THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY ÉP RƠM

Sau khi thu hoạch lúa, số lượng rơm là rất lớn, rơm rạ một phần được dùng làm thức ăn cho gia súc và trồng nấm, nhưng phần lớn thì bị người dân đốt đi vì không thể có hướng đi cho rơm rạ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY ÉP RƠM

Họ và tên sinh viên: TRƯƠNG MINH TOÀN

HỒ TẤN NGHĨA Ngành: CƠ ĐIỆN TỬ

Niên khóa: 2009-2013

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY ÉP RƠM

Tác giả

TRƯƠNG MINH TOÀN

HỒ TẤN NGHĨA

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư ngành Cơ điện tử

Giáo viên hướng dẫn

KS ĐÀO DUY VINH PGS.TS NGUYỄN VĂN HÙNG

Tháng 6 năm 2013

TÓM TẮT

Diện tích trồng lúa của nước ta khoảng 4 triệu ha, sau khi thu hoạch rơm rạ là rất nhiều Rơm rạ thường được đốt đi, việc này vừa lãng phí, gây ô nhiễm môi trường, có nguy cơ cháy nổ và ảnh hưởng xấu tới sức khỏe

Để có hướng đi cho rơm rạ tránh việc lãng phí, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Văn Hùng cùng KS Đào Duy Vinh thì nhóm em đã có ý tưởng ép

rơm thành củi đốt và đã thực hiện luận văn:” Thiết kế và chế tạo mô hình máy ép rơm”

Mục tiêu của đề tài là thiết kế và chế tạo thành công mô hình máy ép rơm bằng piston thủy lực và các thông số tối ưu cho việc ép rơm thành củi

Kết quả là chúng em đã thiết kế và chế tạo thành công mô hình máy ép rơm với các thông số sau:

Khuôn ép có đường kính 21mm

Áp lực ép:120: 240kg/cm2

Lực kéo phá hủy:27N

LỜI CẢM ƠN

Khóa luận tốt nghiệp là bước cuối cùng đánh dấu sự trưởng thành của một sinh viên ở giảng đường Đại học Để trở thành một kỹ sư đóng góp những gì mình đã học được cho sự phát triển đất nước

Trong quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp, chúng em đã được sự giúp đỡ, hướng dẫn, hỗ trợ và động viên từ gia đình, quý thầy cô cùng các bạn.Nhờ đó mà chúng em đã hoàn thành được luận văn như mong muốn, nay cho phép chúng em được gửi lời cảm ơn sâu sắc và chân thành đến:

Ba mẹ là người đã dạy dỗ và nuôi chúng em khôn lớn khi bước chân vào giảng đường đại học, là người luôn bên cạnh và chia sẻ mỗi lúc chúng em gặp khó khăn Các thầy cô khoa Cơ Khí - Công Nghệ, bộ môn Cơ Điện Tử đã truyền đạt những kiến thức quý báu để từ đó chúng em phát triển thêm vốn hiểu biết của mình vận dụng trong công việc sau này

Chúng em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Văn Hùng, KS Đào Duy Vinh người trực tiếp hướng dẫn đề tài Trong quá trình làm luận văn, các thầy đã hướng dẫn thực hiện đề tài, giúp chúng em giải quyết các vấn đề nảy sinh trong quá trình làm luận văn và hoàn thành luận văn theo đúng định hướng ban đầu

Xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong hội đồng chấm luận văn đã cho em những đóng góp quý báu để luận văn thêm hoàn chỉnh

Cuối cùng xin được gửi lời cảm ơn tới tất cả bạn bè là những người luôn chia sẻ những chuyện buồn vui trong cuộc sống cũng như giúp đỡ chúng em những lúc khó khăn Một lần nữa chúng em xin chân thành cảm ơn Chúc mọi người sức khỏe và thành đạt

Thành Phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm

TRƯƠNG MINH TOÀN HỒ TẤN NGHĨA

MỤC LỤC

Trang

TRANG TỰA i

TÓM TẮT ii

LỜI CẢM ƠN iii 

MỤC LỤC iv 

DANH SÁCH CÁC BẢNG vii 

DANH SÁCH CÁC HÌNH viii 

Chương 1 MỞ ĐẦU 1 

1.1 Đặt vấn đề 1 

1.2.Mục đích 1 

Chương 2 TỔNG QUAN 2 

2.1 Đối tượng nghiên cứu 2 

2.1.1 Sơ lược về rơm 2 

2.1.2 Máy ép rơm 3 

2.1.3 Các tính chất cơ lí của sản phẩm 4 

2.1.4 các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình ép và chất lương sản phẩm 5 

2.2 Bơm dầu và động cơ điện 5 

2.2.1 Khái niệm và phân loại 5 

2.2.2 Công thức tính toán và động cơ điện 6 

2.3 Bể dầu 8 

2.3.1 Nhiệm vụ bể dầu 8 

2.3.2 Chọn kích thước bể dầu 8 

2.4 Xylanh truyền động 8 

2.4.1.Chức năng 8 

2.4.2 Cấu tạo xylanh 8 

2.4.3 Phân loại 9 

2.4.4 Một số xilanh thông dụng 9 

2.5 Van áp suất 13 

2.5.1 Nhiệm vụ 13 

2.5.2 Phân loại 13 

2.5.2.1 Van tràn và van an toàn 13 

2.5.2.2 Van giảm áp 15 

2.5.2.3 Van tiết lưu 16 

2.5.2.4 Van solenoid 16 

2.6 Công tắc hành trình 17 

2.7 Bơm bánh răng 18 

2.7.1 Ưu điểm 18 

2.7.2 Phân loại và nguyên lý hoạt động 19 

2.7.2.1 Phân loại 19 

2.7.2.2 Nguyên lý hoạt động 19 

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 

3.1 Nội dung đề tài 21 

3.2 Phương pháp nghiên cứu 21 

3.3 Trang thiết bị và dụng cụ đo phục vụ khảo nghiệm đo lực kéo phá hủy 23 

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25 

4.1 Tính toán thiết kế máy ép rơm 25 

4.1.1 Yêu cầu thiết kế 25 

4.1.2 Nguyên lí hoạt động 27 

4.1.3 Thiết kế khuôn ép 28 

4.1.4 Tính toán ứng suất và chuyển vị của khung 29 

4.2 Tính toán thiết kế hệ thống thủy lực của máy 31 

4.2.1 Tính chọn xylanh 31 

4.2.2 Chon bơm và động cơ điện 32 

4.2.3 Tính toán đường ống thủy lực 33 

4.3 Sơ đồ điều khiển 36 

4.4 Nguyên lí hoạt động và sơ đồ thủy lực 36 

4.4.1 Nguyên lí hoạt động 36 

4.4.2 Sơ đồ mạch thủy lực 37 

4.4.3 Sơ đồ mạch điện điều khiển 38 

4.5 Kêt quả khảo nghiệm sơ bộ 39 

4.5.1 Sơ đồ và nguyên lí đo lực phá hủy 39 

4.5.2 Kết quả khảo nghiệm 39 

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 41 

5.1 Kết luận 41 

5.2 Hướng phát triển đề tài 41 

TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 

PHỤ LỤC 43 

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.1: Hình ảnh rơm rạ được đốt ngay tại đồng và rơm bị bỏ khắp nơi ngoài đường 2 

Hình 2.2: Máy ép rơm 3 

Hình 2.3: Cấu tạo máy ép rơm 3 

Hình 2.4: Rơm sau khi ép 4 

Hình 2.5: Lưu lượng, số vòng quay, thể tích 6 

Hình 2.6: Áp suất, thể tích, mômen xoắn 7 

Hình 2.7: Cấu tạo xylanh 9 

Hình 2.8: Xylanh tác dụng đơn 10 

Hình 2.9:Xylanh tác dụng kép 10 

Hình 2.10: Giảm chấn cuối hành trình 11 

Hình 2.11: Áp suất P, lực F trong xylanh 11 

Hình 2.12: Liên hệ giữa lưu lượng, vận tốc và diện tích của xylanh 13 

Hình2.13: Kết cấu kiểu van bi 14 

Hình 2.14:Kết cấu kiểu van con trượt 14 

Hình 2.15: Kết cấu của van điều chỉnh hai áp suất 15 

Hình 2.16: Kết cấu của van giảm áp 16 

Hình 2.17: Kết cấu và kí hiệu của van solenoid 17 

Hình 2.18: Công tắc hành trình 18 

Hình 2.19: Sơ đồ nguyên lý bơm bánh răng ăn khớp ngoài 19 

Hình 2.20: Nguyên lý hoạt động bơm bánh răng ăn khớp trong 20 

Hình 3.1: Phương pháp đo độ cứng 22 

Hình 3.2: Phương pháp đo khố lượng thể tích 23 

Hình 3.3: Lực kế 23 

Hình 4.1: Mối liên hệ giữa áp lực ép và khối lượng thể tích 25 

Hình 4.2: Mô hình máy ép rơm 27 

Hình 4.3: Khuôn ép 28 

Hình 4.5: Ứng suất phân bố của khung 29 

Hình 4.6: Sự chuyển vị của khung 30 

Hình 4.7 Mô hình sau khi chế tạo với khung máy có sẵn 31 

Hình 4.8 Sơ đồ mạch thủy lực 37 

Hình 4.9 Biểu đồ trạng thái xylanh 37 

Hình 4.10: Sơ đồ mạch điện điều khiển 38 

Hình 4.11 Đo lực phá hủy 39 

Hình 4.12: Rơm sau khi ép 1 giờ 39 

Hình 4.13: Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa áp suất và lực kéo phá hủy 40 

Sau khi thu hoạch lúa, số lượng rơm là rất lớn, rơm rạ một phần được dùng làm thức ăn cho gia súc và trồng nấm, nhưng phần lớn thì bị người dân đốt đi vì không thể có hướng đi cho rơm rạ, việc đốt rơm sau khi thu hoạch với quan niệm trả lại cho đất việc này là không hợp lí vì đất sẽ ngày càng suy thoái và mất đi chất dinh dưỡng đặc biệt là chất hưu cơ, ngoài ra còn ảnh hưởng tới môi trường, sức khỏe và có nguy cơ cháy nổ

Trước tình hình đó, cần phải có hướng đi cho rơm rạ, nhóm em đã có ý tưởng

ép rơm thành từng bánh để làm thành củi đốt nhằm tận dụng rơm rạ tại một số vùng trọng điểm lúa nước như: Đồng bằng Sông Cửu Long, đồng bằng Bắc Bộ…

Do đó được sự hỗ trợ của khoa Cơ Khí - Công Nghệ trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn của PGS TS Nguyễn Văn Hùng

cùng KS Đào Duy Vinh chúng em đã thực hiện đề tài: “ Thiết kế, chế tạo mô hình máy ép rơm “

1.2.Mục đích

Thiết kế, chế tạo máy ép rơm sử dụng xylanh thủy lực ép rơm thành củi

Điều tra số liệu tối ưu cho việc ép rơm thành củi

Chương 2

TỔNG QUAN 2.1 Đối tượng nghiên cứu

2.1.1 Sơ lược về rơm

Việt Nam là nước xuất khẩu lúa gạo đứng thứ 2 trên thế giới Từ năm 2002 đến nay trung bình nước ta xuất khẩu 34 triệu tấn thóc/năm Năm 2008 sản lượng lúa đã đạt 37,6 triệu tấn, chiếm 5,6% sản lượng lúa gạo toàn cầu

Do đó, hàng năm nước ta sẽ thải ra khoảng 55 triệu tấn rơm tạ, Số rơm rạ này một phần làm phân bón sinh học, còn chủ yếu được đốt bỏ ngay trên cánh đồng gây lãng phí và ảnh hưởng đến môi trường.Nếu tận dụng được nguồn rơm rạ này để tạo nguồn nhiên liệu làm chất đốt thì sẽ có ý nghĩa hết sức to lớn

Hình 2.1: Hình ảnh rơm rạ được đốt ngay tại đồng và rơm bị bỏ khắp nơi ngoài đường

Thành phần hóa học (% khối lượng) của rơm rạ gồm chủ yếu :

 Xenlulozo(60%) là hợp chất cao phân tử có công thức cấu tạo là (C6H10O5)n

 Lignin(14%) là hợp chất cao phân tử có cấu trúc vô định hình khác với xenlulozo Lignin tồn tại ở 3 trạng thái:thủy tinh, dẻo, lỏng dính

 Chất béo(1,9%) và protein(3,4%)

Thành phần nguyên tố(% khối lượng): C~44%, H~.5%, N~0,92%, O~49%

Tuy nhiên, do nhiệt trị của rơm rất thấp( thấp hơn nhiều so với dầu mỏ) và không thuận tiện cho việc vận chuyển, tích trữ nên rơm rạ không được sử dụng như nhiên liệu công nghiệp Vì vậy, việc chuyển hóa rơm rạ thành sản phẩm có giá trị hơn dễ dàng vận chuyển, bảo quản, tích trữ có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với các nước đang phát triển

Máy gồm có các bộ phận chính: Khoang chứa rơm, đầu xiết và khuôn ép, trục vít

 Phểu cấp liệu: Là nơi để đựng rơm sau khi được xén nhỏ, phểu có thể được thiết kế theo kiểu hinh trụ tròn, hình vuông hay theo kiểu tam giác

 Trục vít: để đưa rơm vào khuôn ép và đùn rơm ra khỏi khuôn ép

 Đầu xiết: Sản phẩm có đạt yêu cầu hay không, có đủ độ cứng hay không không chỉ phụ thuộc vào áp lực ép còn phụ thuộc một phần vào đầu xiết này Bộ phận của đầu xiết gồm hai khối sắt đặt được vát tạo thành mái vòm để ép vừa vào khuôn ép sau đó được xiết chặt bằng bulông

 Khuôn ép: Bánh rơm có các kích cỡ khác nhau là do khuôn ép có đường kính khac nhau

Nguyên lý hoạt động: rơm sau khi được xén nhỏ được đưa vào phểu cấp liệu, khi động cơ hoạt động sẽ làm trục vít quay, khi truc vít quay sẽ đưa rơm từ phểu cấp liệu vào khuôn ép cứ thế rơm được đùn vào khuôn ép và được đưa ra ngoài Dưới tác dụng của đầu xiết thì rơm bị nén lại, viên rơm đi trước như là cửa chặn để

ép viên rơm đi sau

Hình 2.4: Rơm sau khi ép 2.1.3 Các tính chất cơ lí của sản phẩm

Kích thước sản phẩm: chiều dài, đường kính sản phẩm

Độ cứng của sản phẩm: là thước đo sức bền của sản phẩm chịu các lực tác động trong quá trình vận chuyển, lưu trữ và quá trình vẫn chuyển

Hệ số ma sát tĩnh

Nhiệt lượng:

2.1.4 các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình ép và chất lương sản phẩm

Độ ẩm: là một trong những yếu tố quan trọng ản hưởng tới chất lượng sản phẩm sau khi ép, ở độ ẩm cao nước như là một chất bôi trơn và làm giảm đi tính ràng buộc của rơm khi ép dẫn đến chất lượng sau khi ép kém Theo một số nghiên cứu thì ở một độ ẩm tối ưu thì sản phẩm sau khi ép sẽ cứng hơn và mật độ ( khối lượng riêng) sẽ tăng lên Theo nghiên cứu của Mani và các cộng sự thì: Thân cây ngô xén nhỏ ở độ ẩm ( 5: 10%) sau khi ép có mật độ và cứng hơn so với độ ẩm ( 15%)

Kích thước hạt: kích thước hạt sẽ ảnh hưởng tới mật độ và độ cứng của sản phẩm kích thước hạt nhỏ sẽ làm tăng mật độ

Áp lực có mối tương quan thuận với mật độ và độ cứng của sản phẩm các thành phần liên kết tự nhiên như tinh bột, protein, lignin trong nguyên liệu dưới tác dụng của áp lực góp phần liên kết giữa các hạt ( đặc biệt là chất lignin sẽ như là một chất keo)

2.2 Bơm dầu và động cơ điện

2.2.1 Khái niệm và phân loại

Bơm dầu là một cơ cấu biến đổi năng lượng, dùng để biến đổi cơ năng thành năng lượng của dầu Trong hệ thống dầu ép thường chỉ sử dùng bơm thể tích, tức là loại bơm thực hiện biến đổi năng lượng bằng cách thay đổi thể tích các buồng làm việc, khi thể tích buồng làm việc tăng, bơm hút dầu, thực hiện chu kì hút và khi thể tích của buồng giảm, bơm đẩy dầu ra thực hiện chu kì nén

Tùy thuộc vào lượng dầu do bơm đẩy ra trong một chu kì làm việc, ta có thể phân ra hai loại bơm thể tích

a) Bơm có lưu lượng cố định, gọi là bơm cố định:

 Bơm bánh răng ăn khớp ngoài

 Bơm bánh răng ăn khớp trong

 Bơm piston hướng trục

 Bơm trục vít

 Bơm piston dãy

 Bơm cánh gạt kép

 Bơm roto

b) Bơm với lưu lượng thay đổi:

 Bơm piston hướng tâm

 Bơm piston hướng trục ( truyền bằng đĩa nghiêng)

 Bơm piston hướng trục ( truyền bằng khớp cầu)

2.2.2 Công thức tính toán và động cơ điện

a) Lưu lượng Qv, số vòng quay và thể tích dầu trong một vòng quay V

Hình 2.5: Lưu lượng, số vòng quay, thể tích

: lưu lượng [lít/ phút];

: số vòng quay [vòng/ phút];

: thể tích dầu/ vòng [cm3/vòng];

: hiệu suất[%];

b) Áp suất, mômen xoắn, thể tích dầu trong một vòng quanh

Hình 2.6: Áp suất, thể tích, mômen xoắn

Theo định luật Pascal, ta có: P =

 Áp suất của bơm:

+ Áp suất của đông cơ:

P =

. ∙ 10 Trong đó:

P: áp suất [bar]

: mômen xoắn [N.m]

: thể tích dầu/ vòng [cm3/vòng]

: hiệu suất [%]

c) Công suất, áp suất, lưu lượng

Công suất của bơm tính theo công thức tổng quát là:

 Công suất để truyền động bơm:

6 ∙ 10

 Công suất truyền động động cơ điện:

6 ∙ 10

Bể dầu có nhiệm vụ chính sau:

 Cung cấp dầu cho hệ thống làm việc theo chu kì kín( cấp và nhận dầu chảy về)

 Giải tỏa nhiệt sinh ra trong quá trình bơm dầu làm việc

 Lắng đọng các chất cặn bã trong quá trình làm việc

2.4.2 Cấu tạo xylanh

Xylanh gồm các bộ phận chính là thân (gọi là xylanh), piston, cần piston và một số vòng làm kín Hình 2.7 là ví dụ xylanh tác động kép có cần piston một phía

Hình2.7: Cấu tạo xylanh

2.4.3 Phân loại

Xylanh thuỷ lực được chia làm 2 loại: xylanh lực và xylanh quay (còn gọi là xylanh mômen) Trong xylanh lực, chuyển động tương đối giữa piston với xylanh là chuyển động tịnh tiến Trong xylanh quay chuyển động tương đối giữa piston với xylanh là chuyển động quay, góc quay thường nhỏ hơn 360o

Piston bắt đầu chuyển động khi lực tác dụng lên một trong hai phía của nó( lực

do áp suất dầu gây ra, do lò xo hoặc cơ khí) lớn hơn tổng các lực cản có hướng ngược lại chiều chuyển động( lực ma sát, thuỷ động, phụ tải, lò xo…)

2.4.4 Một số xilanh thông dụng

a) Xylanh tác dụng đơn( hình 2.8)

Chất lỏng làm việc chỉ tác động một phía của piston và tạo nên chuyển động một chiều Chuyển động theo chiều ngược lại được thực hiện nhờ lực lò xo

A – xylanh tác dụng kép không có giảm chấn cuối hành trình

B – xylanh tác dụng kép có giảm chấn cuối hành trình

c) Kết cấu giảm chấn cuối hành trình

Ở giai đoạn cuối của hành trình, khi piston chạm lên mặt đầu xylanh có thể xảy ra va đập nếu vận tốc chuyển động của piston hoặc xylanh lớn, đặc biệt là đối với các piston xylanh có khối lượng lớn Để giảm khả năng va đập này, trong xylanh thường có các bộ phận giảm chấn Phần lớn các bộ phận giảm chấn làm việc theo nguyên lí tăng áp suất khoang đối áp ở cuối hành trình của piston Áp suất khoang đối áp tăng làm giảm vận tốc chuyển động

Hình 2.10: Giảm chấn cuối hành trình

a: Kết cấu; b: Biếu đồ giảm chấn

2.4.5 Tính toán xylanh truyền động

a) Áp suất P, lực F, diện tích A

Hình2.11: Áp suất P, lực F trong xylanh

  Trong đó:

4 A– tiết diện piston

Nếu tính đến tổn thất thể tích ở xylanh, để tính toán cho đơn giản ta chọn:

b) Liên hệ giữa lưu lượng Qv , vận tốc v và diện tích A

Lưu lượng chảy vào xylanh tính theo công thức:

Hình 2.12: Liên hệ giữa lưu lượng, vận tốc và diện tích của xylanh

2.5 Van áp suất

2.5.1 Nhiệm vụ

Van áp suất dùng để điều chỉnh áp suất, tức là cố định hoặc tăng, giảm chỉ số

áp trong hệ thống điều khiển bằng thủy lực

2.5.2 Phân loại

Van áp suất gồm có các loại sau đây:

 Van tràn và van an toàn

 Van giảm áp

 Van cản

2.5.2.1 Van tràn và van an toàn

Van tràn dùng để hạn chế việc tăng áp suất trong hệ thống thủy lực nhằm đảm bảo áp suất trong hệ thống không vượt quá mức quy định

Van an toàn dùng để giới hạn sự tăng áp suất trong các thiết bị không vượt quá

áp suất quy định nhằm đảm bảo an toàn cho các thiết bị bằng cách xả dầu về bể khi

áp suất tăng quá mức cho phép

Van tràn và van an toàn có kết cấu và nguyên lý hoạt động giống nhau và có thể dùng thay thế lẫn nhau Chúng chỉ khác nhau ở chức năng dùng trong hệ thống

Sự khác nhau cơ bản giữa chức năng van tràn và van an toàn đó là: van tràn làm việc thường xuyên và tự động điều chỉnh để giữ áp suất trong hệ thống không vượt quá mức quy định, còn van an toàn chỉ mở dẫn dầu về bể khi áp suất ở các thiết bị tăng cao quá mức cho phép, tránh quá tải cho thiết bị

Theo nguyên lý hoạt động, van tràn được phân làm 2 loại: van tràn tác động trực tiếp và van tràn tác động gián tiếp

Kí hiệu van tràn và van an toàn:

Có nhiều loại

Kiểu van bi:

Hình2.13: Kết cấu kiểu van bi

Kiểu van con trượt

Hình 2.14:Kết cấu kiểu van con trượt

Van điều chỉnh hai cấp áp suất

Hình 2.15: Kết cấu của van điều chỉnh hai áp suất.

Trong van này có 2 lò xo: lò xo 1 tác dụng trực tiếp lên bi cầu và với vít điều chỉnh, ta có thể điều chỉnh được áp suất cần thiết, lò xo 2 có tác dụng lên bi trụ, là lò

xo yếu, chỉ có nhiệm vụ thắng lực ma sát của bi trụ

2.5.2.2 Van giảm áp

Trong nhiều trường hợp hệ thống thuỷ lực một bơm dầu phải cung cấp năng lượng cho nhiều cơ cấu chấp hành có áp suất khác nhau Lúc này ta phải cho bơm làm việc với áp suất lớn nhất và dùng van giảm áp đặt trước cơ cấu chấp hành nhằm giảm áp suất đến giá trị cần thiết

Kí hiệu

Hình 2.16: Kết cấu của van giảm áp

2.5.2.3 Van tiết lưu

Van tiết lưu dùng để điều chỉnh lưu lượng dầu, và do đó điều chỉnh vận tốc của

cơ cấu chấp hành trong hệ thống thuỷ lực

Van tiết lưu có thể đặt ở đường dầu vào hoặc đường dầu ra của cơ cấu chấp hành

Van tiết lưu có hai loại:

Con trượt của van sẽ hoạt động ở hai hoặc ba vị trí tuỳ theo tác động của nam châm Có thể gọi van solenoid là loại van điều khiển có cấp

Hình 2.17: Kết cấu và kí hiệu của van solenoid

Trong đó:

1, 2 cuộn dây của nam châm điện;

3, 4 vít điều chỉnh của lõi sắt từ;

+ Giới hạn hành trình( khi cơ cấu đến vị trí giới hạn tác động vào công tắc hành trình sẽ làm ngắt nguồn cung cấp cho cơ cấu vì thế nó không thể vượt qua vị trí giới hạn)

+ Hành trình tự động: Kết hợp với các rơle, PLC hay Vi Điều Khiển để khi

cơ cấu đến vị trí định trước sẽ tác động cho các cơ cấu khác hoạt động( hoặc chính

cơ cấu định trước sẽ tác động cho cơ cấu khác hoạt động hoặc chính cơ cấu đó) Công tắc hành trình được dùng nhiều trong các dây chuyền tự động… Các công tắc hành trình có thể là các nút nhấn( button) thường đóng, thường mở, công tắc 2 tiếp điểm và cả công tắc quang

Hình 2.18: Công tắc hành trình 2.7 Bơm bánh răng

2.7.1 Ưu điểm

Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo

Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ gọn

Số vòng quay và công suất trên một đơn vị trọng lượng lớn

Có khả năng chịu quá tải trong một thời gian ngắn

Các ưu điểm này cần thiết với một bơm dùng trong hệ thống truyền động thủy lực

Bơm bánh răng là loại bơm được sử dụng trong hệ thống thủy lực có áp suất trung bình Trong những hệ thống thủy lực có áp suất cao, bơm bánh răng thường được dùng làm bơm sơ cấp

Bơm bánh răng là loại bơm không điều chỉnh được lưu lượng và áp suất khi

số vòng quay cố đinh

2.7.2 Phân loại và nguyên lý hoạt động

2.7.2.1 Phân loại

Có 2 loại bơm bánh răng là: bơm bánh răng ăn khớp ngoài và bơm bánh răng

ăn khớp trong Khi cần tăng lưu lượng ta dùng bơm bánh răng có nhiều răng ăn khớp

2.7.2.2 Nguyên lý hoạt động

a) Bơm bánh răng ăn khớp ngoài

Bơm bánh rang làm việc theo nguyên lỳ dẫn và nén chất lỏng trong một thể tích kín thay đổi được dung tích Quá trình hút đẩy được diễn ra như sau:

Hình 2.19: Sơ đồ nguyên lý bơm bánh răng ăn khớp ngoài

- Bánh răng chủ động được nối với trục của bơm quay và kéo theo bánh răng

bị động quay Chất lỏng ở trong các rãnh răng theo chiều quay của các bánh răng vận chuyển từ khoang hút đến khoang đẩy vòng theo vỏ bơm Khoang hút và khoang đẩy được ngăn cách với nhau bởi những mặt tiếp xúc của các bánh răng ăn khớp và được xem là kín

- Khi một cặp bánh răng vào khớp ở khoang đẩy, chất lỏng được đưa vào khoang đẩy bị chèn ép và dồn vào đường ống đẩy Đó là quá trình đẩy

- Đồng thời với quá trình đẩy, tại khoang hút có một cặp bánh răng ra khớp, dung tích của khoang hút được dãn ra, áp suất ở khoang hút giảm và chất lỏng sẽ

được hút vào buồng hút từ bể chứa thông qua ống hút vào bơm Nếu áp suất trên mặt thoáng là áp suất khí quyển thì áp suất ở khoang hút sẽ là áp suất chân không

- Về nguyên lý, nếu bơm tuyệt đối kín nghĩa là giữa khoang hút và khoang đẩy không có sự dò rỉ chất lỏng qua nhau hoặc dò rỉ chất lỏng ra ngoài thì áp suất của bơm chì phụ thuộc vào tải

- Trong thực tế bơm không thể nào hoàn toàn kín do khả năng chế tạo hoặc nhiều trường hợp người ta phải cố ý tạo ra sự thoát lưu lượng nào đó thì áp suất không phải thuần túy chỉ tăng theo tải

- Để hạn chế áp suất làm việc tối đa của bơm cần bố trí một van an toàn trên ống đẩy Van sẽ tự mở cho chất lỏng trở về bể hút khi trên đường ống đẩy bị tắc hoặc áp suất vượt quá mức qui định

b) Bơm bánh răng ăn khớp trong

Hình 2.20: Nguyên lý hoạt động bơm bánh răng ăn khớp trong

Bánh chủ động và bánh bị động luôn đặt lệch tâm Khi bánh chủ động quay kéo theo bánh bị động quay cùng chiều trong stato Chất lỏng ở trong các rãnh răng theo chiều quay của các bánh răng vận chuyển từ khoang hút đến khoang đẩy vòng theo vỏ bơm Khoang hút và khoang đẩy được ngăn cách với nhau bởi lưới chắn Nhìn chung bơm bánh răng ăn khớp trong khó chế tạo nên giá thành cao

Chương 3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Nội dung đề tài

Thiết kế và chế tạo mô hình máy ép rơm với kích thươc viên rơm sau khi ép là 21mm sử dụng nguyên lý piston thủy lực

Về phần cơ khí: với khung máy đã có sãn nhóm đã thiết kế thêm phần khuôn

ép và lắp ráp lại xy lanh từ ép đứng thay đổi thành ép ngang, đồng thời thay thế lại ống dẫn dầu

Công việc: + Hồ Tấn Nghĩa thiết kế khuôn ép

+ Trương Minh Toàn tính toán hệ thống thủy lực và điều khiển

3.2 Phương pháp nghiên cứu

– Cơ sở tính toán khuôn ép dựa vào đường kính viên rơm

– Tính toán áp lực ép dựa vào tài liệu của trường UNIVERSITY OF HOHENHEIM công bố thì áp lực ép để rơm nén lại thành củi với đường kính khảo nghiệm là 7mm và 15 mm với ba mức áp suất khác nhau (4MPa, 6MPa 8MPa) để tính áp lực ép với đường kính viên rơm là 21mm

– Phương pháp thí nghiệm sơ bộ và kiểm tra độ cứng, độ ẩm khối lượng thể tích Kiểm tra độ cứng: theo tiêu chuẩn American Society of Agricultural and Biological Engineers (ASABE) Standard S269.4 như sau:

Sản phẩm được lưu trữ sau hai tuần lấy 10 mẫu được đưa vào lồng sóc với vận tốc

là 40(vòng/phút) được quay trong 3 phút

100 Trong đó:

k: độ cứng

mbd: khối lượng ban đầu

Hình 3.1: Phương pháp đo độ cứng

Độ ẩm của sản phẩm được đo bằng các trang thiết bị như máy sấy khô bằng tia hồng ngoại, máy thường gắn liền với cái cân đặt mẫu Sau khi trải đều mẫu trên đĩa cân rồi bật nút cho tia hồng ngoại đi qua để làm nóng mẫu và bốc hơi nước trong mẫu Khi kết thúc máy sẽ hển thị độ ẩm của mẫu lên màn hình máy

Sản phẩm được đựng trong một thùng có thể tích xác định đem lên cân:

Trong đó

: khối lượng thể tích

M: khối lượng (kg)

V: thể tích (m3)