1. Tính toán khuôn cối.
L1 2R
h d
Các khuôn ép có hình dạng khác nhau tùy thuộc vào công dụng của nó. Ta có thể coi nó như một bản tròn đục lỗ kẹp chặt bằng các bulông trên một đường tròn và chịu áp suất thẳng góc với bề mặt của khuôn. Khi tính toán ta đi tìm chiều dày cần thiết của tấm và kích thước bulông kẹp chặt.
Chiều dày của khuôn ép được tính theo công thức:
h = D1 . +C cm (VI- 1)
trong đó
D1: đường kính vòng bulông kẹp chặt cm []: ứng suất cho phép của vật liệu làm khuôn
kG/cm2
C: là lượng bù, kể tới sự ăn mòn, mài mòn và sai lệch chế tạo khuôn ép
Đường kính vòng bulông kẹp chặt D1 = D + + e + S
Trong đó
D: đường kính trong của vành vít
: khe hở của xilanh và cánh vít e : phần tai của xilanh; e = 2,5
cm cm
cm
S : chiều dày xilanh: xilanh là một ống hình trụ chịu áp suất bên trong có giá trị lớn nhất là pmax . Do vậy, chiều dày xác định bởi công thức: S= pmax .D 2 pmax +C (VI- 2) Trong đó:
+ D: là đường kính trong của xilanh + pmax: là áp suất lớn nhất trong xilanh
cm
KG/cm2
+ []: ứng suất cho phép vật liệu làm xilanh KG/cm2
+ C: lượng dư kể tới sự ăn mòn, mài nòm và sự sai 163 p max
+: hệ số bền hàn. thường có = 0,8
Vật liệu làm xilanh chọn thép 45, tôi cải thiện có độ rắn HB192-240, có giới hạnb = 750 MPa = 7500 KG/cm2 ch = 450 MPa = 4500KG/cm2 Vậy: [] = ch n n: hệ số an toàn n = 1,2 [] = 4500 1,2 = 3750 KG/cm2 S= 75. 125 0, 25 2.3750.0,8 95 + C = 2 cm Đường kính bu lông kẹp là : D1 = 12,5 + 0,025 + 2,5 + 2,025 = 15,05 Vật liệu làm khuôn là thép không rỉ YAIT
ch = 2500 KG/cm2 b = 5800 KG/cm2 cm [] = ch n = 2500 1,2 = 2083 KG/cm2
Vậy chiều dày khuôn ép là : h = 15,05 Chọn h = 30 3 75 . 16 2083 mm + C = 1,4 + C cm 2. Bulông kẹp
Lực tác dụng lên mỗi bulông xác định bởi công thức sau :
Pbl = 0,785.D . p max 0, 785D 22 D 2 q
n KG (VI-
3)
Trong đó :
+ n : số bulông chọn trước, thường là 4, 6, 8 chọn n = 4 bulông
+ D : đường kính vành vít cm
+ q : áp lực riêng trên bề mặt tiếp xúc của khuôn ép với bích xi lanh KG/cm2
q = (1,52,5) = 1,5pmax = 1,5.75 = 112,5 KG/cm2
+ D2 : đường kính ngoài của khuôn ép cm D2 = D1 = 15,05 cm V ậ y : P bl = 0,785.12,5 2.75 0,785 15,052 12,5 2 112,5 = 1925 KG
Từ lực bu lông ta tính ra đường kính cần thiết của bu lông theo công thức sau :
dbl = (IV-4) Trong đó :
2.Pbl
.k
+ Pbl : lực tác dụng lên mỗi bu lông kG
+ []k : là ứng suất kéo cho phép của vật liệu làm bu lông
–
71
[]k = ch n = 3400 1,2 = 2833,34 kG/cm Vậy : dbl = 2.Pbl k = 2.1925 2833,34 = 1,1 cm
VII - Tính chọn ổ lăn cho trục vít
Theo tài liệu tham khảo số [4] thì trục vít làm việc chịu tải trọng hướng trục khá lớn, nên cần phải sử dụng ổ đỡ chặn.
Theo tính toán trục vít ép có đường kính trục : d = 60 mm
Tra bảng P2.11 tài liệu tham khảo [4] ta chọn ổ đũa côn cỡ nhẹ có các thông số sau : Kí hiệu : 7208 d = 60 mm C1 = 19 mm D = 100 mm T = 23,75 mm D1 = 94 mm r = 2,5 mm d1 = 83,3 B = 22 mm mm r1 = 0,8 = 13,330 mm C = 72,4 KN C0 = 58,7 KN
Kiểm tra khả năng tải ổ
Theo tài liệu tham khảo [4], ta có :
1. Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ : theo công thức
Cđ = m Li/ Li (VII- 1)
Trong đó :
+ Q : là tải trọng động quy ước Q = (XVFr + YFa).kt.kđ
(VII-2)
KN
Trong đó : Fr , Fa : là tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục KN
V : là hệ số kể đến vòng nào quay, ở đay V = 1 kể đến
vòng trong quay
kt : là hệ sổ kể đến ảnh hưởng bởi nhiệt độ kt = 1
kđ : là hệ số kể đến đặc tính tải trọng, trị số kt
tra trong
bảng 11.3 - tài liệu [4]. Ta chọn đặc tính tải trọng tác dụng lên ổ là va đập nhẹ
kđ = 11,2 chọn kđ = 1,2 X : là hệ số tải trọng hướng tâm Y : là hệ số tải trọng dọc trục
Trị số X,Y tra bảng 11.4 tài liệu [4].
+ Li : thời gian, tính bằng triệu vòng quay, khi chịu tải trọng Qi
Li = 60 nL hi
106 (VII-
3)
+ Lhi : thời gian, giờ khi chịu tải trọng Qi
+ m = 10/3 đối với ổ đũa côn
e = 1,5.tg = 1,5.tg13,33 = 0,355 (VII-4)
Theo 11.7 [4], lực dọc trục do lực hướng tâm sinh ra trên các ổ : Fs0 = 0,83e.Fr0 và Fs1 = 0,83e.Fr1 (VII-5) Với Fr0 = Fr1 = 221,1 Vậy : Fs0 = Fs1 = 65,1 N N Theo bảng 11.5 ta có Fa0 = Fs1 – Fat = 65,1 – 6636,4 = - 6571,2 N < Fs0 = 65,1 N Fa0 = Fs0 = 65,1 N Fa1 = Fs0 + Fat = 65,1 + 6636,4 = 6701,5 N > Fs1 = 65,1 N Fa1 = Fs1 = 6701,5 N Xét tỷ số : Fa 0 V .Fr 0 65,1 1,2.221,2 = 0,2 < e theo bảng 11.4 có X = 1 ; Y = 0 (VII-6) Fa1 V .Fr1 6701,5 1,2.221,2 = 25 > e theo bảng 11.4 có X = 0,4 ; Y = 0,4.cotg =1,7
Theo công thức 11.3 tải trọng quy ước ổ là :
Q0 =(XVFr0 + YFa0)ktkđ = 1.1,2.221,2 = 345 N (VII-7)
Q1 = (XVFr1 + YFa1)ktkđ = ( 0,4.1,2.221,2 + 1,7.7601,5) = 14498,7 N
Nhân thấy Q1 > Q0 nên chỉ cần tính cho ổ 1 QE = QE1 = m m i i Li = Q 1 m m Q1 Lh Q1 Lh m Q1 Lh m (VII-8) QE = 14498,7.[ 2 23 0,710 / 3. 8 23 0,510 / 3 12 0,3 23 = 9981N Theo (11.1) tài liệu [4] thì khả năng tải động của ổ là :
Cđ = QE.L0,3 = 9,981.(103,5)0,3 = 40,2kN < C = 72 kN (VII-9)
Trong đó : L = 60.n.10-6.23000 = 103,5 n: số vòng quay của trục
2. Kiểm nghiêm khả năng tải tĩnh của ổ
Theo bảng 11.6 tài liệu [4], đối với ổ đũa côn
X0 = 0,5 ; Y0 = 0,22.cotg = 0,22.4,218 = 0,928 Qt = X0Fr0 + Y0Fa0 (VII- 10)
Qt = 0,5.221,2 + 0,928.65,1 = 171 N < Fr0
Nên Qt = Fro = 221,2N << C0 = 58,2kN Vậy điều kiện ổ thỏa mãn.
VIII - Tính số vòng quay của dao cắt
Ta có vận tốc dài của hạt khi ra khỏi khuôn ép được xác định bởi công thức sau :
v = 2R m/s (VIII-1)
Q L Q1 Lh1
Q 2 Lh 2 Q 3 Lh3
+ : là vận tốc vòng của trục vít + R : bán kính vành vít v = 2nR m/s Trong đó : + n : tốc độ vòng quay trục vít rad/s m (VIII-2) vòng/s v= 2.3,14.320.(62,5 30).104 60 = 0,108 m/s
Theo công nghệ sản xuất thức ăn gia súc dạng viên, thì chiều dài của hạt thường là 12-15 mm. Do vậy tốc độ quay của dao cắt 2 lưỡi xác định công thức sau :
nd = v
2.lh 60 vòng/phút (VIII-3)
Trong đó :
+ v : vận tốc dài của hạt ra khỏi khuôn ép + lh : chiều dài hạt m
m/s
nd = 0,108
2.15.10
.60 = 216 vòng/phút
chọn động cơ và hộp giảm tốc cho dao cắt :
Chọn động cơ quay với vận tốc 2880 vòng / phút và có hộp giảm tốc có tỷ số truyền u= 13 thì vận tốc dao cắt sẽ là ≈ 216 vòng /phút
Kết luận
Trên đây Em đã trình bày xong phương pháp, cũng như phương hướng tính toán thiết kế một máy ép viên trục vít thức ăn gia súc với năng suất 300kg/h.
Với tất cả những cố gắng của mình cùng với sự hướng dẫn chu đáo nhiệt tình của thầy giáo, PTS, Tôn Anh Minh, cùng toàn thể các thầy cô, bạn bè trong bộ môn Em đã hoàn thành đồ án đúng thời hạn. Nhưng có lẽ vẫn không thể tránh được những thiếu sót. Em kính mong các thầy chỉ bảo để Em hoàn thiện hơn, vững vàng hơn, để có thể tự tin vững bước trong công việc của mình sau này. Em xin chân thành cám ơn.
Hà nội, 29 tháng 04 năm 2006
Tài liệu tham khảo
[1] Hướng dẫn tính toán thiết kế thiết bị mảng hóa chất đại học Bách Khoa – 1968
(Nguyễn Minh
Tuyền)
[2] Các máy gia công vật liệu và dẻo - đại học Bách Khoa (Hồ Lê Viên) [3] Máy và thiết bị vận chuyển định lượng
(Tôn Anh Minh) [4] tính toán hệ thống dẫn động cơ khí T1,T2 nhà xuất bản giáo dục
(Trịnh Chất – Lê Văn Uyên)
[5] cơ sở thiết kế máy sản phẩm thực phẩm – nhà xuất bản KH – KT
[6] Giáo trình thức ăn gia súc - đại học Cần Thơ 1991
(Trần Phú Lộc) [7] Kỹ thuật thực phẩm đại cương T1,2,3,4 - đại học Bách Khoa
[8] Máy và thiết bị thức ăn chăn nuôi
(Lê Nguyên Đương – Nguyễn Như Thung – Phan Lê -
Nguyễn Văn Khỏe)