Nghiên cứu xây dựng quy trình thiết kế hệ thống nâng chuyển dạng cáp đĩa (cablevey)

Đó cũng làtiền đề để thúc đẩy công tác nghiên cứu về lý thuyết cơ bản và ứng dụng trong kỹ thuậtnâng chuyển vật liệu trong sản xuất công nghiệp, đặc biệt là đối với vật liệu rời, chiếmtỷ

Tp HCM, ngày 02 tháng 07 nă m 2006

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

I- TÊN ĐỀ TÀI:

(CABLEVEY)

II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

(Cablevey)

đề tài):

IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02/ 07/ 2006

PGS TS NGUYỄN THANH NAM

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

SĨTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA,

Đầu tiên, tôi xin gửi lời tri ân đến những người, nếu không có sự hỗ trợ, hướngdẫn và góp ý tận tình của họ, có lẽ tôi đã không thể hoàn thành Luận văn nàyđúng thời hạn:

“Xin chân thành cảm ơn sự hỗ trợ, hướng dẫn và góp ý tận tình củacác thầy cô: PGS., TS Nguyễn Thanh Nam, PGS TS Nguyễn HồngNgân, ThS Huỳnh Ngọc Hiệp, ThS Dư Văn Rê và các thầy cô, bạn bèthuộc khoa Cơ Khí, Đại học Bách Khoa TP HCM và lớp Cao học CơKhí – Chế tạo máy K.15, trong suốt thời gian thực hiện luận văn này”;

“Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, động viên và hỗ trợ đặc biệt củagia đình, trong suốt thời gian thực hiện luận văn này”;

“Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, động viên, hỗ trợ về mặt tinh thầnvà tạo điều kiện cho tôi, trong suốt thời gian thực hiện luận văn này, củacác đồng nghiệp, bè bạn tại Công ty Xi Măng Hà Tiên I, TP HCM”

TP HCM, ngày 28 tháng 06 năm 2006

ĐÀO NGỌC LÂM

dẫn và góp ý tận tình của họ, có lẽ tôi đã không thể hoàn thành Luận văn nàyđúng thời hạn:

“Xin chân thành cảm ơn sự hỗ trợ, hướng dẫn và góp ý tận tình củacác thầy cô: PGS., TS Nguyễn Thanh Nam, PGS TS Nguyễn HồngNgân, ThS Huỳnh Ngọc Hiệp, ThS Dư Văn Rê và các thầy cô, bạn bèthuộc khoa Cơ Khí, Đại học Bách Khoa TP HCM và lớp Cao học CơKhí – Chế tạo máy K.15, trong suốt thời gian thực hiện luận văn này”;

“Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, động viên và hỗ trợ đặc biệt củavợ tôi, Lê Thị Thanh Tâm, và tất cả các thành viên trong gia đình, trongsuốt thời gian thực hiện luận văn này”;

“Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, động viên, hỗ trợ về mặt tinh thầnvà tạo điều kiện cho tôi, trong suốt thời gian thực hiện luận văn này, củacác đồng nghiệp, bè bạn tại Công ty Xi Măng Hà Tiên I, TP HCM”

TP HCM, ngày 28 tháng 06 năm 2006

ĐÀO NGỌC LÂM

KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY

Bảng tiến độ thực hiện Luận văn Cao học

KHÓA CAO HỌC CƠ KHÍ – CHẾ TẠO MÁY 15

(09/2004 – 07/2006).

(6 - 12/2) (13 - 19/2)2 (20 - 26/2)3 (27/2 - 5/3)4 (6 - 12/3)5 (13 – 19/3)6 (20 – 26/3)7 (27/3 – 2/4)8 (3 – 9/4)9 (10 – 16/4)10 (17 – 23/4)11 (24 – 30/4)12 (1 – 7/5)13 (8 – 14/5)14 (1 5 – 21/5)15 (22 – 28/5)16 (29/5- 4/6 )17 (5/6 – 11/6 )18 (12/6 - 18/6 )19 (19/6 - 25/6 )20 (26/6 - 2/7 )21 Ghi chú Lời nói đầu,

Thời gian dự kiến thực hiện Lời nói

đầu, Tóm tắt LV.

Thời gian dự kiến thực hiện phần

mềm tính và mô phỏng lắp.

Thời gian dự kiến thực hiện Phần

1,2 và Tài liệu tham khảo.

Thời gian dự kiến thực hiện Phần 4.

Thời gian dự kiến thực hiện Phần 3. Thời gian dự kiến thực hiệncông tác

chỉnh sửa, chuẩn bị.

Thời gian dự kiến thực hiện phần

thu thập số liệu.

Thời gian thực hiện thực tế.

\Mục lục

PHẦN 1

TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ NÂNG CHUYỂN VẬT LIỆU RỜI & THIẾT BỊ NÂNG CHUYỂN DẠNG CÁP DĨA (CABLEVEY).

3

I liệu rời. Tổng quan về công nghệ về thiết bị nâng chuyển vật 3

I 1 Tổng quan về lịch sử phát triển của thiết bị nâng

I 2 Tổng quan về một số hệ thống nâng chuyển vật liệu

II Lịch sử phát triển của thiết bị nâng chuyển dạng

II 1 Lịch sử và tình hình nghiên cứu về thiết bị trên thế

II 1 1 Kết cấu cơ khí của hệ thống băng tải cáp dĩa. 17

II 1 2 Nguyên lý làm việc của hệ thống băng tải cáp dĩa. 18

III cáp dĩa (Cablevey). Vai trò và ứng dụng của thiết bị nâng chuyển dạng 21

IV Nhiệm vụ và phạm vi của luận văn tốt nghiệp 24

PHẦN 2

XÂY DỰNG QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM & QUY TRÌNH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ NÂNG CHUYỂN DẠNG CÁP DĨA (CABLEVEY).

27

I Cơ sở lý thuyết về thiết kế và phát triển sản phẩm 27

I 1 Pha hoạch định sơ bộ quy trình thiết kế (Planning) 27

I 2 Pha Hình thành ý tưởng (Concept Development) 32

I 3 Pha Thiết kế hệ thống cấu trúc tầng – lớp

I 5 Pha Kiểm tra và hiệu chỉnh (Testing and Refinement) 34

I 6 Pha Cải tiến và hoàn thiện sản phẩm thực (Production Ramp - up) 36

II dạng cáp dĩa (Cablevey) – giải pháp thiết kế Quy trình thiết kế và phát triển sản phẩm băng tải 38

II 1 Pha hoạch định sơ bộ quy trình thiết kế (Planning) 38

II 2 Pha Hình thành ý tưởng (Concept Development) 38

II 3 Pha Thiết kế hệ thống cấu trúc tầng – lớp

II 5 Pha Kiểm tra và hiệu chỉnh (Testing and

II 6 Pha Cải tiến và hoàn thiện sản phẩm thực (Production Ramp - up) 41

II 7 nâng dạng cáp đĩa (Cablevey) dưới dạng ý tưởng Đánh giá đặc điểm của mô hình thiết kế thiết bị 44 III (Cablevey). Cơ sở tính toán hệ thống băng tải dạng cáp dĩa 46

III 1 Tổng quan về tính chất cơ - lý của vật liệu rời 46 III 1 1 Độ hạt của vật liệu

(Particle Size Characteristic/ Fineness) 47 III 1 2 Hình dáng hạt (Particle Shape Characteristics). 50 III 1 3 liệu (Bulk Specific Mass, Volume & Bulkness). Khối lượng riêng, thể tích riêng, độ bọng xốp của vật 52 III 1 4 Góc ổn định của vật liệu (Angle of Stability). 53 III 1 5 Độ ẩm, độ hút ẩm tối đa, tính bám dính của vật liệu (Humidity). 54 III 1 6 Hợp lực nội vật liệu

III 1 7 Độ tự dính kết, vón cục của vật liệu (Agglomeration

III 1 8 Một số tính chất đặc trưng riêng khác của vật liệu. 60

III 1 10 Tính mài mòn của vật liệu

## PHƯƠNG PHÁP III: Phương pháp tính toán thực

IV Lập quy trình tính toán chi tiết về băng tải dạng

IV 1 Lập quy trình tính toán chi tiết về băng tải dạng

IV 1 2.

Khai báo các thông số ban đầu của thiết bị nâng

IV 2.3.1 Cáp sử dụng trong thiết bị nâng chuyển dạng cáp

IV 2.3.2 Đĩa cào sử dụng trong thiết bị nâng chuyển dạng

IV 2.4.2 (θ Bộ dẫn động phụ phục vụ công tác chuyển hướng

IV 2.5.2 Hệ thống thoát liệu. 115

IV 2.7 Hệ thống điểu khiển và an toàn vận hành. 121

PHẦN 3

XÂY DỰNG PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN &

MÔ PHỎNG HỆ THỐNG CỦA HỆ THỐNG NÂNG CHUYỂN DẠNG CÁP DĨA (CABLEVEY).

130

I chuyển dạng cáp đĩa (Cablevey). Phần mềm ứng dụng tính toán của hệ thống nâng 130

I 2.

Một số đặc điểm trong giải thuật của chướng trình phầm mềm ứng dụng tính toán thiết kế hệ thống nâng chuyển dạng cáp đĩa.

CÁC PHỤ LỤC

PHỤ LỤC A – I vật liệu rời. Phụ lục về một số thông số cơ lý của một số loại

PHỤ LỤC A – II Một số thông số cơ lý của một số loại ống tải liệu.

PHỤ LỤC A – III Một số thông số cơ lý của một số loại vật liệu rời.

PHỤ LỤC A – IV Tính toán một ứng dụng thiết bị nâng chuyển dạng

cáp dĩa trong dây chuyền đóng gói bột cà phê PHỤ LỤC A – V Chương trình ứng dụng tính toán thiết kế hệ thống

nâng chuyển dạng cáp đĩa trên nền MATLAB 7.0 PHỤ LỤC A – VI Một số thông số kỹ thuật của một số loại hộp giảm

tốc và động cơ dẫn động chính.

In these days, material conveying and handling systems (MCHSs), though just

playing as transitional roles, take a main task in keeping a supply chain of amanufacturing system running on continuously It’s very improtant when the materialconveying and handling processes take a possession of about (40 – 73)% manufacturingsystems, about (45 - 87)% manufacturing time and about (89 – 92)% industrial fields As a

result, the manufacturers’ aspects on MCHSs come more complicated to adapt the

customers’ demands on products They diversify and merge as a time variable multi objectical quest (such as higher qualities, low costs, diversity in designing, user’s safety,eco – friendliness, …), with more undentified constrains and considerable risks (such asless competitiveness, shortened product’s cycle – life, high initial investments, ….) As therule of competitiveness, who can grip the know – how satisfying the customers’ demandstrends would be survival

-In Vietnam, the new conveying manufacturing industry is growing up in the recentyear, but it can not supply a huge orders from diversified multi – industrial customers.They are used in vary industries, such as: agricultural products importers – exporters,food – processors, pharmaceutical manufacturers, beverage manufacturers, pulbmanufacturers, minning explotators, plastic manufacturers, etc In some statistic data, thetotal parts of bulk – solids material taking in industries is about 73% In the country ofmain GDP coming from agricultural products exporting, in the new era of WTOintergration (scheduled in the end of 2007), Vietnam must obey the World FoodProcessing Norms That means the Vietnamese Agricultural Products’ Quality (VAPQ)must be improved as the Norms It is the positive encouragement for Vietnamese materialhandling system research So the research in material handling systems become moreimportant in bulk – solids handling field, the mainly forms of agricultural products

As the one of biggest Coffee Exporters in the world, Vietnam must improve herranking in World Market The easiest way is to improve the coffee bean/ powder quality inthe whole process The most odd beans cause in the handling process, so the need of aproper conveying system is very necessary In this case, Cablevey is one of the properknown alternatives, because it recovers the products’ qualities, works undusty, loudlesslyand consumes less energy In the recent days, Cableveys were imported with high costs

If the Cablevey’s Designing and Manufacturing Procedure is managed, VietnameseExporters can save more fees and reduce products’ costs It is the purpose of thisDissertation The main objects of this Dissertation are the followings:

- Set up the proper Cablevey’s Designing Procedure of bulk – solids conveying,especially in the case of bulk powder conveying

- Make the prober Cablevey’s Design Calculation Software

- Stimulate the assemblying process of Cablevey’s components

- Test the quality of the main Cablevey system’s components

The results of my research are pointed in as followed First of all, I proposed the newCablevey’s Design Calculation method, based on “The relevant bulk - solid flow”, and the

modified existed Calculation methods The first existed method is based on theCoulomb’s Friction Law and rigidized the material flow The second one is based onRankine’s calculating methods, broadly used in Disc Chain Conveyors DesignCalculations In the last one, my method, I proposed the calculation based on “Therelevant bulk - solid flow” solution (the material pulse inputs are converted into the

“relevant bulk - solid flow”, resembled to a fluidic flow) In the first and the second ones, Imodified the method of calculation a cablevey system by run out the towing force at eachpoints along its conveying path

In the other hands, I programmed the CABCAL version 1.0 for Cablevey’ Designcalculating The last one, I stimulated the assemblying process of Cablevey’scomponents, tested the quality of the main Cablevey system’s components All of themare presented in this Dissertation as the following content:

- Forewords

- Part 1: Bulk Material Handling Systems and Cablevey Overview

- Part 2: Cablevey’s Designing and Development Process

- Part 3: Cablevey’s Designing Calculation Software, CABCAL version 1.0., andAssemblying stimulation

- Conclusion

- Reference and Annexures, including from Annexure 1 to Annexure 6

Extracted from the results of this study, I classified and limited the usages of eachDesign calculating methods, noticed in preceded paragraph The studying results andCalculation software (CABCAL) would be useful for Cablevey’s Design calculation Itshould be tested with experiments for each specific cases This Procedure just suppliesone of methodologies of Cablevey’s Design Procedure So it should be modified andcorrected by the time The results of my study are counted as the following:

- Modifying the existed methods by pointing on the towing force at each point alongits conveying path

- Studying and setting up a Cablevey system calculation methodology, based on

“The relevant bulk - solid flow” solution, in which material pulse inputs areconverted into the a “relevant bulk - solid flow”, resembled to a relevant tubularfluidic flow It is proved to be useful in calculation a Cablevey system that conveysFine materials

- Setting a Cablevey system calculation programm in MATLAB 7.0

- Collecting the useful data for calculation

- Stimulating the assembly of some main components in a Cablevey system

Lời nói đầu

Hiện nay, thiết bị nâng chuyển góp phần không nhỏ, dù chỉ đóng vai trò trung gian,nhằm đảm bảo tính liên tục trong dây chuyền sản xuất Trong đó, nhu cầu về giảm thiểuthời gian, chi phí sản xuất, phân phối là yếu tố sống còn của nhà sản xuất trong giai đoạncạnh tranh gay gắt hiện nay Đồng thời, nó cũng là điều kiện để nhà sản xuất có thể linhhoạt hơn, nhanh hơn nhằm đáp ứng nhu cầu đa dạng, phức tạp và gắt gao của khách hàng(về chất lượng cao hơn, giá thành thấp hơn, mẫu mã đa dạng, công nghệ hiện đại và cảvề yếu tố sức khỏe cho cộng đồng và môi trường cao hơn, chu kỳ sống của sản phẩmngày càng ngắn hơn, mẫu mã đa dạng hơn, chi phí đầu tư ban đầu lớn hơn, …) Đó cũng làtiền đề để thúc đẩy công tác nghiên cứu về lý thuyết cơ bản và ứng dụng trong kỹ thuậtnâng chuyển vật liệu trong sản xuất công nghiệp, đặc biệt là đối với vật liệu rời, chiếmtỷ trọng lớn nhất trong các ngành công nghiệp chủ đạo hiện nay (chiếm trên 73% tổngkhối lượng vật liệu sử dụng trong các ngành công nghiệp)

Trong mỗi ngành công nghiệp, xí nghiệp và nhà máy sản xuất, tùy theo đặc trưngriêng và theo yêu cầu về quy trình công nghệ, các thiết bị nâng sẽ được bố trí và phốihợp với nhau nhằm tối ưu hóa quá trình vận chuyển tải trong sản xuất nhằm đảm bảo vềcả năng suất, độ an toàn vận hành (an toàn – vệ sinh – tối ưu hóa năng suất lao động của

người vận hành (Hygeny – Safety – Ergonomy (HSE))), độ linh động trong bố trí lắp

đặt, bảo dưỡng, sửa chữa, độ bền, khả năng quản lý, chiến lược sản xuất, phát triển quymô sản xuất và không gian bố trí trong nhà xưởng Trong phạm vi nghiên cứu về thiết bịnâng chuyển vật liệu rời ứng dụng trong công nghiệp, thiết bị nâng chuyển dạng cáp dĩa(Cablevey/ Tube Drag Conveyor) còn khá mới mẻ, dù đã được áp dụng tại một số đơn vịsản xuất tại Việt Nam Nhu cầu về sử dụng loại thiết bị này cũng đang có xu hướng tăngtrong thời gian bởi một số đặc tính nổi bật về an toàn, vệ sinh, tiêu hao năng lượng, khả

năng bảo trì, giá thành, v v … Trước nhu cầu trên và trước thềm hội nhập WTO của Việt

Nam (Kế hoạch gia nhập vào Hiệp hội Thương mại Thế giới của Việt Nam dự kiến vàocuối năm 2007), với các thế mạnh về chế biến và xuất khẩu nông sản và lương thực thựcphẩm, cũng như nhằm tăng khả năng cạnh tranh của các doanh nghiệp trong nước trướccác doanh nghiệp thế giới, việc giới thiệu, ứng dụng các công nghệ và trang thiết bị tiêntiến hiện có trên thế giới để các nhà sản xuất trong nước có thể nắm bắt được bước tiếnchung của nền sản xuất trên thế giới là rất cần thiết, đặc biệt là trong lãnh vực chế biếnhàng nông sản và lương thực thực phẩm, khoáng sản, dược phẩm, … Trước tình hình trên,để phát triển tiềm năng xuất khẩu nông sản và lương thực thực phẩm, …, mục tiêu xâydựng một quy trình thiết kế một hệ thống nâng chuyển phù hợp với yêu cầu về chấtlượng chế biến của các sản phẩm trên là rất cần thiết Chính vì vậy, mục tiêu của Luậnvăn này là xây dựng một quy trình thiết kế một hệ thống nâng chuyển dạng cáp dĩa hoànchỉnh, phục vụ công tác nghiên cứu thiết bị nâng chuyển dạng cáp dĩa, nói riêng, và thiết

bị nâng chuyển vật liệu rời của nước ta Luận văn được thực hiện theo bố cục sau:

- Lời nói đầu

- Phần 1: Tổng quan về thiết bị nâng chuyển vật liệu rời & thiết bị nâng chuyển

dạng cáp dĩa (Cablevey)

- Phần 2: Xây dựng quy trình thiết kế và phát triển sản phẩm & quy trình tính toán

thiết kế thiết bị nâng chuyển dạng cáp dĩa (Cablevey)

- Phần 3: Phần mềm ứng dụng tính toán & mô phỏng thiết kế hệ thống nâng chuyển

dạng cáp dĩa (Cablevey) – Đánh giá khả năng ứng dụng thực tế các kết quả củaLuận văn Quy trình Thiết kế thiết bị nâng chuyển dạng cáp đĩa (Cablevey)

- Kết luận.

- Các Phụ lục (từ Phụ lục 1 – Phụ lục 6)

Vì thời gian nghiên cứu còn hữu hạn, nên phần thuyết minh này sẽ còn nhiều điểmchưa thật chi tiết và hoàn chỉnh Kính mong quý thầy, các chuyên gia, các đồng nghiệp,các nhà sản xuất và các bạn đọc thành tâm góp ý, hiệu chỉnh và phản hồi ý kiến để tácgiả có thể chỉnh sửa và hiệu chỉnh được tốt hơn

Xin chân thành tiếp thu và cảm ơn mọi ý kiến góp ý !

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 06 năm 2006.

ĐÀO NGỌC LÂM

Mọi chi tiết xin liên hệ theo địa chỉ sau:

Cell phone: +084 919 152 458

E – mail: ngoclam_dao@yahoo.co.uk

Phần I:

TỔNG QUAN

VỀ THIẾT BỊ NÂNG CHUYỂN VẬT LIỆU RỜI

I 1 – Tổng quan về lịch sử phát triển của thiết bị nâng chuyển vật liệu rời.

Lịch sử phát triển của các dụng cụ và trang thiết bị nâng chuyển vật liệu đã đượckhởi phát từ nhu cầu thực tế của loài người, từ khi bắt đầu có nhu cầu về vận chuyển cáclương thực - thực phẩm, trong những ngày đầu của lịch sử loài người Nó bắt đầu từnhững cái gùi thô sơ, cái máng nghiêng, phễu, v.v… đến những cổ máy hay dây chuyềnthiết bị nhằm mục đích trên Thiết bị nâng chuyển không còn gói gọn trong chế biếnlương thực – thực phẩm (nông sản) mà còn mở rộng sang hầu hết các ngành công nghiệpkhác như: chế biến nước giải khát, hóa chất, phân bón, vật liệu xây dựng (xi măng, cát,đá, gốm - sứ, …), khai khoáng (thăm dò, tuyển quặng, khai thác khoáng sản, xử lýkhoáng sản, …), năng lượng (nhiệt điện), … Ngành khoa học nghiên cứu về các thiết bịnâng chuyển vật liệu rời đã có những “bước chuyển mình” liên tục và ngày càng đượcxây dựng, củng cố và phát triển chắc chắn với cơ sở lý thuyết và thực nghiệm được kiểmchứng theo thời gian

Trong đó, thiết bị nâng chuyển đóng vai trò trung gian nhằm đảm bảo tính liên tụcgiữa các khâu/ bộ phận sản xuất trong một quy trình sản xuất khép kín hoặc mở Trongquá trình sản xuất ngày nay, với nhu cầu sản xuất liên tục, giảm thiểu tối đa hư hỏng, sửachữa, thời gian sản xuất, thời gian ngừng máy, thời gian chờ do sự chậm trễ trong vậnchuyển ví dụ: từ kho đến khâu sản xuất, giữa các khâu sản xuất, từ khâu sản xuất cuốiđến với thị trường tiêu thụ hay các khâu/ đầu mối phân phối là yếu tố sống còn của nhàsản xuất Là điều kiện để nhà sản xuất có thể linh hoạt hơn, nhanh hơn nhằm đáp ứngnhu cầu đa dạng, phức tạp và gắt gao của khách hàng (chu kỳ sống của sản phẩm ngàycàng ngắn hơn, mẫu mã đa dạng hơn, chi phí đầu tư ban đầu lớn hơn, chất lượng cao hơn,

…) Trong mỗi ngành công nghiệp, xí nghiệp và nhà máy sản xuất, tùy theo đặc trưngriêng và theo yêu cầu về quy trình công nghệ, các thiết bị nâng sẽ được bố trí và phốihợp với nhau nhằm tối ưu hóa quá trình vận chuyển trong sản xuất nhằm đảm bảo về cảnăng suất, độ an toàn vận hành (an toàn – vệ sinh – tối ưu hóa năng suất lao động của

người vận hành (Hygeny – Safety – Ergonomy (HSE))), độ linh động trong bố trí lắp

đặt, bảo dưỡng, sửa chữa, độ bền, khả năng quản lý, chiến lược sản xuất, phát triển quymô sản xuất và không gian bố trí trong nhà xưởng Công tác nâng chuyển sản phẩm nếuxét riêng rẽ trong từng công đoạn đơn vị của quy trình sản xuất có thể sẽ đơn giản (khicác thiết bị nâng chuyển hoạt động độc lập), nhưng khi phối hợp trong một quy trình vớicác điều kiện và yêu cầu về công nghệ thì sẽ rất phức tạp (hệ thống sản xuất sẽ gồm cácthiết bị nâng chuyển làm việc theo một sơ đồ liên động, có quan hệ ràng buộc lẫn nhau).Về tổng thể, có nhiều tiêu chí để phân loại thiết bị nâng chuyển như chu kỳ tải (làm việcliên tục hay theo chu kỳ), theo chủng loại, cấu trúc của thiết bị (cần cẩu, băng tải, gàuxúc, gàu tải, băng tải tấm (Apron Feeder), vít tải, …), theo phương thức hoạt động (bằng

cơ, bằng khí động, bằng thủy lực), …

Trong công nghiệp ngày nay, thiết bị nâng chuyển ngày càng được nghiên cứu rộngrãi và cải tiến liên tục nhằm đáp ứng hàng loạt các yêu cầu của nhà sản xuất, của kháchhàng và của cộng đồng Điều đó được minh chứng thông qua quá trình phát triển liên tụctrong suốt một thời gian rất dài, từ những ngày đầu của nền sản xuất tiểu thủ công đếnngày nay Công nghệ về thiết bị nâng chuyển ngày càng đa dạng hơn, phục vụ cho nhiềunhu cầu thực tế khác nhau và liên tục phát triển, đặc biệt, trong các ngành công nghiệpcó liên quan và sử dụng nguồn nguyên vật liệu rời như:

- Ngành nông nghiệp (ngũ cốc, bột ngũ cốc, …)

- Ngành lâm nghiệp (xử lý gỗ, …)

- Ngành nuôi trồng thủy hải sản (chế biến thủy hải sản, thức ăn cho thủy hải sản,

…)

- Ngành công nghiệp giấy (vận chuyển mạt cưa, bột giấy, thành phẩm)

- Ngành công nghiệp chế biến lương thực thực phẩm (cà phê, bột ngọt, bánh kẹo,đường, …)

- Ngành công nghiệp hóa chất (phân bón, thức ăn gia súc, …)

- Ngành công nghiệp nhựa, ngành công nghiệp khai khoáng (than đá, quặng kimloại, đá vôi, …)

- Ngành công nghiệp dược phẩm, ngành công nghiệp nước giải khát (nhà máy bia,rượu, …)

- Ngành công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng (xi măng, gạch ốp lát, gốm sứ, …)

- Ngành lắp ráp công nghiệp (ôtô, linh kiện điện tử, đồ gia dụng, kim khí điệnmáy, …)

- Ngành công nghiệp chế tạo máy (công đoạn gia công cắt gọt, hàn, sơn, mạ, …)

- Ngành công nghiệp xây dựng (vận chuyển nguyên vật liệu (cần cẩu, vận thăng,

…)

- Ngành giao thông vận tải (tại các bến bãi vận chuyển hàng kiện, container, …)

- Ngành công nghiệp nhẹ (dệt kim - may mặc, giày da, hàng hoá nhu yếu phẩmhàng ngày, … )

- v v …

Phạm vi sử dụng của các thiết bị nâng chuyển còn dùng để nâng chuyển các loạivật liệu ở dạng rắn, lỏng, khí và cả vật liệu dạng lưu chất phi Newton, với các đặc tínhnhư sau:

- Dạng rắn đơn chiếc và vật liệu rời theo phương ngang và phương nghiêng (từ 00

– 900) Trong các dây chuyền sản xuất, các thiết bị này đươc sử dụng rộng rãi như nhữngphương tiện để vận chuyển các loại như: cấu kiện nhẹ, nguyên vật liệu, nhiên liệu, phếphẩm, hàng hoá, bán thànhh phẩm, thành phẩm có dạng rời/ bột/ bao/ kiện/ … nhằm đảmbảo tính thông suốt trong quá trình sản xuất từ khâu/ công đoạn này đến công đoạn khác

Hình 1 1 : A - Băng tải đai, B - Xích tải tấm.

Với các nguồn nguyên liệu rời có đặc tính kỹ thuật khác nhau, người ta có các thiết

bị tương ứng khác nhau Trong công nghiệp ngày nay, thiết bị nâng chuyển ngày càngđược nghiên cứu rộng rãi và cải tiến liên tục nhằm đáp ứng hàng loạt các yêu cầu củanhà sản xuất, của khách hàng và của cộng đồng Điều đó được minh chứng thông quaquátrình phát triển liên tục trong suốt một thời gian rất dài, từ những ngày đầu của nềnsản xuất tiểu thủ công đến ngày nay Công nghệ về thiết bị nâng chuyển ngày càng đadạng hơn, phục vụ cho nhiều nhu cầu thực tế khác nhau và liên tục phát triển đặc biệttrong các ngành công nghiệp có liên quan và sử dụng nguồn nguyên vật liệu rời như:

Bảng 1 1 Một số loại nguyên vật liệu thường được nâng chuyển dùng trong công nghiệp [A.4].

1 Sợi Acordis Cellulosic (Acordis

2 Các bon hoạt tính (Activated

Carbon) Calcium Carbonate (CaCO3) Bột sét (mịn, vừa thô)Clay (fine, medium & course grind)

(Coated Styrofoam)

(Carbon Black) Hạt Cà phê tươi/ rang(Coffee Beans (Green/Roasted))

6 Thức ăn bột cho gia súc (Animal Feed

(Asphalt Shingle "Dust") Sợi đan thảm(Carpet Chunks) Đât mặt(Compost / Topsoil)

(Ba(HBO 3 )) Chất phụ gia thức ăn gia súc(Cattle Feed Supplement) Xơ bắp khô(Corn Fiber – Dry)

(Bentonite) (Celite) (Corn Flour)

11 Thức ăn viên cho gia cầm

(Bird Feed (also Pellets)) Sợi Cellulose(Celluloisic Fiber) Thân bắp(Corn Starch)

(Cotton Flock)

16 Bột giặt (dạng bột/ cục)

(Detergent, powder/ lumps) Furatex (Premium Filler) Alumin khử nước(Hydrated Alumina)

17 Đất có chứa tảo cát (Diatomaceous

(Equal Dust Powder) Nhựa Gilsonite(Gilsonite Resin) Bánh ốc quế kem(Ice Cream Cone Pieces)

(Expandable Polystyrene) Hạt thủy tinh(Glass Beads) Iron Oxide Pigment(Bột nhuộm có ôxít sắt)

21 Dải sợi thuỷ tinh

(Fiberglass Strands) Nylon có thêm sợi thủy tinh(Glass-filled Nylon) Bột sắt(Iron Powder)

23 Hạt thủy tinh dài

25 Bột

28 Cát làm khuôn đúc

(Foundry Core Sand) Sợi cây gai dầu(Hemp Fibre) Đá vôi/ ngậm CaCO(Limestone / Coated Calcium3

Carbonate)

29 Bụi lò nung vôi

(Lysine Chunks) Thức ăn gia súc(Pet Food) Hạt nhựa Polyethylene(Polyethylene Powder)

(Phenol Formaldehyde Resin) Nhực Polystyrene(Polystyrene)

(Phenolic Resin) Phoi nhựa Polystyrene(Polystyrene Chips)

(Micro Ingredients) Nắp chai nhựa(Plastic Bottle Caps) Sợi Polyester(Polyester Fiber)

36 Bột ngọt

(Monosodium Glutamate) Bông/ sợi nhựa(Plastic Fluff and Flake) Hỗn hợp viên PVC(PVC Pelletized Mix)

(Natural Organic Fertilizer) Phoi nhựa(Plastic Chips) Hạt Polystyrene(Polystyrene Pellets)

(Paraffin) Hạt đậu phộng(Peanut Splits) Bột nhựa polyethylene(Polyethylene Powder)

42 Muội/ tro lò vôi

(Tobacco-Shredded Leaves)

44 Gạo

45 Cao su bột/ hạt mịn

50 Hạt hạnh đào còn vỏ

53 Sodium Acrylate Polymer Absorbant Graphite tổng hợp (Synthetic

- Dạng lưu chất (lỏng, khí hay dòng vật liệu rời mịn – siêu mịn “được lỏng hoá”(Fluidized) theo phương ngang và phương nghiêng (từ 00– 900) Trong các dây chuyền sản

xuất, các thiết bị này đươc sử dụng rộng rãi và đa dạng, gồm các dạng chính sau: bơm (Pump), quạt (Fan) hay các thiết bị sử dụng bơm/ quạt để hỗ trợ quá trình vận chuyển

như: vận chuyển khí động (Aero Conveying), vận chuyển thủy động (HydraulicConveying), hay kết hợp giữa quá trình vận chuyển cơ khí với hai quá trình trên Đó lànhững thiết bị hiệu quả nhất trong vận chuyển lưu chất nhằm đảm bảo tính thông suốttrong quá trình sản xuất từ khâu/ công đoạn này đến khâu/ công đoạn khác

Nhu cầu về một thiết bị nâng chuyển vật liệu có thiết kế đơn giản, kích thước nhỏgọn, kín khí (đảm bảo chất lượng của vật liệu cần tải không bị ảnh hưởng bởi các tác độngcủa môi trường xung quanh), vệ sinh, vận hành êm, tiêu hao ít năng lượng và dễ dàng tổhợp, lắp đặt, bảo dưỡng và sửa chữa trong công nghiệp đặc biệt trong công nghiệp ngàycàng trở nên cấp thiết hơn do yếu tố giảm thiểu chi phí sản xuất tính trên đơn vị sản phẩmvà việc đáp ứng được các yêu cầu của khách hàng về chất lượng, về quy trình sản xuất antoàn và “xanh”, … đã trở thành yếu tố sống còn của doanh nghiệp trong cơ chế cạnh tranhkhốc liệt Các nhà khoa học đã và đang không ngừng tìm hiểu và nghiên cứu các đặcđiểm của vật liệu cần vận chuyển, các cơ cấu vận hành mới tiên tiến hơn Đặc biệt, vớihơn 75 – 90% nguyên liệu (khoáng sản, quặng, bột kim loại (dùng thiêu kết), hạt nhựa,bột ngũ cốc, cà phê, hóa chất, …), nhiên liệu (than đá, than cốc, mạt cưa, trấu, …), bánthành phẩm, (bột mì, bột dược phẩm, sợi tổng hợp, hoá chất cơ bản, bột thủy tinh tổnghợp, clinker, hạt điều, cà phê sơ chế, …), thành phẩm trung gian, phế phẩm (xỉ quặng, xỉ lònung, bụi lò công nghiệp, lon nhôm tái chế, nhựa tái chế, …) và thành phẩm (thuốc viên,thực phẩm, lương thực, bi sắt (dùng cho ổ bi), …) trong các ngành công nghiệp tồn tại ởdạng vật liệu rời (bulk materials), nhu cầu về công nghệ vận chuyển vật liệu bột lại càngtrở nên quan trọng hơn.

Hình 1 2 : A – Truyền treo, B – Vít tải.

Vì vậy, nhiệm vụ chính của đề cương này là chọn một giải pháp, thiết lập và cảitiến quy trình chế tạo mô hình của một thiết bị vận chuyển vật liệu rời hiệu quả dùngtrong công nghiệp, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp chế biến lương thực – thựcphẩm và dược phẩm, một cách khoa học dựa trên quy trình thiết kế và phát triển sảnphẩm

Hình 1 3 : A – Gàu tải, B – Băng tải con lăn ống,

C – Băng tải con lăn bánh/ đĩa, D – Băng tải ống

I 2 Tổng quan về một số hệ thống nâng chuyển vật liệu rời thông dụng trong công nghiệp:

Hiện nay, công nghệ sản xuất các loại thiết bị nâng rất đa dạng và phục vụ chonhiều mục đích thực tế trong công nghiệp, tuỳ theo các yêu cầu về công nghệ, thiết kếkỹ thuật như: tính năng đặc biệt, kích thước, năng suất, hình dáng khác nhau, phương vậnchuyển, loại vật liệu cần nâng chuyển Trong phạm vi đề cương này, tôi sẽ giới thiệumột số nhóm thiết bị nâng chuyển thông dụng, có đặc tính và phạm vi ứng dụng riêng

của các nhóm thiết bị này ( xem Bảng 1 2).

Bảng 1 2 Bảng đặc tính của một số loại thiết bị nâng thông dụng Loại vật liệu nâng chuyển Phương vận chuyển

Tên nhóm

Thiết bị

Công suất Bột Rời Kiện Nặng Ngang Đứng

( 85 0

-90 0 )

Nghiêng (0 0 –

85 0 )

Ghi chú

Băng tải đai

kết cấu đơn giản, dễ bảo dưỡng, sữa chữa

Nhược điểm: hay xảy ra

hiện tượng trượt băng khi quá tải., không có khả năng vận chuyển theo phương đứng.

Hướng phát triển:

phát triển thêm các biến thể khác: băng tải ống, băng tải túi, băng tải xích ép,

Xích tải

(Chain Conveyor)

Trung bình - nặng

X X X X X X X Ưu điểm: năng suất cao,

kết cấu đơn giản., không có hiện tượng trượt.

Nhược điểm: chiều dài

vận chuyển ngắn – trung, động cơ dẫn lớn, ồn, tiêu hao năng lượng nhiều, công tác bảo dưỡng, và sữa chữa khó khăn.

Hướng phát triển:

phát triển để giảm thiểu năng lượng tiêu hao, vật

liệu chế tạo thiết bị và giảm tiếng ồn, phát triển thành các biến thể khác như xích tải tắm,, xích tải gàu.

Gàu tải

năng vận chuyển liệu theo phương đứng,, ít bụi , không có hiện tượng trượt.

Nhược điểm: chiều dài

vận chuyển ngắn – trung, động cơ dẫn lớn, ồn, tiêu hao năng lượng nhiều, công tác bảo dưỡng, và sữa chữa khó khăn.

Hướng phát triển:

phát triển để giảm thiểu năng lượng tiêu hao, vật liệu chế tạo thiết bị và giảm tiếng ồn.

Vít tải

mọi phương., ứng dụng cho nhiều loại vật liệu khô, ướt lỏng và khí.

Nhược điểm: chiều dài

vận chuyển ngắn, kết cấu phức tạp, chi phí chế tạo cao, công suất động cơ lớn, hay xảy ra hiện tượng bó trục, công tác bảo dưỡng, và sữa chữa khó khăn

Hướng phát triển: tối

ưu hóa kết cấu trục vít Truyền treo

(Zigzag Conveyor)

X X X X X X Ưu điểm: chiều dài vận

chuyển không giới hạn, không giới hạn về quỹ đạo vận chuyển, năng suất cao, kết cấu đơn giản, không chiếm diện tích sàn công tác, phù hợp cho sản phẩm đơn lẻ dùng trong lắp ráp, đúc, sơn, bốc xếp, … và dễ bảo dưỡng, sữa chữa.

Nhược điểm: tốc độ

không lớn, không dùng được cho vật liệu dạng bột (phải kết hợp túi dựng), công suất động cơ tương đối lớn.

Băng tải khí động

(Pneumatic

Conveyor)

Trung bình X X X X Ưu điểm: chiều dài vậnchuyển ngắn – trung, năng

suất cao, kết cấu đơn

giản., ít bụi, phương vận chuyển linh hoạt

Nhược điểm: tiêu hao

nhiều năng lượng, không phù hợp nếu vật liệu cần vận chuyển ẩm (non – dry material) ( ϕ>0,5%), công tác bảo dưỡng, và sữa chữa khó khăn.

Hướng phát triển:

phát triển thêm các biến thể khác: máng khí động, thiết bị nâng chuyển chân không, (vacuum conveyor), thiết bị nâng chuyển khí lưu (Air lifter), … Băng tải cáp dĩa

(Cablevey) Nhẹ –trung

bình

chuyển lớn,, linh hoạt năng suất cao, kết cấu cực kỳ đơn giản, dễ bảo dưỡng và sữa chữa., đảm bảo quá trình vận chuyển kín khí và vệ sinh  sử dụng nhiều trong công nghiệp chế biến thực phẩm.

Nhược điểm: hay xảy ra

hiện tượng quá tải cục bộ tại các vị trí chuyển hướng (Ѳ Rd > 50 0 )  Thiết kế các góc chuyển

Ѳ *Rd > 85 0 Kết cấu chuyển hướng và căng cáp trong các góc chuyển nhỏ tương đối phức tạp.

Hướng phát triển: tốii

ưu hóa kết cấu dĩa và tích hợp khả năng trộn (blending/ homogenizing) vật liệu trong quá trình vận chuyển,

Vít tải mềm

(Flex Screw

Conveyor)

Nhẹ trung bình

chuyển lớn, linh hoạt, đảm bảo kín khí vệ sinh, năng suất cao, kết cấu đơn giản, vận hành êm, dễ bảo dưỡng và sữa chữa  dùng nhiều trong công nghiệp dược phẩm, hóa chất và chế biến thực phẩm

Nhược điểm: chỉ dủng

cho vật liệu rời dạng hạt, khối lượng rời thấp, độ xốp cao, năng lượng tiêu hao tương đối cao.

Hướng phát triển:

phát triển thêm về bộ tác động dạng từ, xung và vật liệu, kết cấu của lò

xo công tác, Băng tải tấm

(Apron Conveyor) Nặng –rất

nặng

X X X X X X Ưu điểm: vận chuyển vật

liệu nặng, môi trường làm việc khắc nghiệt (nhiều va đập, nhiệt độ, độ ẩm cao,

…), kết cấu đơn giản.

Nhược điểm: hay xảy ra

hiện tượng dính tấm khi vật liệu có độ ẩm cao, chiều dài vận chuyển ngắn, tiêu hao nhiều năng lượng, chi phí chế tạo và bảo dưỡng cao, bụi và ồn.

Băng tải ống

(Pipe Conveyor) bình –Trung

rất nặng

chuyển lớn, linh hoạt, năng suất cao, kết cấu đơn giản., ít bụi, ít ồn

Nhược điểm: chi phí chế

tạo băng cao, tiêu hao năng lượng nhiều, công tác bảo dưỡng và sửa chữa tương đối khó khăn và tốn nhiều thời gian., không vận chuyển theo phương thẳng đứng đựơc.

Hướng phát triển:

phát triển thêm các biến thể khác tùy theo yêu cầu công tác thực tế như: băng tải u – con, băng tải zipper (zipper conveyor),

….

Máng lkhí động

(Air slide) Rất nhẹ– trung

bình

chuyển lớn, năng suất cao,

ít bụi, ít ồn, kết cấu đơn giản, công tác bảo dưỡng và sửa chữa dễ dàng.

Nhược điểm: tiêu hao

năng lượng tương đối cao, chỉ dụng dược cho các loại vật liệu khô có dạng hạt mịn (N f = 75 – 150 g/

Nm 3 ).

rất nặng

ít bụi, ít ồn, kết cấu đơn giản, chủ yếo phục vụ cho công tác xử lý rác thải cần tái chế.

Nhược điểm: cồng kềnh,

tiêu hao năng lượng tương đối cao, chỉ dụng dược cho các loại vật liệu nhựa, kim loại, hay các vật liệu có khả năng ép thành kiện

ổn định, an toàn, giảm hao

hụt của thiết bị trong quá trình vận chuyển, lộ trình vận chuyển rất lớn, năng suất cao, ít bụi, ít ồn, kết cấu đơn giản (bồn chứa theo tiêu chẩn), công tác bảo dưỡng và sửa chữa dễ dàng .

Nhược điểm: chỉ dùng

dược cho vật liệu rời.

Nếu so sánh về đặc điểm của từng loại thiết bị nâng chuyển, ta có thể đưa ra các ví

dụ về ứng dụng như sau cho từng loại ( theo [1], [3] và [A.1]) :

- Đối với các loại vật liệu rời hay kiện có : kích thuớc hạt từ trung bình đến ngoạikhổ, khối lượng riêng lớn, độ mài mòn cơ học giữa vật liệu và bề mặt thiết bịlớn, có độ ẩm lớn (8 – 15%), dính bết, vón cục, chịu tải va đập lớn, moment khởiđộng của động cơ dẫn động chính lớn, góc nâng liệu tối đa không vượt quá 600,chiều dài hành trình vận chuyển biến thiên rộng từ 0,5 (m) đến 20 (km), khôngcó hạn chế về độ bụi, xa nơi điều hành sản xuất và khó khăn khi thực hiệnbằng nhân lực, giải pháp hiệu quả nhất sẽ là các dạng băng tải hay kết hợp giữacác hệ hống băng tải như: băng tải đai (có vòm che hay không vòm che), băngtải ống (băng tải zipper, băng tải ống dẹp/ ống tròn), băng tải có góc nâng cao(HAC), băng tải tấm, … Các giải pháp này sẽ tiêu tốn ít chi phí đầu tư và có tuổithọ làm việc cao so với các dạng thiết bị khác trong cùng điều kiện đã nêu, tuynhiên nếu hành trình vận chuyển càng ngắn thì tính hiệu quả có xu hướng giảmmạnh trong một số trường hợp đặc trưng Nhược điểm của hệ thống băng tải làkhông thể tải vật liệu theo phương nghiêng so với phương ngang lớn hơn 600 vàtheo phương thẳng đứng, tuy nhiên hệ thống băng tải cho phép chuyển vật liệutheo quỹ đạo cong có giới hạn trong cả mặt phẳng đứng và mặt phẳng ngang.Ngoài ra, bán kính uốn của băng tải thường lớn hơn rất nhiều so với thiết bị vậnchuyển dạng khí nén, thiết bị nâng chuyển dạng cáp đĩa và băng tải ống đườngkính trung bình - nhỏ

- Ngoài ra, đối với các loại vật liệu rời có : kích thuớc hạt từ nhỏ mịn đến ngoạikhổ, khối lượng riêng lớn, độ cứng lớn, độ mài mòn cơ học giữa vật liệu và bềmặt thiết bị lớn, có độ ẩm tương đối (3 – 5%), ít dính bết, vón cục, chịu tải vađập lớn và rất lớn (tải trọng tác động lên thiết bị lớn hơn so với băng tải khánhiều), moment khởi động của động cơ dẫn động chính lớn, chiều dài hành trìnhvận chuyển biến thiên rộng từ 1,5 (m) đến 100 (m), không có hạn chế về độ ồn,khó khăn khi thực hiện bằng nhân lực, giải pháp hiệu quả nhất sẽ là các gàu tải,xích tải, gàu tải tùy động hay kết hợp giữa các hệ thống gàu tải với nhau Hệthống này cho phép vận chuyển theo các quỹ đạo thẳng với bất kỳ góc nângnào Giải pháp này sẽ tiêu tốn ít chi phí đáng kể cho đầu tư ban đầu, chi phí bảotrì bảo dưỡng cao (nhưng chu kỳ bảo trì – bảo dưỡng tương đối) và có tuổi thọ

làm việc khá cao Nhược điểm của hệ thống gàu tải là độ ồn lớn và rất lớn, tiêuhao nhiều năng lượng, không thể vận chuyển vật liệu theo quỹ đạo cong, bảo trìvà bảo dưỡng khó khăn và tốn thời gian Trong trường hợp này, ta cũng có thểsử dụng thiết bị nâng chuyển dạng cáp đĩa hay Isoveyor với điều kiện vật liệuphải được sấy trước để chống dính bết.

Hình 1 5 : Gàu tải tuỳ động (Flex bucket Conveyor) (hay băng tải gàu lắc).

- Ngược lại, trong trường hợp vận chuyển vật liệu rời có: kích thuớc hạt từ nhỏmịn đến trung bình, độ bọng xốp thấp, thể tích riêng trung bình, độ cứng lớn, độmài mòn cơ học giữa vật liệu và bề mặt thiết bị trung bình, có thể vận chuyểnđược cả vật liệu có độ lưu biến biến thiên rộng (vật liệu có thể ở cả 3 dạng: khíhay lỏng hay rắn rời), ít chịu tải va đập, chiều dài hành trình vận chuyển khôngvượt quá 3,5 – 8,0 (m) với mọi góc nâng, không có hạn chế về độ ồn, có hạn chếvề độ bụi, một trong các giải pháp hiệu quả là sử dụng vít tải Giải pháp này cóchi phí đầu tư ban đầu cao, chi phí bảo trì – sữa chữa cao, tuổi thọ tương đối lớn,có thể dùng vít tải thường cho các quỹ đạo vận chuyển vật liệu thẳng, hành trìnhkhông vượt quá 5,0 (m), và có thể dùng vít tải mềm (Flexible Screw Conveyor)cho vật liệu bột mịn – nhỏ ứng với các quỹ đạo vận chuyển vật liệu phức tạp,hành trình vận chuyển không vượt quá 8,0 (m), ít bụi Nhược điểm của vít tải làhành trình vận chuyển vật liệu ngắn (hành trình càng lớn, kích thước thiết bị có

xu hướng cồng kềnh thêm), tiêu hao nhiều năng lượng do moment khởi động banđầu của động cơ dẫn động chính lớn, độ ồn tương đối, tiêu hao nhiều năng lượng.Trong trường hợp này, ta cũng có thể sử dụng thiết bị vận chuyển bằng khí nén,thiết bị nâng chuyển dạng cáp đĩa, gàu tải tùy động, xích tải với điều kiện vậtliệu có độ ẩm thấp Ngoài ra còn có một biến thể của vít tải, vừa vận chuyểnliệu, vừa đóng kiện vật liệu, được dùng nhiều trong công nghệ xử lý chất thải

rắn là Nuga-Veyor [A.1].

Hình 1 6 : Vít tải mềm (Flexcon – Flexible Screw Conveyor)

Hình 1 7 : Nuga veyor, ép rác tái chế thành kiện.

- Đặc biệt trong vận chuyển vật liệu bột rời có kích thước hạt nhỏ mịn đến nhỏ,khối lượng riêng nhỏ – rất nhỏ, thể tích riêng lớn, độ bọng xốp cao, độ ẩm thấp(< (3 – 5) % ), một trong các giải pháp thông dụng là thiết bị vận chuyển bằngkhí nén theo hệ thống ống Giải pháp này có chi phí đầu tư ban đầu lớn, chi phíbảo trì – sửa chữa lớn, độ bụi ít nhưng độ ồn từ trung bình đến lớn, kết cấu phứctạp, có thể bố trí hệ thống ống tải bất kỳ trong một không gian có sẵn, chiều dàihành trình vận chuyển vật liệu tương đối lớn và có quỹ đạo phức tạp Nhượcđiểm chỉ vận chuyển được các vật liệu có kích thước nhỏ và rất nhỏ, nhẹ, khô.Trong trường hợp này, tùy theo trường hợp ứng dụng cụ thể, ta có thể sử dụng

thiết bị nâng chuyển dạng cáp đĩa, gàu tải, xích tải và cả băng tải [3].

Hình 1 8 a: Thiết bị vận chuyển khí động dạng chân không

(Vacuum Conveyor)

Hình 1 8b: Pneumatic Package Veyor (Singapore).

- Tương tự như thiết bị vận chuyển bằng khí nén, thiết bị nâng chuyển dạng cápđĩa cũng có thể sử dụng trong trường hợp có thể bố trí hệ thống ống tải bất kỳtrong một không gian có sẵn, chiều dài hành trình vận chuyển vật liệu tương đốilớn và có quỹ đạo phức tạp Tuy nhiên, pham vi ứng dụng của giải pháp nàyrộng hơn so với của thiết bị vận chuyển bằng khí nén như: có thể vận chuyểnđược vật liệu rời có kích thước từ nhỏ mịn đến trung bình, ngay cả vật liệu lỏng.Giải pháp này có chi phí đầu tư ban đầu lớn, chi phí bảo trì – sửa chữa lớn, độbụi và độ ồn thấp, tiêu tốn tương đối ít năng lượng Nhược điểm chỉ vận chuyểnđược các vật liệu có kích thước nhỏ và rất nhỏ, nhẹ, khô Trong trường hợp này,tùy theo trường hợp ứng dụng cụ thể, ta có thể sử dụng thiết bị vận chuyển dạng

khí nén ( theo [3], ,[4] và [A.1]).

- Riêng trong trường hợp vận chuyển vật liệu bột rời, kích thước hạt từ bột mịnđến nhỏ, ta có thể dùng giải pháp Iso_Veyor cho trường hợp vận chuyển trên

quãng đường rất dài có thể lên đến hàng ngàn kilometre, vì đây là giải phápđóng bồn các vật liệu dùng các phương tiện giao thông khác đề vận chuyểnbằng đường bộ (như xe đầu kéo (trailers), tàu hỏa), đường thủy (tàu thủy, xà lan,

phà) và cả bằng đường hàng không [A.1].

Hình 1 9 : ISO veyor

- Ngoài ra, ta có hệ thống truyền treo dùng trong trường hợp vật liệu hay chi tiếtcần vận chuyển có dạng rời hay kiện, với quỹ đạo vận chuyển có thể bố trí bấtkỳ trong một không gian có sẵn, có quỹ đạo phức tạp Thường được sử dụngnhiều trong các phân xưởng may mặc, lắp ráp, đúc, …

Về giải pháp công nghệ vận chuyển vật liệu rời, trong ngành chế biến lượng thựcthực phẩm, giải khát, dược phẩm, nông sản, giấy, nhựa, v.v … , thông qua bảng đặc tínhvà nhu cầu thực tế trong các ngành công nghiệp chế biến lương thực - thực phẩm và dượcphẩm, yêu cầu cao về tính vệ sinh, kín khí, vận hành êm, ít tiêu hao năng lượng và khảnăng tổ hợp lắp ráp, bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng linh động, mô hình vận chuyển vật liệurời dạng cáp/ xích đĩa (Cablevey/ Chain Disc Conveyor) cho thấy nhiều ưu điểm, khả

năng tương thích, hứa hẹn tính khả thi và hiệu quả cao trong tương lai [A.2].

II - Lịch sử phát triển của thiết bị nâng chuyển dạng cáp dĩa (Cablevey).

II 1 – Lịch sử và tình hình nghiên cứu về thiết bị trên thế giới:

Trên thế giới, mô hình băng tải cáp dĩa đã được giới thiệu từ rất lâu, vào thập niên

1970, xuất phát từ ý tưởng về một hệ thống nâng chuyển đơn giản nhưng hiệu quả về chi

phí, năng lượng và cả thiết kế – chế tạo của hãng INTRACO Incorporation (1971 – 1973).

Hệ thống băng tải cáp dĩa đầu tiên trên thế giới được hãng này lắp đặt tại Ontario,Canada, cuối năm 1974, dùng trong ngành chế biến nông sản Ý tưởng để phát triển băng

tải cáp dĩa dựa trên mô hình “thang tưới nước” (Water ladder) (xem Hình 1 9) của người

Trung Quốc , thời trung cổ Từ đó đến nay, hệ thống băng tải cáp dĩa ngày càng được cải

tiến và hiệu chỉnh sao cho phù hợp với thực tế sản xuất (xem Hình 1 9) [A.4].

Hình 1 10a : Hệ thống băng tải cáp dĩa ( Tài liệu của HãngUNITRAK , Mỹ) [A.3] :

A – Mô hình “thang tưới nước” (Water ladder) hay môhình “Rồng cuộn” (Chinese ‘Dragon Spine”),

B – Mô hình cơ sở hiện nay

II 1 a – Kết cấu cơ khí của hệ thống băng tải cáp dĩa:

Tuy nhiên, một hệ thống băng tải cáp dĩa luôn gồm các phần chính sau đây (theo

[A.4]):

- Bộ phận cấp liệu (Injection)

- Dây chuyền Cáp – dĩa (xem Hình 1 1 0).

Hình 1 10b: Dây chuyền cáp – dĩa.

- Bộ dẫn động chuyển hướng và căng dây chuyền Cáp – dĩa (xem Hình 1 1 1)

Hình 1 1 1 : Bộ dẫn động chuyển hướng và căng dây chuyền cáp – dĩa.

- Bộ phận cửa xả liệu, thành phẩm (xem Hình 1 1 2).

Hình 1 12 : Bộ phận cửa xả liệu.

- Động cơ dẫn động chính, hệ thống điều khiển và các bộ phận khác

II 1 b - Nguyên lý làm việc của hệ thống băng tải cáp dĩa:

Hệ thống băng tải cáp đĩa sử dụng nguyên lý vận hành như sau: vật liệu cần nângchuyển được tải vận bên trong lòng ống theo suốt hệ thống công nghệ bao gồm dây cápcó gắn các đĩa cào cách đều nhau Dây cáp di chuyển theo một vận tốc được điều khiểntrong một hệ thống kín liên tục để vận chuyển vật liệu tải với vận tốc tương ứngï, việcnày làm giảm các tác động phụ tiêu cực như nghiền, làm vỡ sản phẩm tải Sự linh độngcủa cáp dẫn tải giúp cho hệ thống băng tải này có thể được đưa vào sử dụng trong hầuhết các hình dạng công xưởng hay dây chuyền Với việc đưa vào sử dụng các cơ cấu

chuyển hướng với các bánh xe dẫn hướng có thể mang các đĩa và cáp thì lực kéo cápcũng đơn giản hơn Dây cáp tải được kéo bởi một hệ thống điều chỉnh công suất tải để tựđộng sinh công hay cung cấp moment kéo cáp Vật liệu cần tải được cấp vào hệ thốngthông qua hệ thống nạp liệu cơ khí hoặc hệ thống nạp liệu sử dụng trọng lực Vai trò củacác dĩa và cáp sẽ tạo thành một chuỗi các “toa” vận chuyển như trong một đoàn tàu lửa

để vận chuyển liệu theo phương công tác mong muốn [A.4].

Hình 1 1 3 : Một số hình ảnh về ứng dụng của

Hệ thống nâng chuyển dạng cáp dĩa trong công tác bơm chất lỏng

II 2 – Tình hình nghiên cứu trong nước:

Nền kinh tế Việt Nam chủ yếu dựa trên nguồn lợi chính là xuất khẩu một số ngànhhàng sau: dầu mỏ thô, hàng mỹ nghệ gỗ, các mặt hàng nông sản, lương thực thực phẩm.Trong đó, phần lớn lượng nguyên vật liệu, nhiên liệu, bán thành phẩm, thành phẩm và cảphế phẩm có dạng rời (bulk materials) Chính vì vậy, nhu cầu về một hệ thống thiết bịnâng chuyển – xử lý các loại vật liệu rời như đã được đề cập ở trên là rất cần thiết Tuynhiên, trên thực tế, phần lớn các hệ thống thiết bị này vẫn còn phải được nhập khẩu từ cácnhà cung cấp nước ngoài với giá thành khá cao Trong giai đoạn cạnh tranh gay gắt hiệnnay, các yếu tố về chi phí và tiến độ thực hiện các đơn đặt hàng của khách hàng ngàycàng trở nên quan trọng hơn quyết định sự thành bại, sự sống còn của chính các đơn vịdoanh nghiệp trong nước, trong nền kinh tế cạnh tranh khốc liệt, thì nhu cầu cần có mộtquy trình thiết kế một hệ thống thiết bị nâng chuyển vật liệu rời, trong ngành công nghiệpdược phẩm, công nghiệp nước giải khát (rượu, bia, nước giải khát, …), công nghiệp chếbiến nông sản ( ngũ cốc, tiêu, điều, cà phê, …) là cấp thiết Để góp sức phát triển và cảitạo cho nền công nghiệp chế biến các ngành hàng như đã trình bày ở trên, cũng như chonền công nghiệp thiết kế - chế tạo hệ thống thiết bị nâng chuyển vật liệu rời của nước ta,

nhu cầu về lập một quy trình từ khâu thiết kế đến chế tạo mô hình một hệ thống nângchuyển vật liệu rời là rất cần thiết Nó sẽ góp phần thiết kiệm chi phí đầu tư trong nướccho thiết bị loại này và đảm bảo cho nhu cầu mở rộng quy mô sản xuất.

Tuy nhiên trên thực tế, tại Việt Nam, kinh nghiệm và tri thức về loại thiết bị này cònkhá mỏng, chỉ dừng ở mức độ vận hành, bảo dưỡng, sữa chữa nhỏ, nhưng chưa thể chế tạohoàn chỉnh Kiến thức về thiết bị nâng nói chung, thiết bị nâng chuyển dạng cáp dĩa nóiriêng, chỉ có thể nắm bắt được một cách đầy đủ hơn khi và chỉ khi người nghiên cứu đãvà đang xây dựng được cơ sở nghiên cứu và thực nghiệm về kết cấu, quy trình vận hành,các yếu tố khác có liên quan đến thiết bị như: vật liệu cần vận chuyển, điều kiện côngnghệ chế tạo, điều kiện tự nhiên, chuẩn hóa các vật liệu, phụ tùng cho loại thiết bị này.Điều đó sẽ góp phần lập một quy trình từ khâu thiết kế đến chế tạo mô hình một hệ thốngnâng chuyển vật liiệu rời dạng cáp dĩa là rất cần thiết Hiện nay, chúng ta chưa thể lậpđược một quy trình thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh thiết bị nâng chuyển dạng cáp dĩa nàydựa theo đúng trình độ và năng lực thiết kế, chế tạo và gia công thực tại Việt Nam Quytrình thiết kế – chế tạo có thể sao chép của nước ngoài, không phù hợp với điều kiện vềcả công nghệ chế tạo, trình độ thiết kế và điều kiện làm việc, cũng như các yêu cầu riêngđặc thù trong quá trình sản xuất tại Việt Nam Nếu thực hiện được điều đó sẽ góp phầntiết kiệm chi phí đầu tư, chế tạo trong nước cho thiết bị loại này và đảm bảo cho nhu cầumở rộng quy mô ứng dụng ngày càng tăng

Vậy một hệ thống Cablevey như thế cần phải thỏa mãn được những yêu cầu gì?

Hệ thống băng tải cáp dĩa (Cablevey/ Tube Drag Conveyor) phải thỏa mãn được cáctiêu chí sau:

- Đảm bảo kết cấu đơn giản, chí phí gia công chế tạo không cao, dễ chế tạo, tổhợp, sửa chữa và bảo dưỡng

- Đảm bảo tiêu tốn ít năng lượng

- Đảm bảo tính vệ sinh, kín khí, không làm thay đổi chất lượng của vật liệu cầnxử lý

- Tuổi thọ của hệ thống cao, độ tin cậy (hay độ ổn định trong quá trình vận hànhcao)

- Ít tổn thất trong quá trình vận chuyển và xử lý (thông thường lượng hao hụt trongquá trình vận chuyển và xử lý vật liệu rời phụ thuộc vào độ hạt, độ ẩm, hìnhdạng hạt, … của riêng từng loại vật liệu, nhưng chúng thường dao động trongkhoảng từ 5 – 11 %, đây là một con số khá lớn), hay nói cách khác là đảm bảonăng suất làm việc lớn, dễ thay đổi

- Đảm bảo an toàn đối với môi trường làm việc, đảm bảo sức khoẻ cho công nhânvận hành: ít bụi, ít ồn (hay vận hành êm)

- Đảm bảo chiếm ít không gian, dễ dàng bố trí trong hệ thống phân xưởng

- Khả năng vận chuyển theo các phương linh hoạt (phương ngang, đứng vànghiêng (từ 00– 850) và lên đến những độ cao cần thiết (có thể lên đến từ 80 –100m hay hơn nữa)

Từ các tiêu chí về yêu cầu trên và theo điều kiện ứng dụng trong thực tế chọn mô hìnhhệ thống băng tải cáp dĩa (Cablevey) Tại Việt Nam, công tác nghiên cứu về hệ thống

băng tải cáp dĩa (Cablevey), là một trong những hệ thống thiết bị tương đối đơn giản, màchúng ta hoàn toàn có thể thực hiện được từ khâu thiết kế đến khâu gia công chế tạo, tuynhiên, vẫn còn rất nhiều hạn chế và mới mẻ Chúng ta cần thiết có một quy trình chuẩnđể thiết kế – chế tạo – phát triển một cách bài bản về một hệ thống thiết bị nâng chuyểncáp dĩa (Cablevey) làm cơ sở phương pháp luận, để tham khảo và đối chiếu Dưới đây làmột số hệ thống nâng chuyển dạng cáp đĩa ứng dụng trong công nghiệp chế biến thựcphẩm.

Hình 1 1 4 : Một số sơ đồ về ứng dụng của

Hệ thống nâng chuyển dạng cáp dĩa trong vận chuyển vật liệu rời

III - Vai trò và ứng dụng của thiết bị nâng chuyển dạng cáp dĩa (Cablevey).

Trong phần I 1 1, mô hình hệ thống băng tải cáp dĩa (Cablevey) được áp dụng trong

khá nhiều ngành công nghiệp để vận chuyển nhiều chủng loại nguyên liệu, nhiên liệu

khác nhau (xem Bảng 1 1, phần I 1 1) Đặc biệt các nguyên liệu, nhiên liệu, vật liệu này phải

thỏa các điều kiện sau:

- Độ hạt mịn, nửa mịn, thô, hạt thành phần ít góc cạnh

- Độ ẩm tuyệt đối không vượt quá 8 – 10% (hay nói cách khác, độ dính bết, masát hay tính lưu biến của dòng vật liệu rời đã “lỏng hóa” là chấp nhận được choquá trình vận chuyển)

- Mức độ mài mòn cơ học, ăn mòn hóa học của vật liệu cần vận chuyển đối vớivật liệu ống tải không quá cao và phải chấp nhận được đề giảm thiểu công masát, chi phí bảo dưỡng, thay thế ống tải, đảm bảo độ tinh khiết cho vật liệu cần

vận chuyển (không lẫn mạt ống hình thành do hiện tượng mài mòn bởi ma sátgiữa vật liệu cần vận chuyển và thành ống).

Trên thực tế, để so sánh các ưu nhược điểm của thiết bị nâng chuyển dạng cáp dĩa(Cablevey), chỉ xét trong phạm vi vật liệu rời, tơi, theo phương nghiêng và thẳng đứng, tacó bảng so sánh sau ( xem Bảng 1 3):

Bảng 1 3 Bảng so sánh một số loại thiết bị nâng thông dụng so với Cablevey.

Loại thiết bị

Tiêu chí

Băng tải đai

Gàu tải Vít tải Băng tải ống Băng tải

15 km.

- Cao độ nâng phụ thuộc vào góc ổn định của vật liệu, kích thước liệu và góc nâng của hệ băng tải.

- Hành trình ngang không vượt quá

200 m.

- Cao độ nâng có thể lên đến 80m theo phương đứng.

- Hành trình ngắn thường không quá

4 m

- Hành trình ngang có thể đạt tới

15 km.

- Cao độ nâng phụ thuộc vào góc ổn định của vật liệu, kích thước liệu và góc nâng của hệ băng tải.

- Hành trình lớn, rất lớn (có thể dùng nhiều trạm tăng áp), nhưng hiệu quả nhất là dưới 800 m (một trạm).

- Hành trình lớn, chiều di chuyển lớn nhất trong hệ thống có thể đạt được không vượt quá 500m.

Quỹ đạo vận chuyển

và không gian bố trí

- Quỹ đạo vận chuyển theo đượng thẳng hay uốn cong (R C

>4W B ) và góc mở không vượt quá 145 0

- Không gian bố trí thường lớn, chiếm nhiều không gian.

- Quỹ đạo vận chuyển chỉ theo đượng thẳng hay dạng bậc thang.

- Không gian bố trí chiếm chủ yếu theo phương đứng.

- Quỹ đạo vận chuyển chỉ theo đượng thằng.

- Khọng gian bố trí thường nhỏ gọn.

- Quỹ đạo vận chuyển theo đượng thẳng hay dạng bậc thang hay uốn cong (R C

>4W B ) và góc mở không vượt quá 145 0

- Không gian bố trí thường lớn, chiếm nhiều không gian.

- Quỹ đạo vận chuyển theo biên dạng bất kỳ.

- Tận dụng được không gian có sẵn.

- Quỹ đạo vận chuyển theo biên dạng bất kỳ.

- Tận dụng được không gian có sẵn.

rất cao Nhỏ Trung bình Trung bìnhrất cao trung bình Nhỏ

Độ kín khí/ độ bụi Trung bình

rất cao

Ít  Cao Không  Ít Không  Ít Không  Ít Không  ít

Loại vật liệu -Rời, bán ướt.

-Độ ẩm >

15%.

-Độ hạt: mị,n bán thô, thô và rất thô.

-Rời, bán ướt, lỏng.

-Độ ẩm >

15%.

-Độ hạt: mị,n bán thô, thô và rất thô.

-Rời, ướt, bán ướt.

-Độ ẩm >

40%.

-Độ hạt: mị,n bán thô, thô, không chịu nén.

-Rời, bán ướt.

-Độ ẩm <

15%.

-Độ hạt: mị,n bán thô, thô, rất thô.

-Rời.

-Độ ẩm < 5%.

-Độ hạt:rất mịn, mị,n bán thô.

-Rời.

-Độ ẩm > 10%

-Độ hạt: mị,n bán thô, thô

Khả năng

bảo dưỡng

- sửa chữa

- Dễ dàng bảo dưỡng.

- Thời gian bảo dưỡng trung bình.

- Bảo dưỡng nặng nề.

- Thời gian bảo dưỡng dài.

- Bảo dưỡng khó khăn và phức tạp.

- Thời gian bảo dưỡng dài.

- Dễ dàng bảo dưỡng.

- Thời gian bảo dưỡng dài.

- Bảo dưỡng khó khăn và phức tạp.

- thời gian bảo dưỡng dài.

- Dễ dàng bảo dưỡng.

- Thời gian bảo dưỡng trung bình.

Kết hợp với phạm vi ứng dụng của các thiết bị nâng chuyển (trình bày ở trên, trong

Phần 1, Mục 1 1 ) với Bảng 1 3 - Bảng so sánh một số loại thiết bị nâng thông dụng so với Cablevey, tổng hợp lại các ưu và nhược điểm của thiết bị nâng chuyển dạng cáp dĩa so

với các một số thiết bị nâng thông dụng khác, ứng với cùng một số điều kiện và yêu cầulàm việc như sau,:

- Vật liệu rời, tơi ( độ xốp y > 0,65) (1)

- Độ hạt dmin> (0,01 - 0,05) mm (2)

- Góc nghiêng nâng vật liệu:Ѳ= (75 – 90)0 (3)

- Chiều cao nâng h = (2,5 – 1 5) m (4)

- Không gian bố trí thiết bị không lớn (5)

- Yêu cầu về độ an toàn và bảo vệ chất lượng vật liệu cao (6)

- Yêu cầu về độ tổn hao trong quá trình vận chuyển thấp (ít hơn 10%) (7)

- Yêu cầu về độ ồn thấp (8)

- Yêu cầu về độ bụi thấp (9)

- Yêu cầu về tiêu hao năng lượng thấp (10)

- Yêu cầu về giá thành (1 1)

+ Vít tải khó có thể đáp ứng được các điều kiện và yêu cầu sau: (4), (10), (1 1).+ Băng tải ống khó có thể đáp ứng được các điều kiện và yêu cầu sau: (5), (10), (11).

+ Băng tải khí động khó có thể đáp ứng được các điều kiện và yêu cầu sau: (8),(10), (1 1)

(Trên thực tế, công nghệ hiện nay có các loại băng tải HAC (High Angle Conveyor)

có thể nâng vật liệu theo góc nghiêng lên đến 600, tuy nhiên khái niệm về băng tải HAClại là một biến thể của băng tải đai truyền thống, sử dụng kết hợp một băng tải dẫn dạng

đai truyền thống (Carrying Conveyor Belt), một băng tải trợ kéo kẹp trên (Floating Conveyor Belt) và một hệ thống các con lăn ép áp lực đều (Equalised Pressing Rolls), ép

và vận chuyển dòng vật liệu, chính vì vậy còn gọi là hệ thống băng tải kẹp (SandwichConveyor) (xem Hình 1 1 4)).

Trong khi đó, thiết bị nâng dạng cáp dĩa (Cablevey/ Tube Drag Conveyor) phần nàođáp ứng được yêu cầu (11) và (10), đáp ứng từ trung bình đến tốt các điều kiện và yêucầu còn lại Vậy trong điều kiện và yêu cầu làm việc như vậy, thiết bị nâng dạng cáp dĩalà một giải pháp hiệu quả Chính vì vậy, thiết bị nâng chuyển dạng cáp dĩa là dạng thiết

bị hiệu quả dùng trong nâng chuyển vật liệu rời trong công nghiệp nhựa, công nghiệpchế biến thực phẩm (thức uống, thức ăn ăn liền, gia vị, v v …), nông sản, công nghiệpchế biến thức ăn gia súc, một phần trong công nghiệp năng lượng (vận chuyển tro, xỉ, v

v … ), v v … (xem trong Bảng 1, 1, trong Mục I 1 1 ) Các ngành công nghiệp trên đóng vai

trò thiết yếu trong cuộc sống, quy mô sản xuất lớn (Continous Manufacturing System), dođó, nhu cầu về thiết bị nâng chuyển dạng cáp dĩa là rất lớn

Nhu cầu về một thiết bị nâng chuyển vật liệu có thiết kế đơn giản, kích thước nhỏgọn, kín khí, vệ sinh, vận hành êm, tiêu hao ít năng lượng và dễ dàng tổ hợp, lắp đặt,bảo dưỡng và sửa chữa trong công nghiệp đặc biệt trong công nghiệp ngày càng trở nêncấp thiết hơn do yếu tố giảm thiểu chi phí sản xuất tính trên đơn vị sản phẩm và việc đápứng được các yêu cầu của khách hàng về chất lượng, về quy trình sản xuất an toàn và

“xanh”, … đã trở thành yếu tố sống còn của doanh nghiệp trong cơ chế cạnh tranh khốcliệt Các nhà khoa học đã và đang không ngừng tìm hiểu và nghiên cứu các đặc điểmcủa vật liệu cần vận chuyển, các cơ cấu vận hành mới tiên tiến hơn Đặc biệt, với hơn 70

- 90% nguyên liệu (khoáng sản, quặng, bột kim loại (dùng thiêu kết), hạt nhựa, bột ngũcốc, cà phê, hóa chất, …), nhiên liệu (than đá, than cốc, mạt cưa, trấu, …), bán thànhphẩm, (bột mì, bột dược phẩm, sợi tổng hợp, hoá chất cơ bản, bột thủy tinh tổng hợp,clinker, hạt điều, cà phê sơ chế, …), thành phẩm trung gian, phế phẩm (xỉ quặng, xỉ lònung, bụi lò công nghiệp, lon nhôm tái chế, nhựa tái chế, …) và thành phẩm (thuốc viên,thực phẩm, lương thực, bi sắt (dùng cho ổ bi), …) trong các ngành công nghiệp tồn tại ởdạng vật liệu rời (bulk materials), nhu cầu về công nghệ vận chuyển vật liệu bột lại càngtrở nên quan trọng hơn Vì vậy, nhiệm vụ chính của đề cương này là chọn một giải pháp,thiết lập và cải tiến quy trình chế tạo mô hình của một thiết bị vận chuyển vật liệu rờihiệu quả dùng trong công nghiệp, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp chế biến

lương thực – thực phẩm và dược phẩm, một cách khoa học dựa trên quy trình thiết kế và

phát triển sản phẩm (theo [A.2], [1] và [3]).

Hình 1 1 5 : Băng tải HAC (High Angle Conveyor).

IV - Nhiệm vụ và phạm vi của luận văn tốt nghiệp:

Nhiệm vụ và phạm vi của Luận văn tốt nghiệp là xây dựng về cơ sở lý thuyết đểhình thành quy trình thiết kế và tính toán một mô hình thiết bị nâng chuyển dạng cáp dĩaứng dụng trong dây chuyền đóng gói cà phê (bán thành phẩm / thành phẩm), có đề cậpđến quá trình chống vón cục (Agglomeration) trong lúc vận chuyển để tăng hiệu quả vàchất lượng cũng như rút ngắn thời gian sản xuất Nhiệm vụ và phạm vi của Luận văn tốtnghiệp gồm các nội dung sau:

- Lập quy trình thiết kế mô hình thiết bị nâng dạng cáp dĩa (Cablevey/ Tube DragConveyor) từ ý tưởng đến phương thức tính toán (cơ sở lý thuyết và quy trình tínhtoán ứng dụng) (đi sâu về ứng dụng cụ thể trong dây chuyền đóng gói cà phê (bánthành phẩm / thành phẩm)

- Lập cơ sở dữ liệu các bảng thông số tra cứu hỗ trợ cho công tác tính toán thiết kếmô hình băng tải dạng cáp dĩa (Cablevey) và phần mềm tính toán các thông sốthiết kế

- Mô phỏng lắp và mô phỏng bền các chi tiết quan trọng trong quá trình làm việccủa thiết bị nâng chuyển dạng cáp dĩa (Cablevey) ứng dụng trong trường hợp cụthể, ứng dụng trong dây chuyền đóng gói cà phê rang bán thành phẩm và thànhphẩm