1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY CÔ QUAY DÙNG CHO PHÒNG THÍ NGHIỆM

51 60 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Cấu trúc

  • LỜI CẢM ƠN

  • TÓM TẮT

  • MỤC LỤC

  • DANH MỤC HÌNH

  • DANH MỤC BẢNG

    • Tổng quan

      • 1.1. Giới thiệu sơ lược về máy cô quay

      • 1.2. Tìm hiểu về công nghệ chưng cất và chiết xuất

        • 1.2.1. Công nghệ chưng cất

        • 1.2.2. Công nghệ chiết xuất

      • 1.3. Phân loại công nghệ chưng cất

        • 1.3.1. Mô hình chưng cất trong công nghiệp

          • 1.3.1.1. Tháp chưng – bốc hơi

          • 1.3.1.2 Tháp ngưng tụ - bốc hơi

          • 1.3.1.3 Tháp chưng cất có hai đường đưa nguyên liệu vào tháp

        • 1.3.2. Thiết bị chưng cất dùng trong phòng thí nghiệm (Máy Cô – quay)

      • 1.5. Tính cấp thiết của đề tài

      • 1.6. Giới thiệu đề tài

      • 1.7. Yêu cầu thiết kế

    • Tính toán và thiết kế máy cô quay

      • 2.1. Tính toán và thiết kế bể gia nhiệt

      • 2.2. Tính toán và thiết kế hệ thống lạnh

        • 2.2.1. Giới thiệu về yêu cầu của hệ thống lạnh

        • 2.2.2. Chọn môi chất lạnh

        • 2.2.3. Chọn các thông số của chế độ làm việc

          • 2.2.3.1. Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh:

          • 2.2.3.2. Nhiệt độ ngưng tụ

          • 2.2.3.3. Nhiệt độ hơi hút

          • 2.2.3.4. Nhiệt độ quá lạnh

        • 2.2.4. Chu trình lạnh

          • 2.2.4.1. Sơ đồ chu trình biểu diễn trên đồ thị (logp-i)

        • 2.2.5. Tính toán chu trình lạnh

          • 2.2.5.1. Năng suất lạnh riêng

          • 2.2.5.2. Lưu lượng môi chất qua máy nén

          • 2.2.5.3. Năng suất thể tích thực tế của máy nén

          • 2.2.5.4. Hệ số cấp của máy nén

          • 2.2.5.5. Thể tích lý thuyết

          • 2.2.5.6. Công nén đoạn nhiệt

          • 2.2.5.7. Công nén chỉ thị

          • 2.2.5.8. Công suất ma sát

          • 2.2.5.9. Công suất hữu ích

          • 2.2.5.10. Công suất điện

          • 2.2.5.11. Công suất động cơ lắp đặt

          • 2.2.5.12. Phụ tải nhiệt dàn ngưng

      • 2.3. Tính toán và thiết kế chọn bơm chân không

        • 2.3.1. Các thông số làm việc của máy bơm

        • 2.3.2. Tính công suất cần thiết của bơm

        • 2.3.3. Lựa chọn bơm (model)

      • 2.4. Thiết kế bộ ngưng tụ dạng ống lò xo

        • 2.4.1. Đặc điểm cấu tạo

        • 2.4.2. Nguyên lý ngưng tụ - hứng mẫu

        • 2.4.3. Ưu và nhược điểm

      • 2.5. Tính toán và thiết kế motor điện để quay bình cô quay

        • 2.5.1. Lựa chọn động cơ

        • 2.5.2. Thiết kế bộ truyền đai

          • 2.5.2.1. Chọn loại đai dẹt

          • 2.5.2.2. Xác định đường kính bánh đai

          • 2.5.2.3. Định khoảng cách trục A và chiều dài đai L

          • 2.5.2.4. Kiểm nghiệm góc ôm trên bánh nhỏ

          • 2.5.2.5. Xác định tiết diện đai

          • 2.5.2.6. Xác định chiều rộng bánh đai

          • 2.5.2.7. Xác định lực căng và lực tác dụng lên trục

        • 2.5.3. Chọn ổ lăn

      • 2.6. Thiết kế giá đỡ cho cụm chi tiết motor, bộ ngưng tụ, bình cô mẫu và bình hứng mẫu

        • 2.6.1. Đặc điểm cấu tạo

        • 2.6.2. Chọn bình cô và bình hứng mẫu

      • 2.7. Thiết kế hệ thống điện điều khiển

        • 2.7.1. Bộ điều tốc động cơ điện 1 chiều

          • 2.7.1.1. Cấu tạo

          • 2.7.1.2. Nguyên lý hoạt động

    • mô phỏng 3D máy cô quay

      • 3.1. Giới thiệu phần mềm Inventor

        • 3.1.1. Phần mềm Inventor là gì

        • 3.1.2. Ứng dụng của Inventor đối với đề tài

      • 3.2. Các bước mô phỏng 3D máy cô quay trên phần mềm Inventor

      • 3.3. Kiểm tra và đánh giá kết quả thực tế.

        • 3.3.1. Kiểm tra độ bền ống thông hơi

        • 3.3.2. Đánh giá kết quả thiết kế

    • kết luận và kiến nghị

      • 4.1. Kết luận

      • 4.2. Kiến nghị

    • TÀI LIỆU THAM KHẢO

Nội dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CƠNG NGHỆ BỘ MƠN KỸ THUẬT CƠ KHÍ  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MÁY CƠ QUAY DÙNG CHO PHỊNG THÍ NGHIỆM CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Ths Võ Mạnh Duy NHÓM SV THỰC HIỆN: Dương Tuấn Khải; MSSV: B1803260 Ngơ Như Ngoan; MSSV: B1803415 Ngành: Cơ Khí Chế Tạo Máy – Khóa: 44 Tháng 12/2021 LỜI CẢM ƠN Quá trình thực luận văn tốt nghiệp giai đoạn quan trọng quãng đời sinh viên Luận văn tốt nghiệp tiền đề nhằm trang bị cho chúng em kỹ nghiên cứu, kiến thức quý báu trước lập nghiệp Chúng em xin trân trọng cảm ơn thầy Võ Mạnh Duy tận tình giúp đỡ, định hướng cách tư cách làm việc khoa học Đó góp ý q báu khơng q trình thực luận văn mà hành trang tiếp bước cho em trình học tập lập nghiệp sau Và hết, chúng em xin bày tỏ lịng biết ơn trân trọng đến q thầy trường Đại học Cần Thơ tận tình dạy, truyền đạt kiến thức quý báo cho chúng em thời gian vừa qua để chúng em có đủ kiến thức, điều kiện để thực đề tài Đồng thời chúng em biết ơn cán trực thư viện khoa công nghệ, trung tâm học liệu, phòng máy hỗ trợ giúp đỡ chúng em thời gian qua Đồng cảm ơn đến tác giả sách báo, internet, anh chị trước tìm tịi, nghiên cứu đúc kết kinh nghiệm làm tài liệu để em tham khảo trình thực đề tài Sau tơi xin cảm ơn bạn lớp Cơ khí chế tạo máy, khoa Công nghệ, trường Đại học Cần Thơ tận tình giúp đỡ, hỗ trợ cho tơi thực tiểu luận Cần Thơ, ngày tháng năm 2021 Sinh viên thực Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Dương Tuấn Khải Ngô Như Ngoan SVTH: Dương Tuấn Khải Ngơ Như Ngoan –2– TĨM TẮT Đề tài luận văn tốt nghiệp “Tính tốn, thiết kế máy quay dùng cho phịng thí nghiệm” Gồm nội dung việc tìm hiểu ngun lý máy quay chân không, công nghệ chưng cất chiết xuất Dựa theo tài liệu máy cô quay chân không BUCHI R300 tiến hành tính tốn, thiết kế thiết bị để cấu thành máy quay Nêu quy trình sử dụng thiết bị an toàn sử dụng Mơ hình hóa 3D phần mềm Autodesk Inventor Cần Thơ, ngày tháng năm 2021 Sinh viên thực Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Dương Tuấn Khải Ngô Như Ngoan SVTH: Dương Tuấn Khải Ngô Như Ngoan –3– MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH iv DANH MỤC BẢNG v CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu sơ lược máy cô quay 1.2 Tìm hiểu cơng nghệ chưng cất chiết xuất 1.3 Phân loại công nghệ chưng cất 1.5 Tính cấp thiết đề tài 11 1.6 Giới thiệu đề tài 12 1.7 Yêu cầu thiết kế .12 CHƯƠNG II 14 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ MÁY CÔ QUAY 14 2.1 Tính tốn thiết kế bể gia nhiệt 14 2.2 Tính tốn thiết kế hệ thống lạnh 16 2.3 Tính tốn thiết kế chọn bơm chân khơng 25 2.4 Thiết kế ngưng tụ dạng ống lò xo .27 2.5 Tính tốn thiết kế motor điện để quay bình quay 29 2.6 Thiết kế giá đỡ cho cụm chi tiết motor, ngưng tụ, bình mẫu bình hứng mẫu 32 2.7 Thiết kế hệ thống điện điều khiển 34 CHƯƠNG III 36 MÔ PHỎNG 3D MÁY CÔ QUAY 36 3.1 Giới thiệu phần mềm Inventor 36 3.2 Các bước mô 3D máy cô quay phần mềm Inventor 36 3.3 Kiểm tra đánh giá kết thực tế 37 CHƯƠNG IV 40 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 40 4.1 Kết luận 40 4.2 Kiến nghị 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 SVTH: Dương Tuấn Khải Ngô Như Ngoan –4– DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ tháp chưng cất công nghiệp Hình 1.2: Sơ đồ cấu tạo tháp chưng – bốc Hình 1.3: Sơ đồ tháp ngưng tụ - bốc Hình 1.4: Sơ đồ tháp chưng có hai đường nguyên liệu vào Hình 1.5: Sơ đồ cấu tạo máy Cô – quay 10 Hình 2.1: Bộ điều khiển nhiệt độ bể gia nhiệt 16 Hình 2.2: Chu trình biểu diễn đồ thị logp-i 21 Hình 2.3: Sơ đồ chu trình lạnh cấp 21 Hình 2.4: Bộ ngưng tụ dạng ống lò xo 28 Hình 2.5: Cụm giá đỡ cho motor, ngưng tụ, bình mẫu bình hứng mẫu 33 Hình 2.6: Sơ đồ mạch điện tử điều tốc 35 Hình 3.1: Chi tiết ống thơng .37 Hình 3.2: Kiểm tra ứng suất uốn 37 Hình 3.4: Kiểm tra ứng suất kéo .38 Hình 3.5: Kiểm tra chuyển vị 38 Hình 3.6: Kiểm tra hệ số an tồn 38 SVTH: Dương Tuấn Khải Ngô Như Ngoan –5– DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Áp suất tuyệt đối để đun sôi chất nhiệt độ 50oC 13 Bảng 2.1: Các thông số chế độ làm việc hệ thống lạnh 20 Bảng 2.2: Bảng thông số chu trình lạnh 22 Bảng 2.3: Thông số bơm 27 Bảng 2.4: Bảng thông số dàn ngưng tụ dạng ống lò xo 29 Bảng 2.5: Bảng thông số động .29 Bảng 2.6: Bảng thông số ổ lăn 32 Bảng 2.7: Bảng kê chi tiết cho cụm giá đỡ .33 Bảng 2.8: Thơng số bình bình hứng mẫu .34 Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật ống thông 37 SVTH: Dương Tuấn Khải Ngô Như Ngoan –6– SVTH: Dương Tuấn Khải Ngô Như Ngoan –7– Chương I: Tổng quan CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu sơ lược máy cô quay Thiết bị bay dạng quay thiết bị sử dụng phịng thí nghiệm hóa học để loại bỏ dung môi cách hiệu nhẹ nhàng khỏi mẫu cách bay Bay chân khơng giữ vai trị chủ đạo hệ kín, áp suất giảm dẫn tới làm giảm nhiệt độ sơi thành phần Các thành phần mẫu dung dịch cô quay bay để loại bỏ dung môi mong muốn từ mẫu dịch chiết, ứng dụng q trình tách chiết hợp chất tự nhiên hay đơn giản bước tổng hợp hợp chất hữu Dung mơi hịa tan loại bỏ nhiệt độ không vượt nhiệt độ cho phép Nhiệt độ cho phép phụ thuộc vào độ sôi hợp chất, chất tan dung mơi Hiện có hai loại máy quay chính, dịng máy loại nhỏ dùng cho phịng thí nghiệm có dung tích bình quay từ 0,5 (L) đến (L) Một dòng máy dùng cho cơng nghiệp với dung tích bình quay lên tới 100 (L) Các nhà sản xuất máy cô quay lớn kể đến như: - BUCHI, Thụy Sĩ - IKA, Đức - Heildolph Intruments GmbH & Co KG, Đức - Yamato Scientific, Nhật - BIBBY (Stuart), Anh - KNF, Đức 1.2 Tìm hiểu cơng nghệ chưng cất chiết xuất 1.2.1 Công nghệ chưng cất Chưng cất trình tách thành phần chất khỏi hỗn hợp lỏng cách sử dụng phương pháp đun sơi ngưng tụ có chọn lọc Q trình chưng cất dẫn đến phân tách hoàn toàn (các thành phần gần tinh khiết), SVTH: Dương Tuấn Khải Ngô Như Ngoan Trang – – Chương I: Tổng quan phân tách phần làm tăng nồng độ thành phần chọn hỗn hợp Trong hai trường hợp, quy trình khai thác khác biệt độ bay tương đối thành phần hỗn hợp Trong hóa học công nghiệp, chưng cất hoạt động đơn vị có tầm quan trọng thực tế phổ biến, q trình phân tách vật lý, khơng phải phản ứng hóa học Các nguyên tắc q trình chưng cất Có loạt phương pháp tách để tách hỗn hợp Tính đặc biệt chưng cất dùng năng lượng như phương tiện trợ giúp để tách So với phương tiện trợ giúp khác, ví dụ chất hấp thụ hay dung môi, lượng có ưu lớn dễ dàng đưa vào lấy khỏi hệ thống Chưng cất dựa trên nhiệt độ sôi khác chất lỏng tham gia Người ta nói chất lỏng có áp suất hơi khác nhiệt độ Nếu đưa năng lượng vào hệ thống, có áp suất khác nhau, chất có áp suất cao (nhiệt độ sôi thấp hơn) bốc nhiều chất khác Vì mà nồng độ chất có nhiệt độ sôi thấp phần cất cao hỗn hợp ban đầu Phải phân biệt chưng cất thành quy trình lần, hay diễn phịng thí nghiệm để tách hóa chất tinh khiết khỏi hỗn hợp, chưng cất liên tục, thường diễn các cột chưng cất của nhà máy hóa học - Lặp lại bước tách hỗn hợp: nồng độ chất cần phải tách tiếp tục nâng cao cách tiếp tục chưng cất lại phần cất Nhiệt độ sôi khác lớn người ta cần lần chưng cất để đạt đến nồng độ định - Chưng cất phân đoạn phương pháp kinh điển dùng để tách chất bay khỏi hỗn hợp dựa vào khác biệt nhiệt độ sôi chất hỗn hợp - Chưng cất lôi cuốn: phương pháp chưng cất lôi nước dựa khuếch tán lôi theo nước hợp chất hữu tinh dầu tiếp xúc với nước nhiệt độ cao Sự khuếch tán dễ dàng tế bào chứa tinh dầu trương phồng nguyên liệu tiếp xúc với nước bão hòa thời gian định.  - Rượu hỗn hợp đẳng phí: ứng dụng lâu đời đồng thời biết đến nhiều chưng cất sản xuất rượu mạnh. Đặc biệt, tỷ lệ định hỗn hợp hai chất lỏng mà tiếp tục tách phương pháp chưng cất SVTH: Dương Tuấn Khải Ngô Như Ngoan Trang – – Chương I: Tổng quan Các hỗn hợp gọi hỗn hợp đẳng phí Nếu muốn tăng nồng độ cồn phải dùng đến phương pháp tinh cất đặc biệt khác 1.2.2 Cơng nghệ chiết xuất Trong cơng nghệ hóa học chiết xuất định nghĩa trích ly Trích ly trình tách chất tan chất lỏng hay chất rắn mốt chất lỏng khác – gọi dung mơi Nếu q trình tách chất hịa tan chất lỏng chất lỏng gọi trích ly lỏng – lỏng Nếu q trình tách chất hòa tan chất rắn chất lỏng gọi trích ly rắn – lỏng Q trình trích ly sử dụng rộng rãi nhiều ngành cơng nghiệp hóa chất thực phẩm Mục đích: - Tách cấu tử quý - Thu dung dịch có nồng độ đậm đặc (đối với trích ly lỏng - lỏng) - Cững chưng luyện mốt phương pháp chủ yếu để phân tách hỗn hợp đồng thành cấu tử thành phần Chất lượng hiệu q trình trích ly phụ thuốc chủ yếu vào dung môi, nên yêu cầu chung dung mơi là: - Có tính hịa tan chọn lọc, nghĩa hòa tan cấu tử cần tách, khơng hịa tan cấu tử khác - Khơng độc, khơng ăn mịn thiết bị - Rẻ dễ tìm Đối với trích ly lỏng – lỏng cịn u cầu khối lượng riêng dung mơi phải khác xa với khôi lượng riêng dung dịch Sau trích ly để thu cấu tử cần tách dạng nguyên chất, phải tách dung môi ra, thường phương pháp chưng luyện (nếu cấu tử hòa tan bay hơi) phương pháp cô đặc (nếu cấu tử hịa tan khơng bay hơi) Vì để tiết kiệm lượng yêu cầu chung dung mơi có nhiệt dung riêng bé kết tinh cấu tử cần tách có tính hịa tan hạn chế 1.3 Phân loại cơng nghệ chưng cất 1.3.1 Mơ hình chưng cất cơng nghiệp SVTH: Dương Tuấn Khải Ngô Như Ngoan Trang – – Chương I: Tổng quan - Phương pháp chế tạo tương đối phức tạp Bảng 2.4: Bảng thông số dàn ngưng tụ dạng ống lò xo Vật liệu Tiêu chuẩn Dàn ngưng tụ Thủy tinh TCVN dạng ống lò xo BORO 3.3 11559:2016 Đường kính ngồi 12 mm Đường kính mm Diện tích làm lạnh 660 cm2 2.5 Tính tốn thiết kế motor điện để quay bình quay 2.5.1 Lựa chọn động Yêu cầu tải trọng bình cầu có đường kính 140mm chứa dung dịch có khối lượng (kg) tốc độ quay tối đa trục bị dẫn 90 vòng/phút, tốc độ quay trục động 180 (vịng/phút) Momen qn tính trục bị dẫn: 2 I  mr  3.0,07  9,8.10 3 3 ( kg.m ) Momen xoắn trục bị dẫn: M x  I.  9,8.103.10  98 (N.mm) Công suất cần thiết cho động cơ: Pct  M x n 9,55.106. Trong đó: - n: số vịng quay động tính vịng/phút - η: hiệu suất truyền đai η = 0,95 Pct  98.250  2,7.103 KW  2,7 9,55.10 0,95 (W) Chọn động cơ: Bảng 2.5: Bảng thông số động Kiểu động model Động servo giảm tốc JGP37-520 Lực kéo moment tối đa Kg.cm Công suất Điện áp sử dụng 12 W 12VDC Dòng tải tối đa 1A Tốc độ sau hộp giảm tốc 250 vòng/phút 2.5.2 Thiết kế truyền đai SVTH: Dương Tuấn Khải Ngô Như Ngoan Trang – 30 – Chương I: Tổng quan 2.5.2.1 Chọn loại đai dẹt Chọn đai vải cao su loại A 2.5.2.2 Xác định đường kính bánh đai Đường kính bánh đai nhỏ D1  (1100  1300) P1 0,012  (1100  1300)  39, n1 250 (mm) Chọn D1 = 40 (mm) Kiểm nghiệm vận tốc: v .D1.n1 .40.250   0,523 (20  30) 60.1000 60.1000 (m/s) Đường kính bánh đai lớn D2  n1 D1  2D1  80 n2 (mm) Kiểm tra số vòng quay n2 n  (1  ) D1 40 n1  (1  0,01) 250  125,75 D2 80 (vòng/phút)  : Hệ số trượt đai vải cao su  = 0,01 Trên lệch tương đối số vòng quay n2 = 1% 2.5.2.3 Định khoảng cách trục A chiều dài đai L Khoảng cách trục A A  2(D1  D )  2(40  80)  240 (mm) Chiều dài đai L  (D  D1 ) L  2A  (D  D1 )  2 4A  (40)2 L  2.240  (120)   670 4.240 (mm) Để nối đai cần tăng thêm chiều dài đai 100 ÷ 400 (mm) 2.5.2.4 Kiểm nghiệm góc ơm bánh nhỏ Góc ơm đai α1 bánh nhỏ SVTH: Dương Tuấn Khải Ngô Như Ngoan Trang – 31 – Chương I: Tổng quan 1  1800  D  D1 80  40 57  1800  57  170,50 A 240 thỏa điều kiện α1>1500 2.5.2.5 Xác định tiết diện đai Chọn bề dày đai δ theo tiêu chuẩn: δ = 4,5 (mm) Xác định bề rộng dây đai b P   p  C t C C v Cb Trong đó:     -  p  : Trị số ứng suất có ích cho phép đai dẹt  p  = 2,1 (N/mm2) - C t : Hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ tải trọng Máy làm việc ca C t =1,0 - C : Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ơm C = 0,97 - C v : Hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc C v = 1,03 - C b : Hệ số xét đến bố trí truyền C b = 1,0 b 23  2, 43 4,5.2,1.1.0,97.1,03.1 (mm) Chọn b = 20 theo tiêu chuẩn 2.5.2.6 Xác định chiều rộng bánh đai Chiều rộng bánh đai B xác định dựa chiều rộng dây đai b B  1,1b  (10  15)  1,1.20  15  32 (mm) 2.5.2.7 Xác định lực căng lực tác dụng lên trục Lực căng S0 C  573.(125.2000)0,3  23825 (N) Lực tác dụng lên trục R  3.S0 sin 1 170,5  3.180.sin  538 2 (N) 2.5.3 Chọn ổ lăn SVTH: Dương Tuấn Khải Ngô Như Ngoan Trang – 32 – Chương I: Tổng quan Chọn ổ bi SKF đỡ chặn dãy Bảng 2.6: Bảng thông số ổ lăn Ký hiệu 7208 BECBP d mm 40 D mm 80 B mm 18 C KN 36,5 C0 KN 26 Vận tốc giới hạn Vòng/phút 11000 Trọng lượng 0,37Kg Kiểm tra hệ số khả làm việc C ổ lăn C  Q.(nh)0,3 Trong đó: - Q: tải trọng tương đương (N) - n: Số vòng quay 125 (vòng/phút) - h: Thời gian làm việc h = 2000 (giờ) Lực dọc trục Si Si  1,3.R i tan   1,3.15.tan 400  16, (N) Tải trọng tương đương Q Q  (K v R  mSi ).K n K t Trong đó: - Kv: Hệ số xét đến vòng ổ vòng quay Kv = - R: Tải trọng hướng tâm R = 538 (N) - m: hệ số chuyển tải trọng dọc trục tải trọng hướng tâm m = 0,46 - Kn: Hệ số nhiệt độ Kn = 1,05 - Kt: Hệ số tải trọng Kt = Q  (1.538  0, 46.16, 4).1,05.1  573 (N) Hệ số làm việc C C  573.(125.2000)0,3  23825 (N) < 36500 (N) 2.6 Thiết kế giá đỡ cho cụm chi tiết motor, ngưng tụ, bình mẫu bình hứng mẫu 2.6.1 Đặc điểm cấu tạo SVTH: Dương Tuấn Khải Ngô Như Ngoan Trang – 33 – Chương I: Tổng quan Hình 2.5: Cụm giá đỡ cho motor, ngưng tụ, bình mẫu bình hứng mẫu Bảng 2.7: Bảng kê chi tiết cho cụm giá đỡ Số thứ tự Tên chi tiết Vật liệu Đai xiết Ống dẫn Kẹp Nắp vỏ Chốt gài Chốt đỡ cụm máy Vòng chắn Vòng đệm Que đỡ Nylon 66 Thủy tinh BORO 3.3 Nhựa PP Nhựa PP Thép C45 silicon Cao su Thủy tinh BORO 3.3 Bộ ngưng tụ cố định chủ yếu nhờ vào nắp vỏ (4) Nhưng để giảm tải trọng, tăng độ chắn tránh ngưng tụ bị nứt gãy số tác động bên ngồi gây cần bố trí thêm que đỡ (9) Que đỡ (9) liên kết với bình nhờ vào đai xiết (1) gắn chặt vào bình lắp vào khớp nối Dàn ngưng tụ ống dẫn quay SVTH: Dương Tuấn Khải Ngô Như Ngoan Trang – 34 – Chương I: Tổng quan tương nhờ vào vòng chắn (7) Trên vòng chắn có khe hở tra dầu để giảm ma sát 2.6.2 Chọn bình bình hứng mẫu Bảng 2.8: Thơng số bình bình hứng mẫu Bình Bình hứng mẫu Vật liệu Thủy tinh BORO 3.3 Thủy tinh BORO 3.3 Tiêu chuẩn TCVN 8489:2010 TCVN 11559:2016 Đường kính 126 mm Chiều cao 210 mm 131 mm 200 mm 2.7 Thiết kế hệ thống điện điều khiển 2.7.1 Bộ điều tốc động điện chiều 2.7.1.1 Cấu tạo Mạch điều tốc sử dụng IC 555 gồm linh kiện sau: - IC NE555 - Điện trở: 220 Ohm, 10000 Ohm, 1000 Ohm - Biến trở: 50000 Ohm - Tụ gốm: 1nF - Diode: 1n4148 - Mosfet: IRF3205 2.7.1.2 Nguyên lý hoạt động Hình 2.6: Sơ đồ mạch điện tử điều tốc SVTH: Dương Tuấn Khải Ngô Như Ngoan Trang – 35 – Chương I: Tổng quan Khi cấp nguồn cho động cơ: dòng điện từ nguồn qua động cơ, qua mosfet Q1 Mass Khi mosfet Q1 dẫn động hoạt động, mosfet Q1 ngắt động dừng - Nguồn 12V qua điện trở R1, qua diode D2, biến trở RV1, tụ C1 Mass Khi tụ C1 nạp tích điện khoảng thời gian t1 tín hiệu IC 555 chân áp mức cao qua R3 đưa vào mosfet để động hoạt động - Sau khoảng thời gian nạp t1, tụ C1 bắt đầu xả qua biến trở RV1 qua diode D1 vào IC 555 xuống mass tín hiệu IC 555 áp mức thấp - Quá trình nạp, xã liên tục tạo nên xung vng Khi thay đổi biến trở xung vng thay đổi, tốc độ động thay đổi Biến trở nhỏ động quay chậm Mạch giảm biến trở 5% tốc độ quay tối thiểu động là: vmin  5%vmax  5%.250  12,5 (vịng/phút) SVTH: Dương Tuấn Khải Ngơ Như Ngoan Trang – 36 – Chương I: Tổng quan CHƯƠNG III MÔ PHỎNG 3D MÁY CÔ QUAY 3.1 Giới thiệu phần mềm Inventor 3.1.1 Phần mềm Inventor Autodesk Inventor phần mềm xây dựng mơ hình 3D, thiết kế, hình mẫu kiểm tra ý tưởng sản phầm Inventor tạo nguyên mẫu mô chuẩn xác khối lượng, áp lực, độ ma sát, tải trọng, …của đối tượng sản phẩm môi trường 3D Các cơng cụ mơ phỏng, phân tích tích hợp Inventor cho phép người dùng thiết kế từ khuôn đúc đến nâng cao thiết kế chi tiết máy, trực quan hóa sản phẩm 3.1.2 Ứng dụng Inventor đề tài Đối với đề tài máy Cơ – quay phần mềm Inventor giúp ích việc: - Tối ưu hóa việc thiết kế, giúp việc thiết kế chi tiết trở nên nhanh hơn, hạn chế phát sinh lỗi kiểm tra việc thiết kế không cần phải thiết kế lại - Mơ q trình vận hành giúp người đọc, người xem dễ dàng hiểu nguyên lý hoạt động máy - Kiểm tra độ bền chi tiết Tối ưu thiết kế cách nhanh chống 3.2 Các bước mô 3D máy cô quay phần mềm Inventor Bước 1: Vẽ chi tiết dạng 3D Bước 2: Ràng buộc chi tiết - Vào môi trường Assemble - Sử dụng ràng buộc hộp thoại Constrain Bước 3: Mô nguyên lý hoạt động - Vào môi trường Environments => Inventor Studio => điều chỉnh Animation Timeline để mô chuyển động Bước 4: Mô lắp ráp - Vào môi trường Presentation SVTH: Dương Tuấn Khải Ngô Như Ngoan Trang – 37 – Chương I: Tổng quan - Insert model => Tiến hành tháo lắp mô 3.3 Kiểm tra đánh giá kết thực tế 3.3.1 Kiểm tra độ bền ống thơng Hình 3.1: Chi tiết ống thông Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật ống thông Tên chi tiết Vật liệu Khối lượng riêng Khối lượng Thể tích Ứng suất uốn cho phép Ứng suất kéo cho phép Tiêu chuẩn Ống thông Thủy tinh BORO 3.3 2,18 g/cm3 0,055 Kg 25459,6 mm2 33 MPa 33 MPa TCVN 8489:2010, TCVN 11559:2016 Kết kiểm tra độ bền tác dụng lực 50 N (tương đương 5Kg cho ống) - Ứng suất uốn SVTH: Dương Tuấn Khải Ngô Như Ngoan Trang – 38 – Chương I: Tổng quan Hình 3.2: Kiểm tra ứng suất uốn - Ứng suất kéo Hình 3.4: Kiểm tra ứng suất kéo - Chuyển vị Hình 3.5: Kiểm tra chuyển vị - Hệ số an toàn SVTH: Dương Tuấn Khải Ngô Như Ngoan Trang – 39 – Chương I: Tổng quan Hình 3.6: Kiểm tra hệ số an tồn 3.3.2 Đánh giá kết thiết kế Với kết quả: - Ứng suất uốn  = 0,147 MPa <  = 33 (MPa) - Ứng suất kéo  = 0,022 MPa <  = 33 (MPa) - Chuyển vị x = 2,842.10-5 (mm) Hệ số an toàn: 15 Suy ra: Từ kết ống dẫn thiết kế đủ bền để tải trọng khối lượng từ bình SVTH: Dương Tuấn Khải Ngô Như Ngoan Trang – 40 – Chương I: Tổng quan CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Qua trình tìm hiểu hoạt động thực tế catalog nhà sản xuất, việc tính tốn thiết bị hồn thành Có sử dụng phần mềm hỗ trợ để tính bền cho chi tiết thủy tinh Đề tài luận văn tốt nghiệp “Tính tốn, thiết kế máy quay dùng cho phịng thí nghiệm” Là kết hợp nhiều mảng kiến thức khác nhau, từ việc tính toán hệ thống gia nhiệt, hệ thống lạnh, động quay bình cơ, máy bơm chân khơng Từ chúng em bao quát kiến thức thiết bị tạo nên từ nhiều thứ Kết tính tốn nằm giới hạn cho phép Khi tính tốn thơng số cần thiết chọn thiết bị trường đảm bảo đủ cơng suất tính toán 4.2 Kiến nghị Nghiên cứu tối ưu lượng sử dụng cho hệ thống, thiết bị sử dụng điện, hạn chế thời gian kiến thức nên chúng em không đề cập sâu lượng Cần xây dựng mơ hình hóa mặt thiết kế phần mềm mơ 3D chi tiết Tính tốn bền dự kiến thời gian cần bảo trì, bảo dưỡng thiết bị Tính toán chi tiết thiết bị, bước làm chủ tất chi tiết cấu thành thiết bị Mặc dù cố gắng tìm đọc tài liệu, kết hợp với trình tìm hiểu thực tế kiến thức thực tế hạn chế nên luận văn tốt nghiệp khơng thể tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong thầy, cô bảo, giúp đỡ để chúng em bổ sung thêm để khắc phục thiếu sót học hỏi thêm kinh nghiệm có ích cho cơng việc sau SVTH: Dương Tuấn Khải Ngô Như Ngoan Trang – 41 – Chương I: Tổng quan TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đức Lợi, 2005 Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh NXB Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội [2] Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy Đinh Văn Thuận, 2009 Kỹ thuật lạnh ứng dụng NXB Giáo Dục [3] Hồn Đức Liên, 2007 Giáo trình Kỹ thuật thủy khí NXB Giáo dục [4] Trịnh Chất Lê Văn Uyển, 2006 Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí NXB Giáo dục [5] Nguyễn Hữu Lộc, 2013 Cơ sở thiết kế máy NXB Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh [6] Nguyễn Văn Hân, 2019 Ứng dụng bơm hút chân không chế tạo thiết bị hút cá cơm Tạp chí Khoa học – Cơng nghệ Thủy sản, Số 01/2019 [7] BUCHI, 2021 Operation Manual Rotavapor R-300 en BÜCHI Labortechnik AG, 118 pages [8] BUCHI, 2021 Technical Data Sheet Rotavapor R-300 BÜCHI Labortechnik AG, 26 pages [9] TCVN 8489:2010 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 48 Dụng cụ thí nghiệm thủy tinh biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố [10] TCVN 11559:2016 Ban Kỹ thuật Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN/TC 48 Dụng cụ thí nghiệm thủy tinh biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố SVTH: Dương Tuấn Khải Ngô Như Ngoan Trang – 42 – Chương I: Tổng quan SVTH: Dương Tuấn Khải Ngô Như Ngoan Trang – 43 – ... vượt nhiệt độ cho phép Nhiệt độ cho phép phụ thuộc vào độ sôi hợp chất, chất tan dung mơi Hiện có hai loại máy quay chính, dịng máy loại nhỏ dùng cho phịng thí nghiệm có dung tích bình quay từ 0,5... từ tạo điều kiện cho sở trang bị đủ “Máy cô quay? ?? cho sinh viên nghiên cứu sinh 1.6 Giới thiệu đề tài Đề tài nghiên cứu, tính tốn máy cô quay chân không với công suất đủ dùng cho phịng thí nghiệm... “Tính tốn, thiết kế máy quay dùng cho phịng thí nghiệm” Gồm nội dung việc tìm hiểu nguyên lý máy cô quay chân không, công nghệ chưng cất chiết xuất Dựa theo tài liệu máy cô quay chân khơng BUCHI

Ngày đăng: 08/12/2021, 19:07

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w