LUẬN văn cơ KHÍ CHẾ tạo máy THIẾT kế máy ép VIÊN PHÂN hữu cơ với NĂNG SUẤT TRUNG BÌNH 60 KG GIỜ

Các nội dung chính và giới hạn của đề tài: Thiết kế máy ép viên phân hữu cơ và mô phỏng hoạt động của máy trên phần mềm Inventor 7.. Trong đó, ngành công nghiệp cơ khí là một ngành công

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ

BỘ MÔN KỸ THẬT CƠ KHÍ



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ MÁY ÉP VIÊN PHÂN HỮU

CƠ VỚI NĂNG SUẤT TRUNG

BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ

Cần Thơ, ngày 25 tháng 08 năm 2010

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CỦA SINH VIÊN

NĂM HỌC : 2010 – 2011

1 Họ và tên sinh viên: TRẦN ANH THOẠI MSSV: 1065690 ngành: Cơ khí chế tạo máy Khóa : 32

2 Tên đề tài: Thiết Kế Máy Ép Viên Phân Hữu Cơ

3 Địa điểm thực hiện: Trường Đại Học Cần Thơ

4 Họ và tên của cán bộ hướng dẫn: VÕ THÀNH BẮC

5 Mục tiêu của đề tài: Tính toán và thiết kế

6 Các nội dung chính và giới hạn của đề tài: Thiết kế máy ép viên phân hữu cơ và mô phỏng hoạt động của máy trên phần mềm Inventor

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

8 Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài ( dự trù chi tiết đính kèm, chỉ cần cho LVTN ): 250.000 đồng

SINH VIÊN ĐỀ NGHỊ Ý KIẾN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Ý KIẾN CỦA BỘ MÔN Ý KIẾN CỦA HỘI ĐỒNG LUẬN VĂN

VÀ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

LỜI CẢM TẠ

Trong thời gian thực hiện đề tài em đã gặp không ít khó khăn về nhiều mặt và những vấn đề không tháo gỡ được Với sự giúp đỡ của quý thầy và các bạn sinh viên em đã hoàn thành Luận Văn Tốt Nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn thầy Võ Thành Bắc đã tận tình hướng dẫn

em thực hiện tốt Luận Văn Tốt Nghiệp, trao dồi cho em một số kiến thức chuyên môn quý báo và những kinh nghiệm trong thực tế

Sinh viên thực hiện

Trần Anh Thoại

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa ở nước ta đang phát

triển rất nhanh Trong đó, ngành công nghiệp cơ khí là một ngành công nghiệp nền tảng, có vai trò đặc biệt quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội, góp phần nâng cao đời sống xã hội và được xem là đầu tàu mũi nhọn cho sự phát triển của nền công nghiệp, chính sản xuất và sản phẩm của công nghiệp chế tạo

cơ khí là nơi được ứng dụng nhiều nhất các thành tựu của những tiến bộ khoa học kỹ thuật của nhân loại và tổng giá trị của sản phẩm cơ khí trên thế giới bao giờ cũng chiếm vị trí hàng đầu so với sản xuất hàng hóa của các loại sản phẩm khác Nhận thức về vị trí, vai trò xây dựng phát triển công nghiệp cơ khí để thực hiện tiến trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước là việc làm hết sức cần thiết

Cơ khí bao gồm nhiều lĩnh vực khác nhau, mỗi lĩnh vực có đặc điểm, hình thức hoạt động riêng Chẳng hạn như, trong lĩnh vực thiết kế máy, các nhà kỹ

sư thiết kế muốn hoàn thành một loại máy để đáp ứng cho nhu cầu của nhân loại đó cũng là một vấn đề lớn hiện nay

Cũng đồng thời với quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa, nguồn chất thải thải ra môi trường hiện nay ngày càng nhiều Để giải quyết vấn đề này các nhà môi trường đã tiến hành xử lý các loại chất thải này và biến chúng thành một loại phân bón có lợi cho các loại cây trồng, đồng thời cũng gớp phần làm cho môi trường sống của chúng ta được tốt hơn Ở đây lại xuất hiện thêm một vấn đề, nếu chúng ta để nguyên như vậy mà tiến hành bón cho các loại cây trồng thì sẽ không được thuận tiện Để giải quyết vấn đề này, đòi hỏi các nhà

kỹ sư thiết kế máy phải tìm ra một loại máy để biến nguồn phân bón này trở nên thuận tiện hơn trong quá trình bón cho cây trồng Cụ thể ở đây là sẽ biến phân ở dạng bột thành dạng rắn và từ đó em tiến hành nghiên cứu “ thiết kế

MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY TRÊN PHẦN MỀM INVENTOR

3 ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN THỰC HIỆN

Địa điểm: Trường Đại Học Cần Thơ

Thời gian thực hiện: tháng 08/2010 đến tháng 12/2010

4 CÁC NỘI DUNG CHÍNH VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI

Giới hạn đề tài: Nghiên cứu tính toán - thiết kế và mô phỏng hoạt động của máy trên phần mềm Inventor

5 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

Nghiên cứu tính toán - thiết kế máy ép viên phân hữu cơ trên cơ sở lý thuyết và trên phần mềm Inventor

Nghiên cứu phần mềm tính toán và mô phỏng hoạt động của máy trên máy tính

6 KẾ HOẠCH THỰC HIỆN

ĐỀ TÀI GỒM 3 PHẦN:

PHẦN I: Giới thiệu chung

PHẦN II:Tính toán – thiết kế máy ép viên phân hữu cơ

DUYỆT CỦA BỘ MÔN DUYỆT CỦA HĐ LV&TLTN

Trang

Chương I: GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1 Tổng quan về ngành nông nghiệp hiện nay ở nước ta 1

1.2 Nguồn phân vi sinh hiện nay ở nước ta 2

1.3 Biện pháp giải quyết 3

1.4 Các yêu cầu kỹ thuật chung 4

1.4.1 Yêu cầu của viên phân 4

1.4.2 Yêu cầu kỹ thuật của máy 5

1.5 Các loại máy ép viên phân hữu cơ hiện nay 5

1.5.1 Máy ép viên kiểu trục vít – đĩa ép 5

1.5.2 Máy ép viên kiểu trục – con lăn – đĩa ép 6

1.5.3 Máy ép viên kiểu hai trục ép 8

Chương II: TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ MÁY ÉP VIÊN PHÂN HỮU CƠ 10

2.1 Chọn sơ đồ động và sơ đồ hoạt động của máy 10

2.1.1 Chọn sơ đồ động của máy 10

2.1.2 Sơ đồ hoạt động của máy 11

2.2 Chọn động cơ điện và phân phối tỉ số truyền 11

2.2.1 Chọn động cơ điện 11

2.2.2 Phân phối tỉ số truyền 13

2.3 Tính toán – thiết kế bộ phận truyền động của máy 13

2.3.1 Tính toán – thiết kế bộ truyền đai 13

2.3.1.1 Thông số bộ truyền đai 14

2.3.1.2 Giá trị của bánh đai I 15

2.3.1.3 Giá trị của bánh đai II 15

2.3.1.4 Kiểm tra bền 16

2.3.2 Tính toán – thiết kế bộ truyền trục vít – bánh vít 17

2.3.2.1 Thông số bộ truyền trục vít – bánh vít 18

2.3.2.2 Giá trị của trục vít – bánh vít 18

2.3.2.3 Kiểm tra bền 20

2.3.3 Tính toán – thiết kế bộ truyền bánh răng nón 21

2.3.3.1 Thông số bộ truyền bánh răng nón 21

2.3.3.2 Giá trị bánh răng nón 22

2.3.3.3 Kiểm tra bền 24

2.3.4 Tính toán – thiết kế trục 24

2.3.4.1 Tính toán – thiết kế trục I 24

a Kết quả tính toán trục I 25

b Các biểu đồ của trục I 26

2.3.4.3 Tính toán – thiết kế trục III 41

a Kết quả tính toán trục III 41

b Các biểu đồ của trục III 42

2.3.4.4 Tính toán – thiết kế trục IV 48

a Kết quả tính toán trục IV 48

b Các biểu đồ của trục IV 49

2.3.5 Tính toán – thiết kế ổ lăn 55

2.3.5.1 Tính toán – thiết kế ổ lăn trục I 55

2.3.5.2 Tính toán – thiết kế ổ lăn trục II 56

2.3.5.3 Tính toán – thiết kế ổ lăn trục III 58

2.3.5.4 Tính toán – thiết kế ổ lăn trục IV 59

2.3.6 Tính toán – thiết kế then 61

2.3.6.1 Tính toán – thiết kế then bánh đai I 61

2.3.6.2 Tính toán – thiết kế then bánh đai II 63

2.3.6.3 Tính toán – thiết kế then bánh vít 65

2.3.6.4 Tính toán – thiết kế then khớp nối trục II 67

2.3.6.5 Tính toán – thiết kế then khớp nối trục III 69

2.3.6.6 Tính toán – thiết kế then bánh răng nón nhỏ 71

2.3.6.7 Tính toán – thiết kế then lắp đĩa 73

2.3.6.8 Tính toán – thiết kế mối ghép then hoa bánh răng nón lớn 75

2.3.6.9 Tính toán – thiết kế khớp nối 76

2.4 Tính toán – thiết kế bộ phận ép của máy 77

2.4.1 Tính toán – thiết kế đĩa ép 77

2.4.2 Tính toán – thiết kế trục ép 79

2.4.2.1 Kết quả tính toán trục ép 79

2.4.2.2 Các biểu đồ của trục ép 80

2.4.3 Tính toán thiết kế ổ lăn trục ép 85

2.5 Tính toán – thiết kế bu lông nền 87

2.5.1 Tính toán – thiết kế bu lông nền giữ động cơ điện 87

2.5.2 Tính toán – thiết kế bu lông nền giữ hợp giảm tốc 89

2.5.3 Tính khối lượng của máy 90

Chương III: MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG VÀ LẮP RÁP CỦA MÁY ÉP VIÊN PHÂN HỮU CƠ TRÊN PHẦN MỀM INVENTOR 91

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 92

TÀI LIỆU THAM KHẢO 93

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Tổng quan về ngành nông nghiệp hiện nay ở nước ta

Nước ta có một ngành nông nghiệp từ rất lâu đời Với những thuận lợi về vị trí địa lý, nước ta đã biết tận dụng và đưa ngành nông nghiệp của mình đạt nhiều thành tựu to lớn Mặt dù trong những năm gần đây ngành nông nghiệp ở nước ta gặp nhiều khó khăn: “ Theo Bộ NN và PTNT, ngành nông nghiệp và PTNT triển khai kế hoạch 2009 trong điều kiện có nhiều khó khăn: khủng hoảng tài chính và suy thoái kinh tế thế giới tiếp tục lan rộng và tác động mạnh mẽ đến nông nghiệp Việt Nam vốn là ngành sản xuất hướng mạnh ra xuất khẩu; biến đổi khí hậu ngày càng rõ nét và phức tạp, đặc biệt các trận bão số 9, 11 và lũ lụt đã gây hậu quả nặng

nề cho sản xuất và đời sống của người dân các tỉnh miên Trung, Tây Nguyên; dịch bệnh vật nuôi, cây trồng diễn biến phức tạp ” Tuy nhiên, Được sự quan tâm của Đảng, Quốc hội, Chính phủ, cùng sự hỗ trợ tích cực của các ngành, kinh nghiệm chỉ đạo nhiều năm của Bộ NN và PTNT và các địa phương, sự nỗ lực của các doanh nghiệp và nông dân cả nước nên trong năm 2009 ngành nông nghiệp duy trì được tốc độ tăng trưởng khá, nhiều chỉ tiêu vượt kế hoạch năm và kế hoạch 5 năm góp phần vào tăng trưởng chung của nền kinh tế, bảo đảm an ninh xã hội và ổn định chính trị Những thành tựu đạt được của ngành nông nghiệp năm 2009: “ Theo Tổng Cục Thống kê, năm 2009 giá trị tăng thêm của ngành đạt 1,9%, giá trị sản lượng tăng 2,8% so năm 2008, trong đó nông nghiệp tăng 2,17% Sản lượng thóc đạt 38,9 triệu tấn, tăng 167 nghìn tấn so năm 2008, đẩy mạnh xuất khẩu đạt mức kỷ lục 6 triệu tấn với kim ngạch gần 2,7 tỷ USD, an ninh lương thực được đảm bảo, giá

cả trong nước ổn định Trong chăn nuôi, trừ đàn trâu bò bị giảm do ảnh hưởng của đợt rét năm trước và dịch lở mồm long móng, đàn lợn tăng 3,47%, đàn gia cầm tăng

12,8% nên sản lượng thịt hơi các loại ước đạt 3,767 triệu tấn, tăng so với năm 2008 khoảng 6% ” Ngoài ra, cây ăn quả và các loại cây công nghiệp khác cũng là ưu thế của ngành nông nghiệp nước ta hiện nay

Bên cạnh những thành tựu đó, ngành nông nghiệp ở nước ta vẫn còn tiềm năng vẫn chưa được khai thác toàn diện Những tiềm năng đó là:

Theo tổng quan sử dụng đất, diện tích đất hiện còn chưa sử dụng trên 12 triệu ha, trong đó có khoảng 3 triệu ha có khả năng khai hoang đưa vào sản xuất nông nghiệp Như vậy, quỹ đất để phát triển nông nghiệp vẫn còn nhiều

Nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, á nhiệt đới và một phần ôn đới ở núi cao Với tiềm năng khí hậu này, nước ta có thể phát triển được rất nhiều loại cây trồng, vật nuôi, cho phép tiến hành được nhiều vụ sản xuất trong năm Tiềm năng

về năng suất sinh học đối với các loại cây trồng vật nuôi còn rất lớn Đất nước lại chạy dài theo nhiều vĩ độ, hình thành nên nhiều vùng sinh thái khác nhau, tạo điều kiện cho phép đầu tư phát triển các vùng sản xuất hàng hóa tập trung lớn

Với nguồn lao động dồi dào và tiếp tục được bổ sung, giá nhân công thấp Theo Tổng cục thống kê, lao động nông nghiệp hiện có 30 triệu người (chiếm trên 70% lao động chung) và hàng năm khu vực nông thôn tiếp tục được bổ sung thêm khoảng 01 triệu lao động đến độ tuổi

Với hệ thống sống suối dày đặc và phân phối đều ở các vùng, nước ta có tiềm năng lớn về nguồn nước mặt cũng như nguồn nước ngầm, tạo điều kiện thuận lợi cho đầu tư phát triển hệ thống thủy lợi phục vụ cho sản xuất nông nghiệp

Hệ thống cơ sở vật chất kỹ thuật (thủy lợi, trạm trại kỹ thuật ) đã được đầu

tư trong nhiều năm và tiếp tục đầu tư phát triển sẽ được huy động đáp ứng cho yêu cầu của sản xuất nông nghiệp trong giai đoạn tới

Song song với những tiềm năng đó thì nguồn phân bón cũng là một vấn đề lớn cần được giải quyết Ở nước ta vẫn có những cơ sở sản xuất phân bón nhưng vẫn không đủ để đáp ứng cho ngành nông nghiệp nước nhà và chúng ta vẫn phải nhập một số lượng lớn từ nước ngoài

Đồng thời với quá trình phát triển của ngành nông nghiệp và trong thời đại công nghiệp hóa - hiện đại hóa thì nguồn chất thải thải ra môi trường hiện nay ngày càng nhiều Cùng với sự tăng thêm các cơ sở sản xuất, các khu tập trung dân cư ngày càng nhiều, nhu cầu tiêu dùng các sản phẩm vật chất cũng ngày càng lớn, những điều đó tạo điều kiện kích thích các ngành sản xuất, kinh doanh và dịch vụ được mở rộng và phát triển nhanh chóng, nâng cao mức sống chung của xã hội; mặt khác cũng tạo ra một số lượng lớn chất thải bao gồm: Chất thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp, chất thải y tế, chất thải nông nghiệp, chất thải xây dựng

Hiện nay, chất thải rắn đang là một nguồn vật liệu vô tận đối với Việt Nam

và nhiều nước trên thế giới Nếu ta tận dụng được sẽ biến chúng thành nguyên vật liệu, nhưng nếu không xử lý được thì rác thải thực sự cũng trở thành một vấn nạn quốc gia Thành phần chất thải rắn có nhiều loại: vô cơ và hữu cơ Vô cơ có thể tái chế và không thể tái chế Theo nguồn gốc phát sinh, CTR có thể chia ra các loại: sinh họat, công nghiệp, nông nghiệp và rác y tế Theo độc tính, CTR chia ra 2 loại, không độc và có độc đối với con người, vật nuôi và môi trường

Theo thống kê của Sở Tài nguyên và Môi trường TP.HCM, tổng khối lượng rác tại các quận, huyện hiện nay đạt khoảng 1.250 tấn/ngày Khối lượng rác thải của các quận, huyện sắp xếp theo thứ tự như sau: quận 6 (300 tấn/ngày), quận 4 (285 tấn/ngày), quận 1 (260 tấn/ngày), quận 10 (190 tấn/ngày), quận 5 (125 tấn/ngày), huyện Củ Chi (90 tấn/ngày)

1.3 Biện pháp giải quyết

Với mục tiêu giảm thiểu ô nhiễm môi trường, cải tiến công nghệ trong sản xuất nông nghiệp, góp phần hạn chế địch hại đối với cây trồng Các nhà môi trường đã tiến hành xử lý các loại phế thải nông nghiệp và biến chúng thành một loại phân bón có lợi cho các loại cây trồng, đồng thời cũng gớp phần làm cho môi trường sống của chúng ta được tốt hơn Ở đây lại xuất hiện thêm một vấn đề, nếu chúng ta

tiện Để giải quyết vấn đề này, đòi hỏi các nhà kỹ sư thiết kế máy phải tìm ra một loại máy để biến nguồn phân bón này trở nên thuận tiện hơn trong quá trình bón cho cây trồng Cụ thể ở đây là sẽ biến phân ở dạng bột thành dạng rắn và từ đó em tiến hành nghiên cứu “ thiết kế máy ép viên phân hữu cơ ” để cung cấp cho các nhà đầu

Việc sử dụng phân bón hữu cơ vi sinh còn có ý nghĩa rất lớn là tăng cường bảo

vệ môi trường sống, giảm tính độc hại do hóa chất trong các loại nông sản thực phẩm do lạm dụng phân bón hóa học

Giá thành hạ, nông dân dễ chấp nhận, có thể sản xuất được tại địa phương và giải quyết được việc làm cho một số lao động, ngoài ra cũng giảm được một phần chi phí ngoại tệ nhập khẩu phân hóa học

1.4 Các yêu cầu kỹ thuật chung

1.4.1 Yêu cầu của viên phân

Viên phân sau khi ép phải đạt được các yêu cầu sau:

Kích thước viên phải đúng theo yêu cầu của người sử dụng

Viên phân phải có độ chắc yêu cầu ( không quá cứng, không quá mềm )

Viên phân không bị cháy khét sau khi ép ( do nhiệt độ tăng quá cao trong trường hợp sử dụng máy ép kiểu trục vít - đĩa )

1.4.2 Yêu cầu kỹ thuật của máy

Máy ép phải đạt được các yêu cầu kỹ thuật sau:

Phải đạt được năng suất đề ra

Thời gian phục vụ của máy là 5 năm

Chi phí chế tạo và sử dụng thấp, phù hợp với điều kiện công nghệ trong nước

và ở địa phương

Chăm sóc bảo dưỡng thuận lợi và an toàn, dễ sử dụng, lắp ráp, sửa chữa Khối lượng nhỏ, kích thước nhỏ gọn, làm việc êm dịu

1.5 Các loại máy ép viên phân hữu cơ hiện nay

Hiện nay có nhiều loại máy ép, theo nguyên lý hoạt động ta chia làm 3 loại như sau:

1.5.1 Máy ép viên kiểu trục vít – đĩa ép

Sơ đồ nguyên lý:

1 Vít ép 2 Khuôn ép 3 Cánh ép 4 Miệng máy

Nguyên lý hoạt động: Phân hữu cơ vi sinh ở dạng bột đã được xử lý được cho

vào lòng khuôn qua miệng máy Đồng thời máy cũng bắt đầu hoạt động, trục vít quay và tạo lực đẩy đẩy bột phân hữu cơ vi sinh về phía trước qua khuôn ép và ra ngoài ở dạng viên Khi những viên phân được đẩy ra ngoài đĩa khuôn một đoạn nhất định, dao cắt sẽ tiến hành cắt ngang để đạt kích thước viên phân yêu cầu

Uu điểm và nhược điểm:

Ưu điểm:

Việc chế tạo mặt định hình viên phân đơn giản

Trục vít làm được hai nhiệm vụ vừa tải bột phân vừa ép bột phân qua khuôn

ép

Kết cấu máy đơn giản, có thể không cần dao cắt ở đầu khuôn

Năng suất làm việc cao hơn các kiểu máy khác

Nhược điểm:

Viên phân dễ bị cháy khét trong quá trình ép ( do ma sát trục vít gây ra trong khi làm việc )

Quá trình gia công trục vít sẽ gặp nhiều phức tạp

1.5.2 Máy ép viên kiểu trục – con lăn – đĩa ép

Sơ đồ nguyên lý:

Hình 2 Bộ phận ép dạng trục – đĩa

1 Miệng máy 2 Trục ép 3 Đĩa ép

Nguyên lý hoạt động: Phân hữu cơ vi sinh ở dạng bột đã được xử lý được cho

vào lòng khuôn qua miệng máy Đồng thời máy cũng bắt đầu hoạt động, ở dạng này thì đĩa ép ( khuôn ) sẽ quay, trục ép ở phía trên đĩa ép, cách đĩa một đoạn được tính toán trước và được cố định Khi đĩa ép quay, trục ép sẽ tác dụng lên bột phân hữu

cơ một lực được tính toán trước và đẩy bột phân hữu cơ xuống dưới qua khuôn ép

và ra ngoài ở dạng viên Khi những viên phân được đẩy ra ngoài đĩa khuôn một đoạn nhất định, dao cắt sẽ tiến hành cắt ngang để đạt kích thước viên phân yêu cầu

Ưu điểm và nhược điểm:

Ưu điểm:

Thức ăn sẽ không bị cháy khét trong quá trình ép ( do nhiệt độ trong quá trình làm việc không cao )

Năng suất làm việc của máy cao

Các bộ phận làm việc của máy chế tạo không phức tạp

Viên phân đạt được độ chắc cao

Nhược điểm:

Năng suất làm việc của máy sẽ thấp hơn kiểu trục vít

1.5.3 Máy ép viên kiểu 2 trục ép

Sơ đồ nguyên lý:

Hình 3 Bộ phận ép kiểu 2 trục ép

1 Khuôn ép 2 Trục ép

Nguyên lý hoạt động: Phân hữu cơ vi sinh ở dạng bột đã được xử lý được cho

vào lòng khuôn Đồng thời máy cũng bắt đầu hoạt động, ở dạng này sử dụng 2 trục

ép Trục thứ nhất là trục đăc được cố định, trục thứ hai được làm rõng bên trong một đoạn được tính toán trước và đây cũng chính là khuôn ép Khi máy hoạy động thì khuôn ép sẽ quay quanh trục đặc được cố định bên trong, giữa hai trục có khe hở

đã được tính toán trước Khi khuôn ép quay, trục đặc bên trong sẽ tạo lực đẩy đẩy bột phân hữu cơ vào khuôn ép và ra ngoài ở dạng viên Khi những viên phân được đẩy ra ngoài khuôn một đoạn nhất định, dao cắt được bố trí và sẽ tiến hành cắt

ngang để đạt kích thước viên phân yêu cầu

Ưu điểm và nhược điểm:

Nhược điểm:

Kết cấu máy phức tạp

Khuôn có cơ cấu dẫn động, do đó truyền động cho bộ phận làm việc phức tạp

Kết luận: Các phương pháp trên đều có những ưu, nhược điểm riêng của nó

Tuy nhiên ta thấy rằng phương pháp 2 có nhiều ưu điểm hơn, mặt dù hiện nay máy

ép trục vít đang được sử dụng phổ biến nhưng loại này nó dễ làm cháy khét viên phân sau khi ép Do đó chọn máy ép kiểu trục – con lăn – đĩa ép sẽ phù hợp với tình hình sản xuất phân hữu cơ vi sinh ở các cơ sở sản xuất với quy mô vừa và nhỏ hiện nay

CHƯƠNG II

TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ MÁY ÉP VIÊN PHÂN HỮU CƠ

2.1 Chọn sơ đồ động và sơ đồ hoạt động của máy

2.1.1 Chọn sơ đồ động của máy

Hình 4 Sơ đồ động máy ép viên phân hữu cơ

1 Động cơ điên 2 Bộ truyền bánh đai 3 Bộ truyền trục vít – bánh vít

4 Khớp nối 5 Bộ truyền bánh răng nón 6 Đĩa ép 7 Trục ép

8 Con lăn ép

2.1.2 Sơ đồ hoạt động của máy

Hình 5 Sơ đồ hoạt động của máy

2.2 Chọn động cơ điện và phân phối tỉ số truyền

2.2.1 Chọn động cơ điện

Ta chọn số vòng quay sơ bộ của đĩa ép là: n = 49 vòng/phút

Khối lượng riêng của phân hữu cơ trước khi ép: 0 = 800 ( kg/m3 )

Khối lượng riêng của viên phân sau khi ép: 0 = 1200 ( kg/m3 )

Ta tiến hành thí nghiệm thực tế và tính được lực cần thiết để ép là: P = 140 N Theo cơ học lý thuyết ta có: Nlv = P.v = 140.0,0086 = 1.204 ( kW )

Vì máy làm việc liên tục nên ta có thể xem phụ tải thay đổi không đáng kể

Theo TL Thiết kế chi tiết máy ta được: lv

Nđm: công suất định mức của động cơ ( kW )

Nlv: công suất làm việc ( kW )

: hiệu suất bộ truyền

Hiệu suất của bộ truyền:

  - hiệu suất bộ truyền trục vít – bánh vít

Các hiệu suất trên tra trong bảng 2.1 (TL Thiết kế chi tiết máy)

0,664

Do công suất nhỏ nên ta chọn động cơ điện xoay chiều không đồng bộ một pha

vì nó có cấu tạo nhỏ gọn và vận hành đơn giản, sử dụng trực tiếp được lưới điện xoay chiều một pha, phù hợp với các cơ sở sản xuất với quy mô vừa và nhỏ hiện

Từ bảng đặc tính kỹ thuật của động cơ điện không đồng bộ một pha rôto lồng sóc 220V – 50Hz ta chọn được loại động cơ: kiểu KCT112S4, công suất định mức 2,2kW với số vòng quay 1400 (vòng/phút) Sở dỉ chọn động cơ có số vòng quay nhỏ vì nếu chọn động cơ có số vòng quay lớn hơn thì tỉ số truyền động chung tăng, dẫn đến việc tăng khuôn khổ, kích thước của máy và giá thành của thiết bị (hộp giảm tốc) cũng tăng theo

Chọn thông số kỹ thuật của động cơ :

Công

suất

(kW)

Số vòng quay (vòng/phút)

Hiệu suất:  (%)

lượng(kg)

2.2.2 Phân phối tỉ số truyền

Tỉ số truyền chung của bộ truyền sau khi chọn động cơ:

1400

28, 649

2.3 Tính toán – thiết kế bộ phận truyền động của máy

2.3.1 Tính toán – thiết kế bộ truyền đai

Để thiết kế bộ truyền đai ta mở chương trình Inventor lên vào môi trường lắp ráp Assemply(mm).iam trên thanh Assembly Panel ta chọn Design Accelerrator rồi chọn biểu tượng đai V-belts Sau khi thực hiện một số lựa chọn ta được lựa chọn tối

ưu nhất là: chọn loại đai là bảng A35, số đai z = 2, chiều dài đai Ld = 922 mm Công suất động cơ P = 2.2 kW, số vòng quay động cơ n = 1400 vg/phút

Sau khi thực hiện tính toán thành công ta được kết quả như sau:

2.3.1.1 Thông số bộ truyền đai

External length Le 938.873 mm

2.3.1.2 Giá trị của bánh đai I

Distance between grooves Sg 20.500 mm

Resultant axle load Fr 505.141 N

2.3.1.3 Giá trị của bánh đai II

Maximum tension in belt span Ftmax 198.188 N

2.3.2 Tính toán – thiết kế bộ truyền trục vít – bánh vít

Để thiết kế bộ truyền trục vít – bánh vít ta mở chương trình Inventor lên vào môi trường lắp ráp Assemply(mm).iam trên thanh Assembly Panel ta chọn Design Accelerrator rồi chọn biểu tượng trục vít – bánh vít Worm Gear Sau khi thực hiện một số lựa chọn ta được lựa chọn tối ưu nhất là: chọn môdun m = 5 mm, số đầu mối trục vít z1 = 2, số răng bánh vít z2 = 40, chiều dài trục vít b1 = 70 mm, bề dầy bánh vít b2 = 31.5 mm Công suất động cơ P = 2.117 kW, số vòng quay động cơ n = 1375 vg/phút, vật liệu Worm là Steel, vật liệu Worm gear là tin bronze CuSn12, thời gian làm việc là 10000 hr

Sau khi thực hiện tính toán thành công ta được kết quả như sau:

2.3.2.1 Thông số bộ truyền trục vít – bánh vít

Worm Worm gear

Tangential Force Ft 588.098 N 2419.777 N

Normal Force Fn 2587.431 N

Steel tin bronze CuSn12

2.3.2.3 Kiểm tra bền

Surface-fatigue Limiting Load Fw 3104.892 N

Bending-fatigue Limiting Load Fs 10514.518 N

Max Dissipated Heat Q 0.842 kW

2.3.3 Tính toán – thiết kế bộ truyền bánh răng nón

Để thiết kế bộ truyền bánh răng nón ta mở chương trình Inventor lên vào môi trường lắp ráp Assemply(mm).iam trên thanh Assembly Panel ta chọn Design Accelerrator rồi chọn biểu tượng bánh răng nón Bevel Gear Sau khi thực hiện một

số lựa chọn ta được lựa chọn tối ưu nhất là: chọn môdun m = 7.5 mm, bề dày bánh răng b = 36.6 mm, số răng bánh nhỏ Z1 = 14, số răng bánh lớn Z2 = 20 và vật liệu Gear 1 là EN C50, vật liệu Gear 2 là EN C45, thời gian sử dụng là Lh = 10000hr Công suất động cơ P = 1.742 kW, số vòng quay động cơ n = 68.75 vg/phút

Sau khi thực hiện tính toán thành công ta được kết quả như sau:

2.3.3.1 Thông số bộ truyền bánh răng nón

Tangential Module met 7.500 mm

Limit Deviation of Axis Parallelity fx 0.0120 mm

Limit Deviation of Axis Parallelity fy 0.0060 mm

Pitch Cone Radius in Middle Plane Rm 73.249 mm

Gear 1 Gear 2

Ultimate Tensile Strength Su 640 MPa 540 MPa

Transverse Load Factor KHα 1.000 ul 1.000 ul

2.3.4 Tính toán – thiết kế trục

2.3.4.1 Tính toán – thiết kế trục I

Để thiết kế trục I ta mở chương trình Inventor lên vào môi trường lắp ráp Assemply(mm).iam trên thanh Assembly Panel ta chọn Design Accelerrator rồi chọn biểu tượng trục Shaft

Sau khi nhập các giá trị đường kính,then,đặt lực tác dụng lên trục.Khi tính toán thành công ta có kết quả như sau:

a Kết quả tính toán trục I

Vật liệu

Modulus of Elasticity E 206000 MPa

Maximal Reduced Stress σred 37046.333 MPa

Biểu đồ thể hiện lực cắt

Biểu đồ thể hiện lực cắt theo phương YZ

Biểu đồ thể hiện lực cắt theo phương XZ

Biểu đồ thể hiện môment uốn

Biểu đồ thể hiện môment uốn theo phương YZ

Biểu đồ thể hiện môment uốn theo phương XZ

Biểu đồ chuyển vị góc

Biểu đồ chuyển vị góc theo phương YZ

Biểu đồ chuyển vị góc theo phương XZ