5. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
5.5.2Tính trục bị động
Do trục bị động chỉ chịu tác dụng của lực căng băng và trọng lượng của phần tăng nên chọn kết cấu trục bị động như trục chủ động về kích thước và có kết cấu như hình dưới:
Ø40m6 50 10 470 60 Hình 5.5. Cấu tạo trục bị động 5.6. Tính then Các thông số đã biết:
Đường kính trục d= 50 mm, từ đường kính trục d= 50 mm tra bảng 7-23 (sách TK - CTM) ta chọn được tiết diện then b= 16 mm, h= 10 mm, chiều sâu trên trục t = 5 mm, chiều sâu trên lỗ t1 = 5,1.
Tính then theo sức bền dập: để tránh dập bề mặt cạnh tiếp xúc giữa then và moay ơ.
5.6.1. Điều kiện bền dập
Điều kiện bền dập của then là:
[ ]d z d F R M σ ψ σ = ≤ . . (5.107)
Trong đó: ψ – hệ số xét đến sự phân bố tải trọng không đều then, ψ = 1; R – bán kính qui ước điểm đặt lực, R = d1D/2 = 25 mm; F – diện tích tính toán bề mặt làm việc của then, F=
2 .l h mm2. Từ đó ta suy ra: [ ]d z d h M l σ . . . 4 ≥ = 10 , mm ; (5.108) 55
Theo tiêu chuẩn, chọn chiều dài then lt= 10 mm. 5.6.2. Điều kiện bền cắt: Tính then theo sức bền cắt: [ ]τ τ = ≤ l b R Mz . . . .[ ]τ . 2 b d M l ≥ z = 4 , mm ; (5.109)
lấy l = 6 mm tiêu chuẩn.
Từ đó chọn chiều dài then là l1đ=10 mm để đảm bảo điều kiện bền dập, bền cắt và chọn chiều dài bích ghép tang vào trục là L =10 mm.
5.7. Tính chọn ổ lăn
Chọn loại ổ lăn: Dựa vào kết cấu băng tải, lực tác dụng lên trục chỉ gồm có lực pháp tuyến nên chọn loại ổ bi đỡ. Sơ bộ chọn loại ổ bi đỡ 1 dãy có đường kính trong là d = 40 mm.
Các thông hình học đã biết: số vòng quay trục n = 46 vg/ph, thời gian phục vụ của máy là 5 năm mỗi năm làm việc 350 ngày, mỗi ngày làm việc 8 giờ. Phản lực gối tựa RA=2040 N, RB= 4385 N. Tải trọng thay đổi, nhiệt độ làm việc dưới 1000C.
Sơ đồ chọn ổ cho trục:
RB
RA
Hình 5.6. Sơ đồ tính lực chọn ổ lăn.
Hệ số khả năng làm việc C tính theo công thức:
C=Q.(nh)0,3≤CBảng. (5.110)
Trong đó: Q – tải trọng tương đương, daN; n – số vòng quay của ổ, vg/ph; h – thời gian phục vụ, giờ.
Tải trọng tương đương Q đối với ổ bi đỡ một dãy:
t n v R mA K K K
Q=( . + ) (5.111)
Trong đó: R – tải trọng hướng tâm (tổng phản lực gối tựa), daN
Hệ số Kt=1,2 tra bảng 8-3[ TL – 9]; Hệ số Kn=1 tra bảng 8-4 [ TL – 9]; Hệ số Kv= 1 tra bảng 8-5[ TL – 9]. Do trục không chịu lực dọc trục nên A = 0. Tải trọng tương đương Q tính:
Q = Kv.R.Kn.Kt= 1.(204+438,5).1.1,2= 771 , daN ; (5.112) Thời gian phục vụ h của ổ là:
h = 5.350.8 = 14000 , h ; (5.113) Hệ số khả năng làm việc C tính:
C=Q(n.h)0,3= 42630. (5.114)
Tra bảng 14P [ TL – 9], ứng với d = 40 mm lấy ổ có ký hiệu 308 có CBảng= 48000 , đường kính ngoài của ổ D=90 mm, chiều rộng ổ B=23 mm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chọn kiểu lắp ổ lăn với trục là m6 vì chế độ làm việc với tải trọng trung bình, thay đổi và va đập nhẹ.
Việc bôi trơn và che kín ổ được đảm bảo khi lựa chọn loại ổ có kết cấu che kín vòng bi để bảo vệ.
5.8. Tính toán thiết kế máng cấp liệu
Năng suất vận chuyển của băng tải yêu cầu trong dây truyền là 10 tấn. Để dây truyền làm việc ổn định liên tục thì máng cấp liệu phải có thể tích máng sao cho 3-5 phút không phải cấp liệu.
Khối lượng nguyên liệu chứa trong máng lớn nhất là: M = 10. 60 3 = 0,5 tấn. (5.115) Thể tích thùng cấp liệu tính toán: Vtt = γ m = 00,65,5 = 0,77 , m3 ; (5.116) Để vật liệu không bị tràn ra khỏi máng lấy hệ số chứa đầy ϕ = 0,9.
Vậy thể tích cần thiết của máng Vct là:
Vct = = = 9 , 0 77 , 0 ϕtt V 0,85 , m3 ; (5.117) 57
Để vật liệu trong máng tự chảy thì thành máng được làm nghiêng một góc
α so với phương ngang. Góc nghiêng được chọn lớn hơn góc tự chảy của vật liệu. với phân vi sinh ở ẩm độ 25% góc tự chảy gần bằng 450.
Như vậy α > 450.
Dựa vào thể tích tính toán và kết cấu băng tải sơ bộ chọn kết cấu máng cấp liệu như hình 5.7. V2 V3 r2 r1 L2 L1 h 1 h 2 V1 Hình 5.7. Sơ bộ máng cấp liệu. h1 = 650 mm; h2 = 200 mm; L1 = 1500 mm; L2 = 1200 mm; r1 = 1100 mm; r2 = 460 mm. Thể tích thùng máng V gồm 3 phần là V1, V2, V3. V = V1 + V2 + V3. (5.118) Thể tích V1: V1 = h1 2 2 1 r r + L2 = 0,7 , m3 ; (5.119) Thể tích V2: V2 = 0,09 , m3 ; (5.120) Thể tích V3: V3 = 0,07 , m3 ; (5.121) Tổng thể tích máng cấp liệu là: 58
V = V1 + V2 + V3 = 0,86 m3. (5.122) Như vậy việc tính toán và chế tạo máng cấp liệu là phù hợp, giá trị thể tích máng chế tạo V > Vct.
Cấu tạo máng cập liệu: Máng cấp liệu có cấu tạo về hình dạng như hình 5.8. Máng được làm từ thép tấm dày 4 mm. Ở phần ghép với thân máy và mặt trên được gia cố bằng thép định hình chữ V dày 4 mm, rộng 40 mm.
1500 650 1200 200 460 240 300 1100
Hình 4.8: Cấu tạo máng cấp liệu.
5.9. Chế tạo
5.9.1. Chế tạo vỏ máy
Việc chế tạo các chi tiết dạng vỏ hộp bao gồm các chi tiết và cụm chi tiết sau: Máng cấp liệu, khung thân, tấm đỡ được thực hiện theo qui trình công nghệ chế tạo gồm các nguyên công:
Nguyên công 1: Chọn phôi là thép tấm theo chiều dày thiết kế. kích thước phôi được chọn theo kích thước khai triển của chi tiết.
Nguyên công 2: Vẽ khai triển các chi tiết. Đối với các chi tiết làm thân thì các bằng máy cắt tôn chuyên dụng (tại nơi bán) theo kích thước tính toán, với các chi tiết chế tạo vỏ máng cấp liệu thì cắt bằng gió đá.
Nguyên công 3: Tạo hình dạng các chi tiết. Chi tiết tròn xoay ta dùng máy cuốn, các chi tiết hình hộp phẳng thì dùng hàn ghép. Trong trường hợp đề phòng các biến dạng xảy ra khi hàn ghép ta dùng các thanh giằng để liên kết nhằm khử biến dạng.
Nguyên công 4: Hàn các chi tiết lại với nhau thành cụm chi tiết hay bộ phận máy.
Nguyên công 5: kiểm tra kích thước hình học các chi tiết bao gồm độ phẳng tấm đỡ, độ song song các thanh chữ C của thân.
5.9.2. Chế tạo chi tiết dạng trục
Bao gồm trục chủ động và trục bị động.
Nguyên công 1: Chọn phôi là thép C35. Kích thước phôi được chọn sao cho lượng dư và khối lượng gia công là nhỏ nhất.
Nguyên công 2: Gia công mặt đầu. Nguyên công 3: Tạo lỗ chuẩn.
Nguyên công 4: Tiện thô và bán tinh các mặt trục trên máy tiện vạn năng. Dùng 2 lần gá để gia công 2 đầu.
Nguyên công 5: Tiện tinh các bề mặt của trục trong 2 làn gá để đạt kích thước và độ bong yêu cầu.
Nguyên công 6: Phay rãnh then. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nguyên công 7: kiểm tra kích thước dài và đường kính trục.
5.10. Lắp ráp
+ Lắp tang vào trục.
+ Lắp ống cách tang với ổ lăn. + Lắp ổ lăn vào tấm đỡ ổ.
+ Lắp cụm trục tang vào ổ lăn trên tấm đỡ. + Lắp cụm tang – trục - ổ lăn vào thân băng tải.
+ Lắp đĩa xích vào trục.
+ Lắp băng tải vào hai tang, sau đó lắp bộ phận căng đai để điều chỉnh lực căng đai.
+ Lắp cụm ổ trục con lăn đỡ nhánh đai chùng vào thân băng tải. + Lắp máng cấp liệu vào thân băng tải.
+ Lắp giá đỡ động cơ vào thân băng và lắp động cơ điện lên giá đỡ đó. + Lắp xích vào các đĩa xích và điều chỉnh lực khoảng cách trục của bộ truyền xích sao cho phù hợp.
5.11. Khảo nghiệm
5.11.1. Khảo nghiệm không tải và chạy rà
• Thời gian khảo nghiệm: Ngày 15/6/2008
• Địa điểm: Xưởng cơ khí tại trường Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh.
• Thành phần tham gia khảo nghiệm:
- TS. Nguyễn Như Nam - KS. Nguyễn Văn Phong - Công nhân: Trần Văn Chính - Sinh viên: Đỗ Duy Lương
• Mục đích khảo nghiệm: Kiểm tra chất lượng chế tạo, lắp ráp và rà trơn bề mặt làm việc giữa các chi tiết lắp ghép.
• Kết quả khảo nghiệm: động cơ và các bộ truyền làm việc bình thường, không có hiện tượng phát nhiệt của ổ bi, không xảy ra hiện tượng tự tháo các mối ghép như bulông, máy không rung, băng tải không bị tuột hay chạy lệch trong suốt quá trình hoạt động…
5.11.2. Khảo nghiệm xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tại cơ sở sản xuất
• Thời gian khảo nghiệm: Ngày 15/7/2008
• Địa điểm: Công ty TNHH SX – TM – DV Hóa Nông.
252 Đường TA32 – Phường Thới An – Quận 12 – TP. Hồ Chí Minh.
• Thành phần tham gia khảo nghiệm:
- TS. Nguyễn Như Nam
- KS. Nguyễn Văn Phong - Công nhân: Trần Văn Chính
- Ông Đoàn Văn Hoá, Phó Giám đốc công ty
• Mục đích khảo nghiệm: Khảo nghiệm đánh giá chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của băng tải đai để bàn giao vào sản xuất.
• Kết quả khảo nghiệm:
Kết quả khảo nghiệm được trình bày ở bảng 5.1.
Bảng 5.1. Kết quả khảo nghiệm xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật
Thông số đo Kết quả thí nghiệm Giá trị (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
trung Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5
Năng suất, tấn/h 10,421 10,217 10,074 10,235 10,528 10,295 Công suất, kW
(Cho máy ép viên)
0,537 0,513 0,504 0,525 0,564 0,529 Mức tiêu thụ điện
năng, kWh/tấn
0,052 0,050 0,050 0,051 0,054 0,0514
• Kết quả xử lý số liệu xác định các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật bằng thực nghiệm:
+ Năng suất thực tế của băng tải đai: Qtb + n S tα/2 ≥ Q ≥ Qtb – n S tα/2 10,295 + 5 179 , 0 . 776 , 2 ≥ Q ≥ 10,295 – 5 179 , 0 . 776 , 2 10,517 tấn/h ≥ Q ≥ 10,073 tấn/h (5.113) + Công suất thực tế của băng tải đai:
Ntb + n S tα/2 ≥ N ≥ Ntb – n S tα/2 0,529 + 5 023 , 0 . 776 , 2 ≥ N ≥ 0,529 – 5 023 , 0 . 776 , 2 0,558 kW ≥ N ≥ 0,500 kW (5.114) + Độ đồng đều về định lượng (về năng suất) của băng tải đai:
K = 1 – ( S/ Qtb) = 1 – 0,179/ 10,295 = 98,26 % (5.115)
+ Mức tiêu thụ điện năng riêng để vận chuyển của băng tải đai: Artb + n S tα/2 ≥ Ar ≥ Artb – n S tα/2 0,0514 + 5 0017 , 0 . 776 , 2 ≥ Ar ≥ 0,0514 – 5 0017 , 0 . 776 , 2 0,0535 kWh/t ≥ Ar ≥ 0,0493 kWh/t (5.116)
5.12. Ý kiến thảo luận
+ Băng tải đai BĐ – 10.000 được thiết kế, chế tạo và chuyển giao ra sản xuất. Băng tải có năng suất vận chuyển tới 10 tấn/h, có khả năng làm nhiệm vụ của một máy định lượng vì sai số năng suất là 1,74 %. Sai số này thoả mãn yêu cầu công nghệ sản xuất phân vi sinh.
+ Máy làm việc ổn về định về chất lượng sản xuất cũng như chất lượng chế tạo. Máy có cấu tạo gọn gàng bền vững.
6. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ6.1. Kết luận 6.1. Kết luận
Băng tải đai ứng dụng trong vận chuyển phân vi sinh đã làm giảm rất nhiều sức lao động trong việc vận chuyển cũng như định lượng phân vi sinh. Máy vừa làm chức năng vận chuyển vừa là thiết bị định lượng liên tục phù hợp với yêu cầu công nghệ sản xuất phân vi sinh.
Băng tải có cấu tạo đơn giản, lắp đặt dễ dàng, các bộ phận hợp thành có khối lượng không lớn nên vận chuyển nhẹ nhàng thuận tiện.
Sự điều chỉnh sức căng băng đơn giản nhờ bộ phận căng băng là hai vít và ba đai ốc có thể điều chỉnh vít qua trái hoặc phải nhờ đó mà băng có thể làm việc ổn định, và độ căng phù hợp.
Việc định lượng cấp liệu của băng tải đai được thực hiện nhờ vào tấm của xả liệu trên máng cấp liệu. Sự lên hay xuống của của xả sẽ làm tăng hoặc giảm lượng nguyên liệu mà băng vận chuyển được. Tùy theo yêu cầu của dây truyền băng tải đai có thể vận chuyển tối đa lên 15 tấn/ giờ với công suất động cơ 1 kW và vận tốc băng v = 0,4 m/s.
Với những kết quả thực tế hoạt động cho thấy sự phù hợp của những thông số tính toán và thông số làm việc thực tế. Vậy băng tải đai được thiết kế ứng dụng trong vận chuyển phân vi sinh đã đạt kết quả rất tốt, đáp úng được nhu cầu thay thế sưc lao động chân tay của doanh nghiệp.
6.2. Đề nghị
Với những kết quả đạt được ban đầu của đề tài là đưa băng tải đai vào ứng dụng trong dây truyền sản xuất phân vi sinh.. Đề nghị tiếp tục theo dõi để bổ sung hoàn chỉnh từ thiết kế, chế tạo đền vận hành.
7. Tài Liệu Tham Khảo
1. Hoàng Xuân Nguyên, Ninh Đức Tôn. Dung Sai Lắp Ghép Và Đo Lường Kỹ Thuật. Nhà Xuất Bản Giáo Dục - 1994.
2. Lê Tiến Hoán. Giáo Trình Công Nghệ Chế Tạo. Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh - 2005.
3. Nguyễn Trọng Hiệp. Chi Tiết Máy, tập I và II. Nhà Xuất Bản Giáo Dục, Hà Nội - 1994.
4. Nguyễn Hồng Phong. Bài Giảng Sức Bền Vật Liệu I, II. Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh - 2005.
5. Nguyễn Hồng Phong. Bài Giảng Chi Tiết Máy I, II. Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh - 2005.
6. Nguyễn Hồng Nhân, Nguyễn Danh Sơn. Kỹ Thuận Nâng Chuyển, tập II. Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh 2004.
7. Nguyễn Như Nam, Trần Thị Thanh. Máy Gia Công Cơ Học Nông Sản Thực Phẩm. Nhà Xuất Bản Giáo Dục - 2000. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
8. Nguyễn Hoàng Sơn. Vật Liệu Cơ Khí. Nhà Xuất Bản Giáo Dục - 2000. 9. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển. Tính Toán, Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí, tập I
và II. Nhà Xuất Bản Giáo Dục 2006.
10. Trần Hữu Quế. Vẽ Kỹ Thuật Cơ Khí, tập I. Nhà Xuất Bản Giáo Dục 2004.
11.Trần Hữu Quế, Đặng Văn Cứ, Nguyễn Văn Tuấn. Vẽ Kỹ Thuật Cơ Khí, tậpII.Nhà Xuất Bản Giáo Dục 2003.
8. PHỤ LỤC
`