2.4.15 .Tính toán buồng rửa
2.5. Tính tốn đơng cơ thiết bị Máy Thái Sả Năng suất 300Kg/mẻ
2.5.3. Thiết kế bộTruyền 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
34
Tên gọi
2.5.3.2.
Chiều rộng lớp trung hòa (mm) Chiều rộng mặt trên (mm)
Khoảng cách từ mặt trung hịa đến thớ ngồi (mm)
Diện tích mặt cách ngang (mm2) (Diện tích Đai)
Chiều cao đai (mm)
Đường kính bánh đai dẫn (mm)
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= π . d 1 .n d = π .150 .1210 =9,5(m/s)
6000060000
X ác
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=0,01÷
⇒ 0,02)
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 )
35
⇒ 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
L=2 a+
Theo bảng (4.13), trang 59, tài liệu [1] lấy L =1700(mm)
g) góc ơm đai α 1=180 °−57. d2−d1 =180 °−57. 200−150 =170,5 °=2,97 rad a300 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:
j) Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ơm đai
Cα=1,24.(1−e
Theo bảng 4.7 ,
k)
l)- Hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài Chọn Cl=1
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, [1] ta chọn [P0] = 1,2 Kw = 1.5 .1,25 1,2.0,89.1 .1,07 .1 36
Ta chọn Z = 2 đai
n) Định các kích thước chủ yếu của bánh đai
Chiều rộng bánh đai
Chiều rộng bánh đai: B=( z−1 ). t+2 e
Với t và e tra bảng 4.21, trang 63,[1]
o
o B = (2 – 1 ).15 + 2.10= 35 mm
Đường⇒
o) Lực căng ban đầu
F0 = A.σ 0 = Z.A1.σ 0 = 2.81.1,5 = 243 (N) o Trong đó: σ 0= 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
Với: α1 = 170°, F0 = 243 (N) Fd 2.243.sin( 170
2 ) = 484 (N) Bảng 2.5. Các thông số bộ truyền đai Thông số
Đường kính bánh đai Chiều rộng bánh đai Số đai
Chiều dài đai Khoảng cách trục
TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Lực tác dụng lên
trục Lực tác dụng lên lưỡi dao
484 (N)
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
Bánh chủ động Bánh bị động
b)Số chu kì làm việc cơ sở:
+ N HO 1=30. HB2,41 =30. 2302,4=1,39. 107 (chukỳ)
+ N HO 2=30. HB2,42 =30. 2202,4=1,26.107 (chukỳ)
+N FO 1=NFO 2 =5.106 chu kỳ ( thông thường cho tất cả các loại thép)
Giả sử Tuổi thọ : Lh=24000 (giờ )
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 : N HE=60. c .∑ (
Gỉa sử :
TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com
[σ
H 3]= σ Hlim 1
[σH4]=
Vậy ứng suất tính tốn là:
[ σ H ]=√0,5 [σ 2H 3 ]+[σ 2H 4 ]=√0,5.5002+ 409,092=540,7( MPa)
Giới hạn mỏi uốn: σ 0
Flim=1,8. HB
Bánh chủ động :σ 0
Flim1=1,8. H B3 =1,8.240=432(MPa)
o ⇒0Ứng suất uốn cho phép
[σ F3 [σ F 4 ]= σ
SF .KFL2= 1,75342
=195,42 (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, [1] /98 . Ta chọn ᴪ ba=0,3 do bánh răng đối xứng với các ổ trục Khi đó : ᴪ bd=0,53.ᴪ ba .(1,5+1)=0,53.0,3 .2,5=0,3975
Chọn sơ bộ hệ số tải trong Ksb vàhệ số chiều rộng ᴪ m Chọn Ksb= 1,5
Ta có chiều rộng ᴪ m= mb
Đối với bánh răng chữ V có thể lấy ᴪ
m=10
Số răng Z
1 được chọn theo kinh nghiệm phải thỏa điều kiện :
Z 1 > Z 1 min=40 Z 2=iZ 1=1.40=40 d) Xác định khoảng cách trục aw0Flim2 39
3
aw 1=Ka (u1 +1)√
T 1=10232 Nmm
id =1,36
[σ H ]=540,7 MPa
Ka =49,5 MPa1 /3 Tra bảng 6.5/tr96 [1] với răng thẳng vật liệu thép
Chọn φba=0,4
φbd=0,53 φba (u1 +1)=0,53.0,4(1,36 +1)=0,5
Tra bảng 6.7/tr98 [1] với φbd=1,164 và theo sơ đồ 3 chọn K Hβ=1,06
Suy ra: aw 1=49,5 (1,36+1) √ Chọn aw 1=170 mm Ta có : mn=(0,01÷ 0,02 ¿aw ⇒ chọn mn= 3 Số răng bánh dẫn z1= Chọn z 1=18 Số răng bánh bị dẫn z2=i . z1=1,36.48=65,28 Chọn z 2=66 Số răng tổng: zt =z 1 +z 2=48+66=114 Xác định các thông số hình học của bộ truyền Đường kính vịng chia
Bánh dẫn : d1=
Bánh bị dẫn : d2=
Đường kính vịng đỉnh
40
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 : Fr 2=Fr 1=F1 tan aw=142,1. tan (20) = 51,72 (N)
Thiết kê trục
Vật liệu : thép 45
Độ răn : HB=200 giới hạn bền : [σ b ]=600 MPa
Đô bền chảy :[σ ch]=340 MPa
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 :di=
ứng suất cho phép τ = 20…35 N/mm vi vật liệu là thép 45
di=√3 10232 0,2.35 =11,34 Chọn d =20mm Theo bảng 10.2 và 10.3/tr189 Chọn k 1=10 ,k2=10 ,k3=15 ,hn=15, với d=20 mm chọnbo=15 Trục : l22=0,5 (lm 22+ bo )+ k1 + k2=0,5 (1,2 d +bo )+k1 + k2 l23=l22+0,5( lm 22+lm 23 )+k1 =l22+0,5 (1,2 d2 +1,3 d2)+k1 l24=2 l23−l22 l21=2 l23 41
l22=47 mm, l23=82 mm, l24=117 mm, l21=164 mm 2.5.5.2. Tính phản lực ở các gối đỡ ∑ M F y=0 F y=0 Ta có :∑ M F y=0 −Rd .35−N B.70+F.184=0 NB=1187N o F y=0 Rd + NB+N A-F=0 N A=¿ -873
Nên N A ngược chiều với hình vẽ
Momen xoắn tác dụng lên trục : T =M X=10232 N.mm Momen tai các điểm đặc biệt :
Tại A M td A=M c=10232N.mm Tại D M td D= F.114-NB.35=484.114-1187.35=13631 N.mm Tại B M td 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:
42
√
o Vậy d B-B =¿
o Ứng suất cho phép σ = 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 b× h theo tiết diện lớn nhất của trục.
o Chọn chiều dài lt của then theo tiêu chuẩn: lt = (0,8 ÷ 0,9)lm
o Kiểm nghiệm then theo độ bền dập và độ bền cắt then bằng
σ d=
Với- [σ d ]=100 MPa(tra bảng 9.5(TTTK)) : ứng suất dập
- [τ c]=40 ÷ 60 MPa : ứng suất cắt tính tốn Bảng 2.7. Thơng số trục T T Đường r ụ kính c 20 30 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. 43
s=
Tron
g đó:
Giá trị sσ ,
sσ : hệ số an toàn chỉ xét theo ứng suất uốn
sτ : hệ số an tồn chí xét riêng ứng suất xoắn
s : hệ số an toàn [s] : hệ số an toàn cho phép [s] = sτ được xác định bằng công thức: sσ = sτ =
o Với :σ−1, τ−1 : là giới hạn mỏi uốn và xoắn với một chu kỳ đối xứng
Ta lấy : {σ
−1 =0,436 σ
b =258 N /mm2
τ−1=0,58 σ−1=150 N /mm2
σ a, σ m, τ a, τ m : 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. σ a=σ max= WM
;σ m=0 với W là momen cản uốn
Bộ truyền làm việc một chiều nên ứng suất xoắn biến đổi theo chu kỳ mạch động :
τ a=τ m=
o ψσ =0,05 ;ψτ =0 : Hệ số ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến độ
bền mỏi của vật liệu
o ɛ σ ;ɛ τ : Hệ số kích thước ( bảng 10.4.[2])
β=1,7 : Hệ số tăng bền bề mặt β
Trục
o M = 55883 N.mm , T= 10232 N.mm Đường kính trục db-b = 25
44
W = π d3 − bt ( d− t ) 2 = 1929,65 (mm3 ), 32 d W0 = π d3 − bt ( d −t ) 2 = 4580,37 (mm3 ) 16 d ⇒{σ a= WM = 1929,65129996 =67,37 N /mm2 τa =2Tw0 = 2.44095 4580,37 =4,81 N /mm2 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
o ⇒
Như vậy tiết diện tại c-c đảm bảo độ an toàn cho phép.
b) Tính tốn độ bền tĩnh:
Để đề phịng 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: σ td=√σ2 +3 τ2 ≤[σ ]
Trong đó:σ = WM
=σa ;τ =WT 0 =2 τa; [σ ]≈ 0,8 σch=0,8.340=272 MPa
Trục
o σ td=√σ2 +3 τ2 =√67,372+ 3(2.4,81)2 =69MPa≤[σ ]=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 môt số bộ phận khác : 2.5.6.1. Khung máy
Chế tạo bằng thép C45 trên khung được khoan các lỗ để lắp các chi tiết
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;
2.5.6.3. tấm kê thái: Chọn thép 45 ,dày 10mm
46
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
Được lắp với trục bằng cách tiện cơn 2 đầu trục và ép chúng vào nhau.
47
Hình 2.14. Bánh răng trụ
c. Bánh răng côn răng thẳng :
Hình 2.15. Bánh răng cơn
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 thốt 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:
W =Gn
0 Gk
Trong đó: + Gn – khối lượng ẩm chứ trong vật liệu (kg)
+ Gk – khối lượng vật khô tuyệt đối (kg)
2.6.2.2. Độ ẩm toàn phần
48
Độ ẩm toàn phần là tỷ số giữa khối lượng ẩm chứa trong vật với khối lượng vật ẩm. ký hiệu: w. Ta có:
w= Gn
G
Trong đó: G – khối lượng vật ẩm: G=Gn+Gk (kg) Quan hệ giữa độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm toàn phần:
W = w
100(%)
0 100−w
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 không 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 q 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 sấy2.6.3.1. 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. Ngoài 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 tồn 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:
50
Hình 2.17. Đồ thi T-S, P-i
1– 2: q trình nén hơi mơi 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 mơitrường.
3– 4: q trình tiết lưu đẳng entanpi (i 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 mơi 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
51
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.