Bánh chủ động Bánh bị động
b)Số chu kì làm việc cơ sở:
+NHO 1=30. HB2,41 =30. 2302,4=1,39. 107 (chukỳ)
+NHO 2=30. HB2,42 =30. 2202,4=1,26.107 (chukỳ)
+NFO 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 : NHE=60. c .∑ (
Gỉa sử :
TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com
[σ H3 ]= σ Hlim 1 [σH4]= Vậy ứng suất tính tốn là: [ σH ]=√0,5 [σ2 H3 ]+[σ2 H4 ]=√0,5.5002+ 409,092=540,7( MPa)
Giới hạn mỏi uốn: σ 0Flim=1,8. HB
Bánh chủ động :σ 0Flim1=1,8. H B3 =1,8.240=432(MPa)
o ⇒0Ứng suất uốn cho phép
[σF3
[σF 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 chọnᴪ ba=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 trongKsb vàhệ số chiều rộngᴪ m
ChọnKsb= 1,5
Ta có chiều rộngᴪ 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
[σH ]=540,7 MPa
Ka =49,5 MPa1 /3 Tra bảng 6.5/tr96 [1] với răng thẳng vật liệu thép
Chọnφba=0,4
φbd=0,53 φba (u1 +1)=0,53.0,4(1,36 +1)=0,5
Tra bảng 6.7/tr98 [1] vớiφbd=1,164 và theo sơ đồ 3 chọnK Hβ=1,06
Suy ra: aw1=49,5 (1,36+1) √ Chọnaw 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: z t =z 1 +z 2=48+66=114 Xác định các thơng 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 : [σb ]=600 MPa
Đô bền chảy :[σch]=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 phépτ = 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 Chọnk1=10 ,k2=10 ,k3=15 ,hn=15, vớid=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 Fy=0 Fy=0 Ta có :∑M Fy=0 −Rd .35−N B.70+F.184=0 NB=1187N o Fy=0 Rd + NB+NA-F=0 NA=¿ -873
NênN 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 Mtd 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 phépσ = 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 dàilt 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- [σd ]=100 MPa(tra bảng 9.5(TTTK)) : ứng suất dập - [τc]=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 trịsσ ,
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
σa,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. 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=
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 mặtβ
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 =πd3 − bt ( d −t ) 2 = 4580,37 (mm3 ) 16 d ⇒{σ a= WM = 1929,65129996 =67,37 N /mm2 τa =2Tw0 = 2.440954580,37 =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:
Cơng thức:σtd=√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 σtd=√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 khơng trong q 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 côn 2 đầu trục và ép chúng vào nhau.
47
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 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 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 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 môitrường.
3– 4: quá 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.
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 -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 bởi các bẹ lá ơm vào nhau gốc màu tím và phần củ phình to ra nổi lên trên mặt đất
Độ ẩm ban đầu của cây sả nằm khoảng 65% sau đó sẽ sấy đến khi độ ẩm đạt khoảng cịn 50% so với ban đầu thì sẽ thích hợp.
Độ ẩm đầu: W1=65% Độ ẩm cuối: W2=50%
Chọn một mẻ sấy khoảng 250kg ( đầu vào khoảng 1 tấn chia làm 4 mẻ sấy) Thì khối lượng sả héo sau khi sấy là :
G1 = G2 .(100−w
2)
= G2 . (100−50)=250 kg/mẻ
100−w1100−65
Suy ra: G2=175kg/mẻ
Ta chọn tác nhân sấy là khơng khí với các thơng số sau: * Thông số ngồi trời
Theo tài liệu, thơng số trung bình trong năm của khơng khí tại Tp. Hồ Chí Minh:
- Nhiệt độ trung bình: T = 32 0C. - Độ ẩm trung bình :φ0 = 73 %.
* Thơng số khơng khí trước khi vào thiết bị sấy
- Nhiệt độ tác nhân sấy vào và ra thiết bị sấy:t = 450C. Tốc độ gió là 3,5 ¿ 4 m/s. Ta chọnω= 3,7 m/s.
* Thơng số khơng khí sau thiết bi sấy:
Thơng số khơng khí sau thiết bị sấy phải cao hơn nhiệt độ đọng sương của khơng khí để tránh hiện tượng đọng sương trong buồng sấy.
Từ điểm có Tk= 32 0C vàφ0 = 73 % dựa vào đồ thị I-d ta dóng theo đường d = const ta cóts = 27.5 0C.
Nhiệt độ tác nhân sấy sau thiết bị sấy được chọn sao cho nó phải lớn hơn nhiệt độ đọng sương. Ta chọnt3 = 40 0C.
* Thơng số khơng khí sau dàn lạnh - Nhiệt độ: chọnt1 = 100C.
53
- Độ ẩm tương đối:
Quá trình làm lạnh trong dàn lạnh thường đạt đến trạng thái bão hịa nên nhiệt độ khơng khí sau dàn lạnh có thể lấyφ1 = 100%.
* Thời gian sấy: chọn t = 0.5h
2.6.4.2. Tính tốn kích thước buồng sấy
Năng suất buồng sấy:Gb=G1 Thể tích buồng sấy:
V h= ρG.bk , m3.
mV
Hình 2.19. Khung= 250 kg/mẻ. = 250 kg/mẻ.
Trong đó: +ρm: Khối lượng riêng của vật liệu sấy,