5 Phương hướng và giải pháp thực hiện chiết suất tinh dầu
4.5.1 Phương án 1 : Máy ép tinh dầu thủy lực
“Dưới tác dụng của dầu thủy lực tạo ra áp suất rất lớn,nó sẽ ép vỏ quả Chúc thành những tinh dầu của nó, tinh dầu sẽ chảy xung quanh thùng”.
Hình 3.9 Nguyên lý máy chiết suất tinh dầu lực.
4.5.1.2 Năng suất của máy
Năng suất của máy là rất lớn,máy có thể lên tới 150kg/mẻ.
4.5.1.3 Ứng dụng của máy
Máy ứng dụng ở các cơ sở sản xuất ,doanh nghiệp.
4.5.1.4 Ưu điểm của máy
Năng suất lớn,hiệu suất lớn.
4.5.1.5 Nhược của máy
Giá thành chế tạo cao,phải cần nhiều phôi khi đó mới ép được tinh dầu.
4.5.2 Phương án 2: Máy ép tinh dầu trục vít4.5.2.1Nguyên lý hoạt động 4.5.2.1Nguyên lý hoạt động
“Phôi được cấp vào trục vít và ép.Trục vít được cấu tạo bởi 2 bước ren khác nhau cho nên về cuối thì vỏ sẽ được ép kiệt để tạo ra tinh dầu “.
Hình 4.0 Nguyên lý hoạt động máy ép tinh dầu trục vít
4.5.2.2 Năng suất của máy
Năng suất của máy cao,thời gian nhanh và phục thuộc vào tốc độ của động cơ.
4.5.2.3 Ứng dụng của máy
Các cơ sở sản xuất cũng như hộ gia đình
4.5.2.4 Ưu điểm của máy
Thời gian nhanh
4.5.2.5 Nhược của máy
Hiệu suất ép thấp,tinh dầu ra chưa hết. 6 Lựa chọn phương án
Từ các phương án đã nêu ở trên dựa vào những ưu và nhược điểm có sẵn nên chúng tôi chọn phương án 2. Vì nó có thể đáp ứng được các nhu cầu về tính công nghệ khi gia công, khả năng sử dụng và lắp ráp tương đối đơn giản ngoài ra do giá cả chế tạo không lớn nên có thể sản xuất theo hướng thương mại với số lượng lớn. 7 Trình tự tiến hành
- Tính toán ,thiết kế 2 máy ép tinh dầu từ quả chúc.
CHƯƠNG 5 : ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ THIẾT BỊ ÉP NƯỚC VÀ CHIẾT XUẤT TINH DẦU
A. Tính toán,thiết kế máy ép lấy nước từ quả Chúc
5.1 Phương án 1: Máy ép lấy nước Chúc ru lô cải tiến.
5.1.1 Tính toán động cơ.
- Ta có: = 105 N, = 270 N, hệ số ma sát f=0,6 - Theo yêu cầu đặt ra: = = = = =15 v/p
Trong đó: là tốc độ động cơ
,,, là tốc độ quay của trục I,II,III,IV là tốc độ quay của cối ép
- Tỉ số truyền giữa trục và cối ép là: U=1/3 Suy ra =45 v/p
Trong đó D là đường kính lớn nhất của cối ép - Công suất của 3 cối ép: ∑3. ..
= 3.270.0,6.0,14=78. Kw = 78 W
- Công suất trên trục IV: == = 80 W - Công suất trên trục III: = +
Trong đó: là công suất do lực trên trục III gây ra = ==0,027 KW=27 W
Suy ra = + 27 =108
- Công suất trên trục II: = + = +27=136 W Trong đó: ==27 W
- Công suất trên trục I: =+ = + =217 W - Công suất trên trục động cơ: == 217 W
Vậy chọn động cơ: 250W, n=15v/p
Bảng phân phối tỷ số truyền
- Trong đó:
5.1.2 Tính toán khớp nối trục
- Ta có:, n=15v/p dựa vào bảng 16.11 ta chọn khớp nối trục đàn hồi: d=25,D=105
- Kiểm nghiệm độ bền theo T Trong đó: Trục Thông số Động cơ I II III IV Côi ép P (kw) 0,25 0,25 0,157 0,125 0,092 0,03 u 1 1 1 1 1/3 n ( vòng/ phút ) 15 15 15 15 15 45 T ( N.mm) 159167 159167 99702 79456 58764 6367
(Các công thức trong chương này lấy từ sách dẫn động cơ khí tập 2)
5.1.3 Tính toán bánh răng
5.1.3.1 Chọn vật liệu và phân tỉ số truyền
a. Bánh răng trụ
- Do không có yêu cầu gì đặc biệt nên chọn thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn: HB 241....280 có có бb1 = 850 Mpa, бch1 = 580 Mpa.
- Vì bốn bánh răng dẫn động bốn trục có cung tính chất nên ta chit xét bánh răng trên trục 1 do bánh răng này chịu moment xoắn lớn nhất
- Yêu cầu bài toán là tốc độ quay giữa các trục bằng nhau nên tỉ số truyền giữa các trục U=1
b. Bánh răng côn
- Do bánh răng làm việc trong môi trường axit nên bánh răng được làm bằng thép 45 tôi cải thiện đạt độ răng có бb1 = бb2= 850 Mpa, бch1 = бch2 =580 Mpa và được mạ crom để tránh bị ăn mòn
- Yêu cầu bài toán là tỉ số giữa tốc độ quay giữa cối ép và trục chính là U=3 5.1.3.2 Xác định ứng suất uốn cho phép
- Theo bảng 6.2 với thép 45 tôi cải thiện HB180....350
... - =2HB+70 ; =1,1 ; =1,8HB ;= 1,75
- Chọn HB= 245 =2HB+70=2.245+70=560 MPa =1,8.245=441 Mpa
- Theo (6.5) =30 =30.=1,6.
- Theo (6.6) khi bộ truyền chịu tải trọng tỉnh: == 60.. =60.15.12000=10,8.
Trong đó =12000 là tổng số giờ làm việc của bánh răng Suy ra = = =1,07
= = =0,847
Trong đó: == 6 là bậc của đường cong mõi khi thử về tiếp xúc và uốn =4. số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở
- Như vậy theo (6.1a) ,(6.2a) = =544,7 MPa = =213,4Mpa
- ứng suất quá tải cho phép theo(6.13) =2,8.=2,8.580= 1624
=0,8.=0,8.580= 464
5.1.3.3 Tính toán bộ bánh răng trụ răng thẳng
a. Xác định thông số ăn khớp
- theo yêu cầu đặc ra: = 220mm - xát định thông số ăn khớp theo (6.17) m=(0,01....0,02) =2,2...4,4 chọn = 2,5 theo bảng 6.8 chon m=2,5 = = = 88 răng == 88 răng Chọn =0,25 =0,25. =0,25.220=55 mm Chọn =20 mm
b. Kiểm nghiệm bánh răng
- =
Theo bảng 6.5 : theo (6.34)
- với bánh răng thẳng dung công thức (6.36a) để tính
Trong đó :
- đường kính vòng chia: - theo(6.4) V=
- theo bảng (6.13) cấp chính xát , do đó theo bảng (6.16) , g=73. Theo bảng ( 6.42)
Trong đó, theo bảng ( 6.15) : - Do đó :
- Như vậy: Mpa
- Theo (6,1) với V=0,14m/s . , với cấp chính xác động học cấp 9 chọn cấp chính xác tiếp xúc cấp 9, khi đó cần gia công đạt độ nhám do đó với , do đó theo (6.1) (6.1a)
chọn
c. Thông số bánh răng
- Modem m=2,5 - Chiều rộng mm - Tỉ số truyền U=1
- Góc nghiêng của răng: độ - Số rang bánh răng
- Đường kính vòng chia: d1-d2=220mm - Đường kính đỉnh răng : mm
- Đường kính đáy răng: mm - Khoảng cahs trục aw=220mm
5.1.3.4 Tính toán bánh răng côn
a Xác định chiều dài côn ngoài
Theo công thức ( 6.52a)
- Với bộ truyền bánh răng thẳng bằng thép:
- ,Theo bảng (6.21) với và trục bánh răng côn lắp trên ổ bi, < 350 chọn b. Xác định thông số ăn khớp - số bánh răng nhỏ - bảng 6.22: được - với chọn răng
- đường kính trung bình và modem trung bình
- Mo dum vòng ngoài (6.56) Theo bảng 6.8 , lấy trị số tiêu chuẩn - Do đó:
răng
- số bánh rang lớn:
− góc còn chia:
− theo bảng 6.20 , với hệ số dịch chỉnh:
− đường kính trung bình của bánh nhỏ: mm
− chiều dài côn ngoài:
-
- Theo bảng 6.12, với - Theo (6.59a):
Trong đó, theo (6.6c)
- Theo (6.61):
- với bánh răng côn răng thẳng: vận tốc vòng theo công thức (6.22) - Theo bảng (6.13) dung cấp chính xác 9 - Theo (6.64): m/s Trong đó , tra bảng 6.15, 6.16 Trong đó mm
- Thay các giá trị vừa tính được vào 6.58 MPa
- Theo 6.1 và 6.1a MPa
- Trong đó:
Như vậy nhưng chênh lệch không lớn nên có thể giảm chiều rộng răng:
chọn b=10 mm c Kiểm nghiệm độ bề uốn
theo(6.65) - Ta có: tỉ số : - Theo bảng 6.21 - Theo 6.64: m/s Trong đó m/s
- Do đó: - - - - Với: - MPa Mpa đảm bảo độ bền uốn: MPa
d Kiểm nghiệm răng về quá tải:
- Theo 6.48, với Mpa - Theo 6.49. MPa Mpa MPa
e Các hệ số và kích thước bộ truyền bánh răng côn
- chiều dài côn ngoài: mm - modum vòng ngoài - chiều rộng br: mm - tỉ số truyền: U=1/3 - góc nghiêng của răng : - số răng bánh răng: - hệ số dịch chính: mm - đường kính chia ngoài: mm - góc côn chia:
- chiều cao răng ngoài: mm - chiều cao đầu răng ngoài : mm - chiều cao chân răng ngoài : =3,2mm - đường kính đỉnh răng ngoài: mm
(các công thức trong chương này được lấy từ sách tính toán dẫn động cơ khí tập 1)
5.1.4 Tính toán trục
5.1.4.1 Chọn vật liệu
- chọn vật liệu bằng thép C45 có , ứng suất xoắn cho phép 5.1.4.2 Xác định sơ bộ đường kính trục
mm
mm
mm mm mm
- Do để đồng bộ trong việc chế tạo trục và các chi tiết trên trục nên ta chọn ;
5.1.4.3 Xác định khoảng cách giữa các gối trục
- Theo (10.13) chọn chiều dài mayo của khớp nối : - Theo (10.10) chọn chiều dài mayo của bánh răng trụ: - Khoảng cách giữa các chi tiết trên trục là:
Trục 1 ,, ,, Trục 2, 3 và 4 =215mm =325mm =430mm =215mm 5.1.4.4 Xác định lực tác dụng lên trục
Xác định các lực tác dụng lên bánh răng trên trục (vị trí thứ 5)
=526,7N N
330 N = 722 N = 263N
- Chọn chiều tọa độ như hình vẽ ta có: = 1381N = -722N = -1711,4N = 1628 N = -421N = -744N = 751 N = 162 N Xác định lực tác dụng lên bộ phận ép (vị trí 1,2,3)
- là lực tiếp tuyến do bánh răng côn nhỏ gắn trên trục cối ép tác dụng lên trục 1 và 4 - là lực cắt do dao tác dụng lên trục 2 và 3 - là lực ép nước giữa trục 1 và 2, 3 và 4 Theo hình vẽ ta có: với k=1,2,3 - , , - , - , - Lực khớp nối tác dụng lên trục 1 (vị trí thứ 6)
Trong đó: =85mm là đường kính của vòng tròn qua tâm các chốt của nối trục vòng đàn hồi (tra bảng 16.10).
5.1.4.5 Xác định đường kính trục 1
- Vào hình vẽ ta tính được lực tại các ổ lăn: =1834 N
=1130 N =1254N =398 N
- Moment xoắn do khớp nối tạo ra: = =159167Nmm
- Moment xoắn do các chi tiết trên trục ở vị trí 1,2,3 tao ra là: = =19080 Nmm
Trong đó : là đường kính bánh răng côn lớn
Hình 4.1 Sơ đồ đặt lực và kết cấu trục 1 - Theo công thức (10.15) ta có:
, ,
Nmm, Nmm, Nmm
, , , , Chọn: mm
30 mm 25 mm
5.1.4.6 Xác định kích thướt trục 2
- Vào hình vẽ bên dưới ta xát định được các lực ở vị trí ổ lăn N ,N
,
- Moment xoắn trên trục số 2 bằng 0 vì bánh răng trên trục 2 chỉ là bánh răng trung gian và ăn khớp 2 phía với bánh răng trên trục 1 và trục 3
Hình 4.2 Sơ đồ đặt lực và kết cấu trục 1 - Theo công thức (10.15) ta có: , , Nmm, Nmm, Nmm - The công thức (10.17) ta có: Trong đó =6,7 tra bảng 10.5 , , , , Chọn: mm 30 mm
- Ta có: do trục 1 và 4, 2 và 3 có cùng tính chất, chức năng và >, và để đồng bộ trong việc chế tạo các trục cũng như các chi tiết trên trục nên lấy kích thước trục 3 ,4 lần lượt theo trục 2 và 1
( các công thức trong phần được lấy từ sách tính toán dẫn động cơ khí tập 1)
5.1.4.7 Xác định kích thước trục cối ép
- Vì lực chủ yếu chỉ chịu moment xoắn nên ta có theo công thức 10.9 đường kính trục
mm Chọn
5.1.5 Tính toán ổ lăn
5.1.5.1 Tính toán ổ lăn trên 4 trục chính
- Với tải trọng nhỏ và chỉ có lực hướng tâm nên dung ổ bi đỡ 1 dãy cho các gối đỡ ở vị trí 0 và 4
- Với kết cấu trục như hình vẽ và đường kính d=30, ta chọn ổ bi dở 1 dãy có phớt chặn 6190-2RS1 có đường kính ngoài D=47,B=9, C=7,28, =4,55 - Kiểm nghiệm khả năng tải của ổ
lực tác dụng lên ổ lăn gồm
Suy ra tính toán ổ bi theo lực ở vị trí thứ 4
- Theo công thức (11.3) với =0, tải trọng quy ước Q=X.V...= 1.1.2221.1.1=2221N
Trong đó với ổ lăn chỉ chịu lực hướng tam X=1,V=1(vòng trong quay), (tải trọng tỉnh)
- Theo công thức (11.1), khả năng tải động =2,221. =4,6 KN
Trong đó: với ổ bi đỡ m=3
L=60.n.. =60.15.1000. . =9
Suy ra. (TMDK) - Kiểm nghiệm tải tỉnh
Theo (11.19) với Fa=0: = Với (tra bảng 11.6) Như vậy
Suy ra
Khả năng tải tỉnh được đảm bảo
5.1.5.2 Tính toán ổ lăn trên trục cối ép
- Vì ổ lăn chủ yếu chịu lực tác dụng dọc trục nên ta chọn ổ bi chặn 2 dãy có phớt chặn
- Với kết cấu trục như hình và đường kính ngõng trục d=10, chọn ổ bi chặn 2 dãy có phớt chặn có d=10, D=30,B=14 mm, =4,3KN, C=7,61KN, kí hiệu
- Kiểm nghiệm tải động
+ Ta có lực dọc trục: = 270,
+ theo (11.3) ta có: q=Y.=1.1.1.270=270 N Trong đó: V=1(vòng trong quay),
(tải trọng tỉnh) (bảng 11.3)
Y=1,6 (với =0,07 tra bảng 11.4) + theo công thức (11.1), khả năng tải động
=0,27. =0,81 KN Trong đó: với ổ bi đỡ m=3
L=60.n.. =60.45.1000. . =27 (thảo mãn điều kiện)
- kiểm nghiệm tải tĩnh
+ theo công thức (11.9) với =0 ta có 0,94.270=253N= 0,253<(TMDK)
Với
5.1.5.3 chọn ổ lăn trên trục
- vì lực ổ lăn làm việc trong môi trường axit ẩm ướt và chịu lực không đáng kể nên ta chọn ổ lăn có phớt chặn bằng thép không gỉ
- với đường kính trục là 35 ta chọn, ta chọn ổ bi có đường kính trong
d= 35mm không đáng kể nên không cần phải kiểm nghiệm, đường kính ngoài D= 47mm, B=7mm có C=4,75 kN, =3,2kN, kí hiệu
là 61807-2rz
5.2 Phương án 2: Máy ép lấy nước quả chúc 2 bàn chong.
5.2.1 Tính toán chọn động cơ
- Theo yêu cầu bài toán ta có:
- Ta có
Trong đó
- Trong đó theo công , tốc độ n=45 v/p
1. Tính toán tỉ số truyền cho hệ thống cấp phôi tự động
- Công suất của trục 1:
- Công suất của trục 2: Ta có
v/p T =
- Ta có bảng phân phối tỷ số truyền
Trục
Thông số Động cơ I II
a. thiết kế bộ truyền đai răng với P=0,24KW n=45 vòng/phút tỉ số truyền =1 khoảng cách trục A: 420 mm 1. Tìm modun m chọn m=7mm : Trong đó :
Theo tiêu chuẩn lấy b=40 mm 2. Xác định các thông số của bộ truyền
số răng của bánh đai nhỏ được chọn theo bảng 4.29 tự chọn:
Khoảng cách trục a được chọn theo điều kiện: với
vậy a=420mm đạt yêu cầu số răng đai:
p: bước đai, mm , bảng 4.27 Ta có p=21,99 (mm)
chọn theo tiêu chuẩn:
chiều dài đai răng 1230,9 mm , chọn theo bảng 4.30 trang 70( tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1)
đường kính vòng chia của vành đai: đường kính ngoài bánh đai
Trong đó : là khoảng cách từ đáy răng đến đường trung bình của lớp chịu tải ( bảng 4.27)
- số răng đồng thời ăn khớp trên bánh đai nhỏ: : góc răng trên bánh đai nhỏ
3. kiểm nghiệm đai về lực vòng riêng
lực vòng riêng trên đai phải thỏa mãn điều kiện : là lực vòng
: khối lượng 1m đai có chiều rộng 1mm cho ở bảng 4.31 trang 71
: hệ số tải trọng động
: tải trọng dao động nhẹ , tải trọng mở máy đến 150% tải trọng kinh nghĩa : vận tốc vòng =0,471(m/s)
. .
- hệ số kể đến ảnh hưởng của số rang đồng thời ăn khớp Vì
: hệ số ảnh hưởng đến truyền động gia tốc vậy vậy thỏa điều kiện
xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục: (bỏ qua)
Ta có lực tác dụng lên trục : Chọn:
b. thiết kế bộ truyền đai răng với P2=0,23KW