Nhận biết nhu cầu lớn về máy phân loại cát trên thị trường, nhiều nơi đã cho ra đời những chiếc máy đó, giải quyết những khó khăn khi làm thủ công và tăng đáng kể năng suất dừa được lột.
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - KHOA CƠ KHÍ
LỚP: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ DT01 HỌC KỲ 211, NĂM HỌC 2021-2022
THUYẾT MINH
ĐỀ TÀI: MÁY SÀNG CÁT XÂY DỰNG NĂNG SUẤT 10T/H
GVGD: NGUYỄN VĂN THẠNH SVTH:
MSSV:
Trương Vũ Đình Khoa 1810728 Nguyễn Cao Duy Minh 1813082
TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 05 NĂM 2021
Trang 2MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 3
CHƯƠNG 1.PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 4
I.THÀNH LẬP NHÓM THIẾT KẾ 4
II.BÀI TOÁN THIẾT KẾ 4
CHƯƠNG 2.KẾ HOẠCH THỰC HIỆN VÀ BIỂU ĐỒ THANH 5
I.KẾ HOẠCH THỰC HIỆN 5
II.BIỂU ĐỒ THANH QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN 6
CHƯƠNG 3.XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT BÀI TOÁN THIẾT KẾ 7
I.XÁC ĐỊNH ĐỐI TƯỢNG KHÁCH HÀNG 7
II.XÁC ĐỊNH YÊU CẦU CỦA KHÁCH HÀNG 7
III.XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT 7
CHƯƠNG 4.CÁC Ý TƯỞNG THIẾT KẾ 9
I.CÁC YẾU TỐ TÁC ĐỘNG ĐẾN KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA THIẾT KẾ 9
II.THAM KHẢO CÁC PHƯỚNG ÁN THIẾT KẾ HIỆN CÓ 9
III.ĐƯA RA Ý TƯỞNG CHO BÀI TOÁN THIẾT KẾ 13
CHƯƠNG 5.ĐÁNH GIÁ Ý TƯỞNG, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 16
I.MA TRẬN QUYẾT ĐỊNH ĐÁNH GIÁ CÁC Ý TƯỞNG: 16
II.CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA Ý TƯỞNG THIẾT KẾ 17
CHƯƠNG 6.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 18
CHƯƠNG 7.ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM 19
TÀI LIỆU THAM KHẢO 20
Trang 3LỜI MỞ ĐẦU
Đất nước đang phát triển với tốc độ cao,các công trình hạ tầng và giao thông được xây dựng ồ ạt
ở khắp mọi nơi làm cho nhu cầu về vật liệu xây dựng tăng cao hơn bao giờ hết Một trong những loại vật liệu cơ bản của ngành xây dựng là cát Trong đó, cát dùng cho chế tạo vữa và được dùng với khối lượng lớn Cát là vật liệu dạng hạt nguồn gốc tự nhiên bao gồm các hạt đá và khoáng vật nhỏ và mịn Kích thước cát hạt cát từ 0,05 mm tới 1 mm (thang Kachinskii sử dụng tại Nga và Việt Nam hiện nay) Một hạt vật liệu tự nhiên nếu có kích thước nằm trong các khoảng này được gọi là hạt cát Nhưng trong thực tế cát ngoài tự nhiên có lẫn rất nhiều tạp chất như lá, thân cây, hạt sạn có kích thướt lớn.v.v
Vì vậy để làm sạch cát trước khi xây dựng, người ta phải cần phân loại cát sạch và tạp chất để tránh việc không đảm bảo chất lượng khi thi công Để thực hiện được các nhu cầu đó, các máy phân loại cát được thiết kế, gọi là máy sàng cát
Nhận biết nhu cầu lớn về máy phân loại cát trên thị trường, nhiều nơi đã cho ra đời những chiếc máy đó, giải quyết những khó khăn khi làm thủ công và tăng đáng kể năng suất dừa được lột Nhóm đã tiến hành nghiên cứu các ý tưởng liên quan, tìm hiểu những ưu, nhược điểm của những ý tưởng đó và thiết kế lại một chiếc máy phân loại cát
Mặc dù nhóm đã cố gắng, tuy nhiên với lượng kiến thức còn hạn chế và chưa có kinh nghiệm nên thiết kế của nhóm vẫn chưa được hoàn chỉnh Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp và những lời góp ý của quý thầy (cô) để giúp nhóm hoàn thiện hơn trong bản thiết kế này và những thiết
kế sau
Trong quá trình làm bài tập lớn, nhóm chúng em đã nhận được sự hướng dẫn tận tình cuả thầy Nguyễn Văn Thạnh, giúp cho nhóm có thể áp dụng những kiến thức cần thiết vào công việc thiết kế của mình
Nhóm em xin cảm ơn
Trang 4CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
I THÀNH LẬP NHÓM THIẾT KẾ
Ngày 10/9/2021 thành lập nhóm BTL môn “Thiết kế hệ thống cơ khí”
Đề tài: Thiết kế máy sàng cát xây dựng năng suất 10T/h
Thông tin cơ bản của các thành viên trong nhóm
Thành viên 1: Trương Vũ Đình Khoa (Nhóm trưởng)
Mã số sinh viên: 1810728
Email: khoa.truong.yuuttn12@hcmut.edu.vn
Thành viên 2: Nguyễn Cao Duy Minh
Mã số sinh viên: 18113082
Email: minh.nguyen2062000@hcmut.edu.vn
Thành viên 3: Đào Huỳnh Nam
Mã số sinh viên: 1810334
Email: nam.dao1210@hcmut.edu.vn
II BÀI TOÁN THIẾT KẾ
Cát là vật liệu quan trọng bật nhất trong ngành xây dựng.Cát xây dựng có nhiều loại như cát vàng xây dựng,cát xây tô,cát san lấp…Và dù sử dụng loại cát nào thì chúng ta đều cần phải sàng lọc cát trước khi đưa vào thi công,nhằm loại bỏ tạp chất,rác,… giúp cát đảm bảo được chất lượng tốt nhất Hiện tại đa số những công trình thi công vẫn còn sử dụng phương pháp thô sơ,đó là sàng bằng lưới.Phương pháp này chưa tối ưu khi quá mất thời gian và sức lực,cũng như chất lượng cát sau khi sàng cũng không được đảm bảo.Mặt khác,việc tập trung sản xuất các loại máy sàng cát cũng chưa được phổ biến rộng rãi
Nhận biết những nhu cầu lớn về sàng lọc cát trong xây dựng như hiện nay,cũng như những khó khăn của việc sàng cát theo phương pháp và phương tiện thủ công,nhóm quyết định chọn đề tài “Thiết
kế máy sàng lồng để sàng cát xây dựng” để thực hiện trong môn học Thiết kế hệ thống cơ khí
Trang 5CHƯƠNG 2 KẾ HOẠCH THỰC HIỆN VÀ BIỂU ĐỒ THANH
I KẾ HOẠCH THỰC HIỆN
Thời gian thực hiện bài tập lớn kéo dài trong 12 tuần, nhóm gồm 5 thành viên thực hiện Để hoàn thành công việc nhanh chóng và có hiệu quả, nhóm trưởng Võ Hoảng Phú đã tiến hành phân công các nhiệm vụ khác nhau cho các thành viên
Nhiệm vụ 1: xác định nhu cầu khách hàng
Công việc: Tìm hiểu thị trường ngành chế biến dừa thông qua các phương tiện báo đài, mạng xã hội, internet… Khảo sát các khu vực sản xuất dừa để hiểu rõ hơn về các thao tác bóc tách vỏ dừa Khảo sát các khách hàng về những nhu cầu thiết yếu khi muốn mua một chiếc máy bóc tách vỏ dừa và đưa nó vào trong mục tiêu thiết kế của nhóm
Phân công: cả nhóm
Thời gian: 2 tuần
Nhiệm vụ 2: tổng hợp, phân tích các nhiệm vụ thiết kế, các yêu cầu kỹ thuật cho bài toán thiết kế Công việc: Tổng hợp các kết quả khảo sát đã tiến hành, thông qua đó chuyển đổi thành các yêu cầu kỹ thuật một cách rõ ràng, cụ thể và phổ biến cho nhóm
Phân công: cả nhóm
Thời gian: 2 tuần
Nhiệm vụ 3: đưa ra các ý tưởng cho bài toán thiết kế
Công việc: Dựa vào các yêu cầu kỹ thuật đã đề ra, tiến hành tìm hiểu các loại máy đã có sẵn trên thị trường về ưu, nhược điểm và cách vận hành của từng máy Đưa ra các ý tưởng cơ bản (bằng những
sơ đồ nguyên lý hoạt động, lời văn, hình vẽ)
Phân công: cả nhóm
Thời gian: 3 tuần
Nhiệm vụ 4: đánh giá ý tưởng, lựa chọn phương án thiết kế
Công việc: Tổng hợp các ý tưởng, đánh giá khả năng thực hiện, ưu và nhược ddirrm của các ý tưởng và đưa ra lựa chọn về phương án nhóm sẽ tiến hành thiết kế
Phân công: cả nhóm
Thời gian: 1 tuần
Trang 6Nhiệm vụ 5: tính toán thiết kế sản phẩm
Công việc: Tính toán các chi tiết, bộ phần cần thiết có trong máy theo các chỉ tiêu đã nêu ra ở nhiệm vụ 2 Tiến hành vẽ bản vẽ chung, bản vẽ chi tiết (nếu có) của chi tiết, bản vẽ lắp, bảng kê chi tiết sản phẩm
Phân công: cả nhóm
Chi tiết:
Nhiệm vụ 6: đánh giá sản phẩm
Công việc: Đánh giá khả năng làm việc, giá thành sản phẩm, khả năng chế tạo, lắp ráp, độ an toàn cũng như khả năng bảo trì và khả năng bảo vệ môi trường của máy
Phân công: Cả nhóm
Thời gian: 1 tuần
Nhiệm vụ 7: viết thuyết minh, làm powerpoint thuyết trình, báo cáo và nộp bài
Công việc:
Trình bày bài thuyết minh hoàn chỉnh: Trương Vũ Đình Khoa
Làm bài thuyết trình powerpoint và báo cáo: Đào Huỳnh Nam, Nguyễn Cao Duy Minh
Thời gian: 2 tuần
II BIỂU ĐỒ THANH QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN
Nhiệm vụ Thực hiện 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Xác định nhu cầu
khách hàng Cả nhóm
Tổng hợp, phân tích
nhiệm vụ thiết kế Cả nhóm
Đưa ra ý tưởng Cả nhóm
Đánh giá, lựa chọn
phương án Cả nhóm
Tính toán thiết kế Cả nhóm
Đánh giá sản phẩm Cả nhóm
Viết thuyết minh,
powerpoint
Khoa, Nam, Minh
Trang 7CHƯƠNG 3 XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT BÀI TOÁN THIẾT KẾ
I XÁC ĐỊNH ĐỐI TƯỢNG KHÁCH HÀNG
Đối tượng quan tâm ở đây là các chủ xây dựng có yêu cầu về vật liệu cát xây dựng phải đảm bảo tiêu chuẩn nhưng không muốn tốn nhiều tiền để đầu tư một máy sàng cát công suất lớn như ở các trạm trộn bê tông Các thiết kế tương tự trên thị trường khá đắt, gây khó khăn cho những cơ sở sản xuất với quy mô không lớn lắm
II XÁC ĐỊNH YÊU CẦU CỦA KHÁCH HÀNG
Sau quá trình thu thập thông tin, khảo sát ở các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ, nhóm đã rút ra được các ý kiến, những vấn đề quan tâm chính của khách hàng về một chiếc máy bóc tách vỏ dừa mà họ nghĩ là họ sẽ sẵn sàng mua:
• Sử dụng đơn giản
• Tuổi thọ làm việc cao, máy bền
• Dễ lắp ráp, bảo trì và sửa chữa
• Năng suất cao
• Giá thành thấp
• Tính an toàn cho người sử dụng
• Tính thẩm mỹ
III XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT
Yêu cầu kỹ thuật tổng quát:
Từ việc xác định xong yêu cầu khách hàng, nhóm chuyển các yêu cầu đó thành các yêu cầu kỹ thuật tổng quát của máy:
(Đánh giá theo các mức:
0: Không có quan hệ
1: Có một chút quan hệ
2: Có mối quan hệ vừa phải 3: Quan hệ chặt chẽ)
Bảng chuyển đổi yêu cầu khách hàng thành yêu cầu kỹ thuật
Trang 8Yêu cầu của khách hàng Yêu cầu kỹ thuật Quan hệ
Dễ sử dụng Kích thước, hình dáng 2 Tuổi thọ/độ bền cao Vật liệu 3
Dễ lắp ráp, bảo trì Số lượng các chi tiết 2 Năng suất cao Công suất động cơ 3
Kích thước nhỏ gọn
Kích thước khung máy 3
Số chi tiết 2 Kích thước hình dáng 3 Tính thẩm mỹ Kích thước, hình dáng 3
Dễ vận chuyển Kích thước, hình dáng 2
Trọng lượng 3
Yêu cầu kỹ thuật cụ thể:
Năng suất: 10 tấn/h Số năm làm việc: 3 năm
Số ngày làm việc trong năm: 250 ngày Số ca làm việc trong ngày: 2 ca
1 ca làm việc 8 tiếng
Một lần làm việc sàng được 1 tấn cát thô
Trang 9CHƯƠNG 4 CÁC Ý TƯỞNG THIẾT KẾ
I CÁC YẾU TỐ TÁC ĐỘNG ĐẾN KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA THIẾT KẾ
Yêu cầu kỹ thuật về mô đun độ lớn và kích cỡ hạt của cát trong xây dựng.( Theo
TCVN 7570_2006)
- Theo giá trị mô đun độ lớn, cát dùng cho bê tông và vữa được chia ra 2 nhóm chính:
+ Cát thô khi mô đun độ lớn trong khoảng từ 2,0-3,3
+ Cát mịn khi mô đun độ lớn trong khoảng từ 0,7-2,0
Cát có thành phần hạt như quy định trong Bảng 1 được sử dụng để chế tạo bê tông và vữa cho tất cả các cấp bê tông và mác vữa
Kích thước lỗ sàng Lượng sót tích lũy trên sàng, % khối lượng
Trang 10II THAM KHẢO CÁC PHƯỚNG ÁN THIẾT KẾ HIỆN CÓ
Thiết kế 1: Máy sàng cát dạng lồng
a Mô tả kết cấu: kết cấu gồm 1 lồng sàng dài 1.4m ,đường kính 79cm,1 động cơ điện 750W,lưới inox 304
b Mô tả hoạt động:
Động cơ làm cho hộp giảm tốc chuyển động, dưới tác động của lực ly tâm làm cho sàng quay với biên độ tròn, tạo ra sự chuyển động của cát trong khoang lưới sàng Cát sẽ sẽ theo mắt lưới sàng đi xuống dưới,những tạp chất như đá,sỏi,…sẽ được phân loại đi ra ngoài
c Ưu điểm:
Máy sàng lồng có hệ thống mắt sàng được chế tạo bằng thép hợp kim Carbon chống mài mòn hoặc lưới Inox, đảm bảo máy được hoạt động bền bỉ, tránh bị rỉ sét, mài mòn sau một thời gian sử dụng
Máy sàng lồng tiêu thụ năng lượng thấp nhưng lại mang đến năng suất làm việc cao, hiệu quả sàng lọc cao, có thể sàng lọc và rửa sạch sản phẩm
Máy hoạt động khá êm ái, chống ồn tốt, không làm ảnh hưởng đến môi trường làm việc xung quanh
d Nhược điểm:
• Vẫn cần phải xúc cát vào lồng
• Lượng cát mỗi lần sàng chưa thực sự quá nhiều do giới hạn về kích thước của lồng sàng
Trang 11e Một vài hình ảnh cụ thể:
Máy sàng lồng của cơ khí Đức Phương
Máy sàng lồng của cơ khí Anh Đức
Trang 12Thiết kế 2: Máy sàng cát theo cơ cấu CAM
a Mô tả kết cấu: kết cấu đơn giản chỉ gồm 1 cơ cấu CAM, khay, 4 ổ lăn, khung đỡ
b Mô tả hoạt động:
CAM nối với khay bằng khớp quay, khởi động động cơ thì đĩa CAM nối với động cơ quay dẫn theo khớp quay vừa chuyển động tịnh tiến vừa chuyển động quay làm cả khay chuyển động tiến và lùi làm cho cát lọt xuống lỗ lưới rớt xuống khay đựng cát trượt xuống phễu ra ngoài Phế liệu do có kích
to hơn lỗ lưới nên đọng lại
c Ưu điểm
• Sàng không bị xoáy nên cái khay được gắn với khung bằng dầm treo 4 góc vừa bền với rẻ tiền
• Sàng được chế tạo bằng thép hợp kim Carbon chống mài mòn hoặc lưới Inox, đảm bảo máy được hoạt động bền bỉ, tránh bị rỉ sét, mài mòn sau một thời gian sử dụng
d Nhược điểm:
• Bốn góc xài bạc đạn chạy không êm, mau hư vì bụi bẩn
• Chỉ cho ra 1 loại sản phẩm khi qua sàng
e Một vài hình ảnh cụ thể:
Máy sàng cam của cơ khí Kiến Thức
Trang 13III ĐƯA RA Ý TƯỞNG CHO BÀI TOÁN THIẾT KẾ
1 Ý tưởng 1:
a Mô tả kết cấu:
Gồm bộ khung đặt trên nền xưởng, cơ cấu tay quay – thanh trượt bố trí như hình vẽ, chuyển động tịnh tiến và một động cơ truyền chuyển động cho toàn hệ thống
b Nguyên tắc hoạt động:
Động cơ truyền chuyển động cho tay quay, truyền lên con trượt làm làm con trượt chuyển động tịnh tiến Khi cát thô được cho từ trên xuống, con trượt gắn liền với màng lọc sẽ chuyển động tịnh tiến liên tục, phần cát tinh sẽ rơi xuống dưới, còn phần cát thô sẽ bị giữ lại trên lưới lọc
c Đánh giá ưu và nhược điểm:
• Ưu điểm:
▪ Thao tác làm việc đơn giản, không đòi hỏi nhiều kỹ năng ở người vận hành
▪ Cơ cấu đơn giản, dễn lắp đặt, thay thế
▪ Ít chi tiết giúp việc bảo trì đơn giản
• Nhược điểm :
▪ Năng suất phụ thuộc vào kích thước máy
Hình vẽ minh họa ý tưởng 1
Trang 142 Ý tưởng 2:
a Mô tả kết cấu:
Gồm 1 lồng sàng dài 1.4m, đường kính 79cm,1 động cơ điện 750W, lưới inox 304
b Nguyên tắc hoạt động:
Máy sàng lồng được chế tạo bởi khung chịu lực tốt, sàng lưới, trục quay, động cơ điện, hộp giảm tốc, vv Động cơ làm cho hộp giảm tốc chuyển động, dưới tác động của lực ly tâm làm cho sàng quay với biên độ tròn, tạo ra sự chuyển động của cát trong khoang lưới sàng Cát sẽ sẽ theo lỗ sàng đi xuống dưới, những tạp chất như đá,sỏi,…sẽ được phân loại đi ra ngoài Cấu trúc tầng của máy sàng lồng giúp
nó có thể sàng lọc cát đạt hiệu quả sàng cao Tốc độ quay có thể được điều chỉnh thông qua hôp giảm tốc và biến tần
c Đánh giá ưu, nhược điểm:
• Ưu điểm
▪ Máy sàng lồng có hệ thống mắt sàng được chế tạo bằng thép hợp kim Carbon chống mài mòn hoặc lưới Inox, đảm bảo máy được hoạt động bền bỉ, tránh bị rỉ sét, mài mòn sau một thời gian sử dụng
▪ Máy có thiết kế đơn giản, dễ vận hành cũng như dễ dàng bảo dưỡng, sửa chữa, thay thế vật tư phụ tùng
▪ Máy sàng lồng tiêu thụ năng lượng thấp nhưng lại mang đến năng suất làm việc cao, hiệu quả sàng lọc cao, có thể sàng lọc và rửa sạch sản phẩm
▪ Máy hoạt động khá êm ái, chống ồn tốt, không làm ảnh hưởng đến môi trường làm việc xung quanh
▪ Thùng sàng được thiết kế theo công nghệ tiên tiến nhất với chất lượng cao và năng suất hoạt động lớn Cấu tạo của thùng sàng cũng có khả năng loại bỏ được ùn tắc trong quá trình vận hành
▪ Đặc biệt, đối với những loại vật liệu dạng ẩm mà lỗ sàng lại nhỏ hay gây tắc sàng thi máy sàng lồng sẽ được thiết kế hệ thống chổi quét để chống tắc mặt sàng rất tối ưu đối với người sử dụng
• Nhược điểm:
Trang 153 Ý tưởng 3:
a Mô tả kết cấu:
• 1 cơ cấu CAM
• Khay 2 ngăn trên và dưới:
▪ ngăn trên có lưới chứa cặn
▪ ngăn dưới không có lưới chứa cát
• Đường ray cho khay tịnh tiến ( có thể thay bằng bánh xe )
• Khung đỡ
b Nguyên lý hoạt động
CAM nối với khay bằng khớp quay, khởi động động cơ thì đĩa CAM nối với động cơ quay dẫn theo khớp quay vừa chuyển động tịnh tiến vừa chuyển động quay làm cả khay trên và khay dưới chuyển động tiến và lùi làm cho cát lọt xuống lỗ lưới rớt xuống khay dưới Phế liệu do có kích to hơn
lỗ lưới nên đọng lại
c Ưu điểm
Sàng không bị xoáy nên cái khay được gắn với khung bằng dầm treo 4 góc vừa bền với rẻ tiền sàng được chế tạo bằng thép hợp kim Carbon chống mài mòn hoặc lưới Inox, đảm bảo máy được hoạt động bền bỉ, tránh bị rỉ sét, mài mòn sau một thời gian sử dụng
d Nhược điểm:
• Bốn góc xài bạc đạn chạy không êm, mau hư vì bụi bẩn
• Chỉ cho ra 1 loại sản phẩm khi qua sàng