Thiết kế máy ép than tổ ong

Thiết kế máy ép than tổ ong Thiết kế máy ép than tổ ong Thiết kế máy ép than tổ ong Thiết kế máy ép than tổ ong Thiết kế máy ép than tổ ong Thiết kế máy ép than tổ ong Thiết kế máy ép than tổ ong Thiết kế máy ép than tổ ong Thiết kế máy ép than tổ ong Thiết kế máy ép than tổ ong

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ MÁY ÉP THAN TỔ ONG

Người hướng dẫn: ThS HOÀNG MINH CÔNG Sinh viên thực hiện: LÊ TRỌNG VŨ

Đà Nẵng, 2018

MỤC LỤC

Lời nói đầu: ………1

Chương 1: Khái quát vè ngành than Việt Nam và nhu cầu sử dụng 1.1 Giới thiệu nghành than Việt Nam :………2

1.2 Tầm quan trọng cua ngành than đối với kinh tế: ……… 3

1.2.1 Thuận lợi cơ bản của ngành than:………3

1.2.2 Những khó khan phai đối mặt:……… 4

1.3 Nhu cầu sử dụng:……….4

1.3.1 Giới thiệu chung về than đá:……… 5

1.3.2 Sử dụng than tổ ong:………6

1.4 Chọn hỗn hợp than:……….…… 6

1.5 Các loại than tổ ong: ……….6

1.6 Một số phụ gia để pha trộn với than đá:……… 7

1.6.1 Trộn với than bùn:……… 7

1.6.2 Trộn với đất sét: ……….8

1.6.3 Trộn với 1 số phụ gia khác:……… ….8

1.7 Một số lưu ý khí sử dụng than tổ ong:……….8

1.8 Ưu nhược điểm của than tổ ong đối với nhiên liệu khác:……… 8

1.8.1 Ưu điểm:……… 8

1.8.2 Nhược điểm………8

1.8.3 Hình ảnh than tổ ong……… 8

1.9 Kết luận………9

Chương 2: Quy trình sản xuất,Công nghệ ép than tổ ong, các phương án thiết kế 2.1 Mục tiêu của quá trình sản xuất than:……… 10

2.2 Công nghệ sản xuất than tổ ong:………10

2.2.1 Sơ đồ quy trình sản xuất tổ ong:……… 10

2.2.2 Máy móc phục phụ cho quá trình khai thác,1 số phụ gia ……… 11

2.2.3 Trộn than và ép thành sản phẩm:………13

2.3 Thiết bị ép than tổ ong:……… 14

2.4 Các phương án thiết kế :………15

2.4.1 Máy ép thủ công……… 16

2.4.2.Máy ép kiểu xoắn trục vít……… 17

2.4.3.Máy ép dùng kiểu thủy lực:……….18

2.4.4.Máy ép dùng cơ cấu tay quay –thanh truyền ……… 19

2.4.5.Chọn phương án thiết kế máy ép than ………20

DUT.LRCC

Chương 3: Tính toán thông số kĩ thuật của máy,tính toán công suất ,chọn động cơ

3.1 Sơ đồ động học của máy:………21

3.2 Xác định kích thước kết cấu khuôn ép:……… 26

3.3 Tính toán lực ép:……….27

3.3.1 Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ép:……….27

3.3.2 Xác định lực ép và độ đầm chặt :………28

3.3.2.1 Trạng thái ứng suất trong khuôn khi ép:……… 28

3.3.2.2 Quan hệ lực ép và độ đầm chặt:……… 30

3.3.2.3 Tính toán pk б……….30

3.4 Công suất dẫn động băng tải:………31

3.5 Công suất dẫn động cơ cấu ép:……… 31

3.5.1.Công suất tiêu hao cho dầm chặt……… 31

3.5.2.Công suất tiêu hao cho tháo sản phẩm ……… 32

3.6 Công suất dịch chuyển các tấm đảo:……….32

3.7 Tính chọn động cơ điện :………33

3.8 Phân phối tỷ số truyền:……… 34

3.8.1.Xác định tỷ số truyền chung:……… 34

3.8.2.Xác định công suất ,số vòng quay,momen xoắn trên các trục:………34

Chương 4: Thiết kế bộ truyền đai,hộp giảm tốc,thiết kế các cơ cấu truyền động 4.1 Phân phối tỷ số truyền:……… 36

4.2 Thuyết kế bộ truyền đai:………36

4.2.1 Ưu nhược điểm bộ truyền đai:………36

4.2.2 Tính toán bộ truyền đai:……… 36

4.2.2.1.Chọn loại đai :……… 37

4.2.2.2.Định đường kính bánh đai……… 38

4.2.2.3.Sơ bộ khoảng cách trục A:……… 39

4.2.2.4.Định chính xác chiều dài đai L và khoảng cách trục A………… 39

4.2.2.5.Xác định và kiểm nghiệm góc ôm ……… 40

4.2.2.6.Xác định số đai cần thiết:……… ……… 40

4.2.2.7.Xác định kích thước chủ yếu của bánh đai……… 41

4.2.2.8.Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục :………41

4.3 Thiết kế hộp giảm tốc:………42

4.3.1 Giới thiệu về hộp giảm tốc:……….42

4.3.2 Thiết kế các bộ truyền bánh răng:………42

4.3.2.1.Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh……….42

4.3.2.2.Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm:……… 49

4.3.2.3.Tính trục và chọn then :……… 55

4.4 Thiết kế bộ truyền bánh răng dẫn động băng tải:……… 66

DUT.LRCC

4.5 Thiết kế bộ truyền dẫn động cơ cấu cấp liệu :……… 72

4.6 Thuyết kế bộ truyền dẫn động cơ cấu ép:……… 76

4.7 Thuyết kế bộ truyền bánh răng khuyết chuyển vị trí mâm quay:…….82

4.8 Thuyết kế bộ truyền bánh răng nón dẫn đông mâm quay……….87

Chương 5: Tính toán thiết kế trục,then ,khớp nối,và gối đỡ trục 5.1 Thiết kế trục và then :……….92

5.2 Tính chính xác trục:………97

5.3 Thiết kế gối đỡ trục ……… 100

5.4 Thiết kế khớp nối trục:……….101

Chương 6: Lắp đặt ,vận hành và bão dưỡng máy 6.1 Lắp đặt máy:………103

6.2 Vận hành và bảo dưỡng máy :………103

6.3 Vấn đề an toàn lao động :………104

6.3.1.Nguyên nhân gây ra tai nạn:………104

6.3.2.Mục đích của an toàn lao động :……… 104

6.3.3.Biện pháp đảm bảo an toàn lao động:……….105

KẾT LUẬN:……….107

Tài liệu tham khảo….……… 108

DUT.LRCC

DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ VÀ SƠ ĐỒ

-BẢNG 5.2 : Thông số về then và kiểm tra độ bền

-HÌNH 1.1: Khai thác và chế biến than ở Quảng Ninh

-HÌNH 1.2: Khai thác và chế biến than

-HÌNH 1.3: Than tổ ong thành phẩm

-HÌNH 1.4:Than đá

-HÌNH 1.5: Bếp dùng than tổ ong

-HÌNH 1.6: Các loại cỡ than

-HÌNH 1.7: Một số loại than tổ ong phổ biến

-HÌNH 2.1: Sơ đồ quy trình sản xuất than tổ ong

-HÌNH 2.2: Hình ảnh về than đá, than bùn đất sét

-HÌNH 2.3: Một số loại máy sản xuất than tổ ong

-HÌNH 2.4: Một số loại máy sản xuất than tổ ong

-HÌNH 2.5: Sơ đồ máy ép than bằng thủ công

-HÌNH 2.6: Sơ đồ máy ép kiểu trục vít

-HÌNH 2.7: Sơ đồ máy ép dùng thủy lực

-HÌNH 2.8: Sơ đồ máy ép dùng cơ cấu tay quay-thanh truyền

-HÌNH 3.1: Sơ đồ động học của máy

-HÌNH 3.2: Kích thước khuôn ép than tổ ong

-HÌNH 3.3: Một số kích thước than tổ ong phổ biến nhất

-HÌNH 3.4: Sự phấn bố áp lực ép theo chiều cao hỗn hợp trong khuôn ép

-HÌNH 3.5: Sự phấn bố áp lực ép theo chiều cao hỗn hợp

-HÌNH 3.6: Kích thước thùng trộn

-HÌNH 4.1 : Kích thước đai

-HÌNH 4.2: Hình ảnh đai thang

-HÌNH 4.3: Các thông số về chiều dài

-HÌNH 4.4: Biểu đổ mô men tại trục 1

-HÌNH 4.5: Biểu đổ mô men tại trục 2

-HÌNH 4.6: Biểu đổ mô men tại trục 3

-HÌNH 4.7 : Các bộ truyền động của máy

DUT.LRCC

-HÌNH 4.8: Các phương án của bộ truyền bánh răng khuyết

-HÌNH 4 9: Cơ cấu gạt vị trí

-HÌNH 5.1: Biểu đồ momen trên trục 4

-HÌNH 5.2: Biểu đồ momen trên trục 5

-HÌNH 5.3: Nối trục chữ thập

-HÌNH 6.1: Mục tiêu của an toàn lao động

-HÌNH 6.2: Mục tiêu của an toàn lao động

-HÌNH 6.3: Tập huấn về an toàn lao động

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án tốt nghiệp là giai đoạn cuối cùng trong chương trình đào tạo kĩ sư của các trường kĩ thuật Qua đồ án này sinh viên vận dung và tổng hợp tất cả kiến thức đi được

để giải quyết đề tài đã được giao.Có thể xem đây là kết quả đánh giá trình học tập của sinh viên,chuẩn bị kiến thức thật tốt cho 1 tân kĩ sư ra trường

Ngày nay khoa học và công nghệ trên thế giới phát triển nhanh và không ngừng hoàn thiện ,không ngừng vươn tới một đỉnh cao mới ,trong đó có thành tựa cơ khí trog sản xuất.Khẳng định được vai trò của ngành cơ khí trong chiến lược cơ khí hóa tự đông hóa đất nước là việc có ý nghĩa,tạo phát triển mọt ngành công nghiệp cơ khí phát triển mạnh mẽ.Ở các nước phát triển nghàng cơ khí chế tạo máy luôn được quan tâm hang đầu Ở ta công nghệ cũng được đưa vào sản xuất Nghiên cứu về sản xuất than tổ ong của chúng ta,ta thấy từ sản xuất thủ công bằng lao động chân tay, con người đã phát minh cải tiến ra máy ép than tổ ong ngày càng tiện lợi cho năng suất cao hơn.Hiện nay nhu cầu sử dụng than tổ ong thay thế cho nhiên liệu khác rất cần thiết ,do đó cần cải tiến máy móc để phục nhu cầu đó

Sau 5 năm học tại trường bằng những kiến thức đã học ,những kinh nghiệm của thầy cô, và máy móc thực tế, sau 1 thời gian khảo sát tính toán ,tham khảo tài liệu và

sự giúp đỡ tận tình của thầy Hoàng Minh Công em đã hoàn thành đề tài”Thiết kế máy

ép than tổ ong”.Thực tế máy ép than tổ ong có nhiều loại mỗi loại đều có ưu nhược điểm khác nhau.Với nền kinh tế hiện vẫn khó khăn của chúng ta thì tiêu chi sản xuất

và giá thành phải được ưu tiên Do để đáp ứng tiêu chí trên em chon kiểu máy ép dùng tay quay –thanh truyền kết cấu dễ chế tạo và cho năng suất cao

Trong quá trình làm đề tài không tránh khỏi sai sót,em mong nhận được ý kiến để được hoàn thiện hơn

Cuối cùng em cảm ơn thầy đã tận tình hướng dẫn ,sửa chữa để giúp em hoàn thành đồ án này

DUT.LRCC

Chương 1:KHÁI QUÁT VỀ NGÀNH THAN VIỆT NAM VÀ NHU CẦU

SỬ DỤNG

1.1.Giới thiệu ngành than Việt Nam

Ngành than Việt Nam đã có lịch sử khai thác hơn 100 năm ,với 75 năm truyền thống vẻ vang, từ cuộc bãi công ngày 12/11/1936 của hơn 3 vạn thợ mỏ đã giành được thắng lợi rực rỡ đánh dấu mốc son chói lọi trong trang sử hào hùng của dân tộc

Trong suốt chặng đường vừa qua,công nhân ,cán bộ Tập đoàn Công nghiệp Than Khoáng sản Việt Nam đã liên tiếp hoàn thành toàn diện các chỉ tiêu kế hoạch các chỉ tiêu kế hoạch năm sau cao hơn năm trước

Hình 1.1.Khai thác và chế biến than ở Quảng Ninh

Năm 2010,Tập đoàn Công nghiệp Than và Khoáng sản Việt Nam (TKV) đã sản xuất 44,8 triệu tấn than và nhiều sản phẩm điện,cơ khí, dịch vụ khác,đạt tổng doanh thu 69,9 ngàn tỷ đồng,lợi nhuận trên 6.000 tỷ đồng,thu nhập bình quân đạt 6,2 triệu đồng/người/tháng.Như vậy việc khai thác khoáng sản không ngừng tăng doanh thu nhưng việc khai thác phải đi đôi với bảo tồn và sử dụng hiệu quả (Hình 1.1)

Trong năm 2011, TKV hứa hẹn sẽ đạt và vượt mục tiêu tổng doanh thu trên 70.000 tỷ đồng, đây là con số có mức tăng khá cao so với năm 2010.Không những sản xuất và kinh doanh tốt ở trong nước,thực hiện nghị quyết của Đảng và Nhà nước về tăng cường hợp tác quốc tế,Vinacomin cũng đã mở rộng hợp tác quốc tế trong lĩnh vực

DUT.LRCC

khoáng sản sang Lào,Campuchia, CHLB Nga.Tập đoàn cũng tích cực tìm kiếm nguồn than để trong thời gian tới đây sẽ tiến hành nhập khẩu than phục vụ cho phát điện trong nước

Công tác thăm dò được tăng cường,phát hiện thêm nhiều tài nguyên mới,áp dụng công nghệ mới vào sản xuất,vào đầu tư,rồi tổ chức hiệu quả nhiều phong trào thi đua, tham gia tích cực các hoạt động xã hội tại các địa phương Đây là những thành tích rất

cơ bản, bảo đảm cho sự phát triển ổn định và bền vững

1.2.Tầm quan trọng của ngành than đối với kinh tế nước nhà

Hơn nửa thế kỷ đã đi qua,để lại nhiều nốt thăng trầm trong lịch sử cách mạng phát triển ngành than,đặc biệt hơn là thời kỳ bước vào công cuộc đổi mới đất nước Ngành Than đã phải đối mặt với vô vàng những khó khăn,thử thách Than bị khai thác trái phép,mọi người hùa nhau đi làm than thì đã nhưng cả những công ty,cơ quan cũng đua nhau làm than,tranh mua tranh bán để kiếm lợi Chính những điều đó đã làm cho nguồn tài nguyên Thiên Nhiên và môi trường vùng mỏ bị hủy hoại nghiêm trọng.Tất

cả những sự việc trên nguyên nhân cũng là do thiết sự tổ chức và sự thống nhất trong quản lý của bộ máy nhà nước đã đẩy các công ty Than chính thống vào thế phải thu hẹp sản xuất khiến ngành Than lâm vào khủng hoảng, suy thoái nghiêm trọng.Việc khai thác than phải hiệu quả và đem lại lợi ích cao (Hình 1.2)

Hình 1.2: Khai thác và chế biến than

1.2.1 Thuận lợi cơ bản của ngành than

Sau năm 1975,ngành công nghiệp than Việt Nam cũng được Chính phủ ưu tiên trong hợp tác kinh tế giữa Việt Nam và các nước thông qua các hiệp định thương mại,

DUT.LRCC

các nghị định thư cấp chính phủ bằng các con đường nhập “thiết bị toàn bộ”,“thiết bị lẻ”,“hỗ trợ kỹ thuật”,“đào tạo chuyên gia” Hơn 80% năng lực sản xuất của ngành than đã được hình thành và phát triển nhờ sự giúp đỡ của Liên Xô (cũ).Các công trình quan trọng của Việt Nam hiện nay đều được Liên Xô hỗ trợ kỹ thuật (thiết kế, cử chuyên gia giám sát thi công, chạy thử, nghiệm thu) và cung cấp thiết bị đồng bộ

Đội ngũ cán bộ kỹ thuật chủ chốt của ngành than cũng được các nước (Liên Xô,

Ba Lan,Trung Quốc, Đức, Romania, Tiệp Khắc, Triều Tiên) giúp đỡ đào tạo rất cơ bản

=> Tóm lại,từ trước năm 1986, ngành công nghiệp than Việt Nam là một trong những ngành công nghiệp có “độ mở” tương đối cao.Tỷ lệ tổng giá trị nhập khẩu,xuất khẩu của Việt Nam đã được “giáp mặt” với thị trường quốc tế từ lâu

1.2.2 Những khó khăn phải đối mặt

Khó khăn lớn nhất của ngành than là phải vượt qua chính bản thân mình cả về tư duy phát triển cũng như năng lực quản lý Tuy đã được các chuyên gia dự báo từ rất sớm về yêu cầu bắt buộc phải nhập khẩu than,đã được Chính phủ và Bộ Công Thương giao nhiệm vụ rất rõ ràng và rất cụ thể về “đảm bảo cung cấp đủ than cho nền kinh tế”, nhưng các nhà quản lý, những người có trách nhiệm trong ngành than đến nay vẫn

“bình chân như vại”,cho rằng than ở Việt Nam không thiếu,xuất khẩu được cứ xuất, sau này cần bao nhiêu cũng có,miễn giá bán than trong nước được Chính phủ chấp nhận bằng giá nhập khẩu than

Khó khăn thứ hai là lợi ích nhóm đã được hình thành và đang được vận hành tối

đa trong ngành than.Từ cuối năm 1994,tại buổi làm việc với Tỉnh ủy Quảng Ninh trên vịnh Hạ Long (trước khi tập đoàn Than và Khoáng sản - TKV - được thành lập),Tổng

bí thư Đỗ Mười đã gạch đỏ các câu trong một bài viết được đăng trên tuần báo của Bộ Thương mại số ra ngày 14 đến 20-7-1994: “Có người đã nói đến việc Việt Nam phải nhập khẩu than.Khả năng đó không thể loại trừ”,“Nguy cơ ngập mỏ Mông Dương hiện nay sẽ không còn là điều khó xảy ra”, và “Chủ trương tổ chức lại ngành than theo hướng bỏ bộ chủ quản là cần thiết và đúng lúc”

Đó là hậu quả của việc lợi ích nhóm đã được đặt lên cao hơn lợi ích của cả nền kinh tế Hiện nay,từ giám đốc đến công nhân mỏ đều hiểu rằng,TPP đối với TKV còn nặng nề hơn đợt mưa bão gây ngập lụt vừa qua đối với Quảng Ninh

1.3.Nhu cầu sử dụng

Trong những năm trở lại đây than tổ ong được đưa vào sử dụng phổ biến với nhiều loại khác nhau về kích thước và khối lượng, về tính chất mồi,thời gian nấu,về nhiệt lượng tỏa ra,có thể dùng than hoạt tính hoặc than thường.Nếu so sánh việc đầu tư ban đầu và chi phí sử dụng hàng ngày của 2 hình thức đun nấu bằng than tổ ong và gas

DUT.LRCC

thì dễ dàng nhận thấy dùng than tổ ong rẻ hơn rất nhiều.Đó chính là lý do vì sao khi gas vừa tăng giá thêm, nhiều người đã trở về với việc đun nấu bằng than truyền thống Thế nhưng, có một điều mà hầu như ai cũng biết nhưng vẫn làm ngơ đó là sự độc hại

của than tổ ong

Khói than không chỉ ảnh hưởng trực tiếp tới người sử dụng bếp mà còn ảnh hưởng tới những người xung quanh.Những nhóm đối tượng chủ yếu sẽ chịu ảnh hưởng nặng nề của khói than là người già,trẻ nhỏ,phụ nữ mang thai, người bệnh

Đối với than hoạt tính thì việc nhen mồi mau,đỡ tốn thời gian mồi lửa nhưng chế tạo lâu,tốn công làm giá thành cao nên ít được dùng Hiện nay trên thị trường Đà Nẵng thường dùng loại than cỡ trung có chiều cao 100 mm, đường kính Φ120 mm, khối lượng trên dưới 1,5 kg,thời gian cháy 3-4 tiếng đồng hồ (Hình 1.3)

Than đá là một dạng không tinh khiết của carbon,hình thành từ các tàng tích của thực vật thời tiền sử,than đá rất dễ cháy và toản rất nhiều nhiệt.Cũng như dầu khí, than

đá là nhiên liệu hóa thạch trong khi dầu khí hình thành từ tàng tích động vật,các tàng tích thực vật này bị ép chặt và biến đổi bởi các lớp đất đá nằm trên chúng (Hình 1.4)

Có ba loại than chính, mỗi loại có hàm lượng carbon khác nhau:

-Than Antraxit

-Than Bitun

-Than Nâu

1.3.2 Sử dụng than tổ ong

Viên than tổ ong được kết dính từ những bột than lại với nhau mục đích là để

tăng bề mặt tiếp xúc với không khí và tạo hình dạng viên than Khi than cháy nhiệt của viên than tập trung ở giữa vì vậy 19 lỗ của viên than phân bố không đều,số lỗ tập trung bên ngoài nhiều hơn ở giữa

Tùy theo nhu cầu thực tế mà người ta có thể sử dụng lò một viên hoặc lò 3 viên than Đối với lò 1 viên than được dùng với việc nấu nướng thông thường với thời gian khoảng 3 tiếng, nếu như ta che miệng lò lại ngăng gió thì có thể sử dụng được 4 tiếng Nếu cần dùng lượng nhiệt lớn thì dùng lò 3 viên.Khi đun nấu cần phải mồi than từ 10 – 15 phút.Trường hợp nếu cần nấu với thời gian dài thì khi viên than đầu tiên cháy gần hết thì đưa viên than tiếp theo vào mồi

1.4 Chọn hỗn hợp than

Qua thời gian khảo sát thực tế với người dùng và người sản xuất,trong sản xuất hàng loạt hiện nay thông dụng nhất là than đá + đất sét 2-5% đã hòa thành nước sau khi phun tơi lên than,cho nên hỗn hợp than có độ kết dính cao,đảm bảo độ cứng cho vận chuyển và đảm bảo thời gian cháy.Như vậy thành phần tạo ra hỗn hợp than gồm có:

+Đất sét: Được khai thác ở vùng lân cận nơi sản xuất, độ kết dính phụ thuộc vào hàm lượng đất sét rất nhiều

+ Bột than: Khai thác ở các hầm mỏ ở Quảng Ninh, Đông Bằng Sông Hồng…vận chuyển về nơi sản xuất, sau đó được nghiền nhỏ thông qua quá trình trộn và nghiền và trộn thành những hỗn hợp nhất định

+ Nước được phun đều lên hỗn hợp than 20-30%

Tùy vào yêu cầu thực tế của người dùng là cung cấp nhiệt và thời gian cháy, khả năng công nghệ của máy ép than tổ ong mà người ta có thể tạo ra nhiều loại than tổ ong với kích thước khối lượng khác nhau(Hình 1.6) Sau đây là một số sản phẩm than

lỗ, đường kính mỗi lỗ Φ120 mm có thể sử dụng được 3-4 tiếng trong quá trình đốt

1.6 Một số chất phụ gia để pha trộn với than đá

Than sau khi được khai thác ở hầm mỏ, được nghiền nhỏ thong qua máy nghiền Nếu chỉ cho bột than vào khuôn ép tạo thành viên than thì nó ít kết dính với nhau vì vậy để tăng thêm độ bền cho viên than và dễ gây cháy người ta trộn thêm nước và một

số chất phụ gia để tăng độ ẩm và tăng bền để vận chuyển dễ dàng không bị đổ vỡ

1.6.1 Trộn với than bùn

Ta đưa thêm than bùn và nước vào 20% thể tích viên than Thành phần có ở bùn lầy, do những cây cối, xác động vật chết lâu ngày vùi trong bùn hình thành than bùn + Ưu điểm: Dễ mồi lửa, cháy nhanh cho nhiệt lượng lớn

DUT.LRCC

+Nhược điểm: nguyên liệu than bùn ít, khó tìm, làm bẩn nhà máy, gây ô nhiễm môi trường

1.6.2 Trộn với đất sét

Thành phần đất sét có độ kết dính cao nhưng sản lượng ít, đối với một số loại bazan, đất đỏ…lẫn một ít đất sét, loại này rất nhiều trong thiên nhiên Độ ẩm 20 – 30%

+Ưu điểm: Dễ tìm, dễ khai thác, đem lại hiệu quả kinh tế

+Nhược điểm: -Độ nhạy bén tương đối ít

1.6.3.Trộn với một số phụ gia khác

Ngoài than bùn ,đất sét ,than tổ ong có thể được trộn với một số phụ gia khác

Than được hòa trộn với một số hợp chất nhựa cây làm cho viên than có độ kín chỉnh lớn nhưng loại này chỉ dung trong sản xuất thủ công để phục vụ riêng cho người sản xuất

+Ưu điểm: Độ bén lửa tốt, dễ mồi, năng lượng nhiệt lớn

+Nhược điểm: Hỗn hợp ít, chi phí cao

1.7.Một số lưu ý khi sử dụng than tổ ong

+ Không để bếp than tổ ong trong nhà,dưới lòng đường,cột điện,gốc cây, xe máy (những khu vực dễ gây cháy nổ)…

+ Sử dụng than sạch (không có khói, ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe)

+ Khi sử dụng,đặt bếp than ở nơi thoáng gió,rộng rãi

+ Mua than sạch ở những cơ sở có uy tín đã được nhà nước cấp giấy chứng nhận…

1.8 Ưu nhược điểm của than tổ ong so với các nhiên liệu khác

1.8.1 Ưu điểm

+Lượng nhiệt lớn

+Gía rẻ phù hợp với nhiều gia đình

+Thiết bị sử dụng cho quá trình đốt đơn giản

+Dễ nhen nhóm , dễ cháy

1.8.2 Nhược điểm

+ Có thể gây ô nhiễm nếu không phải than sạch

+Gây ảnh hưởng đến hô hấp nên cần phải che chắn và có hệ thông dẫn khói ra khỏi nơi sinh hoạt

+Chủ yếu sử dụng trong công nghiệp, sử dụng trong nấu ăn thì cần có những biện pháp sử dụng hợp lý hơn

1.8.3.Hình ảnh than tổ ong

Hiện nay việc sử dụng than tổ ong ngày càng phổ biến , nhiều loại mẫu mã ra đời với sự đa dạng về kích thước (Hình 1.7), chủng loại hiện nay ở Đà Nẵng người ta sử

DUT.LRCC

dụng chủ yếu loại than tổ ong có chiều cao viên than H= 100 hình trụ tròn có 19 lỗ,

đường kính mỗi lỗ Φ120 mm.Với các mẫu mã khác nhau như vậy thì lượng nhiệt do

quá trình đốt cháy than tổ ong cung thay đổi theo, tùy thuộc theo từng yêu cầu cho quá trình đốt cháy mà chúng ta lựa chọn viên than cho hợp lý Một số hình ảnh về mẫu mã các loại than tổ ong

Hình 1.7.Một số loại than tổ ong phổ biến

1.9.Kết luận

Dưới các chính sách hỗ trợ của nhà nước ngành than đã khẳng định mình là một ngành công nghiệp thu được một lợi nhuận lớn, mặc dù vẫn có những mặt thuận lợi nhưng thách thức đặt ra trước mắt của ngành than là không nhỏ đặc biệt là cạnh tranh với nguồn than được nhập từ ngoài nước.Sản phẩm tạo ra từ than đá không chỉ là than

tổ ong mà còn nhiều ứng dụng khác như làm bộ phận lọc trong máy lọc nước vv , trước đây, than dùng làm nhiên liệu cho máy hơi nước, đầu máy xe lửa Sau đó, than làm nhiên liệu cho nhà máy nhiệt điện, ngành luyện kim Gần đây than còn dùng cho ngành hóa học tạo ra các sản phẩm như dược phẩm, chất dẻo, sợi nhân tạo Than chì dùng làm điện cực Ngoài ra than còn được dùng nhiều trong việc sưởi ấm từ xa xưa nhưng khi cháy chúng tỏa ra rất nhiều khí CO nên cần sử dụng trong các lò sưởi chuyên dụng có ống khói dẫn ra ngoài cũng như có các biện pháp an toàn khi sử dụng chúng.nhưng chủ yếu than đá sử dụng chất đốt trong sinh hoạt

=>Như vậy để hiểu hơn than đá , các phần sau sẽ thể hiện rõ hơn thông qua đề tài thiết kế “Máy ép than tổ ong”

DUT.LRCC

Chương 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT, CÔNG NGHỆ ÉP THAN TỔ ONG

VÀ CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1 Mục tiêu của quá trình sản xuất than

Không ngừng nâng cao chất lượng than, hình dạng, kích thước viên than phù hợp với yêu cầu người sử dụng trong những điều kiện thích hợp Đối với nước ta hiện nay, việc sản xuất than là vấn đề cần thiết vì than có thể thay thế một số nguyên liệu khác như củi,dầu nhiệt tỏa ra nhiều và đồng đều

Việc sản xuất than giúp giải quyết công ăn việc làm cho người lao động, cải thiện điều kiện làm việc và khả năng làm việc của người lao đông Từ tầm quan trọng của than nói trên nên để thiết lập một quy trình công nghệ sản xuất than tối ưu là việc cần thiết

Than tổ ong bắt đầu từ than nguyên liệu khai thác ở hầm mỏ, sau đó đưa về kho chứa nguyên liệu, đưa lên băng tải đến máy nghiền, từ máy nghiền qua máy sáng để lọc than và những tạp chất khác, sau đó đưa tới máy trộn, trộn thêm Than bùn, các chất phụ gia và nước làm đều thêm hỗn hợp và sau đó đến máy ép tạo ra viên than, sau đó đẩy xuống băng tải để đưa sản phẩm đi phơi và đưa vào kho bảo quản sản phẩm và đưa sản phẩm tới nơi tiêu thụ phục vụ cho đời sống

2.2 Công nghệ sản xuất than tổ ong

2.2.1 Sơ đồ quy trình sản xuất than tổ ong

Để tạo ra được than tổ ong thành phẩm để sử dụng thì chúng ta phải theo một quy trình sản xuất lập sẵn (Hình 2.1 ),việc thiết kế quy trình ép than tổ ong phải phụ thuộc vào điều kiện vật tư tại nơi sản xuất dưới đây là hình ảnh thể hiện rõ hơn sơ đồ quy trình sản xuất than tổ ong

Muốn ép than ban đầu phải chuẩn bị các vật liệu (than +đất sét hoặc than bùn+nước) , than được đập nghiền rồi sàng lọc các tạp chất trước khi cho vào thùng trộn , than bùn hoặc đất sắt cũng được sấy khô và nghiền , tùy thuộc vào yêu cầu kích

cỡ cũng như một số yêu cầu khác mà chúng ta có hàm lượng thành phần trộn khác nhau, hỗn hợp đươc phun nước trước khi cho vào thùng trộn Dưới tác dụng máy ép than tạo ra thành phẩm và bàn giao cho khách hàng Đa số các than tổ ong sản xuất ra

có thể sử dụng ngay cho quá trình nung nấu, nhưng nếu để lâu hoặc dự trữ thì một số nhà máy người ta còn sử dụng công đoạn sấy than để đảm bảo dự trữ lâu dài hơn

DUT.LRCC

Vật liệu ban đầu

Đập

Nghiền

Sàng lọc hạt lớn và tạp chất

Nghiền

Sàng

Nghiền

Sàng Sấy Phơi Sấy Phơi

Trộn

Máy ép Băng tải

Sản phẩm Bàn giao cho khách hàng

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình sản xuất than tổ ong

2.2.2.Máy móc phục vụ cho quá trình khai thác,một số phụ gia trong than tổ ong

*Máy vận chuyển

DUT.LRCC

Máy vận chuyển liên tục phục vụ quá trình chuyển vật liệu rời trong phạm vi không lớn Căn cứ vào nguyên lý làm việc, máy vận chuyển liên tục chia làm 2 loại: +Máy vận chuyển liên tục bằng cơ khí

+Máy vận chuyển liên tục bằng thủy lực hoặc khí nén

Máy vận chuyển liên tục bằng thủy lực và khí nén dùng để vận chuyển vật liệu rắn nhờ dòng chảy của chất lỏng hay khí trong đường ống Nước và không khí đẩy và cuốn vật liệu làm chúng chuyển động trong đường ống theo quỹ đạo phức tạp Máy vận chuyển liên tục bằng cơ khí chia làm 2 loại:

+ Máy vận chuyển có bộ phận kéo, như băng tải, máy vận chuyển kiểu gàu, mấy vận chuyển kiểu tấm…

+ Máy vận chuyển không có bộ phận kéo như vít tải, con lăn tải máng lắc

Để vận chuyển than, đất sét đến máy nghiền và trộn một cách nhẹ nhàng, không bụi, giảm bớt sức lực cho công nhân, ta cho băng tải hoạt động liên tục, làm đều thêm thành phần hỗn hợp

Nguyên lý hoạt động của băng tải

Tấm băng được vòng qua các con lăn, tang quay Trong đó có 1 tang chủ động được truyền từ động cơ qua hộp giảm tốc tới bộ truyền xích Tấm băng được đỡ bởi các con lăn đỡ Thông thường hệ thống dẫn động được đặt ở đầu tấm băng Ở đây dùng hệ thống truyền động là hộp giảm tốc, bộ truyền đai Nhiệt độ làm việc băng tải thấp chọn loại băng tải vải bọc cao su

*Một số chất phụ gia để pha trộn với than đá

Than sau khi được khai thác ở hầm mỏ, được nghiền nhỏ thong qua máy nghiền Nếu chỉ cho bột than vào khuôn ép tạo thành viên than thì nó ít kết dính với nhau vì vậy để tăng thêm độ bền cho viên than và dễ gây cháy người ta trộn thêm nước và một

số chất phụ gia để tăng độ ẩm và tăng bền để vận chuyển dễ dàng không bị đổ vỡ

Ngoài ra để tạo độ kết dính trong than , người ta thường sử dụng thêm than bùn hoặc đất sét (hình 2.2),(hình 2.3) tùy thuộc vào từng vùng miền, địa lý lãnh thổ mà người ta sử dụng đất sét hoặc than bùn.Với hàm lượng pha trộn hợp lý sẽ góp phần duy trì sự cháy và thuận tiện cho quá trình vận chuyển

DUT.LRCC

Hình2.2.Hình ảnh về than đá, than bùn đất sét

2.2.3 Trộn than và ép thành sản phẩm

2.2.3.1.Trộn than

Than đá sau khi đã sàng lọc kỹ thành bột than sẽ được hòa trộn thêm các chất

phụ gia, nước đến máy trộn để làm đều hỗn hợp chuẩn bị cho quá trì épsảnphẩm.Máy hoạt động truyền chuyển động từ động cơ qua bộ truyền đai tới hộp giảm tốc và đến

thùng quay có gắn các tấm đảo, khi chuyển động sẽ khuấy trộn hỗn hợp

2.2.3.2 Ép sản phẩm

Giới thiệu chung về máy ép than tổ ong

Đã từ lâu con người dùng phương pháp thủ công ép bột than thành viên than nhưng năng suất thấp và tốn sức lao động, không đáp ứng đủ nhu cầu thị trường nên các nhà thiết kế đã cho ra một số loại máy ép Ép than tổ ong là một bước quan trọng trong quy trình công nghệ, nó quyết định hầu như toàn bộ chất lượng, năng suất và giá thành sản phẩm Đối với cơ cấu truyền lực cho chày ép là tay quay – thanh truyền đảm bảo máy cứng vững, không cồng kềnh, lực ép lớn

DUT.LRCC

Yêu cầu bột than trước khi đưa vào máy ép phải trộn đúng tỉ lệ với nước và phụ gia để đảm bảo chất lượng viên than

Mục đích của máy ép là tạo liên kết bền vững cho vật liệu ép để thuận lợi cho việc vận chuyển và sử dụng than Bộ phận tạo hình dạng sản phẩm là trục ép và khuôn ép Đường kính của trục ép và khuôn ép không thay đổi trong quá trình ép nhưng vị trí thay đổi, chốt tạo lỗ cho viên than có hình côn và mặt của trục ép tiếp xúc với viên than nối thêm lò xo đàn hồi để tạo điều kiện thuận lợi cho việc rút cần ép khỏi viên than Khi nguyên liệu được nạp vào buồng ép đến vị trí ép, trục ép tịnh tiến

từ trên xuống do đó nó chịu áp lực ngày càng tăng, làm cho nguyên liệu vị ép chặt lại

Ép chặt sản phẩm luôn đi kèm với sự nghiền nát và sự kết dính của vật liệu làm than Do đó thường xuyên xảy ra biến dạng dẻo và biến dạng đàn hồi

2.2.3.3.Phơi và bảo quản thành phẩm than tổ ong

Than sau khi ép được đẩy xuống băng tải và đưa đi phơi, sau đó đưa vào kho bảo quản.Than khi ép ra phải kiểm tra cơ tính viên than, hình dạng viên than đảm bảo góc cạnh, và điều chỉnh độ ẩm cho phù hợp để đảm bảo việc mồi than và thời gian sử dụng than Kho chứa phải cao ráo, thoáng mát, che nắng mưa tới khi đưa đi tiêu thụ

2.3.Thiết bị ép than tổ ong

Than tổ ong được sử dụng rộng rãi ở Đà Nẵng do nhiều ưu điểm và rẻ Trước đây than được sản xuất chủ yếu từ các phương pháp thủ công, dùng sức người là chính Than được trộn đều bằng các dụng cụ thô sơ, sau đó đổ vào khuôn, dùng nắp khuôn nén chặt, sau đó mở ra lấy viên than ra ngoài Hiện nay phương pháp thủ công ít được

sử dụng do chất lượng viên than thấp, tốn sức nên chỉ làm ở cơ sở nhỏ, phục vụ với

nhu cầu ít

Than được nghiền và trộn tại chỗ hoặc được chuyển từ nơi khác tới Sau đó chuyển than về nơi sản xuất than tổ ong Tại đây dùng máy ép than tổ ong ép thành sản phẩm Cơ cấu chính của máy ép gồm 1 cần ép và một cần đẩy Năng suất làm việc tùy khả năng của máy Ở đây yêu cầu là 1000 viên/giờ Sau khi ép thì đẩy than xuống băng tải và đi phơi Sau đây là một số loại máy ép than tổ ong phổ biến nhất

DUT.LRCC

Hình 2.3 Một số loại máy sản xuất than tổ ong

Ngoài ra muốn sản xuất được than tổ ong phải có nguồn cung cấp than, nguồn cung cấp chính là công ty than miền Trung, các chi nhánh rải rác khác ở Đà Nẵng như Hòa Phát, Non Nước… Than được nghiền và trộn tại chỗ hay chuyển từ nơi khác tới Sau đó chuyển than về nơi sản xuất than tổ ong Tại đây dùng máy ép than tổ ong

ép thành sản phẩm Cơ cấu chính của máy ép gồm 1 cần ép và một cần đẩy Năng suất làm việc tùy khả năng của máy Ở đây yêu cầu là 1000 viên/giờ Sau khi ép thì đẩy than xuống băng tải và đi phơi Sau một thời gian sử dụng thì các chốt bị mòn đi, do

đó các lỗ trên viên than bị nhỏ lại, khi này ta cần thay bộ chốt mới.Việc thay bộ chốt mới nhanh, nên ít ảnh hưởng đến quá trình làm việc và giá thành vừa phải

2.4 Các phương án thiết kế

Nói đến việc sử dụng máy móc trong ép than tổ ong thì rất đa dạng, từ những máy đơn giản đến những máy phức tạp ,từ nhưng máy có kích thước lớn đến những máy nhỏ, máy ép than tổ ong rất đa dạng về chủng loại và mẫu mã dưới đây thể hiện

một số loại máy ép than trong đời sống

2.4.1 Máy ép thủ công

Hình 2.4 Sơ đồ máy ép than bằng thủ công

1 – Khuôn ; 2 – Đòn bẩy Đây là phương pháp sử dụng sức người là chính tác động lên khuôn ép để tạo ra sản phẩm

+Nguyên lý làm việc

Khi than được đưa vào khuôn ép ta đóng nắp khuôn lại, ấn tay đòn lần một làm cho viên than được nén lại, sau đó mở nắp đậy ở trên và tác dụng vào tay đòn lần hai

để đưa than ra khỏi khuôn ra ngoài

+Ưu điểm Kết cấu gọn nhẹ, dễ vận chuyển, dễ chế tạo, lắp ráp và sửa chữa, giá thành

rẻ, dễ sản xuất phù hợp với đơn chiếc

+Nhược điểm Năng suất làm việc thấp, phụ thuộc nhiều vào sức người công nhân,

chất lượng viên than không đều và không đảm bảo

+Phạm vi sử dụng trong nhà máy, cơ sở sản xuất nhỏ…nhu cầu sử dụng than không

nhiều.Loại thủ công này hiện nay ít được sử dụng

DUT.LRCC

2.4.2 Máy ép kiểu xoắn trục vít

Hình 2.5 Sơ đồ máy ép kiểu trục vít

1 – Động cơ ; 2 – Hộp giảm tốc ; 3 – Cửa nạp liệu ;

4 – Buồng ép ; 5 – Trục vít ; 6 – Khuôn

+Nguyên lý hoạt động

Máy được truyền từ động cơ sang hộp giảm tốc đến trục vít ép Hỗn hợp than sau khi được đưa vào cửa nạp liệu xuống buồng ép nhờ vít ép quay, bước xoắn của trục vít tác động liên tục lên hỗn hợp tạo ra lực ép đẩy hỗn hợp ra khuôn ép, sau khi đạt kích thước chiều dài ta cắt từng viên

+Ưu điểm

- Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ tháo lắp, sửa chữa

- Máy hoạt động êm, năng suất của máy có thể cao hơn phương pháp thủ công khi ta tăng thêm vận tốc trục vít

- Vốn đầu tư ít, cách vận hành đơn giản, máy làm việc lien tục không gián đoạn

- Loại máy này không thể điều khiển tự động

+Phạm vi sử dụng.loại này trong thực tế hiện nay cũng ít dùng vì sản lượng tạo phế

phẩm nhiều

DUT.LRCC

2.4.3 Máy ép dùng thủy lực

Hình 2.6.Sơ đồ máy ép dùng thủy lực

1 – Sống trượt ; 2 – Piston ; 3 – Hệ thống thủy lực ; 4 – Chày ép ; 5 – Khuôn ép

- Chuyển động êm, ít gây ồn

- Dễ điều khiển tự động, có thể đảo chiều nhanh phòng khi quá tải

- Tốc độ nhanh, năng suất cao

+Nhược điểm

- Hệ thống thủy lực phức tạp, cồng kềnh với hệ thống bể dầu và bộ phận hút, xả dầu

- Giá thành tương đối cao

- Yêu cầu kỹ thuật cao

+Phạm vi sử dụng Máy ép thủy lực được dùng trong phạm vi rộng rãi của cơ khí, tự

động hóa và các ngành khác không chỉ ép than tổ ong

DUT.LRCC

2.4.4 Máy ép dùng cơ cấu tay quay – thanh truyền

Hình 2.7 Sơ đồ máy ép dùng cơ cấu tay quay-thanh truyền

1 – Động cơ ; 2- Bộ truyền đai ; 3 – Hộp giảm tốc ; 4 – Bộ truyền bánh răng thẳng

5 – Tay quay ; 6 – Thanh truyền ; 7 – Con trượt ; 8 – Chày ép ; 9 – Khuôn ép

+Nguyên lý hoạt động:

Dựa trên nguyên lý biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến nhờ thanh truyền Khi bánh răng truyền động bởi động cơ qua hộp giảm tốc làm cho thanh truyền chuyển động lên xuống đồng thời cần ép cũng lên xuống để ép tạo ra sản phẩm

+Ưu điểm

- Kết cấu đơn giản, nhỏ gọn

- Năng suất rất cao tùy khả năng công nghệ của máy

- Đảm bảo độ cứng vững và hạn chế máy rung

- Dễ điều khiển tự động

- Giá thành vừa phải, dễ sử dụng

+Nhược điểm

- Các chi tiết máy khá lớn

- Làm việc không liên tục

- Một số cơ cấu tương đối phức tạp

- Vận tốc làm việc chậm

+Phạm vi sử dụng.Máy ép được sử dụng rộng rãi do năng suất cao, đáp ứng nhu cầu

sử dụng than đang tăng lên

DUT.LRCC

2.4.5 Chọn phương án thiết kế máy ép than tổ ong

Tùy nhu cầu cung cấp sản phẩm, vốn đầu tư mà việc chọn phương án thiết kế rất quan trọng, nó quyết định giá sản phẩm, năng suất, vốn đầu tư

Theo các phương án đã nêu ở trên cùng với sản lượng sản phẩm đã cho là 1000 viên/ giờ, để chọn phương án phù hợp Vận tốc ép là một nhân tố cần thiết Nếu vận tốc nhỏ thì chất lượng viên than tốt, nhưng sản lượng không đạt yêu cầu, nếu vận tốc lớn thì phế phẩm nhiều, chất lượng không đảm bảo, từ đó ta cần chọn vận tốc cho phù hợp Như vậy cơ cấu máy ép thủy lực và cơ cấu ép dùng tay quay – thanh truyền là đạt yêu cầu Nhưng để có máy ép thủy lực thì vốn đầu tư khá cao, chiếm nhiều diện tích, mà sản lượng không lớn nên vận tốc không cần nhanh Với cơ cấu ép tay quay – thanh truyền thì vốn đầu tư vừa phải, đảm bảo sản lượng yêu cầu, cơ cấu cứng vững cũng như không chiếm diện tích nhiều

DUT.LRCC

Chương 3:TÍNH TOÁN THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY,TÍNH TOÁN

CÔNG SUẤT VÀ LỰA CHỌN ĐỘNG CƠ

3.1 Sơ đồ động học của máy

Hình 3.1 Sơ đồ động học của máy

10 – Bộ truyền bánh răng khuyết

11 – Cặp bánh răng dẫn động băng tải

12 – Bộ truyền bánh răng nón răng thẳng

Hệ thống dẫn động gồm: Động cơ quay truyền chuyển động qua bộ truyền đai rồi sang hộp giảm tốc Qua khớp nối trục vào các trục truyền động của máy Tại đây chuyển động được truyền cho cặp bánh răng trụ răng thẳng 4, cơ cấu tay quay – thanh

DUT.LRCC

truyền 5 thực hiện chuyển động quay thành tịnh tiến đưa các cần đẩy 7 và cần ép 8 đồng thời chuyển động lên xuống Các cặp bánh răng nón răng thẳng 12 truyền chuyển động cho thùng trộn và khuôn ép Trước khi vào khuôn ép qua bộ truyền bánh răng khuyết 10 để biến chuyển động liên tục thành gián đoạn đảm bảo thời gian ép và đẩy viên than Cặp bánh răng khuyết mỗi lần quay làm khuôn ép quay sang vị trí mới cách

vị trí cũ góc quay 900 Thùng trộn có các tấm đảo khi quay trộn đều hỗn hợp than và cấp liên tục cho khuôn Trong khi đó cặp bánh răng trụ răng thẳng 11 truyền chuyển động làm quay băng tải ra sản phẩm, đưa sản phẩm ra ngoài

3.2 Xác định kích thước kết cấu khuôn ép

Kết cấu khuôn ép gồm có 4 lòng khuôn cách nhau 900 so với tâm khuôn được bố trí như hình vẽ (Hình 3.2)

Hình 3.2.Kích thước khuôn ép than tổ ong

Như vậy tùy thuộc vào các yêu cầu khác nhau mà có các loại than với kích thước khác nhau, sau đây là hình ảnh kích thước một số loại than phổ biến nhất (Hình 3.3)

DUT.LRCC

Hình 3.3.Một số kích thước than tổ ong phổ biến nhất

Ép chặt sản phẩm luôn đi kèm với sự nghiền nát và sự kết dính của vật liệu làm than Do đó thường xuyên xảy ra biến dạng dẻo và biến dạng đàn hồi

3.3.1 Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ép

+Lực ép: dưới ảnh hưởng của áp suất ngoại, bỏ qua tổn thất áp suất do ma sát, yếu

tố này ở trong khoảng áp suất nào đó là một đại lượng không đổi và phụ thuộc vào loại vật liệu, thành phần hạt của nó

+ Độ ẩm, nhiệt độ, thời gian ép

+ Hình dạng vật ép và mối tương quan kích thước của nó

+ Áp suất ép riêng

+Ma sát của sản phẩm với dụng cụ ép

+ Chế độ ép có thể là chu kỳ hay liên tục

DUT.LRCC

+ Ảnh hưởng từ các thông số của máy: kích thước, độ cứng vững, khả năng công nghệ của máy, độ mòn của máy

3.3.2 Xác định lực ép và độ đầm chặt

Mục đích của quá trình ép là làm nguyên liệu bị lèn chặt bằng cách ép nó trong không gian kín dưới tác dụng của áp lực bên ngoài cho đến khi thu được nguyên liệu

có độ chặt và độ ẩm yêu cầu

3.3.2.1 Trạng thái ứng suất trong khuôn khi ép

Xét một lớp hỗn hợp có chiều dày dz, ở độ sâu z tính từ mặt dưới chày ép và giả thiết (Hình 3.4)

-Bỏ qua ảnh hưởng của ma sát giữa hỗn hợp và chày ép, giữa hỗn hợp và tấm chặn

ở đáy khuôn

-Áp lực ép đồng đều trên toàn mặt cắt ngang của lớp và có giá trị bằng pz

-Áp lực (pxz) do lớp hỗn hợp tác dụng lên thành bên tỉ lệ với áp lực do chày ép gây

ra (pz) trên lớp hỗn hợp (thực nghiệm ξ = 0,30÷0,50) ξ :hệ số áp sườn

pxz = ξ.pz (3.1) [4]

-Hệ số ma sát giữa hỗn hợp và thành khuôn f không đổi (f = 0,70÷0,80)

Thể tích viên than V = π.H(R2 – n.r2)

Hình 3.4.Sự phấn bố áp lực ép theo chiều cao hỗn hợp trong khuôn ép

Điều kiện cân bằng ta có:

-dpz.F = pzxfUdz = ξpzfUdz (3.2) [4]

Trong đó:

pz – áp suất nén tại mặt cắt cách bề mặt trên một khoảng z

pxz – áp suất nén từ thành bên (thực nghiệm ξ = 0,30÷0,50 – hằng số phụ thuộc vào tiếp xúc thành khuôn – hỗn hợp)

f – hệ số ma sát thành khuôn – hỗn hợp

U – chu vi thành khuôn

DUT.LRCC

F – diện tích mặt cắt ngang khuôn

Giải phương trình vi phân trên ta có:

pz = pk.e-az (3.3) [4]

Trong đó: a = ξ.f

pk – áp suất từ chày ép lên mặt trên khuôn

Công thức trên thiết lập trên cơ sở không xét đến ảnh hưởng của lực ma sát giữa chày ép – hỗn hợp và tấm đáy – hỗn hợp Trong thực tế do ảnh hưởng này, ở phần trên

và phần dưới khuôn có 2 vùng hình nón (Hình 3.5) (khuôn có tiết diện ngang hình tròn) hoặc hình chóp (khuôn có tiết diện ngang đa giác) trong đó các phần tử của hỗn hợp hầu như không dịch chuyển ngang (gọi là hình nón hoặc hình chóp biến dạng) dẫn tới áp lực lên thành bên của khuôn và do đó lực ma sát giữa hỗn hợp và thành bên khi hỗn hợp chuyển động giảm

Hình 3.5 Sự phấn bố áp lực ép theo chiều cao hỗn hợp

Trong trường hợp này, trong vùng trên (có chiều cao h1), người ta thừa nhận áp lực ngang pzx = k1.ξ.pz (với 0 ≤

Tại độ sâu h1, ứng suất nén: pz = pz1 = pk (3.6) [4]

Tương tự trong vùng dưới (chiều cao h2), pzx= k2.ξpz (với 0 ≤ k2 =

Trong vùng giữa tuân theo quy luật hàm mũ đơn giản ở trên:

3.4 Công suất dẫn động băng tải

N1 = N0 + Nm =

(W + Wm) (3.10) [1]

Trong đó:

f là hệ số ma sát ổ đỡ các con lăn

W là khối lượng các bộ phận chuyển động của băng tải (kg)

Wm là khối lượng vật phẩm trên một đơn vị chiều dài băng (kg/m)

V là vận tốc băng (m/ph)

l là chiều dài băng tải theo phương ngang (m)

lo là chiều dài băng điều chỉnh (m)

* Tính W và Wm

W = + + 2W1 (3.11) [1]

Wm =

(3.12) [1]

W1 là khối lượng phân bố của băng tải (kg/m)

Wc là khối lượng các chi tiết quay của cụm con lăn đỡ tải

Wr là khối lượng các chi tiết quay của cụm con lăn đỡ không tải

lc là bước các con lăn đỡ tải

lr là bước các con lăn đỡ không tải

Các số liệu tra trong tài liệu [1] với chiều rộng băng 400 mm, ta có như sau:

3.5 Công suất dẫn động cơ cấu ép

3.5.1.Công suất tiêu hao cho đầm chặt

s = H0.(1 - ) → ds = H0 0.

pz = ( )4 → A1 = ∫ 4.d ,δ=1,86 g/cm3

→ A1 = [ 3 - 2 2 + 6 - - 4ln - ] = 3845 KG.cm = 384,5 (Nm)

t1 = (3.15) [4]

với: 1 là góc hợp bởi giữa tay quay và phương thẳng đứng tại vị trí bắt đầu ép – Chọn 1 = 600 T là thời gian quay 1 vòng (s) – T =

Với 1 vòng quay/1 lần ép được 1 viên than, với sản lượng 1000viên/giờ, như vậy

Trong đó:

A2 là công tháo sản phẩm (Nm)

t2 là thời gian đẩy trong một vòng quay (s)

Lực tháo viên than giảm từ Pmax(lúc bắt đầu đẩy) → 0 khi viên than ra khỏi khuôn

Pmax = Pms = p.Fxq.f = 0,3.8.62.3,14.10.0,7 = 1900 (KG)

Công tháo sản phẩm: A2 = Pms.H = 0,5.1900.10 = 9500 (KG.cm) = 950 (Nm) Tương tự ta chọn 2 = 900, T = 3,6s

Với hi là chiều cao tấm đảo thứ i

rij là khoảng cách từ điểm j của tấm đảo thứ i tới tâm quay (Hình 3.6)

Độ nghiêng của các tấm đảo phải đảm bảo điều kiện góc nghiêng α nhỏ hơn góc ma sát φ

Với hệ số ma sát là f = 0,7 ÷ 0,8

DUT.LRCC

Hiệu suất của máy: η = (3.19)

Trong đó: η1 là hiệu suất ổ lăn : η1 = 0,99

η2 là hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ η2 = (0,96-0.98) chọn η2 =0.96

DUT.LRCC

η3 là hiệu suất khớp nối η3 = 1

η4 là hiệu suất bộ truyền đai η4 = 0,95

η5 là hiệu suất hộp giảm tốc η5 = η31 η22 = 0,9

η6 là hiệu suất bộ truyền bánh răng nón – η6 = 0,95

→ η = 0,992 0,962 1 0,95 0,9 0,95 = 0,74 Vậy công suất cần thiết của động cơ là:

Nct = =

= 4,28 (kW) Trong giáo trình [2] chọn loại động cơ che kín có quạt gió hiệu AO2 – 51 – 6, công suất N = 5,5 kW, số vòng quay n = 950 v/ph

3.8.Phân phối tỷ số truyền

Chương 4:THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI , HỘP GIẢM TỐC , THIẾT KẾ

CÁC CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG

4.1 Phân phối tỷ số truyền

Ta có số vòng quay trục dẫn động cơ cấu ép cố định, do 1 vòng quay ép 1 viên than nên số vòng quay trục này là: nt =

4.2 Thiết kế bộ truyền đai

4.2.1.Ưu nhược điểm bộ truyền đai

* Ưu điểm:

+Cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, giá thành rẻ

+Truyền động êm dịu

+Do có sự trượt giữa dây đai với bánh đai cho nên khi quá tải đột ngột cũng không gây ra hư hỏng các chi tiết của bộ truyền

+Nhờ vào tính chất đàn hồi của đai, biên độ dao động của cơ cấu, do tải trọng thay đổi sinh ra, không lớn

+Có thể truyền động giữa các trục xa nhau và giữa các trục được bố trí thích hợp trong không gian

* Nhược điểm:

+Kích thước cồng kềnh, nhất là khi truyền công suất lớn

+Do có trượt đai nên không đảm bảo được độ chính xác về tỷ số truyền

+Do phải có lực căng đai ban đầu tạo nên áp lực phụ trên trục và gối đỡ

+Dây đai dễ bị nhiễm điện và không chịu được môi trường có dầu, mỡ

4.2.2 Tính toán bộ truyền đai

Thông số tính toán: Nct = 4,28 kW , nv = 950 v/ph , iđai = 2,5

Chọn bộ truyền đai cho máy thiết kế là bộ truyền đai hình thang Để có một bộ truyền đai tối ưu ta thiết kế hai phương án bằng cách chọn loại đai, xác định chiều dài đai, xác định khoảng các trục, định kích thước bánh đai, xác định lực tác dụng

DUT.LRCC

Một số công thức tính toán:

* Chiều dài đai đƣợc xác định theo công thức:

A

D D D D A

L

4

) (

) (

2 2

2 1 2 1 2

2 1 2 2

1 2 1

1 0

đ 1 ][

C C C C P

k P Z