4.1 Một số thụng số cơ bản của viờn phõn nộn.
4.1.1. Cỏc thụng số nguyờn liệu của phõn.
Nguyờn liệu ủưa vào thực nghiệm: ðạm urờ cú 46%Ni tơ, kali cú 45% sunfat kali nguyờn chất, lõn nung chảy hàm lượng P2O5 từ 16 – 16,5%. ðược mua ngoài thị trường ủang bọc kớn trong bao (cú ủộ ẩm của nhà sản xuất trước ủú).Tỷ lệ phối trộn cỏc loại nguyờn liệu trờn ủược xỏc ủịnh tựy theo loại
ủất, loại cõy trồng và thời ủiểm bún. Ở ủõy tỏc giả thực nghiệm cho cỏc loại phõn viờn nộn ủú là: Phõn nộn ủạm Urờ (N) tỷ lệ phối trộn 100% ủạm Urờ, Phõn nộn ủạm- kali (NK) với tỷ lệ phối trộn theo khối lượng N:K là 80:20 Phõn nộn hỗn hợp ủạm- lõn - kali (NPK) với tỷ lệ phối trộn theo khối lượng N:P:K là 42:24:34.Với Cỏc kết quả thu ủược tương ứng với nguyờn liệu ủể ộp viờn ủạm nộn và viờn NPK nộn ủược cho trong bảng 4.1.
Bảng 4.1. Một số thụng số của cỏc nguyờn liệu ủưa vào mỏy ộp
Thụng số Phõn nộn Urờ(N) Phõn nộn hỗn hợp ðạm- Lõn-Kali (NPK) Khối lượng thể tớch, kg/m3 630 ± 7,5 838 ± 8,2 Gúc ma sỏt trờn thộp 22,42 ± 1,21 30,45 ± 2,14 Gúc ma sỏt trờn nhựa 23,24 ± 1,43 31,1 ± 1,62 Thời gian nạp ủầy lỗ cối, giõy 0,17 ± 0,05 0,22 ± 0,04 Lực ộp cần thiết ủể tạo viờn, kN 10,84 ± 1,22 14,58 ± 1,06 Hệ số nộn cần thiết ủể tạo viờn 1,86 ± 0,67 2,1 ± 0,46
Kết quả trong bảng trờn cho thấy viờn ủạm nộn cú tớnh linh ủộng cao và dễ kết dớnh nờn lực ộp cần thiết nhỏ nhất; viờn NPK do tớnh linh ủộng thấp của nguyờn liệu và khú kết dớnh nờn lực ộp cần thiết lớn nhất. Vỡ thế cỏc tớnh toỏn thiết kế sẽủược tiến hành với ủối tượng khú khăn nhất là viờn NPK nộn.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ...35
4.1.2. Hỡnh dạng hợp lý và cỏc thụng số cơ bản của viờn phõn
Xột về mức ủộ thuận tiện cho sự làm việc của mỏy bún phõn thỡ hỡnh dạng lý tưởng của viờn phõn phải là hỡnh cầu. Tuy nhiờn khi ủú bộ phận ộp của mỏy sẽ rất nhanh mũn và việc thỏo viờn phõn khỏi ủầu ộp khú khăn gõy vỡ viờn phõn. Thương lượng giữa hỡnh dạng hợp lý của viờn phõn và sự thuận tiện cho mỏy ộp viờn, chỳng tụi chọn hỡnh dạng mới của viờn phõn gần như hỡnh cầu gồm một phần hỡnh trụ và hai ủới cầu ở hai bờn (hỡnh 4-1).
Hinh 4-1. Hỡnh dỏng viờn phõn gần cầu
Trong cỏc thử nghiệm với viờn phõn mới, hiện tượng “tranh chấp” tại bộ
phận cung cấp khụng xảy ra, viờn phõn vẫn cú tớnh linh ủộng cao trong khi việc thỏo viờn phõn khỏi ủầu ộp dễ thực hiện hơn. Như vậy, cú thể sơ bộ kết luận hỡnh dạng viờn phõn mới như ủó chọn là phự hợp. Một số thụng số của viờn phõn mới ủược cho trong bảng 4.2.
Bảng 4.2. Một số thụng số của viờn phõn mới (ộp bằng dụng cụ thủ cụng)
Thụng số Viờn ủạm nộn ViờnNPK nộn
Chiều cao trung bỡnh, mm 15,11 ±1,14 15,32 ± 1,34
ðường kớnh lớn nhất / chiều cao nhỏ nhất của viờn phõn, mm
17,3 /13,4 17,6 /13,6 Gúc ủổ tự nhiờn của khối viờn phõn, ủộ 27.83 ± 2,62 28,70 ± 2,32 Gúc ủổ tự nhiờn của khối viờn phõn, ủộ 27.83 ± 2,62 28,70 ± 2,32 Gúc ma sỏt của viờn phõn trờn thộp, ủộ 27,11 ± 1,64 27,38 ± 1,18 Gúc ma sỏt của viờn phõn trờn nhựa, ủộ 28,14 ± 1,12 29,23 ± 1,02 Khối lượng trung bỡnh của viờn phõn, gam 2,52 ± 0,45 3,68 ± 0,53
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ...36
4.1.3. Quan hệ giữa hệ số nộn của viờn phõn và lực nộn
Sự phụ thuộc giữa lực ộp viờn và hệ số nộn khi ộp viờn tuõn theo quy luật như trờn hỡnh 4-2. Quan hệ giữa lực ộp với hệ số nộn ủối với cả 3 loại viờn nộn ủều cú dạng giống nhau: Giai ủoạn ủầu lực ộp tăng theo hệ số nộn theo quy luật bậc nhất, nhưng từ một giỏ trị nào ủú thỡ lực ộp tăng rất nhanh. Từ hỡnh vẽ, cú thể thấy ở mỗi hệ số nộn, lực ộp viờn ủạm luụn nhỏ hơn lực ộp viờn NK, và lực ộp viờn NK luụn nhỏ hơn lực ộp viờn NPK. Núi cỏch khỏc, việc ộp viờn ủạm nộn là nhẹ nhất, cũn việc nộn viờn NPK là nặng nhất.
Qua thử nghiệm, chỳng tụi xỏc ủịnh ủược với hệ số nộn trong khoảng 1,9 ủến 2,0 thỡ ủộ chặt viờn phõn ủó ủạt yờu cầu.
Với viờn phõn NPK trị số lực ộp tương ứng với hệ số nộn này khoảng 15kN. Việc tăng hệ số nộn hơn nữa là khụng cần thiết do lực ộp tăng rất nhanh gõy mũn nhanh cỏc bề mặt làm việc và hao tổn cụng suất, thậm chớ mỏy bị quỏ tải. Cũng vỡ ủặc ủiểm này, cần phải thiết kế bộ phận an toàn nhằm trỏnh quỏ tải cho hệ chày ộp.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ...37
4.2. Cỏc giải phỏp khắc phục cho mỏy ộp viờn phõn
4.2.1. Hạn chế ăn mũn hoỏ học
Hiện tượng ăn mũn húa học là do sự tỏc ủộng ụ xi húa giữa cỏc nguyờn tố của viờn phõn (N,P,K) và cỏc nguyờn tố kim loại. ðặc biệt cỏc bề mặt trực tiếp tiếp xỳc với phõn bị ăn mũn hoỏ học mạnh mẽ. Từ ủú chỳng tụi cú cỏc giải phỏp hạn chếăn mũn húa học như sau:
- Mạ cỏc bề mặt làm việc cần thiết. Phương ỏn này chi phớ thấp nhưng hạn chế việc ăn mũn húa học chưa ổn ủịnh.
- Dựng vật liệu chịu ăn mũn hoỏ học cho những chi tiết cần thiết: Như
thộp chống rỉ (Inox) cho chi tiết cú bề mặt trực tiếp tiếp xỳc với phõn bún. Cú một số mỏc thộp Inox khỏc nhau với hàm lượng Cr, Ni trong thộp khỏc nhau do ủú khả năng chống ăn mũn khỏc nhau. Vớớ phương ỏn này chi phớ tăng thờm nhưng việc hạn chế sựăn mũn húa học tương ủối ổn ủịnh.
Chỳng tụi ủó tiến hành thử nghiệm cỏc loại thộp gồm: thộp C, gang, thộp khụg rỉ (304, 316), Nhựa, chất dẻo. Sử dụng cỏc mẫu vật liệu ủú, ngõm 1 thỏng trong khối phõn bún và trong hỗn hợp nước phõn sau ủú ủưa ra kiểm tra trạng thỏi của mẫu thử, theo dừi trong thời gian 3 tuần.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ...38
Bảng 4.3. Kết quả theo dừi hiện tượng ăn mũn hoỏ học với cỏc vật liệu
Vật liệu mẫu thử Hiện tượng ðỏnh giỏ chung
Thộp khụng rỉ
(304, 316):
(304, 316 khụng bị biến màu và khụng bị rỉ.
Dựng thộp 304 hoặc 316 cho chi tiết chày và cối
Gang xỏm Khụng bịăn mũn Dựng làm trống quay,
Nhựa, chất dẻo Khụng bịăn mũn Cỏc chi tiết khụng chịu lực
Thộp Cỏc bon, thộp hợp kim
Bịăn mũn rất mạnh. Sau 2 ngày cú nước ủen, sau 1 tuần bịăn mũn rừ rệt Khụng nờn sử dụng Thộp C mạ kẽm nhỳng Khụng nhận thấy kim loại cơ bản bịăn mũn Dựng làm khung mỏy, trục, trống quay Thộp C sơn bề mặt Khụng nhận thấy bị ăn mũn Dựng làm khung mỏy, trục, trống quay
Qua thử nghiệm chỳng tụi nhận thấy cú thể sử dụng vật liệu gang, thộp khụng rỉ hoặc chất dẻo ủể chế tạo cỏc chi tiết mỏy. Cỏc thử nghiệm sử dụng lớp che phủ bảo vệ bằng lớp mạ hoặc sơn chổng rỉ cũng cú tỏc dụng bảo vệ
kim loại chống ăn mũn hoỏ học tốt.
Từ kết cấu và ủặc ủiểm làm việc của cỏc chi tiết của mỏy, chỳng tụi chọn vật liệu cỏc bộ phận chớnh của mỏy như sau:
- Chày cối ộp làm bằng thộp khụng rỉ cú ký hiệu 304 hoặc 316
- Khung mỏy, trục, trống làm bằng thộp nhưng ủược phủ lớp bảo vệ bằng cỏch mạ nhỳng hoặc sơn chổng rỉ .
- Cỏc chi tiết khụng chịu lực ủược làm bằng nhựa. - Trống quay cú thểủỳc bằng gang xỏm.
4.2.2. Hạn chế mài mũn cơ học
Từ thử nghiệm mỏy ủó phỏt hiện tượng mũn cơ học tại cỏc vị trớ: Mặt cam, ủầu chày . Cường ủộ mài mũn thay ủổi theo vị trớ, mũn mạnh nhất tại
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ...39
mặt cam ộp viờn thể hiện hỡnh 4-3. Dạng ma sỏt gõy mũn là ma sỏt trượt.
Hỡnh 4-3. Vị trớ mũn của cam cũ tại cung ộp
Nguyờn nhõn gõy mũn cơ học: Do tại vị trớ tiếp xỳc giữa cam và ủầu chày vừa chịu lực ộp lớn tại cung ộp vừa bị trượt tương ủối giữa chỳng (gõy ra ma sỏt trượt). Cỏc hiện tượng này ủó làm cho quỏ trỡnh mũn giữa cỏc bề mặt tiếp xỳc xảy ra nhanh hơn. Từ ủú chỳng tụi ủề xuất cỏc giải phỏp khắc phục sau: