Nguyên liệu ép
Cùi dừa nạo: Khi tách xong cùi dừa từ sọ dừa cùi dừa đƣợc mang đi nạo bằng tay hoặc bằng máy nạo cùi dừa để tạo ra nguyên liệu cho máy ép nƣớc cốt dừa đó chính là cùi dừa nạo.
Vì quá trình làm ra nguyên liệu cùi dừa không đƣợc thống nhất và có các loại dừa khác nhau nên tạo ra các nguyên liệu khác nhau cho máy ép. Vậy nên chúng ta có các số liệu về nguyên liệu cũng không thể chính xác hoàn toàn.
Một số thông số cơ bản về cùi dừa nạo: - Khối lƣợng riêng: γ = 920 kg/m3
- Lƣợng nƣớc cốt dừa chứa trong nguyên liệu: Ov = 70% - Hệ số rỗng của vật liệu: ε = 0,28
Máy ép
- Áp suất ép cực đại: Pmax = 52 Pa (N/m2) - Năng suất máy: Q = 250 kg/h
Vít ép
- Vận tốc quay: n = 15 vòng/phút - Đƣờng kính d của trục
- Đƣờng kính trong D1 của cánh vít - Đƣờng kính ngoài D2 của cánh vít
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ÉP
- Bƣớc vít t.
Chọn thông số ban đầu của trục vít dựa vào năng suất và quá trình hoạt động của máy:
Dừa và các tài liệu tham khảo ta có tính toán sơ bộ để làm cơ sở chọn các thông số trục vít:
Ta có công thức sau:
Trong đó:
Q: Năng suất máy ép vít, Q = 250 kg/h (theo yêu cầu của đề tài) D: Đƣờng kính ngoài cảu vít ép (m)
t: Bƣớc vít ép (m)
n: Số vòng quay của trục vít (v/ph), Chọn số vòng quay trục vít:
Theo khảo sát các máy ép trục vít thông thƣơng có công suất gần bắng năng suất yêu cầu thiết kế. Cụ thể là các máy ép dùng trong sản suất nhựa, bún và ép các loại trái cây thì máy ép trục vít thông thƣờng có số vòng quay thấp trung bình và khoảng: 10 (v/ph) ÷ 40 (v/ph).
Khối lƣợng riêng của vật liệu (kg/m3) Chọn khối lƣợng riêng của dừa nạo:
Dừa nạo không có khối lƣợng riêng xác định. Khối lƣợng riêng của dừa nạo phụ thuộc nhiều yếu tố nhƣ: loại dừa, cách nạo cùi dừa, tuổi của quả dừa…
K: Hệ số hình học của trục vít, theo công thức sau:
* ( ) + ( )
Trong đó:
d: Đƣờng kính trong của vít (m), d = 0,5D2. e: Bề dầy trung bình của cánh vít (m), e = 0,2D2.
Thay các thông số vào công thức (2) ta tính đƣợc K = 0,75.0,8 = 0,6
: Hệ số cung cấp thể tích, nó kể tới các dòng chảy ngƣợc của vật liệu, kể tới sự quay của vật liệu theo vít, chọn
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ÉP Trang 61 Suy ra: √ Chọn đƣờng kính ngoài của trực vít ép là D2 = 100 (mm)
Dựa vào các chức năng của trục vít ép, chúng ta có thể lý luận để đƣa ra kết cấu và kích thƣớc phù hợp cho trục vít.
Chức năng thứ nhất là tạo áp suất trong buồng ép: Để tạo đƣợc áp suất trong buồng ép thì thể tích của buồng ép phải giảm dần theo chiều di chuyển của vật liệu bị ép. Vật liệu đƣợc cung cấp liên tục và đều đặn nhờ hệ thống cấp liệu bằng trục vít tải vì vậy không thể thay đổi khối lƣợng vật liệu nhiều hay ít khi quá trình hoạt động của máy. Vì vậy cách duy nhất là thay đổi kích thƣớc và kết cấu của trục vít ép. Nhƣ yêu cầu kích thƣớc trục vít ép phải lớn dần để cho thể tích trong buồng ép giảm dần. có nhiều cách làm tăng kích thƣớc vít ép nhƣ thay đổi bƣớc ép, tạo nhiều đầu mỗi, tăng dần kích thƣớc đƣờng kính trong của trục vít ép.
Chọn kết cấu trục vít ép để giảm thể tích buồng ép:
- Trục vít có hai đầu mỗi, hai đầu mỗi có bƣợc vít và các thông số khác giống nhau chỉ khác số bƣớc.
- Trục vít có đƣơng kính trong tăng dần( đƣờng kính trong có dạng hình côn).
Chức năng thứ hai là thoát bã: Trục vít ép kế hợp với gối đỡ và bộ phận thay đổi khe hở thoát bã để thực hiện chức năng thoát bã ra ngoài. Trong đó kết cấu của trục vít ăn khớp với gối đỡ băng góc côn để quá trình ép đƣợc thực hiện liên tục vừa ép vừa thoát liệu.
Qua trình thoát liệu: Ban đầu lò xo của bộ phận điều chỉnh khe hở kéo trục vít ăn khớp với gối đỡ. Trục vít và gối đỡ ăn khớp với nhau qua hai bề mặt côn tiếp xúc. Khi máy bắt đầu hoạt động thì liệu đƣợc cấp và trục vít bắt đầu quay, khi đó liệu đƣợc ép dần dần từ đầu tới cuối trục vít. Khi ép tới cuối trục vít thì liệu đƣợc đẩy vào các khe
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ÉP
hở nhỏ của bề mặt ăn khớp giữa trục vít và gối đỡ. Khi đó trục vít đƣợc đẩy lại một đoạn nhỏ để tách ăn khớp giữa trục vít và gối đỡ để bã lớn hơn có thể thoát ra và cứ nhƣ thế thì bã có thể thoat ra hết.
Chọn góc côn của trục vít ở đoạn cuối: : α = 300
Dựa vào các lý luận trân chúng ta có thể đƣa ra kết cấu và thông số số của trục vít
Kết cấu trục vít và các thông số cơ bản: - Chiều dài vít là: l = 420 (mm) - Đƣờng kình ngoài: D2 = 100 (mm) - Đƣờng kính trong nhỏ nhất: D1 = 50 (mm) - Góc nâng vít: β = 20o - Số bƣớc vít đầu vít một: τ1 = 5 - Số bƣớc vít đầu vít hai: τ2 = 2,5 - Bƣớc vít: t = 72 (mm)
- Góc côn phần thoát liệu: α = 30o
- Góc côn của đƣờng kính bên trong trục vít: 4o
- Số đầu mỗi trục vít: 2
- Hình dáng cánh vít: là hình thang