Thiết kế bộ Truyền động đai

2.4.15 .Tính tốn buồng rửa

2.5. Tính tốn đơng cơ thiết bị Máy Thái Sả Năng suất 300Kg/mẻ

2.5.3. Thiết kế bộ Truyền động đai

2.5.3.1. Chọn loại đai và tiết diện đai

Do công suất động cơ Pdc = 1,5 (Kw) và yêu cầu làm việc êm nên ta có thể chọn đai hình thang. Tra theo Hình 4.1, trang 59, [1] ta chọn: Đai thang loại A Bảng 2.4. Thông số đai thang loại A

2.5.3.2. X

ác

định thơng số hình học chủ yếu của bộ truyền đai a) Xác định đường kính bánh đai nhỏ d1

 Ta có: d1 =1,2dmin=1,2.100=120 (mm) ⇒chọn d1=150 (mm)  Vận tốc dài của đai:

 v1= (m/s)

 Vận tốc đai nhỏ hơn vận tốc cho phép: v1 30-35 m/s nên thỏa điều kiện.

b) Xác định đường kính đai lớn

o Theo cơng thức (5-4) ta có đường kính bánh đai lớn :d2 = id.d1.(1 ξ)  Trong đó : ud – Tỷ số truyền đai

 ξ – hệ số trượt của bộ truyền đai thang lấy ξ = 0,01 (với ξ=0,010,02)

o ⇒ d2 = 1,15.150.(1 0,01) = 171 mm.Chọn : d2 =200 mm

c) Xác định lại tỷ số truyền thực tế của bộ truyền đai là

id =

d) Sai số của bộ truyền là:

Sai số rất nhỏ nên giữ nguyên thông số đã chọn

e) Chọn khoảng cách trục a

Theo điều kiện : 0,55.(d1 + d2) + h  a  2.(d1 + d2) ( với h là chiều cao đai) ⇒ 0,55.(150 + 200) + 8  a  2.(150 +200 )

⇒ 200,5 a 700 mm

IdT=1,15 ta có thể chọn sơ bộ a =1,5 d2 = 300 mm

f) Tính chiều dài sơ bộ theo khoảng cách trục

Tên gọi Kí hiệu Giá trị

Chiều rộng lớp trung hòa (mm) bp 11

Chiều rộng mặt trên (mm) b 13

Khoảng cách từ mặt trung hịa đến thớ ngồi

(mm) yo 2,8

Diện tích mặt cách ngang (mm2) (Diện tích Đai)

A 81

Chiều cao đai (mm) h 8

4.4,

Theo bảng (4.13), trang 59, tài liệu [1] lấy L =1700(mm)

g) góc ơm đai

h) Các hệ số sử dụng

Số đai được xác định theo điều kiện tránh xa trượt trơn giữa hai đai và bánh đai.

i) Số dây đai được xác định theo công thức:

 0 . . . .1 d l u z PK z P C C C C 

j) Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ơm đai

Theo bảng 4.7 ,Kd 1,25

k) Hệ số xét đến ảnh hưởng đến tỷ số truyền u

Cu = 1,07 vì = 1,15

l) - Hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài

Chọn

Với L0 là chiều dài đai thực nghiệm của đai loại A

m) - Hệ số xét đến ảnh hưởng số dây đai Cz ta chọn sơ bộ bằng 1

- Theo bảng (4.19), trang 62, ta chọn [P0] = 1,2 Kw  0 . . . .1 d l u z PK z P C C C C  ==1,64 Ta chọn Z = 2 đai

n) Định các kích thước chủ yếu của bánh đai

 Chiều rộng bánh đai

 Chiều rộng bánh đai:  Với t và e tra bảng 4.21, trang 63,

o Ta được : t = 15 mm , e = 10mm , h0= 3,3 mm o ⇒ B = (2 – 1 ).15 + 2.10= 35 mm

 Đường kính ngồi hai bánh đai:

 mm 

o) Lực căng ban đầu

o Trong đó: = 1,5 N/mm2 ứng suất ban đầu

 A1 = 81 mm2 là tiết diện của dây đai  Lực căng mỗi dây đai :

p) Lực tác dụng lên trục:

Fd 2.F0.sin() Với: α1 = 170, F0 = 243 (N)

 Fd 2.243.sin() = 484 (N) Bảng 2.5. Các thông số bộ truyền đai

Thông số Giá trị

Bánh đai nhỏ Bánh đai lớn

Đường kính bánh đai d1 =150 (mm) d2 =200 (mm)

Chiều rộng bánh đai 35 (mm)

Số đai 2 đai

Chiều dài đai 1700(mm)

Khoảng cách trục 300 (mm)

Góc ơm 170,5

Lực tác dụng lên trục 484 (N)

Lực tác dụng lên lưỡi dao 170)

2.5.4. Tính tốn bộ truyền

2.5.4.1. Tính tốn bộ truyền bánh răng trụ a) Chọn vật liệu

 Do hộp giảm tốc 2 cấp chịu tải trọng trung bình nên chọn vật liệu làm bánh răng có độ rắn bề mặt răng HB < 350.

 Ta chọn thép loại thép này rất thông dụng, rẻ tiền.Với phương pháp tôi cải thiện tra bảng 6.1, ta được các thông số sau

Bảng 2.6. Vật liệu bánh răng

Vật liệu Nhiệt luyện Giới hạn bền σb N/mm2 Giới hạn chảy σch N/mm2 Độ cứng HB Bánh chủ động Thép C45 Tôi cải thiện 850 650 230 Bánh bị động Thép 45 Tôi cải thiện 750 450 220

b) Số chu kì làm việc cơ sở:

 +  +

 + chu kỳ ( thông thường cho tất cả các loại thép)

 Giả sử Tuổi thọ :

c) Ứng suất tiếp xúc cho phép

o Số chu kì làm việc tương đương, xác định theo sơ đồ tải trọng thay đổi o Ta có : (c :số lần ăn khớp của br)

 Gỉa sử : Ta thấy : nên chọn NHE = NHO, để tính tốn (trang 94,)  Giới hạn mỏi tiếp xúc :

 Bánh chủ động :

 Bánh bị động :

 ⇒ Ứng suất tiếp xúc cho phép: .KHL với SH =1,1.  .KHL =

 .KHL = =409,09 (Mpa)  Vậy ứng suất tính tốn là:  Giới hạn mỏi uốn:

 Bánh chủ động :

 Bánh bị động:

o ⇒ Ứng suất uốn cho phép:.KFL với SF =1,75  .KFL1=

 .KFL2= (Mpa)

 Vì hộp giảm tốc được bơi trơn tốt, do đó ta tính tốn thiết kế theo độ bền tiếp xúc.

 Theo bảng 6.6, /98 . Ta chọn do bánh răng đối xứng với các ổ trục  Khi đó :

 Chọn sơ bộ hệ số tải trong chiều rộng  Chọn = 1,5

 Ta có chiều rộng =

 Đối với bánh răng chữ V có thể lấy

 Số răng được chọn theo kinh nghiệm phải thỏa điều kiện :  =40  =i=1.40=40 d) Xác định khoảng cách trục aw    

 Tra bảng 6.5/tr96 [1] với răng thẳng vật liệu thép  Chọn Tra bảng 6.6/tr97 [1]



 Tra bảng 6.7/tr98 [1] với và theo sơ đồ 3 chọn  Suy ra:

 Chọn  Ta có : mn=(0,01aw ⇒ chọn mn= 3  Số răng bánh dẫn   Chọn  Số răng bánh bị dẫn   Chọn   Số răng tổng:

 Xác định các thơng số hình học của bộ truyền

 Đường kính vịng chia  Bánh dẫn : d1= = = 144 (mm)  Bánh bị dẫn : d2= = = 198 (mm)  Đường kính vịng đỉnh  Bánh dẫn : da1= d1+2mn =144 +2.3 =150 (mm)  Bánh bị dẫn : da2= d1+2mn = 198 +2.3 =204 (mm)  Đường kính vịng đáy  Bánh dẫn : df1=d1-2,5mn = 144-2,5.3=136,5 (mm)  Bánh bị dẫn : df2=d2-2,5mn = 198-2,5.3=190,5 (mm)  Chiều rộng vành răng  Bánh dẫn : b1=b2 + 6 = 57 (mm)  Bánh bị dẫn : b2=ᴪba.aw=0,3.170= 51 (mm)

 Chiều cao răng : h= 2,25.mn=2,25.3=6,75 (mm)

 Độ hở hướng tâm : c = 0,25.mn =0,25.3=0,75 (mm)  Xác định các lực :  Lực hướng tâm : = 51,72 (N)  Thiết kê trục  Vật liệu : thép 45  Độ răn : HB=200 giới hạn bền :  Đô bền chảy : 2.5.5. Tính tốn trục

2.5.5.1. Tính đường kính sơ bộ của trục

 Xác định sơ bộ đường kính trục thứ i :

 ứng suất cho phép = 20…35 N/mm vi vật liệu là thép 45  =11,34  Chọn d =20mm  Theo bảng 10.2 và 10.3/tr189  Chọn , với chọn  Trục : 

    , , , 2.5.5.2. Tính phản lực ở các gối đỡ    Ta có : .70+F.184=0  =1187N o  +-F=0  -873  Nên chiều với hình vẽ

 Momen xoắn tác dụng lên trục : =10232 N.mm  Momen tai các điểm đặc biệt :

 Tại A  =10232N.mm  Tại D  = F.114-.35=484.114-1187.35=13631 N.mm  Tại B  = F.114=484.114=55176 N.mm

Hình 2.8. Biểu đồ momen trục uốn Mặt cắt nguy hiểm nhất tại B:  Mặt cắt nguy hiểm nhất tại B:

 =55883 N.mm o Vậy d B-B =

o Ứng suất cho phép = 50 N/mm2 tra bảng 10.5 [1] với vật liệu thép bằng 45

o Ta chọn đường kính lắp ổ lăn : d=25mm

o Đường kinh chỗ lăp bánh răng và bánh đai : d =20mm Đường kính chỗ lắp dao cắt d=27mm

Đường kính đoạn vai trục d=30mm

2.5.5.3. Kiểm nghiệm then

o Dựa theo bảng 9.1 (TTTK), chọn kích thước then theo tiết diện lớn nhất của trục.

o Chọn chiều dài của then theo tiêu chuẩn: =

o Kiểm nghiệm then theo độ bền dập và độ bền cắt then bằng  ;

 Với- (tra bảng 9.5(TTTK)) : ứng suất dập  - : ứng suất cắt tính tốn Bảng 2.7. Thơng số trục T T r ụ c Đường kính b h T 20 35 30 6 6 3,5 58,8 24,5 44095 30 50 43 8 7 4 22,8 9,8 44095 2.5.5.4. Kiểm nghiệm độ bền trục a) Tính tốn độ bền nghỉ :

 Kiểm tra hệ số an toàn của trục tại các tiết diện nguy hiểm.  10.18,

 Trong đó: : hệ số an toàn chỉ xét theo ứng suất uốn  : hệ số an tồn chí xét riêng ứng suất xoắn  s : hệ số an toàn

 [s] : hệ số an toàn cho phép [s] = 1,5 2,5  Giá trị , được xác định bằng công thức:





o Với :, : là giới hạn mỏi uốn và xoắn với một chu kỳ đối xứng Ta lấy :

, , , : biên độ và giá trị trung bình của ứng suất

 Do trục quay nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kỳ đối xứng.  với W là momen cản uốn

 Bộ truyền làm việc một chiều nên ứng suất xoắn biến đổi theo chu kỳ mạch động :

 với là momen cản xoắn

o : Hệ số ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến độ bền mỏi của vật liệu o : Hệ số kích thước ( bảng 10.4.[2])

 : Hệ số tăng bền bề mặt  Trục

 Xét tại tiết diện nguy hiểm nhất B-B

o M = 55883 N.mm , T= 10232 N.mm  Đường kính trục db-b = 25  W = = 1929,65 (mm3),  W0 = = 4580,37 (mm3)  ⇒  Ta chọn  = 0,88, và  = 0,81 bảng 10.10  Ta chọn hệ số ảnh hưởng của sự tập trung ứng suất đến độ bền mỏi

 K = 1,76; K = 1,54. Bảng 10.10,  ⇒

o ⇒

 Như vậy tiết diện tại c-c đảm bảo độ an tồn cho phép.

b) Tính tốn độ bền tĩnh:

 Để đề phòng trục bị biến dạng dẻo quá lớn hoặc bị gãy khi quá tải đột ngột, ta cần kiểm nghiệm trục theo điều kiện bền tĩnh:

 Công thức:  Trong đó: ;;

 Trục

o MPa=272Mpa

 Kết luận: trục thỏa mãn hệ số an toàn về điều kiện bền mỏi và điều kiện bền

tĩnh

2.5.6. Chế tạo Khung và mơt số bộ phận khác : 2.5.6.1. Khung máy

Hình 2.9. Khung máy

2.5.6.2. Chọn dao thái

 Lưỡi dao và trục dao đảm bảo độ cứng .Nếu không trong quá trình cắt dao dể bị lệch .Nên chọn vật liệu làm dao là thép Cr0585CrV

Hinh 2.10. Lưỡi dao sau khi chế tạo

 Lưỡi dao dày tâm 5mm, có Rmax=400mm Rmin=300mm  Trục dao cao 10mm R=150mm;

Hinh 2.11. Tấm kê dao

2.5.6.4. Trục dao: Vật liệu thép 45

2.5.6.5. bộ phận cấp liệu vào: Lô cuốn được chế tạo từ thép ống đường kính

140mm

Hinh 2.12. Bộ phận cấp liệu vào

2.5.6.6. hệ thống truyền động : a. Đai thang: B64 với L=1700

Hình 2.13. Đai

b. bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng

Hình 2.14. Bánh răng trụ

c. Bánh răng cơn răng thẳng :

Hình 2.15. Bánh răng côn

2.6. MÁY SẤY2.6.1. Vật liệu ẩm 2.6.1. Vật liệu ẩm

Vật liệu ẩm trong kỹ thuật sấy là vật liệu có khả năng chứa nước hoặc hơi nước trong q trình thành hình. Ví dụ như các loại nơng sản, thực phẩm, gỗ,…

2.6.2. Độ ẩm vật liệu

Các loại vật liệu trước khi sấy điều chứa một lượng nước hay hơi nước nhất định, trong q trình sấy thì khơng khí nóng (lạnh) sẽ làm lượng nước bốc hơi và thoát ra khỏi vật liệu làm độ ẩm của vật liệu sẽ giảm xuống. Trạng thái của vật liệu ẩm được xác định bởi nhiệt độ và độ ẩm của nó.

2.6.2.1. Độ ẩm tuyệt đối

Độ ẩm tuyệt đối là tỷ số giữa khối lượng ẩm chứ trong vật với khối lượng vật khô tuyệt đối. ký hiệu: W0. Ta có:

(2.1) Trong đó: + Gn – khối lượng ẩm chứ trong vật liệu (kg)

+ Gk – khối lượng vật khơ tuyệt đối (kg)

2.6.2.2. Độ ẩm tồn phần

Độ ẩm toàn phần là tỷ số giữa khối lượng ẩm chứa trong vật với khối lượng vật ẩm. ký hiệu: w. Ta có:

(2.2) Trong đó: G – khối lượng vật ẩm: (kg)

2.6.2.3. Độ ẩm cân bằng

Độ ẩm cân bằng là độ ẩm của vật khi ở trạng thái cân bằng với mơi trường xung quanh vật đó. Khi đó vật sẽ đạt trạng thái cân bằng khơng tiếp tục hút hay nhả ẩm được nữa được ký hiệu là: Wcb

Trong kỹ thuật sấy, độ ẩm cân bằng có ý nghĩa lớn, nó dùng để xác định giới hạn quá trình sấy và độ ẩm cuối cùng trong quá trình sấy của mỗi loại vật liệu trong những điều kiện môi trường khác nhau.

2.6.3. Các phương pháp sấy 2.6.3.1. Sấy tự nhiên: 2.6.3.1. Sấy tự nhiên:

Sấy tự nhiên là phương pháp sấy ứng dụng năng lượng tự nhiên như của mặt trời, gió,…để làm khơ giảm ẩm vật liệu, ưu điểm của phương pháp này là không tốn kém nhưng nhược điểm là không thể chủ động sấy khi cần thiết mà phải phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên của thời tiết. Ngồi ra phương pháp này cịn cần một khơng gian mặt thống rộng lớn để trải đều nơng sản phơi sấy.

2.6.3.2. Sấy nhân tạo:

Có nhiều loại sấy nhân tạo như: - Sấy thăng hoa

- Sấy khơng khí nóng - Sấy bơm nhiệt - Sấy lạnh,…

Sấy bơm nhiệt là sử dụng hệ thống bơm nhiệt kết hợp với bộ cấp nhiệt phụ, hệ thống hút ẩm để có thể điều chỉnh chính xác nhiệt độ sấy và độ ẩm khơng khí sấy cần cung cấp cho buồng sấy, hệ thống bơm nhiệt được sử dụng nhằm làm khơng khơng khí sấy trước và tận dụng nguồn nhiệt để làm nóng dịng khơng khí sau đó được quạt thổi tuần hồn qua buồng sấy để làm khô vật liệu. Điều quan trọng của phương pháp này là làm khơ hồn tồn khơng khí trước khi sấy và sau khi trở lại buồng sấy giúp vật liệu khơ nhanh hơn.

Hình 2.16. Buồng sấy

Ở đây khi sản xuất tinh dầu xả chanh cầ sấy sả héo nhanh và giữ được mùi sản phẩm lâu nên máy sấy thích hợp là sấy bơm nhiệt và chỉ cần sấy héo nên nhiệt độ thấp của máy sấy bơm nhiệt từ 10 – 60 độ C là thích hợp.

 Cấu tạo của máy sấy bơm nhiệt:

Máy sấy bơm nhiệt có cấu tạo khá giống máy lạnh nhưng hoạt động hoàn toàn ngược lại đầu ra ở đây cần khơng khí nóng nên dàn ngưng tụ sẽ đặt trước buồng sấy

Cũng như máy lạnh, bơm nhiệt làm việc theo chu trình ngược với các q trình chính như sau:

1 – 2: q trình nén hơi môi chất từ áp suất thấp, nhiệt độ thấp lên áp suất cao và nhiệt độ cao trong máy nén hơi. Qúa trình nén là đoạn nhiệt.

2 – 3: quá trình ngưng tụ đẳng nhiệt trong thiết bị ngưng tụ, thải nhiệt cho môi trường.

3 – 4: quá trình tiết lưu đẳng entanpi (i3 = i4) của môi chất lỏng qua van tiết lưu từ áp suất cao xuống áp suất thấp.

4 – 1: quá trình bay hơi đẳng nhiệt ở nhiệt độ thấp và áp suất thấp, thu nhiệt của môi trường lạnh.

Mục đích sử dụng chính của bơm nhiệt là lượng nhiệt thải ra ở thiết bị ngưng tụ.

Năng suất nhiệt của bơm nhiệt chính là phương trình cân bằng nhiệt ở máy lạnh:

qk = qo + l

Hình 2.18. Chu trình máy sấy

MN: Máy nén, NT: Thiết bị ngưng tụ, TL: Van tiết lưu, BH:thiết bị bay hơi l: Công tiêu tốn cho máy nén; qo: Nhiệt lượng lấy từ môi trường.

qk: Nhiệt lượng thải ra ở dàn ngưng tụ.  Nguyên lý hoạt động:

Khơng khí bên ngồi mơi trường được quạt hút vào với một lượng gió sau đó qua các con điện trở gió nóng lên. Khi đó khối lượng khí nóng này được dẫn qua lưới đến vật liệu sấy mang theo nước của vật liệu thốt ra. Quy trình có thể tiếp tục đến thời gian nhất định vật liệu sẽ mất gần như sạch nước khi đó ta kết

thức quá trình sấy vật liệu sẽ mất gần như sạch nước khi đó ta kết thúc q trình sấy vật liệu hoặc đến độ ẩm ta mong muốn ta dừng lại.

 Ưu nhược điểm của máy - Ưu điểm của máy:

+ Khay nhỏ, gọn dễ di chuyển nhờ các bánh xe bố trí bên dưới +Thao tác điều chính thơng số dễ dàng , nhanh chóng