- Vật liệu làm trục phải có độ bền cao, ta chọn loại thép C45 (tơi cải thiện) có giới hạn bền : σb= 850Mpa ; ứng suất xoắn cho phép [τ ]=12 ÷ 25( MPa),chọn
[ τ1 ]=¿20 (Mpa),[τ2 ]=¿25 (Mpa), [τ3 ]=¿30 (Mpa)
- Xác định sơ bộ đường kính trục thứ i :di=
⇒ d1 ≥√
d2 ≥
d 3 ≥
Ta chọn d như sau : d1= 25 (mm) ; d2= 35 (mm) ;d3 = 50 (mm)
2.4.15.Tính tốn buồng rửa
2.4.15.1. Kích thước khối nước trong bồn rửa:
- Dài x rộng x cao: 160x80x100 cm.
- Thời gian rửa từ 3-5 phút, 1 mẻ rửa từ 25kg – 58,3kg. Năng suất từ 500- 700kg/mẻ.
- Tổng diện tích bề mặt rửa: dt=1,6.0,8=1,28m2.
- Thể tích khối nước rửa trong bồn: v = 1,6.1,1.0,8=1,408 m3.
Phải đảm bảo chiều dài l tối thiểu để xung lực của dòng tia có đủ thời gian làm sạch vật rửa trong quá trình chuyển động của vật trong bồn rửa
- Ta có: - Trong đó:
+ : Tiết diện dịng tia. Sơ bộ trọn dòng tia là 10mm
+ P: áp suất tại đầu ra máy bơm có thể chọn 20m < P < 60m Do đó F = P.s = 196000.0,0000786=15,4 N
Fs = m. v2 => 2Fs = mv2
2
- Ta có:
- S = 1 2.15,4.1 = 1.v2 => v = 5,54 m/s 24
- S = 2 2.15,4.2 = 1 . v2=> v = 7,85 m/s - S = 3 2.15,4.3 = 1 . v2=> v = 9,61 m/s - S = 4 2.15,4.4 = 1 . v2=> v = 11,1 m/s - S = 5 2.15,4.5 = 1 . v2=> v = 12,41 m/s
- Ta thấy khi s>4, v tăng ít. Nếu chọn s lớn sẽ dẫn đến việc máy thiết kế sẽ lớn , cồng kềnh gây lãng phí vật liệu , nhiên liệu , tiêu tốn nhiều nước và tiêu hao nhiều cơng suất vơ ích . vậy ta chọn s = 2m thì sẽ làm máy gọn hơn và tiết kiệm nguyên vật liệu.
2.4.15.2. Công suất hao tổn do lực cản của nước :
- Bỏ qua lực cản của nước chọn công suất của bơm nước : NB =1,5 kW - Lực tối đa do dòng tia nước tác dụng :
- NB =
- Chọn tiết diện dòng tia:
- Tiết diện bồn rửa: 1,6m.0,8m khơng thể bố trí 1 vịi phun mà cần phải bố trí nhiều vịi phun để đảm bảo áp lực nước của các dòng tia sẽ phân bố đều lên tiết diện của vật rửa nằm phân bố rải rác trong bồn rửa.
- Chiều dài bồn rửa 1,6m bố trí 20 vòi phun khoảng cách giữa 2 vòi phun là 75mm.
- Chiều rộng bồn rửa 0,8 m bố trí 9 vịi phun.
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí vịi phun- Gọi áp suất tại đầu phun tia là Pphun - Gọi áp suất tại đầu phun tia là Pphun - Ta có 20.9,8.103 ≤ Pphun≤ 60.9,8.103
- Với Pphun ≥ 196000 N /m2 ; F=1350N 25
Mà F= Pphun. ω => ω ≤
- Tổng số vòi phun : Z= 9.20 = 180 vòi phun - Tiết diện 1 lỗ phun : ωlỗ = ω
Z = 0,0069 180 = 3,83.10−5 m2 - ωlỗ=π . R2 => R= √ω lỗ = √3,83.10−5 = 3,49.10−3 m π π - R=3,49.10−3 m => D = 6,98.10−3 m Để Pphun ≥ 196000 N /m2 thì ωlỗ < 3,83.10−5 m2 hay ∅<6,98.10−3 m vậy chọn ∅=0,005 m => R = 0,0025 m - Tiết diện đầu ra của bơm : ω=ωlỗ . 45
ω=0,00252 . π . 45 = 0,00084 m2
- Áp lực của dòng tia lớn nhất tại miệng lỗ phun :
Pmax = F ωmax = 1607143 Nm2 - Chiều cao cột áp : H= P ρgmax = 1607143 9800 =164 m - Vận tốc vòi phun : v20 = 2gH v0=56,7 m/s
- Lưu lượng dòng tia :
N
Q= ρ . g . H
Sau khi ra khỏi vòi phun , phần tử của nước sẽ tương tác với khối lượng của vật thể (m) và cùng với (m) chuyển động với vận tốc C :
- Ta có : ρQ v0=( ρQ+m) C
C -> CMax khi m -> mmin (mmin=khối lượngđơn vị=1 kg ¿ C =
Lực cản của dịng nước :
Lực cản tối đa theo cơng suất (700kg/h hoặc 0,7 tấn/h) - Lực ma sát : T ms=Cxms . 1
2 ρ. v2 . s
Với : Cxms =0,016 ; v= 27,3 m/s ; S=π . R2
Chọn thể tích đơn vị : v=0,001 m3 26
V= 4 3 . π R3 => R3= 3 4Vπ = 0,062m S = π . R2= 0,0121 m2 - T ms=0,016. 12 .1000 . 27,32 .0,0121=72,1 N /m2 - M =700 kg=¿ Tmsmax =700.72,1=50470 N /m2 Lực cản áp suất : - T ap=ρ . g . H . s=1000.9,8 .1.0,0121=118,58 N/m2 - M =700 kg=¿ Tapmax =118,58.700=83006N/m2
Lực cản tổng cộng : (Tcmax ¿=Tmsmax +TapMax
= 50470+83006=133476 N/m2 Công suất của lực cản :
- Nc= Tc
3600max.3 = 133476
3600.3 =111,23 w=0,11 kW
Lực cản tối đa của thiết bị cần thiết kế : - Lực ma sát : - T ms=Cxms . 1 2 ρ. v2 . smax Với smax =1,6.0,8=1,28 m2 - T ms=0,016. 1 2 . 1000. 27,32 .1,28 = 7632 N¿ m2 - Lực cản của áp suất : + T ap=ρ . g . H . s = 9,8.100.1.1,28 = 12544 N¿ m2 - Lực cản tổng cộng của thiết bị : T c=T ms+T ap=7632+12544=20176N¿ m2
2.5. Tính tốn đơng cơ thiết bị Máy Thái Sả - Năng suất 300Kg/mẻ.2.5.1. Cấu tạo và nguyên lí hoạt động 2.5.1. Cấu tạo và nguyên lí hoạt động
2.5.1.1. Cấu tạo
27
1. Động cơ 2. Thân máy 3. Máng thoát liệu 4. Tấm kê cắt 5. Bộ truyền dộng đai 6. Gối đỡ 7. Rulo cuốn 2.5.1.2. Nguyên lý làm việc
Nguyên liệu được đưa vào máng cấp liệu, nhờ Rulo cuốn kéo nguyên liệu vào và nén nguyên liệu xuống sau đó đưa vào buồng thái. Ở buồng thái dao thái có dạng quay liên tục, kết hợp với tấm kê tạo thành góc cắt thái. Sẽ cắt nguyên liệu thành những đoạn sản phẩm theo máng nghiêng ra ngoài.
2.5.1.3. Sơ đồ nguyên lý
28
Hình 2.7. Sơ đồ nguyên lý của máy cắt
1. Ổ đỡ
2. Bộ dẫn động rulo nap liệu
3. Đĩa cắt 4. Bánh đai bị dẫn 5 Đai 6. Bánh đai dẫn 7. Động cơ 2.5.2. Cơ sở tính tốn
2.5.2.1. Chọn năng suất cho máy
Một trong những cơ sở quan trong để chọn năng suất cho máy thái tinh dầu xả là sô lượng Sả rửa ra được sau khi qua máy rửa. Do đề xuất của nhóm là 300kg/mẻ nên năng suất dự tính của máy khoảng 300kg/mẻ.
2.5.2.2. Chọn chiều dài sản phẩm cắt thái
˗ Sả là một loài hoà thảo dễ mọc, phát triển nhanh, có thể sống trên những đồi thoai thoải. Cây sả khơng kén chọn đất và hầu như không chiếm đất trồng cây lương thực.
˗ Thân cây sả có nhiều đốt, các gốc có đốt rất ngắn chỉ từ 0,2 - 3 cm, các đốt ở phía trên dài dần nhưng khơng q 2 cm. Vì vậy chiều cao cây biến động từ 10 - 20 cm
˗ Lá là bộ phận để chưng cất tinh dầu. Lá gồm có bẹ lá ơm sát thân, có gốc lá và phiến lá dài, mềm hơn bẹ. Chiều dài phiến lá gấp 1,5 - 2 lần bẹ lá. Chiều dài lá
biến động rất lớn từ 0,5 - 0,7 m hoặc có thể tới 1,3 - 1,6 m
˗ Từ số liệu trên ta chọn máy có hai chế độ cắt là L1=30cm và L2=60cm. ˗ Để tăng chiều dài sản phâm cắt thì ta tăng ta chọn Phương pháp:
˗ Thay đổi tốc độ quay của trục cuốn cấp liệu trong khi tốc độ trống giao cắt vẫn không đổi (phương pháp dể chế tạo không ảnh hưởng đến chất lượng cắt thái )
2.5.2.3. Chọn số lượng dao cắt
˗ Năng suất cắt thái phụ thuộc vào số lượng dao thái, tốc độ của dao và chiều dài dao thái. Để cắt một lát cắt đúng độ dài thì thời gian vật liệu di chuyển trên vật ngang đi được một quảng đường từ mặt lưỡi cắt đến đĩa cắt phải nhỏ hơn thời gian lưỡi cắt chuyển động của lưỡi cắt đến vị trị cắt .
˗ Thời gian chuyển động của hai lưỡi cắt kế tiếp nhau phụ thuộc vào tốc độ quay và số lượng lưỡi cắt bố trí trên trục . Cịn thời gian di chuyển của vật liệu phụ thuộc vào rulo cuốn đưa vật liệu vào họng cắt
˗ Từ những yếu tố trên ta chọn số lượng dao bố trí trên trục là 2 dao
2.5.2.4. chọn kích thước họng thái
Chọn năng suất máy Qn=300kg/mẻ
˗ Kích thước họng thái ảnh hưởng đến năng suất làm viêc của máy do đó ta chọn sơ bộ (a=70mm và b=350mm) trong đó :
˗ a: chiều cao họng thái ˗ b: chiều rộng họng thái
˗ Sau đó điều chỉnh sao cho phù hợp vs năng suất đã chọn
2.5.2.5. chọn chiều dài đoạn sắc của dao
Để xác định đường kính dao thái dựa trên cơ sở bề rộng họng thái
b=300mm thì chiều dài làm việc của lưỡi dao phải lơn hơn hoặc bằng bề rộng của họng thái.
Từ đó ta chọn kích thươc dao L=300mm
2.5.2.6. Tính tốn động cơ thiết bị
Sơ đồ truyền động : 6.Tính tốn tốc độ dao cắt
Theo lý thuyết cắt thì để q trình cắt sả khơng bị nát , ít trượt thì chọn 30
V d=35-40 m/s do đó chọn V d=38 m/s n d= Vậy chọn nd=1210v/p 2.5.2.7. tính lực cắt thái Theo lý thuyết ta có : A=P.S
A: cơng cắt đứt ngun liệu(J) P:lực cắt đứt nguyên liệu (N)
S: Quảng đường mà dao cắt đứt nguyên liệu (m) Mà Acắt =mgh=P.s P= mgh S o a=s=70mm o giả sử m=5kg o h=1m o g=9,81m/s nên P= 5.9.810.07 .1 =700N
o nhưng thực tế phải nhân thêm vơi hệ số làm tăng lực :
p tt=K . p c Mà k=k 1 . k 2 với k 1 ,k
2 lần lượt và hệ số tăng lực khi dao bị mòn và hệ số tăng lực khi gặp vật liệu cắt k 1=(1,2−1,4 ) chọn k 1=1,4 k 2=(1,1-1,4) chọn k 2=1,2 ptt=1,4.1,2 .700=1176
2.5.2.8. phân cuốn nạp liệu
a) phân tích cho phần trục cuốn
31
o N: hướng theo bán kính của trục cuốn nghiêng một góc α theo góc áp lực tổng hợp
o H: nằm ngang uốn trục cuốn lên trên o Từ hình ta thấy :
o Để đảm bảo kéo được lớp thức ăn trong trục cuốn phải thỏa mản điều kiện
o fNcosα ≥Nsinα o N ≥ tagα
o Tagφ ≥ tagα => φ ≥ α
o φ: góc giữa vât liệu chế tạo trục cuốn và thưc ăn o hệ số ma sát : f = tagφ
o thông thường với rau , cỏ ,sả thì φ=(18-30˚) b) tính tốn chọn đường kính trục cuốn
o ta có cơng thức tính bán kính cần thiết của trục cuốn :
o R=
o Giả sử ban đầu sả chưa nén là A=90 sau khi nén là a=70 do φ=(18- 30˚) mà φ ≥ α nên chọn α=30˚ thay vào
o R=
o D=2R=2*74,64=149,2
o Chọn theo tiêu chuẩn chọn D= 150mm
2.5.2.9. tính cơng suất cần thiết cho máy
o Cơng suất cần thiết tính tốn cho máy thái Sả: o Nct =Ntd + Ntc
o a.công suât trục dao:
o Ncd=
o Nlv:công suất làm việc của trục cắt
o Nt : hiệu suât củahê thống
32
o Tính cơng suất làm việc :
o Nlv =
o Trong đó :
o Q:lực cản cắt thái riêng (N/mm) o L:chiều dài đoạn thái(mm) o V:vận tốc dài của dao thái (m/s)
o K : hệ số tăng lực khi dao mòn chọn K=1,1 o R:bán kinh quay dao cắt chọn R=0,3m
o V=ω.R= 2.3,14 .772.0,47 =38m/s
60
2.5.2.10. Công suất làm việc dao :
o Nlv = q . L . k . v
=Nlv = q . L . k . v
= 25.1.1,1 .38
=1,030(Kw)
100010001000
o Công suất cần thiết của động cơ o Nđctt = N
ηlv = 1,030
0.95 =1,1 o η : hiệu suất truyền động η=ηđỡ . ηđai
o ηđỡ :hiệu suất ổ bi đỡ : chọnηđỡ =0.96
o ηđai:Hiệu suất làm việc của bánh đai :chọn λ=0.99
o η=ηđỡ . ηđai=0,96.0,99=0,95
o b.công suất cần thiết tại trục cuốn :
o Để trục cuốn kéo được sả vào trong buồng thái thì lực kéo của trục cuốn lớn hơn lực ma sát của cỏ và máng dẫn
o P ≥ f ms Mà f ms=f . Q
F=0,02 hệ số ma sát giữa sả và gỗ
Q: áp lực của vật trên một diện tích Q= ab=70.350=24500 (mm2) Vậy 300/60(kg) =5kg tác dụng trên một diện tích 24500 (mm2) Q= 2455
=0,0204 (N/cm2) 33
o Để trục cuốn lớn hơn lực ma sát của cỏ và máng dẫn o P ≥ f.Q =0,02.0.0204 o Chọn P=0,0005 (N) chọn ntc =630 ¿/p) o Momen trục uốn :mtc =P . R=0.0005.75=0,0375 N o Ntc=mtc.ω= o Nct =Ntd + Ntc=1,1+0,074=1,174
o Tính tốn thiết kế máy o Chọn động cơ dẫn động
o Từ kết quả trên ta chọn Ndc=1,5 (kw)
Tra bảng phụ lục 2 trang 236 sách tính tốn hệ dẫn động tính tốn cơ khí :
{ Pdc=1,5 (kW )
Chọn Động cơ 4A100S2Y3 ndc=1400( v / p)
η=80
T 1= 9,55.106 . P dc = 9,55. 106 .1,5 =10232(N . mm)
ndc1400
2.5.2.11. Xác đinh tỉ số truyền của dao và trục cuốn
a) Xác đinh tỉ số truyền idcủa hệ thống dẫn động dao o Ta có ndc=1400(v/p) o nd=1030(v/p) o o itc= nd ntc
2.5.3. Thiết kế bộ Truyền động đai2.5.3.1. Chọn loại đai và tiết diện 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 Thơng 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.