Tiểu luận báo cáo thiết kế máy nghiền

Trường ĐHCN TP.HCM Thiết kế máy nghiền LỜI NÓI ĐẦU Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp chúng em giao nhiệm vụ “Thiết kế máy nghiền theo mẫu” Máy nghiền thuộc loại máy có yêu cầu kỹ thuật khơng cao kích thước máy lớn, số bề mặt gia cơng có kết cấu đặc biệt với điều kiện sản xuất thực tế bị hạn chế thiết bị nên việc gia cơng có nhiều khó khăn Vì đồ án phải thiết kế đồ gá trang bị công nghệ chuyên dùng Trong đồ án chúng em giải nhiệm vụ sau: -Thiết kế máy nghiền búa: Thiết kế nguyên lý tính tốn thơng số quan trọng máy Đây lần tiếp xúc với công việc thiết kế, giải yêu cầu thực tế sản xuất nên chúng em có nhiều bở ngỡ, thiếu sót Q trình làm đồ án gặp khó khăn tài liệu hạn chế trình độ kinh nghiệm Tuy nhiên hướng dẫn tận tình thầy Bùi Tấn Nghĩa với cố gắng thân đến đồ án hoàn thành Để đồ án chúng em hoàn chỉnh hơn, chúng em mong nhận thêm ý kiến đóng góp q báu thầy giáo Chúng em xin chân thành cảm ơn TP.HCM ngày 22 tháng 03năm 2012 Nhóm 13 Trường ĐHCN TP.HCM Thiết kế máy nghiền CHƯƠNG 1: SƠ LƯỢC VỀ LÝ THUYẾT NGHIỀN Trong trình nghiền vụn nguyên vật liệu, để đảm bảo yêu cầu chất lượng ta phải tiêu tốn lượng Hơn để đảm bảo chất lượng sản phẩm chế biến ta phải dựa vào trình sinh học nhiệt học Vì muốn nghiên cứu trình ta phải tìm hiểu tính chất lý sản phẩm vật liệu Sau ta nghiên cứu sở lý thuyết nghiền 1.1 Cơ sở lý thuyết nghiền: -Nghiền trình chia nhỏ vật liệu nghiền từ kích thước lớn thành phần tử nhỏ vụn có kích thước theo yêu cầu -Khi nghiền, phận máy phải khắc phục lực liên kết phần tử để tạo bề mặt Vậy trình nghiền thiết bị máy phải sinh công để thắng công liên kết phần tử vật liệu Năng lượng tiêu thụ phụ thuộc vào tính chất lý vật liệu nghiền như: Độ cứng, độ bền, độ ẩm, dạng hạt, kích thước,…Phụ thuộc vào hình dáng tính chất phận nghiền, chế độ làm việc mức độ nghiền Lý thuyết nghiền dựa sở lý thuyết biến dạng đàn hồi, dựa phân tích biến dạng vật thể rắn để tìm phụ thuộc cơng tiêu thụ tính chất lý vật liệu kết cấu máy… Phân loại lực tác dụng nhằm phá vỡ vật liệu đem nghiền (a) (e) Nhóm 13 (c) (b) (g) (h) (d) (i) Trường ĐHCN TP.HCM a,b/.Nén; c,d/.Chẻ; Thiết kế máy nghiền e/.Cắt; g/.Xẻ; h/.ép trượt; i/.đập -Các lực có loại máy khác Có thể loại máy dạng lực đồng thời tác dụng Công nghiền chủ yếu tiêu thụ để khắc phục: *Các lực liên kết phần tử vật liệu *Ma sát nội phần tử nghiền *Ma sát vật liệu thành phần khác máy *Ma sát phận máy Trong trình nghiền vật liệu, vật liệu đập cho biến dạng, sau nhờ lần đập búa tạo phần tử Nên công nghiền( Công dùng để phá vỡ vật liệu nghiền đến độ nghiền  ) bao gồm: *Công dùng làm biến dạng thể tích phần tử nghiền ( Ký hiệu Av) *Cơng để tạo nên bề mặt vật liệu ( Ký hiệu As) Ta có quan hệ : As=(s) s: Là diện tích riêng bề mặt tạo thành : Là hàm số bậc s=s2-s1=6.z.d2- 6.D2 Với D, d kích thước vật liệu nghiền sản phẩm nghiền D2 z=  d : Mức độ nghiền z: Số cục sản phẩm thu sau nghiền Suy ra: s= 6.D2 (-1) Nếu công tiêu thụ để tạo đơn vị thể tích riêng A0 có: As=A0.s=A0.6.D2(-1) A0và  khơng đổi trình nghiền Đặt: 6.A0(-1)=KR=> As=KR.D2 Khi D xác định  thay đổi thì: As= KR(-1) Nhóm 13 Trường ĐHCN TP.HCM Thiết kế máy nghiền Giả sử có N phần tử cơng As là: As=As.N=As M  D -Thành phần công biến dạng thể tích: Av=(V) Với V phần biến dạng thể tích V=Kv.V=Kv.D3 Av=Kv..m=Kv’ m Với (Kv=k1.k2…ki) Trong đó:  :Là khối lượng riêng vật liệu ( kg m3 ) m:Là khối lượng phần tử (kg) k1;k2;…;ki:Là hệ số không đổi -Số phần tử M M m Suy tổng công tiêu hao: Av=Av M M ' K v  m K v M m m Sau n lần va đập, độ nghiền lần 1 độ nghiền tổng cộng là: An= n.Kv’.M = lg  D n 1 Suy ra: n = lg 1 d Cơng thể tích để nghiền vật liệu là: Avn=N.Av.n=Av lg  M lg   K v '.M lg 1 m lg 1 Công riêng để nghiền vật liệu là: Avn=Kv.lg Dựa vào lý thuyết nghiền người ta đưa định luật tính cơng tiêu thụ cho trình nghiền sau: A=(V)+( S)= Av+ As Av: Cơng biến dạng thể tích As: Cơng tạo nên bề mặt Nhóm 13 Trường ĐHCN TP.HCM Thiết kế máy nghiền Biểu thức tính Av là: Av=Cv.lg3 [J ] Với Cv: Hệ số công biến dạng thể tích, phụ thuộc vào vật liệu nghiền, C v biểu thị công riêng ( J kg ) Đối với loại vật liệu Cv cho bảng Biểu thức tínhAs là: As=Ks.(-1).D. [ J ] Nếu ta tính đến khối lượng riêng vật liệu  ( kg ) kích thước ban đầu m3 phần tử : D =1,24 V Ks= Cs suy ra: As=Cs(-1) D. A=Av+As= Cv.lg3+Cs.(-1) - Công cần thiết máy: Ai=A.Cp.Cv.lg3+Cs.(-1) 1.2 Phương pháp xác định độ nghiền: 1.2.1 Độ nghiền  : Độ nghiền  tính theo cơng thức  = D d D:Đường kính trung bình vật liệu nghiền d: Đường kính trung bình sản phẩm nghiền  D V= Suy ra: D=1,24 V 1.2.2 Phương pháp xác định  : Do thực tế cần có độ nghiền phạm vi rộng để đáp ứng nhu cầu sản xuất, nên muốn đánh giá sản phẩm phải xác định  Dùng số M để xác định đặc trưng nghiền *M=(10,3)  Nghiền nhỏ *M=(11,8)  Nghiền vừa *M=(1,82,6)  Nghiền to Ta xác định M sàng đặc biệt: Dụng cụ gồm tầng lắp cấu rung Sàng có lỗ 3, sàng có lỗ 1,7 sàng có lỗ  0,7 Nhóm 13 Trường ĐHCN TP.HCM Thiết kế máy nghiền Để 100g sản phẩm lên rung giây sau thu riêng phần, cân xác 0,1g Suy ra: M= 0,5P0  1.5.P1  2,5.P2  3,5P3 100 P0;P1;P2;P3 : Phần đáy hộp, sàng (1;2;3) Khi lấy mẫu thử phải ý, cịn lại hạt ngun nghiền chưa đạt yêu cầu 1.3 Chọn nguyên lý làm việc máy: (Dựa lý thuyết nghiền ta có loại máy nghiền sau): 1.3.1 Máy nghiền đĩa: Dùng để nghiền bột nhỏ, mịn Do có suất thấp nên sử dụng 1.3.2 Máy nghiền trục: Nghiền nát vật liệu qua khe hở hai trục 1.3.3 Máy nghiền bi: 1.3.4 Máy nghiền búa: Máy loại sử dụng rộng rãi có kết cấu đơn giản, nghiền nhiều loại vật liệu với suất độ mịn khác Máy nghiền búa dùng thích hợp với vật liệu khơ, dịn, dễ vỡ, quánh dính nhạy cảm với độ ẩm vật liệu Vậy để nghiền loại vật liệu khác nhau, tính chất khơ, hạt, với suất cao, phù hợp với điều kiện thực tế ta nghiên cứu tính tốn thiết kế máy nghiền búa Nhóm 13 Trường ĐHCN TP.HCM Thiết kế máy nghiền CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN MÁY NGHIỀN BÚA 2.1 Chọn sơ đồ nguyên lý làm việc máy: 2.1.1 Một số sơ đồ ngun lý máy sẵn có: • Phân tích sơ đồ nguyên lý hoạt động máy ND 500 HÌNH 1-Phễu nạp liệu 6-Lưới sàng 2-Van điều chỉnh dòng liệu 7-Búa 3-Giá mang búa 8-Má nghiền 4-Trục quay 9-Quạt 5-Túi đựng nguyên liệu -Nguyên lý làm việc: Vật liệu làm đưa vào máy qua phễu nạp liệu điều chỉnh dòng vật liệu vào buồng nghiền van điều chỉnh Khi vật liệu vào buồng nghiền nhờ búa quay đập liên tục vào vật liệu với vận tốc búa khoảng 6872( m s ) Vật liệu sàng giới hạn lại buồng nghiền, búa đập nhiều lần, va chạm chà sát vào má nghiền chúng đạt Nhóm 13 Trường ĐHCN TP.HCM Thiết kế máy nghiền kích thước định lọt qua sàng nhờ lực đẩy quạt Sản phẩm nghiền tách khỏi dịng khí rơi vào túi đựng ngun liệu -Ưu điểm: Nhờ có cấu tiếp liệu dọc trục nên kích thước máy nhỏ gọn Quạt gắn liền Rôto nên không cần buồng quạt riêng để đẩy hút sản phẩm, vật liệu nghiền xong rơi vào thùng -Nhược điểm: Năng suất thấp nên phù hợp với doanh nghiệp sản xuất nhỏ Do dùng cấu tiếp liệu dọc trục sản phẩm tiếp tuyến nên đưa vật liệu vào buồng nghiền vật liệu bị lực hút quạt gió sau với chịu lực va đập, nên đưa vào vật liệu chưa đập mà phải văng tới phía ngồi bị đập Khi nghiền vật liệu thơ, có độ ẩm cao cần khối lượng vật liệu vào tương đối lớn so với khả đẩy quạt máy bị tắc phần vật liệu vào chưa bị đập nằm lại rơto, sau quấn vào phận quay rôto gây cố tải dẫn đến khả nghiền thô Với vật liệu hạt bị kẹt lại xuất hạt chưa bị đập khơng theo dịng chuyển động mà nằm lại khoảng không gian đĩa quay rôto vách bên buồng nghiền gây ma sát làm giảm tốc độ quay rơto • Phân tích sơ đồ nguyên lý hoạt động máy  MM 0,3: (Dùng quạt gió để hút sản phẩm ra) Nhóm 13 Trường ĐHCN TP.HCM Thiết kế máy nghiền HÌNH 1-Bệ máy 5-ống đẩy 2-ống dẫn sản phẩm 6-Giá đỡ phễu 3-Quạt 7-Phễu nạp liệu 4-Buồng nghiền -Nguyên lý làm việc: Cơ cấu nạp liệu điều chỉnh lên xuống, cao thấp Máy vạn năng, nghiền vật liệu thô Bộ phận quan trọng máy MM 0,3 phận nghiền.Vật liệu liên tục đưa vào buồng nghiền nghiền nhỏ lọt qua sàng vào hộc khung, từ quạt đẩy theo Xyclơn, vật liệu nghiền xong tách khỏi dịng khí đổ vào thùng chứa, cịn khơng khí ngồi Thay đổi độ mịn cách thay đổi lưới sàng -Ưu điểm: Máy nghiền nhiều loại nguyên vật liệu khác Năng suất máy lớn có bố trí quạt hút đẩy ngun liệu Nhóm 13 Trường ĐHCN TP.HCM Thiết kế máy nghiền HÌNH 1-Thân 6-Đĩa mang búa 2-Chốt lề 7-Búa nghiền 3-Thân 8-Chốt lắp búa 4-Má nghiền phụ 9-Lưới sàng 5-Vị trí nạp liệu -Nhược điểm: Kích thước máy lớn, phù hợp với doanh nghiệp sản xuất lớn suất máy cần phải lớn 2.1.2 Sơ đồ nguyên lý kết cấu máy nghiền búa: Dựa theo phân tích nguyên lý kết cấu máy có sẵn, để khắc phục khuyết điểm phát huy ưu điểm máy cho phù hợp với điều kiện sản xuất Việt Nam Ta chọn sơ đồ nguyên lý kết cấu máy mi nh hỡnh v: Nhúm 13 10 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Suy ra: k=[12,224-(0,016.80.0,045.190)] 4944.0,6 =254 (m) 216.0,6 c-Sai số mòn m: m= N với =0,05  m=0,05 500 =1(m) d-Sai số điều chỉnh: đc=5 (m) e-Sai số gá đặt: [gđ]= =330 (m) Suy ra: [ct]= 330  ( 200  254   12 ) =66(m) Theo sơ đồ lực ren vít gây là: 2.L 809=1618 (kg) L f-Tính bu lơng kẹp: ’= Theo cơng thức tính đồ gá đường kính bu lơng cần thiết là: W' dC  Với ren hệ mét có C=1,41 Chọn vật liệu thép 45 có k=11,7 ( Vậy d1,41 kg mm ) 1618 =17 (mm) 11,7 Chọn bu lơng M20 Tính chiều dài tay địn: với lực vặn tay cơng nhân Pk=15 (kg) Ta có: Lk= Q tg(+)rtb+.R’ Pk Suy ra:Lk= 1618 (0,234.8,526+0,15.20)=380 (mm) 15 Vậy cánh tay đòn dài 380 (mm) lực vặn l 15 (kg) SV: Lê Thanh Tâm - Hoàng Mạnh Quân - Lớp CTM1 K44 176 Trờng ĐHBK Hà Nội §å ¸n tèt nghiƯp 7/.Tính tốn độ lệch tâm cho tâm quay: Sơ đồ tính: Sèng tr ỵ t 480 x 360 b Tâ m bàn máy Thớ t ®å g¸ 900 e= 900 -b b= 480  180 =410 (mm) Suy ra: e=450-410=40 (mm) chọn e =70 (mm) 8/.Xác định yêu cầu kỹ thuật đồ gá: -Độ không song song mặt phẳng phiến tỳ so với mặt đế đồ gá không lớn 35(m) 100 (mm) chiều dài -Bề mặt tiếp xúc thân thân phải đạt độ bóng Rz20 Tính chiều cao chốt để hạn chế bậc t do: D H L SV: Lê Thanh Tâm - Hoàng Mạnh Quân - Lớp CTM1 K44 177 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp L l 0,5.D 2( L  D). LD 688  27  10 = 2.(688  20).0,016 =4,8 (mm) 688  20 H= Chiều rộng chốt trám: B = D-1 =20-1 =19 (mm) III/.Tính tốn thiết kế đồ gá gia cơng rãnh lắp sàng: 1/.Xác định kích thước bàn máy: Ta chọn máy phay ngang 6M82 để gia cơng rãnh: -Kích thước bàn máy: 1130x224 mm -Khoảng cách rãnh chữ T 70 mm -Số rãnh chữ T rãnh -Khoảng cách từ đường tâm trục đến bàn máy 30350 mm -Dịch chuyển lớn bàn máy: Dọc: 700 mm .Ngang: 260 mm .Đứng: 320 mm -Cơng suất động cơ: KW -Kích thước rãnh chữ T: a=18; b=30; h1=14; h2=18 2/.Sơ đồ định vị kẹp chặt: a-Định vị: Dùng chuẩn tinh thống mặt phẳng đáy hạn chế bậc tự do, chốt trụ ngắn hạn chế bậc tự do, chốt trám hạn chế nốt bậc tự thứ 6( quay quanh Oz) Vậy chi tiết hạn chế đủ bậc tự b-Kẹp chặt: Dùng đòn kẹp ren vít kẹp hình vẽ Lực kẹp vng hướng vào mặt định vị Để dẫn hướng xác định toạ độ tâm rãnh ta dùng bạc dẫn đầu để dao giảm rung động cắt 3/.Tính lực kẹp cần thiết: Chi tiết chịu lực tác dụng: Lực cắt (Pz,Py) trọng lượng chi tiết Q Pz=31,5 (kg) Py=19(kg) Q=80 (kg) SV: Lê Thanh Tâm - Hoàng Mạnh Quân - Lớp CTM1 K44 178 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp a-Xột trng hp dao vị trí cùng: Pz làm chi tiết dịch chuyển theo phương 0x Vậy lực kẹp phải sinh lực ma sát để chống lại P z ( Chốt nhỏ khơng thể cho chịu lực làm cong chốt) Ta có: (W1+W2+Q).  K.Pz Hệ số điều chỉnh K=3,33 (đã tính) Suy ra:W=2W1 K Pz 3,33.31,5 -Q= -80=618 f 0,15 -Py:Làm chi tiết trượt theo trục 0y Vì Py