Máy nghiền và phân loại nhựa

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC , ĐỘNG LỰC HỌC CỦA MÁY NGHIỀN 2.1 Chọn phương án thiết kế2.1.1 Tổng quan các loại máy nghiền  Máy nghiền đĩa a.Cấu tạo Trong công nghiệp thực phẩm, máy nghi

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA

CƠ KHÍ BỘ MÔN: THIẾT KẾ MÁY

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ HỆ THỐNG NGHIỀN VÀ PHÂN LOẠI NHỰA PPS

NĂNG SUẤT 40KG/GIỜ

CBHD: TS BÙI TRỌNG HIẾU SVTH : MAI HỒNG PHÚC MSSV :206T1592

LỚP: BT06CTM

TP HỒ CHÍ MINH , tháng 6 năm 2011

Nội dung

Lời nói đầu 1

C H Ư Ơ N G 1 T O Å N G Q U A N V E À T A Ù I S I N H N H Ư Ï A 1.1 V a i t r o ø c u û a v a ä t li e ä u n h ư ï a 2

1.2 a ë c đ i e å m Đ , t í n h n a ê n g v a ø ư ù n g d u ï n g 2

1.2.1 đ a ë c đ i e å m 2

1.2.2 T í n h n a ê n g 2

1.2.3 Ù n Ư g d u ï n g 3

1.3 Sơ lược về tái sinh nhựa trên thế giới và ở nước ta 3

1.4 Q u y t r ì n h c o â n g n g h e ä t a ù i s i n h n h ư ï a PP S 4

1.5 N h i e ä m v u ï t h i e á t k e á 6

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CỦA MÁY CẮT NHỰA 2.1 C h o ï n ph ư ơ n g a ù n t h i e á t k e á 7

2.1.1 T o å n g q u a n c a ù c l o a ï i m a ù y n g h i e à n 7

2.1.2 P h ư ơ n g a ù n t h i e á t k e á 1 4

2.2 Giới thiệu các thông số động học , động lực học máy nghiền 14 2.3 T í n h t o a ù n t h i e á t k e á m a ù y n g h i e à n n h ư ï a 1 6

2.3.1 C a á u t a ï o v a ø n g u y e â n l y ù h o a ï t đ o ä n g c u û a m a ù y c a é t n h ư ï a 1 6

2.3.2 T í n h t oa ù n t h i e á t k e á 1 7

2.4 C h o ï n đ o ä n g c ơ v a ø p h a â n ph o á i t ỉ s o á t r u y e à n

2 4

2.4.1 X a ù c đ ị n h c o â n g s u a á t đ o ä n g c ơ 2 4

H Ư Ơ N G 4 T H I E Á T K E Á , L Ư Ï A C H O Ï N M A Ù Y P H A Â N L O A Ï I N H Ư Ï A

4 M a ù y p h a â n l o a ï i đ i e ä n t ư ø 4 3

4.1 C h ư ù c n

n lý hoạt động 58

4.5 T h o â n g s o á c u û a m a ù y p h a â n l o a ï i .5 8

CHƯƠNG 5 TÌM HIỂU , LỰA CHỌN THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN BẰNG KHÍ

e á t l u a ä n .7 3 T

a ø i l i e ä u t h a m k h a û o 7 4

LỜI CẢM ƠN

Là một sinh viên trước khi ra trường, la øm luận văn tốt nghiệp giúp em hiểurõ thêm kiến thức mình đã học, vận dụng kiến thức vào trong thực tế; đồng thời,giúp cho em đỡ bỡ ngỡ hơn khi tốt nghiệp ra trường

Luận văn đã hoàn thành nhờ sự hướng dẫn tận tình của Thầy BÙI TRỌNG HIẾU cùng với các Thầy Cô trong bộ môn Em xin chân thành cảm ơn sự

chỉ dẫn quý báu của Thầy Cô

Lần đầu tiên em thực hiện một đề tài lớn nên không tránh khỏi những thiếusót Em rất mong sự đóng góp và chỉ dẫn quý báu của Thầy Cô cùng ca ùc bạn để hệ

thống tái sinh PPS ngày ca øng hoàn thiện hơn và đạt năng suất cao hơn.

Sinh viên MAI HỒNG PHÚC

LUẬN VĂN TỐT

NGHIỆP

GVHD : TS BÙI TRỌNG HIẾU

5

CHƯƠNG1 : TỔNG QUAN VỀ TÁI SINH NHỰA 1.1 Vai trò của vật liệu nhựa

Trên thế giới hiện nay hầu hết ca ùc ngành công nghiệp đều sử dụng vậtliệu nhựa Nhựa chia ra làm hai loại là nhựa kỹ thuật và nhựa dân dụng Nhựa dândụng để sa ûn xuất các loại bao bì, bình chứa, bàn, ghế …., nhựa kỹ thuật dùng sa ûnxuất ca ùc chi tiết cơ khí trong xe ô tô , máy bay…

Gần đây với sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp chế biến polymer Tạo

ra các chi tiết bằng polymer có ưu điểm vượt trội so với kim loại và gốm nên việcứng dụng chất dẻo gia ta êng nhanh hơn kim loại và gốm

1.2 Đặc điểm, tính năng và ứng dụng

Độ a åm 0,6 tại %RH65 và 20 độ CNhiệt độ hoạt động liên tục (180-190 ) độ C

Năng suất căng thẳng 90 MPa

Nghành công nghiệp ô tô, hàng không, hạt nhân

Kỹ thuật điện, điện tử

Thiết bị kỹ thuật Y tế kỹ thuật

1.3 Sơ lược về công nghệ tái sinh nhựa trên thế giới và nước ta

Sự tái sinh những chất dẻo đã trở thành một nền công nghiệp quốc giacủa nhiều nước những quốc gia có nền công nghiệp chất dẻo phát triển mạnhnhư Mỹ, Nhật, Hàn Quốc …

Mặc dù sự phát triển của nó vẫn phải đối diện với nhiều khó khăn về đảmbảo vệ sinh an toàn Tuy nhiên nhiều công ty đã nắm bắt và cải tiến cho ra nhữngchất dẻo đảm bảo an toàn cho người sử dụng Tốc độ tái sinh năm 1999 hơn 6 la àn

so với năm 1986

Khả năng xử lý vật liệu và những đòi hỏi của thị trường cho việc khôi phụclại những chất dẻo đã qua sử dụng hiện thời đã vượt quá số lượng của kháchhàng sử dụng

Ở nước ta hiện nay tuy có những công ty nhựa đã tiến hành ta ùi sinhnhựa Nhưng việc tái sinh nhựa PPS chưa được đưa vào sa ûn xuất chủ yếu là táisinh nhựa dân dụng, đa số nhựa PPS phải nhập từ nước ngoài với giá thành cao

1.4 Quy trình công nghệ tái sinh nhựa PPS

1.4.1 Sơ đồ tái sinh nhựa PPS

Hình 1.1 Sơ đồ quá trình tái sinh nhựa PPS

PHẾ PHẨM NHỰA

1.4.2 Quy trình tái sinh nhực PPS

H ình 1.2 Sơ đồ bố trí hệ thống tái chế nhựa

4: Thùng chứa nhựa nguyên liệu 15: Cuộn

coil 5: Thùng chứa điện và bánh đai 16: Cần gạt

8: Thùng chứa nhựa đã nghiền 19:Bồn la øm nguội

23:Van khí

Từ sơ đồ trên quá trình công nghệ tái sinh được tiến hành như sau Nhữngphế phẩm nhựa PPS được lấy từ các máy đùn, ép được vận chuyển bằng băng ta ûihoặc tay sẽ được đưa đến máy nghiền Tại đây chúng sẽ được ca ét ra thànhnhững mảnh nhỏ nhờ các dao cắt, có hai loại dao la ø cố định và quay

Dao cố định được lắp cố định trên thành máy cắt, còn dao quay được bố trítrên trục rô to máy ca ét, ca ùc mảnh nhỏ rơi ra máy ca ét đi qua lưới sàng Nếunhững mảnh nhựa được ca ét ra mà có kích thước lớn hơn lỗ sa øng được gắn phíadưới máy cắt thì sẽ được máy cắt một lần nữa cho đến khi toàn bộ đi qua lỗ sàng.Khi những mảnh nhựa đi qua lưới sàng chúng sẽ rơi xuống một ca ùi bể chứa nhựa.Tại bể chứa chúng sẽ được vận chuyển sang thùng chứa qua hệ thống khí.Sau đó nhựa tiếp tục được vận chuyển lên phễu của máy phân loại

Tại máy phân loại nhựa sẽ được phân loại qua hệ thống từ Khi mànhững mảnh nhựa bị nhiễm từ sẽ được giữ la ïi máy từ và đi ra ngoài để huỷ bỏ, ca ùchạt nhựa không bị nhiễm từ tiếp tục đi đến phễu chứa của máy đùn và đi vào máyđùn Tại đây nhựa được ép nóng chảy sau đó qua hệ thống làm nguội rồi đến máycắt để cắt thành hạt, đóng vào bao và mang đến nơi sa ûn xuất

Những hạt nhựa tái sinh được trộn với nhựa nguyên chất với một tỷ lệ nào đó

1.5 Nhiệm vụ thiết kế

Từ quy trình công nghệ ta ùi sinh nhựa PPS ta thấy hệ thống tái sinh nhựabao gồm ca ùc máy: máy nghiền, máy phân loại, máy đùn, máy ca ét Với đề ta øi nàynhiệm vụ thiết kế của em là thiết kế máy nghiền và máy phân loại

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC , ĐỘNG LỰC HỌC CỦA MÁY NGHIỀN 2.1 Chọn phương án thiết kế

2.1.1 Tổng quan các loại máy nghiền

 Máy nghiền đĩa

a.Cấu tạo

Trong công nghiệp thực phẩm, máy nghiền đĩa được sử dụng để nghiền bộtvừa và mịn Do máy nghiền đĩa có năng suất thấp hơn một số loại máy nghiền bộtkhác cho nên loại máy này ít được sử dụng Tuy vậy trong một số ngành côngnghiệp vẫn còn sử dụng 4 loại dưới đây

-Máy nghiền có trục thẳng đứng làm quay đĩa trên

-Máy nghiền thẳng đứng la øm quay đĩa dưới -Máy nghiền có trục nằm ngang làm quay một đĩa -Máy nghiền có trục nằm ngang làm quay hai đĩa Các đĩa nghiền thường được chế tạo bằng kim loại hoặc bằng hỗn hợp bộtvô cơ cứng Do lực liên kết của đĩa đá kém hơn kim loại nên phải làm thêm đaithép và thường cho đĩa đá la øm việc với vận tốc tiếp tuyến la ø 10m/s đối với trụcnằm ngang Đĩa gang đúc thì vận tốc tiếp tuyến có thể lên tới 28m/s, còn thép đúclà 68m/s

Chế tạo đĩa nghiền phải đảm bảo các yêu ca àu sau: bề mặt nghiền cần cóđộ cứng cao, độ nhám lớn, cơ tính đồng đều trên toàn bộ bề mặt nghiền để khi làmviệc thì mòn đều, không bị sứt mẻ

Để tăng khả năng nghiền của đĩa người ta thường gia công mặt đĩa thành các vành, các ra õnh chìm có rophin hình tam giác trên hai mặt đĩa

Rãnh có hai loại la ø rãnh cong và ra õnh thẳng Rãnh cong có khả năng nghiền mạnh hơn ra õnh thẳng

b.Nguyên lý làm việc

Cấu tạo máy nghiền đĩa loại trục quay nằm ngang được mô ta û

Hình 2.1 Cấu tạo máy ngh iền đĩa

Hạt nghiền từ hộp ca áp liệu 1 chảy qua nam châm ta ùch vụn sắt 2 rồi chảy xuống vít xoắn 4 Vít này có nhiệm vụ đẩy hạt vào khoang nghiền của cặp đĩa nghiền 6 và

7 Đĩa nghiền 6 cố định còn đĩa 7 được lắp với trục quay do puly 9 dẫn động Bộtnghiền được cần gạt 8 đẩy vào cửa tháo liệu Điều chỉnh khe nghiền bằng cần 5

Từ trục xoay được truyền động bằng đai 10 lên cơ cấu tháo liệu 11 của hộp chứaliệu 1.

Cửa quan sát 3 vừa để theo dõi lớp hạt chảy xuống đĩa nghiền, vừa để lấy vụn sắt bám trên nam châm 2 ra đảm bảo an toàn cho cặp đĩa nghiền

Đối với máy nghiền có trục quay thẳng đứng Sau khi chế ta ïo phải đảmbảo điều kiện trọng ta âm của đĩa quay nằm trên trục quay và trục này cũng là trụcquán tính chính của đĩa quay Có như vậy mới đảm bảo đĩa la øm việc cân bằngkhông ta ïo nên tải trọng động tác dụng lên trục và gối đỡ gây phá hỏng máy

Ngoài khả năng nghiền, máy nghiền đĩa còn dùng để nghiền ướt ra át thíchhợp khi cần sản xuất dịch bột, dịch bào của các loại hạt đậu trong chế biến đậu phụ, nước chấm…

 Máy nghiền tru ïc

a Cấu tạo máy nghiền tru ïc

Các máy nghiền loại hai, ba hay nhiều trục được dùng rộng ra õi trongnghành công nghiệp thực phẩm, trong sa ûn xuất vật liệu xây dựng đặc biệt la ønghiền những loại vật liệu dính và a åm ướt Về cấu tạo thì máy nghiền trục có hailoại

Hình 2.2 Cấu tạo máy ngh iền trục

Loại thứ nhất có một trục di động và một trục cố định

Lò xo sẽ bị nén la ïi khi có vật la cứng rơi vào máy làm tăng khe hở hai trục,cho phép vật la ï ïrơi ra khỏi máy, sau đó lò xo sẽ đưa trục về vị trí ban đầu

Loại thứ hai là loại có hai trục di động Khi có vật lạ cứng rơi vào máy lò xo

bị nén lại hai trục cùng dịch chuyển la øm ta êng khe hở hai trục cho phép vật lạ rơi rakhỏi máy sau đó, lò xo sẽ đưa hai trục về vị trí ban đầu

b Nguyên lý làm việc

15

Dẫn động trong máy dập trục thường từ động cơ qua bộ truyền đai Trườnghợp dùng bộ truyền bánh răng thì ra êng của cặp truyền thứ hai thường có độ cao lớnhơn để đảm bảo sự a ên khớp khi trục di động bị dịch chuyển.

 Máy nghiền chậu con lăn

a Cấu tạo

Máy nghiền chậu con la êng là loại máy nghiền mà lực nghiền chủ yếu la ølực nén, ép, chà xát

Có các loại máy nghiền con lăn sau

Máy nghiền có chậu vật liệu nghiền đứng yên, còn ca ùc con lăn hình trụquay quanh trục thẳng đứng của chậu (ngoài sự tự quay quanh của trục con lăn).Máy nghiền có chậu vật liệu nằm ngang, còn ca ùc con lăn hình trụ đứng yên

so với trục thẳng đứng của chậu nhưng cũng tự quay quanh trục chúng dưới tácdụng của lực ma sa ùt

Máy nghiền có chậu vật liệu nghiền ngang, còn ca ùc con lăn hình trụ nónđứng yên sự tự quay quanh trục bản thân

Máy nghiền có chậu vật liệu quay nằm ngang hoặc thẳng đứng, còn cáccon lăn dùng để nghiền có hình cầu

Máy nghiền gồm nhiều ta àng chậu quay, còn ca ùc con lăn cầu xếp thànhmột hoặc hai dãy

Máy nghiền trục lăn với vòng nghiền quay theo trục dùng để chà xát vật liệu

b Nguyên lý làm việc

Máy nghiền ba trục lăn với vòng nghiền quay được trình bày ở hình dưới

Hình 2.3 Cấu tạo máy ngh iền ch ậu con lăn

Trong quá trình nghiền, các con la ên hình ca àu, trụ hay nón đều tự quayquanh trục của chúng do lực ma sát giữa chậu nghiền với vật liệu và giữa vật liệuvới con lăn Khi chưa có vật liệu thì sự tiếp xúc giữa con lăn cầu với chậu nghiềnlà tiếp xúc điểm, còn giữa ca ùc con lăn hình trụ, hình nón là tiếp xúc đường, đoạntiếp xúc này có chiều rộng con lăn và có phương hướng nên vận tốc tiếp tuyến củamỗi điểm tiếp xúc so với trục của chậu có trị số khác nhau Điểm gần trục có trị sốnhỏ, điểm xa trục có trị số lớn

 Máy nghiền búa

a Cấu tạo

Máy nghiền búa có hai loại là máy nghiền búa một rôto và hai rôto Máygồm các búa treo trên rôto bằng bu lông Mặt trong thân máy ta bố trí ta ám dập,phía dưới là lưới sa øng dùng để loại sản phẩm ra khỏi buồn nghiền và la øm nhiệmvụ điều chỉnh mức độ nghiền

Các búa được lắp theo kiểu trung gian nhằm hạn chế dao động khi rôtoquay và được chế tạo từ thép CT3 hoặc thép CT5

b Nguyên lý làm việc

Hình 2.4 Cấu tạo máy nghiền búa

Quá trình nghiền vật liệu trong máy dập búa được thực hiện ở trong khônggian tạo thành bởi vỏ và mặt trong có lót các ta ám dập Khi trục quay dưới ta ùc dụngcủa lực ly tâm ca ùc búa chiếm vị trí hướng tâm Trục cùng với cánh búa và búa ta ïothành một bộ phận gọi là rôto của máy đập búa

Khi vật liệu cho vào máy qua phễu nạp liệu ở phía trên các cục vật liệu bịbúa quay đập và nâng đến thành vỏ lót các ta ám dập Sản phẩm bị đập được tháoqua ca ùc thanh ghi ở phía dưới

2.1.2 Phương án thiết kế

Từ những loại máy nghiền được giới thiệu ở trên để áp dụng thiết kế máycắt nhựa PPS của đề ta øi Em chọn phương án thiết kế máy băm nhựa PPS tương tựnhư máy nghiền đĩa răng một trục, loại máy nghiền này được sử dụng rất rộng rãitrong công nghiệp chế biến thực phẩm cũng như nhiều nghành khác Tham khảomột số loại máy nghiền của ca ùc hãng như: Rapid của Đức, nissui của Nhật… Với

ca ùch thiết kế ca ùc lưỡi dao hình ca ùnh quạt la ø dạng đĩa được lắp bằng then lên trụcquay Các dao cố định dạng bản được la ép cố định bằng bu lông lên thân máy Vớiphương án thiết kế này khi rô to quay thì dao trên rôto quay và dao bắt vào thânmáy sẽ cắt vật liệu như dạng cắt kéo ăn khớp nhau

2.2 G iới thiệu các thông số động học, động lực học cu ûa máy cắt nhựa

2.2.1 Giới thiệu máy nghiền răng

Máy nghiền răng la ø loại máy thường dùng để chế biến thức a ên gia súc,nghiền các loại củ, quả thường dùng các loại máy nghiền ra êng một trục hoặc haitrục Ở ca ùc máy này vật liệu bị nghiền theo nguyên lý chặt, ca ét, xé, bẻ

Máy nghiền răng hai trục, trên trục 1 và 2 quay ngược chiều nhau được lắp

ca ùc đĩa dao dạng lưỡi liềm dày 10-12 mm dùng để nghiền củ, quả và ca ùc đĩatrên trục được la ép sole và xen kẻ nhau Phía dưới có lắp ca ùc ghi sao cho ca ùc đĩadao vẫn quay được tự do giữa các khe ghi Trục dẫn động được truyền chuyểnđộng quay từ puly

qua khớp ly hợp ma sát điều khiển bằng tay gạt Trục 1 được truyền chuyển độngtừ truc 1 bằng cặp bánh răng với tỷ số truyền I khác 1 nhằm ta ïo chuyển độngquay nghược chiều và khác vận tốc để cuốn vật liệu vào khe trục để cắt, xé vànghiền nhỏ Vật liệu được nạp vào phễu phía trên và tháo ra ở phần dưới máy.

2.2.2 Các thông số động học, động lực học cu ûa máy nghiền răng

Máy nghiền ra êng một trục có thể nghiền được ca ùc loại vật liệu nhựacó độ cứng cao Vật liệu được nghiền bằng lực xé của dao vì vậy vận tốc dài củadao phải lớn (thường 30m/s) để ta ïo động lượng đủ để phá vỡ vật liệu

Theo phương trình cân bằng động lượng ta có công thức:

Trong đó :

m – Khối lượng của vật liệu bị nghiền

v1 , v2 – Vận tốc trước và sau va đập của

dao h – Chiều cao của răng (m)

l – Tổng chiều dài lưỡi dao (m)

Công suất cần thiết của máy tính theo công thức

Trong đó

P – Trở lực ca ét xé lớn nhất của vật liệu nghiền ,(N)

L – Chiều dài lưỡi dao (m)

Z – Số dao hoặc răng làm việc đồng thời

V – Vận tốc dài của ca ùc ra êng (m/s)

2.3 T ính toán thiết kế máy nghiền nhựa

2.3.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động cu ûa máy cắt nhựa

b Nguyên lý hoạt động

Khi mở động cơ thông qua bộ truyền đai trục mang dao di động sẽ quay Khicó vật liệu rơi vào máy (thông qua thùng ca áp liệu) thì các dao di động sẽ thực hiệnviệc cắt vật liệu ra thành từng mảnh nhỏ có tiết diện là khe hở giữa dao quay vàdao cố định Khi cắt xong các mảnh nhựa sẽ rơi xuống lưới sa øng và đi qua lỗ sa øngxuống bể chứa Nếu như còn ca ùc mảnh nhựa lớn không lọt qua lỗ sàng thì daoquay sẽ móc chúng lên cắt tiếp Quá trình cứ diễn ra theo tuần tự đến khi cắt hếtvật liệu.

2.3.2 Tính toán th iết kế

1 Các thông số của dao

Dao của máy ca ét gồm hai loại : dao cố định và dao quay

Loại dao cố định là dao dạng bản được thiết kế như hình vẽ

H ình 2.6 Cấu tạo dao cố định

Loại dao di động là dao dạng đĩa có dạng

Hình 2.7 Cấu tạo dao quay

 Khe hở kẹp cắt và góc dao cố đ ịnh.

Khe hở kẹp cắt là khe hở dao ca ét và ta ám kê (dao cố định) Khe hở này càng nhỏ thì hiệu quả cắt càng cao Khe hở tối ưu đảm bảo sự ca ét xảy ra với lực ma sát tối

thiểu của lớp vật liệu đối với ca ùc máy caté thái kiểu đĩa có khe hở thường

<=1mm ,

các máy ca ét kiểu trống có khe hở từ 1,5-4,5mm

Như vậy khe hở cắt của máy cắt nhựa ta chọn là 1mm vì dao cắt có dạng đĩa như hình

Hình 2.8 Cấu tạo khe hở và góc kẹp dao

Từ hình vẽ trên ta tính góc đặt dao cố định như sau:

Để vật liệu đi xuống thì :

Hình 2.9 Cấu tạo góc cắt dao quay

 Tính góc kẹp chặt

Điều kiện kẹp chặt vật liệu đem ca ét cần và đủ phải thoả mãn :

Như hình vẽ trên thì ta chọn ×=α+ (π/2 – β) = 420 +(900 – 820)=500 góc × cũng chính là góc cắt trượt

2 Chế độ động học

a) Lực cắt

Phân tích lực ca ét như hình vẽ

Hình 2.10 Cấu tạo dao quay

Với τ là góc cắt trượt và nó cũng chính là góc kẹp

Theo điều kiện bền của vật liệu :

Với P là lực tác dụng vào vật liệu (N)

F tiết diện cắt của vật liệu (mm2)

[τc] giới hạn bền cắt của vật liệu (MPa)

Từ điều kiện bền trên ta thấy để ca ét vật liệu thì phải thoả mãn điều kiện sau: P/F≥[τc]=>P≥[τc].F

Với [τc] là giới hạn chịu ca ét của nhựa PPS [τc] =30MPa

F là tiết diện của mảnh vật liệu cắt được bởi một răng dao F=b.h

Với b=5mm (chiều dài răng dao) , h =2mm (chiều dày vật liệu được ca ét Vậy ta có F=10mm2

Vậy ta được P1=10.30=300N.

t 0 0

P1 =P1.sin50 =300.sin 50 =230N

P1 =P1.cos 50 =300.cos 50 =193N

b) Số vòng quay cu ûa trục mang dao

Với đường kính đĩa dao thiết kế trước là 138mm gồm 2 đĩa với năng suất ca

àn thiết kế là Q=0,04(tấn/giờ) Dựa vào năng suất này ta xác định số vòng quay củadao theo công suất

Với φ : Hệ số sử dụng năng suất φ=0,7

K : Số đĩa dao k=21 của máy

ρ: Khối lượng riêng của nhựa PPS ρ=1,5 kg/cm3

v : Thể tích vật liệu bị cắt xé sau một vòng quay

n : Số vòng quay của đĩa dao (vg/ph)

z : Số răng dao theo chu vi tang

Q : Năng suất của máy Q=0,04 ta án

Vậy n=Q/60.k.z.ρ.v.φ=0,04/60.2.3.1,5.0,07.0,003.0,001.0,7=503,9(vg/ph)

c).Vận tốc cắt

Ta xem vận tốc cắt v chính la ø vận tốc của đĩa dao v2=d.ω/2 (d =0,138mm : đường kính tang mang dao, ω vận tốc gốc của tang mang dao (l/s)

Z : Số răng của hai đĩa dao

z=6 P : Lực ca ét của đĩa ca ét

P=300N V : Vận tốc ca ét v=3,3

m/s

Vậy N=300.0,07.3,3/1000=1,45KW

2.4 Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền.

2.4.1 Xác định công suất động cơ.

Muốn động cơ làm việc tốt thì công suất động cơ được chọn phải phù hợp với công suất ca àn thiết của động cơ ta có công thức:

Với Pct : Công suất cần thiết

η : Hiệu suất , η=ηol ηd

Tra bảng 2.3 tài liệu tính toán thiết kế cơ khí tập 1 ta có:

ηol=0,995 ηd=0,95 vậy η=0,94525

⇒Pct=1,45/0,94525=1,53kw

Vậy với công suất cần thiết vừa tính được ta chọn động cơ theo phụ lụcP1.3 với điều kiện Pđc>Pct Ta chọn động cơ có công suất P=1,7 KW và n=1000vg/ph Với ký hiệu động cơ la ø DK42-6

2.4.2 Chọn tỷ số tru yền

Chọn tỷ số truyền cho bộ truyền đai ta có công thức:

⇒ uđ=nđc/n1=1000/504=1,98

2.4.3 Lập bảng thông số

Bảng 2.1 Bảng thông số máy nghiền

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN KẾT CẤU NGHIỀN NHỰA

3.1 T ính toán truyền động đai thang

 Chọn đai và tiết diện đai

Chọn dạng đai theo công suất p1 và số vòng quay n1 Theo đồ thị hình

4.22 trang 152 ta øi liệu [2] ta chọn tiết diện đai là B

 Chọn đừơng kính bánh đai nhỏ.

Theo bảng 4.3 trang 128 tài liệu [2] với bp=14mm, b0=17mm, h=10,5mm, y0=4mm, A=138mm2, d1=140 ÷280 mm

Đường kính bánh đai nhỏ d1=1,2dmin=1,2.140=168mm theo tiêu chuẩn ta chọn

Theo tiêu chuẩn ta chọn d2=315mm

Tỷ số truyền thực tế là

1 (1 − ε )

=315/180.(1-0.01)=1,76

u − u , d

Sai số tỷ số truyền ∆u= d =(1,98-1,76)/1,98=1,1%

u d

Vậy tỷ số truyền thỏa

 Xác định khoảng cách tru ïc.

Theo bảng 4.13 tài liệu [1] chọn L=1800mm.

 Số vòng chạy đai trong một giây

i=4,74/1,8=2,6s-1 , [i]=10s-1 do đó thỏa đk

 Tính toán lại khoảng cách

kiểm tra la ïi đk 990 ≥ a ≥ 282.25 ta thấy vẫn thỏa

 Xác định góc ôm đai nhỏ

α=180 0 -570.(d 2 − d1

)

a

1

α =1640

 Xác định số đai

Theo công thức ta có

C1=0,95 Hệ số kể đến ảnh hửơng của chiều dài đai tra bảng 4.16 ta øi liệu [1] Cu=1,12 Hệ số a ûnh hửơng của tỷ số truyền tra bảng 4.17 ta øi liệu [1].

Cz=1 Hệ số kể đến a ûnh hửơng của sự phân bố không điều tải trọng cho ca ùc dây

đai

[p0]=1,3kw Công suất cho phép tra bảng 4.19 tài liệu [1] P1=1,7kw Công suất của bánh đai chủ động

B=(z-B =60mm

Đường kính của bánh đai

d a1 =d 1 +2.h 0

(3.10)

da1=201mm

d a2 =d 2 +2h 0 (3.11)

da2=336mm

 Xác định lực căng ban đầu và lực tác

dụng lên trục

Lực ca êng ban đầu ta có công thức:

mỗi

day

đai

F0/2

=212N

Lực

vòng

cóích

T i 3

Ft= 1000.1,37/4,74=289N

Lực vòng trên mỗi day đai là 144,5N

Lực ta ùc dụng lên trục

 Chọn vật liệu

Chọn vật liệu chế tạo các trục la ø thép 45 tôi có σb =750MPa và ứng suất xoắn cho phép la ø [τ ] = 12 ÷20MPa

 Xác định sơ bộ đường kính tru ïc

 Xác định khoảng cách các gối đỡ , điểm đặt lực

Tra bảng 10.2 tài liệu [1] chiều rộng ổ lăn b=21mm

Theo công thức 10.10 chiều dài moayo bánh đai la ø l1=(1,2 ÷1,5)d=49mm

Chiều dài moayo toàn bộ đĩa răng là l2=140mm

Khoảng ca ùch từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong hộp k1=10mm

Khoảng ca ùch từ mặt mút o đến thành trong của hộp k2=10mm

Khoảng ca ùch từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ k3=15mm

Chiều cao nắp ổ và đầu bu lông hn=15mm

 Xác định phản lực tại các gối đỡ

Ta đựơc kết quả các phản lực như sau Fx1=Fx2=114,5N

38

MxB=Fd.79=64780NmmCác biểu đồ momen thì tiết diện nguy hiểm tại vị trí D

Momen xoắn ta ïi D : T=25959Nmm

MD= 108455,77Nmm

Đường kính trục xác định theo công thức

(3.15) d ≥ =24,9mm

Vì ta ïi vị trí D có hai ra õnh then nên ta chọn

dD=55mm Tại vị trí c có một ra õnh then nên chọn

d=40mm Tại A và B chọn d=45mm

 Kiểm nghiệm tru ïc về độ bền mỏi

Với thép 45 có tôi σb =750MPa

Ta tính

được σ−1 =0,436.σb =261,6MPa

τ−1 =0,58 σ−1 =151,73MPaTheo bảng 10.7 ta øi liệu[1] ta tra

Vì các trục quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động,

do đó theo công thức ta có:

π. d 3

W0j= =17883,2 mm316

Lắp bánh đai

π.d 3 b.t (d − t )2

Wj

=32

− 1 1 =5361,2mm3

2d

π

d

3

b

t .(