thiết kế máy trộn và máy ép viên trong dây chuyền chế biến thức ăn chăn nuôi

Từ những đặc điểm đã nêu trên ta thấy rằng trongquá trình sấy xảy ra các quá trình trao đổi nhiệt và traođổi chất, cụ thể là : quá trình truyền nhiệt từ chất tảinhiệt cho vật sấy, quá tr

CHƯƠNG 1 TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ SẤY BÃ SẮN

1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ QUÁ TRÌNH SẤY :

Quá trình sấy là quá trình làm khô các vật thể, các vậtliệu các sản phẩm,v.v bằng phương pháp bay hơi Nhưvậy muốn sấy khô một vật ta phải tiến hành các biệnpháp kỹ thuật sau :

- Gia nhiệt cho vật thể để đưa nhiệt độ của nó lênđến nhiệt độ bão hoà ứng với phần áp suất của hơinước trên bề mặt vật

- Cấp nhiệt để làm bay hơi ẩm trong vật thể

- Vận chuyển hơi ẩm đã thoát ra khỏi vật thể vàomôi trường

Có nhiều cách gia nhiệt vật thể và cũng có nhiều cáchvận chuyển hơi ẩm từ bề mặt vật thể vào môi trường.Tương ứng với chúng có nhiều phương pháp sấy khácnhau Từ những đặc điểm đã nêu trên ta thấy rằng trongquá trình sấy xảy ra các quá trình trao đổi nhiệt và traođổi chất, cụ thể là : quá trình truyền nhiệt từ chất tảinhiệt cho vật sấy, quá trình truyền ẩm từ trong vật sấy

ra ngoài bề mặt vật sấy, quá trình truyền ẩm từ bềmặt vật sấy vào môi trường Các quá trình truyền nhiệt,truyền chất trên xảy ra đồng thời trên vật sấy, chúng cóảnh hưởng qua lại lẫn nhau Để khống chế và điềìukhiển quá trình sấy tiến triển theo hướng có lợi chongười sử dụng, chúng ta cần nghiên cứu quá trình truyềnnhiệt và truyền chất trong thiết bị sấy

Quá trình sấy bao gồm hai quá trình xảy ra liên tiếplà : truyền ẩm từ trong vật sấy ra ngoài bề mặt và thoáthơi ẩm từ bề mặt vào môi trường Tốc độ sấy phụthuộc vào tốc độ biến đổi ẩm trong vật sấy và trên bềmặt vật sấy

Trong nhiều công trình nghiên cứu, người ta xem quátrình truyền nhiệt và truyền chất đồng dạng nhau Vìvậy tương tự như phương trình Furiê về dẫn nhiệt ta cóphương trình dẫn chất mô tả sự dẫn ẩm trong vật thểnhư sau :

qm = - m u = - am. o

u

Trong đó : u là gradien độ chứa ẩm

SVTH : Nguyễn Hoàng Quốc Tiến 1

Khi sấy tiếp xúc sự gia nhiệt thực hiện ở mộtphía của vật sấy, gradien độ ẩm có chiều từ bề mặttiếp xúc hướng ra phía ngoài còn gradien nhiệt độ cóchiều ngược lại Trường hợp này gradien nhiệt độ tăngcường quá trình sấy còn gradien độ ẩm kìm hãm quá trìnhsấy Dòng ẩm thoát ra từ vật là :

qm = qmt + qma

Khi sấy bức xạ , lúc đầu bề mặt vật được gianhiệt rất nhanh gây nên độ tăng ẩm rất lớn giữa tâm vàbề mặt vật Độ chênh này gây nên ứng suất cơ học đángkể Nếu vật liệu là xốp mao dẫn thì ứng suất này sẽlàm nứt vật sấy Do đó sấy bức xạ thuần tuý khôngđược dùng để sấy các vật xốp mao dẫn ( trong côngnghiệp ) Khi ứng dụng cần phải kèm theo các phương phápgia nhiệt khác nữa

Khi sấy bức xạ bằng tia hồng ngoại, tia này cóthể thâm nhập vào chiều sâu vật thể 3  5 mm, vì vậy ởchiều sâu này nhiệt độ vật lớn hơn nhiệt độ bề mặt vậtthể Ở chiều sâu này gradien độ ẩm và cả gradien nhiệtđộ đều gia tăng dòng ẩm thoát ra từ vật Vì vậy sứcbức xạ bằng tia hồng ngoại rất hiệu quả với các vậtliệu mỏng ( chiều dày nhỏ hơn 10  12mm ) mm )

1.1.2 Quá trình trao đổi nhiệt và chất giữa bề mặt vật sấy và môi trường

SVTH : Nguyễn Hoàng Quốc Tiến 2mm )

u

 =

am .2mm )

u

Trong quá trình sấy, môi chất sấy chuyển động baobọc lấy bề mặt vật sấy Ở đây xảy ra quá trình trao đổinhiệt và trao đổi chất giữa bề mặt vật sấy và môi chấtsấy Quá trình này rất phức tạp và được mô tả bằng hệthống các phương trình vi phân và các điều kiện đơn trị củachúng Khi sấy xảy ra quá trình bay hơi ẩm từ vật vào môitrường ( thông thường quá trình này xảy ra trong điều kiệnkhông đẳng nhiệt ) dòng hơi ẩm thoát ra từ vật vào môitrường bao gồm ba thành phần:dòng ẩm khuyếch tán,dòng ẩm khuyếch tán nhiệt và dòng ẩm theo khuyếch tánphân tử, tức là :

qm = qmk + qmt + qmp

Dòng khuyếch tán qmk gây nên bởi chênh lệch nồngđộ hơi ẩm giữa bề mặt vcà môi trường Dòng khuyếchtán nhiệt qmt gây nên do chênh lệch nhiệt độ giữa bềmặt và môi trường Còn dòng khuyếch tán phân tử qmp gâynên do chênh lệch áp suất hơi ở bề mặt vật và môitrường Thông thường dòng khuyếch tán và dòng khuyếchtán phân tử đóng vai trò chủ yếu, còn dòng khuyếch tánnhiệt rất nhỏ , trong nhiều trường hợp có thể bỏ qua Khinhiệt độ tăng việc thoát ẩm bằng dòng phân tử tăng lênvà khi nhịêt độ tới 1000C thì ở áp suất khí quyển dòngphân tử trở nên là chủ yếu ( 100% ) Sự truyền nhiệt từmôi chất sấy đến vật ẩm là nguyên nhân dẫn đến sựthoát ẩm vào môi trường , đồng thời dòng ẩm thoát ra từvật sấy vào môi trường cũng ảnh hường đến quá trìnhtruyền nhiệt Chúng ta nghiên cứu ảnh hưởng tương hổcủa hai quá trình này Khi môi chất sấy chuyển động baobọc quanh bề mặt vật sấy, trên bề mặt vật sấy hìnhthành các lớp biên thuỷ động và lớp biên nhiệt Đồng thờiquá trình thoát ẩm từ bề mặt vật ẩm vào môi trườngcũng hình thành trên bề mặt vật lớp biên độ chứa ẩm.Trong các lớp biên này tồn tại sự thay đổi tốc độ , nồngđộ và độ ẩm ( hay phân áp suất hơi ) Để tính toán đượccác quá trình truyền nhiệt, truyền chất ở đây cần xácđịnh các qui luật thay đổi các thông số bên trong các lớpbiên này Công việc này có thể thực hiện bằng giải tíchhay bằng các phương pháp thực nghiệm hoặc là kết hợpcác kết quả nghiên cứu giải tích và thực nghiệm để giảiquyết các vấn đề này

1.2 ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH SẤY :

Động học quá trình sấy khảo sát sự thay đổi của cácthông số đặc trưng của vật sấy trong quá trình sấy Khinhgiên cứu động học quá trình sấy , các thông số này

thường lấy giá trị trung bình Các thông số được nghiêncứu thường thường là độ chứa ẩm u, độ ẩm w nhiệt độsấy tv, tốc độ sấy

t

u



 Trong quá trình sấy các thông sốnày thay đổi theo thời gian sấy Các qui luật nghiên cứuđược ở động học quá trình sấy cho phép tính toán lượngẩm bay hơi, nhiệt lượng cần cung cấp cho quá trình sấy,từ đó xác định được thời gian sấy cũng như các chế độsấy phù hợp nhất đối với các loại sản phẩm sấy khácnhau

Sự thay đổi nhiệt độ tại mỗi phần của vật phụthuộc vào cường độ và quan hệ của các quá trình trao đổinhiệt , chất trong lòng vật và trên bề mặt vật dưới tácdụng của môi trường xung quanh vật sấy Trong đó vai tròquyết định là quá trình truyền nhiệt, truyền chất giữavật và môi trường Trao đổi nhiệt và chất bên trong vật làquá trình rất phức tạp bị ảnh hưởng của dạng liên kếtẩm trong vật thể Để xác định các quy luật thay đổi củatrường độ ẩm trong vật phụ thuộc vào không gian ( x,y,z )và thời gian  : u = ( x,y,z,  ) và trường nhiệt độ của vậtsấy tv = f (x,y,z,  ) bằng giải tích, cần phải giải phươngtrình vi phân phi tuyến rất phức tạp Ngoài ra để miêu tảchính xác quá trình cần biết rỏ các đặc điểm diễn biếncủa quá trình sấy Vì vậy việc nghiên cứu động học quátrình sấy bằng thực nghiệm là vô cùng quan trọng Đểtiện khảo sát người ta xét trường hợp đơn giản nhất là :tác nhân sấy là không khí nóng có các thông số không đổisau : nhiệt độ t, độ ẩm tương đối , tốc độ lưu động V.Độ chứa ẩm trong vật sấy được phân bố đều trong vật,vật sấy có bề mặt bay hơi tương đối lớn

1.2.1 Đặc điểm diễn biến quá trình sấy :

Nếu chế độ sấy tương đối dịu, tức là nhiệt độvà tốc độ chuyển động của không khí không lớn, đồngthời vật có độ ẩm tương đối cao, thì quá trình sấy sẽ xảy

ra theo ba giai đoạn : giai đoạn làm nóng vật, giai đoạn sấytốc độ không đổi và giai đoạn sấy tốc độ giảm dần

1.2.1.1 Giai đoạn làm nóng vật :

Giai đoạn này bắt đầu từ khi đưa vật vào buồngsấy tiếp xúc với không khí nóng cho tới khi nhiệt độ vậtđạt đến bằng nhiệt độ nhiệt độ nhiệt kế ướt ( tư ) Trong quá trình này toàn bộ vật sấy được gia nhiệt Ẩmlỏng trong vật cũng được gia nhiệt cho đến khi đạt đượcnhiệt độ sôi ứng với phân áp suất nước trong trong môitrường không khí trong buồng sấy ( tư ) Do được làm nóng

SVTH : Nguyễn Hoàng Quốc Tiến 4

nên độ ẩm của vật có giảm chút ít do bay hơi ẩm cònnhiệt độ của vật thì tăng dần từ nhiệt độ ban đầu chođến khi bằng nhiệt độ nhiệt kế ướt Tuy vậy sự tăngnhiệt độ trong quá trình xảy ra không đồng đều ở phầnngoài và phần trong vật Vùng trong vật đạt đến tư chậmhơn Đối với những vật dể sấy thì giai đoạn làm nóngvật xảy ra rất nhanh

1.2.1.2 Giai đoạn tốc độ sấy không đổi :

Kết thúc giai đoạn gia nhiệt, nhiệt độ nhiệt độ vậtbằng nhiệt kế ướt Tiếp tục cung cấp nhiệt, ẩm trongvật sẽ hoá hơi còn nhiệt độ của vật giữ không đổi nênnhiệt lượng cung cấp chỉ để làm hoá hơi nước Ẩm sẽhoá hơi ở lớp vật liệu sát bề mặt vật, ẩm lỏng ở bêntrong vật sẽ truyền ra ngoài bề mặt vật để hoá hơi Donhiệt độ không khí nóng không đổi, nhiệt độ vật cũngkhông đổi nên chênh lệch nhiệt độ giữa vật và môi trườngcũng không đổi Do vậy tốc độ bay hơi ẩm của vật cũngkhông đổi Điều này sẽ làm cho tốc độ giảm của độ chứaẩm của vật theo thời gian (

i

u





) không đổi, có nghĩa là tốc

độ sấy không đổi

ra trong giai đoạn này là ẩm tự do Khi độ ẩm của vậtđạt đến trị số giới hạn uk = ucbmax thì giai đoạn sấy tốcđộ không đổi chấm dứt Đồng thời cũng là chấm dứt giaiđoạn thoát ẩm tự do chuyển sang giai đoạn sấy tốc độgiảm

1.2.1.3 Giai đoạn sấy tốc độ giảm dần :

Kết thúc giai đoạn sấy tốc độ không đổi ẩm tự dođã bay hơi hết, còn lại trong vật là ẩm liên kết Nănglượng để bay hơi ẩm liên kết lớn hơn so với ẩm tự do vàcàng tăng lên khi độ ẩm của vật càng nhỏ ( ẩm liên kếtcàng chặt ) Do vậy tốc độ bay hơi ẩm trong giai đoạn nàynhỏ hơn giai đoạn sấy tốc độ không đổi, có nghĩa là tốcđộ sấy trong giai đoạn nhỏ hơn và càng giảm đi theo thờigian sấy Quá trình sấy càng tiếp diễn, độ ẩm của vậtcàng giảm, tốc độ sấy cũng giảm cho đến khi độ ẩm củavật giảm đến bằng độ ẩm cân bằng ứng với điều kiệnmôi trường không khí ẩm trong buồng sấy ( ucb , cb ) thì quátrình thoát ẩm của vật ngừng lại có nghĩa là tốc độ sấy

do tốc độ sấy nhỏ nên thời gian sấy kéo dài Về lýthuyết để cho độ ẩm giảm đến độ ẩm cân bằng thì thờigian sấy    tức là đường cong u = f ( ) tiệm cận vớiđường thẳng ucb=const Tuy vậy trong thực tế người tasấy đến độ ẩm cuối của sản phẩm sấy có thể đạtđến sẽ khác nhau Cần chú ý đến những điều kiện trênđây để khi chọn nhiệt độ của không khí tiếp xúc với vậtliệu sấy ở giai đoạn cuối quá trình sấy

Trong ba giai đoạn sấy kể trên, giai đoạn thứ nhấtthường xảy ra rất nhanh so với hai giai đoạn tiếp theo Vìvậy trong nhiều trường hợp người ta chia quá trình sấy rathành hai giai đoạn: giai đoạn sấy tốc độ không đổi (baogồm cả giai đoạn gia nhiệt)





u

= const hay còn gọi là giai

đoạn đẳng nhiệt và giai đoạn sấy tốc độ giảm





u

 0hay giai đoạn nhiệt độ tăng

1.2.2 Các qui luật cơ bản của quá trình sấy :

Các qui luật thay đổi các đặc tính cơ bản của qúatrình sấy là những qui luật nhận được qua nghiên cứuthực nghiệm Trong đó quan trọng nhất là các qui luậtthay đổi của độ ẩm theo thời gian sấy, qui luật thay đổicủa nhiệt độ sấy theo thời gian sấy và qui luật thay đổicủa tốc độ sấy Các qui luật này biểu thị dưới dạng đồthị tương ứng là các đường cong sấy, đường cong tốc độsấy và đường cong nhiệt độ vật sấy

1.2.2.1 Đường cong sấy :

Đường cong sấy biểu diễn quan hệ giữa độ chứaẩm và nhiệt độ vật sấy theo thờo gian : u = f ( )và tv = f( ) Ba giai đoạn của quá trình sấy biểu diễn trên đồ thịtương ứng bằng các đoạn OA , OB và OC

SVTH : Nguyễn Hoàng Quốc Tiến 6

Hình 1.1 Đường cong sấy

Trong giai đoạn sấy tốc độ không đổi, độ ẩm và và

nhiệt độ có quan hệ tuyến tính với thời gian Còn trong giai

đoạn gia nhiệt và giai đoạn sấy tốc độ giảm, quan hệ

này có dạng đường cong Đường cong thay đổi nhiệt độ

của vật trong giai đoạn làm nóng vật và giai đoạn sấy

tốc độ giảm không trùng nhau đối với các lớp bên trong vật

( a’ , b’ ) và các lớp trên bề mặt vật ( a , b )

1.2.1.2 Đường cong tốc độ sấy :

Đường cong tốc độ sấy biểu thị quan hệ giữa

sấy tại mỗi thời điểm được biểu thị bằng độ dốc của

đường cong u = f ( ) tại thời điểm đó Trong quá trình sấy,

độ ẩm của vật giảm dần nên chiều diễn biến của đường

cong tốc độ sấy là từ phải sang trái Trong giai đoạn làm

nóng vật, tốc độ sấy tăng nhanh từ 0 đến trị số N sau

đó giữ không đổi trong suốt giai đoạn sấy đầu cho tới khi

độ ẩm giảm đến trị số K1

b b’

u

o

32mm ) 1

Hình.1.2 Đường cong tốc độ sấy

Trong giai đoạn sấy tốc độ giảm , tốc độ sấy sẽgiảm từ trị số N tới 0 ứng với độ ẩm cân bằng của vật

cb Trong giai đoạn này đường cong tốc độ sấy có dạngkhác nhau tuỳ thuộc vào cấu trúc, kích thước và bản chấtvật sấy Đường 1 gần như đường thẳng là trường hợpsấy các vật liệu mỏng cá cấu trúc sợi như giấy, cáctôngmỏng Đường 2mm ) ứng với trường hợp sấy các vật dạngtấm như vải, da mỏng, tấm hồ, bột Đường 3 là đườngcong ứng với các vật liệu gốm, đường cong này có bềlõm quay ngược với đường cong 2mm ) chứng tỏ ở giai đoạncuối liên kết ẩm chặt chẽ (ẩm hấp thụ ) chiếm tỷ lệkhá lớn Đường cong 4 là đường cong ứng với các vật keonhư đất sét Đường cong 5 là của của các vật keo xốp maodẫn

1.2.1.3 Đường cong nhiệt độ sấy

Đường cong nhiệt độ sấy tv = f ( u ) nói chung có dạngnhư hình dưới Trong quá trình sấy độ chứa ẩm u của vậtgiảm dần nên quá trình sấy trên đồ thị này diễn biến theochiều u giảm ( từ phải sang trái ) Vật ở trạng thái đầu u0 ,

t0 được gia nhiệt tăng nhiệt độ cho đến tư Trong giaiđoạn sấy tốc độ không đổi nhiệt độ vật bằng tư Tronggiai đoạn sấy tốc độ giảm nhiệt độ vật ( tv ) tăng dần vàkhi đạt đến trạng thái cân bằng giữa vật sấy và môitrường ( trong buồng sấy ) thì tv = tf (tf là nhiệt độ môi chấtsấy ), còn độ chứa ẩm của vật là ucb Trong giai đoạn làmnóng vật nhiệt độ tâm vật và bề mặt vật khác nhau,nhiệt độ bề mặt vật thay đổi nhanh hơn còn ở tâm vậtthay đổi chậm hơn nhưng cuối cùng khi đã đạt đến trạngthái cân bằng nhiệt thì chúng đều bằng nhau và bằng vớinhiệt độ môi chất sấy tf ( trên đồ thị đường nét đứt biểuthị nhiệt độ tâm vật sấy )

SVTH : Nguyễn Hoàng Quốc Tiến 8

Hình.1.3 Đường Cong Nhiệt Độ Sấy

Đường cong nhiệt độ sấy có ý nghĩa rất lớn trongcông nghệ sấy vì chất lượng sản phẩm sấy phụ thuộcrất nhiều vào nhiệt độ sấy cũng như thời gian lưu củavật trong nhiệt độ này Dựa vào sự thay đổi nhiệt độvật trong trong quá trình sấy có thể xác định được cácdạng liên kết ẩm và một số đặc tính quan trọng kháccủa quá trình tách ẩm

Như đã trình bày ở trên, trong suốt quá trình sấy,nhiệt độ của vật không bằng nhiệt độ của môi trườngsấy Ở giai đoạn gia nhiệt và giai đoạn sấy tốc độ khôngđổi, nhiệt độ của vật chỉ giới hạn bằng nhiệt độ củanhiệt kế ướt vì vậy có thể cho phép môi chất sấy cónhiệt độ cao nhưng có độ ẩm tương đối nhỏ Chẳng hạnkhi tăng nhiệt độ của không khí ẩm có độ chứa ẩm d =8g/kg từ trị số 2mm ) 000C đến 4500C thì nhiệt độ nhiệt kếướt chỉ tăng lên từ 470C lên đến 630C Vật sấy có độ ẩmcàng cao thì càng ít chịu ảnh hưởng xấu khi tăng nhiệt độmôi trường sấy ( ở giai đoạn đầu quá trình sấy )

Tác hại của nhiệt đô đáng kể nhất là lúc tách ẩmthẩm thấu và ẩm mao dẫn ở giai đoạn sau quá trình sấy.Như vậy dựa vào đường cong nhiệt độ sấy có thể chọnchế độ sấy cường độ cao mà vẫn đảm bảo thoả mãnnhững yêu cầu công nghệ cần thiết đối với vật sấy Đốivới những vật có liên kết ẩm hoá học thì chỉ được phéptách ẩm từ các hang xốp hoặc ẩm bám trên thành tếbào, tức là chỉ tách ẩm mao dẫn và ẩm hấp thụ thôi thìmới bảo đảm giữ vững được những tính chất ban đầucủa vật Thông thường ẩm tồn tại trong vật dưới dạnglỏng, nhiệt lượng cung cấp cho vật trong quá trình sấychủ yếu là để hoá hơi ẩm lỏng, còn một phần để thắnglực liên kết giữa ẩm với bề mặt khô Ẩm truyền trongvật dưới dạng lỏng hay hơi cũng là một trong những yếutố ảnh hưởng nhiều đến cơ chế và tốc độ quá trình sấy

1.3 THU HỒI PHẾ LIỆU TRONG TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT SẮN VÀ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG :

Ngày nay với tốc độ phát triển của khoa học và côngnghệ , tất cả các nhà máy đã được hiện đại hoá các dâychuyền sản xuất, nhằm cải tạo và giảm bớt sức lao độngcủa con người Song song với sự phát triển đó, môi trườngsống của chúng ta ngày càng bị ô nhiễm nặng nề bỡilượng chất thải của các nhà máy sản xuất ngày càngnhiều Trong đó, nhà máy sản xuất tinh bột sắn là mộttrong những nhà máy có lượng chất thải gây ô nhiễm môitrường nhất trong các nhà máy chế biến nông sản Chấtthải ở nhà máy chế biến tinh bột sắn là bã sắn gồmhỗn hợp nước, chất xơ và các tạp chất khác Lượngchất thải này nếu không được xử lý, khi thải ra môi trườngsẽ gây ra mùi hôi thối, ảnh hưởng đến một vùng không gianrộng, gây ra nhiều bệnh tật cho cán bộ công nhân viên nhàmáy và người dân sống xung quanh nhà máy Do đó, thu hồiphế liệu trong công nghệ sản xuất tinh bột sắn và xử lýmôi trường là vấn đề bức thiết của ban giám đốc các nhàmáy

Phương pháp xử lý bã sắn thải ra được ứng dụngrộng rãi hiện nay trong các nhà máy chế biến tinh bộtsắn là dùng máy ép, ép bã sắn để tách nước riêng vàchất xơ riêng ra để xử lý Trong nước vẫn còn có tinh bộtsắn, người ta đem lọc lại nước đó để thu hồi lượng tinhbột còn sót lại, nước sau khi qua một vài khâu xử lý, thải

ra môi trường là nước sạch Còn chất bã được sấy khô vàđem xử lý riêng Với phương pháp này, tuy chưa triệt đểxử lý được sự ô nhiễm môi trường nhưng cũng đượccác nhà máy áp dụng rộng rãi

Hình 1.4 Sơ đồ khối máy ép bã sắn SVTH : Nguyễn Hoàng Quốc Tiến 10

12mm )

3

45

67

Nguyên Lý Làm Việc Của Máy Eïp Sắn:

Hỗn hợp bã sắn thải được chứa trong một bể nhờbăng tải chuyển đến, sau đó được vít tải liệu (3) vậnchuyễn đến cung cấp cho máy ép Vít tải liệu (3) hoạtđộng được nhờ động cơ I (1) Động cơ I (1) nối với vít tảithông qua hộp giảm tốc I (2mm ) ) bằng bộ truyền đai Nguyênliệu sau khi qua máy ép, phần nước được hứng ở mángchứa nước dưới Phần bã khô còn bám trên băng tải, sau khiđến trục ép cuối cùng, được cơ cấu dao gạt gạt bã rakhỏi băng tải đến máng chứa bã khô (5) Ở đây bã khôđược hệ thống băng tải chuyển đi xử lý ở khâu khác Hệthống ép (4) gồm 7 trục ép chính, trong đó chỉ có mộttrục dẫn động là trục đầu tiên tiếp xúc với nguyên liệu.Hệ thống ép hoạt động được nhờ động cơ II (7), động cơ

II nối với hệ thống ép thông qua hộp giảm tốc II (6) bằngbộ truyền đai, từ hộp giảm tốc II nhờ bộ truyền bánhrăng làm quay trục dẫn động của hệ thống ép

1.4 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG ĐƯỢC ỨNG DỤNG HIỆN NAY

Nước Việt Nam ta là một nước có nền nông nghiệplâu đời Ngày nay, trong số các nước đang phát triển trênthế giới, nước ta có tốc độ phát triển đứng ở vị trí hàngđầu Tuy nhiên, nông nghiệp vẫn là thế mạnh, lực lượnglao động nông nghiệp chiếm hơn 90% toàn quốc, nông sảnnhư lúa gạo, hoa màu xuất khẩu ngày càng nhiều Xét vềmặt lợi ích kinh tế, nông sản thô xuất khẩu ít có lợinhuận hơn là nông sản đã qua chế biến rồi mới xuấtkhẩu Cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ,sự công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, chính phủđã ưu tiên phát triển các nhà máy chế biến nông sản Củsắn là một trong những loại nông sản chiếm phần lớn sảnlượng hoa màu Do đó, vấn đề bức thiết là phải xâydựng các nhà máy chế biến tinh bột sắn Hiện nay, trên

toàn quốc có hơn 50 nhà máy chế biến tinh bột sắn Vớisố lượng nhà máy ít như vậy tuy chưa đáp ứng đượcnhu cầu trồng trọt của bà con nông dân, nhưng cũng phầnnào giải quyết được sản phẩm đầu ra của người dân Bêncạnh đó, cùng với nền công nghiệp đang trên đà phát triển,các nhà máy mọc lên ngày càng nhiều thì tồn tại mặttrái của nó là nạn ô nhiễm môi trường Chất thải của cácnhà máy đó nếu không được xử lý trước khi thải ra môitrường thì môi trường sống của chúng ta ngày càng bị ônhiễm nặng nề Vấn đề giải quyết nạn ô nhiễm môitrường, không phải chỉ là của một quốc gia hay của mộtđơn vị kinh tế nào đó, mà nó là vấn đề chung của toànnhân loại Trong các chất thải gây ô nhiễm môi trường thìnhà máy chế biến tinh bột sắn có chất thải gây ô nhiễmđứng hàng đầu trong các nhà máy chế biến nông sản Dođó, vấn đề giải quyết chất thải bã sắn đang được cácnhà chuyên môn đặc biệt quan tâm Mỗi nhà máy đều cómột phương pháp xử lý chất thải ra môi trường khác nhau.Tuy nhiên vẫn theo nguyên lý chung là chất bã được éptách nước ra khỏi hỗn hợp bã sắn, nước được đem xử lýriêng, bã sau khi được tách khô nước, đưa qua hệ thốngđánh tơi, sấy khô, nghiền Lúc đó, thải ra không còn ảnhhưởng đến môi trường nữa

1 5 CÔNG NGHỆ CỦA PHƯƠNG PHÁP SẤY THEO DÂY CHUYỀN

1.5.1 Qui trình công nghệ của phương pháp sấy theo dây chuyền

SVTH : Nguyễn Hoàng Quốc Tiến 12mm )

Cấpnhiệt

Đồ Aïn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Eïp Sắn Trong Dây Chuyền Sấy Bả Sắn

1.5.2 Sơ đồ quá trình công nghệ phương pháp sấy theo dây chuyền

phẩm

ư ï a b

a î đ

a î xa y

3 Vít tải bã

SVTH : Nguyễn Hoàng Quốc Tiến 14

10 Thùng chứa bã sau sấy

11 Xyclon thu hồi 2mm ) 12mm ) Vít tải

18 Quạt đánh tơi lần 2mm )

19 Xyclon thu hồi 1 2mm ) 0 Quạt hút

2mm ) 1 Tháp sấy 2mm ) 2mm ) 2mm ) Quạt buồng đốt 2mm ) 3 Buồng đốt 2mm ) 2mm ) 4 Buồng đốt 1

Nguyên lý hoạt động của dây chuyền sấy bã sắn :

Sau quá trình lọc tinh bột, bã sắn thải ra được

dẫn đến thùng chứa (1) Bã ở thùng chứa này được víttải (3) tải đến cung cấp cho máy ép lần 1 (4), bã thải ratiếp tục được ép ở máy ép lần 2mm ) (5) Sau hai lần ép, bãđược băng tải (7) dẫn đến thùng chứa (8) Ở đây, bã đượcvít tải (9) tải đến quạt đánh tơi lần 1 (15) và sấy lần 1 ởtháp sấy 1 (16) Sau khi sấy lần 1 xong, bã được xyclongthu hồi 1 (19) thu hồi lắng lại Ở đó, nó tiếp tục được víttải (17) dẫn đến quạt đánh tơi lần 2mm ) (18) và qua tháp sấy 2mm ) (2mm ) 1) Sau khi sấy lần 2mm ) xong, bã được xyclong thu hồi 2mm ) (11)thu hồi và lắng lại ở thùng chứa (10) Ở thùng chứa này,bã được vít tải (12mm ) ) dẫn đến máy nghiền (13) Sau khi quamáy nghiền, hỗn hợp bã sắn ban đầu đã trở thành sảnphẩm Kết thúc quá trình công nghệ sấy bã sắn

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÂY ĨP BÊ SẮN

2.1 PHĐN TÍCH VĂ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÂN THIẾT KẾ :

2.1.1 Các phương án thiết kế :

Quá trình sấy là một quá trình công nghệ xử lý nguyên liệu qua nhiềukhâu, nhiều công đoạn kỹ thuật Nó có quan hệ mật thiết giữa các khâu kỹ thuật vớinhau Ví dụ : công đoạn cuối cùng là công đoạn nghiền, để quá trình nghiền đạt hiệuquả và năng suất tốt nhất thì công đoạn trước nó là công đoạn sấy phải đạt yêu cầu

kỹ thuật và chất lượng sấy Muốn vậy thì công đoạn trước nó là công đoạn đánh tơicũng phải đạt yêu cầu kỹ thuật như : độ ẩm, độ tơi v v Chính vì vậy mà trongdây chuyền thiết bị sấy, công đoạn ép là công đoạn quan trọng nhất, nó phải đảmbảo là phải tách hết lượng nước trong bã ra hết, độ ẩm trong bã phải nhỏ nhất Nêntrong quá trình tính toán thiết kế máy ép, không những chỉ tính toán đến hiệu quảkinh tế, đơn giản hoá thiết bị, mà cần phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của quátrình sấy

 Phương án I : Thiết kế máy ép hai băng tải

Hình.2.1 Sơ đồ nguyên lý máy ép bã sắn hai băng tải

1 Máng chứa nước sau khi ép

Nguyên lý hoạt động của máy ép bã sắn hai băng tải :

Trục dẫn động I (2) được nối với hộp giảm tốc và động cơ Trụcdẫn động này dẫn động toàn bộ các trục ép khác của máy ép Trục dẫn động I truyềnchuyển động cho trục dẫn động II (11) nhờ bộ truyền bánh răng, hai bánh răng gắntrên hai trục dẫn động là hai bánh răng đồng tốc Nguyên liệu được vít tải liệu tảiđến máng chứa liệu (3), từ máng chứa liệu (3) nguyên liệu được băng tải I (12)chuyển đến hai trục ép dẫn động I & II Ở đó, nguyên liệu được ép lần thứ nhất,phần lớn nước được tách ra ở công đoạn ép này và rơi xuống máng chứa nước (1).Lúc này nguyên liệu bị kẹp giữa hai băng tải và tiếp tục lần lượt dẫn đến các trục ép(4) (5) , (6) , (7) , (8) lượng nước còn lại trong bã sau khi qua các trục ép này, mộtlần nữa bị vắt kiệt và rơi xuống máng chứa nước (10) Sau khi hai băng tải dẫn bã rakhỏi trục ép cuối cùng (8), hai băng tải tách ra hai hướng Lượng bã bám trên haibăng tải được dao cạo bã (9) cạo bã ra khỏi băng tải rơi xuống máng và ở đó bã tiếptục được vít tải chuyển đến máy đánh tơi, tiếp tục quá trình sấy

Phương án II : Thiết kế máy ép bã sắn một băng tải

4

5 10

11 9

6 7

8

Hình.2.2 Sơ đồ nguyín lý mây ĩp bê sắn một băng tải

1 Mâng chứa nguyín liệu

9 Mâng chứa nước sau khi ĩp

10 Cơ cấu điều chỉnh con lăn ĩp

11 Băng tải

Nguyín lý hoạt động của mây ĩp bê sắn một băng tải :

Trục dẫn động (3) được nối với hộp giảm tốc vă động cơ Khiđộng cơ khởi động, trục dẫn động (3) dẫn động cho tất cả câc trục khâc dẫn độngtheo thông qua băng tải liệu Nguyín liệu lă hổn hợp bê sắn được vít tải chuyển đếnmâng chứa liệu (1) Từ mâng chứa liệu (1), nguyín liệu cấp xuống cho băng tải ởtrục ĩp (8) , băng tải chuyển động đưa nguyín liệu đến khe hở miệng ĩp giữa trục ĩpchính (2) vă con lăn ĩp (7) Băng tải lần lượt đưa bê sắn qua câc con lăn ĩp (6) vă(5) Câc con lăn ĩp điều chỉnh khoảng hở ĩp được nhờ cơ cấu điều chỉnh con lăn(10) Nước bị ĩp ra rớt xuống mâng chứa nước (9) Sau khi ra khỏi câc trục ĩp, bêkhô dính bâm trín băng tải đến trục dẫn động (3) Ở đđy nó được dao cạo bê (4)tâch ra khỏi băng tải rơi xuống mâng, ở đó ní được vít tải liệu chuyển đến mây đânhtơi tiếp tục quâ trình sấy

2.1.2 Lựa chọn phương ân thiết kế :

Ở hai phương ân trín, ta thấy :

Phương ân I lă phương ân thiết kế mây âp bê sắn hai băng tải Với kiểumây ĩp năy, bê sắn bị kẹp giữa hai băng tải vă được ĩp rất nhiều lần qua nhiều trục

ĩp , do đó khả năng vắt kiệt nước của nó rất cao Kiểu mây năy kết cấu của nó đơngiản, dễ vận hănh vă bảo quản, tính toân thiết kế đơn giản , câc chi tiết dễ gia công

Phương ân II lă phương ân thiết kế mây ĩp bê sắn một băng tải Kiểumây năy tuy kết cấu đơn giản hơn nhưng khả năng vắt kiệt nước không cao vì bêsắn chỉ được ĩp qua một trục ĩp chính, do đó kiểu mây ĩp năy chưa tối ưu về mặtcông nghệ

Qua đó ta nhận thấy phương ân I lă phương ân tối ưu nhất nín có thểthiết kế chế tạo âp dụng rộng rêi trong câc nhă mây chế biến tinh bột sắn Do đó tachọn phương ân thứ nhất lă phương ân thiết kế mây ĩp bê sắn hai băng tải để thiết

kế trong dđy nguyền thiết bị sấy bê sắn

SVTH : Nguyễn Hoàng Quốc Tiến 18

2.1.3 Sơ đồ động của phương án :

13

42mm ) 5

6

7891011

2.2.1 Chiều dài và đường kính trục ép :

Chiều dài ép bằng chiều rộng băng tải : 1200 mm

Đường kính trục ĩp : năng suất trục ĩp tỷ lệ thuận với chiều dăi trục

ĩp, cùng một lớp bê như nhau Đường kính trục ĩp căng lớn , khả năng ĩp căng tốt,nhưng đường kính ngoăi của trục ĩp thường lấy bĩ hơn một nữa chiều dăi trục ĩpbởi vì nó ảnh hưởng đến sức bền vă câc chi tiết khâc Ở đđy ta chọn đường kính câctrục ĩp :

- Trục ĩp dẫn động : D = 80 mm , số lượng : 2

- Trục ĩp có âo trục : số lượng 3+ Đường kính âo trục : Da = 273 mm + Đường kính lõi trục : Dl = 90 mm

- Con lăn ĩp : Dc = 90 mm

2.2.2 Số vòng quay trục ĩp hay vận tốc dăi trục ĩp

Tốc độ nhanh, ĩp lớp bê mỏng, lực nĩn đều, trở lực nhỏ, nước ít bị bêhút lại Tốc độ chậm, ĩp lớp bê dăy, thiết bị lđu mòn, công suất tiíu hao ít, nhưngxĩt về mặt lực ĩp bộc lộ nhược điểm lă sự phđn bố lực nĩn không đều, bê dễ hútnước trở lại do đó ảnh hưởng đến hiệu suất ĩp

Do đó ở đđy ta chọn tốc độ dăi của trục ĩp đẫn động lă : 15 m / phút

 vận tốc góc của trục ĩp dẫn động lă : 59 , 7 ( / )

08 0 14 , 3

15

15

Gọi K lă độ mở miệng lăm việc ta có :

SVTH : Nguyễn Hoàng Quốc Tiến 2mm ) 0

Chiều dăi trục

Độ mở miệng lăm việc cửa thoâtx

2 , 1 60

1000

60

1000

L m n D

F c m

L n D

F c K

F c

K thoat

.

43 , 4

 (II.2)

m : phụ thuộc vào từng máy , có thể lấy theo kinh nghịêm

chọn m = 99%

) ( 051 0 12

%.

95 8 , 1 7 , 59

% 10 2 43 , 4

.

43 , 4

dm L

m n D

F c

Vậy khoảng hở giữa hai trục ép là 5mm

2.2.4 Tính công suất cụm máy ép ; chọn động cơ điện :

Để tính công suất cụm máy ép, người ta đã chứng minh được công suấtcủa máy ép theo 4 công thức sau đây :

+ Công suất chính , công suất ép bã sắn

N1 = F D3/4 N 0,082 (mã lực) (II.4)+ Công suất khắc phục ma sát giữa cổ trục và gốI đỡ trục

N2 = F D n 0,0525 (mã lực) (II.5)+ Công suất khắc phục ma sát giữa bã và băng tải

N3 = D3 L n 3,35 (mã lực) (II.6)+ Công suất khắc phục ma sát giữa các bộ phận truyền chuyển động

N4 = (N1 + N2 + N3 ) 0,22 (mã lực) (II.7)Trong đó :

N = N1 + N2 + N3 + N4

Để tính được N , ta đi tính các thành phần của các công thức

- Tính tổng lực ép F :Phân tích lực tác dụng của trục ép lên lớp bã sắn Lớp bã sắn có chiều dày

H khi qua máy bị ép dần đến h và cuối cùng tới k Mức độ bị nén ở thời điểm PP’ là

c = h / H và tới thời điểm MM’ l à c = k / H

Theo hình vẽ gía trị mức độ nén ở thời đểm bất kỳ :

O M P A

O'

M' A' P'

2 2

2

R

L H

R C c

Bằng biến đổi toân học ta có :

2

2 2

1

2

2

2

1 1 1

R

L R

L C R

L H

R C c

.

2 1

1 2

2 2

L C

P

10

70

2 6

Từ công thức năy , người ta xâc định tổng lực ĩp tâc dụng lín bê sắn lă :

6

6 10

20

C

D K L

C 0 , 9 . (II.13)

SVTH : Nguyễn Hoàng Quốc Tiến 2mm ) 2mm )

% 80 5 , 0 9 ,

Thay C = 0,051 vào công thức (II.7) ta có

6

6 10

20

C

D K L

051 , 0 10

8 5 , 0 120 20

6

Vậy lực nén của trục ép lên lớp bã là 15 (tấn )

Thay các số liệu đã có vào các công thức (II.4) , (II.5) , (II.6) , (II.7) ta được :

1 = 0,94 - hiệu suất bộ truyền đai

2 = 0,97 - hiệu suất bộ truyền bánh răng

3 = 0,955 - hiệu suất của một cặp ổ lăn

4 = 1 - hiệu suất khớp nối

  = 0,94 0,97 0,95518 1 = 0,882

Nct = N = 13 , 47

882 , 0

88 , 11

Cần phải chọn động cơ điện có công suất lớn hơn Nct Trong tiêu chuẩn động

cơ điện có nhiều loại thoả mãn điều kiện này

Ở đây, tra bảng 2P sách thiết kế chi tiết máy ta chọn động cơ điện cho máy ép

là loại động cơ có kí hiệu : 2A - 71 - 6 với công suất 17 (kw) , vận tốc 970 (v /ph)

2.2.5 Phân phối tỉ số truyền :

2 , 16 60

iN - tỉ số truyền bộ truyền ngoài iN = 1

igt - tỉ số truyền hộp giảm tốc

igt = 16 , 2

1

2 , 16

Tỉ số truyền của hộp giảm tốc igt = 16,12 nên ta chọn hộp giảm tốc hai cấp Có tỉ số truyền như sau :

igt = i1 i2 = 5,4 x 3Chọn sơ đồ động hộp giảm tốc :

3.1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CƠ CẤU CÔNG TÁC :

3.1.1 Cấu tạo máy ép :

Cấu tạo một bộ máy ép gồm các bộ phận chính như sau :

3.1.1.1 Giá máy :

Giá máy là toàn bộ khung chịu lực rất lớn , thường đúc bằng thép , trên đólắp tất cả các chi tiết của máy ép Theo sự tìm hiểu thực tế ở nhà máy chế biến tinhbột sắn Quãng Ngãi ta có được kiểu giá máy như sau :

1310450

2mm ) 500

855

1110

818630

852mm ) 655

bị biến dạng, cong vênh, hư hỏng bề mặt, thậm chí nếu kích thước của vật cứng đóquá lớn sẽ làm cho toàn bộ hệ thống máy ép ngừng hoạt động, ảnh hưởng rất lớnđến quá trình sản xuất Khi ta bọc cao su vào trục, nó có thể bảo vệ tốt lớp bề mặttrục, có thể bíên dạng không gây ảnh hưởng đến trục làm ảnh hưởng đến các chi tiếtkhác của máy ép

a Chọn vật liệu chế tạo trục :

Trục ĩp dùng ổ trượt, chịu tải trọng lớn, ta chọn vật liệu thĩp 45, ngỗng trục

n

N c

d  (III.2)

d : đường kính trục ĩp (mm)

N : công suất truyền N = 17 (kw)

n : số vòng quay của trục trong một phút

c : hệ số phụ thuộc ứng suất xoắn cho phĩp , c= 130

 3 (mm)

n

N c

7 , 59

, 59

17 10 55 , 9 10 55 ,

2

N

Tổng lực hướng tđm :

Tổng chiều dăi trục L =1719 (mm)Tính phản lực tại câc gối đỡ :

) ( 75000 2

150000

P R

R AX  BX  r   (III.5)

) ( 88 , 33992 2

7 , 67985

P R

R AY  BY    (III.6)Đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm (n-n) :

) ( 64462500 4

1620 2

150000 2

1620 75000 4

2 2

n



) ( 16 , 6708638 4

1620 2

7 , 67985 2

1620 88 , 33992 4

2 2

, 6708638

64462500 2 2 2

2

mm N M

M

SVTH : Nguyễn Hoàng Quốc Tiến 2mm ) 6

Đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm : (n-n)

Áp dụng công thức tính trục :

 ( ).

1 , 0

3 )

n n

, 2719430

75 , 0 2 , 64810645 75

1 , 0

82 , 65035855 3

n

n n n

max

.

2 W

M T

T T

m

a    (III.11)Vậy :

m T a T

T

T

T T

K

T n

175 700 25 , 0 25 , 0

Tính các momen chống uốn và và chống xoắn :

3 , 47462 80

2

) 13 80 ( 5 , 5 18 32

80

2

) (

32

2 3

2 3

43 , 97702 80

2

) 13 80 ( 5 , 5 18 16

80

2

) (

16

2 3

2 3

d

t D t b D W

Vậy ta có các giá trị :

) / ( 52 , 1365 3

, 47462

2 ,

8 , 2719430

2

2

mm N W

M T

T

o

x m

a     (III.14)Tra bảng (7-4) tài liệu thiết kế chi tiết máy ta có :

61 , 0







52 , 0





K

6 , 1

6 , 1





T T

K



36 , 3 52 , 0

75 , 1

Thay các gía trị đã có vào công thức(III.8) ta được :

  1 , 5 2 , 5 75

, 3 74 , 1 24 , 1

74 , 1 24 , 1

 d

x d

L k d

M



.

2

(III.15)[]d - Ứng suất dập cho phép, ta tra được []d = 150 (N/mm2) ứngvới mối ghép cố định, tải trọng tĩnh, vật liệu CT6 ( bảng (7-20) sách thiết kế chi tiếtmáy )

 c

X

L b d

M

.

2

8 , 6 65

6 , 6244230

18 65

6 , 6244230

mm N

Tc  [T]c = 120 (N/mm2)Vậy điều kiện ghĩp then được thoả mên

Mx

Muy Mux

R AY

R A x

qr n

R B x

R BY

2mm ) 719430.8

64462mm ) 500 6708638,16

n

qb Mx 1/2mm ) 1/2mm )

Hình.3.2 Biểu đồ biểu diễn mômen trên trục ép

d Tính ổ trượt sử dụng ma sât ướt :

 Tính theo âp suất cho phĩp :

Điều kiện tính toân lă âp suất sinh ra ở bề mặt tiếp xúc giữa lót ổ vă ngỗngtrục phải nhỏ hơn trị số âp suất cho phĩp

 ( / )

2

mm N P l d

R

d : Đường kính ngỗng trục , d = 69,5 (mm)

l : Chiều dăi lót ổ , l = 0,9 d = 0,9 69,5 = 62.55 (mm)

R : tải trọng hướng tđm 150000 (N)

Âp suất cho phĩp của đồng thanh lă [P] = 15 (N/mm2) theo bảng (8-36) sâchthiết kế chi tiết mây

) / ( 67 , 12 5 62 5 , 69

mm d

 Chọn dầu bôi trơn :

Giả sử nhiệt độ lăm việc 500C ( nằm trong khoảng 45  75oC ) Theobảng (10 – 20) , chọn độ nhớt dầu lă 450 Centistốc ở 500C Chọn loại dầu ôtô mâykĩo AK – 15

3.1.1.3 Con lăn ĩp :

a Tính sức bền con lăn ĩp:

 Đường kính sơ bộ con lăn ĩp :

Theo công thức (7-2) sâch thiết kế chi tiết mây :

) (

n

N c

d 

d : đường kính trục ĩp (mm)

N : công suất truyền N = 17 0,9554 = 14,14(kw)

n : số vòng quay của trục trong một phút n = 53,07(v/ph)

c : hệ số phụ thuộc ứng suất xoắn cho phĩp , c = 130

 3 (mm)

n

N c

07 , 53

14 , 14

, 53

14 , 14 10 55 , 9 10 55 ,

mm N n

N

SVTH : Nguyễn Hoàng Quốc Tiến 30

25 , 2544507

) ( 200 2

400

P R

R AX  BX  r  

) ( 4 , 27772 2

8 , 55544

P R

R AY  BY   Đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm (n-n) :

) ( 162000 4

1620 2

400 2

1620 200 4

2 2

n



) ( 4 , 2249564 4

1620 2

8 , 55544 2

1620 4 , 27772 4

2 2

, 2249564

162000 2 2 2

1 , 0

3 )

n n

, 6244230

75 , 0 52 , 3481064 75

1 , 0

58 , 2503585 3

)

Ta lấy đường kính trục là 90 (mm), đường kính ngỗng trục là 66 (mm) Tốc

độ 26 ( vòng / phút ), ta chọn ổ trượt đỡ trục bằng đồng, với đường kính bạc 66(mm) , chiều dài bạc L = 150 (mm)

n

n n n

.

2 W

M T

T T

T

T

T T

K

T n

175 700 25 , 0 25 , 0

90 32

2 2







 D W

625 , 1589 16

90 16

2 2

 D W

Vậy ta có các giá trị :

) / ( 26 , 483 81

, 794

52 ,

mm N W

M u



) / ( 84 , 352 625 , 1589 2

25 , 2544507

2

2

mm N W

M T

T

o

x m

Tra bảng (7-4) tài liệu thiết kế chi tiết máy ta có :

61 , 0







52 , 0

57 , 1





T T

K



4 , 2 52 , 0

25 , 1

  1 , 5 2 , 5 57

, 1 61 , 1 71 , 2

61 , 1 71 , 2

Vậy trục đêm bảo hệ số an toăn

Hình.3.3 Biểu đồ biểu diễn mômen trên con lăn ép

b Tính ổ trượt sử dụng ma sât ướt :

 Tính theo âp suất cho phĩp :

Điều kiện tính toân lă âp suất sinh ra ở bề mặt tiếp xúc giữa lót ổ vă ngỗngtrục phải nhỏ hơn trị số âp suất cho phĩp

 ( / )

2

mm N P l d

R

P 

d : Đường kính ngỗng trục , d = 50 (mm)

l : Chiều dăi lót ổ , l = 0,9 d = 0,9 50 = 45 (mm)

R : tải trọng hướng tđm 400 (N)

Âp suất cho phĩp của đồng thanh lă [P] = 15 (N/mm2) theo bảng (8-36) sâchthiết kế chi tiết mây

) / ( 17 , 0 45 50

mm N

P   [P] = 15 (N/mm2)

 Chọn khe hở tương đối :

 D  d d với D lă đường kính lót ổ Theo sâch thiết kế chi tiết mây ta chọn  = 0,002

Xâc định khe hở :

 =  d = 0,003 50 = 0,15 (mm)

mm d

 Chọn dầu bôi trơn :

Giả sử nhiệt độ lăm việc 500C ( nằm trong khoảng 45  75oC ) Theobảng (10 – 20), chọn độ nhớt dầu lă 450 Centistốc ở 500C Chọn loại dầu ôtô mâykĩo AK – 15

3.1.1.4 Con lăn ĩp băng có âo trục :

Đối với con lăn ép băng có áo trục, cách tính toán hoàntoàn giống như con lăn ép băng đã tính ở trên, vì kích thướcvà sức bền giống nhau Tuy nhiên vì con lăn ép băng có áotrục nên ta phải tính thêm phần lắp ghép then

a Tính sức bền con lăn ĩp:

 Đường kính sơ bộ con lăn ĩp :

Theo công thức (7-2) sâch thiết kế chi tiết mây :

) (

n

N c

d 

d : đường kính trục ĩp (mm)

N : công suất truyền N = 17 0,9554 = 14,14(kw)

n : số vòng quay của trục trong một phút n = 53,07(v/ph)

c : hệ số phụ thuộc ứng suất xoắn cho phĩp , c = 130

 3 (mm)

n

N c

07 , 53

14 , 14

, 53

14 , 14 10 55 , 9 10 55 ,

mm N n

25 , 2544507

SVTH : Nguyễn Hoàng Quốc Tiến 34

) ( 200 2

400

P R

R AX  BX  r  

) ( 4 , 27772 2

8 , 55544

P R

R AY  BY   Đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm (n-n) :

) ( 162000 4

1620 2

400 2

1620 200 4

2 2

1620 2

8 , 55544 2

1620 4 , 27772 4

2 2

, 2249564

162000 2 2 2

2

mm N M

1 , 0

3 )

n n

, 6244230

75 , 0 52 , 3481064 75

,

2

mm N M

1 , 0

58 , 2503585

3 )

Ta lấy đường kính trục là 90 (mm) , đường kính ngỗng trục là 66 (mm) Tốc

độ 26 ( vòng / phút ) , ta chọn ổ trượt đỡ trục bằng đồng , với đường kính bạc 66(mm) , chiều dài bạc L = 150 (mm)

n

n n n

1





Bộ truyền làm việc một chiều nên ứng suất xoắn biến đổi theo chu kỳmạch động

0 min

max

.

2 W

M T

T T

T

T

T T

K

T n

175 700 25 , 0 25 , 0

90 32

2 2

90 16

2 2

, 794

52 ,

mm N W

M u



) / ( 84 , 352 625 , 1589 2

25 , 2544507

2

2

mm N W

M T

T

o

x m

Tra bảng (7-4) tài liệu thiết kế chi tiết máy ta có :

61 , 0







52 , 0

57 , 1





T T

K



4 , 2 52 , 0

25 , 1

  1 , 5 2 , 5 57

, 1 61 , 1 71 , 2

61 , 1 71 , 2

Vì trên con lăn ép băng có lắp áo trục, nên ta chọn loại then bằng Điều kiệnbền dập trên mặt cạnh làm việc của then được áp dụng công thức (7-12) tài liệu thiết

kế chi tiết máy :

 d

x d

L k d

M



2

[]d - Ứng suất dập cho phép , ta tra được []d = 150 (N/mm2) ứngvới mối ghép cố định, tải trọng tĩnh, vật liệu CT6 ( bảng (7-20) sách thiết kế chi tiếtmáy )

 c

X

L b d

M

.

2

Tc - Ứng suất cắt cho phép Tra bảng (7-21) sách thiết kế chi tiếtmáy ta có : [T]c = 120 (N/mm2)

7 , 8 90

6 , 6244230

24 90

6 , 6244230

mm N

Tc  [T]c = 120 (N/mm2)Vậy điều kiện ghép then được thoả mãn

1/2mm ) 1/2mm )

Mx

BA

6708638,1664462mm ) 500

 Tính theo âp suất cho phĩp :

Điều kiện tính toân lă âp suất sinh ra ở bề mặt tiếp xúc giữa lót ổ vă ngỗngtrục phải nhỏ hơn trị số âp suất cho phĩp

 ( / )

2

mm N P l d

R

P 

d : Đường kính ngỗng trục , d = 50 (mm)

l : Chiều dăi lót ổ , l = 0,9 d = 0,9 50 = 45 (mm)

R : tải trọng hướng tđm 400 (N)

Âp suất cho phĩp của đồng thanh lă [P] = 15 (N/mm2) theo bảng (8-36) sâchthiết kế chi tiết mây

) / ( 17 , 0 45 50

mm N

P   [P] = 15 (N/mm2)

 Chọn khe hở tương đối :

 D  d d với D lă đường kính lót ổ Theo sâch thiết kế chi tiết mây ta chọn  = 0,002

Xâc định khe hở :

 =  d = 0,003 50 = 0,15 (mm) Chọn kiểu lắp

8

7

d

H

Theo tiíu chuẩn Việt Nam TCVN 2245 – 77

SVTH : Nguyễn Hoàng Quốc Tiến 38

mm d

 Chọn dầu bôi trơn :

Giả sử nhiệt độ lăm việc 500C ( nằm trong khoảng 45  75oC ) Theobảng (10 – 20), chọn độ nhớt dầu lă 450 Centistốc ở 500C Chọn loại dầu ôtô mâykĩo AK – 15

3.1.1.5 Băng tải dẫn bã sắn :

Băng tải thường có hai loại : băng tải làm bằngnhựa tổng hợp Composite và băng tải làm bằng vải Vớiloại băng tải làm bằng nhựa tổng hợp, ở nước ta chưasản xuất được, muốn dùng nó ta phải nhập ngoại , nên tachọn loại băng tải làm bằng vải Loại băng tải này, người

ta dùng các sợi vải bố để dệt lại, có chiều dày khoảng2mm ) mm

Chiều dài băng tải I : L = 4700 mm Chiều dài băng tải II : L = 5100 mm Vận tốc băng tải : V = 15 m/s

+ Số vòng quay trục động cơ : n = 970 (v/ph)

Do đó ta có mômen xoắn của trục động cơ :

) ( 134 , 167371 970

17 10 55 , 9 10 55 ,

mm N n

N

Gọi trục I đến trục IV là thứ tự các trục từ động cơđến trục ép bã sắn, ta có :

ph v



 .  55

, 824313 179,62

504 , 15 10 55 , 9 M

ph v



N mm

22 , 2253787 78

, 59

108 , 14 10 55 , 9

3.2.2 Thiết kế bộ truyền cấp nhanh của hộp giảm tốc :

3.2.2.1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng :

Bánh nhỏ ký hiệu “ 1 “ , chọn thép 40X tôi cải thiệncó tính chất cơ lý như sau :

b1 = 900 N/mm2mm )

ch1 = 550 N/mm2mm )

HB = 2mm ) 50Bánh lớn ký hiệu “ 2mm ) “ chọn thép 40X (40Cr) tôi cảithiện có tính chất cơ lý như sau :

b2mm ) = 800 N/mm2mm )

ch2mm ) = 500 N/mm2mm )

HB = 2mm ) 2mm ) 0

3.2.2.2 Định ứng suất cho phép :

a Ứng suất tiếp xúc cho phép :

Ứng suất cho phép được xác định theo công thức (3-1)sách thiết kế chi tiết máy

[]tx = []Notx K’N

Trong đó : []Notx ứng suất tiếp xúc khi bánh rănglàm việc lâu dài phụ thuộc độ rắn HB Theo bảng (3-9)đối với thép 40X.(40Cr) và 40XH.(40CrNi) tôi cải thiện tađược : []Notx = 2mm ) ,6 HB ; No = 107

 Ntd = 60 1 179,62mm ) 60 103 = 64,66 107

SVTH : Nguyễn Hoàng Quốc Tiến 40