Embed Size (px)
Citation preview
Chương 1. MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, tốc độ tăng trưởng kinh tế nước ta đã đạt được
những thành tựu vượt bậc, cùng với sự tăng trưởng kinh tế thì ngành xây dựng có
điều kiện phát triển hơn bao giờ hết. Ngành sản xuất gạch nung cả nước nói chung
và khu vực phía Nam nói riêng đã trở thành một ngành công nghiệp phát triển
mạnh mẽ.
Với sự phát triển của nền kinh tế, thì gạch nung sản xuất ra không chỉ cung
cấp cho xây dựng dân dụng mà cho cả xây dựng công nghiệp. Chính vì vậy, ngành
sản xuất gạch nung có thị trường tiêu thụ mạnh, do đó nhu cầu sản xuất gạch là rất
lớn. Với công nghệ sản xuất lạc hậu thì gạch có chất lượng sản xuất thấp, kém ổn
định (hiện nay), không đủ để cung cấp cho thị trường. Còn việc dùng nhiên liệu
dầu hay khí ga thì giá thành sản phẩm rất cao. Khí thải sau quá trình đốt gây ô
nhiễm môi trường.
Trước tình hình đó, công nghệ mới sản xuất gạch dùng hỗn hợp than bột
trộn với đất mà hỗn hợp này tự đốt cháy trong lò tuy- nen để hình thành viên gạch.
Sản phẩm sản xuất ra không có bã, đặt trưng cho kỹ thuật tiến bộ hiện nay. Than
đá được sử dụng trong các lò gạch Tuy nel ở dạng bột. Chúng được định lượng
vào đất để trộn đều trước khi tạo hình Vì vậy, nghiên cứu thiết kế máy định lượng
bột than đá sẽ quyết định cho quá trình trộn đều hỗn hợp đất – than. Vì đất sét ở
dạng dẻo quánh rất khó trộn đều với các nguyên liệu dạng hạt khô rời. Định lượng
lien tục than đá vào băng tải đất để nhào trộn và tạo hình có một tầm quan trong
rất lớn. Vì vậy việc thiết kế, chế tạo máy định lượng lien tục bột than đá là có tính
cấp thiết và ý nghĩa thực tiễn cao.
Mục đích chính của đề tài là tiến hành thiết kế chế tạo máy định lượng than
bột phục vụ sản xuất gạch nung bằng lò tuy- nen có năng suất 20 triệu viên/năm.
Quá trình nung gạch sử dụng nhiên liệu đốt bằng than bột được pha trộn với đất.
1
Một mẫu máy định lượng than bột năng suất 0,5-1,5 T/h. Năng suất này có
khả năng điều chỉnh được để phù hợp với chất lượng từng loại than. Hỗn hợp trộn
giữa đất và than này có tỉ lệ được quy định nghiêm ngặt theo yêu cầu công nghệ.
Vì vậy nhiệm vụ của luận văn bao gồm:
Lựa chọn mô hình máy thiết kế phải hoạt động theo nguyên tắc liên tục,
phù hợp với tính chất dây chuyền công nghệ.
Tính toán thiết kế máy định lượng có khả năng định lượng được than bột
với năng suất 0,5-1,5T/h, đồng thời có khả năng điều chỉnh được bằng cách
điều chỉnh lượng than bột đi qua băng tải nhằm làm cho tính năng của máy
đa năng hơn.
Chế tạo máy theo mô hình thiết kế
Khảo nghiệm.
Được sự đồng ý của Ban Chủ nhiệm Khoa Cơ Khí Công Nghệ và dưới sự
hướng dẫn của Thầy Nguyễn Như Nam, chúng tôi thực hiện đề tài:
“Thiết kế chế tạo và khảo nghiệm máy định lượng bột thanđá năng suất định
lượng 500- 1500 Kg/h phục vụ công nghệ sản xuất gạch nung bằng lò Tuy nel”.
Do bước đầu tìm hiểu, tính toán, thiết kế, khảo nghiệm và trình độ còn hạn
chế nên không tránh khỏi sai sót. Chúng tôi xin chân thành cám ơn sự quan tâm
đóng góp của Quí Thầy – Cô, các bạn sinh viên, các cán bộ kỹ thuật và nhà sản
xuất đã giúp đỡ chúng tôi trong suốt thời gian thjực hiện đề tài.
2
Chương 2. TRA CỨU TÀI LIỆU, SÁCH BÁO
PHỤC VỤ TRỰC TIẾP ĐỀ TÀI
2.1. Giới thiệu sơ bộ công nghệ sản xuất gạch nung bằng lò tuy- nen dùng
nguyên liệu than đá
Hình 2.1. giới thiệu sơ đồ công nghệ sản xuất gạch nung bằng lò tuy nel.
Mô tả sơ đồ công nghệ như sau:
Đất đã được ủ để ổn định thành phần (thời gian ủ từ 3 – 6 tháng), được cấp
liệu tự động bằng cấp liệu thùng vào băng tải cấp đất để chuyển lên máy đánh tơi
dạng cánh. Đất sau khi làm tơi được được băng tải đưa tới máy xa luân để làm
nhuyễn kết hợp trộn đều thành phần. Ở công đọan này, máy nghiền có chất lượng
làm việc tốt nhất là máy nghiền xa luân hay còn gọi là máy nghiền kiểu chậu con
lăn. Từ chậu con lăn đất tiếp tục chuyển tới băng tải 2 để đưa đi trộn đều trên các
máy trộn kiểu cánh hay nghiền xa luân lại lần hai. Trên đường vận chuyển, bột
than đá được định lượng theo tỷ lệ vào băng tải 2. Lượng bột than đá định lượng
cho năng suất tạo hình của nhà máy gạch nung tuy nel 20 triệu viên năm từ 800 –
1.200 kg/h. Để mở rộng phạm vi làm việc khi có trục trặc ở phần tạo hình hay cấp
đất, lượng bột than đá có thể điều chỉnh trong phạm vi rộng hơn từ 500 – 1.500
kg/h.
Sauk hi trộn đều đất và bột than đá có kết hợp bổ sung nước, từ đây nguyên
liệu được băng tải 3 chuyển tới máy nghiền trục để nhào nghiền nguyên liệu.
Nguyên liệu qua nhào nghiền được băng tải 4 chuyển tới máy tạo hình là máy ép
kiểu vít. Gạch được đùn ép ra kiểu thanh dài vô tạn, được dao cát kiểu dây cắt
thành từng viên gạch mộc nhỏ. Để điều chỉnh kích thước mặt cắt ngang viên gạch,
người ta dung các lọai khuôn ép khác nhau.
Băng tải cấp đất
3
Băng tải 1
Băng tải 2
Băng tải 3
Máy cán (Máy nghiền trục )
Băng tải 4
Máy tạo hình
Hình. 1. Sơ đồ công nghệ sản xuất gạch nung bằng lò Tuy nel.
Sau khi tạo hình xong, gạch mộc được làm khô bằng máy sấy hay phơi
hóng. Gạch mộc khô được xếp vào lò theo từng xe gòong . Gạch nung bằng lò tuy
Máy đánh tơi
Máy nghiền Xa luân con lăn
Máy định lượng than trộn
Máy trộn
Máy cắt gạch
Băng tải gạch mộc
Thành phẩm
4
nel dạng ống làm việc liên tục, cứ sau 15 – 30 phút người ta lấy một xe gạch đã
nung ra và chuyển một xe gạch mộc vào.
2.2. Một số tính chất của than đá
Khối lượng riêng: 1400 1800 kg/m3
Khối lượng thể tích: 800 kg/m3
Giới hạn bền khi kéo: 5 N/mm2;
Giới hạn bền khi nén: 2 25 N/mm2
Mô đun đàn hồi: 0,07 0,6.104 N/mm2
Hệ số ma sát:
Với kim loại chuyển động: 0,32
Với kim loại đứng yên: 0,84
Với gỗ chuyển động: 0.47
Với gỗ đứng yên: 0,84
Góc nghiêng tự nhiên chuyển động: 350
Góc nghiêng tự nhiên động: 300
Góc nghiêng tự nhiên tĩnh: 450
Vận tốc thăng bằng bụi than: 0,14 m/s
2.3. Nguyên tắc làm việc của máy định lượng
Có hai phương pháp định lượng vật liệu là phương pháp thể tích và phương
pháp khối lượng:
- Các máy định lượng theo nguyên tắc định lượng theo thể tích có cấu tạo, sử dụng
và sửa chữa đơn giản, tuy nhiên chúng không đảm bảo độ chính xác cao. Thuộc về
nhóm máy này làm việc thường lien tục dạng băng tải. Tuy nhiên cũng cvó máy
làm việc gián đọan.
- Các máy làm việc theo nguyên tắc khối lượng được tiến hành định lượng từng
phần hoặc liên tục, máy có khả năng định lượng có độ chính xác cao nhưng phức
tạp và có giá thành cao. Hầu hết máy định lượng làm việc theo nguyên lý này làm
việc gián đọan.
Việc lựa chọn phương pháp định lượng tuỳ theo tính chất cơ lý và cỡ hạt
định lượng theo yêu cầu: sản phẩm rời, sản phẩm lỏng, sản phẩm bột nhão.
2.4. Phân loại máy định lượng
5
2.4.1. Máy định lượng theo thể tích
2.4.1.1. Máy định lượng kiểu tang
Máy định lượng kiểu tang rất đơn giản, gồm một tang quay (có thể là tang
trơn, tang có ngăn hoặc tang có hộc chứa) ngoài được bộc kín để tạo dòng sản
phẩm cuốn theo tang từ miệng nạp liệu phía trên và đổ xuống miệng tháo liệu phía
dưới. Ở hình dưới là cơ cấu truyền động bánh răng cóc và máy định lượng loại
tang có hốc được thể hiện.
Hình 2.2. Tang định lượng có bánh răng cóc điều chỉnh
1. Trục truyền động; 2. Tay quay; 3. Ốc định vị; 4. Phếu tiếp liệu;
5. Cửa quan sát; 6. Tang định lượng; 7. Cần cóc; 8. Bánh răng cóc.
2.4.1.2. Máy định lượng kiểu đĩa
Hình 2.3. giới thiệu cấu tạo máy định lượng lien tục kiểu đĩa quay.
Hình 2.3. Sơ đồ bộ phận công tác máy định lượng kiểu đĩa quay.
1.Đĩa quay; 2.Tấm gạt; 3.Ống nạp liệu; 4.Trục quay
6
Máy định lượng kiểu đĩa gồm một đĩa quay 1 quay xung quanh trục thẳng
đứng, tấm gạt 2 để gạt sản phẩm xuống phễu tháo liệu. Chiều cao lớp sản phẩm
trên đĩa có thể thay đổi nhờ thay đổi khoảng cách giữa đĩa và ống nạp liệu 3. Lớp
sản phẩm chảy qua ống nạp liệu tạo thành đống hình nón trên đĩa và quay theo đĩa
qua tay gạt 2 chảy xuống phiễu tháo sản phẩm.
Năng suất của máy phụ thuộc vào thể tích sản phẩm trên đĩa, chiều cao và
vị trí đặt thanh gạt cũng như số vòng quay của đĩa.
2.4.1.3. Máy định lượng kiểu vít tải
Máy định lượng kiểu vít tải thường được dùng cho các sản phẩm hạt, cục
nhỏ, dạng bột và trong quá trình định lượng có thể cho phép gãy nát một ít.
Năng suất của máy định lượng này có thể thay đổi bằng cách thay đổi số
vòng quay của trục vít. Máy định lượng này có thể đặt nằm ngang hoặc nằm
nghiêng. (hình 2.4.)
Hình 2.4. Sơ đồ máy định lượng kiểu vít.
1. Phiễu tiếp liệu; 2. Hợp vít tải; 3. Vít tải; 4. Trục vít tải.
2.4.1.4. Máy định lượng kiểu băng
Máy định lượng kiểu băng được dùng để tiếp liệu và định lượng liên tục
các loại vật liệu cục nhỏ cũng như các loại vật liệu dính ướt. Với vật liệu ẩm, dính,
dùng thanh gạt làm sạch bộ phận chịu tải và băng tải bông tẩm cao su.
Dọc theo băng có thể làm gầu đỡ tạo thành máng mà trong đó vật liệu
chuyển dịch. Lớp vật liệu được tiếp đồng đều và có thể điều chỉnh bằng tấm chắn
đặt ngay tại hộp cấp liệu. Băng tải định lượng có thể đặt nằm ngang hoặc nằm
nghiêng. Nhánh băng phía trên đỡ bằng những con lăn, hoặc chuyển động trên tấm
phẳng nếu chiều dài băng dưới 6 m..
2.4.2. Máy định lượng theo trọng lượng
7
2.4.2.1. Cân tự động có gàu đổ
Cân tự động có gàu đổ có cấu tạo gồm khung giá, cơ cấu cân thô và nạp
liệu, cơ cấu cân phần dư, bộ phận điều chỉnh độ chính xác, bộ phận ổn định dao
động, cơ cấu đổ gàu và đếm. Hình 2.5. trình bày cấu tạo cân tự động gầu đổ.
Hình 2.5. Cân tự động có gàu đổ.
1. Dao tựa; 2, 6. Dao tựa; 3. Đối trọng; 4. Phiễu tiếp liệu; 5. Van tháo liệu;
7. Đòn cân; 8. Quả cân; 9. Điểm chặn; 10. Van chặn.
Gàu 1 được treo sao cho trọng tâm gàu rỗng nằm về phía bên phải mặt
phẳng thẳng đứng đi qua giá treo 2, còn trọng tâm khi gàu chứa liệu nằm về phía
bên trái mặt phẳng đó.
Đạt được điều kiện này là nhờ ở đáy gàu có lắp thêm đối trọng 3 làm cho
phần phải của gàu rỗng nặng hơn. Gàu được nạp thô với lưu lượng lớn và nạp tinh
chỉnh với dòng lưu lượng nhỏ bổ sung thêm vào để đạt khối lượng qui định.
2.4.2.2. Cân tự động xả đáy
Cân tự động xả đáy có cấu tạo như hình 2.6. Đòn cân 1 với 2 dao tựa hai
đầu được gác trên giá cố định. Phía bên trái đó là quang treo quả cân, còn bên phải
là gàu xả đáy. Phễu nạp liệu được lắp độc lập trên gàu và đóng mở bởi van lá 4 và
hệ thống đòn khớp động 3, 7, 11, 12, 13 liên kết với cơ cấu xả đáy 10. Van lá 4
được giữ ở trạng thái mở nhờ gối đỡ 9 gắn trên gàu và thanh treo 5 có hệ thống đệm
lò xo 6..
8
Hình 2.6. Cơ cấu cân tự động xả đáy.
1. Đòn cân; 2, 3, 7, 11, 12, 13. Thanh
truyền; 4. Van lá; 5. Thanh treo; 6. Lò
xo; 8. Con chạy;9. Gối đỡ; 10. Cơ cấu
đóng, mở đáy.
2.4.2.3. Cân học bán tự động
Trong các nhà máy sản xuất hỗn hợp cũng thường sử dụng cân bán tự động
có cấu tạo như hình 2.7. Ở đây vật liệu từ thùng chứa 1 nhờ vít tải 2 cấp vào cân 5
treo vào hai khối lăng trụ 6 trên cán cân 7. Cán cân này dựa trên những lăng trụ 8
đặt trên giá treo của khung và ở đầu bên phải mang quả cân 9.
Khi khối lượng trong thùng cân đạt mức cân bằng với quả cân 9, cán cân 7
sẽ quay và ngắt các núm tiếp xúc điện 10 làm ngắt điện động cơ điện 3 truyền
động cho vít tải qua hộp giảm tốc cho trục vít 4.
Hình 2.7. Sơ đồ cân học bán tự động.
1. Thùng chứa; 2. V ít t ải; 3. Động cơ; 4. Hộp giảm tốc; 5. Thùng cân;
6,8. Dao tựa; 7. Đòn cân; 9. Quả cân; 10,11. Công tắc.
2.4.2.4. Cân tự động liên tục
Trong nhiều dây chuyền sản xuất đòi hỏi phải có định lượng liên tục với
một lưu lượng nhất định. Để thực hiện được yêu cầu đó thường người ta sử dụng
9
hệ thống định lượng bằng băng tải sẽ tạo điều kiện ổn định lưu lượng nguyên liệu
theo khối lượng, không phụ thuộc vào tính chất cơ lí của vật liệu hoặc một số điều
kiện không ổn định khác.
Hình 2.8. Sơ đồ hệ thống tự động định lượng bằng băng tải.
1. Bộ phận nạp liệu; 2. Băng tải; 3. Cơ cấu cân; 4. Cụm điều khiển tự động
5. Hệ thống điều khiển; 6.Dụng cụ tự ghi.
2.5. Cơ sở tính toán máy định lượng
Băng tải được dùng để vận chuyển liên tục các vật liệu đơn chiếc và vật
liệu rời theo phương ngang hoặc nghiêng ( thường không nghiêng quá 30o ). Khác
với các loại thiết bị vận chuyển khác, băng tải có chiều dài vận chuyển lớn, năng
suất cao, kết cấu đơn giản, nhỏ, làm việc tin cậy và sử dụng thuận tiện.
Bộ phận dẫn động băng tải thường được đặt ở phía đầu tháo sản phẩm. Bộ
phận dẫn động gồm có động cơ điện, hộp giảm tốc, tang dẫn, tang bị dẫn. Kích
thước của tang được xác định như sau:
- Đường kính tang được xác định theo công thức:
D k.i ( mm ) (2.1)
Với i – là số lớp đệm của băng tẩm cao su.
k - hệ số tỷ lệ.
Đối với tang dẫn động:
k = 125 nếu i = 2 6; l = 150 nếu i = 8 12
Đối với tang kéo căng và tang nghiêng:
K = 100 125, còn trong các trường hợp đặc biệt k = 50
10
- Chiều dài của tang được xác định phụ thuộc vào chiều rộng của băng.
L = B + 2.C (mm) (2.2)
Với B – chiều rộng của băng, ( mm ); C = 60-70 ( mm ).
2.5.1. Năng suất vận chuyển của băng
a) Đối với băng tải phẳng, xác định công suất như sau:
Q = 900.B2.v. [ kg/h ] (2.3)
Trong đó: B là chiều rộng của băng, m;
là khối lượng riêng xốp của vật liệu vận chuyển, kg/m3;
là góc nghiêng tự nhiên của vật liệu, ;
v là vận tốc chuyển động của băng, m/s.
Vận tốc chuyển động của băng phụ thuộc vào loại vật liệu và kích thước
vật liệu, có thể chọn như sau:
Loại vật liệu Vận tốc băng, ( m/s )
Thóc, gạo, đỗ 2,5 4,0
Cám, trấu 1,5 2,0
Ngô hạt 1,5 2,5
Bột đóng bao 0,75 1,5
Ximăng, quặng nghiền nhỏ 0,8 1,0
Than đá, than bùn, cát, muối nhỏ 1,0 2,5
Xỉ, tro 1,0 2,0
Than cóc, than cám 1,0 1,6
Kiện hàng 0,8 1,2
b) Đối với băng tải hình máng, xác định năng suất như sau:
Q = 900AB2v [ kg/h ] (2.4)
Trong đó: B, v, như ở công thức trên;
A là hệ số, kể đến dạng hình máng của băng, thường lấy A = 3,8 3,9.
Đối với băng tải đặt nghiêng thì năng suất của nó nhỏ hơn năng suất của
băng tải đặt ngang bởi vì chiều cao lớp vật liệu ở trên băng giảm. Khi tính năng
suất băng tải đặt nghiêng ta vẫn dùng 2 công thức trên nhưng chú ý thay vận tốc v
bằng vận tốc vnghiêng và xác định nó như sau:
11
vnghiêng = v. (2.5)
Với là hệ số giảm vận tốc, < 1, nó phụ thuộc vào độ nghiêng của băng
tải, chọn nó như sau:
Độ nghiêng của băng, độ... 0 10 13 16 19 25
Hệ số ... 1 0,96 0,94 0,92 0,89 0,85
2.5.2. Công suất dẫn động băng tải
- Xác định công suất dẫn động băng tải theo công thức tổng quát như sau:
N = (N1+ N2+ N3+ N4+ N5) [kW] (2.6)
Trong đó:
K là hệ số kể tới trở lực của băng trên tang dẫn, tang bị dẫn, tang làm căng
băng và ma sát ở các gối đỡ của chúng, thường lấy K = 0,8 0,85;
N1 là công suất cần thiết để khắc phục trở lực của nhánh có tải, nó phụ
thuộc vào trọng lượng của bộ phận quay, vận tốc của băng, hệ số trở lực và
chiều dài của nhánh có tải và được xác định như sau:
N1 = q1.v.C1.L1.10 (2.7)
Trong đó: v là vận tốc của băng, m/s
L1 là chiều dài của nhánh có tải, m;
C1 là hệ số trở lực của nhánh có tải, C= 0,04
q1 là tổng trọng lượng của các bộ phận tham gia chuyển động của
nhánh có tải tính trên 1 m chiều dài băng và trọng lượng của 1 m băng, tính bằng
N/m. Chọn q1 như sau:
Chiều rộng băng (mm) 400 500 600 750 900 1100
Giá trị q1 (N/m) 86 113 140 170 210 250
Thay giá trị của C1 vào ta có:
N 1= 4.10 q1.v.L1 [kW] (2.8)
• N2 là công suất cần thiết để khắc phục trở lực của nhánh không tải, được xác
định như sau:
N2 = 4.10 q2.v.L2 [kW] (2.9)
Trong đó: v là vận tốc của băng, m/s;
L2 là chiều dài của nhánh băng không tải, m;
12
q2 là tổng trọng lượng của các bộ phận tham gia chuyển động trên 1 m
chiều dài băng của nhánh không tải (N/m).
Chọn q2 như sau:
Chiều rộng băng (mm) 400 500 600 750 900 1100
Giá trị q2 (N/m) 51 63 80 100 120 140
• N3 là công suất cần thiết để vận chuyển vật liệu theo phương nằm ngang, tỉ lệ với
trọng lượng của vật liệu trên băng, với vận tốc của băng và với hệ số trở lực, xác
định như sau:
N3 = C3.v.q3.L3.10 [kW] (2.10)
Trong đó: v là vận tốc của băng tải, m;
C3 là hệ số trở lực, lấy C = 0,05;
L3 là chiều dài vận chuyển vật liệu theo phương nằm ngang, m;
q3 là trọng lượng của vật liệu trên 1 m chiều dài băng ,N/m;
q3 = (2.11)
Thay giá trị của C3 và của q3 vào công thức, ta có:
N3 = 1,38.10 QL3 [kW] (2.12)
Q là năng suất vận chuyển tính theo N/h.
• N4 là công suất tiêu hao để tháo liệu bằng tấm gạt đặt ở trên băng được xác định
như sau:
N4 = 1,1.10 QBtg [kW] (2.13)
Trong đó: Q là năng suất vận chuyển của băng, kg/h;
B là bề rộng băng, m;
là góc nghiêng của tấm gạt
• N5 là công suất cần thiết để nâng lên một độ cao nhất định được xác định như
sau:
N5 = 2,7.10 QH [kW] (2.14)
Trong đó: H là chiều cao nâng vật liệu so với mặt phẳng ngang, m;
Q là năng suất của băng tải, kg/h.
- Công suất yêu cầu trên tang dẫn: phương pháp tính theo tổn thất chính.
13
Ntg = ( ngựa ) (2.15)
Trong đó:
Q - năng suất của băng tải, T/giờ ;
L - chiều dài băng, m;
H - chênh lệch độ cao giữa tang đầu và cuối, m;
v - vận tốc băng, m/s;
- hệ số cản chuyển động của băng theo phương ngang; đối với con lăn
trên ổ tựa lăn thì = 0,04, còn trên ổ tựa trượt thì = 0,06.
k – hệ số tính đến tải trọng băng ( qb ) và con lăn ( qcl ) trên một mét dài,
k = 135(qb + qcl ). Để tính toán sơ bộ thì k có thể lấy phụ thuộc vào
chiều rộng băng B (mm)
B 400 500 600 650 700 800 1000 1200 1400
k 3400 4300 4900 5200 5600 7000 9200 11300 13500
Dấu ( + ) tương ứng với chiều năng vât liệu, dấu ( - ) tương ứng với chiều
đi xuống.
Số hạng thứ nhất của công thức là công suất để nâng vật liệu, số hạng thứ
hai tính đến công suất để di chuyển vật liệu, còn số hạng thứ ba là công suất để
thắng các thành phần cản của băng và con lăn.
Đối với những băng tải ngắn, công suất chính còn được nhân thêm với hệ
số hiệu chỉnh để tính đến lực cản ở những tang đầu và cuối.
Với chiều dài băng L = 3 15m: ktg = 1,2
Với chiều dài băng L = 15 30m: ktg = 1,1
Với chiều dài băng L > 30m: ktg = 105
Công suất động cơ điện được xác định dựa vào công suất yêu cầu tổng
cộng Ntg tính bằng sức ngựa:
Nđc = (kW) (2.17)
= 0,9 – đối với trạm dẫn động một hộp giảm tốc.
= 0,85 – đối với trạm dẫn động một hộp giảm tốc và một bộ truyền bánh răng
hở.
14
= 0,8 – đối với trạm dẫn động có hai bộ truyền bánh răng hở.
15
Chương 3. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN
3.1. Phương pháp thiết kế.
Máy định lượng than là loại máy làm việc theo phương pháp liên tục trong
dây chuyền công nghệ sản xuất gạch nung bằng lò tuy- nen. Qua phân tích các
kiểu máy định lượng, chúng tôi chọn máy định lượng kiểu băng tải. Như vậy, quá
trình tính toán thiết kế máy định lượng than như là tính toán thiết kế băng tải. Để
điều chỉnh máy chúng tôi áp dụng phương pháp điều chỉnh tấm chắn ở cửa ra máy
định lượng kết hợp điều chỉnh tốc độ băng tải. Bằng cách này chúng tôi có thể
điều chỉnh được lượng than bột cho máy trộn. Để đảm bảo lượng điều chỉnh vô
cấp, ta chọn động cơ điện vô cấp có bán rất nhiều trên thị trường.
Các nội dung còn lại khi tính toán thiết kế như tính toán động cơ điện, tính
toán truyền động xích, tính toán xích bền, tính bộ phận cấp liệu, chúng tôi áp dụng
lý thuyết tính toán chuyển động cơ khí, sức bền vật liệu để tính.
3.2. Phương pháp chế tạo.
Để lập công nghệ chế tạo máy tính lượng than theo thiết kế, chúng tôi tiến
hành phân máy theo các cụm công nghệ chế tạo, các cụm chi tiết cơ bản bao gồm:
- Công nghệ chế tạo các chi tiết họ càng: khung băng tải.
- Công nghệ chế tạo các chi tiết dạng trục: gồm các trục tang băng tải, trục đỡ
nhánh bị động.
- Công nghệ chế tạo các chi tiết họ moay ơ: Gồm các tang dẫn động.
- Công nghệ chế tạo các chi tiết họ hộp: hộp che bộ truyền động.
- Các chi tiết tiêu chuẩn như bu lông, đai ốc, đĩa xích, ổ bi, xích... được mua trên
thị trường.
3.3. Phương pháp khảo nghiệm
3.3.1. Dụng cụ đo
16
+ Đo các thông số hình học: thước đo mét với chiều dài đo tới 5 m, khỏang đơn vị
1 mm; thước đo góc; thước kẹp; ê ke; com pa;
+ Đo các thông số động học: đồng hồ đo thời gian; đồng hồ đo số vòng quay;
+ Đo các thông số động lực học: đồng hồ đo công suất;
+ Đo nhiệt độ: thiết bị đo nhiệt độ bằng cảm biến hiện số điện tử.
3.3.2. Phương pháp đo
Các số liệu đo đạc trong quá trình thực hiện đề tài gồm đo các thông số
hình học, đo khối lượng, đo thời gian, đo vận tốc, đo công suất tiêu thụ điện. Các
thong số này được đo đạc theo qui định.
- Để đo tốc độ quay của trục, chúng tôi dùng đồng hồ đo tốc độ quay.
- Để đo kích thước hình học, dùng các loại thước như: thước mét, thước kẹp,
thước pan- me...
- Để đo công suất điện dùng đồng hồ đo công suất
- Để đo khối lượng dùng cân các loại để đo khối lượng than định lượng.
- Để đo thời gian , dùng đồng hồ đo thời gian
3.3.3. Phương pháp thiết kế thí nghiệm
Khảo nghiệm nghiệm được tiến hành theo 2 nội dung là khảo nghiệm chạy
rà và khảo nghiệm xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật để bàn giao máy ra sản
xuất.
Khảo nghiệm chạy rà được tiến hành theo phương pháp qui định chạy rà
máy mới.
Khảo nghiệm xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật được thực hiện với số
lần lặp lại 5. Các bố trí thí nghiệm theo lối ngẫu nhiên hoàn toàn với các mức thí
nghiệm là khoảng hở cửa điều chỉnh.
3.3.4. Phương pháp xử lý số liệu
17
Phương pháp xử lý số liệu theo phương pháp xử lý thống kê. Nội dung xử
lý gồm xác định giá trị trung bình mẫu làm giá trị đặc trưng của thong số đo;
phương sai tiêu chuẩn thực nghiệm (hay phương sai mẫu); khử sai số thô; khỏang
tin cậy của thong số đo.
18
Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1. Các dữ liệu thiết kế và yêu cầu kỹ thuật của máy định lượng.
4.1.1. Các dữ liệu thiết kế.
+ Tính chất cơ lý của sản phẩm than nghiền: Đã được trình bày ở mục 2.2.
+ Năng suất và mức định lượng: Từ 500 1500 (kg/h)
+ Chiều dài máy định lượng:
Theo yêu cầu phần mặt bằng của phần dây chuyền công nghệ lắp đặt các
máy và thiết bị tạo hình, máy định lượng có chiều dài làm việc là 4m.
+ Sai số định lượng:
Theo yêu cầu công nghệ sản xuất gạch, để gạch có thể được cung cấp nhiệt
đều trong quá trình nung thì dung sai lượng than có trong gạch nung là không quá
5%.
+ Chế độ làm việc: Thiết bị làm việc liên tục phù hợp với công nghệ tạo hình gạch
+ Nguồn động lực là động cơ điện 3 pha, số vòng quay của động cơ từ 20 – 90
( vòng / phút.)
4.1.2. Yêu cầu kỹ thuật của máy định lượng.
- Đảm bảo các thông số thiết kế thể hiện phục vụ yêu cầu công nghệ sản xuất gạch
nung bằng lò tuy- nen với nhiên liệu đốt là than đá như đã trình bày ở mục 4.1.1.
- Máy có cấu tạo giản đơn, làm việc có độ tin cậy cao.
- Chi phí lao động, chi phí năng lượng riêng để định lượng thấp.
- Không gây ô nhiễm môi trường.
- Bảo quản, sử dụng, chăm sóc kỹ thuật thuận tiện.
4.2. Lựa chọn nguyên lý làm việc và mô hình máy định lượng than.
4.2.1. Lựa chọn nguyên lý làm việc cho máy định luợng than thiết kế.
Xuất phát từ yêu cầu công nghệ sản xuất gạch nung bằng lò tuy- nen đối
với việc định lượng than bột là nguyên liệu đốt- nung gạch, và các dữ liệu thiết kế
19
đã nêu, chúng tôi chọn nguyên lý làm việc của máy định lượng là định lượng kiểu
thể tích dạng băng tải. Đây là nguyên lý định lượng liên tục theo thời gian.
`4.2.2. Lựa chọn mô hình máy định lượng thiết kế.
Máy định lượng thiết kế có nguyên lý cấu tạo như hình 6.1.
Hình 4.1. Mô hình nguyên lý máy định lượng than.
1. Khung máy; 2. Băng tải; 3.Máng cấp liệu; 4.Tấm điều chỉnh vật liệu ;
5. Động cơ - hộp giảm tốc; 6. Tang chủ động; 7.Tang bị động;
8. Bộ phận căng đai.
Máy định lượng gồm băng tải đặt nghiêng dài 4 m. Chiều dài và độ dốc
băng tải do kết cấu công nghệ của dây chuyền tạo hình gạch qui định. Vì băng tải
ngắn, nên băng tải không cần các con lăn đỡ thành hình lòng máng ở nhánh chủ
động. Phần nhánh bị động có hai trục đỡ. Độ căng băng tải được điều chỉnh bởi bộ
phận căng đai 8 làm thay đổi vị trí tang bị động 7. Bột than được cấp bằng tay hay
bằng máy vào máng cấp liệu 3. Dung tích chứa của máng cấp liệu tới 0,3 m3, đảm
bảo thời gian làm việc liên tục của băng tải không phải cấp liệu từ 10 – 20 phút.
Nguyên lý làm việc: Bột than đá từ máng cấp liệu sẽ được băng tải chuyển
đi đến cửa tháo liệu và thoát ra ngoài. Lượng than nằm trên băng được điều chỉnh
bằng cửa tháo liệu theo chiều cao lớp liệu nằm trên băng. Với vận tốc băng tải giữ
cố định thì chiều cao lớp liệu quyết định lượng than định lượng theo thời gian.
20
Băng tải hoạt động được do động cơ có gắn hộp giảm tốc truyền động cho trục
chủ động của băng bằng bộ truyền động xích.
4.3. Tính toán thiết kế băng tải định lượng.
4.3.1. Xác định các thông số làm việc của băng tải
Máy tiếp liệu bằng băng tải có vận tốc của băng thấp v = ( 0,1- 0,5 ) m/s, và
vật liệu vận chuyển là than nghiền nên ta chọn loại đai là đai vải cao su. Theo điều
kiện kích thước làm việc của máy định lượng nên chúng tôi chọn băng có các
thông số làm việc như sau:
- Chiều rộng băng: B = 400 (mm) (4.1)
- Bề dầy băng: = 5 (mm) (4.2)
- Vận tốc: v = 0,4 (m/s) (4.3)
- Chiều dài băng L = 4.000 (mm) (4.4)
- Chiều cao nâng H = 2000 ( mm ) (4.5)
-Diện tích mặt cắt ngang của đai A = .B = 5.400 = 2000 (mm2)
4.3.2. Tính toán thiết kế tang chủ động.
4.3.2.1. Tính chiều cao của lớp vật liệu trên băng:
Năng suất của máy được xác định như sau:
Q = 3600.F.v. .K (kg/h)
Với: Q = 500- 1500 (kg/h)
V = 0,4 (m/s)
Khối lượng thể tích vật liệu: 800 (kg/m3)
Hệ số nạp đầy K = 0,75
Từ đây xác định diện tích tiết diện ngang của vật liệu trên băng với năng
suất lớn nhất:
F = (m2) (4.6)
Mà F = b.h.
Để tránh cho vật liệu khỏi tràn ra ngoài băng, lấy b = 0,5.B = 0,4.400 = 200
h = F/b = 1,736.10-3/0,2 = 8,68. 10-3 , m ; (4.7)
21
4.3.2.2. Tính tang chủ động
- Xác định đường kính tang chủ động:
D 125.k
D 125.2 = 250 ( mm )
Vậy chọn D = 250 ( mm ) (4.8)
- Số vòng quay trong 1 phút của tang tính theo công thức:
n = ( vòng/phút ) (4.9)
k = 0,98 0,99 là hệ số trượt.
- Chiều dài của tang:
L = B+ 2.C = 400 + 2.60 = 512 (mm) (4.10)
Chọn C = 60 ( mm )
4.3.3. Tính toán thiết kế tang bị động.
Do điều kiện làm việc của băng định lượng nên chúng tôi chọn tỉ số truyền
của 2 tang là i = 1, tức là 2 tang có kích thước giống nhau.
4.3.4. Kiểm nghiệm lại băng đã chọn.
- Độ dài hình học của đai xác định theo công thức:
L = 2A+ = 2.4000+ = 8785 (mm)
- Xác định góc ôm trên tang dẫn động theo công thức:
(4.11)
- Hệ số góc ôm:
C = 1- 0,033(180- )= 1
- Hệ số tốc độ:
C = 1,04- 0,004v = 1,04- 0,004.0,47= 1,039
Theo bảng 8.7 ( sách BT CTM ) ta lấy hệ số tính động lực và chế độ làm
việc CP = 0,9, tải trọng làm việc có biến đổi nhỏ.
Theo bảng 8.8 ta lấy hệ số xét đến sự ảnh hưởng của cách bố trí truyền động
và phương pháp điều chỉnh sức căng đai đối với khả năng làm việc của nó là C0 =
1.
22
- Tìm ứng suất hữu ích tính toán theo công thức;
= 2,25.1.1,039.0,9.1 = 2,1
Với = 2,25 [N/mm2]
- Tải trọng của đai:
P = (N) (4.12)
- Diện tích mặt đai tính:
A = < A. Vậy thông số chọn ban đầu thoả mãn.
Vậy cuối cùng chúng tôi chọn lấy đai kiểu B, có số lớp đệm là 2, có độ dầy
mm và bề rộng b = 400 (mm).
- Lực tác dụng lên các trục:
Q = (N) (4.13)
- Lực căng ban đầu:
S0 = = 1,8.400.5 = 3600 (N) (4.14)
4.3.5. Tính tóan lực kéo băng tải
Lực kéo băng tải trên nhánh có tải
Lực kéo băng tải trên nhánh có tải
Wct = k.(q + qb + qcl1 ). L. . cos + ( q + qb ). L. sin
Trong đó: k – hệ số tính đến lực cản phụ thuộc chiều dài băng, với L = 4 m thì
k = 8;
q – trong lượng phân bố trên 1 mét chiều dài của vật liệu. q tính theo
công thức:
q = 9,81.h.b. = 9,81.8,68. 10-3. 0,2 .800 = 13,6 N/m; (4.15)
qb – trọng lượng 1 mét tấm băng, qb = 38,5 N/m;
qcl1 – trọng lượng phần quay các con lăn, qcl = 0;
L – chiều dài băng tải, L = 4 m;
– hệ số cản chuyển động của băng , vì nhánh có tải trượt trên tấm
thép đỡ dưới nên = 0,35;
– góc nghiêng của băng tải với phương ngang, = 300.
23
Vậy:
Wct = 8.(13,6 + 38,5).4. 0,45.cos300 + (13,6 + 38,5).4. sin300 = 753,9 N
(4.16)
Lực kéo băng tải trên nhánh không tải
Lực kéo băng tải trên nhánh không tải
Wkt = k.(qb + qcl2 ). L. . cos – qb. L. sin
Trong đó: k – hệ số tính đến lực cản phụ thuộc chiều dài băng, với L = 4 m thì
k = 8;
qb – trọng lượng 1 mét tấm băng, qb = 38,5 N/m;
qcl2 – trọng lượng phần quay các con lăn. qcl tính theo công thức:
qcl2 = 2.g.m = 2 . 9,81 . 3,8 = 74,6 N. Với 2 là số trục đỡ, g = 9,81
N/m2, m = 6,8 kg là khối lượng 1 con lăn đỡ.
L – chiều dài băng tải, L = 4 m;
– hệ số cản chuyển động của băng , vì nhánh không tải trượt trên
con lăn đỡ, = 0,25;
– góc nghiêng của băng tải với phương ngang, = 300.
Vậy:
Wct = 8.( 38,5+ 74,6).4. 0,25. cos300 – 38,5.4. sin300 = 706,6 N (4.17)
Tổng lực kéo đặt trên trống:
Wc = Wct + Wkt = 753,9 + 706,6 = 1.460,5 N (4.18)
4.3.6. Tính tóan công suất động cơ
Công suất động cơ cần thiết được xác định theo công thức sau:
N = Wc.v/ (1000.)
Trong đó: v – vận tốc làm việc của băng tải, v = 0,4 m/s;
- hiệu suất truyền động. tính theo công thức:
= 1.2.3.4 = 0,95. 0,92 . 0,93. 0,995 = 0,81 (4.19)
Với hiệu suất truyền động của bộ truyền động đai 1 = 0,95, hộp số 2 =
0,92, xích 3 = 0,93, 1 cặp ổ lăn 4 = 0,995.
Vậy công suất động cơ điện cần thiết:
N = 1460,5 . 0,4 / (1000. 0,81) = 0,721 kW (4.20)
24
Chọn động cơ điện 3 pha, có gắn bộ giảm tốc điều chỉnh được công suất 1
kW.
4.3.7. Tính toán thiết kế máng cấp liệu.
Tính toán kích thước máng cấp liệu để nạp liệu khỏang 10 – 20 phút trong
trường hợp máy làm việc với năng suất lớn nhất 1500 kg/h.
Vậy khối lượng chứa lớn nhất của thùng cấp liệu là:
m = (kg) (4.21)
Thể tích thùng cấp liệu theo tính toán
Vtt = (m3) (4.22)
Với hệ số chứa vật liệu của máng là: = 0,9 thì thể tích cần thiết của máng là:
Vct = (m3) (4.23)
Độ nghiêng của thành máng với mặt phẳng nằm ngang hợp thành góc . Để vật
liệu tự chảy thì góc phải lớn hơn góc ma sát giữa than và thép làm thành máng,
tức là:
tg > 1
Thể tích của máng: V= V1+ V2
- V1 = VA + VB
+ Với VA là thể tích máng tính theo phần hình chóp cụt có các kích thước:
Chiều cao h = 0,32 ( m )
Đáy lớn có kích thước:
Chiều dài a = 0,11 ( m )
Chiều rộng b = 0,8 ( m )
Đáy nhỏ có kích thước:
Chiều dài a’ = 0,800 ( m )
Chiều rộng b’ = 0,20 ( m )
VA = . h. (a.b + a.b’ + = .0,32.( 0,11.0,8 + 0,8.0,2 +
VA = 0,4528 ( m3 )
25
+VB là thể tích máng nghiêng về phía sau:
VB = VB’ + VB”
V’B là thể tích của 2 phần hình chóp nghiêng về 2 bêncó kích thước:
Chiều cao h = 0,3 ( m )
Đáy là tam giác vuông có kích thước:
a = 0,45 ( m )
b = 0,3 ( m )
V’B = 2. . a.b = 2. .0,3.0,45.0,3 = 0,0135 ( m3 )
V”B là thể tích phần lăng trụ tam giác có kích thước:
Chiều cao h = 0,2 ( m )
Đáy là tam giác vuông có kích thước:
a = 0,32 ( m )
b = 0,3 ( m )
V”B = h.B = 0,2. .0,3.0,32 = 0,0096 ( m3 )
- V2 = V2’ + V2”
V2’ là thể tích phần lăng trụ có đáy là hình thang kích thước:
h’ = 0,7 ( m )
a = 0,07 ( m )
b = 0,45 ( m )
V2’ = h.B = 0,2. .( 0,07 + 0,45 ) 0,7 = 0,0364 ( m3 )
V2” là thể tích phần lăng trụ tam giác vuông kích thước:
h = 0,2 ( m )
a = 0,035 ( m )
b = 0,06 ( m )
V2” = h.B = 0,2. .( 0,035 + 0,06 ) = 0,0095 ( m3 )
V = 0,4528 + 0,0135 + 0,0096 + 0,0364 + 0,0095 = 0,5176 ( m3 )
So sánh với kích thước máng cấp liệu yêu cầu chúng tôi thấy: V > Vct
Như vậy kích thước của máng cấp liệu thoả mãn yêu cầu.
26
4.4. Tính toán bộ truyền động xích.
Do vị trí đặt máy không bố trí được khối nối trục cho nên chọn bộ truyền
xích là bộ truyền trung gian từ đầu ra của hộp giảm tốc và trục của tang dẫn.
4.4.1. Chọn loại xích.
Chọn loại xích ống con lăn vì vận tốc của bộ truyền không cao ( n= 32
vòng/ phút), và loại xích ống con lăn thì có giá thành thấp hơn so với các loại xích
khác.
4.4. 2. Định số răng đĩa xích.
+ Chọn tỉ số truyền của bộ truyền xích i = 3.
+ Theo bảng 11.4 ( BT CTM trang 274) chúng tôi lấy số răng đĩa xích nhỏ Z1= 25
+ Xác định số răng đĩa xích lớn:
Z2 = i. Z1= 3. 25 = 75 (4.24)
+ Số vòng quay của đĩa xích dẫn:
n 1= i. n2 = 3.32 = 96 (vg/ ph) (4.25)
4.4. 3. Định bươc xích:
+ Để định bước xích t trước hết định hệ số điều kiện sử dụng:
k = kđka.k0.kđc.kb.kc
Trong đó:
- kđ là hệ số xét đến tính chất tải trọng ngoài, do tải trọng ít va đập nên chọn kđ = 1
- ka là hệ số xét đến chiều dài dãy xích, chọn ka = 1, chọn A = (30 + 50 )t
- k0 là hệ số xét đến cách bố trí bộ truyền, chọn k0 = 1 đường nối tâm 2 đĩa xích
làm với đường nằm ngang một góc nhỏ hơn 600.
- kb là hệ số xét đến điều kiện bôi trơn, kb = 1,5 vì bôi trơn định kì.
- kđc là hệ số xét đến khả năng điều chỉnh lực căng xích, kđc = 1
- kc là hệ số xét đến chế độ làm việc của bộ truyền, kc = 1.
Như vậy k = 1.1.1.1.1,5.1 = 1,5 (4.26)
Xác định công suất tính toán tính của bộ truyền xích:
Nt = k.kZ.knN
Trong đó:
N – công suất danh nghĩa, kW
27
kZ = là hệ số dạng đĩa dẫn
Z01 số răng đĩa dẫn của bộ truyền cơ sở Z01 = 25 .
kn =
no1 = 200 số vòng quay của bộ truyền cơ sở.
Nt = 0,71.1,5.2,08 = 2,22 ( kW ) (4.27)
Bước xích được chọn theo bảng 6-4 ( sách CTM ) thõa mãn điều kiện:
Nt
Trang bảng ( 6-4 ) chọn được xích ống con lăn 1 dãy có bước xích t = 15,875( mm
), diện tích bản lề F = 67,5 ( mm2 )
Kiểm nghiệm điều kiện: n1 ngh
Ứng với t = 15,875 ( mm ) thì ngh = 2150 (vòng/phút), vậy n1 = 96 (vòng/phút)
thõa điều kiện.
4.4. 4. Định khoảng cách trục và số mắt xích:
Khoảng cách trục:
A = ( 30 50 )t = 30.15,875 = 476 ( mm ) (4.28)
Số mắt xích:
X = = = 316
( mắc xích )
Kiểm nghiệm số lần va đập trong 1 giây.
u =
u = (4.29)
4.4. 5. Tính đường kính vòng chia của đĩa xích
Đường kính vòng chia đĩa dẫn
dc1 = ( mm ) (4.30)
Đường kính vòng chia đĩa bị dẫn
28
dc2 = ( mm ) (4.31)
4.4. 6. Tính lực tác dụng lên trục
R kP = ( N ) (4.32)
kt – hệ số xét đến tác dụng của trọng lực xích tác dụng lên trục, kt = 1,15
4.5. Tính toán thiết kế các trục của tang.
4.5.1. Trục tang chủ động.
+ Chọn vật liệu: Vật liệu chế tạo thép CT 45
+ Tính sơ bộ trục:
Tính sơ bộ trục được tính theo công thức:
d
Trong đó: C = 100 - 130 chọn C = 120
N = 0,71 (kW) (4.33)
n = 32 ( vòng/phút)
Thay vào ta được:
d (mm) (4.34)
Chọn sơ bộ trục: d = 34 (mm)
+ Tính gần đúng trục:
- Khoảng cách giữa hai đầu trục là l = 690 (mm)
- Momen xoắn được tính theo công thức:
Mx = (Nmm) (4.34)
- Lực vòng tác dụng lên tang được tính theo công thức:
Pv = (N) (4.35)
- Lực băng tải tác dụng lên trục:
Q = 7200 (N) (4.36)
- Lực xích tác dụng lên trục tang dẫn:
29
P1 = 1286 (N) (4.37)
- Tính phản lực các gối đỡ:
Hình 4.5. Sơ đồ lực tác dụng và biểu đồ nội lực tác dụng lên trục tang dẫn .
= 0
(N) (4.38)
Ta có: P1 + RAy + RBy = Q RAy = Q – ( P1 + RBy ) = 7200 – ( 1286 + 3753 )
RAy = 2162 ( N ) (4.39)
(N) (4.50)
Ta có: RAx = Pv – RBx = 1775 – 888 = 887 (N) (4.51)
- Tính momen uốn ở những tiết diện nguy hiểm:
Ở tiết diện n-n:
Mun-n = 70P1 = 1286.70 = 90020 (Nmm) (4.52)
Ở tiết diện m-m:
Mum-m=
30
Trong đó:
Mux= RBx. = 295.888 = 261960 (Nmm) (4.53)
Muy= RBy. 295 = 295.3753 = 1107135 (Nmm) (4.54)
Mum-m= = 1137704 (Nmm) (4.55)
- Tính đường kính trục ở hai tiết diện nguy hiểm n-n và m-m :
Đường kính trục được tính theo công thức:
d (mm)
Chọn = 63 ( N/mm2 )
Ở tiết diện n-n:
Mtđ = (Nmm)
(4.56)
dn-n (mm)
Chọn d = 40 ( mm ) để đảm bảo an toàn. (4.57)
Ở tiết diện m-m:
Mtđ= = 1152408 (Nmm)
dm-m (mm) (4.58)
Ở tiết diện m-m chọn đường kính: dm-m = 60 (mm)
+ Tính chính xác trục:
Tính chính xác trục được tính cho tiết diện chịu tải lớn nhất. Ở trục của
máy chúng tôi là tiết diện m-m: d = 60 ( mm )
Ta tính theo công thức:
Kiểm nghiệm
31
Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kì đối xứng:
( N/mm2 ),
Mu = 1050000 ( N/mm2 ); W = 18760 ( mm3 )
Bộ truyền làm việc 1 chiều nên ứng suất tiếp (xoắn) biến đổi theo chu kì
mạch động:
( N/mm2 )
W0=40000 ( mm3)
Giới hạn mỏi xoắn và uốn: trục làm bằng thép 45 có
Chọn hệ số trung bình và vật liệu thép của carbon trung bình
, ,
Bảng 7.4 tra ,
Hệ số tập trung ứng suất do rãnh then.
,
Tỷ số.
Vậy: với
Từ kết quả trên ta thấy trục đủ bền. Kết cấu trục như hình 6.6.
32
Sau khi tính các tiết diện nguy hiểm của trục, chúng tôi tiến hành chọn trục
theo yêu cầu kỹ thuật, còn các tiết diện khác chọn theo kết cấu lắp ráp của các chi
tiết máy.
Hình 4.6. Cấu tạo trục tang chủ động.
4.5.2. Trục tang bị động:
Do trục tang bị động chịu các lực giống như trục tang chủ động nhưng nó
không chịu lực kéo của bộ truyền xích. Nếu chọn trục bị động có kích thước như
trục dẫn động thì trục sẽ dư bền. Nhưng do kết cấu máy và tiện việc gia công trục
đơn giản nên chúng tôi chọn trục bị động giống trục dẫn động.
Hình 4.7. Cấu tạo trục tang bị động.
4.5.3. Tính then:
Chọn then lắp trục với tang quay.Dùng then bằng lắp vào mặt bích của tang.
Với đường kính trục d = 60 (mm), tra bảng 7-23 ( sách TK CTM). Chúng tôi
chọn then bằng, có các thông số như sau:
- Chiều rộng then b = 18 (mm) (4.59)
- Chiều cao h = 11 (mm)
- Chiều sâu rãnh then trên trục t = 5,5 (mm)
- Chiều sâu rãnh then trên lổ t1= 5,6 (mm)
- k = 6,8
- Chiều dài mayơ lm = 1,2d = 1,2.60 = 72 (mm)
33
- Chiều dài l = 0,8lm = 0,8.72 = 58 (mm)
Kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức 7-11( sách TK CTM)
Trong đó:
= 100 (N/mm2) (tra bảng 7-20 TK CTM)
Mx = 211890 (Nmm)
<
Kiểm nghiệm sức bền cắt của then theo công thức 7-12 ( sách TK CTM)
Với = 87 (N/mm2) (tra bảng 7-21 sách TK CTM)
<
Chọn then để lấp đĩa xích truyền động từ động cơ qua trục tang.Với đường
kính trục 35 (mm), tra bảng 7-23 ( sách TK CTM). Chúng tôi chọn then bằng, có
các thông số như sau:
- Chiều rộng then b = 10 (mm) (4.60)
- Chiều cao h = 8 (mm)
- Chiều sâu rãnh then trên trục t = 4,5 (mm)
- Chiều sâu rãnh then trên lổ t1= 3,6 (mm)
- k = 4,2
- Chiều dài mayơ lm = 1,2d = 1,2.35 = 42
- Chiều dài l = 0,8lmayơ = 0,8.42 = 34 (mm)
Kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức 7-11( sách TK CTM)
Trong đó:
= 100 (N/mm2) (tra bảng 7-20 TK CTM)
Mx = 211890 (Nmm)
34
<
Kiểm nghiệm sức bền cắt của then theo công thức 7-12 ( sách TK CTM):
Với = 87 (N/mm2) (tra bảng 7-21 sách TK CTM)
<
4.5.4 Tính toán thiết kế các ổ lăn.
Dự kiến chọn loại ổ bi đỡ 1 dãy. Để tiến hành tính toán hệ số làm việc ổ lăn
ta cần có những thông số sau:
- Số vòng quay trục tang n = 32 vòng/phút
- Thời gian làm việc là 5 năm, mỗi năm là 350 ngày và mỗi ngày là 8 h nên:
h = 5.350.8 = 14000 (h)
Từ đó chúng tôi tính hệ số khả năng làm việc theo công thức:
C = Q.( n.h ) Cbảng
Trong đó: Q= (Kv.R+ m.At).Kn.Kt
Tra bảng 8-2 chọn m = 1,5
Tra bảng 8-3 chọn Kt = 1; tải trọng tĩnh
Tra bảng 8-4 chọn Kn = 1; nhiệt độ làm việc ,1000C
Tra bảng 8-5 chọn Kv = 1
At= 0 (không có lực dọc trục);
R = RB = (N)
Thay vào công thức trên ta được:
Q = (1.3856).1.1 = 3856 N = 385,6 daN
C = 385,6.(32.14000) = 19121
Từ đó chúng tôi tra bảng 14P (sách TK CTM) ứng với d = 40 mm, lấy ổ lăn
cỡ nhẹ, rộng vừa có kí hiệu 108. Ổ lăn trên có:
Cb = 20000 > Ct = 19121
- Đường kính ngoài D = 68 (mm)
- Chiều rộng B = 15 (mm)
35
4.6. Chế tạo.
Chế tạo được thực hiện tại khoa cơ khí công nghệ.
4.6.1. Công nghệ chế tạo vỏ máy.
Công nghệ chế tạo các chi tiết dạng vỏ máy bao gồm các chi tiết và cụm
chi tiết chính như sau: Máng cấp liệu, vỏ máy, đầu tháo liệu công nghệ chế tạo
chúng được thực hiện theo các nguyên công sau:
- Nguyên công 1: Chọn phôi là thép tấm theo chiều dài thiết kế. Kích thước của
phôi được chọn theo kích thước khai triển của các chi tiết.
- Nguyên công 2: Vẽ khai triển các chi tiết, cắt chúng bằng khí oxy- axêtylen với
các chi tiết có hình dạng khuôn thẳng hoặc nằm trong hình bao của phôi cũng như
chiều dày, không cho phép cắt bằng dụng cụ cắt thủ công bằng tay.
- Nguyên công 3: Tạo hình dạng các chi tiết, chi tiết tròn xoay ta dùng máy cuốn.
Các chi tiết hình hộp phẳng thì 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 từng cụm chi tiết hay bộ phận
máy.
- Nguyên công 5: Kiểm tra.
4.6.2. Công nghệ chế tạo trục.
Bao gồm trục chủ động và trục bị động:
- Nguyên công 1: Chọn phôi là thép CT 45. 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 trụ trên máy tiện dùng 2 lần gá để
gia công 2 đầu.
- Nguyên công 5: Tiện tinh các bề mặt trục trong hai lần gá để đạt kích thước và
độ bóng theo yêu cầu.
- Nguyên công 6: Phay rãnh then.
- Nguyên công 7: Kiểm tra.
4.6.3. Lắp ráp.
- Lắp tang vào trục.
36
- Lắp trục vào ổ bi.
- Lắp ổ bi với trục vào thân máy.
- Lắp đĩa xích vào trục.
- Lắp băng tải vào hai tang, sau đó dùng bộ phận căn băng để điều chỉnh căng cho
phù hợp.
- Lắp máng cấp liệu vào thân máy
- Lắp động cơ vào giá đỡ động cơ.
- Lắp xích vào các đĩa xích.
4.7. Khảo nghiệm
4.7.1. Chạy rà.
Sau khi máy được lắp ráp xong, tiến hành chạy rà ở chế độ không tải.
Mục đích:
Nhằm kiểm tra các mối lắp ghép, kiểm tra sự làm việc bình thường của các
chi tiết, chạy rà các bộ phận quay và các chi tiết truyền động. Trong phần kiểm tra
chạy rà, tập trung đánh giá sự làm việc bình ổn của băng tải: băng tải có bị chạy
lệch ra khỏi tang hay không?
Kết quả:
Máy chạy không rung động, không phát ra tiếng động lạ trong quá trình
chạy rà, các băng tải chạy ổn định không bị lật hay chéo băng.
4.7.2. Khảo nghiệm.
6.10.2.1. Mục đích khảo nghiệm:
+ Đánh giá chất lượng làm việc của máy thông qua các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật
đo đạc.
+ So sánh kết quả thu nhận từ tính toán thiết kế với kết quả thực nghiệm.
+ Chuyển giao máy vào sản xuất.
6.10.2.2. Kết quả khảo nghiệm:
Kết quả khảo nghiệm được ghi nhận ở bảng 4.1.
Bảng 4.1. Kết quả khảo nghiệm.
Độ Mở
Cửa
Năng suất định mức (kg/h) Công suất tiêu thụ kW
3 mm 6 mm 9 mm 3 mm 6 mm 9 mm
37
TT
1 522,7 1.032,6 1.522,4 0,657 0,660 0,733
2 541,8 1.091,8 1.588,9 0,676 0,671 0,682
3 565,6 1.068,7 1.597,3 0,623 0,715 0,738
4 528,5 1.082,1 1.572,6 0,612 0,677 0,728
5 532,9 1.046,4 1.565,8 0,629 0,718 0,685
TB 538,3 1064,3 1569,4 0,639 0,688 0,713
Kết quả xử lý số liệu :
Định lượng với mức mở cửa là 3 mm:
+ Năng suất định lượng trung bình:
= 538,3 kg/h (4.61)
+ Độ lệch chuẩn định lượng: S = 16,78 kg/h (4.62)
+ Phạm vi biến động định lượng:
– t /2 . Q + t /2 .
538,3 – 2,776. kg/h Q 538,3 + 2,776. kg/h
517,5 kg/h Q 559 kg/h (4.63)
+ Sai số định lượng: d = S/ = 3,1 %. (4.64)
+ Công suất chi phí định lượng với trung bình: = 0,639 (4.65)
+ Phạm vi công suất tiêu thụ:
– t /2 . N + t /2 .
0,639 – 2,776. kW N 0,639 + 2,776. kW
0,607 kW N 0,671 kW (4.66)
Định lượng với mức mở cửa là 6 mm:
+ Năng suất định lượng trung bình: = 1.064,3 kg/h (4.67)
+ Độ lệch chuẩn định lượng: S = 24,59 kg/h (4.68)
+ Phạm vi định lượng:
38
– t /2 . Q + t /2 .
1064,3 – 2,776. kg/h Q 1.064,3 + 2,776. kg/h
1.033,8 kg/h Q 1.094,8 kg/h (4.69)
+ Sai số định lượng: d = S/ = 2,3 %. (4.70)
+ Phạm vi công suất tiêu thụ:
– t /2 . N + t /2 .
0,688 – 2,776. kW N 0,688 + 2,776. kW
0,654 kW N 0,722 kW (4.71)
Định lượng với mức mở cửa là 9 mm:
+ Năng suất định lượng trung bình: = 1.569,4 kg/h (4.72)
+ Độ lệch chuẩn định lượng: S = 29,12 kg/h (4.73)
+ Phạm vi biến động định lượng:
– t /2 . Q + t /2 .
1.569,4 – 2,776. kg/h Q 1.569,4 + 2,776. kg/h
1.533,2 kg/h Q 1.605,6 kg/h (4.74)
+ Sai số định lượng: d = S/ = 1,9 %. (4.75)
+ Công suất chi phí định lượng với trung bình: = 0,639 (4.76)
+ Phạm vi công suất tiêu thụ:
– t /2 . N + t /2 .
0,713 – 2,776. kW N 0,713 + 2,776. kW
0,679 kW N 0,747 kW (4.77)
6.11. Ý kiến thảo luận
Kết quả khảo nghiệm máy định lượng mà đề tài tiến hành thiết kế, chế tạo
cho những nhận xét sau:
+ Máy định lượng than bột dạng băng tải làm việc liên tục phù hợp với yêu cầu
công nghệ sản xuất gạch nung bằng lò Tuynel. Dung sai định lượng phù hợp với
39
công nghệ. Sai số định lượng trong khỏang từ 1,9 – 3,1 %. Khi mức định lượng
than tăng thì sai số định lượng giảm.
+ Công suất tiêu thụ thay đổi ít. Điều này chứng tỏ công suất chi phí chủ yếu cho
chạy không vì lượng than nằm trên băng tải là không đáng kể so với khối lượng
băng.
+ Năng suất định lượng than phục vụ cho yêu cầu sản xuất gạch của các lò Tuynel
có năng suất từ 20 ÷ 45 triệu viên năm.
+ Máy có kết cấu đơn giản, làm việc với độ tin cậy cao.
+ Máy có mức tiêu thụ điện năng riêng thấp.
40
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
5.1. Kết luận.
Quá trình thực hiện đề tài và đưa máy định lượng than vào sản xuất chúng
tôi có những kết luận sau:
+ Máy định lượng than do đề tài tính toán thiết kế và chế tạo phù hợp với dây
chuyền công nghệ sản xuất gạch nung bằng lò tuy nel có năng suất 20 - 45 triệu
viên/năm. Máy định lượng chính xác, đảm bảo thỏa mãn yêu cầu công nghệ của
quá trình sản xuất gạch nung bằng lò tuy nel.
+ Các thông số kỹ thuật của máy phù hợp với tính toán và thực nghiệm
+ Máy có cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng, dễ điều chỉnh, dễ sửa chữa chăm sóc.
5.2. Đề nghị.
Đề nghị tiếp tục theo dõi để định hướng nghiên cứu tiếp theo máy định
lượng than tốt hơn.
41
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.Nguyễn Hồng Ân, Nguyễn Danh Sơn, 2004. Máy vận chuyển liên tục. Nhà xuất
bản Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh.
2.Hoàng Xuân Nguyên,1994. Dung sai lắp ghép và đo lường kỹ thuậ.Nhà xuất
bản Giáo dục.
3.Nguyễn Như Nam, Trần Thị Thanh, 2000. Máy gia công cơ học nông sản thực
phẩm , Nhà xuất bản Giáo dục
4.Nguyễn Trọng Hiệp-Nguyễn Văn Lẫm, 2004.Thiết kế chi tiết máy. Nhà xuất
bản
Giáo dục
5.Trần Hữu Quế,1999. Vẽ kỹ thuật cơ khí tập1. Nhà xuất bản Giáo dục
6.Trần Hữu Quế, Đặng Văn Cứ, Nguyễn Văn Tuấn, 1999. Vẽ cơ khí tập 2. Nhà
xuất bản Giáo dục
7.Nitriportric S.N, 2003. Bài tập chi tiết máy (VõTrần Khúc Nhã dịch ). Nhà xuất
bản Hải Phòng.
42
PHỤ LỤC
(Bổ sung hình ảnh chụp ở nơi lắp đặt)
43
![[68/2015/TT-BTNMT] Thông tư quy định kỹ thuật đo đạc trực tiếp địa](https://img.pdfslide.tips/doc/110x75/5896e85b1a28ab2c438b59f5/682015tt-btnmt-thong-tu-quy-dinh-ky-thuat-do-dac-truc-tiep.jpg)
