tính toán, thiết kế hệ thống vận chuyển lúa từ ghe vào thiết bị sấy tĩnh vỉ ngang năng suất 40 tấn giờ

Mục tiêu của đề tài: – Mục tiêu tổng quát: Tính toán, thiết kế hệ thống vận chuyển lúa từ ghe vào thiết bị sấy tĩnh vỉ ngang năng suất 40 tấn/giờ.. Bằng tình thương và sự tận tụy của ngư

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ

BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN LÚA TỪ GHE VÀO THIẾT BỊ SẤY TĨNH VỈ NGANG NĂNG

SUẤT 40 TẤN/GIỜ

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

Nguyễn Văn Khải Nguyễn Phúc Tâm MSSV: 1110468

Ngành: Cơ Khí Chế Biến – Khóa: 37

Tháng 5 năm 2015

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ

BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN LÚA TỪ GHE VÀO THIẾT BỊ SẤY TĨNH VỈ NGANG NĂNG

SUẤT 40 TẤN/GIỜ

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

Nguyễn Văn Khải Nguyễn Phúc Tâm MSSV: 1110468

Ngành: Cơ Khí Chế Biến – Khóa: 37

Tháng 5 năm 2015

Trang 3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

Cần Thơ, ngày 19 tháng 01 năm 2015

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

HK 2, NĂM HỌC: 2014-2015

1 Họ và tên sinh viên: Nguyễn Phúc Tâm MSSV: 1110468

Ngành: CơKhí Chế Biến Khóa: 37

2 Tên đề tài: Tính toán, thiết kế hệ thống vận chuyển lúa từ ghe vào thiết bị sấy tĩnh

vỉ ngang năng suất 40 tấn/giờ

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

4 Cán bộ hướng dẫn: Nguyễn Văn Khải, GVC, MSCB: 469, BM Kỹ thuật Cơ Khí, ĐHCT

5 Địa điểm thực hiện: Khoa Công Nghệ, trường đại học Cần Thơ

6 Mục tiêu của đề tài:

– Mục tiêu tổng quát: Tính toán, thiết kế hệ thống vận chuyển lúa từ ghe vào thiết bị sấy tĩnh vỉ ngang năng suất 40 tấn/giờ

– Mục tiêu cụ thể:

+ Giới thiệu sơ lược về hệ thống nhà máy sấy lúa đang được sử dụng ở ĐBSCL

+ Tham khảo số liệu thực tế từ một hệ thống vận chuyển có sẵn

+ Tính toán, thiết kế hệ thống vận chuyển lúa từ ghe vào thiết bị sấy tĩnh vỉ ngang năng suất 40 tấn/giờ

+ Hoàn thành bản vẽ và thuyết minh

7 Giới hạn của đề tài: Nghiên cứu tính toán, thiết kế hệ thống vận chuyển lúa

8 Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài: Phòng bơm quạt máy nén – máy nông nghiệp, Khoa Công Nghệ - Đại học Cần Thơ

9 Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài:

Bộ môn Cán bộ hướng dẫn Sinh viên

Nguyễn Văn Khải Nguyễn Phúc Tâm

Trang 4

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Trang 5

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN

Trang 6

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN

Trang 7

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt khoảng thời gian học tập tại trường em đã nhận được rất nhiều tình cảm và sự giúp đỡ chân thành từ quý thầy cô, bạn bè và những người thân bên cạnh Tôi xin gửi đến tất cả lời cảm ơn chân thành nhất! Đặc biệt tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô trong Bộ Môn Kỹ Thuật Cơ Khí, Khoa Công Nghệ, Trường Đại Học Cần Thơ đã tận tình chỉ dạy và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình tôi thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp cũng như trong việc học của mình

Bằng tình thương và sự tận tụy của người thầy, thầy Nguyễn Văn Khải người thầy đã dẫn dắt tôi trong suốt khoảng thời gian tôi thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp “ Tính toán, thiết kế hệ thống vận chuyển lúa từ ghe vào thiết bị sấy tĩnh vỉ ngang năng suất 40 tấn/giờ.” người đã dành nhiều thời gian và tâm quyết, tận tình hướng dẫn giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này Tôi chân thành gửi đến thầy lời cảm ơn sâu sắc nhất Em xin chúc thầy được dồi dào sức khỏe và vẫn mãi thành công trên con đường giảng dạy của mình cũng như gặt hái được nhiều thành công hơn nữa trong công việc cũng như trong cuộc sống

Tôi chân thành cảm ơn quý thầy trong Phòng Thí Nghiệm Máy Và Thiết Bị Chế Biến Lương Thực, Thực Phẩm đã tạo điều kiện cho tôi được tiếp cận với máy móc thiết bị, giúp tôi có thêm nhiều kiến thức và học hỏi nhiều kinh nghiệm từ quý thầy nơi đây Đặc biệt tôicũng xin gửi lời cảm ơn đến thầy Phạm Phi Long, người thầy đã tận tụy dạy bảo góp cho tôi có được nhiều kiến thức thực tế bổ ích trong quá trìnhtôi thực hiện đề tài, tôi xin gửi đến thầy lời cảm ơn chân thành nhất

Bằng tất cả sự nỗ lực và cố gắng của bản thân, trong suốt quá trình nghiên cứu thực hiện hoàn thành đề tài, nhưng chắc chắn đề tài vẫn không tránh khỏi những thiếu sót Tôi rất mong nhận được sự đóng góp quý báu của quý thầy cô

Trang 8

Đề tài được thực hiện bằng phương pháp khảo sát và tìm hiểu trên thực tế đặc điểm một số loại máy hiện có cũng như khảo sát địa hình vận chuyển và điều kiện khí hậu tác động đến vận chuyển, từ đó phân tích đưa ra phương án thiết kế phù hợp nhất cho hệ thống Các thông số kỹ thuật tính toán được dựa trên cơ sở lý thuyết về vận chuyển vật liệu rời, kết hợp với phương pháp thiết kế kỹ thuật, phân tích và tra cứu tài liệu hiện có

Kết quả đạt được sau quá trình thực hiện đề tài: hiểu rõ được cấu tạo và nguyên lí hoạt động của hệ thống vận chuyển, biết được đặc tính cơ lý của vật liệu, phân tích, đánh giá và lựa chọn được phương án thiết kế tối ưu cho hệ thống vận chuyển, tính toán và thiết kế hệ thống vận chuyển như: vít tải, băng tải,…Lập được bản vẽ lắp hệ thống, bản vẽ lắp vít tải, băng tải và bản vẽ chi tiết trục vít xoắn, trục tang dẫn

Trang 9

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ĐỀ TÀI ii

MỤC LỤC iii

MỤC LỤC BẢNG BIỂU v

MỤC LỤC HÌNH vi

CHƯƠNG I 1

TỔNG QUAN VỀ LÚA GẠO ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 1

1.1 Tình hình sản xuất lúa gạo 1

1.2 Tình hình cơ giới hóa 3

1.2.1 Cơ giới trong thu hoạch 3

1.2.2 Cơ giới sau thu hoạch 5

1.3 Cơ sở lý thuyết về hệ thống, thiết bị vận chuyển 6

1.3.1 Đặt tính vật liệu 6

1.3.2 Các phương pháp vận chuyển 6

1.4 Mục tiêu đề tài 9

CHƯƠNG II 10

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 10

2.1 Xác định đặc tính vật liệu 10

2.2 Cơ sở lý thuyết 10

2.3 Thực nghiệm 11

CHƯƠNG III 12

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN 12

3.1 Thiết kế hệ thống vận chuyển 12

3.1.1 Sơ đồ thiết kế hệ thống 13

3.1.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống 13

3.2 Tính toán thiết bị vít tải 13

3.2.1 Xác định tính toán các thông số vít 13

3.2.2 Xác định động cơ 15

Trang 10

3.2.3 Tính toán thiết kế bộ truyền đai 17

3.2.4 Tính toán thiết kế trục 20

3.2.5 Tính then lắp bánh đai: 26

3.2.6 Thiết kế gối đỡ trục: 27

3.3 Tính toán băng tải 28

3.3.1 Tính toán chọn sơ bộ 28

3.3.2 Tính toán bộ phận dẫn động 40

3.3.3 Bộ truyền xích 46

3.3.4 Tính chọn các chi tiết khác 49

3.4 Chọn bộ phận cáp kéo giữ băng vít .63

3.5 Chọn chế độ lắp ghép các chi tiết 65

CHƯƠNG IV 66

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66

4.1 Kết luận 66

4.2 Kiến nghị 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

Trang 11

MỤC LỤC BẢNG BIỂU

Bảng 3.1 Chiều rộng băng 31

Bảng 3.2 Xác định lực dây băng (2 tang) 34

Bảng 3.3 Xác định lực dây băng (4 tang) 38

Bảng 3.4 Kiểm tra bền dây băng 39

Bảng 3.5 Kiểm tra độ võng dây băng 40

Bảng 3.6 Lực kéo dây 40

Bảng 3.7 Đường kính tang 42

Bảng 3.8 Đai ốc nén căng băng 45

Bảng 3.9 Chọn động cơ 45

Bảng 3.10 Thông số bộ truyền ban đầu 46

Bảng 3.11 Thông số bộ truyền xích 49

Bảng 3.12 Đường kính trục tang 54

Bảng 3.13 Các thông số then trục lắp tang 55

Bảng 3.14 Các thông số then trục lắp bánh xích 56

Bảng 3.15 Ổ đỡ tang chủ động 57

Bảng 3.16 Ổ đỡ tang bị động 58

Bảng 3.17 Ổ đỡ con lăn 62

Bảng 3.3 Thông số bộ truyền đai 63

Bảng 3.4 Thông số bộ truyền xích: 63

Bảng 3.5 Thông số bộ truyền đai 64

Bảng 3.6 Thông số bộ truyền xích: 65

Trang 12

MỤC LỤC HÌNH

Hình 1.1 Thu hoạch lúa ở Đồng Bằng Sông Cửu Long 1

Hình 1.1 Máy gặt lúa cầm tay 3

Hình 1.2 Máy gặt lúa xếp dãy và Máy gặt đập liên hợp 4

Hình 1.3 Máy xúc lúa 5

Hình 1.4 Cơ giới khâu vận chuyển 6

Hình 2.1 Các góc (góc nghỉ – góc trượt) 10

Hình 2.2 Cân phân tích ẩm - máy đo góc chảy 11

Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống vận chuyển lúa sấy 12

Hình 3.2 Sơ đồ vận chuyển lúa từ ghe vào thiết bị sấy 13

Hình 3.3 Cánh xoắn 17

Hình 3.4 Cấu tạo tang dẫn động 41

Hình 3.5 Con lăn hình lòng máng 42

Hình 3.6 Con lăn thẳng 43

Hình 3.7 Thiết bị căng băng kiểu vít 43

Hình 3.8 Kết cấu sơ bộ trục lắp trên tang dẫn động 50

Hình 3.9 Kết cấu cụm con lăn 59

Hình 3.10 Sơ đồ phân bố lực trên 1m 59

Trang 13

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LÚA GẠO ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN VỀ LÚA GẠO ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 1.1 Tình hình sản xuất lúa gạo

Đồng bằng sông Cửu Long là vùng trọng điểm sản xuất lương thực lớn nhất

cả nước, với diện tích và sản lượng thu hoạch chiếm hơn 50%

Hình 1.1 Thu hoạch lúa ở Đồng Bằng Sông Cửu Long

Sản lượng lúa cả nước năm 2013 ước đạt 44,1 triệu tấn, tăng 338,3 nghìn tấn

so với năm 2012 Riêng vụ Thu - Đông 2013 ở vùng đồng bằng sông Cửu Long lại tăng cả về diện tích, năng suất và sản lượng Diện tích gieo trồng đạt 626,4 nghìn

ha, tăng 99 nghìn ha, năng suất đạt 51,7 tạ/ha, tăng 1,3 tạ/ha; sản lượng đạt 3,2 triệu tấn, tăng 578,8 nghìn tấn Trong khi đó, nhờ chủ động trong luân canh trồng lúa, diện tích gieo trồng lúa mùa của cả nước trong năm 2013 đạt 1985,4 nghìn ha, tăng 7,6 nghìn ha so với vụ mùa năm 2012 Tuy nhiên, sản lượng lúa mùa ước tính đạt gần 9,4 triệu tấn, giảm 104,4 nghìn tấn do năng suất chỉ đạt 47,3 tạ/ha Đồng bằng sông Cửu Long cung ứng 90% lượng gạo xuất khẩu góp phần rất lớn đưa Việt Nam nằm trong danh sách các “cường quốc” xuất khẩu gạo Nhưng đây cũng là vùng có

tỷ lệ tổn thất trong thu hoạch và sau thu hoạch cao nhất [dangcongsan.vn]

Theo Viện Lúa Đồng bằng sông Cửu Long, tỷ lệ thất thoát sau thu hoạch khoảng 12 – 15% Các chuyên gia sau thu hoạch của Viện Lúa Quốc tế (IRRI) đưa

ra con số thất thoát sau thu hoạch ở Việt Nam và các nước Đông Nam Á khoảng

Trang 14

15 – 20% sản lượng và làm giảm 10 – 30% giá trị hay thu nhập cho người sản xuất [niengiamnongnghiep.vn]

Theo Tiến sĩ Lê Văn Bánh, hầu hết các khâu trong quá trình thu hoạch, phơi sấy, bảo quản, xay xát, vận chuyển… điều có tổn thất đáng kể Riêng khâu thu hoạch, tổn thất từ 3 - 5%, do thu hoạch bằng thủ công, lúa bị đổ ngã trong mưa bão, ngập nước, thu hoạch sớm chạy lũ Khâu phơi sấy lúa còn hao hụt lớn hơn, nhất là

vụ hè – thu ở Đồng bằng sông Cửu Long [niengiamnongnghiep.vn]

Ngoài ra còn nhiều yếu tố dẫn đến tổn thất sau thu hoạch Nông dân chưa chú ý đến sự chênh lệch nhiệt độ khi phơi lúa ngoài đồng, hoặc để lúa chín lâu ngày mới thu hoạch Đối với sản xuất lúa hàng hóa, khi phơi qua đêm, độ ẩm gạo tăng do hút sương; rồi ban ngày nắng, nhiệt độ cao làm cho độ ẩm giảm quá mức dẫn đến hạt gạo rạn vỡ từ trong vỏ lúa Do vậy khi xay xát, gạo bị gãy rất nhiều Trường hợp lúa để chín khô lâu ngày, độ ẩm thấp xuống, gạo bị giòn, tỷ lệ gạo vỡ sau xay xát cũng lớn [niengiamnongnghiep.vn]

 Đặc điểm mùa vụ:

Từ Hiện nay có thể nói rằng ở ĐBSCL có 4 vụ lúa Thế nhưng thực tế ở những vùng thuận lợi,nông dân cũng chỉ làm tối đa là ba vụ trong năm, có nơi làm

7 vụ trong hai năm

Trong đó vụ lúa đông xuân (ĐX) là vụ lúa chính Vụ này cho năng suất và chất lượng lúa gạo cao nhất Thời điểm gieo sạ khoảng tháng 11-12 và thu hoạch vào khoảng tháng 2-3 năm sau Có một số nơi làm sớm hơn, như vùng đất cao ven chân núi vùng Thất Sơn Nông dân gieo sớm trong cuối tháng 10 đầu tháng 11 để đảm bảo còn đủ nước ngọt trước thu hoạch Còn ở vùng ven biển, cũng gieo sạ sớm

để tránh nước mặn xâm nhập làm cho lúa háp cuối vụ

Vụ lúa xuân hè (XH) thời vụ gieo sạ thường là trong tháng 2-3 và thu hoạch vào tháng 5-6 Vụ này thường được trồng ở vùng đất phù sa ven sông lớn, có nước ngọt quanh năm hoặc có đê bao khép kín trong cơ cấu ba vụ lúa mỗi năm Vụ lúa hè thu (HT) chính vụ thường được gieo cấy khi mùa mưa thật sự bắt đầu Nguồn nước dưới sông dồi dào do mưa tại chỗ cũng như nước ở thượng nguồn đổ về Vụ này gieo sạ trong tháng 5-6 và thu hoạch vào khoảng tháng 8-9 Cơ cấu lúa ĐX và HT chính vụ là cơ cấu hai vụ lúa phổ biến nhất tại ĐBSCL

Về vụ lúa thu đông (TĐ) và lúa mùa với giống ngắn ngày (khoảng 90 ngày),

vụ TĐ thường được trồng trong cơ cấu ba vụ lúa ở vùng đất cao ven sông, thu hoạch xong trước khi nước lũ về như Cai Lậy (Tiền Giang) hoặc ở vùng đê bao

Trang 15

khép kín như Chợ Mới (An Giang) Ngoài ra còn có lúa TĐ trung mùa (110-120 ngày) trên cơ cấu tôm sú - lúa ở vùng ven biển thuộc bán đảo Cà Mau Vùng ĐBSCL còn khoảng một vài trăm ngàn ha lúa mùa địa phương Lúa mùa sớm thường thu hoạch trước tết Nguyên Đán và lúa mùa muộn thu hoạch sau Tết [http://www.baomoi.com]

1.2 Tình hình cơ giới hóa

Trong những năm gần đây có rất nhiều tiến bộ trong ngành trồng lúa Các giống lúa mới năng suất cao, kháng sâu bệnh và thích nghi với nhiều điều kiện môi trường khác nhau đã được sử dụng rộng rãi Các tiến bộ kỹ thuật trong canh tác lúa được ứng dụng rộng rãi hơn, như sạ hàng, bón phân theo nhu cầu của cây lúa bằng cách sử dụng bảng so màu lá Vấn đề cơ giới hóa đã được áp dụng rộng rãi trong hầu hết các khâu công việc sản xuất lúa ở nước tiến tiến Ở Việt Nam, việc cơ giới hóa đã được đưa vào trong các khâu chuẩn bị đất, máy phun thuốc trừ sâu, với sự phát triển của kỹ thuật đã và đang góp phần làm cho nền nông nghiệp từng bước phát triển, nhưng nhìn chung các thiết bị phục vụ nền nông nghiệp còn hạn chế

1.2.1 Cơ giới trong thu hoạch

Với sự ra đời của các máy gặt lúa đã dần thay thế gặt thủ công, giảm thất thoát trong khâu thu hoạch

1.2.1.1 Máy gặt lúa cầm tay

Hình 1.1 Máy gặt lúa cầm tay

Chiếc máy cắt lúa do nông dân cải tiến từ máy cắt cỏ cầm tay

Trang 16

Với chiếc máy này, mỗi ngày một nông dân có thể cắt 3 công lúa (3.000 m2), chi phí tối đa 3 - 4 lít xăng Trong khi đó, người cắt lúa bằng lưỡi liềm theo kỹ thuật

cổ điển thì mỗi ngày chỉ cắt được 1.000 m2 hoặc 1.500 m2 là hết mức nhưng công cán rất đắt đỏ: 1,5 đến 2 giạ lúa/công

Tuy nhiên trên thực tế sử dụng, vẫn còn quá nhiều bất cập khi đưa “chiếc máy cắt lúa kỳ diệu” xuống đồng ruộng ĐBSCL

1.2.1.2 Máy gặt lúa xếp dãy và Máy gặt đập liên hợp

Hình 1.2 Máy gặt lúa xếp dãy và Máy gặt đập liên hợp

Máy gặt lúa xếp dãy có bộ phận cắt lúa gắn vào động cơ, người ta điều khiển máy gặt cắt lúa đã chín, cắt tới đâu lúa ngả ra thành dãy (hàng) tới đó Máy có năng suất lao động cao với người nông dân có kỹ thuật cao, máy chỉ cắt được lúa chín không đổ và chân ruộng khô, không bị lún

Máy gặt đập liên hợp cải tiến có nguyên lý hoạt động, kết cấu, các thông số hợp lý cho việc thu hoạch lúa ở đồng bằng sông Cửu Long, đáp ứng khả năng làm việc trong các điều kiện thu hoạch phức tạp khác nhau do sự đa dạng về mùa vụ, khí hậu thời tiết, đất đai, giống lúa

Qua ứng dụng trong sản xuất cho thấy, máy đáp ứng yêu cầu kinh tế kỹ thuật trong thu hoạch lúa vùng đồng bằng sông Cửu Long, hoạt động ổn định trong điều kiện ruộng khô cũng như ruộng ngập nước có bùn Đặc biệt, máy có khả năng thu hoạch được cả lúa đổ

Với nguyên lý gặt đập liên hợp, bộ phận gặt có guồng gạt, bộ phận đập dọc trục, hệ thống sàng quạt làm sạch và hệ di động xích cao su có áp suất riêng trên đất 0,22kg/cm2 đã đáp ứng yêu cầu kỹ thuật thu hoạch lúa cho vùng ĐBSCL

Trang 17

Các thiết kế tối ưu như tăng bề rộng làm việc, cải tiến kết cấu nhiều chuyển động của bộ phận cắt gặt, bổ sung thêm trống đập phục vụ nhằm giảm tỷ lệ tổn thất, nâng cao độ sạch của sản phẩm, năng suất của máy

Vì không cần phải sử dụng nhiều nhân công để thu gom, vận chuyển, hay cắt tay nên việc đưa máy gặt đập liên hợp vào ứng dụng đã góp phần giảm tới 85% chi phí lao động và gần 40% chi phí thu hoạch

1.2.2 Cơ giới sau thu hoạch

Việc áp dụng cơ giới khâu sau thu hoạch giúp nâng cao năng suất lao động, giảm thất thoát, quá trình làm khô hạt sẽ được rút ngắn thời gian

1.2.2.1 Khâu phơi - Sấy

 Phơi sân

Phơi lúa trên sân là phương pháp tận dụng ánh nắng mặt trời để làm khô hạt

và sản phẩm Phương pháp này hạn chế được chi phí, tuy nhiên tốn khá nhiều công lao động

Hình 1.3 Máy xúc lúa

Phương pháp phơi truyền thống đã được cơ giới hóa, với sự ra đời của máy xúc lúa đã hạn chế khá nhiều công lao động

 Sấy

Phơi sấy đã được sử dụng khá phổ biến trong nông nghiệp lúa nước

Do ảnh hưởng của điều kiện thời tiết môi trường hay tập quán phơi lúa trên sân không đảm bảo được độ ẩm trong quá trình bảo quản, xay xát gây thất thoát mất chất lượng hạt gạo thương phẩm Phương pháp này, đã hạn chế sự thất thoát lúa

Trang 18

khi thu hoạch lúa trong điều kiện thời tiết không thuận lợi Tuy nhiên, tốn khá nhiều công lao động khi vận chuyển lúa lên nhà máy

Hình 1.4 Cơ giới khâu vận chuyển

ĐBSCL đã và đang dần chuyển giao kỹ thuật sấy cho toàn vùng để hạn chế thất thoát Do tập quán sử dụng lao động chuyển lúa ra, vào thiết bị sấy mất nhiều thời gian và nâng chi phí khá cao Gần đây, có khá nhiều nhà máy đã lắp đặt thêm

hệ thống vận chuyển lúa, đồng thời có nhiều nhà máy sấy quy mô công nghiệp được xây dựng nhằm giảm thời gian vận chuyển, chi phí lao động và tăng năng suất làm việc của thiết bị sấy

1.2.2.2 Khâu bảo quản

Cơ giới trong bảo quản, lưu kho đã được sử dụng từ rất sớm với quy mô công nghiệp Các thiết bị nâng chuyển, ngày càng tiên tiến nhằm cải thiện năng suất hoạt động của nhà máy

1.3 Cơ sở lý thuyết về hệ thống, thiết bị vận chuyển

1.3.1 Đặt tính vật liệu

Tính chất cơ – lý và các thông số của vật liệu có ảnh hưởng lớn tới việc chọn

và tính toán kết cấu vận chuyển

1.3.2 Các phương pháp vận chuyển

Hệ thống vận chuyển là quá trình không thể thiếu trong sản xuất công nghiệp Các máy và thiết bị vận chuyển được sử dụng để vận chuyển nguyên vật liệu, bán thành phẩm, thành phẩm trong dây truyền sản xuất Các thiết bị vận chuyển trong hệ thống, vận chuyển lúa liên tục: các thiết bị vận chuyển bằng cơ học (gồm vít tải, băng tải, gàu tải,…) và các thiết bị vận chuyển bằng khí nén,…

Trang 19

1.3.2.1 Vận chuyển bằng cơ học

 Vít tải

Vít tải thuộc loại máy vận chuyển liên tục, dùng để vận chuyển những vật liệu rời chủ yếu theo phương nằm ngang, nằm nghiêng cả phương thẳng đứng Có thể sử dụng vít tải vận chuyển lên cao theo phương thẳng đứng, tuy nhiên góc nghiêng càng lớn thì hiệu suất vận chuyển càng thấp Bộ phận công tác của vít tải là vít cánh xoắn chuyển động quay trong một vỏ kín Khi vít chuyển động, cánh xoắn đẩy vật liệu di chuyển trong vỏ Vật liệu vận chuyển không bám vào cánh xoắn là nhờ vào trọng lượng của nó và lực ma sát giữa vật liệu và vỏ máng, vật liệu chuyển động trong máng nhờ nguyên l truyền động vít đai ốc Vít tải có thể có một hoặc nhiều cánh xoắn, tùy vào vật liệu cần vận chuyển

 Ưu điểm

- Vật liệu chuyển động trong máng kín, có thể nhận và dỡ tải trong trạm trung gian không tổn thất rơi vãi vật liệu, có thể hạn chế được bụi, an toàn khi làm việc sử dụng, rất thuận lợi cho việc vận chuyển vật liệu có nhiệt và độc hại

- Diện tích tiết diện ngang của vít tải nhỏ hơn nhiều so với các máy cùng năng suất Giá thành thấp hơn so với nhiều loại máy vận chuyển khác

Mặc dù có những nhược điểm như vậy, vít tải vẫn được dùng rộng rãi trong các nhà máy xi măng, nhà máy xay xát lúa hoặc trong các xí nghiệp

 Băng tải

Băng tải là một trong các loại thiết bị vận chuyển được sử dụng nhiều nhất thiết bị vận chuyển vật liệu rời và đơn chiếc theo các hướng nằm ngang, nghiêng và kết hợp (nằm ngang – nằm nghiêng)

Băng gồm băng kim loại, vải, hoặc băng cao su được mắc vào hai puli ở hai đầu Băng tải được các con lăn đỡ giúp cho băng không bị chùng khi mang tải Một

Trang 20

puli được nối với động cơ, puli còn lại dùng để căn băng và hai puli được đặt trên khung thép vững chắc Khi puli quay kéo băng di chuyển theo

 Ưu điểm

- Không làm hỏng vật liệu

- Có khả năng vận chuyển tương đối xa

- Cấu tạo đơn giản, độ bền khá tốt

- Vốn đầu tư và chế tạo không lớn, có thể tự động hóa, vận hành đơn giản, bảo dưỡng dễ dàng

 Nhược điểm

- Chiếm khá nhiều không gian lắp đặt

- Băng tải có độ dốc cho phép không cao, thường 16 – 240, tùy theo vật liệu cần vận chuyển

- Khó vận chuyển theo đường cong, vật liệu dẽo và kết dính

- Tốn năng lượng tương đối cao

1.3.2.2 Vận chuyển bằng khí động

Vận chuyển vật liệu bằng khí động dựa trên nguyên lý chuyển động của dòng khí trong các ống dẫn, với tốc độ nhất định để mang vật liệu từ nơi này đến nơi khác dưới trạng thái lơ lửng Có thể dùng không khí để vận chuyển vật liệu rời

có khối lượng riêng và kích thước hạt bất kì Nhưng năng lượng để vận chuyển và tiêu tốn tăng nhanh rất nhiều lần so với trọng lực của hạt vật liệu, nên thực tế phạm

vi ứng dụng của phương pháp này bị hạn chế

Để cho hỗn hợp không khí và các hạt chuyển động được trong các ống dẫn thì phải tạo được chênh lệch áp suất ở hai đầu ống, Áp lực được tạo thành bằng cách giảm áp suất của không khí (hút) hoặc tăng áp suất của không khí (đẩy) Vận tốc của dòng khí thường bằng hoặc lớn hơn vận tốc cân bằng của hạt

Vận chuyển bằng khí động được dùng nhiều trong các ngành công nghiệp khác nhau Hiện nay, năng suất của các hệ thống vận chuyển bằng không khí dao động trong giới hạn khá lớn, có thể đạt tới 800 tấn/giờ, độ dài vận chuyển có thể đạt tới

1800 m và độ cao có thể đạt tới 100 m

Trang 21

 Ưu điểm

- Vật liệu vận chyển trong ống kín do đó tránh được bụi

- Quá trình chất, dỡ và vận chuyển vật liệu có thể cơ giới hóa hoàn toàn

- Loại trừ được tổn thất khi vận chuyển đường xa

nghệ chế tạo phù hợp Đề tài “Tính toán, thiết kế hệ thống vận chuyển lúa từ ghe

vào thiết bị sấy tĩnh vỉ ngang năng suất 40 tấn/giờ ” nhằm đưa ra một giải pháp

thiết kế một thiết bị vận chuyển lúa từ ghe vào các nhà máy, giảm chi phí so với việc bốc vác thủ công, hay phương pháp vận chuyển cồng kềnh thô sơ

Đề tài tính toán, thiết kế hệ thống vận chuyển lúa từ ghe vào các thiết bị nhà máy giúp cho việc vận chuyển lúa ở nhà máy được nhanh chóng và tiết kiệm, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, đáp ứng khả năng làm việc, năng suất vận chuyển phù hợp, đồng thời đáp ứng khả năng vận chuyển được cả khi trời mưa và nắng

Trang 22

CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

 Độ rời của lúa

- Góc nghỉ: khi đổ lúa từ độ cao h xuống mặt phẳng nằm ngang lúa tự dịch chuyển để tạo thành khối có dạng chóp nón Góc được tạo thành bởi đường sinh với mặt phẳng đáy nằm ngang của hình chóp Về trị số thì góc nghỉ tự nhiên bằng góc

ma sát giữa hạt với hạt nên gọi là góc ma sát trong

- Góc trượt: nếu để hạt trên một mặt phẳng và bắt đầu nâng một đầu của mặt phẳng cho đến khi tạo một góc nghiêng đủ để hạt bắt đầu trượt thì góc giới hạn giữa mặt phẳng ngang và mặt phẳng trượt (góc ma sát ngoài) Trường hợp một khối hạt thì góc trượt có liên quan và phụ thuộc vào góc nghiêng tự nhiên

Hình 2.1 Các góc (góc nghỉ – góc trượt)

Góc nghỉ, góc trượt càng nhỏ thì độ rời càng lớn, khả năng dịch chuyển lớn

Trang 23

CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Độ rời của khối hạt phụ thuộc vào các yếu tố như: kích thước, hình dạng và trạng thái bề mặt hạt, độ ẩm của hạt, số lượng và loại tạp chất trong khối hạt Đối với góc trượt còn thêm một yếu tố khá quan trọng nữa là loại vật liệu và trạng thái

bề mặt vật liệu trượt

Loại hạt có dạng hình cầu, bề mặt hạt nhẵn, loại hạt không có hình cầu và bề mặt hạt xù xì như lúa thì góc nghỉ và góc trượt lớn

Độ tạp chất và độ ẩm của khối hạt càng cao thì độ rời càng nhỏ

Trong bảo quản, độ rời của khối hạt có thể thay đổi tùy thuộc vào điều kiện bảo quản Nếu bảo quản quá lâu xảy ra quá trình tự bốc nóng làm cho khối hạt bị nén chặt, độ rời giảm hay có khi mất hẳn độ rời

2.3 Thực nghiệm

Nguyên liệu: lúa khô vụ Đông Xuân

Ngâm lúa vào nước lạnh 1 giờ, vớt ra và để ráo nhằm tăng độ ẩm của hạt Tiến hành đo trên máy: độ ẩm lúa 24%, góc chảy trung bình 36 – 39o

Hệ số ma sát của vật liệu: 0,7 - 0,81

Hình 2.2 Cân phân tích ẩm - máy đo góc chảy

Trang 24

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN

Trang 25

3.1.1 Sơ đồ thiết kế hệ thống

Hình 3.2 Sơ đồ vận chuyển lúa từ ghe vào thiết bị sấy

3.1.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống

Lúa sau khi thu hoạch, được chuyển bằng ghe đến nhà máy sấy Được vít tải chuyển lúa lên băng tải, sử dụng băng tải nghiêng để chuyển lúa đến hệ thống sàng bụi, tạp chất Và tiếp tục sử dung băng tải nghiêng chuyển lúa lên băng tải dỡ liệu di động, lúa được chuyển đến những ô sấy

3.2 Tính toán thiết bị vít tải

3.2.1 Xác định tính toán các thông số vít

3.2.1.1 Đường kính ngoài của cánh vít

Áp dụng CT (5-35) [1] Công nghệ và các máy chế biến lương thực

Q = 47,1.D2m.S.n.k.  [t/h]

33 , 0 68 , 0 13 , 0 95 , 0 390 7 , 0 1 , 47

40

7 , 0 1 , 47

Vít tải chuyển lúa

từ ghe lên băng tải

Băng tải nghiêng

Băng tải nghiêng chuyển lúa vào hệ thống sàng

Băng tải dỡ liệu di động

Băng tải dỡ liệu di động chuyển lúa vào thiết bị sấy

Trang 26

n – Số vòng quay trong 1 ph, [vg/ph];

k – Hệ số hình xét đến phần tiết diện do trục và cách vít chiếm chỗ, thường chọn k = 0,9 – 0,95;

 - Khối lượng thể tích của vật liệu, [t/m3];

 - Hệ số năng xét đến điều kiện nạp liệu, mức độ chứa đầy của vít tải, tính chất của vật liệu và sự quay của nó xung quanh trục vít

Hệ số năng suất của vít tải thẳng đứng có bộ phận nạp liệu của vít tải thẳng đứng được xác định theo công thức:

3.2.1.2 Số vòng quay của vít tải

Số vòng quay nhỏ nhất của trục vít có thể làm cho vật liệu bắt đầu nâng lên được gọi là vận tốc tới hạn Vận tốc này được xác định theo công thức:

17,0.85,0

)1615(.81,9.30

)(

tg g







Thỏa mãn điều kiện làm việc: => nchọn  nth

Trong đó: R – Bán kính trong của vỏ máy (máng), [m];

 - Góc nâng của bề mặt cánh vít và được xác định:

27 , 0 128 , 0 2

22 , 0

Trang 27

r0 – Khoảng cánh từ tâm trục vít đến trọng tâm tiết diện ngang của vật liệu trong máng và tại đó đặt lực ma sát của vật liệu với cánh vít, [m];

1 - Góc ma sát tỉnh của vật liệu với cánh vít;

f - Hệ số ma sát giữa vật liệu với cánh vít f1 0,3

f - Hệ số ma sát chuyển động của vật liệu với máng; do vít tải đứng nên lấy f = 0,85

g – Gia tốc trọng trường, [m/s2]

3.2.1.3 Công suất vít tải

Công suất truyền động của vít tải thẳng đứng xác định theo công thức:

85,0.1000

2,1.5,4.81,9.40)1(.1000

[kW]; CT10.15[4]

Trong đó: Q - Năng suất của vít tải, [t/h]

H - Chiều cao nâng vật liệu, [m];

k – Hệ số xét đến tổn thất do ma sát của trục vít trong các gối trục,

15,7

 - Hiệu suất của bộ phận dẫn động

3.2.2.2 Tải trọng tác dụng lên vít tải

Mômen xoắn trên trục vít

6 , 183 390

5 , 7 9550

9550 0  



n N

Trang 28

Trong đó: N 0 – Công suất truyền động, [kW];

n – Tốc độ quay của trục vít, [vg/ph];

Lực dọc trục vít

) 16 15 ( 128 , 0

6 , 183 )

4

2 2

1 2

,0

6,183

 [N];

Xác định các kích thước để chế tạo vít tải

Dãy xoắn liền làm bằng thép tấm dày 2  4 mm gồm nhiều vòng xoắn riêng

lẽ, vòng xoắn làm thành dạng xoắn rồi hàn vào trục, các đầu của vòng xoắn được nối với nhau bằng phương pháp hàn

Các kích thước:

D’ – đường kính ngoài;

d’ – đường kính trong;

Trang 29

 - góc cắt của xoắn tùy theo đường kính ngoài của dãy xoắn và bước vít

Vì độ dài của của vòng tròn có đường kính trong cần tìm chính là đường xoắn và

bước vít và góc nâng của dãy xoắn bằng  cho nên:

Hình 3.3 Cánh xoắn

S =  d’.tg

=> d’ = 261 , 3

15

220  0 

tg tg

u D

)320.(220'

).('

2 2

Trang 30

Chọn loại đai

Gỉa sử vận tốc đai 5< v < 10 m/s Tra bảng (5-13)[2] ta chọn đai B và B ta tính theo 2 phương án và chọn phương án có lợi nhất

-Kích thước tiết diện đai a x h , (mm) bảng (5-11) 17x10,5 22x13,5

- Lấy theo tiêu chuẩn D2 bảng (5-15) 710 800

4

)( 2  1 2

2863 3221

- Lấy L theo tiêu chuẩn, (mm) bảng (5-12) 2800 3350

- Kiểm nghiệm số vòng chạy u trong 1 giây:

Trang 31

Xác định chính xác khoảng cách trục A theo chiều tiêu chuẩn:

[công thức (5-2)]

A =

8

) (

8 )]

( 2 [ ) (

Xác định số đai cần thiết Z Chọn ứng suất căng

ban đầu σ0= 1,2 (N/mm2 ) theo trị số D1 , tra bảng (5-17)

tìm được ứng suất có ích cho phép [σp]0 (N/mm2) 1,74 1,6

N

v t

Định các kích thước chủ yếu của bánh đai:

- Chiều rộng bánh đai [công thức (5-23)]

Trang 32

= 32 [mm]

Lấy đường kính d = 35 mm

3.2.4.2 Tính gần đúng trục

Do đặt đứng nên trọng lượng bản thân trục vít có ảnh hưởng đến thành phần

lực tác dụng lên gối đỡ, ta xem trọng lượng bản thân trục vít như một lực phân bố dọc theo trục từ trên xuống

Trang 33

thép - khối lượng riêng thép = 7850 [kg/m3];

g – gia tốc trọng trường g = 9,81 [m/s2];

=> Gtr =

4

 0,072.4,5.7850.9,81 = 1333,6 [N];

360

6 , 129

4,4

Trang 34

Lực dọc trục phân bố theo chiều trục:

Gọi q là lực dọc phân bố theo chiều dài trục:

q =

5,4

6,4019

6,183

Trang 35

M A= Rđ.b – RB.L = 0 => RB =

4,4

1,0.4,1370

)4,41,0.(

4,1370L

L)b

75 , 0 137040 75

7 , 209908

Chọn đường kính lắp ổ bi là: d = 65 mm

Chọn đường kính lắp bánh đai là: d = 60 mm

3.2.4.4 Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn

Khi quá trình đột ngột trục có thể bị gãy hoặc biến dạng dẻo quá lớn Điều kiện đảm bảo trục làm việc bình thường: (trang 129) [2]

tđ  2  32    0 , 8ch

Trong đó: 3 3

65.1,0

137040

1,

Trang 36

Với:  - ứng suất pháp

Mu – moment uốn lớn nhất tại tiết diện nguy hiểm lúc quá tải

max3 3

65.2,0

183600

2,

Với:  - ứng suất tiếp

Mxmax – moment xoắn lớn nhất tại tiết diện nguy hiểm lúc quá tải

3 , 3 3

Góc xoay và độ võng của trục được xác định theo các phương pháp nghiên

cứu trong sức bền vật liệu Trường hợp đơn giản ta coi như một dầm có tiết diện

không đổi

Đặt trên hai gối tựa:

Góc xoay cho phép tại gối đỡ là:   0 , 01 rad [tra bảng 7-14]

Góc xoay tại A :

8,16.10.2.6

440.10.4,1370

.6

7



I E

L b

70.1000.64

Trang 37

Góc xoay tại B:

8,16.10.2.3

440.10.4,1370

.3

7



I E

L b

)10.3440.2.(

10.4,1370

.6

)32.(

b L b

)440220

.3.(

10.4,1370

6

)

3.(

7

2 2

L d b

)220440

.(

220.10.4,1370

6

)(

7

2 2







L I E

d L d b

)10440.(

10.4,1370

3

).(

7

2 2







I E

b L b

.57

J G

L b

Trang 38

J0 – momen quán tính độc cực của tiết diện tròn đường kính d

(L+b) – chiều dài đoạn trục đang tính

J0 =

32

7.32

)44010.(

183600

Chiều dài then l = 0,8.lm

Chiều dài mayơ lm = (1,5  2).d = 1,5.60 = 90 mm

M



.

183600

M



.

2

CT (7-12) [2]

c   4 , 86   c

70 18 60

183600

2

= 87 N/mm2 Bảng (7-21) [2]

Trang 39

h = 12000 giờ (máy sử dụng 5 năm, mỗi năm 300 ngày, mỗi ngày 8 giờ)

Tải trọng tương đương Q được tính:

Q = (Kv.R+m.A).Rn.Rt (theo [2])

Hệ số: m = 1,5 (bảng 8-2,[2])

Kt =1,5 (hệ số tải trọng tĩnh (tra bảng 8-3, [2])

Kn = 1 nhiệt độ làm việc dưới 1000C

Kv = 1 khi vòng trong của ổ quay (bảng 8-5,[2])

Trang 40

Như vậy lực At hướng về bên phải Chỉ có gối B chịu lực dọc trục

Do CA > CB nên ta dựa vào CA chọn loại ổ cho gối đỡ tại A và B

Tra bảng 18P [2], lấy ổ có kí hiệu 7513, đường kính trong d = 65 mm, lấy

Cbảng = 176000 ,đường kính ngoài của ổ là D = 120 mm, chiều rộng ổ lăn là B = 31

mm, góc β= 13050’ tại A Số vòng quay giới hạn 3200 vòng/ph

Tại điểm B lấy ổ đũa côn đỡ chặn tương tự

3.3 Tính toán băng tải

Q - năng suất của băng tải lòng máng, tấn/h;

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

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

Định dạng
Số trang	81
Dung lượng	3,15 MB