thiết kế hệ thống nhập lúa từ ghe tàu lên nhà máy xay xát năng suất 40 tấn giờ

Hệ thống vận chuyển kết hợp những thiết bị vít tải, băng tải, gàu tải được thiết kế để vận chuyển nhập lúa cho nhà máy và có thể phục vụ cho nhu cầu vận chuyển bên trong nhà máy với thiế

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHẬP LÚA

TỪ GHE - TÀU LÊN NHÀ MÁY XAY XÁT NĂNG SUẤT 40 TẤN/GIỜ

Ngành: Cơ khí chế biến khóa 37

Cần Thơ, Tháng 05/2015

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHẬP LÚA

TỪ GHE - TÀU LÊN NHÀ MÁY XAY XÁT NĂNG SUẤT 40 TẤN/GIỜ

Ngành: Cơ khí chế biến khóa 37

Cần Thơ, Tháng 05/2015

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Cần Thơ, ngày 12 tháng 01 năm 2015

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỦA SINH VIÊN

NĂM HỌC: 2014 – 2015

1 Họ và tên sinh viên: Huỳnh Văn Nam MSSV: 1117658

Ngành: Cơ Khí Chế Biến Khóa: 37

2 Tên đề tài thực hiện:

“Thiết kế hệ thống nhập lúa từ ghe - tàu lên nhà máy xay xát năng suất 40 tấn/giờ”

3 Thời gian thực hiện: 12/01/2015 – 08/05/2015

4 Họ tên cán bộ hướng dẫn: Nguyễn Văn Khải MSCB: 469

5 Địa điểm thực hiện: Khoa Công Nghệ - Trường Đại Học Cần Thơ

6 Mục tiêu của đề tài:

a Mục tiêu tổng quát:

Nghiên cứu thiết kế hệ thống vận chuyển lúa từ ghe lên nhà máy

Bố trí thiết bị vận chuyển lúa thích hợp với vị trí làm việc trong nhà máy Thiết kế thiết bị phải phù hợp tải trọng phương tiện chuyên chở

b Mục tiêu cụ thể:

Khảo sát thiết bị vận chuyển lúa của một công ty lương thực ở Cần Thơ Nghiên cứu thiết bị băng tải và gàu tải đang sử dụng ở một nhà máy xay xát Tính toán và thiết kế băng tải hạt di động và gàu tải

Thiết kế bản vẽ thiết bị vận chuyển lúa

7 Giới hạn của đề tài: Nghiên cứu tính toán thiết kế băng tải và gàu tải

8 Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài:

Dụng cụ đo ở phòng thí nghiệm và các thiết bị phòng thực tập lương thực

9 Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài

SINH VIÊN ĐỀ NGHỊ

Huỳnh Văn Nam

Ý KIẾN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Ý KIẾN CỦA HỘI ĐỒNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Ý KIẾN CỦA BỘ MÔN

SVTH: Huỳnh Văn Nam i

LỜI CẢM ƠN

Trong cuộc sống không có sự thành công nào mà không gắn liền với những

sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của những người xung quanh Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập ở giảng đường đại học đến nay,

em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm và giúp đỡ của gia đình, quý Thầy Cô, cùng với những bạn bè xung quanh

Với lòng biết ơn sâu sắc gửi đến quý Thầy thuộc bộ môn kỹ thuật cơ khí - Khoa Công Nghệ - Trường Đại Học Cần Thơ đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường Trong dịp tiếp cận thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp rất hữu ích trong quá trình xây dựng phương pháp suy luận tư duy khoa học, thiết lập kế hoạch thực hiện, hoàn thành kế hoạch nghiên cứu tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển lúa từ ghe - tàu lên nhà máy xay xát năng suất 40 tấn/giờ

Em xin chân thành cảm ơn các thầy Nguyễn Văn Khải đã tận tâm hướng dẫn em qua từng buổi trao đổi trò chuyện trong vấn đề thiết kế các thiết bị trong hệ thống vận chuyển lúa của nhà máy hiện đang được sử dụng phổ biến Đề tài tốt nghiệp được thực hiện trong khoảng thời gian gần 15 tuần Bước đầu đi vào thực tế, tìm hiểu về lĩnh vực sáng tạo trong nghiên cứu thiết kế hệ thống vận chuyển lúa, với kiến thức của em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ Do vậy, không tránh khỏi

những thiếu sót là điều chắc chắn, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quý Thầy để kiến thức của em trong lĩnh vực này được bổ sung thêm Sau cùng, em xin kính chúc quý Thầy nhiều sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực hiện nghĩa cử cao đẹp của mình là truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm tiếp bước cho những thế hệ mai sau

SVTH: Huỳnh Văn Nam ii

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, nền kinh tế Việt Nam đang phát triển theo xu hướng công nghiệp hóa hiện - đại hóa đất nước, nhu cầu sử dụng các thiết bị vận chuyển vào trong sản xuất của các nhà máy xay xát là cần thiết, do đất Việt Nam là nước có nền nông nghiệp sản xuất tập trung mạnh vào cây lúa nước Đây là xu hướng cơ giới hóa nông nghiệp tất yếu, bởi sản xuất nông nghiệp phát triển sẽ kéo theo sự phát triển các thiết bị vận chuyển và thiết bị chế biến gạo ở các nhà máy xay xát hiện nay, điều đó nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm của nhà máy Yêu cầu thiết yếu đặt ra

là hệ thống vận chuyển lúa lên nhà máy phải đảm bảo vận chuyển liên tục, vị trí được lắp đặt máy phải không ảnh hưởng hoạt động sản xuất của nhà máy, thiết bị vận chuyển trong hệ thống có thể làm việc ở vị trí nhập lúa lẫn xuất sản phẩm của nhà máy Để thực hiện được điều này nhà máy cần thiết kế một hệ thống vận chuyển mới phục vụ công việc nhập lúa

Mặc dù trước đây đã có nhiều hệ thống vận chuyển lúa được sử dụng nhiều, nhưng chỉ mang tính tạm thời do những thiết bị được thiết kế còn nhiều giới hạn trong sử dụng vận chuyển lúa, vì vậy đòi hỏi phải có một hệ thống mới nhằm thực hiện vận chuyển lúa ngày một đổi mới phù hợp với quá trình sản xuất của nhà máy xay xát

Sau thời gian học tại trường được sự dạy vỗ và hướng dẫn tận tình của các Thầy giáo trong bộ môn kỹ thuật cơ khí, trường Đại Học Cần Thơ Được sự đồng tình của Thầy trao cho tìm hiểu về đề tài trong ngành kỹ thuật cơ khí “Thiết kế hệ thống nhập lúa từ ghe - tàu lên nhà máy xay xát năng suất 40 tấn/giờ”

Đề tài nghiên cứu thiết kế bản thuyết minh của em gồm 4 chương:

Chương I: Tổng quan về vận chuyển lúa

Chương II: Vật liệu và phương pháp thực hiện

Chương III: Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển

Chương IV: Kết luận và kiến nghị

Bằng sự cố gắng nỗ lực của bản thân và đặc biệt có sự giúp đỡ tận tình, chu đáo của Thầy hướng dẫn và các Thầy trong bộ môn kỹ thuật cơ khí, em đã hoàn thành đề tài

“Thiết kế hệ thống nhập lúa từ ghe - tàu lên nhà máy xay xát năng suất 40 tấn/giờ” theo đúng kế hoạch được giao Do thời gian nghiên cứu có hạn và trình độ còn nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của Thầy để từ đề tài này mà em được hoàn thiện hơn được cách tư duy nghiên cứu một vấn đề khoa học Em xin chân thành cảm ơn Thầy cán bộ khoa công nghệ trường Đại học Cần Thơ đã tạo nhiều điều kiện giúp đỡ em trong thời gian tìm hiểu và xây dựng phương pháp nghiên cứu đề tài tốt nghiệp trên cơ sở lý luận thực tiễn và thực hiện đề tài tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển lúa từ ghe lên nhà máy xay xát đã được hoàn thành

SVTH: Huỳnh Văn Nam iii

TÓM TẮT

Hiện nay, ở các nhà máy xay xát lúa các hệ thống vận chuyển đều được lắp

đặt hai chiều nhập lúa và xuất gạo song song nhau, mà các thiết bị đã được lắp đặt

cố định ở một vị trí gây khó khăn cho hoạt động sản xuất của nhà máy khi có nhu

cầu phát triển thu mua lúa vận chuyển bằng xe tải ở những địa bàn gần nhà máy

Quá trình thu mua lúa thường diễn ra tập trung nhiều khách hàng cần xay xát lúa ở

thời điểm thu hoạch lúa tập trung mà thời gian chờ đợi để chuyển lúa được lên nhà

máy phải mất 2 giờ, khi đó nhiều khách hàng phải tìm đến nhà máy khác xay xát

lúa để kịp cho việc thu mua tiếp theo Vì vậy nhà máy cần phải vận chuyển lúa lên

nhà máy trữ lại tạm thời sẽ không làm ảnh hưởng đến việc thu mua của khách hàng,

đây là phương pháp thu hút khách hàng hiệu quả cho nhà máy

Quá trình vận chuyển cần thiết kế hệ thống vận chuyển lúa nhập từ ghe lên

nhà máy năng suất 40 tấn/giờ sẽ phù hợp với phương tiện chuyên chở trên sông Hệ

thống vận chuyển kết hợp những thiết bị vít tải, băng tải, gàu tải được thiết kế để

vận chuyển nhập lúa cho nhà máy và có thể phục vụ cho nhu cầu vận chuyển bên

trong nhà máy với thiết bị băng tải hạt di động, trong hệ thống vận chuyển gàu tải

còn phục vụ cho nhu cầu phối trộn lúa cho nhà máy Băng tải di động đảm bảo được

khả năng di chuyển khi cần thiết Thiết bị trong hệ thống vận chuyển lúa được thiết

kế dựa trên mặt bằng nhà máy xay xát đã được khảo sát ở An Giang Thiết bị được

thiết kế chiều dài băng tải được thiết kế 8 m và bề rộng băng 0,6 m, vít tải có đường

kính 0,3 m và dài 3,6 m, gàu tải cao 10 m và chiều rộng gàu 0,464 m

SVTH: Huỳnh Văn Nam iv

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

LỜI NÓI ĐẦU ii

TÓM TẮT iii

MỤC LỤC iv

MỤC LỤC BẢNG vi

MỤC LỤC HÌNH vii

Chương I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN LÚA 1

1.1 Giới thiệu tổng quát về vận chuyển lúa 1

1.1.1 Phương tiện vận chuyển lúa về nhà máy 1

1.1.2 Hoạt động vận chuyển lúa ở các nhà máy 1

1.1.3 Công dụng và vai trò của máy vận chuyển lúa 2

1.1.4 Xu hướng phát triển của hệ thống vận chuyển lúa 2

1.1.5 Những yêu cầu kỹ thuật của thiết bị vận chuyển 3

1.1.6 Những vấn đề trong hệ thống vận chuyển lúa 4

1.2 Giới thiệu về thiết bị vận chuyển liên tục 4

1.2.1 Phân loại thiết bị vận chuyển liên tục 4

1.2.2 Những thông số cơ bản của thiết bị 5

1.3 Đặc điểm của thiết bị vận chuyển 5

1.3.1 Đặc điểm và phân loại vít tải 5

1.3.2 Đặc điểm và phân loại băng tải cao su 6

1.3.3 Đặc điểm và phân loại gàu tải 7

1.4 Giới thiệu tổng quát về hệ thống vận chuyển 8

1.5 Tính cấp thiết thiết kế hệ thống nhập lúa 9

1.6 Nhận xét phương tiện và hệ thống vận chuyển nhập lúa 10

Chương II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 11

2.1 Đặc điểm và tính chất của vật liệu 11

2.1.1 Đặc điểm vật liệu vận chuyển 11

2.1.2 Tính chất vật liệu 11

2.2 Phương pháp vận chuyển lúa 12

2.2.1 Sử dụng băng tải ngang vận chuyển lúa 12

2.2.2 Sử dụng băng tải lòng máng kết hợp vít tải 13

2.2.3 Hệ thống gồm vít tải - băng tải trung gian - gàu tải 14

2.3 Chọn phương án phù hợp vận chuyển lúa 15

2.4 Nhận xét về vật liệu và thiết bị vận chuyển được lựa chọn 16

SVTH: Huỳnh Văn Nam v

Chương III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN 17

3.1 Cơ sở lý thuyết thiết bị vận chuyển lúa 17

3.1.1 Cơ sở lý thuyết tính toán vít tải 17

3.1.2 Cơ sở lý thuyết tính toán băng tải 19

3.1.3 Cơ sở lý thuyết tính toán gàu tải 22

3.2 Chọn thông số chung vít tải 26

3.2.1 Lựa chọn thông số vít tải đứng: 26

3.2.2 Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền động 27

3.2.3 Mômen xoắn và lực dọc trục của trục vít 27

3.2.4 Tổng kết thông số làm việc của thiết bị vít tải 28

3.3 Chọn thông số chung băng tải lúa có góc nghiêng 29

3.3.1 Lựa chọn thông kỹ thuật băng tải lúa có góc nghiêng 29

3.3.2 Lựa chọn thông số kỹ thuật bộ phận nâng hạ băng tải 29

3.4 Tính toán thiết kế băng tải lúa di động 30

3.4.1 Thông số cơ bản của băng tải 30

3.4.2 Diện tích mặt cắt ngang lòng máng chứa lúa 30

3.4.3 Tính toán và lựa chọn những chi tiết cho băng tải lúa 31

3.4.4 Thiết kế phụ 40

3.4.5 Tổng kết thiết bị băng tải vận chuyển lúa 46

3.5 Tính toán gàu tải lúa 47

3.5.1 Chọn các thông số cơ bản cho gàu tải 47

3.5.2 Tính toán gàu tải 48

3.5.4 Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền: 52

3.5.5 Thiết kế phụ 54

3.5.6 Tổng kết thiết bị gàu tải vận chuyển lúa 59

3.6 Tổng kết quá trình nhập lúa của hệ thống 60

3.6.1 Tổng kết thiết bị trong hệ thống 60

3.6.2 Nhận xét hệ thống vận chuyển lúa từ ghe lên nhà máy 60

Chương IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62

4.1 Kết luận 62

4.2 Kiến nghị 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO 63

SVTH: Huỳnh Văn Nam vi

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 2.1: Kết quả đo đạt hạt lúa đã được sấy khô 11

Bảng 2.2 Kết quả bố trí thí nghiệm đo góc ma sát của lúa 12

Bảng 3.1: Vận tốc gàu tải 23

Bảng 3.2: Thông số dự trữ bền của dây băng 25

Bảng 3.3: Giới hạn bền của một đơn vị chiều dài của lớp vải 25

Bảng 3.4: Thông số kỹ thuật của động cơ TECO-AEEV, 6P-7,5HP 27

Bảng 3.5: Thông số kỹ thuật truyền động 27

Bảng 3.6: Bảng tổng kết thông số vít tải 28

Bảng 3.7: Thông số làm việc của băng tải có góc nghiêng 29

Bảng 3.8: Chọn thông làm việc của cơ cấu nâng - hạ 29

Bảng 3.9: Bảng tính khối lượng ống quay của con lăn 32

Bảng 3.10: Bảng khối lượng ổ lăn 33

Bảng 3.11: Khối lượng phần quay một con lăn 34

Bảng 3.12: Thông số kỹ thuật của động cơ TECO 39

Bảng 3.13: Phân phối bộ truyền động 40

Bảng 3.14: Thông số kỹ thuật bộ truyền đai thang cấp 2 44

Bảng 3.15: Thông số làm việc của băng tải di động 46

Bảng 3.16: Vận tốc băng gàu theo của bộ phận kéo đảm bảo đỡ tải tốt 48

Bảng 3.17: Thông số kỹ thuật loại gàu thép 49

Bảng 3.18: Thông số dự trữ bền của dây băng 51

Bảng 3.19: Giới hạn bền của một đơn vị chiều dài của lớp vải 51

Bảng 3.20: Thông số kỹ thuật của động cơ TECO-AEEV, 6P-7,5HP 52

Bảng 3.21: Phân phối bộ truyền động đai thang 54

Bảng 3.22: Thông số kỹ thuật truyền động đai B 57

Bảng 3.23: Thông số làm việc của gàu tải 59

SVTH: Huỳnh Văn Nam vii

MỤC LỤC HÌNH

Hình 2.1: Sơ đồ băng tải ngang 13

Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống vận chuyển lúa với băng tải góc nghiêng 14

Hình 2.3: Sơ đồ hệ thống vận chuyển lúa kết hợp gàu tải 15

Hình 2.4: Sơ đồ hệ thống vận chuyển lúa năng suất 40 tấn/giờ 16

Hình 3.1: Sơ đồ trục tang chủ động của gàu tải 23

Hình 3.2: Sơ đồ bố trí thiết bị trên băng tải 32

Hình 3.3: Sơ đồ ổ lăn NSK 33

Hình 3.4: Sơ đồ con lăn ngang L620 33

Hình 3.5: Sơ đồ con lăn lòng máng L300 33

Hình 3.6: Sơ đồ trục tang chủ động của gàu tải 48

Hình 3.7: Mẫu gàu tải thép GT-01 49

Chương I: Tổng quan về quá trình vận chuyển lúa

Chương I

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN LÚA

1.1 Giới thiệu tổng quát về vận chuyển lúa

1.1.1 Phương tiện vận chuyển lúa về nhà máy

Trước đây, mạng lưới giao thông đường bộ vẫn chưa phát triển mạnh nên việc vận chuyển hàng hóa chủ yếu bằng phương tiện đường thủy Bên cạnh đó, mạng lưới kênh rạch có một số tuyến nhỏ hẹp và hệ thống cầu có chiều cao lưu thông không cao, vì vậy ghe có tải trọng lớn không thể đi luồng qua các kênh nhỏ được mà thay vào đó dùng những loại ghe có tải trọng nhỏ khoảng (40÷80) tấn/ghe

Chính những hạn chế trên, nên việc thu mua vận chuyển lúa về nhà máy đa

số dùng những loại ghe tải trọng nhỏ và thô sơ để đảm nhận việc chuyên chở lúa Đồng thời việc thu mua phải đi luồng qua các kênh - rạch vào lúc thủy triều lên cao, khi đó việc vận chuyển lúa của trên sông được diễn ra làm tăng khả năng chuyển tải của phương tiện trên sông để giảm được chi phí trong vận chuyển lúa về nhà máy

Quá trình khảo sát những phương tiện vận chuyển lúa trên sông thường có kích thước nhỏ gọn với chiều sâu chứa lúa (2÷4) m, chiều dài của ghe (15÷30) m và chiều rộng (2,5÷4) m Trọng tải chuyên chở của ghe (25÷ 60) tấn/ghe đảm bảo dễ dàng luồng qua được các kênh nhỏ, hẹp sẽ phục vụ tốt cho việc thu mua được thuận lợi ở các địa bàn nằm sâu trong những vùng canh tác sản xuất lúa

1.1.2 Hoạt động vận chuyển lúa ở các nhà máy

Với chủ trương công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước thì các nhà máy chế biến lương thực tiếp nhận nhanh chóng và thực hiện cơ giới hóa sản xuất Máy vận chuyển liên tục thực hiện các công đoạn vận chuyển trung gian nhằm chuyển tải lúa theo đúng quy trình sản xuất của xí nghiệp xay xát lúa

Từ khi sử dụng máy vận chuyển liên tục thay cho sức lao động vào các quá trình chuyển tải lúa trong nhà máy đã giảm thiểu được chi phí và thời gian vận chuyển Bên cạnh đó, việc bố trí hệ thống vận chuyển lúa từ phương tiện ghe - tàu lên nhà máy xay xát đóng vai trò quan trọng trong nhu cầu sản xuất của xí nghiệp Trước đó, đã có một số hệ thống vận chuyển lúa được sử dụng phổ biến trong các nhà máy xay xát, với thiết bị băng tải dùng để vận chuyển lúa dưới dạng bao, hệ thống khí động vận chuyển lúa dạng hạt rời Do lúc bấy giờ thiết bị vận chuyển chưa được sử dụng nhiều, chưa được cải tiến dành riêng cho vận chuyển lúa nên vẫn còn phải tốn nhiều thao tác lao động để nạp và tháo liệu cho thiết bị vận chuyển

Chương I: Tổng quan về quá trình vận chuyển lúa

Thời gian gần đây ngành kỹ thuật cơ khí được sự chú trọng của nhà nước, máy và thiết bị vận chuyển được đầu tư phát triển, nhất là ở các xí nghiệp chế biến lương thực Từ đó thiết bị vận chuyển được cải tiến phù hợp cho công việc vận chuyển lúa dưới dạng hạt với các loại thiết bị chuyển tải được sử dụng như hệ thống khí động, vít tải - băng tải lòng máng và gàu tải có thể có hoặc không tùy vào hoạt động sản xuất của các xí nghiệp xay xát lúa mà bố trí thêm Từ sự phát triển của các thiết bị vận chuyển thì hệ thống vận chuyển nhập lúa của nhà máy được cải tiến có thể nạp và tháo liệu liên tục trong khi vận chuyển, năng suất thiết bị vận chuyển lớn, giảm thiểu được thao tác lao động trong vận chuyển

1.1.3 Công dụng và vai trò của máy vận chuyển lúa

Máy vận chuyển lúa thuộc loại máy vận chuyển liên tục dùng để vận chuyển vật liệu theo một dòng liên tục dưới dạng hạt rời hay hạt được đóng bao, với các máy và thiết bị kết hợp với nhau thành một hệ thống vận chuyển hình thành đường

đi của dòng lúa - gạo theo phương đã xác định từ trước Hệ thống vận chuyển lúa theo dòng liên tục có vai trò quan trọng trong sản xuất gạo của nhà máy Chúng là

bộ phận hình thành nên các quá trình sản xuất của các xí nghiệp xay xát đi theo mô hình công nghiệp hiện đại, được thiết lập và điều chỉnh nhịp độ sản xuất, nâng cao hiệu quả sức lao động nhằm tăng sản lượng sản phẩm Máy vận chuyển lúa là phương tiện chủ yếu để cơ giới hóa và tự động hóa trong các quá trình vận chuyển lúa bên trong và bên ngoài nhà máy xay xát, trong nhu cầu chuyển tải nhập lúa và xuất gạo thành phẩm của nhà máy

Trong các nhà máy xay xát lúa hiện nay, hệ thống vận chuyển được dùng vận chuyển hàng hóa với năng suất lớn, chuyển lúa - gạo từ phương tiện vận chuyển bên ngoài vào nhà máy và chuyển lúa vào hệ thống xay xát Hệ thống vận chuyển là sự

tổ hợp của các thiết bị vận chuyển công suất lớn dùng để chuyển nguyên liệu – sản phẩm theo qui trình công nghệ sản xuất dây chuyền chế biến gạo của nhà máy Trong nhiều trường hợp chúng còn kết hợp cả vai trò vận chuyển tích trữ và phối trộn nguyên liệu, chuyển tải vật liệu ra ngoài - vào trong nhà máy

1.1.4 Xu hướng phát triển của hệ thống vận chuyển lúa

Với sự phát triển ngành sản xuất nông nghiệp kéo theo ngành chế biến lương thực cũng được mở rộng quy mô và công nghệ sản xuất gạo, từ đó các loại máy và thiết bị vận chuyển liên tục được sử dụng nhiều và được cải tiến liên tục nhằm hoàn thiện quá trình vận chuyển của các thiết bị khi tổ hợp thành một hệ thống vận chuyển

Hệ thống các máy vận chuyển lúa cần phát triển theo phương chăm:

Thiết kế và chế tạo ra các máy không chỉ vận chuyển lúa theo tuyến thẳng một chiều, mà còn phải được sử dụng lại thiết bị nhập lúa cho việc tải gạo xuống ghe, thiết bị phải di chuyển dễ dàng qua lại trong nhà máy, không gian được lắp đặt máy ít chiếm diện tích, phải có độ bền cao và công suất lớn

Chương I: Tổng quan về quá trình vận chuyển lúa

Tự động hóa các thiết bị vận chuyển thành một dây chuyền sản xuất, một hệ thống chuyển tải đa dụng bên trong nhà máy

Thống nhất hóa và tiêu chuẩn hóa các chi tiết - thiết bị, đồng thời tạo ra nhiều kiểu và kích thước đa dạng thích hợp với cách bố trí thiết bị của xí nghiệp

Lựa chọn thiết bị vận chuyển phù hợp với các công đoạn vận chuyển lúa ở cấp trung gian nhằm nâng cao khả năng mang tải liệu theo phương ngang hay chuyển lên độ cao làm việc, mà còn tăng khả năng liên tục của các thiết bị trong một hệ thống chuyển tải lúa

Trong thiết kế và chế tạo hệ thống cần phải nâng cao độ tin cậy, bên cạnh còn phải giảm hỏng hóc trong khâu kỹ thuật chế tạo thiết bị, đơn giản hóa trong bảo trì máy nhằm đưa hệ thống chuyển tải lúa vào khai thác ổn định

Ứng dụng sự phát triển ngành vật liệu dẽo và hợp kim vào sử dụng chế tạo các chi tiết của thiết bị giảm khối lượng và kích thước máy vận chuyển

Cải tiến thiết bị nhằm cải thiện điều kiện làm việc của công nhân sử dụng, cách ly bụi cơ học với môi trường không khí xung quanh, giảm thiểu thất thoát nguyên liệu trong quá trình vận chuyển

Thiết kế phụ các thiết bị che chắn bảo vệ máy phục vụ hỗ trợ hệ thống tải lúa không chịu ảnh hưởng khi thời tiết có mưa - bảo để việc vận chuyển lúa bên ngoài vào nhà máy được diễn ra bình thường, thiết bị lắng bụi dùng để thu hồi bụi lúa sinh

ra trong lúc tháo liệu ở các thiết bị lên bề mặt tiếp xúc ở cửa tháo liệu

1.1.5 Những yêu cầu kỹ thuật của thiết bị vận chuyển

Máy vận chuyển lúa theo một dòng liên tục phải đảm bảo độ tin cậy, độ bền

và tuổi thọ, sử dụng an toàn và thuận tiện, có khả năng làm việc ở chế độ chuyển tải

tự động và thiết bị đi vào khai thác phải có tính kinh tế trong hoạt động sản xuất của

xí nghiệp Đây là yêu cầu đóng vai trò quan trọng Chúng có sự liên quan trực tiếp, chặt chẽ của máy vận chuyển với quá trình công nghệ sản xuất chung nên đòi hỏi đặc biệt về độ bên và khả năng làm việc ở chế độ tự động Hệ thống vận chuyển giải quyết vấn đề vận chuyển lúa bên trong và bên ngoài nhà máy xay xát đảm bảo nhịp

độ sản xuất, nâng cao sức lao động, nâng cao năng suất chuyển tải lúa, tăng hiệu quả kinh tế trong điều kiện vận chuyển số lượng lúa lớn

Sử dụng động cơ công suất hợp lý và tiết kiệm năng lượng vận chuyển đạt mức tối thiểu

Trong quá trình lắp đặt và sử dụng máy phải có kích thước nhỏ gọn, dễ dàng vận chuyển, thích hợp làm việc với điều kiện và môi trường vận chuyển

Thiết bị vận chuyển phải có khả năng phối hợp với các máy khác trong dây chuyền vận chuyển Đồng thời khi thay thế - sửa chữa, bảo trì các bộ phận công tác phải dễ dàng và nhanh chóng

Trong khâu chế tạo thiết bị phải tiết kiệm nguyên vật liệu và tận dụng nguồn vật liệu sẵn có, vật liệu phải có trên thị trường dễ dàng mua được, công chế tạo phải thấp

Thiết bị được thiết kế phải có tính thẩm mỹ công nghệ cao, kết cấu hợp lý, hình dạng phải đẹp và hài hòa, đảm bảo an toàn lao động

Chương I: Tổng quan về quá trình vận chuyển lúa

Hệ thống chuyển lúa phải đảm bảo vệ sinh công nghiệp và vệ sinh môi trường, giá thành đầu tư thấp, đạt hiệu quả đầu tư cao

1.1.6 Những vấn đề trong hệ thống vận chuyển lúa

Hệ thống vận chuyển đảm bảo thực hiện chuyển tải lúa được liên tục khi có thời tiết xấu, việc vệ sinh máy dễ dàng và không làm tốn nhiều thời gian, nâng cao hiệu quả sức lao động trong khâu nạp liệu vào thiết bị, nâng cao tính hệ thống giữa các thiết bị

Trong thiết kế hệ thống nhập lúa từ ghe lên nhà máy ở đồng bằng sông Cửu Long được tích hợp bởi các máy vận chuyển liên tục lại với nhau Kích thước máy phụ thuộc vào điều kiện chiều sâu chứa lúa của ghe, ngoài ra còn được quyết định bởi mực nước lưu thông ghe trên sông

Trong hệ thống chuyển lúa thường xảy ra hiện tượng quá tải của một thiết bị nào đó nên quá trình xử lý khắc phục quá tải có vai trò quan trọng không thể thiếu trong vận chuyển

Thiết bị vận chuyển phải có khả năng chuyển tải vật liệu và cả sản phẩm, tận dụng những thiết bị vận chuyển sản phẩm gạo sau khi xuống cấp đem phục vụ lại cho vận chuyển vật liệu lúa thô, thiết kế kích thước máy phải phù hợp vị trí mặt bằng trong nhà máy, cần bố trí một số thiết bị phụ nhằm giảm lượng bụi sinh ra trong vận chuyển nhất là vật liệu lúa khô dễ phát sinh bụi

Thiết kế máy vận chuyển phải phù hợp kích thước tiêu chuẩn của vật liệu hiện có, việc sửa chữa cũng như thay thế phụ tùng máy phải dễ dàng tìm thấy và mua được trên thị trường

1.2 Giới thiệu về thiết bị vận chuyển liên tục ([1]) 1.2.1 Phân loại thiết bị vận chuyển liên tục

Máy vận chuyển liên tục được phân loại theo nguyên tắc làm việc, theo dấu hiệu kết cấu, loại vật liệu được vận chuyển, theo bộ phận kéo và nâng vật liệu

Các loại máy vận chuyển kéo vật liệu nằm trên băng dây đai, xích tải chuyển liệu từ nơi này đến nơi khác được goi là thiết bị kéo

Thiết bị di động thường là băng tải được phân thành băng tải tĩnh và băng tải

di động để vận chuyển hàng rời, hàng đơn chiếc

Máy vận chuyển có nguyên tắc làm việc khác nhau đối với băng tải vận chuyển liệu trên dải băng liền chuyển động liên tục, vít tải nâng và chuyển liệu trong ống kín cánh vít quay đẩy liệu đi, gàu tải mút liệu chứa trong gàu chuyển động liên tục

Tùy vào công dụng của máy mà chọn thiết bị cho phù hợp với các lĩnh vực sản xuất trong vận chuyển vật liệu dạng rời , hay dạng khối và liệu được chứa trong bao, cần nâng chuyển vật liệu lên cao hay vận chuyển hướng ngang.Thiết bị vận chuyển được phân loại theo nguyên lý chuyển tải dạng cơ học hay khí động

Chương I: Tổng quan về quá trình vận chuyển lúa

1.2.2 Những thông số cơ bản của thiết bị

Năng suất được vận chuyển thông qua lượng vật liệu mà máy vận chuyển được, với tiết diện vật liệu nằm trên thiết bị mà trong một đơn vị thời gian trung bình trong một giờ vận chuyển được và có thể tính bằng đơn vị Tấn/giờ - m3/giờ Trong một số trường hợp năng suất còn xác định bằng lượng vật liệu chuyển dịch qua một khoảng cách và được xác định trong một đơn vị chiều dài có dạng Tấn.km

Vận tốc vận chuyển vật liệu được xác định theo chủng loại thiết bị vận chuyển, hình dạng kích cở vật liệu, năng suất và điều kiện làm việc của thiết bị Đồng thời, đối với từng loại thiết bị mà có vận tốc vận chuyển như băng tải vật liệu vận chuyển dưới dạng hạt và dạng bao phải cần thao tác người lao động trong khi nạp liệu, gàu tải tháo liệu bằng phương pháp ly tâm hay nhờ trọng lực, vít tải liệu có theo chiều cao nâng liệu hay tải liệu theo phương ngang

Khối lượng máy vận chuyển cũng ảnh hưởng tới kết cấu và giá thành chế tạo máy, kích thước thiết bị, mặt bằng lắp đặt thiết bị, phương tiện vận chuyển

Để đánh giá sơ bộ và áp dụng một loại thiết bị nào đó vào trong hệ thống vận chuyển lúa với mục tiêu phân tích tính kinh tế, lựa chọn thiết bị thiết kế, có thể dựa vào chỉ tiêu khối lượng và công suất của máy Để đánh giá giữa các thiết bị vận chuyển với nhau thông qua giá thành vận chuyển vật liệu phụ thuộc vào giá thành chế tạo, tuổi thọ, thời gian khấu hao máy, chi phí sửa chữa, chu kỳ sửa chữa, số lượng công nhân vận hành và điều khiển hệ thống

Trong thiết kế hệ thống cần quan tâm đến tính chất của vật liệu, chế độ, đặc điểm và điều kiện làm việc của từng thiết bị trong hệ thống

1.3.1 Đặc điểm và phân loại vít tải

Vít tải là máy vận chuyển liên tục không có bộ phận kéo, với bộ phận công tác bằng cánh vít xoắn quay trong vỏ kín có tiết diện phía dưới hình bán nguyệt Khi cánh vít quay đẩy lớp lúa đi trong vỏ kính Vít tải vận chuyển vật liệu rời chủ yếu theo phương nằm ngang, ngoài ra có thể theo phương có góc nghiêng và thẳng đứng Vít tải lúa có hai loại là tải lúa theo phương ngang và tải lúa lên cao, với nhu cầu sử dụng vít tải dài với mỗi trục cánh vít chỉ dài khoảng (3÷4) m để đảm bảo thiết bị vận chuyện lúa được thuận lợi Hướng di chuyển của liệu trong ống tùy thuộc vào chiều quay của trục vít và hướng vặn của cánh vít, nhưng đặc biệt đối với khi sử dụng vít tải để nâng lúa lên cao chỉ quay theo một chiều

Vật liệu di chuyển không bám vào cánh vít mà nhờ trọng lượng của chính nó

và lực ma sát giữa vật liệu và vỏ máng vít, vật liệu di chuyển theo nguyên lý truyền động vặn vít - đai ốc Vít tải có thể có nhiều cánh xoắn hoặc nhiều loại mối xoắn sẽ chuyển động êm diệu hơn, vít tải được sử dụng để vận chuyển vật liệu rời tơi xốp

Chương I: Tổng quan về quá trình vận chuyển lúa

Vít tải được bố trí vận chuyển theo phương nghiêng nhỏ hơn 20o, khoảng cách vận chuyển (30÷40) m, năng suất từ (20÷40) m3/giờ, vít tải còn dùng làm cơ cấu cấp liệu cưỡng bức cho băng tải chuyển liệu

Vít tải được phân thành theo dạng cánh vít liên tục liền trục, cánh liên tục không liền trục Băng vít cánh liên tục liền trục dùng để vận chuyển vật liệu dạng hạt, bột khô, vật liệu có kích thước nhỏ và trung Bình loại này dùng để vận chuyển vật liệu theo một chiều Vật liệu được vận chuyển với hệ số nạp đầy vào máng 0,3÷0,45 và số vòng quay của trục vít là 50÷120 vòng/phút Băng vít cánh liên tục không liền trục dùng để vận chuyển hạt có kích thước lớn và vật liệu dễ bị kết dính,

hệ số nạp đầy vật liệu vào máng vít 0,25÷0,4 và số vòng quay 40÷100 vòng/phút

Công dụng thuần túy của vít tải dùng để chuyển tải liệu, băng vít còn có thể dùng để trộn, thu hồi, cấp liệu, ép và nén vật liệu

Tốc độ làm việc của vít chậm hay nhanh, thường phân theo cách bố trí vít nằm ngang thì tốc độ quay của trục vít tương đối chậm, trục vít có tốc độ quay nhanh thường dùng cho vít thẳng đứng dùng để nâng được vật liệu

1.3.2 Đặc điểm và phân loại băng tải cao su

Băng tải cao su là một máy vận chuyển vật liệu theo phương ngang hay để nâng vật liệu lên cao bằng cách cho vật liệu nằm trên một mặt băng chuyển động Vật liệu sẽ được mang từ đầu này và tháo ra ở cuối đầu kia của băng tải, đồng thời

có thể vận chuyển vật liệu lên cao với một độ dốc của băng đai không được vượt quá góc tự chảy của vật liệu cần vận chuyển

Vật liệu không có chuyển động tương đối với mặt băng tải nên không làm hư hỏng khi vận chuyển

Có thể áp dụng cho nhiều loại sản phẩm khác nhau như các loại vật liệu rời, vật liệu đơn chiếc hoặc các loại vật liệu không đồng nhất

Có khả năng vận chuyển tương đối xa

Chiếm nhiều diện tích và không gian lắp đặt

Tiêu tốn năng lượng trên một đơn vị khối lượng vận chuyển tương đối cao

Vận tốc vận chuyển liệu hạt lúa 1,7 m/s, vận chuyển bao 0,7m/s

Băng đai cao su có cấu tạo đơn giản gồm hệ thống con lăn và khung đỡ, hai tang truyền động dây băng và thiết bị cấp liệu:

Hệ thống con lăn và khung đỡ được rải dọc theo suốt chiều dài của băng, có thể bố trí một hoặc hai có thể là ba con lăn sử dụng vận chuyển liệu trên mặt băng nằm ngang hay tạo lòng máng

Tang truyền động lên mặt băng đai kéo vật liệu di chuyển theo hướng xác định nhờ vào lực ma sát, trong trường hợp để tăng hệ số ma sát giữa tang dẫn động

và mặt băng cao su nên trong chế tạo tang thường tạo thêm độ nhám bề mặt trên trục tang của băng tải

Thiết bị cấp liệu lên mặt băng tải thông thường sử dụng máng, phễu Thiết bị vào tải sẽ đảm bảo an toàn cho dây băng, giảm sự mài mòn khi rót liệu lên mặt băng, giảm bụi khi nạp liệu lên mặt băng đai

Chương I: Tổng quan về quá trình vận chuyển lúa

Băng đai phân theo khả năng di động hay cố định Băng đai cố định chiếm tỷ trọng lớn, loại này thường lắp cố định ở một vị trí nhất định ít di chuyển vị trí làm việc, dùng để vận chuyển vật liệu với khoảng cách lớn và lưu lượng vận chuyển nhiều Băng đai di động giúp cơ giới hóa vận chuyển và xếp đỡ hàng hóa trong nhà máy, khoảng cách vận chuyển vật liệu từ 5÷20 m, chiều cao nâng 2÷4 m, loại này phải có khối lượng nhẹ nhưng kết cấu chịu lực tốt, có khả năng di chuyển qua các địa hình không bằng phẳng và thích hợp với mọi điều kiện làm việc

Thiết bị kéo của băng tải có thể là dây băng cao su sợi vải, dây xích thường được chế tạo với thiết bị mang tải và truyền động riêng với từng loại vật liệu

Đường vận chuyển của băng phân ra làm ba loại chủ yếu là băng ngang, băng nghiêng và băng hỗn hợp Độ nghiêng của băng đai phụ thuộc vào độ dốc tự nhiên của vật liệu, thông thường góc nghiêng của băng khoảng 2/3 góc chảy tự nhiên của vật liệu, để đảm bảo năng suất và tránh tụt vật liệu có thể sử dụng dây băng có gờ, có thể giảm góc nghiêng với chiều cao làm việc không đổi bằng cách tăng chiều dài băng tải

Ngoài những cách phân loại trên thì còn có thể phân loại băng tải theo vật liệu vận chuyển, chế độ làm việc, kết cấu máy

1.3.3 Đặc điểm và phân loại gàu tải

Gàu tải là thiết bị vận chuyển vật liệu rời theo phương thẳng đứng Gàu múc vật liệu từ phía chân gàu đi lên phía trên và đổ ra ngoài theo hai phương pháp chủ yếu là đổ nhờ lực ly tâm và nhờ trọng lực Ở phương pháp ly tâm, gàu chứa đầy vật liệu khi vận chuyển có phương thay đổi liên tục theo vị trí của gàu Lực ly tâm sinh

ra phụ thuộc vào vân tốc quay của tang dẫn

Nếu tang quay nhanh vật liệu văng ra khỏi gàu sớm hơn, không đổ vào miệng dẫn liệu được nên rơi trở lại chân gàu

Nếu tang quay chậm vật liệu dễ bị cuốn theo gàu múc, không đổ vào miệng ống dẫn vật liệu được

Vật liệu ma sát với thân gàu khi múc nên dễ làm hư vật liệu

Trong bảo trì, sửa chữa và hiệu chỉnh căng dây gàu khó khăn

Vận tốc vận chuyển lúa hạt 1,65 m/s

Gàu tải gồm các bộ phận chủ yếu như gàu chứa liệu, thiết bị kéo, cơ cấu dẫn động Gàu được chế tạo bằng thép lá có chiều dày 3÷4 mm gồm các loại gàu tròn, gàu sâu và gàu nông Gàu được lắp trên một khung thép, bộ phận dẫn động hai trục tang chủ động và bị động Thiết bị kéo gàu có thể là băng vải cao su hoặc dây xích

và hai đầu băng được nối bằng đinh tán hoặc bắng sấy ép Gàu được kẹp chặt vào dây băng gàu bằng bu long có mặt côn để giảm ứng suất tập trung Gàu được bố trí theo một hàng với loại gàu hẹp có năng suất nhỏ, bố trí theo hai hàng lệch nhau với loại gàu có năng suất lớn Cơ cấu dẫn động được đặt ở phía trên của gàu, trục dẫn động đồng thời là trục kéo căng dây gàu, tang được chế tạo bằng cách đúc gang hay hàn từ thép, để định tâm băng gàu chế tạo tang có hai đầu côn 1o

Phương pháp đặt máy theo phương thẳng đứng và băng gàu nghiêng với góc

60o÷75o, băng gàu nghiêng phần trên sẽ đỡ tải dễ dàng nhưng kết cấu phức tạp

Chương I: Tổng quan về quá trình vận chuyển lúa

Phân loại theo bộ phận kéo bằng dây băng vải cao su hoặc sử dụng xích kéo Phân loại theo gàu chứa liệu là bộ phận đặc trưng của gàu tải vận chuyển vật liệu rời Kết cấu và kích thước của gàu tùy thuộc vào kích và tính chất vật lý của vật liệu cần vận chuyển

Vận tốc băng gàu được chia thành hai loại tốc độ thấp và tốc độ cao Băng gàu có tốc độ cao bộ phận kéo 1,25÷2 m, thường dùng vận chuyển vật liệu dạng bột

và cục nhỏ, gàu chuyển động quay quanh tang dưới xúc vật liệu rồi nâng lên và tang trên phải nhô ra để tháo liệu vào máng Băng gàu thấp tốc bộ phận kéo với vận tốc 0,4÷1 m/s dùng cho vật liệu nhám, cục vừa và vật liệu hật thô

Phương pháp đỡ tải bằng lực ly tâm và nhờ trọng lượng bản thân vật liệu, đỡ tải phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của gàu và đường kính tang dẫn động, loại cao tốc đỡ tải bằng lực ly tâm và thấp tốc bằng trọng lực

Băng gàu thường lắp theo kiểu gàu âm và gàu nổi

1.4 Giới thiệu tổng quát về hệ thống vận chuyển

Các hệ thống vận chuyển lúa hiện nay, thiết bị được sử dụng dựa vào loại kích thước và hình dạng, tính chất hạt lúa Quá trình khảo sát thực tế và tham khảo tài liệu [1] cho thấy một số thiết bị và hệ thống vận chuyển như:

Vận chuyển dưới dạng bao gồm các thiết bị băng tải ngang, băng đai ngang

có độ dốc, cần trục thường sử cho việc xuất gạo và thực hiện công việc sắp xếp gạo bao chất thành từng cây sẽ tiết kiệm diện tích kho trữ

Vận chuyển dưới dạng hạt sử dụng các thiết bị vít tải, gàu tải, băng tải lòng máng, hệ thống khí động dùng để vận chuyển lúa - gạo vào silo trữ lại hoặc vận chuyển lúa trực tiếp vào thiết bị bóc vỏ, bên cạnh đó thiết bị sử dụng để phục vụ khâu định lượng sản phẩm

Trong hệ thống nhập lúa cho nhà máy đa số đều được thiết kế để vận chuyển hạt, được kết hợp giữa các thiết bị phù hợp với vị rí mặt bằng, năng suất, đặc tính hạt lúa, vị trí nạp và tháo liệu mà có những phương án thiết kế đã được sử dụng thực tế khi tham quan nhà máy chế biến lương thực như sau:

Phương án 1: Sử dụng vít tải và nhiều băng tải được kết hợp lại với nhau phục vụ chuyển liệu theo phương ngang, còn có thể chuyển lúa lên cao

Phương án 2: Sử dụng kết hợp vít tải, băng tải và gàu tải chuyển lúa lên silo hoặc có thể chuyển trực tiếp lúa đi vào máy chế biến

Phương án 3; Sử dụng hệ thống khí động vận chuyển lúa ở vị trí xác định theo yêu cầu nạp và tháo lúa đặt ra ở nhà máy xay xát

Chương I: Tổng quan về quá trình vận chuyển lúa

1.5 Tính cấp thiết thiết kế hệ thống nhập lúa

Trong quá trình sản xuất gạo ở các nhà máy xay xát, thông thường lúa phải qua các công đoạn vận chuyển lên để gia công chế biến bằng nhiều máy móc thiết

bị khác nhau, do đó lúa cần phải được chuyển từ những phương tiện chuyên chở trên sông lên nhà máy Quá trình này được thực hiện nhờ các máy vận chuyển phù hợp với tính chất công việc và những yêu cầu sử dụng thiết bị phù hợp vị trí mặt bằng trong sản xuất

Bên cạnh đó, cần phải sử dụng thiết bị phục vụ cho công việc xuất gạo xuống trở lại ghe sau khi đã chế biến, chuyển sản phẩm gạo bao đến địa điểm xếp đỡ và dự trữ sau khi định lượng xong Hoạt động sản xuất nhà máy xay xát cần sự phải phối trộn lúa để đảm bảo chất lượng gạo thành phẩm Thực tế hiện nay, với xu hướng tái

cơ cấu sản xuất nông nghiệp để nâng cao chất lượng hạt gạo thì việc vận chuyển lúa lên silo dự trữ khi vào mùa thu hoạch tập trung, đồng thời để nâng cao khả năng bảo quản lúa được lâu dài không ảnh hưởng đến chất lượng hạt gạo thành phẩm Vì vậy hoạt động sản xuất ở nhà máy xay xát lúa cần phải thiết kế một hệ thống vận chuyển lúa để đảm bảo được việc vận chuyển bên trong và bên ngoài Thiết kế máy để sử dụng cho việc thuần túy là vận chuyển lúa, đồng thời có thể phục vụ phối trộn lúa ở silo chứa Khi lắp đặt một thiết bị trong hệ thống chuyển lúa với đường đi của dòng lúa nằm tại vị trí đi lại của xe tải chuyên chở trong nhà máy, vì vậy cần phải sử dụng một thiết bị vận chuyển tại vị trí trung gian đó đảm bảo được có khả năng di chuyển của băng tải được thuận tiện

Trước đây, đã có nhiều mô hình hệ thống vận chuyển lúa từ bên ngoài vào nhà máy, nhưng lại gặp nhiều khó khăn trong sản xuất của nhà máy thường xảy ra

sự cố thiết bị vận chuyển và máy vận chuyển được lắp cố định ảnh hưởng đến sự di chuyển của xe tải nhập - xuất kho của xí nghiệp Với những hạn chế đó, cần phải có biện pháp thiết kế một hệ thống mới để vận chuyển lúa nhằm làm rõ hơn về quan điểm và có một cách nhìn chung nhất khi thiết kế hệ thống nhập lúa cho nhà máy Nên đã thiết kế hệ thống mới dành riêng cho vận chuyển lúa ở nhà máy xay xát với

sự kết hợp giữa các thiết bị vít tải, băng tải có góc nghiêng, băng tải di động, gàu tải nhằm giải quyết vấn đề chuyển lúa từ ghe lên nhà máy xay xát Đồng thời, thiết bị băng tải lúa di động trong hệ thống còn thỏa mãn đượcyêu cầu lắp đặt ở vị trí đi lại, với khả năng di chuyển dễ dàng đi qua những địa hình không bằng phẳng Do băng tải di động có khả năng thay đổi địa điểm làm việc, ngoài chức năng nhập lúa khô cho nhà máy thiết bị còn dùng để chuyển lúa - gạo bao đến nơi xếp đỡ trong nhà kho Song song đó, làm tăng hiệu quả kinh tế cho việc đầu tư hệ thống và thiết bị chuyển tải trong nhà máy, giá thành chế tạo cũng được hạ thấp với việc tận dụng lại thiết bị kéo sẵn có trong khâu chuyển tải gạo thành phẩm

Tính cần thiết trong cải tiến thiết bị cần quan tâm từ những hạn chế của mỗi loại thiết bị đều không giống nhau sẽ tạo nên lỗ hổng kỹ thuật trong thiết kế cần phải xử lý trước và sau khi lắp đặt máy Đồng thời, thiết kế hệ thống kết hợp các thiết bị sẽ giảm bớt được một phần nào những sự cố kỹ thuật khi đang vận chuyển lúa, khi đó việc liên kết các thiết bị thành một hệ thống vận chuyển sẽ thực hiện tốt công việc nhập lúa cho nhà máy xay xát

Chương I: Tổng quan về quá trình vận chuyển lúa

1.6 Nhận xét phương tiện và hệ thống vận chuyển nhập lúa

Quá trình thu mua lúa từ nông dân thì phương tiện vận chuyển lúa chủ lực về nhà máy đa số là các ghe có trọng tải vừa và nhỏ, các loại ghe thường có kích thước nhỏ sẽ thuận tiện hơn khi lưu thông trên những kênh rạch nhỏ ở các vùng nằm sâu trong nội địa, tải trọng ghe chuyên chở lúa thực tế khi khảo sát đạt mức trung bình khoảng (25÷60) tấn Tiếp đó là công đoạn chuyển lúa từ ghe lên nhà máy cần có một hệ thống vận chuyển lúa phù hợp với hoạt động của nhà máy, việc lựa chọn hệ thống gồm các thiết bị vận chuyển vật liệu rời dùng trong vận chuyển lúa là yếu tố quyết định sự gia tăng năng suất làm việc của một nhà máy Trong các mẫu thiết bị được sử dụng phổ biến hiện nay, ở các nhà máy xay xát khi khảo sát thực tế cho thấy thì Băng tải cao su lòng máng được dùng nhiều và vít tải tiếp đến là gàu tải Băng tải cao su lòng máng được sử dụng nhiều vì có tính đa dụng và ít làm hư hỏng hạt lúa trong khi vận chuyển, tính đa dụng là có thể vận chuyển lúa ở dạng hạt hay lúa đã được đóng bao Vít tải lúa có kích thước lắp đặt nhỏ gọn và vận chuyển lúa trong một ống kính hạn chế bụi lúa khi vận chuyển, tăng tính an toàn cho người lao động khi nạp lúa ở dưới ghe Gàu tải là loại thiết bị không thể thiếu trong các nhà máy xay xát hay các công ty lương thực bởi tính năng vận chuyển lúa lên một độ cao làm việc cần thiết mà nhà máy đặt ra, khi lắp đặt gàu tải chiếm rất ít diện tích của nhà máy Do nhu cầu sử dụng và quá trình thiết kế hệ thống nhập lúa cần phải phù hợp với điều kiện vị trí mặt bằng của nhà máy nên trong một hệ thống có thể bố trí kết hợp các thiết bi vít tải - băng tải - gàu tải lại với nhau, mà trong đó có thể bố trí một hay nhiều thiết bị lại để hoàn thành một hệ thống vận chuyển lúa từ ghe lên nhà máy xay xát năng suất 40 tấn/giờ

Chương II: Vật liệu và phương pháp thực hiện

Chương II

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

2.1 Đặc điểm và tính chất của vật liệu

2.1.1 Đặc điểm vật liệu vận chuyển

Vật liệu cần vận chuyển dưới dạng hạt rời với những đặc tính của hạt về kích thước, khối lượng và dung trọng của hạt lúa sau khi sấy khô Với kích thước hạt có thể xác định được thể tích hạt lúa chiếm trong không gian chứa nó Dung trọng hạt lúa cho thấy khối lượng hạt lúa chiếm trong một thể tích và khoảng không gian cần cần thiết để chứa được một lượng lúa

Quá trình đo đạt hạt lúa đã được sấy khô xác định được thông đặc điểm về đường kính hạt (2,2÷2,7) mm, chiều dài hạt (7,8÷9) mm, khối lượng trung bình của hạt trong một thể tích chứa 520 kg/m3 được thể hiện như bảng 2.1

Bảng 2.1: Kết quả đo đạt hạt lúa đã được sấy khô

Số lần đo Chiều dài Đường kính Dung trọng

Với cơ sở lý thuyết tham khảo tài liệu [1] xác định được các thông đặc điểm

về hạt lúa như sau:

Vận tốc cân bằng hạt lúa vận chuyển bằng băng đai không vượt quá 2,5 m/s; Khối lượng riêng của lúa khô (460600) 3

cả các hạt lúa trượt xuống khỏi tẩm thép dùng để tính toán hệ số ma sát của lúa đới với bề mặt thép như bảng 2.2

Chương II: Vật liệu và phương pháp thực hiện

Bảng 2.2 Kết quả bố trí thí nghiệm đo góc ma sát của lúa

Từ bảng 2.2 đã xác định được hệ số ma sát của hạt lúa (0,84÷1) cho thấy lúa

là vật liệu có hệ số ma sát khá lơn vì vậy đối với thiết bị vận chuyển cần quan tâm đến góc nghiêng khi thiết kế hệ thống vận chuyển

Các tính chất tham khảo tài liệu [1] được xác định như sau:

Góc đỗ động của hạt lúa đ (0,50,7);

Hệ số ma sát của hạt lúa f tg;

Hạt lúa khô khi vận chuyển sẽ sinh ra nhiều bụi Do hạt đã được làm khô với

độ ẩm hạt lúa còn khoảng 14 -15o, độ ẩm hạt chính là lượng nước chứa trong hạt, độ

ẩm tăng làm cho hệ số ma sat giữa các hạt tăng và khối lượng riêng nó ảnh hưởng đến một số tính chất khac trong hạt lúa

Tính mài mòn của hạt là sự mài mòn bề mặt tiếp xúc với nhau khi chuyển động tương đối Sự mài mòn hạt phụ thuộc vào độ nhám, độ cứng, mức độ va chạm của hạt, cọ sát giữa bề mặt hạt lúa với thiết bị Độ mài mòn ảnh hưởng trực tiếp lên

bề mặt thiết bị chuyển liệu, nên trong thiết kế cần lựa chọn thiết bị phù hợp giảm tính mài mòn và góp phần tăng tuổi thọ thiết bị

Tính bám dính của hạt phụ thuộc vào lực liên kết của hạt, hệ số ma sát, độ

ẩm trong hạt làm giảm năng suất của thiết bị và hoạt động vận chuyển của thiết bị

2.2 Phương pháp vận chuyển lúa

Trong hệ thông vận chuyển lúa có nhiều phương pháp bố trí thiết bị phục vụ cho công việc vận chuyển lúa cho nhà máy, với các phương án đã được sử dụng trước đây chủ yếu dùng vận chuyển đặt cố định một chỗ và vẫn chưa được làm rõ nhiệm vụ mà từng thiết bị có thể thực hiện vận chuyển ở địa điểm khác Đối với yêu câu sử dụng thiết bị ở xí nghiệp cần phải có tính linh động thực hiện ở nhiều công việc khác nhau mà vẫn được thực hiện và còn đảm bảo hoạt động tốt vai trò vận chuyển trung gian

2.2.1 Sử dụng băng tải ngang vận chuyển lúa

Lúa được chứa trong bao sau khi đã thu mua từ vùng sản xuất vận chuyển về nhà máy bằng ghe, thì công đoạn vận chuyển bao được băng tải ngang chuyển lên nhà máy Quá trình vận chuyển cần sức lao động chân - tay nạp và tháo liệu để vận chuyển vào các thiết bị xay xát hoặc được trữ lại trong kho chứa

Chương II: Vật liệu và phương pháp thực hiện

Với những ưu điểm của thiết bị trong vận chuyển lúa dưới dạng bao sẽ ít bị hao hụt, ít tạo bụi và hạt không bị hư hỏng trong quá trình vận chuyển, thiết kế và chế tạo đơn giản, giá thành chế tạo thấp

Nhưng quá trình vận chuyển cần nhiều thao tác nạp và tháo liệu bằng sức lao động, năng suất vận chuyển bị hạn chế, tốn nhiều thao tác nạp liệu vào thiết bị chế biến, năng suất lao động không đạt hiệu quả, không mang tính khả thi về mặt kinh

tế do sử dụng nhiều thao tác lao động

Quá trình vận chuyển lúa dưới dạng bao từ ghe lên nhà máy sẽ không liên tục do quá trình nạp liệu tốn nhiều thao đối với băng tải bao như hình 2.1

Hình 2.1: Sơ đồ băng tải ngang

1 - trục tang, 2 - con lăn đỡ, 3 - bộ truyền, 4 - động cơ dẫn động

2.2.2 Sử dụng băng tải lòng máng kết hợp vít tải

Vận chuyển lúa dưới dạng hạt rời, lúa được nạp phía dưới của vít tải và nâng lên nhờ vào cánh vít tháo liệu lên phễu hoặc nạp trực tiếp lên mặt băng đai có độ dốc, lúa được chứa trên mặt băng dạng lòng máng chuyển lúa lên nhà máy hoặc lúa

sẽ đi tiếp qua một băng tải chuyển liệu theo phương ngang vào thiết bị chứa lúa

Với đặc điểm vận chuyển dạng hạt sẽ dễ phát sinh nhiều bụi lúa, hạt dễ bị hư hỏng trong quá trình tải lúa của vít, có sự hao hụt trong khi vận chuyển, băng tải lòng máng được lắp đặt ở một vị trí nhất định, thiết kế chế tạo tương đối khó khăn,

dễ gây sự cố quá tải trên trục vít Tuy nhiên hệ thống vận chuyển được liên tục ít tốn thao người lao động trong quá trình nạp liệu, năng suất vận chuyển tương đối lớn, nâng cao hiệu quả sức lao động, nâng cao hiệu quả hoạt động vận chuyển và đạt hiệu quả trong đầu tư thiết bị

Hệ thống vận chuyển lúa dạng hạt được vận chuyển liên tục và lúa được nạp

từ vít tải và tháo liệu ở băng tải, với sự kết hợp giữa vít tải và băng tải nghiêng cần một nhân công nạp lúa từ vít tải như hình 2.2

Chương II: Vật liệu và phương pháp thực hiện

Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống vận chuyển lúa với băng tải góc nghiêng

1 - vít tải đứng, 2 - băng tải có góc nghiêng nâng hạ, 3 - băng tải lòng máng

di động, 4 - băng tải tháo liệu, 5- dãy silo chứa lúa 4 ngăn

2.2.3 Hệ thống gồm vít tải - băng tải trung gian - gàu tải

Hệ thống vận chuyển dạng hạt rời, chuyển tải lúa từ ghe lên nhà máy Lúa được nạp vào vít tải chuyển lên băng tải có góc dốc và chuyển lúa đỗ vào gàu tải vận chuyển lên silo hoặc đi vào thiết bị chế biến, thông qua băng tải di động

Những ưu điểm trong vận chuyển lúa của hệ thống với năng suất tương đối lớn, quá trình vận chuyển diễn ra liên tục, it chiếm chỗ lắp đặt thiết bị Băng tải di động còn có thể phục vụ cho việc chuyển gạo xuất xuống ghe, băng tải di động có khả năng di chuyển dễ dàng qua địa hình gồ ghề trong nhà máy gàu tải vừa đáp ứng được yêu cầu vận chuyển, mà còn thực hiện được việc phối trộn lúa của nhà máy Nhưng đối với hệ thống dạng này có thể tự động hóa được khâu vận chuyển nhập lúa của nhà máy

Bên cạnh đó hệ thống vận chuyển vẫn có những hạn chế Trong quá trình vận chuyển dễ làm hư hỏng hạt, cần xử lý bụi trong khi vận chuyển, thiết kế và chế tạo nhiều chi tiết phức tạp, năng lượng tiêu tốn nhiều,

Trong mỗi hệ thống vận chuyển đều có mặt thuận lợi và không thuận lợi nhưng với hệ thống này có khả năng phục vụ cho một số hoạt động vận chuyển khác trong nhà máy, thiết bị trong hệ thống sử dụng những phụ kiện đều đã qua sử dụng trong vận chuyển sản phẩm gạo Với những hoạt động sản suất hiện nay, vấn

đề tận dụng những gia đã qua sử khi đó giảm được chi phí đầu tư dài lâu

Hệ thống vận chuyển lúa từ ghe lên nhà máy xay xát với sự kết hợp của gàu tải với băng tải và vít tải đảm bảo việc vận chuyển lúa như hình 2.3

Chương II: Vật liệu và phương pháp thực hiện

Hình 2.3: Sơ đồ hệ thống vận chuyển lúa kết hợp gàu tải

1 - vít tải đứng; 2 - băng tải có góc nghiêng; 3 - băng tải lòng máng di động;

4 - gàu tải; 5- dãy silo chứa lúa 4 ngăn

2.3 Chọn phương án phù hợp vận chuyển lúa

Trong những vấn đề đặt ra trong cách thiết kế hệ thống vận chuyển lúa ở một nhà máy cụ thể nào đó, thiết bị phải có tính linh động nhất là khả năng vận chuyển được ở nhiều địa điểm và nhiều vật liệu khác nhau, thiết bị phải có tính hiệu quả trong đầu tư thiết bị cho nhà máy, bảo trì - sửa chữa dễ dàng và phụ tùng thay thế dễ mua trên thị trường Hệ thống đảm bảo vận chuyển tốt khi thời tiết xấu, giảm thiểu được lượng bụi phát sinh ra môi trường bên ngoài Thiết bị được lắp đặt có thể dời

đi không làm cản trở xe tải liệu hay sản phẩm cần đi qua vị trí đặt máy

Với những vấn đề trên thì phương án thiết kế sử dụng vít tải - băng tải góc nghiêng - băng tải di động - gàu tải thỏa được những yêu cầu bắt gặp ở những hệ thống vận chuyển trước đây đã sử dụng

Ưu thế của thiết từng thiết bị trong tổ hợp của hệ thống vận chuyển lúa có khả năng tự động hóa cao, trong làm việc ít chịu sự gián đoạn và quá tải khi có nhiều phương tiện cần nhập lúa để xay xát, chính vì khả năng linh động và năng suất hệ thống phù hợp với phương tiện ghe chuyên chở lúa mà đã hình thành nên bước ngoặc giữ chân khách hàng có hiệu quả Hệ thống có tính hiệu quả trong đầu

tư thiết bị với sự tận dụng thiết bị dây băng đai chuyển gạo thành phẩm, loại dây băng đai không đảm bảo vệ sinh cho vận chuyển gạo được nữa thì đem sử dụng cho vận chuyển lúa

Với những yêu cầu đặt ra trong thực trạng hiện tại, hoạt động vận chuyển lúa của nhà máy xay xát ở địa bàn Cần Thơ và đã khảo sát thiết bị đã được lắp đặt tại công ty lương thực Gạo Việt, vì vậy đề tài chọn giải pháp tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển lúa lúa từ ghe lên nhà máy xay xát được bố trí thiết bị như hình 2.4

Chương II: Vật liệu và phương pháp thực hiện

Hình 2.4: Sơ đồ hệ thống vận chuyển lúa năng suất 40 tấn/giờ

1 - vít tải đứng; 2 - băng tải có góc nghiêng; 3 - băng tải lòng máng di động;

4 - gàu tải; 5- dãy silo chứa lúa 4 ngăn

2.4 Nhận xét về vật liệu và thiết bị vận chuyển được lựa chọn

Thiết kế hệ thống vận chuyển yếu tố quyết định mẫu thiết bị được sử dụng cho hệ thống vận chuyển là nguồn nguyên liệu, đối với nguồn nguyên liệu là lúa cần được vận chuyển có những đặc điểm hạt và tính chất được khảo sát thực tế như sau:

Đường kính hạt lúa (2,4÷2,7) mm, chiều dài hạt lúa (7,8÷9) mm

Vận tốc cân bằng hạt lúa dùng trên băng đai cao su lòng máng (1,1÷2) m/s Khối lượng riêng trung bình của lúa khô ρ = 520 kg/m3

Hệ số ma sát của hạt lúa ƒ = (0,84÷1) Do lúa có tính ma sát khá lớn nên các thiết bị khi vận chuyển thường bị mài mòn các mặt tiếp xúc với bề mặt của hạt lúa

Độ ẩm hạt lúa còn khoảng (14÷15o) Hạt lúa sinh ra nhiều bụi khi vận chuyển ở vị trí tháo lúa hay chuyển tiếp từ thiết bị này sang thiết bị khác

Bởi các đặc điểm và tính chất của hạt lúa kết hợp với mặt bằng nhà máy thì việc bố trí thiết bị vận chuyển phải phù hợp, trong yêu cầu đặt ra của nhà máy là cần

có một hệ thống vận chuyển lúa từ ghe lên nhà máy xay xát và thiết bị lắp đặt ở vị trí đi lại của xe chuyển tải lúa - gạo là một thiết bị có khả năng di chuyển dễ dàng khi cho xe di qua lại khu vực lắp đặt thiết bị mà không ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất của nhà máy Chính vì thế băng tải là sự lựa chọn phù hợp với những yêu cầu đặt ra, băng tải là thiết bị vận chuyển lúa theo phương ngang nên khi thiết kế di chuyển qua lại sẽ phục vụ cho việc xuất gạo thành phẩm từ nhà máy xuống ghe Trong các yêu cầu nhà máy đặt ra chính là phải tận dụng tối đa có thể với các thiết

bị vận chuyển, do đó gàu tải lại là sự lựa chọn phù hợp để kết hợp thành một hệ thống nhập lúa cho nhà máy mà gàu tải còn dùng để phối trộn lúa khi cần thiết Với

hệ thống nhập lúa từ ghe lên nhà máy thì vít tải là một thiết bị đầu tiên trong sự lựa chọn cho hệ thống chuyển tải lúa

Chương III: Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển

Chương III

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN

3.1 Cơ sở lý thuyết thiết bị vận chuyển lúa

3.1.1 Cơ sở lý thuyết tính toán vít tải

Trục vít gồm có trục và cánh vít hàn với trục Cánh vít được chế tạo bằng thép lá chiều dày từ 2÷4 mm Trục vít có đường kính ngoài vòng xoắn từ 100÷400

mm Bước cánh vít bằng (0,8÷1)D với D là đường kính cánh vít, chiều cao cánh vít

có thể lấy Bv = 0,2÷0,3 đường kính ống máng Đường kính cánh vít xoắn lựa chọn theo năng suất dựa vào bảng (10.3-[1])

3.1.1.1 Vận tốc tới hạn của trục vít

m th

R f

tg g n

)(

t tg

24,

(f arctg f arctg d 





φ - góc ma sat của lúa (40÷45o);

ƒ - hệ số ma sát chuyển động của vật liệu với máng, ƒ = tgφ;

)3619(.81,9.14,3

Chương III: Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển

Trong đó:

Rm- bán kính trong của ống máng vít, Rm = 0,312 m;

ρ- góc ma sát tĩnh của vật liệu với cánh vít, ρ = 36o;

ƒ - hệ số ma sát chuyển động của vật liệu với máng, ƒ = 0,92;

α - góc nâng của bề mặt cánh vít tại bán kính Rm, α = 19o;

g - gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s2

Số vòng quay trục vít chọn theo thực tế được sử dụng n = 241 vòng/phút

3.1.1.2 Năng suất cuả vít tải thẳng đứng

Năng suất cuả vít tải thẳng đứng:



 1,

47 D2t n k h Q

Q , (tấn/giờ) (10.12-[1]) Trong đó:

D - đường kính trong của máng, m;

t - bước của cánh vít, m;

n - số vòng quay trong một phút, vòng/phút;

kh - hệ số hình học xét đến phần tiết diện do trục và cánh vít chiếm chỗ, thường chọn hệ số kh = 0,90 - 0,95;

γ - khối lượng riêng của vật liệu, tấn/m3;

φQ - hệ số năng suất xét đến điều kiện nạp liệu, mức độ chứa đầy của băng, tính chất của vật liệu và sự quay của vật liệu xung quanh trục vít

1000

Q - năng suất của vít tải, tấn/giờ;

H - chiều cao nâng vật liệu, m;

ωq - hệ số tổn thất do ma sát của trục vít trong các gối trục, ωq = 1,15 -1,20;

η - hiệu suất truyền động , thường lấy η = 0,85 -0,95;

N0 - công suất trục vít, kW;

ω - hệ số cản chuyển động của vật liệu, tra bảng (10.4-[1]) chọn ω = 1,2

Chương III: Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển

3.1.1.3 Mômen xoắn trên trục

n

N

9550

0 



tg r

M

Trong đó:

Mx - mômen xoắn trên trục;

r0 = (0,3 - 0,4).D - khoảng cách từ trung tâm trục vít đến trọng tâm tiết diện ngang của vật liệu trong máng vít, m;

D - đường kính cánh vít;

α - góc nâng ren vít;

0

2

(f arctg f0arctg d 





fd - hệ số ma sát động giữa vật liệu và máng;

f0 - hệ số ma sát tĩnh giữa vật liệu và máng

3.1.2 Cơ sở lý thuyết tính toán băng tải

3.1.2.1 Năng suất khối lượng của băng

v F

Hay: Q 3 , 6 q v.v, (tấn/giờ)

Trong đó:

Q - năng suất lý thuyết của băng tải, kg/h;

γ - khối lượng riêng của vật liệu, kg/m3;

F - tiết diện ngang của lớp vật liêu, m2;

v - vận tốc băng tải, m/s;

qv - Trọng lượng vật liệu trên đơn vị chiều dài, kG/m

 .

3600 v

Q

2 2

2 1

18

12

.07,0.25,1.3

2

B h

b h B l

Chương III: Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển

,

1



v k

Q B

b

Q - năng suất thực tế yêu cầu, kg/h;

kb - hệ số phụ thuộc hình dạng băng tra bảng 4.2 chọn kb = 420;

B - chiều rộng tấm băng, m

Tải trọng phân bố tính toán vật liệu trên 1 mét chiều dài dây băng tải:

v

Q g k k

k

ss t

H v

.6,3

kH - hệ số tiếp liệu trên băng:

kH = 1,5 hệ số tiếp liệu trên băng không đều, kH=1 tiếp liệu từ phễu nạp

g - gia tốc rơi tự do, g = 9,81 m/s2;

Qmcp - năng suất kỹ thuật của băng tải, tấn/giờ;

kt - hệ số sử dụng băng theo thời gian (kt = 0,8÷0,95);

kss - hệ số sẵn sàng của băng tải;

v - tốc độ chuyển động của dây băng, m/s

3.1.2.2 Trọng lượng vật liệu trên một đơn vị chiều dài của dây băng

Qm - năng suất lý thuyết của băng tải, kg/h;

v - vận tốc băng tải, m/s;

qv - trọng lượng vật liệu trên đơn vị chiều dài, kG/m

3.1.2.3 Khối lượng dây băng trên một đơn vị chiều dài

Khối lượng dây băng vải - cao su trên 1 mét chiều dài dây băng:

δ - chiều dày dây băng, mm;

Có thể tính chiều dày dây băng theo công thức:

δ = δlv + δk + i.δmc , (mm) (3.6-[1])

δlv - chiều dày lớp cao su bọc ngoài ở mặt làm việc của dây băng đai cao su

δlv = 3÷6 mm;

δk - chiều dày lớp cao su bọc ngoài ở mặt dây không làm việc δlv = 1÷2 mm;

δmc - chiều dày 1 lớp màng cốt thuộc loại vải chế tạo dây δmc = 1,25÷2,3 mm;

Chương III: Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển

i - số lớp màng cốt dây băng

Khối lượng dây băng đai còn có thể tính theo công thức thực nghiệm:

q 25  35 , (kg/m)

3.1.2.4 Chọn con lăn đỡ dây băng:

qp = Gp/lp, (kG/m)

Với Gp - khối lượng phần quay của một con lăn, kg;

lp - khoảng cách giửa các con lăn, m

Chọn con lăn đỡ có đường kính Dk = 49 mm

qp - trọng lượng phân bố của con lăn, kG/m;

qp = mp/lp; với mp - trọng lượng của một con lăn, kG/m;

lp - khoảng cách giữa các con lăn, m;

Ln.i - hình chiếu trên phương ngang của đoạn bang đang xét, m;

ω - hệ số cản ở phần tính toán băng truyền

Wc lực cản chuyển động trên đoạn cong đang xác định:

Wc = Wp + Wu = ( Si-1 + Si ).( ωB

2sinp

Trong đó:

Wp = ( Si-1 + Si ).ωB

2sinp

Wu = ξ ( Si-1 + Si )

ξ - hệ số độ cứng của bộ phận kéo được xác định bằng thực nghiệm;

lực cản do độ cứng Wu của dây đai cao su có thể tính Wu = k1.B.ip;

B - chiều rộng dây đai, m;

Chương III: Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển

α - góc nghiêng con lăn, α = 15o;

αp - hệ số góc uốn dây băng với con lăn

3.1.2.7 Công suất truyền động của động cơ

Lực kéo P0 xác định theo công suất như sau:

P0 = Sv − Sr = Sr( eƒ.α − 1) (4.17-[1]) Trong đó:

Sv - lực kéo ở nhánh vào tải, N;

Sr - lực kéo ở nhánh ra tải, N;

e - cơ số mũ lôga, e =2,72;

ƒ - hệ số ma sát giữa dây với tang kéo được xác định từ bảng (2.3-[1])

Công suất trên tang dẫn động của băng đai:

N0 = P0.v

P0 - lực kéo trên tang dẫn động, N;

v - vận tốc dây băng tải, m/s

Công suất cần thiết của động cơ dẫn động:

0 0



N K

N  Z , kW

Trong đó:

kZ - hệ số dự trữ, dao động từ 1,1÷1,85;

η0 - hiệu suất của hệ thống truyền động có tính hiệu suất của tang dẫn động;

η - hiệu suất của hệ thống truyền động không tính hiệu suất tang dẫn động, tra bảng hiệu suất (2.4-[1])

3.1.3 Cơ sở lý thuyết tính toán gàu tải

3.1.3.1 Năng suất gàu tải

v t

V Q

g

g

6 ,

 , (tấn/giờ) (6.1-[1]) Trong đó:

v - vận tốc vận chuyển vật liệu,

60

.n t

v m/s;

tg - bước gàu, m;

n - số vòng quay của trục tang dẫn, vòng/phút;

Vg - thể tích của gàu tải, lít;

 - khối lượng riêng của vật liệu, kg/m3;

Chương III: Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển

 - hệ số làm đầy gàu;

với gàu đái tròn 0,6, gàu nông đái tròn 0,4, gàu nhọn 0,74, gàu hình thang 0,85

3.1.3.2 Tính toán chọn tang kéo

Đường kính trục tang dẫn động dây băng của gàu tải được chọn để sử dụng như hình 3.1, được lựa chọn dựa vào số lớp vải trong dây băng cao su

3.1.3.3 Vân tốc gàu tải lúa

Vận tốc của gàu tải được lựa chọn dựa trên đường kính trục tang dẫn động dựa theo tài liệu [1] như bảng 3.1

Chương III: Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển

3.1.3.4 Tính toán dung tích và chọn gàu

Dung tích tương đối của gàu trên một mét bộ phận kéo xác định theo công thức:

 6 ,

Q t

v m/s;

tg - bước gàu, m;

n - số vòng quay của trục tang dẫn, vòng/phút;

Vg - thể tích của gàu tải, lít;

 - khối lượng riêng của vật liệu, kg/m3;

 - hệ số làm đầy gàu;

Qv - năng suất gàu tải, tấn/giờ;

với gàu đái tròn 0,6, gàu nông đái tròn 0,4, gàu nhọn 0,74, gàu hình thang 0,85

Kích thước lớn nhất của vật liệu vận chuyển không lớn hơn 0,5Bg đối với vật liệu không phân cấp cỡ hạt; và không lớn hơn 0,25Bg đối với vật liệu phân cấp cỡ hạt, Bg - chiều rộng miệng gàu Thông số kỹ thuật của gàu tải chọn theo bảng (6.5-[1])

3.1.3.5 Tính toán lực căng và công suất động cơ

Lực căng dây băng ở điểm vào tang kéo:

Sv = Sd + (q0 + qv).H, (N) (6.2-[1])

Sd - lực căng ở điểm ra của tang dưới, N;

H - chiều cao nâng gàu, m;

q0 - trọng lượng đơn vị của một mét bộ phận kéo, N/m;

qv - trọng lượng của một mét vật liệu vận chuyển, N/m:

v

Q

q v

.6,3

.

Q - năng suất gàu tải, tấn/giờ;

 - khối lượng riêng của vật liệu, kg/m3;

v - vận tốc vận chuyển vật liệu

60

.n t

v , m/s

Sức căng Sd tại điểm rời của tang dưới:

Sd = Smin + ∑W, (N) (6.5-[1]) Trong đó:

Smin - lực căng nhỏ nhất trong bộ phận kéo;

Chọn sơ bộ Smin = 500÷2000 N

∑W lực cản chuyển động của bộ phận kéo:

∑W = Wd + Wx, (N) (6.10-[1])

Chương III: Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển

Wx - lực cản tiếp xuc vật liệu: Wx = k1.q0, (N)

k1 = 2÷5 - hệ số phụ thuộc loại băng gàu, vận tốc và kích thước vật liệu

Wd lực cản của trục tang dưới:

k B k

k S

i

p

Trong đó:

k2 - hệ số dự trữ bền của dây băng:

Bảng 3.2: Thông số dự trữ bền của dây băng, ([1])

Bảng 3.3: Giới hạn bền của một đơn vị chiều dài của lớp vải, ([1])

k3 - hệ số giảm bền do các chỗ nối gàu với băng k3 = 0,7÷0,9

B - bề rộng của dây băng gàu, mm

Lực kéo đầu ra của tang dẫn đầu ra:

Sr = Smin + q0.H, (N) (6.15-[1]) Lực vòng trên tang dẫn:

P = (Sv + Sr).(1+ξ), (N) (6.16-[1]) Công suất trên trục tang dẫn:

.1000

.v P

η - hiệu suất bộ truyền

Công suất của động cơ:

3.1.3.6 Mômen xoắn trên trục tang

Mômen xoắn trục tang chủ động được xác đinh theo ([1])

n

N

9550

Trong đó:

N0- công suất truyền động, kW;

n - tốc độ vòng quay của trục tang, vòng/phút

Chương III: Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển

3.2 Chọn thông số chung vít tải

3.2.1 Lựa chọn thông số vít tải đứng:

Chọn đường kính cánh vít và bước vít, D = 0,3 m; t = 0,24 m

Năng suất cuả vít tải thẳng đứng:



 1,

47 D2t n k h Q

Q , (tấn/giờ) (10.12-[1]) Trong đó:

D - đường kính trong của máng, m;

t - bước của cánh vít, t = 0,24 m;

n - số vòng quay trong một phút, n = 241 vòng/phút;

kh - hệ số hình học xét đến phần tiết diện do trục và cánh vít chiếm chỗ, thường chọn hệ số kh = 0,90 - 0,95;

γ - khối lượng riêng của vật liệu, γ = 0,52 tấn/m3;

φQ - hệ số năng suất xét đến điều kiện nạp liệu, mức độ chứa đầy của băng, tính chất của vật liệu và sự quay của vật liệu xung quanh trục vít

1000

Q - năng suất của vít tải, tấn/giờ;

H - chiều cao nâng vật liệu, H = 3,6 m;

ωq - hệ số tổn thất do ma sát của trục vít trong các gối trục, ωq = 1,15 -1,20;

η - hiệu suất truyền động , thường lấy η = 0,85 -0,95;

N0 - công suất trục vít, kW;

ω - hệ số cản chuyển động của vật liệu, tra bảng (10.4-[1]) chọn ω = 1,2

1,4)12,1.(

9,0.1000

18,1.6,3.81,9



N0 = N.η = 4,1.0,9 = 3,7 (kW)

Chương III: Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển

3.2.2 Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền động

3.2.2.1 Chọn động cơ điện

Thông số kỹ thuật của động cơ trên thị trường tra được như bảng 3.4

Bảng 3.4: Thông số kỹ thuật của động cơ TECO-AEEV, 6P-7,5HP

Thông số kỹ thuật của động cơ điện Kiểu động cơ Công suất Số vòng quay η cosφ Khối lượng

3.2.2.2 Phân phối tỉ số truyền động

Phân phối tỉ số truyền động trên trục vít và một số thông số cần thiết được tính toán như bảng 3.5, trong đó công suất động truyền và mômen xoắn xác định từ ([2])

Bảng 3.5: Thông số kỹ thuật truyền động

Phân phối tỉ số truyền động

3.2.3 Mômen xoắn và lực dọc trục của trục vít

3.2.3.1 Mômen xoắn trên trục vít xác định

23 , 5

0 



tg r

M

Trong đó: