NGHIEN cufu - TRAO D5l PHirONG PHAP THIET KE MAY EP VIEN CHAT DOT TlTRCKVI A METHOD TO DESIGN RICE HUSK BRIQUTTE PRESSING MACHINE Nguyen Manh Toan, Bui Tu^n Anh Vien Ca Khi, Tnicmg D
Trang 1NGHIEN cufu - TRAO D(5l
PHirONG PHAP THIET KE MAY EP VIEN CHAT DOT
TlTRCKVI
A METHOD TO DESIGN RICE HUSK BRIQUTTE PRESSING MACHINE
Nguyen Manh Toan, Bui Tu^n Anh
Vien Ca Khi, Tnicmg Dai hoc Bach Khoa Ha Npi
TOM TAT
Bai bdo trinh bay phuang phdp thiet ke mdy ep vien chdt dot tit ram Su dung phdn mem
mo phong nhdm toi uu hoa thiet ke mdy ep vien chdt dot Ket qud mo phong co the duac dijng
Idm ca sa trong viec tinh todn thiet ke hodc kiem nghiem cdc mdy moc, thiet bi ciing nhu dua ra
khuyen cdo cho nguai su dung
Tir kh6a: Vien chdt dot, ram, mdy ep vien ram
ABSTRACT
This paper presents a method in designing straw briquette pressing machine which used
finite element simulation in order to optimize designing machine The simulation result could be
reference parameters in designing, optimizing: inspecting machine or even giving guidance and
warning to users
Keywords: Briquette, straw, straw briquette pressing machine
l.DATVANDE
d Viet Nam, mdi nam co Idioang 40 trieu tin rem bi d6t bo sau khi thu hoach Viec dot
rom gay ra lang phi, Ichoi bui va 6 nhilm moi truong, tang nhiet dp Idiong ichi cue bp cho moi
truong xung quanh, anh huong den sue Ichoe cua nguoi dan, gia tang nguy co tai nan giao thong
do anh huong ciia Ichoi bui Ep ram tao thanh vien ch3t dSt la mpt huong tan thu nang lugng va
han che tac hai neu tren '^
ISSN 0866 - 7056
TAP CHl CO KHi VIET NAM, S5 1+2 nam 2015
Trang 2NGHIEN cufu-TRAO D C I
Viec tinh toan, lua chpn phucmg phap
ep ram hap ly, t i i mi hoa thiet ke, che tao may
ep ram thanh vien chSt d i t , thuc nghiem van
hanh may tao ra san pham dam bao cac tieu chi
de ra la cong viee quan trpng va can thiet
2 LU^A C H O N P H l / O N G AN E P T A O
VIEN CHAT D 6 T TU* R O M
gia nhiet nhim giam chi phi dau tu thiet hi may moe eiing nhu chi phi san xuat Tuy nhien do khoi luang ligng cflng nhu nhiet luang ciia ram thdp nen de dam bao cung cap du nhiet lupng cho nhu cau sii dung cua nguoi dan, can phai
ep vien voi ap luc dii Ian nham tao ra mat dp ep cao cho vien chat dot Hinh I mo ta phucmg an
ep tao vien chat dot tir ram
Trong thanh phan hoa hpc cua ram tinh
theo kh6i lupng kho co chiia tai 14% Imhin
(lignin) [1,2], la mot chit vo dinh hinh ton tai
a ca th^ rin va the long, co the su dung lam
chit keo dinh kk khi chiing chuyen hi the
long sang the ran Lignin tan chay a nhiet dp >
200''C hoac khi bi ep a ap luc Ion (>1000 Mpa)
[1,2,3,4] Loi dung tinh ehat nay cua hgnin, cac
phuong an ep tao vien cac nguyen lieu co chiia
lignin (gO, triu, mun cua ) da duac xay dung:
Ep tao vien co gia nhiet vai nhiet dp 1cm hon
nhiet dp chay deo cua lignin va ep khong gia
nhiet vai ap lire cao [1,2,4] Phuang phap ep
tao vien co gia nhiet co uu diem khong can ap
luc cao nhung nguyen lieu co kha nang bi chay
do qua trinh gia nhiet, be mat khong duac bong
min Phucmg phap ep tao vien vai dp luc cao
CO uu diem: ty trgng vien nen cao, dp nen chat
cao, vien ep chac, be mat bong dep, khong bi
chay xem nhung may ep doi hoi ap luc rat lan,
khuon ep nhanh mon, cong suat may lan [2,3]
Tu do, de ep tao vien ehat dot tu ram ta eo 2
phuang phap ep: Ep tao vien co gia nhiet vai ap
luc thap va ep tao vien khong gia nhiet vai ap
luc cao
Vien chat dot dupe tao ra tu bpt ram
huong toi doi tuong su dung la cac hp nong
dan thu nhap thap, khong yeu cau tham my
cao nhung phai dam bao gia thanh che tao thap
dong thai cung phai thuan tien trong qua trinh
sii dung Voi cac dac diem do, may ep tao vien
chat dot duoc lua chpn theo phuang phap ep co
Nguyfin li&j rin
Tang ^ Kn i p
Ltgnin chay deo (hoa keo)
•
Gia nhi^
Tao win
Hinh 1 Sa do quy trinh cong nghe ep vien co thdnh phdn Lignin
3 T O I UtI H O A T H I E T KE MAY E P VIEN
C H A T D O T T t r R O M Thuc nghiem cho thay, khi ep co gia nhiet, ap luc thap han Qua trinh gia nhiet lam lignin hoa keo va dinh ket vat lieu lai voi nhau thanh mpt kh6i th6ng nhat, ran chac Nhiet lupng chay khong hi anh huong nhieu boi luc
ep ma bi anh huong boi thanh phan nguyen lieu cua vien ep Qua khao sat thuc te tac gia lira chpn vien chat dot co dang hinh tru co ducmg
kinh ngoai D^.^ = 100 mm phu hpp vai yeu cau
chit d6t thay thi than t6 ong De vien chat dot
CO thk chay triet &h, ddng thai co the duy tri qua
trinh chay trong mpt khoang thai gian 40 - 60 phut/vien, cac 16 thong khi cung cap cho qua trinh chay dupe dua vao thiet ke
Ciing theo thuc nghiem, ram dupe
nghiSn min va siy kho (ca hat ~ 1 mm va dp am
15 ^ 20%) thi ty trpng eiia bpt rom 150 -^ 170
kg/m^ Va ty s6 nen ciia ram trong qua trinh tao vien n i m trong khoang 6 - ^ 7 tuy theo ap luc
ISSN 0866 - 7056
TAP CHI CO KHI VIET NAM, S6 K 2 nam 2015
Trang 3NGHIEN cufu - TRAO D 6 I
tao vien De ep ra mpt vien chit dot co kich
thuoe tuang ducmg vien than t6 ong (chieu cao
khoang 120 mm) thi hanh Mnh ep se rit Icm: I
= 600 - 720 mm
Vai dac diem cua qua trinh ep vien chat
dot, lire ep lan nhat dat 75 tin, phuang an ep
tgo vien chat dot vai co cau sinh luc ep la xy
lanh thuy lue duac lua chpn Do dac thu khi ep
ram, tong hanh trinh ep Ion, nhung phin Ian
qua trinh ep se co ap luc nho, ap luc chi tang
6 giai doan sau cung ciia qua trinh ep Do do
de may ep co kich thuoc nho gpn, chia qua
trinh ep tao vien chat dot thanh 2 giai doan:
Giai doan ep so bp va giai doan ep chinh Giai
doan ep sa bp co ap luc nho nhimg hanh trinh
cung nhu van t6c ep lorn va giai doan ep chinh
CO ap li;e Ian nhung hanh trinh ep nho
Sau khi tao hinh trong khuon kin, vien
chat dot can phai dupe day ra khoi khuon ep de san sang cho chu ky ep tiep theo Chuyen dpng day vien chat dot ra khoi khuon co the thuc hien bang chinh xy lanh ep tao vien Tuy nhien,
do xy lanh thiiy lire Ian, van toe dich chuyen thucmg nho De nit ngan chu ky san xuat, tang nang suat nhung khong lam thay doi cong suat tieu hao nang luang cua may, ta chpn phuong
an sir dung xy lanh thiiy luc thii 3 co duong kinh nho hon de day san pham ra khoi khuon Tong ket lai, may ep vien ehat dot se bao gom 3 ehuySn dpng tinh tien dupe dan dpng bed 3 xy lanh thiiy lire, Ian lugt thuc hien nhiem vu ep so bp giam kich thuoc nguyen lieu, ep chinh tao vien va day san pham ra khoi khuon Sau moi chu ky ep, khuon ep se dupe quay luan chuyen tuan tu qua cac vi tri ep da co dinh truae nha dpng ea thiiy luc So do dpng may ep dupe mo ta tren hinh 2
Hinh 2 Sa do dpng mdy ep vien:
1) Bam thity luc, 2) Dong ca thuy lire ddn dpng khudn xoay: 3) Khuon xoay; 4) Xy lanh days dn phdm; 5)
Xy lanh i'P chinh; 6) Xy lanh ep sa bp; 7) Dong co thuy luc ddn dpng true vit cdp lieu; 8) True vit cdp lieu *"
ISSN 0866 - 7056
TAP CHi CO KHi VIET NAM, S6 I +2 nam 2015
Trang 4V >V:A
NGHIEN cufu-TRAODOI
Khuon ep lien hoan dupe bo tri dang
khuon quay, moi khuon bo tri leeh nhau mot
goc 120" tren mpt vong tron d6ng tam Khi ep,
ca 3 qua trinh: Ep sa bp, ep chinh va day san
phim dupe thue hien mpt each dong thai tai
3 vi tri ciia khuon ep Chuyen dpng quay eiia
khuon ep dupe din dong boi dong co thuy luc
Nhien lieu cip vao xy lanh ep sa bp nho vit
tai dupe dan dpng boi dpng co thuy lue Nhu
vay, toan bp cac ca cau chap hanh cua may ep
dupe din dpng bai cac co cau chap hanh thuy
luc Cac thong s6 dugc chpn sa bg de tien hanh
kiim nghiem thiet ke bang phuang phap phan
tu hihi han, co su ho trg cua phan mem tinh
toan Sa d6 dat tai va trang thai bien dang ciia
khung may khi chiu tai trpng 80 tin su dung
modun Cosmos Simulation cua phan mem
Solidworks dugc the hien tren hinh 3
Hinh 3 Trgng thdi biin dgng cua khung mdy khi
chiu tdi trpng 80 tdn
Ket qua mo phong cho thay khi chiu
lai 80 tan, voi thanh tang ciing phia sau, bien
dang lan nhat eiia vaeh may la 6,2 mm va vi tri
bien dang lan nhat nam a goc xa nhat tinh tir
vi tri dat luc ep Vj tri nay co gia tri bien dang
lan vi cac goc ciia vach may dang dugc de tu
do, khi CO mpt bien dang nho phia trong tam
vach may, bien dang nay se ngay lap tiic dupe
khuyech dai thanh chuyen vi eua goc bien vach
may (thuc chat goc bien vach may khong hi
bien dang D6 han che chuyen vi nay, ta chi can tang Cling cae goc may bang 3 bu long giang M24 dat tai 3 goc dang tu do cua may Tai tSm ciia mat khuon ep chinh - vi tri true tiep chju luc ep, vach khuon chi bi bien dang voi bien
dp khoang 1,5 mm Gia tri nay co the tam chip nhan dugc voi mOt may ep vien ehat dot tu ram (co doi hoi dp chinh xac kich thuac khong cao) Hay noi each khac thiet ke ciia khung may dam bao kha nang Iam viec cua may
Vien chat dot dugc ep tiing vien mot trong khuon kin nen khi ket thiic qua txinh tao vien, vien ehat dot can phai dugc day ra khoi khuon de san sang cho loat ep tiep theo Vai phuang an khuon ep dang khuon quay lien hoan nen tai moi vi tri, may chi thuc hien mgt cong doan Do do ta co the de dang bo tri ca cau day san pham ra khoi khuon quay bang mot xy lanh thiiy lyc co hanh trinh dich chuyen khong nho
hem chilu dai khuon ep 0 day, de thuan tien
trong qua trinh sira chua va bao duong sau nay, nhom nghien cuu chpn xy lanh day san pham
la xy lanh thuy lire giong vai xy lanh ep sa b6;
CO duong kinh D =80 mm, hanh trinh 250 mm, duang kinh can piston 55mm.[5,6]
Khuon ep vien chat dot la chi tiet chiu luc lan, CO the bi bien dang khi tao hinh, anh hudng tai kich thuoc vien chat dot va qua trinh day vien ra khoi khuon Do do, viee thiet ke
va kiem nghiem can phai dupe tien hanh, tren
ca so do tim ra kich thuoc va ket cau phu hpp vai yeu ciu thilt k l Voi ap luc len vien chat ddt khi ep chinh x i p xi 1250 k^cm^ tucmg iing voi tong luc ep tao vien 75 tan Chpn khuon
ep vien chat dot co dang hinh tru co duong kinh trong D bing duong kinh vien chat dot
= 100 mm, khuon dugc che tao tir thep C45 nhiet luyen dat 45 HRC, thanh khuon day 15
mm Tien hanh kiim tra khuon ep voi ap luc tao nen thanh khuon lan nhat dupe lay chinh bing ap luc 1250 kg/cm- Khuon dupe ngam hai d i u bai vach khuon Trang thai iing suat va biln dang cua khuon duge mo ta tren hinh 4
ISSN 0866 - 7056
TAP CHi CO KHi VIET NAM, S6 I + 2 n a m 2 0 I 5
Trang 5NGHIEN Ciiu - TRAO OpI
(a) Trgng thdi img sudt (b) Trgng thdi bien dgng
Hinh 4 Trgng thdi ung sudt vd bien dang cita vd khudn khi chiu dp luc 1250 kg/cm^
Ket qua tinh toan mo phong cho thay khi chiu ap luc true tiep len thanh bang vai ap lire vien (1250 kg/cm^) thi vo khudn bien dang theo phuang duang kinh vai gia tri bien dang lan nhat 0,172 mm Miic dp bien dang nay la kha nho va co the chap nhan dugc doi vai khuon ep viSn chat dot
4 KET LUAN
Qua ket qua phan tich thanh phan va tinh chat ciia ram vai muc dich tao ra vien chat dot bang phucmg phap ep co gia nhiet lam ea sa thiet ke may ep vien chat dot Cac cong cu tinh toan
va mo phong cung dugc sir dung nham toi uu hoa thiet ke may ep vien chat dot tir rom co duong kinh 100 mm, chieu dai 210 mm Phuang phap nay co the dugc su dung trong viec tinh toan thiet
ke hoac kiem nghiem cac may moc, thiet hi tuang tu Tu do dua ra khuyen cao sii dung cung nhu toi uu hoa cac thiet ke d6.*t*
Ngay nhan bai: 14/01/2015
Ng^y phan bien: 15/02/2015
T^i li§u tham khao:
[1] Khoa hpc gd, Trucmg Dai hpc Lam nghiep Viet Nam, NXB Nong nghiep Ha Npi 2000 [2] "Discovery of Lignin in Seaweed Reveals Convergent Evolution of Cell-Wall Architecture"; Martone,
Pt; Estevez, Jm; Lu, F; Ruel, K; Denny, Mw; Somerville, C; Ralph; Current biology: CB 19 (2): 169-75 doi:10.I016/j.cub.2008.12.031 ISSN 0960-9822 PMID 19167225
[3] ''Lignin and its Properties: Glossary of Lignin Nomenclature"; Dialogue/Newsletters Volume 9,
Num-ber 1 Lignin Institute July 2001 Retrieved 2007-10-14
[4] "Chemical Modification, Properties, and Usage of Lignin"; Thomas Q Hu (Jun 15, 2002); ISBN-13:
978-0306467691
[5] Pham V3n Nghe, D6 Van Phiic , Thiil bi ddp tgo hinh - mdy ep cakhi, NXB Khoa hpc Ky thuat 2004 [61 Nguyen Tien Luang, Tu dpng hda thuy khi trong mdy,'HXB Khoa hpc Ky thuat, 2011
ISSN 0866 - 7056
TAP CHi CO KHI VIET NAM, S6 1+2 nam 2015