Tính tốn bộ truyền

2.4.15 .Tính tốn buồng rửa

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

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:

 + NHO1=30.HB12,4=30.2302,4=1,39. 107(chukỳ)

 + NHO2=30.HB22,4=30.2202,4=1,26.107(chukỳ)

 +NFO1=NFO2=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 : NHE=60.c .∑( Ti Tmax)3

.ni.ti (c :số lần ăn khớp của br)

 Gỉa sử : Ta thấy : {NHE>NHO

NHE>NHO nên chọn NHE = NHO, để tính tốn (trang 94,[1])  Giới hạn mỏi tiếp xúc : σHlim0 =2HB+70

 Bánh chủ động : σHlim30 =2H B3+70=2.240+70=550(Mpa)

 ⇒ Ứng suất tiếp xúc cho phép: [σH]=σHlim0 SH .KHL với SH =1,1.  [σH3]=σ0Hlim1 SH .KHL =5501,1=500(MPa)  [σH4]=σHlim0 2 SH .KHL =4501,1 =409,09 (Mpa)  Vậy ứng suất tính tốn là: [σH]=√0,5[σH23]+[σH24]=√0,5.5002+409,092=540,7(MPa)

 Giới hạn mỏi uốn: σFlim0 =1,8.HB

 Bánh chủ động :σFlim10 =1,8.H B3=1,8.240=432(MPa)

 Bánh bị động: σFlim20 =1,8.H B4=1,8.190=342(MPa)

o ⇒ Ứng suất uốn cho phép:[σF]=σFlimS0

F .KFL với SF =1,75  [σF3]=σFlim1 0 SF .KFL1=1,75432=246,86(Mpa)  [σF4]=σ0Flim2 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 ᴪba=0,3 do bánh răng đối xứng với các ổ trục

 Khi đó : ᴪbd=0,53.ᴪba.(1,5+1)=0,53.0,3 .2,5=0,3975

 Chọn sơ bộ hệ số tải trong Ksbvàhệ sốchiều rộng ᴪm

 Chọn Ksb= 1,5

 Ta có chiều rộng ᴪm=mb

 Đối với bánh răng chữ V có thể lấy ᴪm=10

 Số răng Z1 được chọn theo kinh nghiệm phải thỏa điều kiện :

 Z1>Z1min=40

 Z2=iZ1=1.40=40

 aw1=Ka(u1+1)3 √ T1KHβ [σH]2 u1φba  T1=10232Nmm  id=1,36  [σH]=540,7MPa

 Ka=49,5MPa1/3 Tra bảng 6.5/tr96 [1] với răng thẳng vật liệu thép  Chọn φba=0,4 Tra bảng 6.6/tr97 [1]

 φbd=0,53φba(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 KHβ=1,06

 Suy ra:  aw1=49,5(1,36+1)3 √ 10232.1,06 540,72.1,36.0,4=169,9(mm)  Chọn aw1=170mm  Ta có : mn=(0,01÷0,02¿aw ⇒ chọn mn= 3  Số răng bánh dẫn  z1= 2aw1 (id+1)m=(1,362.170+1)3=48  Chọn z1=18  Số răng bánh bị dẫn  z2=i .z1=1,36.48=65,28  Chọn z2=66   Số răng tổng: zt=z1+z2=48+66=114

 Xác định các thơng số hình học của bộ truyền

 Đường kính vịng chia  Bánh dẫn : d1= z1mn cosβ = cos48.3⁡(0) = 144 (mm)  Bánh bị dẫn : d2= z2mn cosβ= cos66.3⁡(0) = 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 : Fr2=Fr1=F1tanaw=142,1. tan(20) = 51,72 (N)  Thiết kê trục

 Vật liệu : thép 45

 Độ răn : HB=200 giới hạn bền : [σb]=600MPa

 Đô bền chảy :[σch]=340MPa

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=√3 Ti

0,2.[τ]

 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 k1=10,k2=10,k3=15,hn=15, với d=20mm chọnbo=15  Trục :  l22=0,5(lm22+bo)+k1+k2=0,5(1,2d+bo)+k1+k2  l23=l22+0,5(lm22+lm23)+k1=l22+0,5(1,2d2+1,3d2)+k1  l24=2l23−l22  l =2l

 l22=47mm, l23=82mm, l24=117mm, l21=164mm 2.5.5.2. Tính phản lực ở các gối đỡ  ∑M Fy=0  Fy=0  Ta có :∑M Fy=0 −Rd.35−NB.70+F.184=0  NB=1187N o Fy=0  Rd+NB+NA-F=0  NA=¿ -873  Nên NAngược chiều với hình vẽ

 Momen xoắn tác dụng lên trục : T=MX=10232 N.mm

 Momen tai các điểm đặc biệt :  Tại A  MtdA=Mc=10232N.mm  Tại D  MtdD= F.114-NB.35=484.114-1187.35=13631 N.mm  Tại B  MtdB = 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:

 √MB2+0,75T2=√551762+0,75.102322 =55883 N.mm

o Vậy d B-B =¿3 √ Mtđ

0,1[σ]=¿ √3 55883

0,1[σ]=22,35mm⇒chọndB−B=25mm

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  σd= 2T

d lt(h−t1)≤[σd] ; τc=dl2T

tb≤[τc]

 Với- [σd]=100MPa(tra bảng 9.5(TTTK)) : ứng suất dập  - [τc]=40÷60MPa : ứng suất cắt tính tốn Bảng 2.7. Thơng số trục T T r ụ c Đường kính lm lt b h t1 σd τc 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 :

 s=√ssσσ2.s+sττ2≥[s] 10.18, [2]  Trong đó: 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] =  Giá trị sσ, sτ được xác định bằng công thức:

 sσ= σ−1 Kσσa εσβ +ᴪσσm  sτ= τ−1 Kττa ετβ +ᴪττm

o Với :σ−1, τ−1 : là giới hạn mỏi uốn và xoắn với một chu kỳ đối xứng

Ta lấy : {σ−1=0,436σb=258N/mm2

τ−1=0,58σ−1=150N/mm2

σa, σm, τa, τm : 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.  σa=σmax=WM ;σm=0 với W là momen cản uốn

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

 τa=τm=τmax

2 =2Tw0 với w0 là momen cản xoắn

o ψσ=0,05;ψτ=0 : Hệ số ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến độ bền mỏi của vật liệu

o ɛσ;ɛτ : Hệ số kích thước ( bảng 10.4.[2])

 β=1,7 : Hệ số tăng bền bề mặt β  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 =π d323−bt(d−td )2 = 1929,65 (mm3),  W0 = π d163−bt(d−t)2 d = 4580,37 (mm3)  ⇒ { σa=WM=1929,65129996=67,37N/mm2 τa=2Tw 0=2.4580,3744095 =4,81N/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

 = 1,76; = 1,54. Bảng 10.10, [1]  ⇒ {sσ= σ−1 Kσσa εσβ +ᴪσσm = 258 1,76.67,37 0,88.1,7 +0,05.0 =3,26 sτ=K τ−1 ττa ετβ +ᴪττm =1,54.4,81150 0,81.1,7 +0 =27,88 o ⇒ s= sσ.sτ √sσ2+sτ2= 3,26.27,88 √3,262+27,882=3,24≥[s]=(1,5÷2,5)

 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:

 Cơng thức: σtd=√σ2+3τ2≤[σ]  Trong đó:σ=M W=σa ;τ=WT 0 =2τa; [σ]≈0,8σch=0,8.340=272MPa  Trục o σtd=√σ2+3τ2=√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;

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 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 quá 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:

W0=Gn

Gk100(%) (2.1)

Trong đó: + Gn – khối lượng ẩm chứ trong vật liệu (kg) + Gk – khối lượng vật khơ tuyệt đối (kg)

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

w=Gn

G 100(%) (2.2)

Trong đó: G – khối lượng vật ẩm: G=Gn+Gk (kg)

Quan hệ giữa độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm toàn phần:

W0= w

100−w100(%)

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 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. 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 khô 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:

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 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 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:

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.  Ngun 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

-Nhược điểm

+Lưu lượng tác nhân sấy phân bố khơng đồng đều

+Bố trí máy q thấp khó lấy vật liệu và đưa vật liệu sấy vào +Tổn thất nhiệt qua vách

2.6.4. Tính tốn q trình sấy:2.6.4.1. Vật liệu sấy: 2.6.4.1. Vật liệu sấy:

Ở đây ta chọn vật liệu sấy là cây sả chanh, sả chanh là cây thân cỏ thường mọc thành bụi rậm cao khoảng 80 – 150 cm. Thân sả hình trịn được bao bọc