L ượng phân bón tiêu thụ hàng năm ởn ước ta chủ yếu ñượ c sử dụng cho cây lúa, rau mầu, cây công nghiệp dài ngày và cây ăn quả Riêng ñối với cây
4. XÁC ðỊ NH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY ÉP VIÊN PHÂN
4.2.2. Lựa chọn kết cấu và nguyên lý làm việc của máy ép viên phân
Từ sự phân tích các công ñoạn làm việc chính của máy như trên, chúng tôi ñưa ra 2 sơñồ nguyên lý của máy, tạm gọi tên là :
- Máy ép viên kiểu quay dừng gián ñoạn. - Máy ép viên kiểu trống quay liên tục. * Máy ép viên kiểu quay dừng gián ñoạn
Sơ ñồ nguyên lý và sơ ñồ cấu tạo của máy ép viên kiểu quay dừng gián
ñoạn ñược thể hiện trên hình 4.4a
a) b)
Hình 4.4a: Sơñồ nguyên lý (a) và sơñồ cấu tạo (b) của máy ép viên kiểu quay dừng gián ñoạn
Máy gồm có một ñĩa cối hình trụ, trên ñó có khoan các lỗ hình trụ, phân bố ñối xứng ñều theo chu vi. ðĩa cối có chuyển ñộng quay dừng gián ñoạn,
ñược truyền ñộng từ ñộng cơ ñiện qua cơ cấu Man. Phía dưới ñĩa cối có lắp
ñĩa chày dưới. Phía trên ñĩa cối lắp ñĩa chày trên. ðĩa chày dưới có lắp các chày dưới tại vị trí ép tạo viên. ðĩa chày dưới luôn có xu hướng ñược ép vào
ñĩa cối nhờ các lò xo lắp trên tấm ñỡ của khung. ðĩa chày trên có lắp các chày ép tại vị trí ép và các chày tháo tại các vị trí tháo sản phẩm. ðia chày trên
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……….. ………43 ñược lắp trên hệ 4 thanh dẫn hướng và ñược tạo hành trình chuyển ñộng lên xuống nhờ cơ cấu cam ñĩa ñịnh hình. Phía trên ñĩa cối, tại các vị trí nạp liệu có lắp các ống dẫn nguyên liệu ñể nạp vào lỗ cối. Với máy có hai chu kỳ làm việc trong một vòng quay của ñĩa cối, ta bố trí hệ lỗ cối thành 6 phần giống hệt nhau. Cơ cấu Man khi này là cơ cấu Man 6 rãnh hướng tâm ñối xứng, tạo cho ñĩa cối chuyển ñộng quay dừng với tỷ số thời gian pha quay và pha dừng là 1/5. Sau một vòng quay của ñĩa tay quay, ñĩa cối quay ñi một góc 600, còn cam ñĩa quay ñược 1 vòng.
Máy hoạt ñộng như sau : Tại vị trí nạp liệu, cơ cấu Man ñưa các lỗ ñĩa cối ñến phía dưới họng nạp liệu và dừng lại. Khi này phía dưới lỗ cối ñược che kín bởi ñĩa chày dưới, còn phía trên nằm dưới họng nạp liệu. Nguyên liệu
ñược chảy vào các lỗ cối nhờ trọng lượng bản thân. Khi các lỗ cối ñã ñược nạp ñầy nguyên liệu, cơ cấu Man ñưa các lỗ cối vừa ñược nạp ñầy nguyên liệu
ñến vị trí ép tạo viên. Tại vị trí này, cơ cấu Cam sẽ ép ñĩa chày trên xuống phía dưới. Khi các ñầu dưới của các chày trên vừa chạm vào mặt ñĩa cối thì chày trên ñĩa chày dưới ñược ñĩa cối ép xuống phía dưới, các chày dưới ñi lên tương ñối so với ñĩa cối trong các lỗ cối. ðĩa chày trên tiếp tục ñi xuống ép khối nguyên liệu ở trong các lỗ cối tạo thành viên phân. Khi các viên phân ñã
ñược tạo thành, cơ cấu Man lại ñưa ñĩa cối quay ñi một góc, ñưa cung có các viên ñã ñược tạo thành ñến vị trí tháo sản phẩm rồi dừng lại. Tại vị trí này, phần vật liệu của ñĩa chày dưới phía dưới lỗ cối ñược khoét thủng và có lắp
ống ñón viên phân. Cơ cấu cam sẽ ép lên ñĩa chày trên ñểñẩy các viên phâ từ
trong lỗ cối xuống phía dưới và theo ống dẫn lăn ra ngoài nhờ trọng lượng bản thân. Một chu trình làm việc ñược hoàn thành. Nếu ta bố trí p chu kỳ ép trên một vòng quay của ñĩa cối và z lỗ trên mỗi phần cung, gọi số vòng quay của
ñiac cối là n thì máy sẽ tạo ñược pz viên sau một vòng quay của ñĩa cối và pzn viên sau một phút hay 60pzn viên sau một giờ.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……….. ………44
sẽ là 2400 viên/giờ.
Nếu chọn p= 4; z= 5 và n= 10, năng suất giờ của máy sẽ là 12000 viên/giờ.
* Máy ép viên kiểu trống quay
Máy ép viên kiểu trống quay có sơ ñồ nguyên lý làm việc và sơ ñồ cấu tạo thể hiện trên hình5.
Máy gồm có một trống quay trên ñó lắp ñĩa cối 3 (hình 4.4b.) phía dưới và phía trên ñĩa cối lắp các chày dưới 2 và trên 5 phân bốñều theo chu vi của trống. Các chày dưới và các chày trên ñược nâng hạ nhờ vành cam dưới 1 và vành cam trên 6 ñặt phía dưới và trên trống quay. Các chày ñược ñịnh vị chính xác ñể chúng có thể ñi vào cối mà không bị vấp vướng. Các pha thao tác của máy ñược thực hiện tuần tự theo chiều quay của trống tại các cung xác ñịnh trên máy. Trên sơñồ nguyên lý hình 4.4b các vị trí thao tác ñược ký bố trí như
sau: I-II- Nạp liệu; II-III- ép tạo viên; III-IV — Tháo sản phẩm (viên phấn); IV-I-Chuyển tiếp
Hình 4.4b. Sơñồ nguyên lý (a) và sơñồ cấu tạo (b) của máy ép viên kiểu trống quay liên tục:
1 – Vành cam dưới, 2 – chày dưới, 3 – vành cối, 4 – ống nạp liệu, 5 – chày trên, 6 – vành cam trên, 7 – ống dẫn sản phẩm
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……….. ………45
Máy hoạt ñộng như sau: tại vị trí 1 chày dưới ñã ñi lên và chặn phía dưới lỗ cối, còn chày trên ñã ñi lên ñể tạo không gian bố trí ống nạp liệu. Trong khi nguyên liệu ñược nạp vào lỗ cối, các chày giữ nguyên ñộ cao. ống nạp liệu ñược thiết kế sao cho nguyên liệu chắc chăn ñược nạp ñầy vào lỗ cối khi trống quay từ vị trí 1 ñến vị trí 2.Từ vị trí 2 ñến vị trí 3, chày dưới lên vẫn giư nguyên vị trí chặn dưới ñáy lỗ cối, trong khi chày trên hạ xuống ñể ép tạo thành viên phân. Sau khi viên phân ñược ép xong trên cung III – IV, chày dưới hạ xuống tạo cửa thoát cho viên phân và chày trên hạ xuống ñẩy viên phân ra khỏi lỗ cối, thực hiện tháo viên phân khỏi cối và ñưa viên phân ra khỏi máy. Trong cung IV – I, các chày trên và chày dưới ñi lên trở về vị trí ban ñầu ñể chuẩn bị thực hiện chu kì tiếp theo.
Cứ như vậy, sau một chu kì, mỗi bộ chày cối tạo ñược 1 viên phân. Nếu bố trí Z bộ chày cối và p chu kì ép trong một vòng quay của trống, trống quay với vận tốc n vòng/phút thì ta sẽ nhận ñược Zp viên sau mỗi vòng quay của trống và Zpn viên trong 1 phút. ðể tránh mất cân bằng cho máy, nên bố trí p≥2và bố trí các bộ chày cối phân bố ñối xứng theo chu kì trống quay. Nếu chọn Z=10, p=2 và n=10 thì máy sẽ ép ñược 20 viên phân sau một vòng quay của trống, 200 viên trong một phút hay 12000 viên trong 1 giờ.
So sánh lựa chọn phương án:
Phương án máy ép kiểu quay dừng gián ñoạn:
* Ưu ñiểm:
- Các thao tác phân ñịnh rạch ròi, mạch lạc.
- Quá trình ép tạo viên ñược thực hiện khi ñĩa cối ñứng yên nên không gây ra mòn các bề mặt làm việc của các chày.
- ðường dẫn nguyên liệu và viên phân ñã ép theo phương thẳng ñứng nên việc nạp liệu và tháo sản phẩm khỏi máy thuận tiện, dễ bố trí.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……….. ………46
- Nếu thay thế cơ cấu cam ép bằng xy lanh thủy lực thì việc bố trí các bộ phận chính của máy sẽ rất thuận tiện.
* Nhược ñiểm cơ bản của máy là:
- Các chày trên cần phải ñịnh vị thật chính xác ñể tránh không bị vấp vào mép lỗ cối trong pha ép và tháo viên phân.
- Cơ cấu cam gây lực lệch tâm trên ñĩa chày trên nên bộ phận dẫn hướng cho ñĩa chày trên phải ñủ cứng.
- Khó bố trí các lỗ cối trên ñĩa cối ñểñảm bảo cho các lỗ cối ñược nạp một lượng nguyên liệu ñồng ñều. Nói cách khác, khi ñĩa cối quay các lỗ
không ñược quét trong không gian các quỹñạo trùng chập vào nhau. ðiều này dẫn ñến kích thước máy tăng nếu muốn tăng năng suất của máy.
Máy ép viên kiểu trống quay * Ưu ñiểm:
- Các chày và lỗ cối lắp cốñịnh trên trống nên dễ khắc phục hiện tượng chày vấp vào cối.
- Dễ nâng cao năng suất của máy do máy làm việc liên tục và dễ bố trí các lỗ cối trên vành trống quay.
Nhược ñiểm chính:
- Quá trình ép viên diễn ra khi hệ chày chuyển ñộng nên gây mòn các bề mặt làm việc;
- ðường dẫn nguyên liệu vào máy và ñưa viên phân ñã ép xong ra khỏi máy khó bố trí hơn so với máy có chuyển ñộng quay dừng gián ñoạn.
Xuất phát từ ñiều kiện thực tế của sản xuất nước ta, việc chế tạo các máy móc có ñộ chính xác cao tuy vẫn có thể thực hiện ñược nhưng giá thành cao, không phù hợp với khả năng kinh tế hạn chế của người nông dân, nên chúng tôi chọn phương án máy ép viên kiểu trống quay. Với kiểu máy này, việc chế tạo trống sẽ dễ dàng hơn, máy làm việc an toàn hơn do dễ dàng khắc phục hiện tượng chày vấp vào lỗ cối.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……….. ………47