Trong khi tính toán gần đúng sức bền của vít ép cần chú ý những tải trọng sau: tải trọng chiều trục liên tục tăng đều từ điểm tựa bên trái (ở lỗ nạp liệu) sang bên phải, lực dọc tập trung là phản lực điểm tựa momen xoắn tăng đầu liên tục và momen xoắn tập trung trên điểm tựa bằng tổng các momen xoắn.
Sơ đồ chịu tải của vít ép trên hình XVI – 12 là các momen xoắn và tải trọng dọc cũng nhƣ là biểu đồ momen và lực dọc.
Hình 4.5. Biểu đồ lực dọc và momen xoắn
Từ biểu đồ của momen xoắn đối với tiết diện nguy hiểm có thể viết:
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ÉP
Trang 77
Ứng suất tƣơng đƣơng theo lý thuyết là ứng suất tiếp lớn nhất đƣợc tính theo công thức:
√
Các ứng suất σ và τ tƣơng ứng băng σ = S/F; τ = Mx/Wc
Trong đó:
F: diện tích tiết diện vít ép
Wc: momen cực trở lực của tiết diện vít ép. Thay các giá trị ứng suất ta đƣợc:
√( ) ( )
Khi thiết kế máy ép vít thì momen xoắn và lực chƣa biết, chỉ biết pmax. Có thể lập công thức tính toán để xác định ứng suất khi tỷ lệ R1 /R2 đã xác định. Trong các máy ép thì tỷ số các bán kính vít ép dao động trong giới hạn từ 1,7 đến 2,5, theo đó tỷ số lớn để dễ tăng năng suất.
Với vít đẩy, tỷ số Mx đối với lực chiều trục S đƣợc xác định theo công thức sau:
Thay các giá trị Mx và S vào công thức để xác định đƣợc:
√*
+
( )
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ÉP √* + ( ) 4.2.5. Tính kiểm tra bền vít ép. Các số liệu để tính toán:
Pmax = 52 MN/m2 (kg/cm2) – áp suất lớn nhất ở đầu ra của vít ép = 20 (mm) – chiều dày lớn nhất của vòng xoắn
R2 = 95 (mm) - bán kính trong của vít ép R1 = 100 (mm) - bán kính ngoài của vít ép T = 72 (mm) – bƣớc vít
M = 5 – số vòng xoắn
L – chiều dài làm việc của ví ép Tính bền vít ép:
Cƣờng độ của tải trọng chiều trục liên tục xác định theo công thức ; thay pN = pmaxx/L và a = 2π/t có: Khi và Phản lực ở ổ
Trong đó m1 – số vòng xoắn làm việc
Khi tính toán sức bền thì số vòng làm việc nên lấy bằng hằng số vòng nằm giữa lỗ nạp liệu và buồng ép.
Momen xoắn xác định theo công thức (XVI – 77)
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ÉP
Trang 79
Theo lý thuyết ứng suất tiếp lớn nhất thì ứng suất tƣơng đƣơng: √
Hay theo công thức (XVI – 79) √( ) ( )
Lực chiều trục S truyền đến ổ chặn, còn momen xoắn Mx từ bánh răng nhỏ truyền đến vòng xoắn làm việc đầu tiên của vít ép, bới vậy khi tính toán sức bền cần phải kiểm tra tiết diện yếu trên những đoạn vít. Đối với tiết diện R2 = 95 mm thì ứng suất.
Ứng suất tƣơng đƣơng √
Momen uốn ở vòng xoắn vít ép tác dụng lên đƣờng viền bên trong (khi r = R2) xác định theo công thức (XVI – 93) và (XVI – 94): Khi μ = 0.30 Mt = μMr = 0,3Mr Khi R1/R2 = 10/9,5 = 1,05. Mr = - 0.105pmax và Mt = - 0.0315pmax Ứng suất xác định theo công thức (XVI -15) và (XVI – 16)
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ÉP
Khi μ = 0.30 và R1/R2 = 10/9,5 = 1,05 Mt = - 0.0115pmax
4.3. THIẾT KẾ BỘ PHẬN ĐIỀU CHỈNH KHE HỞ THOÁT BÃ. 4.3.1. Nguyên lý. 4.3.1. Nguyên lý.
Nguyên lý: Điều chỉnh đai ốc trên thân trục vít làm cho vị trí đai ốc thay đổi. Khi đó lực lo xo tăng hoặc giảm tùy thuộc vào chiều quay của đai ốc. Khi đai ốc vặn vào trục vít thì làm cho lo xo nén lại đồng thơi đẩy trục vít ra và làm cho khe hở hẹp lại. Khi vặn đai ốc tiến ra trục vít lo xo dãn ra và ke hở đƣợc mở ra dộng hơn. Khi điều chỉnh trục vít chuyển động qua phải hoặc trái làm cho khe hở thay đổi rộng hơn hoặc hẹp hơn. 4.3.2. Cấu tạo. Gồm các bộ phận: Lò xo Tay quay Thân trục vít Đai ốc Ổ bi Vòng chặn Lốc kê Vòng chặn 4.3.3. Thiết kế và tính toán. a. Thiết kế khe hở: -
Góc côn ăn khớp giữa trục vít và gối đỡ: α = 300
- Chiều dài côn trên thân vít LTV.
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ÉP
Trang 81
Hình 4.6. Khe hở thoát bã 1. Trục vít; 2. Khe hở; 3. Gối đỡ.
- Khoảng điều chỉnh khe hở lớn nhất: Lkhmax = 10 (mm)
Khoảng điều chỉnh khe hở quyết định bởi khoảng di chuyển ngang của trục vít. Trục vít di chuyển đƣợc là nhờ khi thiết kế then ở khớp nối và tác dụng lực vào lo so nhờ quá trình điều chỉnh đâi ốc.
b. Thiết kế lò xo: Các thông số của lo xo:
Hình 4.7. Lò xo
- Đƣờng kính dây: d
- Đƣờng kính trung: bình D - Đƣờng kính ngoài: D + d
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ÉP - Đƣờng kính trong: D – d - Chỉ số lò xo: c = D/d - Số vòng đầu dây: ne - Số vòng làm việc: n - Số vòng toàn bộ: n0 = n + ne - Bƣớc lò xo: p - Góc nâng vòng xoắn:
- Chiều cao lo xo: H
- Chiều cao khi sít nhau: Hs = p.n0
Các thông số bạn đầu để tính toán:
Tính lực tác dụng lớn nhất lên lo xo: Trong quá trình máy ép làm việc để cho bã cùi dừa có thể thoát ra khi lực dụng vào trục vít thắng lục lo xo. Khi ấy lực đẩy đƣợc lò xo là lực tác dụng lên đoạn côn trục vít ép theo phƣơng ngang.
Fcngang = Fc. Cosγ Fc = W.P
W = π(R1 + R2).h Trong đó:
Fc: lực ngang tác dụng lên trục vít ép trên phần côn P = 10 kg/ cm2: áp suất tác dụng vào đoạn côn W: diện tích trên đoạn côn
γ = 60o: góc côn của trục vít tiếp xúc với gối đỡ đầu R1 = 5 cm, R2 = 4,6 cm: bán kính lớn và nhỏ của hình côn h = 0,7 cm: chiều cao côn
Tính:
Fc = π(5 +4,6).0,7.10 = 188 kg = 1880 N Fcngang = Fc. Cosγ = 1880.Cos60o = 940 N
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ÉP
Trang 83
Khi trục vít ép quay có nhiều chế độ làm việc để ép ra nƣớc cốt dừa khác nhau. Vì vậy khi Fmax là máy ở chế độ làm việc có hệ số ép cao nhất và Fmin có hệ số ép thấp nhất.
Theo thực nghiệm thì hệ số ép cao nhất là; E = 0.9 ÷ 0,5 Từ đây ta tính đƣợc
Chuyển vị làm việc của lo xo: x = 30 (mm)
Tính toán thiết kế:
Chọn vật liệu lo xo tài liệu [4]:
Bảng 4.3. Các thông số vật liệu làm lo xo.
Thông số Dạng 4
Số vòng đầu dây no 2
Số vòng toàn bộ no N + 2 =17+2 = 19 vòng
Chiều cao ban đầu Ho Pn + 2d = 10,26.17 + 2.5 = 189,42 mm Chiều cao khi sít nhau Hs dno = 5.19 = 95 mm
Với hệ số làm việc s = 1,2 ta có [τ] = τch. 1/s = 1000. (1 : 1,2) = 833,33 (MPa)
Chọn chỉ số của lo xo c = D/d = 6, khi đó: Đƣờng kính dây lo xo: √ √
Chọn d = 5 mm, nhƣ vậy giữa d và c có sự phù hợp. Đƣờng kính trung bình D = 5.6 = 30 mm. Do đƣờng kính ngõng trục là 30 mm nên ta chọn D = 38 mm
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ÉP Chọn n = 17 vòng. Bƣớc của vòng lò xo khi chƣa chịu tải Trong đó:
Chọn dạng đầu dây lò xo dạng 4. Khi đó các thông số hình học lò xo xác định theo tài liệu [4]. Bảng 4.3. Các thông số vật liệu làm lo xo. Thông số Dạng 4 Số vòng đầu dây no 2 Số vòng toàn bộ no N + 2 =17+2 = 19 vòng Chiều cao ban đầu Ho Pn + 2d = 10,26.17 + 2.5 = 189,42 mm Chiều cao khi sít nhau Hs dno = 5.19 = 95 mm Tỷ số
Do đó cần phải lồng lo xo vào lõi. Kiểm tra lò xo theo hệ số an toàn: Giá trị trung bình và cƣờng độ tải trong xác định theo công thức (15.13) và (15.14),(trang 518, [3])
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ÉP
Trang 85
Khi đó biên độ ứng suất và ứng suất trung bình xác định theo các công thức (15.15) và (15.16), (trang 518):
Hệ số an toàn theo độ bền mỗi đƣợc kiểm nghiểm theo công thức Goodman Suy ra sr = 1,78.
Kiểm tra hệ số an toàn theo giới hạn chảy;
TỔNG KẾT
CHƯƠNG 5
VẬN HÀNH VÀ BẢO TRÌ
Để hệ thống làm việc đạt đƣợc hiệu quả, năng suất cũng nhƣ tuổi thọ cao, ngoài việc hệ thống đƣợc chế tạo với chất lƣợng cao, còn yêu cầu ngƣời vận hành, sử dụng hệ thống phải thành thạo các kỹ năng, kỹ thuật vận hành trong suốt quá trình sử dụng hệ thống. Thƣờng xuyên hoặc định kỳ thực hiện các khâu kiểm tra, bào trì, bảo dƣỡng bao gồm động cơ, hệ thống máy và các thành phần liên quan tới hệ thống máy đảm bảo cho máy luôn trong tình trạng hoạt động tốt nhất.
5.1. VẬN HÀNH MÁY 5.1.1. Vận hành
Quá trình vận hành máy theo thứ tự nhƣ sau: - Kiểm tra an toàn trƣớc khi khởi động động cơ.
- Đóng điện cầu dao điện, cung cấp điện từ nguồn điện tới động cơ. - Khởi động động cơ điện thông qua các công tắc, nút nhấn.
- Đợi một thời gian ngắn để động cơ hoàn tất quá trình khởi động của động cơ. - Tiến hành cho liệu ( cơm dừa ) vào phễu cấp liệu để bắt đầu quá trình sản xuất.
- Trong quá trình vận hành, nếu xảy ra sự cố, dừng khẩn cấp hệ thống động cơ thông qua nút nhấn dừng khẩn cấp để tiến hành kiểm tra, khắc phục hoặc sửa chữa.
- Để dừng động cơ sau thời gian sản xuất, sử dụng nút nhấn rồi mới đƣợc ngắt cầu dao điện.
TỔNG KẾT
Trang 87
- Đặc thù của máy là máy thực phẩm, nên yêu cầu ngƣời vận hành máy phải đảm bảo vệ sinh, do đó yêu cầu ngƣời vận hành phải có trang phục hợp vệ sinh, sử dụng khẩu trang, găng tay… trong suốt quá trình sản xuất.
- Trong quá trình cấp liệu, không sử dụng các dụng cụ cứng nhƣ thanh sắt, que gỗ hay tay chọc trực tiếp vào máng cấp liệu hay vít tải gây nguy hiểm cho ngƣời vận hành.
5.1.2.Những vấn đề có thể gặp phải trong quá trình vận hành máy và hƣớng giải quyết đề xuất. quyết đề xuất.
Đóng điện động cơ không quay, không có tiếng kêu.
Nguyên nhân
- Không có nguồn vào động cơ. - Dây quấn 3 pha hở mạch.
Kiểm tra nguồn ở cầu dao điện, aptomat
Kiểm tra cầu chì, cáp dẫn điện vào động cơ.
Kiểm tra đấu dây ở hộp nối.
Đóng điện, động cơ không quay, quay có tiếng rú hoặc động cơ quay nhƣng không đạt tốc độ định mức.
Nguyên nhân
- Nguồn điện đƣa vào động cơ mất một pha, một trong các pha của cuộn dây stato bị hở mạch, nổ một cầu chìm một tiếp điểm của cầu dao không tiếp xúc hoặc tiếp xúc không tốt.
- Động cơ bị kẹt giữa stato và roto hoặc bị kẹt trong máy ép, máy cấp liệu… - ổ bi bị mòn nên khi có điện, roto bị hút vào stato.
- Đấu dây giữa ba pha sai
- Mạch roto bị đứt hoặc tiếp xúc không tốt
Biện pháp khắc phục
- Kiểm tra nguồn, cầu chì, các tiếp xúc của cầu dao…
- Kiểm tra lại cách đấu dây, tiến hành thử lại cực tính các pha nếu cần thiết. - Kiểm tra sự kín mạch của roto, biến trở khởi động
TỔNG KẾT
Đóng điện vào động cơ, các thiết bị bảo vệ tác động ngay.
Nguyên nhân
- Ngắn mạch cuộn dây stato hoặc ở cáp dẫn điện tới động cơ - Đấu dây sai cực tính
- Đấu dây không thích hợp với điện áp nguồn.
- Chọn thiết bị bảo vệ không thích hợp hoặc chỉnh định cƣờng độ và thời gian tác động của bảo vệ không phù hợp với cƣờng độ và thời gian khởi động của động cơ.
Biện pháp khắc phục
- Đo điện trở của từng pha, đo cách điện của các pha stato và của cáp để phát hiện pha bị ngắn mạch.
- Kiểm tra lại cách đấu dây.
- Kiểm tra các thiết bị điều khiển, bảo vệ.
Động cơ chạy không tải đƣợc, khi mang tải động cơ không khởi động đƣợc.
Nguyên nhân
- Tải quá lớn so với công suất động cơ - Điện áp nguồn suy giảm nhiều - Đấu dây sai.
- Dây đai quá căng.
Biện pháp khắc phục
- Kiểm tra lại tải, có thể có hiện tƣợng kẹt trong quá trình ép, cấp liệu. - Kiểm tra điện áp nguồn.
- Kiểm tra đấu dây.
- Điều chỉnh lại lực căng của dây đai
- Thay động cơ mới nếu các kiểm tra trên không phát hiện đƣợc lỗi Động cơ vận hành, nhiệt độ stato cao quá quy định.
Nguyên nhân
- Quá tải thƣờng xuyên
- Điện áp nguồn quá lớn hoặc quá thấp
- Ngắn mạch một số vòng dây của dây quấn stato - Dây dai quá căng.
TỔNG KẾT
Trang 89
- Khe hở giữa roto và stato lớn - Có sự cọ xát giữa roto và stato. - Thiếu sự thông gió, làm mát động cơ. - Nhiệt độ môi trƣờng quá cao.
- Tắc nghẽn vật liệu trong quá trình cấp liệu, ép.
Biện pháp khắc phục
- Kiểm tra lại dòng điện từng pha, giảm tải của động cơ điện - Kiêm tra điện áp nguồn.
- Điều chỉnh lại dây đai.
- Kiểm tra lại hệ thống làm mát của động cơ, làm mát cƣỡng bức bằng quạt bên ngoài.
- Kiểm tra lại dòng vật liệu trong quá trình cấp liệu, ép. Thông nếu có hiện tƣợng tắc nghẽn vật liệu.
Độ rung của động cơ quá trị số quy định
Nguyên nhân
- Căn tâm giữa roto và stato không tốt - Căn tâm giữa động cơ và máy không tốt
- Bệ máy không phẳng, lắp ráp không chắc chắn. - Ổ bi bị mòn hoặc vỡ nhiều.
Biện pháp khắc phục
- Kiểm tra, căn chỉnh lại tâm roto và stato. - Kiểm tra, căn chỉnh lại tâm động cơ và máy
- Kiểm tra, chỉnh sửa bệ máy hoặc chêm, lót bệ máy. Siết chặt các bulon bệ máy cho chắc.
- Kiểm tra, thay thế ổ bi.
5.2. BẢO TRÌ MÁY 5.2.1. Động cơ điện
Trong suốt quá trình vận hành máy, ngƣời vận hành có nhiệm vụ: - Theo dõi thƣờng xuyên tiếng máy chạy.
- Kiểm tra nhiệt độ động cơ, bao gồm nhiệt độ cuộn dây, lõi thép, gối trục... - Kiểm tra công suất tiêu thụ bằng amper kế.
TỔNG KẾT
- Kiểm tra độ rung của động cơ.
- Kiểm tra các điểm tiếp xúc của cầu dao, cầu chì và điện trở khi khởi động. - Thƣờng xuyên làm công tác vệ sinh, lau chùi sạch sẽ bên ngoài động cơ điện. - Thực hiện đúng các quy trình tiểu, trung, đại tu động cơ.
Trong đó:
Tiểu tu động cơ điện: Là quá trình đƣợc thực hiện thƣờng sau 3 tháng làm việc, trong điều kiện môi trƣờng nhiều bụi, hóa chất ăn mòn. Bao gồm những công