Theo tài liệu “Thiết kế chi tiết máy”: - Ta chọn loại đai O Theo bảng 5-13 ta chọn tiết diện đai : O Kích thứơc tiết diện đai a h (mm) (bảng5-11): 10x6 Diện tích tiết diện F (mm ): 47 + Đường kính bánh đai nhỏ (bảng 5-14) nằm khoảng: 70÷140 (mm) Theo tiêu chuẩn ta chọn D1 = 70 (mm) Kiểm nghiệm vận tốc đai: v D1 n1 3,14.70.80  0,3 (m/s) (30 50)m / s 60.1000 60.1000 + Đường kính bánh đai lớn: D2 i.D1 1    2.70.(1  0,02) 137 (mm) với ξ hệ số trượt đai hình thang, ξ = 0,02 Theo tiêu chuẩn ta chọn: D2 = 140 (mm) + Chọn sơ khoảng cách trục A phải thoả mãn: 0,55.( D1  D2 )  h  A 2( D1  D2 ) với h = (mm) Ta có: 121,5 A 420 Ta chọn sơ bộ: A = 156 (mm) +Tính chiều dài L theo khoảng cách trục A sơ 52 L 2A   D  D1   ( D1  D )  2 4A 3,14  70  140  140  70 650 (mm); L 2.156  4.156 Theo tiêu chuẩn ta lấy L=750 (mm) Vậy chiều dài L để tính tốn là: L =750 + 33 =783 (mm); Kiểm nghiệm số vòng chạy đai 1s: u v 0,3  0,38  u max 10m / s L 0,783 +Xác định khoảng cách trục A theo chiều dài đai lấy theo tiêu chuẩn A L   ( D2  D1 )   L   ( D2  D1 )  8 D2  D1  = 207 (mm) thỏa điều kiện: 121,5 A  420 (mm)  Khoảng cách nhỏ cần thiết để mắc đai: Amin  A  0,015L 207  0,015.750  218 (mm)  Khoảng cách lớn cần thiết để tạo lực căng đai: Amax  A  0,03L 207  0,03.750 230 (mm) + Tính góc ơm đai bánh nhỏ bánh lớn:  ,   180  D2  D1 57 154 120 A  180  D2  D1 57 206 120 A + Xác định số đai cần thiết để tránh điều kiện trượt trơn đai bánh đai: Chọn ứng suất căng ban đầu  1,2 N / mm  theo trị số D1 tra bảng 52 17 tìm ứng suất có ích cho phép  p  1,45 N / mm  Các hệ số: C t 0,9 : hệ số xét tới ảnh hưởng chế độ tải trọng, ( tra bảng 5-6); C 0,92 : hệ số xét tới ảnh hưởng góc ơm, (tra bảng 5-18); 53 C v 1,04 : hệ số xét tới ảnh hưởng vận tốc (tra bảng 5-19) Z 1000.N  v  p C v C t C F 42,6   Vậy ta chọn số đai Z = 42 + Định kích thước chủ yếu bánh đai Chiều rộng bánh đai: B = (Z-1)t+2S Tra (bảng 10-3) ta có: t = 12, S = , h0 = 2,5 B = (42-1)12+2.8 = 508 (mm) Đường kính ngồi bánh đai: Dn1  D1  2h0 70  2.2,5 75 mm Dn  D2  2h0 140  2.2,5 145 mm +Tính lực căng ban đầu S lực tác dụng lên trục R S  F 1,2.47 56,4 (N) R 3.S Z sin 1 154 3.56,4.42 sin 6924 (N) 2 4.5 Tính tốn thiết kế phận làm ướt 4.5.1 Tính tốn lưu lượng bơm Lưu lượng bơm Qb cần thiết tính từ nhu cầu nước vo viên với liệu sau : + Độ ẩm nguyên liệu vào vo viên : W1 = 12 – 22 % Tính trường hợp phải cung cấp nước nhiều W1 =12 % + Độ ẩm hình thành viên: W2 = 25 % + Năng suất : Qvv = 50 kg/h Từ cơng thức tính độ ẩm : W2 = (M2 – M0)/M0 Với M0 khối lượng vật chất khơ, tương ứng độ ẩm % có khối lượng sản phẩm viên mà máy gia công M2 Vì khối lượng vo viên bao gồm sản phẩmn có kích thước lớn nhỏ theo qui định, nên M2 lấy 1,15 1,25 Qvv Chọn M2 = 1,25.Qvv = 62,5 kg/h Đại lượng M0 tính theo cơng thức : 54 M0 = M2/ (1 + W2) = 1,25 Qvv/ (1 + 0,25) = Qvv = 50 kg/h Khối lượng tính theo thời gian đưa vào vo viên M M1 xác định theo cơng thức tính độ ẩm vật liệu bắt đầu đưa vào vo viên: W1 = (M1 – M0)/M0 M1 = (1 + W1) M0 = (1 + 0,12) 50 = 56 kg/h Vậy khối lượng nước đưa vào theo thời gian để vo viên lưu lượng bơm: Qb = M2 – M1 = 62,5 – 56 = 6,5 kg/h = 0,0065 m3/h= 1,8 10-6 m3/s = 0,108 l/ph 4.5.2 Tính tốn đường ống Đường kính ống dẫn tính theo cơng thức Brexơ (Bresse): dô = 1,5 Q0,5 = 1,5.(1,8.10-6)).0,5 = 0,002, m ; Tra tiêu chuẩn chọn dô = 10 mm Tương ứng với vận tốc nước chảy ống V  0,1 m/s Đường kính lỗ ống 5 4.5.3 Tính tốn cột áp bơm Dữ liệu tính tốn: Chiều cao hút hh = (Do trục bơm đặt ngang mực nước thùng chứa); chiều cao đẩy kể đảm bảo áp suất phun m (áp suất phun 0,1 at) chiều cao hình học từ bơm đến miệng vòi phun 0,4 m hđ = 2,4 m; vận tốc dòng nước khỏi ống đẩy chảy vào buồng vo V đ = 0,1 m/s Chiều dài đường ống l = 0,5 m Cột áp toàn phần bơm xác định theo công thức: H = H0 + hm + (p2 – p1)/.g = 2,4 + 0,861 + = 3,261 m Trong đó: H0 – Chiều cao nâng chất lỏng, m H0 = hđ = 2,4 m hm – áp suất tiêu tốn để thắng toàn trở lực đường ống hút đẩy hm tính theo cơng thức: hm = 1,15 l.Qb2/ K2 = 1,15 0,5 (1,8.10-6) /(306,5.10-6)2 = 0,00002 , m Với: Qb – lưu lượng bơm, Qb = 1,08.10-6 m3/s K – mô đun lưu lượng Tra bảng K =306,5.10-6 m3/s p1 – áp suất bề mặt chất lỏng không gian hút, p1 = 55 p2 – áp suất bề mặt chất lỏng không gian đẩy, p2 = 4.5.4 Chọn bơm Chọn bơm ly tâm cột áp thấp có cơng suất nhỏ, đủ để bơm vào vật liệu chon máy bơm nước LIFETECH AP-1000.Đặc tính kỹ thuật bơm là: Lưu lượng cực đại 6,67 l/ph, áp suất cực đại 0,65 m, công suất động điện 6,5 W 56 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận Máy vo viên phân vi sinh dùng để tạo phân dạng viên, nhằm mục đích bảo quản lâu hơn, thể tích giảm so với phân dạng bột, sử dụng thuận tiện hơn, vận chuyển dễ dàng không bị phân lớp; giá trị dinh dưỡng độ đồng cao, giảm hao hụt bảo quản sử dụng,… Máy vo viên thiết kế đảm bảo yêu cầu kỹ thuật sản xuất phân vi sinh tiêu kinh tế kỹ thuật đặt Máy có suất làm việc 50kg/h Máy có cấu tạo gọn gàng bền vững 5.2 Đề nghị Tiếp tục khảo nghiệm để xác định chế độ làm việc tối ưu cho máy tìm cải tiến kỹ thuật cần thiết để nâng cao hiệu làm việc máy 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hà Văn Vui, nguyễn Sáng Sổ tay thiết kế khí (tập 2) NXB Khoa học Kỹ thuật – 2002 Lê Văn Căn Phân chuồng NXB Nơng nghiệp – 2004 Lê Hồi Nam Thiết kế khảo nghiệm máy trộn phân vi sinh Luận văn tốt nghiệp Đại học - Trường ĐHNL,TPHCM –2003 Nguyễn Bảo Ly Tính tốn thiết kế khảo nghiệm máy vo viên phân hữu vi sinh T/h Luận văn tốt nghiệp Đại học - Trường ĐHNL,TPHCM – 2004 Lê Dung Sổ tay bơm NXB Nông Nghiệp – 2002 Nguyễn Như Nam, Trần Thị Thanh Máy gia công học Nông sản thực phẩm NXB Giáo dục – 2000 Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm Thiết kế chi tiết máy NXB Giáo dục – 2000 Nguyễn Huy Phiêu Công nghệ sản xuất phân bón hỗn hợp NPK NXB Nơng nghiệp Hà NộI – 2000 Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí (tập 1- 2) NXB Giáo Dục – 1999 10 Trần Văn Quế Vẽ kỹ thuật khí (tập 1-2) XB Giáo dục – 2002 58 ... chế phẩm vi sinh vật, phân vi sinh  Nhóm hữu có: phân hữu cơ, phân sinh học  Nhóm hỗn hợp có: phân hữu – vi sinh, phân phức hợp hữu vi sinh 1.1.2 Vai trò phân hữu vi sinh cải thiện suất chất... Quí thầy – cơ, bạn sinh vi n ngòai trường Chương I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Phân hữu vi sinh 1.1.1 Khái niệm phân hữu vi sinh Phân vi sinh tập hợp nhóm vi sinh vật, nhiều nhóm vi sinh vật,... khác chảo vo vi n nhờ thiết kế tầng ngồi q trình vo vi n làm vi c liên tục Hướng cải tiến giúp gia tăng suất máy vo vi n, giảm chi phí lượng riêng, đạt độ đồng kích thước so với máy vo vi n dạng