Thiết kế máy ép viên mùn cưa

Một số hoạt động chống biến đổi khí hậu là tìm kiếm và sử dụng nguyên liệu năng lượng mới, chống phá rừng góp phần bảo vệ lá phổi của hành tinh, tiết kiệm năng lượng b ng cách tái sử dụn

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ MÁY ÉP VIÊN MÙN CƯA

Người hướng dẫn: TS TÀO QUANG BẢNG

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN QUYẾT

Đà Nẵng, 2019

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Quyết MSSV: 101140111

Lớp : 14C1B Khóa: 2014- 2019

1 Tên đề tài tốt nghiệp:

THIẾT KẾ MÁY ÉP VIÊN MÙN CƢA

2 Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện

3 Các số liệu ban đầu:

- Năng suất 1500kg/giờ

- Các số liệu tham khảo từ thực tế

Nội dung thuyết minh :

- Tìm hiểu tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm

- Xây dựng phương án thiết kế

- Phân tích và lựa chọn phương án

- Tính toán và thiết kế máy

- Thiết kế hệ thống điện điều khiển

- Hướng dẫn vận hành và bảo dưỡng máy

4 Các bản vẽ và đồ thị:

- Bản vẽ các phương án thiết kế 1A0

- Bản vẽ toàn máy 1A0

- Bản vẽ lắp toàn máy 1A0

5 Ngày giao nhiệm vụ: Ngày 12 tháng 02 năm 2019

6 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Ngày 01 tháng 06 năm 2019

LỜI CAM ĐOAN

Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp: Ngày 01 tháng 06 năm 2019

Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp này là công trình do chính tôi nghiên cứu và thực hiện Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công

bố nào mà không trích dẫn nguồn gốc Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin chịu

LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước ta hiện nay đang có những chuyển biến lớn về mọi mặt, đặc biệt là sự phát triển của nền kinh tế Trong sự phát triển đó, ngành Cơ khí đã chứng tỏ được tầm quan trọng không thể thiếu và còn đóng vai trò mũi nhọn trong quá trình Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nước Hiện nay, người kỹ sư Cơ khí nói chung và kỹ sư Chế tạo máy nói riêng cũng đang ngày một chứng tỏ được vai trò của mình trong sự phát triển của ngành Cơ khí cũng như trong nền kinh tế của đất nước

Đồ án tốt nghiệp là minh chứng cho sự quan trọng trong quá trình đào tạo trở thành người kỹ sư Quá trình thực hiện đồ án giúp cho sinh viên hiểu rõ hơn về những kiến thức đã được tiếp thu trong quá trình học tập, đồng thời nâng cao khả năng vận dụng sáng tạo những kiến thức này để làm đồ án cũng như công tác khi làm việc sau này.Sau thời gian học tập tại trường, được sự chỉ bảo hướng dẫn nhiệt tình của thầy cô giáo trong ngành Cơ khí – Chế tạo máy trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, em đã kết thúc khoá học và đã tích luỹ được vốn kiến thức nhất định Và được sự đồng của

nhà trường và thầy cô giáo trong khoa em được giao đề tài tốt nghiệp: “ Thiết kế máy

ép viên mùn cƣa”.

Đồ án tốt nghiệp của gồm các nội dung sau:

- Tìm hiểu tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm

- Xây dựng phương án thiết kế

- Phân tích và lựa chọn phương án

- Tính toán và thiết kế máy

- Thiết kế hệ thống điện điều khiển

- Hướng dẫn vận hành và bảo dưỡng máy

B ng sự cố gắng nổ lực của bản thân và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình, chu đáo của

thầy TS Tào Quang Bảng, em đã hoàn thành đồ án đúng thời hạn Do thời gian làm

đồ án có hạn và kiến thức còn nhiều hạn chế nên khó tránh khỏi nhiều thiếu sót Em rất mong nhận được sự đóng góp kiến của các thầy cô cũng như là của các bạn sinh viên

để đồ án hoàn thiện hơn

Đà Nẵng, ngày 30 tháng 5 năm 2019 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Quyết

DUT.LRCC

dễ dàng bảo trì sửa chữa Bao gồm:

_ Tìm hiểu tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm

_ Xây dựng phương án thiết kế

_ Phân tích và lựa chọn phương án

_ Tính toán và thiết kế máy

_ Thiết kế hệ thống điện điều khiển

_ Hướng dẫn vận hành và bảo dưỡng máy

Trong quá trình thực hiện khó tránh khỏi thiết sót, tôi rất mong nhận được sự góp

và chỉ dẫn của các thầy cô trong bộ môn chế tạo máy

DUT.LRCC

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN

PHẨM……… 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Tình hình hiện nay 1

1.3 Các ứng dụng của mùn cưa hiện nay 2

1.4 Nguồn nguyên liệu mùn cưa 7

1.4.1 Nguồn nguyên liệu dồi dào 7

1.4.2 Lợi ích mang lại khi sử dụng nguồn nguyên liệu 7

1.5 Sản phẩm viên ép mùn cưa 9

1.5.1 Các dạng sản phẩm và thông số kỹ thuật của sản phẩm 9

1.5.2 Thành phần hóa học và tính chất vật lí của sản phẩm 10

1.5.3 Một số hình ảnh về sản phẩm viên ép các loại 10

1.6 Một số loại máy ép trên thị trường 11

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG NGUYÊN LÝ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 10

2.1 Sự kết dính trong viên ép 10

2.2 Mục đích và yêu cầu kỹ thuật của máy ép 11

2.3 Các nguyên l ép tạo hình sản phẩm 11

2.4 Sơ đồ dây chuyền sản xuất viên ép trấu 13

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 14

3.1 Xây dựng phương án thiết kế 14

3.1.1 Phương án 1: Máy ép sử dụng trục vít tải có bước vít thay đổi và khuôn ép tạo viên 14

3.1.2 Phương án 2: Máy ép viên sử dụng trục cán có khuôn phẳng 15

3.1.3 Phương án 3: Máy ép viên sử dụng trục cán có khuôn trụ 17

3.2 Lựa chọn phương án thiết kế 18

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY 19

4.1 Động học máy ép viên con lăn cối trụ 19

4.2 Thiết kế động học máy tải, trộn trấu 20

DUT.LRCC

4.3 Động lực học máy ép viên con lăn khuôn trụ 20

4.4 Thiết kế bộ truyền đai thang 29

4.5 Thiết kế trục chính 33

4.5.1 Tính toán lực tác dụng lên ổ bi: 33

4.5.2 Các bước thiết kế: 34

4.5.3 Tính kiểm nghiệm độ bền trục 36

4.6 Tính toán ổ lăn 37

4.7 Thiết kế cụm con lăn 38

4.7.1 Thiết kế trục 38

4.7.2 Tính toán ổ lăn 42

4.8 Thiết kế máy trộn 42

4.8.1 Giới thiệu vít tải 42

4.8.2 Tính toán vít tải 45

4.9 Thiết kế gầu tải 49

CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 54

CHƯƠNG 6 HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY 58

6.1 Vận hành máy 58

6.2 Bảo dưỡng máy nén viên 59

KẾT LUẬN……… 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 63

DUT.LRCC

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 3.1- Sơ đồ nguyên l phương án trục vít ……….14

Hình 3.2- Sơ đồ nguyên l phương án khuôn ép phẳng……….………… …………15

Hình 3.3 Nguyên l truyền động khuôn ép phẳng………16

Hình 3.4- Sơ đồ nguyên l máy ép viên khuôn trụ ……… 17

Hình 4.1- Sơ đồ động máy ép viên con lăn cối trụ………19

Hình 4.2- Sơ đồ động khâu trộn mùn cưa ………20

Hình 4.3- Sơ đồ tác dụng lực của con lăn ……….23

Hình 4.4- Sơ đồ kích thước con lăn……… 24

Hình 4.5- Sơ đồ góc lấy liệu con lăn……….………25

Hình 4.6- Phân tích lực xảy ra trong khuôn ép……….………25

Hình 4.7- Sơ đồ tính toán chiều cao cần thiết của lớp vật liệu khi ép…… …………27

Hình 4.8 - Sơ đồ lực tác dụng lên lồng khuôn……… ………33

Hình 4.9- Sơ đồ lực tác dụng lên trục chính……….34

Hình 4.10- Momen tác động lên trục chính ……….… 34

Hình 4.11- Sơ đồ lực tác dụng lên ổ lăn trục chính ……… …………36

Hình 4.12- Sơ đồ lực tác dụng lên trục con lăn… ……… …………37

Hình 4.13- Sơ đồ lực tác dụng lên trục con lăn… ……… …………38

Hình 5.1- Mạch động lực……… 52

Hình 5.2- Mạch điều khiển……… 53

DUT.LRCC

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM

1.1 Đặt vấn đề

Hiện nay vấn đề biến đổi khí hậu và bảo vệ môi trường là vấn đề nan giải, cấp bách, ảnh hưởng đến toàn cầu Đi kèm với vấn đề này là vấn đề tìm kiếm nguồn năng

lượng mới và tiết kiệm năng lượng được các nước trên thế giới quan tâm đặc biệt

Một số hoạt động chống biến đổi khí hậu là tìm kiếm và sử dụng nguyên liệu năng lượng mới, chống phá rừng góp phần bảo vệ lá phổi của hành tinh, tiết kiệm năng lượng b ng cách tái sử dụng các nguyên liệu , phế phẩm nông nghiệp cũng như công nghiệp…

Với sự phát triển của khoa học công nghệ cũng như việc nguồn tài nguyên càng ngày càng khan hiếm đồng thời cũng làm giảm sự ô nhiễm môi trường thì các phế phẩm của ngành công nghiệp chế biến gỗ đã được tận dụng một các tối đa Vì thế việc tận dụng nguyên liệu dồi dào này là một vấn đề cần bắt tay vào nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trên khắp cả nước Máy ép viên mùn cưa được nghiên cứu và áp dụng vào để thực hiện kế hoạch

và TP.HCM Hiện cả nước có 4 khu công nghiệp chế biến gỗ thì vùng Đông Nam Bộ

đã có 3 khu công nghiệp đóng ở TP.HCM, Đồng Nai, Bình Dương Trong những năm qua ngành công nghiệp chế biến gỗ của Vùng đã có sự tăng trưởng mạnh mẽ, không ngừng tăng nhanh về số lượng, chất lượng và chủng loại sản phẩm Các sản phẩm gỗ của Vùng không chỉ có uy tín và tiêu thụ trong nước mà được tiêu thụ ở nhiều quốc gia trên thế giới với hơn 3.000 mặt hàng sản phẩm các loại góp phần đưa VN trở thành một trong năm nước có giá trị xuất khẩu đồ gỗ lớn nhất thế giới Ngành chế biến gỗ của Vùng đã có nhiều đóng góp cho xã hội, mang lại nguồn thu nhập cho đất nước đặc biệt là nguồn thu ngoại tệ, tạo công ăn việc làm cho nhiều lao động ở các vùng trong

DUT.LRCC

cả nước góp phần thúc đẩy nền kinh tế phát triển, đem lại giá trị kim ngạch xuất khẩu cao, kéo theo sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp phụ trợ khác Tuy nhiên, hàng năm cũng sẽ có một lượng lớn mùn cưa, dăm bào Những phế phẩm này hiện chưa được quan tâm, tận dụng để sử dụng

Trong tình hình giá nhiên liệu dùng cho lò hơi ngày càng tăng thì củi ép từ mùn cưa là giải pháp kinh tế tiết kiệm hiện nay Từ than đá chuyển sang dùng củi mùn cưa chi phí

có thể giảm đến hơn 50% Từ dầu FO chuyển sang củi ép mùn cưa chi phí có thể giảm đến 70%

Theo tính toán, nếu sản xuất 2,5 tấn mùn cưa thành nhiên liệu đốt trong nước thì Việt Nam đỡ nhập khẩu khoảng 1.000 lít dầu, Nhà nước đỡ phải bù lỗ cho nguồn năng lượng này Việc xuất khẩu mùn cưa không mang lại lợi nhuận lớn cho đất nước, trái lại chúng ta đang xuất khẩu nguồn nguyên liệu rẻ tiền, có lợi cho môi trường để nhập về các nguyên liệu đốt khác đắt tiền, không thân thiện với môi trường

Chưa kể, sản xuất củi, than sạch với nguyên liệu 100% từ mùn cưa, dăm bào cũng góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường Bởi nguồn nhiên liệu này có thời gian đốt và nhiệt lượng cao, lượng tro tạo ra lại rất ít, giá thành của các sản phẩm chất đốt từ mùn cưa rẻ, có thể giảm đáng kể chi phí sản xuất cho các doanh nghiệp phải sử dụng nhiều chất đốt

1.3 Các ứng dụng của mùn cƣa hiện nay

a.Sử dụng làm chất đốt

Từ lâu mùn cưa đã là một loại chất đốt rất quen thuộc với bà con nông dân Chất đốt từ mùn cưa được sử dụng rất nhiều trong cả sinh hoạt như nấu ăn, nấu thức ăn cho gia súc nhờ những ưu điểm sau:

Mùn cưa có khả năng cháy và sinh nhiệt tốt 1Kg mùn cưa khi đốt sinh ra 4200 Kcal b ng 0,5 năng lượng được tạo ra từ dầu nhưng giá lại thấp hơn khoảng 20 lần Với nhiều ưu điểm cho nên mùn cưa được sử dụng làm chất đốt rất phổ biến Trong sinh hoạt người dẫn đã thiết kế một dạng lò chuyên nấu nướng với chất đốt là mùn cưa, lượng lửa cháy rất nóng và đều, giữ nhiệt tốt và lâu, hiện nay mùn cưa còn

sử dụng rộng rãi ở nống thôn Đối với sản xuất tiểu thủ công nghiệp và chăn nuôi, mùn cưa được sử dụng rất thường xuyên Thông thường mùn cưa là chất đốt dùng cho việc nấu thực ăn nuôi cá hoặc lợn, nấu rượu

DUT.LRCC

Hình 1.1 Lò đốt mùn cưa

b Sử dụng mùn cưa trong trồng trọt và chăn nuôi

Một trong những mô hình sinh học chăm sóc vật nuôi khá ưu việt trong thời gian gần đây là lót chuồng b ng mùn cưa trộn Ở ngành này, vai trò của mùn cưa có phần trực tiếp hơn Cụ thể, mùn cưa sau khi được thu mua sẽ qua khâu xử l đơn giản giúp loại bỏ những tạp chất không tốt cho sức khỏe vật nuôi.Do mùn cưa có công dụng hút

ẩm rất tốt nên mùn cưa được sử dụng làm đệm sinh học trong chăn nuôi, với mô hình chăn nuôi sinh học b ng mùn cưa này giúp giảm công lao động dọn dẹp chuồng trại,

xử l tốt chất thải, khắc phục ô nhiễm môi trường và giảm đáng kể tỷ lệ vật nuôi mắc bệnh so với những cách nuôi trồng trước đây

Bên cạnh nhiều tác dụng đáng kể trong hai ngành công nghiệp năng lượng và chăn nuôi, mùn cưa còn là một trong những "thần dược" của ngành công nghiệp phân bón, trồng trọt

Mùn cưa có thể được sử dụng làm phân bón cây trồng giúp cây nhanh lớn và khỏe mạnh hơn Mùn cưa cũng được sử dụng trong nhiều mô hình trồng nấm như nấm linh chi, nấm rơm, nấm hương, nấm mèo Nấm trồng trên mùn cưa cho chất lượng cao và đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm

DUT.LRCC

Hình 1.2 Mùn cưa trong chăn nuôi

Hình 1.3 Mùn cưa trong trồng trọt

DUT.LRCC

c Sử dụng làm vật liệu xây dựng

Gạch siêu nhẹ chống cháy làm b ng nguyên liệu là đất sét và phụ gia mùn cưa, mạt gỗ, các chuyên gia của Đại học Xây dựng Hà Nội đã chế tạo thành công gạch có thể cách nhiệt, chống cháy và chỉ nặng b ng 1/3 gạch thường, thích hợp xây nhà cao tầng

Do rất nhẹ (chỉ nặng 700-1.000 kg/m2) nên gạch này thích hợp cho các công trình cao tầng (từ tầng 13 trở lên), giúp giảm đáng kể tải trọng công trình và chi phí xây dựng Cấu trúc xốp, nhỏ, kín nên có khả năng cách nhiệt tốt

d Sản xuất xăng từ mùn cưa

Các nhà khoa học Bỉ giới thiệu phương pháp xử l và biến đổi mùn cưa thành sản phẩm trung gian để tạo nhiên liệu sản xuất xăng và các sản phẩm có nguồn gốc từ dầu

mỏ

B ng quy trình phản ứng hóa học mới, xenlulo trong mùn cưa đã được biến thành chuỗi hydrocarbon Những chuỗi hydrocarbon này có thể được dùng như một chất phụ gia trong xăng hoặc như một thành phần để sản xuất ra nhựa, túi nylon, cao su, xốp cách nhiệt

DUT.LRCC

e Sử dụng làm bộ lọc nước sạch

Thiết bị lọc trông giống như một chậu hoa Theo đó, đất sét lấy ở địa phương

được trộn với mùn cưa và nước theo tỷ lệ thích hợp, ép vào khuôn rồi cho vào lò nung

Mùn cưa bị cháy trong quá trình nung sẽ để lại những lỗ trống li ti trong cấu trúc

bộ lọc gốm Chúng đủ lớn cho phép nước được lọc qua với tốc độ 3 lít/giờ và đủ nhỏ

để giữ lại các tạp chất Bên cạnh đó, một phần mùn cưa khi cháy sẽ có tác dụng như than hoạt tính nên khử mùi khá tốt Một lớp tráng nano bạc sẽ làm nhiệm vụ diệt khuẩn để tạo ra sản phẩm cuối là nước sạch

f Sử dụng làm phân bón

Mùn cưa là vật liệu hữu cơ và có thể được trộn làm phân bón Tuy nhiên hàm lượng lignin cao có thể làm cho quá trình chậm, đôi khi giun đất được sử dụng để đẩy nhanh quá trình, sử dụng vermicomposting kỹ thuật, vỏ có thể được chuyển đổi phân bón trong khoảng bốn tháng

Hình 1.5 Phân bón mùn cưa

DUT.LRCC

1.4 Nguồn nguyên liệu mùn cƣa

1.4.1 Nguồn nguyên liệu dồi dào

Nguyên liệu đầu vào đa dạng phong phú có thể là trấu, mùn cưa, bã mía, vỏ đậu phộng, vỏ cà phê, vỏ sắn,bã sắn… Mỗi năm Việt Nam sản xuất 40 triệu tấn lúa, trong

đó Đồng b ng sông Cửu Long sản xuất hơn 20 triệu tấn Việt Nam đứng thứ hai trên thế giới trong lĩnh vực xuất khẩu gạo chỉ sau Thái Lan Mỗi năm trong cả nước thải ra hơn 8 triệu tấn khi xay xát, riêng đồng b ng sông Cửu Long thải ra hơn 4 triệu tấn trấu Việt Nam cũng là một nước có ngành chế biến, xuất nhập khẩu gỗ phát triển, vì vậy sản lượng mùn cưa, dăm gỗ, gỗ phế thải tương đối nhiều Đây là nguồn năng lượng lớn và ổn định có khuynh hướng tăng đều mỗi năm

1.4.2 Lợi ích mang lại khi sử dụng nguồn nguyên liệu

Nhiều năm trước mùn cưa cũng là một vấn nạn gây ô nhiễm môi trường, vì bán không ai mua cho không ai lấy Đến khi những viên mùn cưa ra đời thì nó lại là một nguồn năng lượng xanh có thể thay thế những nguồn năng lượng khác

Để tận dụng nguồn nguyên liệu qu giá nói trên mùn cưa được ép dưới dạng ống gọi là củi thanh, rất tiện trong việc làm chất đốt thay cho than đá và các loại nhiên liệu khác Công nghệ sản xuất viên mùn cưa với nhiều ưu điểm vượt trội đã được kiểm nghiệm, mùn cưa viên dễ cháy, cho nhiệt lượng cao Có thể thay thế cho than đá với hiệu quả kinh tế cao Với nguồn nguyên liệu dồi dào, với các công nghệ sản xuất tiên tiến sẽ giúp giải quyết các vấn đề nan giải về chất đốt, tiết kiệm năng lượng đồng thời góp phần bảo vệ môi trường Sản phẩm củi thanh hay viên nén được sản xuất từ 100% nguyên liệu là mùn cưa được thải ra từ các nhà máy chế biến gỗ, nó có thể phục vụ cho dạng bếp nhỏ cho nhà hàng và gia đình vì không khói và tạo ra lửa gas Còn dạng viên nén có thế dùng để sưởi ấm vì khi đốt nó tỏa nhiệt cao, ít khói Mùn cưa viên có thế thay thế cho than đá, dầu DO, FO hoặc củi than củi dùng để đốt lò hơi công nghiệp, phục vụ cho lò sấy, lò nhuộm vải, dệt sợi, công nghệ sản xuất giấy, may mặc, chế biến thủy sản, nông sản, thực phẩm,… việc thay nhiên liệu đốt b ng trấu viên rất tiện lợi vì có thế sử dụng ngay lò đốt than đá mà không cần thay đổi thiết kế ban đầu Ngoài ra mùn cưa viên xốp sản xuất b ng công nghệ đặc biệt có thể tạo ra nhiều khoảng rỗng rất nhỏ bên trong nên có khả năng hút ẩm và hút mùi khá tốt dùng để lót chuồng nuôi gia cầm hoặc thú cưng Khi thu dọn định kỳ mùn cưa viên đã qua sử dụng

DUT.LRCC

được chôn xuống đất làm phân bón rất tốt cho cây trồng Khả năng phân hủy nhanh và không làm ô nhiễm môi trường Với tỉ lệ pha trộn thích hợp và công nghệ sản xuất đặc biệt mùn cưa được dùng để sử dụng làm giá thể cho các loại nấm, cây trồng, các loài hoa phong lan

1.4.3 Du cầu thị trường của viên ép mùn cưa

Hội tụ những đặc điểm tiện ích như giá rẻ, nhiệt lượng cao, chất lượng ổn định, lượng khí CO2 thải ra môi trường thấp, không gây độc hại…Viên nén mùn cưa trở thành giải pháp cho sự phát triển bền vững, vừa giúp tiết kiệm chi phí sản xuất, vừa góp phần bảo vệ môi trường Viên mùn cưa được dùng làm nguyên liệu đốt trong các

lò hơi công nghiệp, trong các lò sấy, lò sưởi và cả các hoạt động thường ngày

Năm 2012 Châu Âu tiêu thụ 13 triệu tấn viên nén mùn cưa, dự đoán nhu cầu này

sẽ tăng lên đến 25-30 triệu tấn năm 2020 Năm 2010, viên nén mùn cưa nhập khẩu vào Châu Âu tăng 50% so với năm 2009 Trong bối cảnh nhu cầu của Trung Quốc và EU rất lớn thì sản lượng xuất khẩu viên nén mùn cưa trên toàn thế giới trong năm 2015 có thể tăng từ 5-6 lần so với mức 13 triệu tấn Hiện nay thị trường xuất khẩu sản phẩm viên nén mùn cưa của Việt Nam trải rộng trên 5 quốc gia: Ấn Độ, Nhật Bản, Hàn quốc, Trung Quốc, Italia Và đang tiếp tục mở rộng trên bản đồ thế giới với sản lượng xuất khẩu lên đến con số khủng hàng chục triệu tấn/năm Để đáp ứng nhu cầu thị trường xuất khẩu, thị trường trong nước cũng khá sôi động, hàng loạt các doanh nghiệp sản xuất, thương mại mọc lên rải rác khắp đất nước Những nơi sản xuất nhiều viên nén mùn cưa ở nước ta là Đồng Tháp, Bình Dương, Vũng Tàu, Bình Định, Tiền Giang, Hưng Yên, Hoà Bình, Đồng Nai Đặc biệt là hai thành phố lớn Sài Gòn và Hà Nội các khu công nghiệp, khu chế xuất gỗ phát triển kéo theo các doanh nghiệp sản xuất viên nén mùn cưa phát triển

DUT.LRCC

1.5 Sản phẩm viên ép mùn cƣa

1.5.1 Các dạng sản phẩm và thông số kỹ thuật của sản phẩm

Có hai dạng có thể sản xuất sản phẩm dạng củi thanh hoặc củi viên Với thành phần nguyên liệu từ mùn cưa được sản xuất b ng cách ép lấy vít xoắn để tạo thanh củi hình trụ đường kính từ 85-90 mm, có thể dài 20-40cm

Thông số kỹ thuật : Đường kính: 85 – 90 mm Chiều dài: 20 – 40 cm

Độ ẩm: tối đa 8%

Nhiệt lượng: 4.300 – 4.600 kcal/kg Hàm lượng tro: max 2%

Hình 1.6 Củi mùn cưa thanh

Viên mùn cưa được sản xuất 100% từ mùn cưa hoặc có thể có thêm chất kết dính, sau khi trộn đều ở máy trộn được chuyển đến máy nén với áp suất cao Mùn cưa được ép thành viên Các viên đạt độ nén và kích thước được đóng gói đưa vào sử dụng Toàn bộ hệ thống sản xuất này đều được qua dây chuyền tự động hóa từ lúc cho mùn cưa vào bồn cho đến khi cho ra sản phẩm

Thông số kỹ thuật:

Đường kính : 6-8 mm Chiều dài viên nén : 40 mm max

Độ ẩm toàn phần : 10.8%

Độ ẩm : < 8% max Nhiệt lượng: 4200÷4800 kcal/kg

Độ tro : 2.0% max

DUT.LRCC

1.5.2 Thành phần hóa học và tính chất vật lí của sản phẩm

Mùn cưa viên có thể xem là nguồn năng lượng mới có thể thay thế cho than đá, nếu sử dụng trong lĩnh vực sản xuất nhiệt điện, lượng nhiệt sinh ra đủ lớn cho mục đích phát điện liên tục và có thành phần cháy như sử dụng năng lượng truyền thống Chất hữu cơ chứa chủ yếu xenluloza, lignin và hemixenluloza chiếm đến 90%, ngoài

ra có thêm thành phần khác như hợp chất nitơ và vô cơ 10% hemixenluloza 15-25% Lignin chiếm khoảng 15-30% và xenlulozơ chiếm khoảng 40-50%

1.5.3 Một số hình ảnh về sản phẩm viên ép các loại

Trấu ép viên Cùi ngô ép viên

Bã sắn ép viên Than bùn ép viên

Lá thông Gỗ thông Cành cây Cây tùng

DUT.LRCC

1.6 Một số loại máy ép trên thị trường

Máy ép viên (pellet mill) được nghiên cứu và chế tạo đã khá lâu ở các nước phương tây gắn với những tên tuổi lớn như: Bliss (Mĩ), La Meccanica (Ý), Buchumer (Đức), VanAarsen (Hà Lan)…hay như một số nước ở Châu á như: Trung Quốc ( Chính Xương, Mynhang…), Thái Lan (CPM) Máy ép viên được sử dụng cho rất nhiều các sản phẩm nông nghiệp khác nhau từ chế biến thức ăn cho người và gia súc đến ép viên phế thải nông nghiệp (rơm, cỏ khô, mùn cưa…) hay rác thải…ở mỗi một đối tượng khác nhau lại đòi hỏi các thiết bị ép viên phù hợp

Hình 1.5 Máy ép viên của hãng Bliss

Hình 1.6 Máy ép viên của hãng Myang

DUT.LRCC

Hình 1.7Máy ép viên Kahl

Các sản phẩm của các nước Tư Bản thường có chất lượng tốt, năng suất cao.Tuy vậy giá thành của nó lại quá đắt, không phù hợp với quy mô sản xuất vừa và nhỏ, đi kèm với đó là những điều kiện sau bán hàng không được đảm bảo như: thời gian giao hàng, điều kiện về bảo hành, bảo trì… Thời gian gần đây một số hãng của Trung Quốc (Chính Xương, Mynhang) cũng đi sâu vào phát triển các dòng máy ép viên, tuy vậy chất lượng máy của các hãng này nhập về Việt Nam thường không rõ nguồn gốc, không ổn định, chất lượng khó kiểm soát do đó cũng gây nhiêu khó khăn cho người sử dụng

DUT.LRCC

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG NGUYÊN LÝ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1 Sự kết dính trong viên ép

Quá trình sản xuất viên mùn cưa không cần hóa chất bên ngoài hoặc các chất phụ gia Đây là do ở trong gỗ có một chất tự nhiên gọi là lignin mà là như một chất kết dính Hơn nữa, viên mùn cưa được sản xuất từ mùn cưa sạch và tinh khiết và chip gỗ đảm bảo không có bụi đất và làm cho nó rất sạch

Là một phức hợp chất hóa học phổ biến được tìm thấy trong hệ mạch thực vật, chủ yếu

là giữa các tế bào, trong thành tế bào thực vật Lignin là một trong các polymer hữu cơ phổ biến nhất trên trái đất Lignin có cấu trúc không gian 3 chiều, phức tạp, vô định hình, chiếm 15% đến 30% thành phần của gỗ Lignin không phải là carbohydrate nhưng có liên kết chặt chẽ với nhóm này để tạo nên màng tế bào giúp thực vật cứng chắc và giòn, có chức năng vận chuyển nước trong cơ thể thực vật (một phần là để làm bền thành tế bào và giữ cho cây không bị đổ, một phần là điều chỉnh dòng chảy của nước), giúp cây phát triển và chống lại sự tấn công của côn trùng và mầm bệnh Thực vật càng già, lượng lignin tích tụ càng lớn Hơn nữa, lignin đóng vai trò quan trọng trong chu trình carbon, tích lũy carbon khí quyển trong mô của thực vật thân gỗ lâu năm, là một trong các thành phần bị phân hủy lâu nhất của thực vật sau khi chết, để rồi đóng góp một phần lớn chất mùn giúp tăng khả năng quang hợp của thực vật

Từ kết quả thí nghiệm trường đại học khoa học nông nghiệp của Thụy Điển có kết quả như bảng dưới: Theo bảng 4[6, trang 31]

Với thông số kỹ thuật ta lựa chọn cho viên ép độ ẩm 8%, khối lượng riêng 1,1g/cm3

từ bảng ta tra được áp suất ép cần thiết để ligin có thể kết dính lại với nhau ở áp suất ép 350Mpa

2.2 Mục đích và yêu cầu kỹ thuật của máy ép

a Mục đích của quá trình ép

Ép tạo hình sản phẩm là quá trình tác động lực cơ học vào vật liệu để liên kết các phần tử vật thể ở dạng rời rạc thành những sản phẩm đạt yêu cầu về hình dạng, kích thước, khối lượng và sức bền theo yêu cầu để có thể bảo quản hoặc vận chuyển nó đến nơi tiêu thụ

Đối với một số loại sản phẩm việc ép tạo hình là cần thiết như mùn cưa, ép trấu,

ép đậu phụ, bơ, bánh qui, mì sợi, ép viên thức ăn cho vật nuôi… Khi sản phẩm có hình dạng thích hợp sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho những quá trình tiếp theo như phơi sấy, nướng hoặc bao gói, vận chuyển và bảo quản Đặc biệt khi sản phẩm có hình dáng đẹp, kích thước và khối lượng phù hợp với khả năng tiêu thụ sẽ thu hút ,kích thích sức mua của người tiêu dùng

b Yêu cầu kỹ thuật

Máy phải đảm bảo các chỉ tiêu về hiệu quả sử dụng như năng suất, hiệu quả cao, đảm bảo độ tin cậy cao, khả năng làm việc tốt, an toàn trong sử dụng cũng như dễ vận hành, đảm bảo tính công nghệ và kinh tế

Sản phẩm phải đảm bảo được các tiêu chuẩn về kích thước, khối lượng, độ chặt, độ bền đồng thời phải tạo ra hình dáng đẹp, mới lạ nh m kích thích nhu cầu và thị hiếu của người dùng

2.3 Các nguyên lý ép tạo hình sản phẩm

Việc tạo hình sản phẩm có thể tiến hành thủ công với những công cụ đơn giản Trong công nghiệp, việc tạo hình cho sản phẩm thường được cơ khí hóa và tự động hóa Dựa trên yêu cầu về thành phẩm và trạng thái vật l của nguyên liệu người ta có thể chọn một trong các nguyên tắc tạo hình sau đây:

+ Nguyên tắc nén ép: Dùng áp lực để nén ép nguyên liệu thành hình dạng nhất định hoặc thành băng dải rồi cắt viên

+ Nguyên tắc dập khuôn: Dùng khuôn có hình mẫu được lựa chọn dập xuống khối sản phẩm chia chúng thành từng phần có hình dạng nhất định

DUT.LRCC

Khi nén ép hoặc dập khuôn, để liên kết được các phần tử vật liệu dạng bột rời, dạng bột nhuyễn, dạng rắn lỏng, tùy thuộc vào độ ẩm của nguyên liệu mà trị số áp lực ép khác nhau và độ ẩm đạt tối thiểu là 20(30)% Trong một số trường hợp để giảm áp lực

ép người ta có thể gia nhiệt ở nhiệt độ cao trên điểm nóng chảy của hỗn hợp Dưới tác dụng của nhiệt độ cao hỗn hợp chuyển từ pha rắn sang pha lỏng có độ nhớt cao, khi hạ nhiệt độ chúng lại chuyển từ pha lỏng về rắn

Về cấu tạo bộ phận ép chủ yếu là vít xoắn, piston, trục cán, bộ phận chứa tải là khuôn có dạng trụ, phẳng, cầu…

Phương pháp ẩm: hỗn hợp nguyên liệu có độ ẩm 35-50% với độ ẩm ban đầu 12-14%,

được làm ẩm b ng nước nóng 70-80 độ C Khi nguyên liệu được ép hay đùn ra khỏi khuôn ép sẽ có độ ẩm tới 17%, Nhiệt độ tới 80 độ C Sau khi ép, các viên phải được làm lạnh và khô, tới nhiệt độ 50-60 độ C và độ ẩm nhỏ hơn 14%

Phương pháp khô: có nhiều ưu điểm hơn so với phương pháp ẩm, không cần sấy

viên Kích thước các viên thường có dạng cầu, trụ,…với đường kính 3-20mm, hình trụ

có bề cao 10-30mm, khối lượng riêng 1000-1300kg/m3

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ép có thể chia ra 2 nhóm:

Nhóm 1: Những yếu tố đặc trưng cho tính chất cơ l của sản phẩm

Mô đun ép, đặc trưng cho khả năng của sản phẩm khi bị ép chặt 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 sản phẩm, cấu trúc của nó và kích thước thành phần hạt của nó

Hệ số áp suất bền, là tỷ số giữa áp suất bề mặt bên của vật liệu ép với áp suất ép tác dụng thẳng đứng

Hình dạng bánh ép và tương quan kích thước của nó

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

Số bề mặt của bánh ép trực tiếp chịu áp suất ép

DUT.LRCC

2.4 Các bước sản xuất viên mùn cưa

Để làm được những sản phẩm viên nén mùn cưa hay viên nén gỗ chất lượng, đạt tiêu chuẩn theo yêu cầu Viên mùn cưa được sản xuất qua 5 bước cơ bản từ nghiền nguyên liệu đến tạo độ ẩm, tạo hình, làm mát và đóng gói thành phẩm với chi tiết các bước như sau:

Bước 1: Nghiền nguyên liệu

Nguyên liệu sản xuất viên nén gỗ khá đa dạng từ vụn mùn cưa khi xẻ gỗ, miếng gỗ vụn, tre nứa, dăm bào đến vỏ đậu phộng, thân cây ngô… Tất cả những nguyên liệu này đều có thể sử dụng để làm viên nén mùn cưa Tuy nhiên, do đặc trưng của các dòng máy nén viên gỗ nên để sản phẩm viên gỗ nén đạt chất lượng tốt nhất, kích thước của nguyên liệu đầu vào không được lớn hơn 5mm Do vậy, những nguyên liệu đầu vào có kích thước lớn như miếng gỗ, thân cây, vỏ đậu phộng, sẽ được đưa qua máy nghiền

để nghiền thành những mảnh mùn cưa có kích thước nhỏ, đều và phù hợp

Hình 2.1 Nghiền nguyên liệu thành mùn cưa

Bước 2 : Cân b ng độ ẩm thích hợp cho mùn cưa

Mùn cưa sau khi đi qua máy nghiền nguyên liệu còn phải qua một bước nữa trước khi đến với máy nén tạo hình viên nén mùn cưa đó là máy cân b ng độ ẩm Thông thường, các nguyên liệu đầu vào dùng để sản xuất viên nén mùn cưa khá đa dạng, có thể là thân cây gỗ đã phơi khô, cũng có thể là những cảnh cây còn tươi mới được cắt, tất cả

DUT.LRCC

những nguyên liệu này khiến độ ẩm của mùn cưa sau nghiền thường khá cao (từ 18 - 35%)

Với độ ẩm này, việc nén viên gỗ sẽ trở nên khó khăn hơn, viên gỗ cũng dễ bị mốc trong quá trình vận chuyển, giảm chất lượng viên nén gỗ Vì vậy, công đoạn tiếp theo chính là tạo độ ẩm thích hợp cho mùn cưa b ng cách đưa mùn cưa sau khi nghiền lên băng tải và đi vào hệ thống sấy.Hệ thống sấy hiện đại được trang bị đồng hồ đo độ ẩm, đảm bảo độ ẩm đạt đúng định mức từ 10-14%, mùn cưa theo băng tải sẽ được đưa vào

hệ thống nén để tạo hình sản phẩm

Bước 3 : Nén tạo thành viên

Nén và tạo hình viên, đây cũng là công đoạn quan trọng nhất trong cách làm viên nén mùn cưa Ở bước này, sau khi nguyên liệu đạt độ ẩm tích hợp sẽ được đưa vào miệng nạp của máy viên thông qua băng tải, vít tải Cần kiểm tra kỹ lưỡng tốc độ cũng như quá trình tải mùn cưa, mùn cưa không thể tải quá nhiều một lúc bởi máy nén sẽ hoạt động quá công suất vè viên nén không đảm bảo chất lượng Băng tải cần đưa vào một lượng vừa đủ phù hợp với hiệu suất hoạt động của máy nén để thu được những sản phẩm viên nén gỗ đều, đẹp nhất Mùn cưa sau khi được đưa vào máy nén, với áp suất

và tốc độ cao sẽ được nén lại thành những viên có kích thước đồng đều, cứng mà không cần dùng đến bất kỳ một loại phụ gia hay chất kết dính nào

Hình 2.2 Nén ép viên mùn cưa

DUT.LRCC

Phơi, sấy

Vụn, bột mùn cưa

Cắt

Bước 4: Làm mát viên nén mùn cưa

Khi đi qua áp suất cao và tốc độ cao để nén ép thành viên, viên mùn cưa sẽ có nhiệt độ khá lớn Nếu trong trường hợp này mà mang đi đóng gói luôn sẽ dễ dẫn đến tình trạng bao đóng bị chảy, cũng khiến viên nén gỗ bị hấp hơi từ đó dẫn đến tình trạng ẩm mốc làm giảm chất lượng viên nén Chính vì vậy, viên mùn cưa qua bước nén và tạo hình

sẽ theo băng tải di chuyển vào hệ thống làm mát Hệ thống làm mát sẽ làm giảm nhiệt

độ của viên nén từ từ, giúp viên nén giảm được nhiệt mà không bị nứt, vỡ Quá trình làm mát đúng quy cách cũng giúp viên nén gỗ cứng hơn, không bị hút ẩm ngược và sẽ tỏa ra nhiệt lượng cao hơn khi đưa vào sử dụng

Bước 5: Đóng gói thành phẩm

Đây là bước cuối cùng trong cách làm viên nén mùn cưa cơ bản Ở bước này công đoạn khá đơn giản, cụ thể, viên nén gỗ sau quá trình được làm mát sẽ theo băng tải tời lên miệng phễu đóng gói sau đó rơi xuống phễu và đóng bao tùy theo cài đặt Thông thường hiện nay quy cách đóng bao viên nén gỗ sẽ dao động từ 15 - 25 kg tùy theo yêu cầu

2.5 Sơ đồ dây chuyền sản xuất viên ép trấu

+ Phơi, sấy: mùn cưa sau khi xảy ra thường có độ ẩm 13% Nhưng không được sử dụng ngay, hay gặp mưa làm độ ẩm tăng cao Vì vậy phải sấy để mùn cưa đạt độ ẩm thích hợp trước khi ép <15%

Sàng lọc

và làm nguội

+ Gia nhiệt: Tùy vào phương pháp ép mà có hoặc không có gia nhiệt Mục đích của gia nhiệt là giải phóng lignin có sẵn trong mùn cưa hoặc làm tăng tính kết dính của mùn cưa lại với nhau

+ Cắt : Là quá trình cắt, tách rời sản phẩm thành từng đoạn theo yêu cầu

DUT.LRCC

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

3.1 Xây dựng phương án thiết kế

3.1.1 Phương án 1: Máy ép sử dụng trục vít tải có bước vít thay đổi và khuôn ép tạo

viên

Hình 3.1 Sơ đồ nguyên l phương án trục vít

1 Phễu cấp liêu 4 Khuôn

2 Thân máy 5 Dao cắt

3 Trục vít 6 Trục mang dao cắt

b Nguyên lý hoạt động

Mùn cưa với độ ẩm thích hợp được nạp qua cửa nạp liệu (1), đồng thời động cơ

điện truyền động cho trục vít ép (3) có bước vít thay đổi được tạo ra lực ép, ép nguyên

liệu ra khỏi lỗ khuôn(4) theo hình dạng nhất định trên khuôn Khi nguyên liệu ra khỏi

lỗ khuôn, bị dao cắt(5) tạo thành những viên có chiều dài cố định nhờ cơ cấu tạo cho

dao cắt quay tròn quanh trục mang dao (6)

c Ưu nhược điểm

Giá thành tương đối rẻ

Cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ, dễ chế tạo

+ Nhược điểm:

Năng suất không cao

Máy có áp lực lớn dễ bị hư hỏng vì vít tải có sự ma sát giữa vật liệu với vít tải rất lớn làm cho mặt vít và vỏ bị mòn nhiều

3.1.2 Phương án 2: Máy ép viên sử dụng trục cán có khuôn phẳng

Hình 3.2 Sơ đồ nguyên l phương án khuôn phẳng

1 Đĩa hứng viên 4 Mùn cưa

2 Gân cắt viên 5 Con lăn ép

3 Khuôn ép

DUT.LRCC

Hình 3.3 Nguyên l truyền động khuôn ép phẳng

b.Nguyên lý hoạt động

Nguyên liệu (4) được cấp vào cửa nạp liệu sau khi đã qua máy trộn, động cơ làm trục quay mang khuôn ép (3) Trục con lăn ép được gắn cố định vào thành máy ép , khi khuôn ép (3) quay, con lăn ép (5) quay quanh trục của bản thân nó Quá trình ép sẽ được thực hiện, chúng ép nguyên liệu lên khuôn ép(3) có các lỗ định sẵn, các gân cắt viên (2) được bố trí n m trên đĩa hứng viên (1) sẽ thực hiện cắt viên ép Viên ép trên đĩa (1) sẽ được văng ra ngoài theo cửa thoát sản phẩm nhờ lực ly tâm

c Ưu nhược điểm

+ Ưu điểm

Dễ dàng trong công tác vệ sinh, làm sạch bề mặt khuôn

Dễ dàng tháo lắp, thay đổi con lăn, bộ khuôn,

Khối lượng nhỏ, nhẹ, phù hợp quy mô sản xuất công xuất nhỏ

Dễ dàng quan sát bên trong máy trong quá trình máy hoạt động để có thể điều chỉnh chất lượng của sản phẩm

+ Nhược điểm

Năng suất không cao

Chất lượng, dung sai về kích thước viên nén không cao

DUT.LRCC

3.1.3 Phương án 3: Máy ép viên sử dụng trục cán có khuôn trụ

cố định chỉ tự xoay quanh trục của nó nhờ bốn ổ bi Hai con lăn này có công dụng ép lớp mùn cưa đồng đều vào khuôn ép (3) có những lỗ được định hình sẵn Sau đó được dao cắt (1) cắt thành những viên đều nhau

c Ưu nhược điểm

DUT.LRCC

+ Ưu điểm:

Luôn đảm bảo khoảng cách giữa con lăn ép với bề mặt khuôn

Chế tạo được công suất lớn

Lực ma sát tạo lực ép khuôn nhỏ, tiêu năng lượng nhỏ

Chất lượng viên nén tốt

+ Nhược điểm:

Chế tạo phức tạp hơn, giá thành cao

Kết cấu phức tạp, quá trình lắp ráp sửa chữa khó khăn

3.2 Lựa chọn phương án thiết kế

Dựa trên yêu cầu về khả năng công nghệ, đặc biệt về năng suất, ưu nhược điểm của từng phương án để chọn ra phương án tối ưu, em quyết định chọn phương án 3 là máy

ép viên sử dụng trục cán có khuôn trụ vì đảm bảo năng suất, dễ cơ khí tự động, thích hợp cho sản xuất lớn Các phương án còn lại năng suất thấp, chất lượng viên không cao

DUT.LRCC

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY

4.1 Động học máy ép viên con lăn cối trụ

Hình 4.1 Sơ đồ động máy ép viên con lăn cối tru

1 Động cơ 3.Con lăn ép

2 Bộ truyền đai 4 Khuôn ép

Nguyên lý hoạt động:

Động cơ điện (1) quay truyền động cho khuôn ép (4) quay theo nhờ bộ truyền đai (2) Trục con lăn (4) được cố định vào thành máy, khi khuôn (4) quay làm cho con lăn (3) quay cùng chiều nhờ lực ma sát giữa vật liệu cà con lăn Nên nguyên liệu được ép qua các lỗ trên khuôn

DUT.LRCC

4.2 Thiết kế động học máy tải, trộn trấu

Hình 4.2 Sơ đồ động khâu trộn mùn cưa

nó còn có thể có cửa độ nạp nước ấm (6) để trộn trấu đạt độ ẩm yêu cầu phục vụ cho khâu ép kế tiếp, máy trộn dùng cánh đảo làm việc liên tục có các cánh n m ngang và hướng tâm, mùn cưa được trộn và thoát ở cửa xả liệu (8) đi đến máy ép

4.3 Động lực học máy ép viên con lăn khuôn trụ

Việc tính chọn các thông số của con lăn cần căn cứ vào việc tạo ra sản phẩm và từng loại nguyên liệu đưa vào con lăn Để hỗn hợp sản phẩm không bị kẹt trong khuôn cối ép nguyên liệu và được đẩy hết ra khuôn theo đúng chu kỳ thì năng suất hệ thống

ép phải phù hợp với năng suất làm ra sản phẩm

Ta chọn thông số đầu vào:

Chiều rộng của con lăn : L= 110mm

Đường kính trong khuôn ép: Dk= 450mm

DUT.LRCC

Đường kính lỗ ép viên trấu: d= 6mm

Chiều dài của viên trấu: 30mm

Năng suất máy ép trấu: 1500kg/h

a Tính toán các thông số ép của khuôn ép

Trong sản xuất các sản phẩm dạng viên, dạng hạt như viên trấu, mùn cưa, thức ăn gia súc… thường dùng khuôn ép có dạng một tấm kim loại hay hợp kim có khoan lỗ

để ép viên qua đó, nó có thể có nhiều hình dạng khác nhau, hoặc giống nhau trên cùng một khuôn tùy theo mục đích như hình thang, hình trụ…

Số lượng lỗ được phân bố trên khuôn ép phụ thuộc vào kích thước cối, năng suất, cách phân bố các lỗ trên…

Ta chọn đường kính lỗ là 6mm khoảng cách giữa các tâm lỗ làm 10 mm, trên khuôn gồm 5 dãy lỗ, với đường kính lồng như trên ta tính được số lỗ trên lồng:

f t d

p S L

p C





(4.1)Trong đó:

pmax : Áp suất nén lớn nhất , Mpa

S: Tiết diện ngang của khuôn, m2

C: Chu vi của khuôn, m

f

p S L

p C



2 max

Vậy chiều dài lỗ ép phải lớn hơn 46,875mm

v: Vận tốc nguyên liệu bị ép qua lỗ, m/s

Q: Năng suất l thuyết của máy ép, kg/h

3600 .

Q v

k d m Z

3600.0, 07 .(6.10 ) 700.2   m s Tiết diện tổng các lỗ ép trên khuôn ép:

Chọn H= 10mm ( chiều cao từ thanh gạt đến đường kính trong lồng)

Khi con lăn qua 1 lần chiều dài viên sẽ dài thêm H 3, 610 2, 7mm

Khi đĩa quay một vòng tạo ra viên ép có chiều dài tăng thêm l 5mm

Ta thu được thể tích các viên trấu là:

V= Sx.l = 19792.5 = 98960 mm3

Khối lượng riêng viên mùn cưa là  = 1100kg/m3

Do đó khối lượng viên trấu thu được sau một vòng quay của đĩa được là:

DUT.LRCC

So với điều kiện tốc độ quay của vòng khuôn :

Nếu như số vòng quay của vòng khuôn bé, thì vật liệu sẽ rơi vào phần dưới của vòng khuôn,như vậy theo chiều quay của vòng khuôn thì con lăn thứ 2 như không tham gia vào quá trình ép Để thỏa mãn điều kiện này

Theo công thức 6.31 [2, trang 117] ta có : v gR1 m/s (4.4) Trong đó : R1 – bán kính vòng khuôn

Suy ra: v 1,5m/s

Vậy với n= 250 vòng/phút thỏa điều kiện

b Lực tác dụng lên khối vật liệu trong lỗ ép:

Hình 4.3 sơ đồ tác dụng lực của con lăn

DUT.LRCC