tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật TỔNG QUAN các DẠNG vận CHUYỂN và TRỘN vật LIỆU dời BẰNG vít tải

Tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuậtChương 1 TỔNG QUAN CÁC DẠNG VẬN CHUYỂN VÀ TRỘN VẬT LIỆU DỜI BẰNG VÍT TẢI1.1.. Cấu tạo chung và nguyên lý làm việc Vít tải là một loại máy vận chuyển liên

Trang 1

Tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chương 1 TỔNG QUAN CÁC DẠNG VẬN CHUYỂN VÀ TRỘN

VẬT LIỆU DỜI BẰNG VÍT TẢI1.1 CÁC HÌNH THỨC VẬN CHUYỂN BẰNG VÍT TẢI

1.1.1 Cấu tạo chung và nguyên lý làm việc

Vít tải là một loại máy vận chuyển liên tục, không có bộ phậnkéo Cấu tạo của vít tải thể hiện trên hình 1.1

1.1.2 Kết cấu các bộ phận

1.1.2.1 Cánh xoắn, trục xoắn

Hình 1.1 a) Vít tải đặt ngang: 1- Động cơ, 2 - Hộp giảm tốc, 3 - Khớp

nối, 4 - Trục vít xoắn, 5- Gối treo trung gian, 6 - Gối đỡ hai đầu, 7 - Cơ cấu dỡ tải, 8 - Cánh vít, 9 - Vỏ hộp, 10- Cơ cấu cấp tải, 11 - Nắp hộp

A

A a)

b)

Trang 2

1.3.2 Một số thông số của vít tải chuyển muối

1.3.3 Lựa chọn hệ thống trộn muối Iốt bằng vít tải

1.3.3.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của một số máy trộn

a Máy trộn kiểu vít nằm ngang

b Máy trộn bằng vít tải có trục thẳng đứng

1.3.3.2 Máy trộn bằng vít tải nằm nghiêng

1.4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH TRỘN VẬT LIỆU 1.4.1 Khái niệm

1.4.2 Các thông số ảnh hưởng đến quá trình trộn

1.4.2.1 Đường kính tương đương của hạt

11

Trang 3

đã đưa ra 5 quá trình cơ bản trong các máy trộn như sau:

- Tạo các lớp trượt với nhau theo các mặt phẳng – Trộn cắt

- Chuyển dịch một nhóm hạt từ vị trí nay đến vị trí khác –Trộn đối lưu

- Thay đổi vị trí của từng hạt riêng lẻ - Trộn khuếch tán

- Phân tán từng phân tử do va đập vào thành thiết bị - Trộn vađập

- Biến dạng và nghiền nhỏ từng bộ phận lớp – Trộn nghiền

1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Vít tải là một loại máy vận chuyển liên tục, không có bộ phậnkéo Chủ yếu để vận chuyển và trộn các loại vận liệu ở dạng hạt, rắn.Nội dung của chương 1, tác giả chủ yếu đi giới thiệu về vai trò, cấu tạo,phân tích ưu nhược điểm của vít tải, đồng thời đánh giá tổng quan vềtình hình nghiên cứu chế tạo vít tải trong và ngoài nước Tìm hiểu củamột số loại vít tải: Vít tải đặt nằm ngang, đặt thẳng đứng, đặt nằmnghiêng trên cơ sở phân tích cấu tạo, nguyên lý làm việc Từ đó chọn

Trang 4

loại vít tải nằm nghiêng để nghiên cứu quá trình trộn muối iốt Trước đótác giả cũng đưa ra và phân tích một số loại vít tải đang được sử dụng đểvận chuyển muối tại nước ta Cuối chương 1 là phần đánh giá sơ bộ vềcác thông số ảnh hưởng đến quá trình trộn, phân tích các chỉ tiêu đánhgiá chất lượng quá trình trộn hỗn hợp và kết luận về Cơ chế quá trìnhtrộn: Khi trộn vật liệu hạt, các hạt chịu tác dụng của những lực có hướngkhác nhau và chuyển động của hạt chính là hệ quả tác động hỗn hợp củacác lực đó Ngoài ra cơ chế trộn còn phụ thuộc vào cấu trúc máy trộn vàphương pháp tiến hành quá trình

Trang 5

Chương 2 NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC QUÁ

TRÌNH VẬN CHUYỂN BẰNG VÍT TẢI

2.1 NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC

2.1.1 Lý thuyết tính toán máy trộn bằng vít tải

2.1.1.1 Năng suất vít tải

2.1.2.1 Xác định tải trọng tác dụng lên vít tải

Vít tải có bề mặt xoắn ốc theo toàn bộ chiều dài, đồng thời bướccủa đường xoắn ốc thường là một đại lượng không đổi Chỉ ở trong mộtvài vít tải có tăng thể tích khoan xoắn ở lỗ nạp

Để thể hiện tải trọng tác dụng, ta xét sự làm việc của vít tải hai ổtựa có bước của đường xoắn ốc không đổi Năng suất của vít tải và ápsuất ép của vật liệu đã biết Giả thiết rằng sự phân bố áp suất theo chiều

Trang 6

dài vít có thể coi như biến đổi theo quy luật tăng đều từ 0 đến áp suấtlàm việc

Trên hình 2.1 cho biết sơ đồ tính toán sự thay đổi áp suất pháptuyến theo chiều dài vít tải

Khi nghiên cứu, ta dùng hệ đường xoắn ốc trái của hệ trục toạ

độ vuông góc, ban đầu thì tọa độ trùng với trọng tâm đầu mút trái củavít tải Trục x trùng với trục vít tải (hình 2.1)

x

l

x y

z

Hình 2.1 Sơ đồ tính toán sự thay đổi áp suất pháp tuyến

theo chiều dài vít tải

Trang 7

Mômen ứng với một đơn vị chiều dài vít tải hay cường độ củamômen uốn liên tục đối với trục z :

t t

R R p dx

3 2

R R p dx

3 2

cos cos sin

2 2

2 1

R R tg p dx

Trang 8

t t

R R tg p dx

2 2

2.1.2.2 Xác định mô men uốn ngang, dọc

Khi uốn ngang, dọc phương trình của mômen uốn trong biểuthức thường có dạng

0 3 2 0 2 3 2 2 2 2 2 1 2

2

.

! 3 ) ( )

( )

(

a

A a

B x f a

A a

B x f a

. 2 2 ( 1 cos )

2

ax a

A a

B dx

v d J

W

M F

S

2.1.2.4 Tính toán sức bền vòng xoắn cánh vít tải

Để xác định lực ngang, ta hãy nghiên cứu điều kiện cân bằngphần trung tâm của bản được tách ra là một tiết diện hình trụ có bánkính là r (hình 2.5 )

Các ứng suất được xác định như sau :

Trang 9

ln ) 1 ( 4 4

) 1 ( 3

1 8

.

2

2 4

2 1 max

Mr

)1(1

ln)1(44

)1(3

18

2

2 4

1(44)1(3

[

16

)]1(1

[)

1(1

ln)1(44

)1(3

1

16

2 4

2

1

2 2

2 4

Trang 10

Các số liệu ban đầu:

Năng suất: Q=6m3/h Hệ số làm việc/năm: Kn=0,79Góc nghiêng vận chuyển: α=100 Hệ số cản ban đầu: Kbd=1,6

Chiều dài vận chuyển: L=21(m) Thời gian phục vụ: 9 (năm)

Hệ số làm việc/ngày: Kng=0,7 Tải trọng không đổi, quay 1

chiều

2.2.1 Lực tác dụng lên bu lông bệ máy

Trong quá trình làm việc bộ truyền đai tác dụng lên trục động

cơ một lực Fr và lưc F0 Lực này tác dụng lên các bu lông như hình 2.8

d2

Trang 11

Với i là bề mặt tiếp xúc i= 1; Hệ số ma sát f=0,2 Hệ số an toàn k=2

3 1,3.4.k.Fmaxd

Chọn D theo tiêu chuẩn lấy D= 200(mm)

b Mô men xoắn tác dụng lên vít tải

Trang 12

T 103,86

2.2.2.5 Sơ đồ tải trọng tác dụng lên trục vít

a Sơ đồ tải trọng phân bố lên trục vít do T v gây ra:

Hình 2.9 Biểu đồ momen xoắn

b Sơ đồ tải trọng dọc phân bố trên trục vít do P d gây ra

Trang 13

Trang 14

Hình 2.14 Biểu đồ mômen uốn do p n gây ra

2.2.3 Kiểm tra biến dạng xoắn

Biến dạng xoắn được xác định theo công thức:

Trang 15

 Để đảm bảo năng suất, chọn  = 0,5Vậy:

2.2.4 Kiểm tra ứng suất tại khớp nối

Để đảm bảo cho việc truyền mômen xoắn từ đầu ra của trục hộpgiảm tốc sang bộ truyền vít tải được ổn định, ta chọn khớp nối giữa 2trục là khớp nối đàn hồi Nhờ có bộ phận đàn hồi có khả năng giảm vađập và chấn động, đề phòng cộng hưởng do dao động xoắn gây nên và

bù lại độ lệch trục

Khớp nối là chi tiết tiêu chuẩn vì vậy trong thiết kế thường dựavào mômen xoắn Tt được xác định theo công thức sau đây để chọn kíchthước khớp nối

Trang 16

h

L c

k.T.l 0,1.d D Z

Trang 17

Kết luận: Trong dây chuyền trộn muối iốt Vít tải vận chuyển

muối NaCl trong môi trường có lẫn hơi nước ẩm, do vậy vật liệu chế tạovít tải chủ yếu bị ăn mòn điện hoá

2.3.1.2 Cách chống ăn mòn kim loại

Trang 18

Công ma sát A chuyển hoá thành nhiệt năng Q và năng lượng hấpphụ giữa 2 bề mặt ΔE E

ma sát, thể hiện ở sự thay đổi kích thước

dần dần theo thời gian Trong quá trình hao

mòn không xảy ra sự phá hoại kim loại gốc mà chỉ xảy ra sự phá hoạitrên lớp bề mặt chi tiết (gọi là lớp cấu trúc thứ cấp – hình 2.26)

Chỉ tiêu đánh giá mòn:

* Cường độ mòn I:

* Tốc độ mòn v:

b Các yếu tố ảnh hưởng đến mòn

* Ảnh hưởng của tải trọng p

* Ảnh hưởng của vận tốc trượt v

* Ảnh hưởng của điều kiện ma sát

2.3.2.4 Các biện pháp khắc phục hao mòn

a Biện pháp thiết kế

* Chọn loại ma sát lăn hoặc trượt:

* Chọn hình dạng và kích thước của chi tiết:

Hình 2.26 Hao mòn lớp cấu trúc thứ cấp

Trang 19

bu lông bệ máy, tính toán và phân tích độ ổn định trục vít (Tính toáncông suất trên vít tải, Momen xoắn trên trục vít, Lực dọc trục vít, Tảitrọng ngang tác dụng lên trục vít đặt giữa 2 gối đỡ, Sơ đồ tải trọng tácdụng lên trục vít, Kiểm tra ứng suất tại khớp nối…)

Trong quá trình làm việc, do vít tải tiếp xúc thường xuyên vớimôi trường muối, do vậy hiện tượng cánh vít tải bị ăn mòn là điều tấtyếu Tác giả đi tìm hiểu các nguyên nhân chính gây mòn cánh vít, và điđến kết luận cuối cùng: Vít tải vận chuyển muối NaCl trong môi trường

có lẫn hơi nước ẩm, do vậy vật liệu chế tạo vít tải chủ yếu bị ăn mònđiện hoá và mòn do ma sát giữa vật liệu trộn với vít tải Từ đó đưa ramột số phương án chống ăn mòn kim loại: Phương pháp bảo vệ bề mặt,Phương pháp mạ điện hóa; Chọn loại ma sát lăn hoặc trượt; Nâng caochất lượng gia công; Tăng bền bề mặt (tăng độ cứng) Đối với trục víttải, xu hướng là tăng đường kính trục d để trục ngắn lại, tránh uốn,

Trang 20

võng…Đồng thời cần có chế độ vận hành hợp lý, bảo dưỡng thườngxuyên để hạn chế hiện tượng mài mòn

Trang 21

Chương 3

ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG

CHẾ TẠO VÍT TẢI3.1 CHỌN VẬT LIỆU GIA CÔNG VÍT TẢI

3.1.1 Giới thiệu về vật liệu chịu mài mòn CeraMetal

3.1.1.1 Tổng quan

Tấm chịu mài mòn CeraMetal - sản phẩm của công tyCeraMetal – Hy Lạp là tấm lưỡng kim, bao gồm thép nền mềm và lớpphủ hợp kim chịu mài mòn cao Tấm được chế tạo bằng quy trình phủ tựđộng làm cho bề mặt sản phẩm cứng hơn, bền hơn và có độ chịu màimòn tốt hơn bất kỳ một quy trình nào khác, đã được chứng minh bằngkiểm định mài mòn trầy xước ASTM G65 và kiểm định ăn mòn DIN

50332

3.1.1.2 Ưu điểm của CeraMetal

+ Dễ dàng sản xuất thành các kết cấu ví dụ như: Ống, ống dẫn,phễu

+ Dễ dàng hàn vào các kết cấu thép

+ Dễ dàng cắt thành các hình dạng cần thiết

+ Bề mặt phủ chịu ăn mòn cực tốt theo tiêu chuẩn ASTM G65,

bề mặt cứng hơn thép cácbon thấp đến 20-30 lần (trong một số ứngdụng trong ngành xi măng có thể lên tới 60 lần)

+ Khả năng chịu mài mòn kim loại với kim loại tốt

+ Khả năng chịu gặm mòn tốt vì có thành phần Crôm cao+ Khả năng chịu nhiệt tốt

+ Bị ảnh hưởng rất ít của nhiệt

Trang 22

+ Độ tập trung rất cao của cácbit (>50% ở loại HCCr, theoMaratray)

+ Ma trận Eustentic chặt chẽ hỗ trợ độ cứng của cácbit

+ Độ cứng và các thành phần được thiết kế để phù hợp với cácứng dụng

3.1.1.3 Chất lượng tiêu chuẩn của CeraMetal

3.1.1.4 Các thông số tiêu chuẩn của tấm chịu mòn CeraMetal 3.1.1.5 Kích thước tiêu chuẩn của tấm chịu mòn CeraMetal 3.1.1.6 Một só chi tiết được gia công bằng vật liệu CeraMetal

3.1.2 Phương pháp chế tạo vít tải bằng Cerametal

Vít tải sử dụng vật liệu CeraMetal có thể kéo dài tuổi thọ sửdụng gấp 5 lần so với ban đầu được sản xuất bằng thép cứng Do đó tiếtkiệm đáng kể vì giảm thiểu thời gian ngừng sản xuất Đồng thời, với chiphí sản xuất không vượt quá chi phí ban đầu, về tổng thể chi phí tiếtkiệm được của giải pháp này rất đáng kể

Phương pháp chế tạo khi dùng tấm chịu mài mòn Cerametal:

Trang 23

3.2.2 Tấm bịt hai đầu máng, ổ đỡ trục và vòng bi

3.2.3 Máng vít tải

Máng vít tải đóng vai trò dẫn hướng dòng chảy vật liệu, bảo vệvít tải Chúng được hàn bằng tôn tấm có khả năng chống mài mòn cao

Có nắp đậy phía trên, trên nắp và phía dưới đáy có xẻ lỗ để cấp liệu và

xả liệu Một số loại còn trang bị thêm bánh xe phía dưới để thuận tiệncho việc di chuyển (hình 3.17)

3.2.4 Lắp ráp vít tải vào máng, ổ đỡ trục, vòng bi và cho vít tải làm việc

Trang 24

3.2.5 Vận hành, bảo dưỡng hệ thống vít tải

3.2.5.1 Vận hành

- Khi máy hoạt động phải biết bộ phận máy nào hoạt động trước,

bộ phận nào hoạt động sau và những bộ phận nào hoạt động đồng thời.Ngược lại khi máy ngừng hoạt động thì bộ phận nào ngừng trước và bộphận nào ngừng sau

- Khi cấp liệu cần phải phối hợp nhịp nhàng và thứ tự theo tỷ lệcũng như năng suất đã định

- Khi có sự cố đòi hỏi người thợ điều hành phải tỉnh táo năngđộng và nắm rõ vấn đề vận hành để xử lý theo nguyên tắc

- Để đạt được năng suất theo yêu cầu cũng như tỷ lệ mongmuốn, người thợ phải có khả năng điều khiển cả hệ thống một cách trọnvẹn, tránh thời gian đứng máy và máy chạy không lãng phí

- Cần có đội ngũ cán bộ công nhân lành nghề, đáp ứng nhữngnhu cầu cần thiết về : sự cố cần xử lý kịp thời, quá trình hỏng hóc phảibiết trước để tân trang sửa chữa hoặc thay thế Ngoài ra cần có đội ngũ

cơ khí để kiểm định và tiến hành kiểm tra thay thế khi cần thiết

3.2.5.2 Bảo dưỡng

- Sau khi chế tạo và lắp ráp xong cần có những phương phápbảo vệ để chống ăn mòn trong môi trường, chống gỉ, bụi Có thể dùngcác biện pháp tạm thời hoặc lâu dài như sau :

+ Sơn, xi, mạ

+ Dùng vật liệu chống ăn mòn

+ Bôi trơn chống gỉ

Trang 25

- Các bộ phận làm việc phải được bao che, bôi trơn cẩn thận,làm mát, bôi trơn ổ cũng như các bộ phận là gối đỡ

- Kiểm tra máy móc thiết bị những chỗ làm việc lắp nối, nhữngchỗ chịu tải có trục trặc gì không, nếu có thì điều chỉnh ngay hoặc báocáo về phòng kỹ thuật để điều chỉnh kịp thời

- Ngoài các vấn đề trên cần kiểm tra và lên kế hoạch tu bổ sửachữa theo thời gian định kỳ Nhiều chi tiết không thể kiểm tra được taphải có thời gian kiểm tra định kỳ khi tháo máy

- Cần sửa chữa, thay đổi và tu bổ ngay khi đang kiểm tra định kỳtheo qui định của các chi tiết hỏng hóc

3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3

Tấm chịu mài mòn CeraMetal - sản phẩm của công tyCeraMetal – Hy Lạp là tấm lưỡng kim, bao gồm thép nền mềm và lớpphủ hợp kim chịu mài mòn cao Tấm được chế tạo bằng quy trình phủ tựđộng làm cho bề mặt sản phẩm cứng hơn, bền hơn và có độ chịu màimòn tốt hơn bất kỳ một quy trình nào khác, đã được chứng minh bằngkiểm định mài mòn trầy xước ASTM G65 và kiểm định ăn mòn DIN

50332 Tấm nền bằng thép cácbon thấp làm cho sản phẩm có thể đượchàn, bắt, đính vào các kết cấu có sẵn, lớp phủ bề mặt cung cấp một hàngrào chống ăn mòn tuyệt vời kể cả với các ứng dụng trong điều kiện vàmôi trường khắc nghiệt nhất Với những ưu điểm như vậy, đồng thờitấm CeraMetal đã được ứng dụng trong những chi tiết máy yêu cầu khảnăng chịu mài mòn cao và làm việc trong môi trường khắc nghiệt như:Răng gầu xúc; quạt trong xi măng, tấm lót máy nghiền…Tuy có độ cứng

và khả năng chịu mài mòn lớn như vậy, nhưng Cerametal vẫn có thểuốn các dải theo yêu cầu sử dụng Chính vì vậy tác giả đã đề xuất

Trang 26

phương án chọn vật liệu Cerametal để gia công cánh vít tải Vít tải sửdụng vật liệu CeraMetal có thể kéo dài tuổi thọ sử dụng gấp 5 lần so vớiban đầu được sản xuất bằng thép cứng, giá thành hợp lý, nên thu hồi vốnđầu tư nhanh

Cũng trong chương này tác giả đã đề xuất một số phương án lắpghép các bộ phận của hệ thống vít tải: Đầu trục vít, cuối trục vít,máng…đặc biệt là khớp nối vít tải Khi chiều dài làm việc của vít tảilớn, cần thiết phải nối nhiều đoạn trục vít tải với nhau, Khớp nối vít tải

sẽ nối giữa các đoạn vít tải liền kề nhau, và truyền chuyển động quaycho nhau Do đó loại thép gia công cần phải được lựa chọn một cách cẩnthận, xử lý nhiệt hợp lý đảm bảo độ cứng bề mặt, độ kiên cố, bền vững.Đối với những vít tải có độ dài lớn, hoặc tải nặng thường sử dụng théphợp kim, thép cácbon cao và được tôi nhiệt kỹ càng hoặc kết nối giữacác trục vít tải bằng 3 bulông chắc chắn Các lỗ khoan dẫn hướng đảmbảo dung sai cho phép, thuận tiện cho việc lắp ráp Giữa các khớp nốinên bố trí các miếng ốp và được bắt chặt vào khớp nối thông qua các bulông Điều này đặc biệt thuận lợi khi cần tháo lắp các vít tải ra để sửachữa, bảo dưỡng mà không ảnh hưởng đến các phần khác Để nâng caohơn nữa năng suất và tuổi thọ làm việc của vít tải, Ở cuối chương 3, tácgiả cũng đề xuất một số phương án vận hành, bảo dưỡng hệ thống vít tải

Định dạng
Số trang	30
Dung lượng	722 KB