Công suất vít tải: - Nghiên cứu các yếu tố ảnh- 123docz.net

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

𝑁 = 𝑄𝐿

367 𝑊0𝑐𝑜𝑠𝛼 ± 𝑠𝑖𝑛𝛼 (𝑘𝑤)

Trong đó

Q = năng suất của vít tải (kg/h) = 230 kg/h L = chiều dài vít tải (m)

𝛼 = góc nghiêng của vít tải đối với phƣơng nằm ngang 𝛼 = 00 W0: hệ số dẫn suất của trở lƣ̣c chuyển động sản phẩm

Bột và hạt W0 = 1,2

𝑁 = 𝑄𝐿

367. 𝑊0 𝐾𝑊

𝑁 =230.0,4

367 . 1,2 = 0,3 𝐾𝑊

Theo tài liệu ta chọn động cơ biến tốc vô cấp có công suất 0,5 kw và tốc độ vòng quay biến thiên tƣ̀ 100 đến 500 v/ph , để thuận tiện cho việc cấp liệu thay đổi của vít tải.

3.2.2.3. Tính chuyển động đai của trục vít tải

Chọn chuyển động từ động cơ đến vít tải là chuyển động đai thang . Đai đƣợc định kỳ điều chỉnh lƣ̣c căng.

Ta có công suất động cơ P = 0,5 kw

Tốc độ quay của trục vít tải 350 v/ph. Tỷ số truyền u = 2 - Theo hình 4.1 [20] chọn tiết diện đai loại 5

- Theo bảng 4.13 [20] chọn đƣờng kính bánh đai nhỏ d1 = 100mm = 0,1m - Vận tốc đai

𝑣 =𝜋𝑑1𝑛1

60 =

𝜋. 0,1.350

60 = 1,83 𝑚 𝑠

𝑣 = 1,83 𝑚 𝑠 < 𝑣𝑚𝑎𝑥 = 25 𝑚 𝑠

-Theo công thƣ́c 4.2 [20] với ε = 0,02 + đƣờng kính bánh đai lớn:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

𝑑2 = 𝑢. 𝑑1 1 − 𝜀 = 2.100. 1 − 0,02 = 196 𝑚𝑚

-Theo bảng 20.15 [20] chọn đƣờng kính tiêu chuẩn d2 = 200 mm Nhƣ vậy tỷ số truyền thƣ̣c tế:

𝑢𝑡 = 𝑑2 𝑑1 1 − 𝜀 = 200 100 1 − 0,02 = 2,04 ∆𝑢=(𝑢𝑡 − 𝑢) 𝑢 = 2,04 − 2 2 x 100% = 2% < ∆𝑚𝑎𝑥= 4%

-Chọn sơ bộ khoảng cách trục a: Theo công thƣ́c 4.3 [20]

𝑎 = 1,5 ÷ 2 𝑑1 + 𝑑2

→ 𝑎 = 2 𝑑1 + 𝑑2 = 2 100 + 200 = 600 𝑚𝑚

Chiều dài đai L đƣợc xác định theo công thức 4.4 [20]

𝐿 = 2𝑎 +𝜋(𝑑1 + 𝑑2) 2 + (𝑑2 − 𝑑1)2 4𝑎 𝐿 = 2.600 +𝜋(100 + 200) 2 + (200 − 100)2 4.600 = 1675 𝑚𝑚

Theo bảng 4.13 chọn L đai tiêu chuẩn L = 1800 mm.

-Nghiệm số vòng chạy của đai trong một giây (theo 4.15. TL [20])

𝑖 =𝑣

𝑙 =

1,83

1,8 = 1,02 < 𝑖𝑚𝑎𝑥 = 10/𝑠

-Tính khoảng cách a theo chiều dài tiêu chuẩn L = 1800mm Theo 4.6 𝑎 =𝜆 + 𝜆 − 8∆2 4 Trong đó 𝜆 = 𝐿 −𝜋(𝑑1 + 𝑑2) 2 = 1800 − 𝜋(100 + 200) 2 = 1329

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ∆=(𝑑2 − 𝑑1) 2 = (200 + 100) 2 = 50 𝑎 = (1329 + 13292 − 8. 502) 4 = 662,6 mm = 663𝑚𝑚

-Tính góc ôm α1 trên bánh đai nhỏ theo 4.7(TL[20])

𝛼1 = 180 − 57(𝑑2 − 𝑑1)

𝑎

𝛼1 = 180 − 57(200 − 100)

663 = 1710 > 𝛼𝑚𝑖𝑛 = 1200

* Xác định số đai Z theo công thức 4.16 [20]

𝑧 = 𝑃𝐿𝐾đ

𝑃0𝐶𝛼𝐶𝐿𝐶𝑈𝐶𝑍 𝑃𝐿= 0,5 KW

𝐾đ = 1 ( Theo bảng 4.7 [20] )

𝛼1 = 1710 Theo bảng 4.15 ta có 𝐶𝛼 = 0,98

𝑙

𝑙0 =

1800

2240 = 1,1

- Theo bảng 4.16 ta có 𝐶𝐿 = 0,95

𝑢 = 2 Theo bảng 4.17 [20] ta có 𝐶𝑈 = 1,15

- Theo bảng 4.19 [20] với (v = 1,82 và d1 = 100) ta có P0 = 0,45:

𝑃𝐿

𝑃0 =

0,5

0,45 = 1,1

Theo bảng 4.18 ta có CZ = 1

𝑍 = 0,5 . 1

0,45 .0,98 .0,95 .1,15.1= 1,03

Lấy Z = 1

* Chiều rộng bánh đai: - Theo 4.17 (TL[20])

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

- Theo bảng 4.21[20] ( Có: t = 19, e = 12,5 )

𝐵 = 1 − 1 . 19 + 2.12,5 = 25 𝑚𝑚

Hình 3.3 Bánh đai lắp trên trục vít tải

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Bảng 3.1

Tính toán bộ phận nghiền

Đƣờng kính đĩa nghiền

Tốc độ trục đĩa nghiền Năng suất máy nghiền Công suất của máy Đƣờng kính bánh đai thay đổi Chiều rộng bánh đai Số dây đai Dđng= 240 mm n1 = 700v/p n2 = 1000v/p n3 = 1500v/p Q1 = 108kg/h Q2 = 155kg/h Q3 = 232 kg/h Pđc = 7,5 kw d1= 130mm d2= 180mm d3= 270mm B = 44mm Z = 2 Bảng 3.2

Tính toán bộ phận nạp liệu (Trục vít tải )

Đƣờng kính ngoài cánh

vít tải

Đƣờng kính trục vít tải

Bƣớc vít tải

Tốc độ trục vít tải

Công suất động cơ

biến tốc

Chiều rộng

bánh đai Số dây đai Dvt = 54 mm dtvt = 20 mm Svt = 40 mm n1 = 70 v/p

n2 = 100v/p n3 = 160 v/p

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Kết luận chƣơng 3

-Với mục đích chế tạo máy có công suất nhỏ , kết cấu gọn , có thể điều chỉnh đƣợc kích thƣớc của hạt nghiền theo mong muốn , giảm chi phí năng lƣợng riêng thì kết cấu buồng nghiền có hai đĩa nghiền là phù hợp.

-Khi làm việc, do cấu tạo dây đai , lƣ̣c căng ban đầu , tải trọng trên hai trục là không giống nhau nê n vẫn xảy ra hiện tƣợng dịch chuyển tƣơng đối của hai trục. Tuy nhiên việc lƣ̣a chon tiết diện đai thang sẽ giảm đáng kể sƣ̣ trƣợt đai , tƣ̀ đó giảm đáng kể mƣ́c độ không tƣơng thƣ́c động học.

-n (tốc độ quay của trục ) cao thì ch i phí cho máy chạy không tải lớn (vì công suất tỉ lệ bậc 3 với n). Nên chọn n là thông số nghiên cƣ́u.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Chƣơng 4

KẾT QUẢ THƢ̣C NGHIỆM ĐỂ XÁC ĐỊNH

ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐẾN CHẤT LƢỢNG NGHIỀN CỦA MÁY NGHIỀN NGÔ DẠNG ĐĨA

4.1. Cơ lý tính của nguyên liệu thí nghiệm

Nhƣ đã phân tích , để đảm bảo có đƣợc số liệu tin cậy trong quá trình khảo nghiệm thì tính chất cơ , lý của nguyên liệu phải đồng nhất . Các thành phần trong thƣ́c ăn gia súc , thƣ́c ăn của chim và đặc biệt là thành phần chủ yếu trong mèn mén thƣ́c ăn chính của đồng bào mèo , thì ngô là thành phần có tỉ lệ cao nhất cần phải nghiền . Chúng tôi đã chọn ngô hạt để làm nguyên liệu thí nghiệm, vì vậy cần phải xác định một số tính chất cơ lý của chúng . Các số liệu dƣới đây đƣợc tập hợp tƣ̀ tài liệu , đo đạc , kiểm tra và lấy giá trị trung bình.

Ngô hạt: Kích thƣớc hạt ngô thí nghiệm: Dày: a = 5,2 mm

Rộng: b = 8,5 mm Dài : l = 9,3 mm

Đƣờng kính tƣơng đƣơng dtd = 7,5 mm

Kích thƣớc cạnh quy về khối lập phƣơng D = 6 mm Thể tích : 215 mm3

Diện tích bề mặt : 123mm2

Trọng lƣợng 1000 hạt : m = 250g

Khối lƣợng riêng hạt ngô: 𝛾𝑕 = 1150 kg/m3

Khối lƣợng riêng khối hạt ngô 𝛾𝑘𝑕 = 660 kg/m3

Hệ số dạng cầu hạt ngô Ψ = 0,72 Hệ số ma sát μ = 0,5

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Hệ số phục hồi Kph = 0,5

Vận tốc thăng bằng Vtb = 12,75 m/s Áp suất tĩnh phá vỡ hạt: ζ = 52 kg/cm2

Phôi ngô:

Đƣờng kính tƣơng đƣơng dtd = 3,5 mm

Khối lƣợng riêng khối phôi ngô 𝛾𝑘𝑕𝑝 = 270 kg/m3

Vận tốc thăng bằng Vtbp = 4,3 m/s

Ngô mảnh:

Đƣờng kính tƣơng đƣơng dtdm = 2,5 mm

Khối lƣợng riêng khối phôi ngô 𝛾𝑘𝑕𝑚 = 650 kg/m3

Vận tốc thăng bằng Vtbm = 7,3 m/s

4.2. Phƣơng pháp xác định độ nhỏ của hạt nghiền và chi phí năng lƣợng riênga) phƣơng pháp xác định độ nhỏ của hạt nghiền a) phƣơng pháp xác định độ nhỏ của hạt nghiền

- Để đo độ nhỏ của sản phẩm nghiền tác giả đã sƣ̉ dụ ng thiết bị là máy sàng MACROC.

- Đặc tính kỹ thuật của thiết bị nhƣ sau: + Bộ sàng gồm 2 chiếc:

+ Kích thƣớc lỗ thứ tự của sàng 2 sàng: ∅5, ∅2 (mm) + Đƣờng kính của sàng Ds = 200 mm

+ Chiều cao mỗi sàng h = 50 mm

+ Tần số rung lắc sàng = 400 ÷ 500 v/p + Biên độ = 1,0 ÷ 1,5 cm

+ Công sất động cơ = 0,3 kw

+ Khối lƣơng mẫu ngô nghiền = 100g + Thời gian rây xong một mẫu là 3 ph + Độ ẩm của mẫu trƣớc khi rây < 5%

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

+ Cân mẫu ngô nghiền cho mội lần thí nghiệm với khối lƣợng P = 100g dùng cân kỹ thuật với sai số đo không quá 0,01g. Hạt ngô nghiền đƣợc sấy ở nhiệt độ 1050

C trong 2 giờ để hạ độ ẩm xuống dƣới 5% + Để mẫu nghiền vào sàng trên cùng và cho máy chạy 3 phút.

+ Tháo sàng và tiến hành cân từng khối hạt nghiền trên mỗi sàng , sau đó tính phần trăm độ nhỏ của sản phẩm.

b) Phƣơng pháp xác định chi phí năng lƣợng riêng

Mƣ́c tiêu thụ điện năng riêng Wr đƣợc xác định bằng phƣơng phá p đo điện thông dụng:

- Dùng công tơ điện tử để đo điện năng W trong mỗi lần thí nghiệm. Công tơ điện tƣ̉ đƣợc kết nối với máy tính và cho ta các thông số chính của động cơ bao gồm:

+ Thời gian nghiền.

+ Hiệu điện thế hiệu dụng. + Dòng điện hiệu dụng. + Hệ số Cos𝜑.

+ Công suất điện kháng Ptt. + Công suất trở kháng Qtt. + Điện năng tiêu thụ.

4.3. Giới thiệu mô hình thí nghiệm.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Hình 4.1: Sơ đồ thí nghiệm

+ Máy thí nghiệm:

Hình 4.2: Bản vẽ tổng thể máy nghiền đĩa

1. Cụm vỏ máy nghiền 2. Cụm đĩa cố định 3. Cụm đĩa quay 4. Cụm đầu đo 5. Cụm nạp liệu 6. Cụm khu be 7. Bi UCP 209

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

9. Động cơ 7,5 10. Động cơ 0,5 11. Pu ly vít tải

12. Bảo hiểm động cơ 0,5 13. Bảo hiểm động cơ 7,5

4.3.1. Các thông số cơ bản

Thông số của máy

+ Chiều dài của máy 1600 mm

+ Chiều cao tƣ̀ đế tới tâm trục máy 500 mm + Chiều rộng máy 60 mm

+ Số lƣợng đĩa nghiền 2 đĩa

+ Bƣớc của cánh vít tải: S = 40 mm + Khối lƣợng máy 420 kg.

+ Động cơ

Động cơ 7,5 kw ( tƣơng ƣ́ng với trục đĩa nghiền quay 700, 1000, 1500 v/p) Động cơ biến tốc 0,5 kw ( tƣơng ƣ́ng với trục vít tải quay 70, 100, 160 v/p)

Các thông số thay đổi:

1) Tốc độ trục đĩa nghiền (trục chính của máy):

Chuyển động tƣ̀ động cơ tới trục chính của máy bằng dây curoa thang . Muốn điều chỉnh tốc độ của máy ta chỉ cần thay đổi puly trên động cơ.

Puly có đƣờng kính ∅1 = 126 ứng với tốc độ máy 700v/p Puly có đƣờng kính ∅2 = 163 ứng với tốc độ máy 1000v/p Puly có đƣờng kính ∅3 = 260 ứng với tốc độ máy 1500v/p 2) Tốc độ trục vít tải:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Động cơ kéo vít tải là động cơ biến tốc vô cấp. Thay đổi tốc độ quay của trục vít tải bằng cách điều khiển bảng điện của động cơ biến tốc vô cấp.

4.3.2.Thiết bị đo

1) Điện kế điện tƣ̉

Hình 4.3: Công tơ điện 3 pha có tích hợp bộ truyền dẫn thông tin vào máy tính

1. Cân điện tƣ̉:

Độ chính xác 0,01g dùng để cân mẫu vật liệu nghiền. 2. Cân bàn:

Dùng để cân định lƣợng hạt ngô trƣớc khi nghiền.

4.4. Các bƣớc thực hiện thí nghiệm

4.4.1 Chọn giá trị của các thông số đầu vào

Do điều kiện thời gian có hạn để hoàn thành luận văn nên tác giả chọn các giá trị biến thiên của thông số đầu vào là tốc độ của đĩa nghiền và tốc độ trục vít tải (tốc độ nạp liệu ) theo phƣơng pháp thu thập th ông tin qua tài liệu tham khảo và ý kiến của chuyên gia.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Tốc độ đĩa nghiền thƣờng nằm trong khoảng 700 ÷ 1500 vòng/phút. Vậy ta lấy giá trị biến thiên của tốc độ đĩa nghiền là N1= 700, N2 = 1000, N3 = 1500 vòng/phút.

* Xác định giá trị biến thiên của tốc độ trục vít tải

Tốc độ trục vít tải 70 ÷160 vòng/phút. Vậy ta lấy giá trị biến thiên của tốc độ trục vít tải là n1 = 70, n2 = 100, n3 = 160 vòng/phút.

4.4.2. Mục đích của thí nghiệm

Nguyên liệu là ngô hạt đƣợc nghiền lần lƣợt với các tốc độ đĩa nghiền là N1= 700 v/p, N2 = 1000 v/p, N3 = 1500 v/p. Với mỗi tốc độ đĩa nghiền thì tốc độ trục tít tải lần lƣợt thay đổi là n1 = 70 v/p, n2 = 100 v/p, n3 = 160 v/p. Sau một khoảng thời gian 1 phút ta dừng thí nghiệm . Kết quả thu đƣợc là các giá trị về điện năng tiêu thụ cho quá trình nghiền thông qua thiết bị điện kế điện tƣ̉ lƣu lạ i trên máy tính , và với mỗi một lần thí nghiệm nguyên liệu ngô sau khi nghiền thu đƣợc ta lấy một mẫu là 100 gram đem đi sàng để xác định độ đồng đều về kích thƣớc hạt ngô đã nghiền.

4.4.3.Tiến hành thí nghiệm

+ Phƣơng pháp cấp liệu:

Đổ lƣợng hạt ngô vào phễu nạp liệu trên máy ứng với trình tự thí nghiệm theo bảng sau:

Bảng 4.1: Khối lượng hạt vào phễu trong từng thí nghiệm

Mã số thí nghiệm

Tốc độ đĩa nghiền N (v/p)

Tốc độ trục vít tải n(v/p)

Khối lƣợng hạt vào phễu (kg) 1 700 70 2,5 2 700 100 3,7 3 700 160 5,8 4 1000 70 2,5 5 1000 100 3,7

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

6 1000 160 5,8

7 1500 70 2,5

8 1500 100 3,7

9 1500 160 5,8

Các thí nghiệm đƣợc lặp lại 3 lần.

+ Phƣơng pháp thu thập số liệu điện năng trên máy tính.

Cài phần mềm đọc số liệu của động cơ trên máy tính . Trƣớc khi đóng cầu giao ngắt động cơ ta nhấn nút đọc số liệu để lƣu vào máy tính.

+ Phƣơng pháp xác định chất lƣợng nghiền.

Trong mỗi mẻ nghiền ta lấy hạt ngô nghiền tại phễu ra liệu , lấy khối lƣợng mẫu trong mỗi lần thí nghiệm là 100gram. Sau đó đem phân loại các cỡ hạt trên sàng Macaroc ϕ5, sàng xuống sàng Macaroc ϕ2 (hạt to ở trên sàng ϕ5) và xác định khối lƣợng của chúng bằng cân điện tƣ̉. Cuối cùng tính độ đồng đều các hạt.

4.5 . Nghiên cƣ́u ảnh hƣởng của một số thông số đến chất lƣợng nghiền

Tiến hành các thí nghiệm theo mã số đã nêu ở trên và lặp lại 3 lần. Sau đó lấy khối lƣợng mẫu tại mỗi lần thí nghiệm là 100gram và tính độ đồng đều các hạt nghiền.

Ta thu đƣợc số liệu về độ đồng đều tính theo % nhƣ bảng sau.

Bảng 4.2: Kết quả thí nghiệm lần 1

Mẫu số Trên sàng ∅5 Trên sàng ∅2 Dƣới sàng ∅2

1 20,02 65,27 14,71 2 23,29 59,6 17,11 3 24,77 57,61 17,62 4 14,33 63,12 22,55 5 8,22 76,57 15,21 6 6,32 84,15 9,53 7 6,04 80,12 13,97 8 5,73 86,35 7,92

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

9 3,65 89,27 7,08

Bảng 4.3 Kết quả thí nghiệm lần 2

Mẫu số Trên sàng ∅5 Trên sàng ∅2 Dƣới sàng ∅2

1 18,2 67,27 14,53 2 24,45 60,5 15,05 3 23,67 59,43 16,9 4 15,38 67,42 17,2 5 7,37 79,07 13,56 6 6,57 84,26 9,17 7 5,87 82,3 11,83 8 5,85 86,74 7,41 9 3,96 87,13 8,91

Bảng 4.4: Kết quả thí nghiệm lần 3

Mẫu số Trên sàng ∅5 Trên sàng ∅2 Dƣới sàng ∅2

1 19,02 63,7 17,28 2 23,69 58,9 17,41 3 24,17 58,13 17,7 4 14,43 64,2 21,37 5 8,36 75,32 16,32 6 6,24 85,35 8,41 7 6,32 80,63 13,05 8 5,82 86,27 7,91 9 3,65 88,63 7,72 Nhận xét

Qua các t ài liệu tham khảo ta thấy đối với máy nghiền độ đồng đều của quá trình nghiền phụ thuộc rất nhiều vào chế độ cấp liệu . Đối với cùng một thành phần nguyên liệu nghiền (hạt ngô), với một khối lƣợng hạt trƣớc khi nghiền mà tỷ lệ thành phần hạt đã đạt yêu cầu (1,5 – 2 mm) phụ thuộc rất nhiều vào chế độ cấp liệu.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Tƣ̀ bảng số liệu ta thấy nhìn chung khi tăng tốc độ đĩa nghiền và tăng