Tính toán thiết kế máy ép đùng trục vít thức ăn gia súc năng suất 300kgh

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG, CHƯƠNG II. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIện, CHƯƠNG III. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY ÉP TRỤC VÍT,Tính chọn thông số kỹ thuật ban đầu của trục vítCông suất động cơ và hộp giảm tốc – bộ truyền động đai Công suất động cơ điệnHộp giảm tốcBộ truyền đai thang

LỜI NÓI ĐẦU

Nhiều nước trên thế giới đặt biệt là các nước đang phát triển, nhu cầu tối thiểucủa con người về thực phẩm chưa được thỏa mãn hoàn toàn Nhiều tổ chức quốc tế đã

và đang tìm cách giải quyết nhanh chóng vấn đề lương thực, thực phẩm toàn cầu Trêncon đường thực hiện mục tiêu đó có một khâu rất quan trọng là phải phát triển hơnnữa về ngành chăn nuôi Thành công của ngành nông nghiệp này phần lớn tùy thuộcvào mức dinh dưỡng của gia súc, gia cầm,vào việc tạo ra nguồn cung cấp thức ănvững chắc

Từ xưa ngành trồng trọt đã cung cấp các loại thức ăn gia súc Tuy nhiên trongcác điều kiện của một nền chăn nuôi phát triển với khuynh hướng tập trung và chuyênbiệt hóa cao độ như hiện nay đã tạo ra những tiền đề để tách thành một ngành côngnghiệp độc lập Công việc sản xuất thức ăn bao gồm tổ hợp những biện pháp, tổ chứcquản lý và kỹ thuật công nghiệp nhằm bảo đảm cung cấp đầy đủ thức ăn cho vật nuôi

từ các nguồn trồng trọt, công nghiệp chế biến nông sản thực phẩm, đến công nghệ visinh học, kể cả nguồn thức ăn tự nhiên, trong đó thức ăn có nguồn gốc thực vật làquan trọng nhất

Ngày nay, do các cuộc cách mạng về khoa học kĩ thuật của nhân loại đã tạo ranhiều bước đột phá trong tất cả các lĩnh vực, kể cả trong lĩnh vực thức ăn gia súc, dâytruyền thức ăn gia súc ngày càng hiện đại và cho năng suất cao hơn Thức ăn gia súcngày nay với thành phần chính vẫn là thực vật, nhưng còn các thành phần phụ khác đãđược bổ sung một cách hợp lý để sao cho gia súc có thể hấp thụ được thức ăn là tốtnhất làm tăng chất lượng và sản lượng chăn nuôi Mặt khác sản xuất thức ăn gia súckhông còn là công việc thủ công Máy móc và các trang thiết bị đã cho phép chúng ta

tự động hóa thức ăn gia súc với vi mô lớn, nhanh chóng và hiệu quả Chúng ta đã cónhiều dây truyền sản xuất thức ăn khác cho nhiều loại vật nuôi khác nhau và cho cácquy mô sản xuất khác nhau

Tuy nhiên ở Việt Nam thì ngành chăn nuôi vẫn còn phát triển ở mức thấp, việcchăn nuôi còn mang tính nhỏ lẻ và chưa tận dụng được nguồn phụ phẩm nông nghiệpdồi giàu Từ những yêu cầu đặt ra đó mà đã dẫn đến đề tài tiểu luận này, nhằm nghiêncứu tính toán thiết kế máy ép viên thức ăn phục vụ chăn nuôi gia súc, gia cầm, thủysảnvới năng suất 50 kg/h phù hợp với quy mô chăn nuôi ở nước ta hiện nay

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 3

DANH MỤC HÌNH ẢNH 6

DANH MỤC BẢNG BIỂU 7

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG 8

1.1 Sự ra đời của thức ăn hỗn hợp 8

1.2 Lợi ích của việc sử dụng thức ăn hỗn hợp 8

1.3 Ý nghĩa của việc chế biến thức ăn gia súc 9

1.4 Thức ăn hỗn hợp và các nguyên liệu sử dụng 10

1.5 Ép viên và đóng bánh 11

1.5.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình nén ép 11

1.5.2 Ép viên thức ăn gia súc 13

CHƯƠNG II QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 14 2.1 Quy trình công nghệ 14

2.1.1 Quy trình công nghệ của quá trình sản xuất thức ăn gia súc 14

2.1.2 Sơ đồ dây chuyền sản xuất thức ăn gia súc 16

2.2 Phân tích và chọn phương án ép 16

2.2.1 Chọn phương pháp ép 16

2.2.2 Chọn phương án thiết kế 18

2.3 Sơ đồ cấu tạo và phạm vi sử dụng của các loại máy đùn trục vít 20

2.3.1 Trục vít 20

2.3.2 Tấm lưới 22

2.3.3 Xilanh 23

2.3.4 Đầu ép 23

2.3.5 Các bộ phận khác 24

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY ÉP TRỤC VÍT25 3.1 Tính chọn thông số kỹ thuật ban đầu của trục vít 25

3.2 Công suất động cơ và hộp giảm tốc – bộ truyền động đai 30

3.2.1 Công suất động cơ điện 30

3.2.2 Hộp giảm tốc 31

3.2.3 Bộ truyền đai thang 32

3.3 Tính toán vít đẩy của máy ép 36

3.3.1 Xác định tải trọng tác dụng lên trục vít máy ép 37

3.3.2 Tính toán sức bền trục vít 43

3.3.3 Tính toán sức bền của cánh vít 46

3.4 Tính toán khuôn ép và bu lông kẹp 51

3.4.3 Tính toán khuôn ép 51

3.4.4 Bu lông kẹp 53

3.5 Tính chọn ổ lăn cho trục vít 55

3.6 Tính số vòng quay của dao cắt 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1-1 Sơ đồ quy trình sản xuất thức ăn gia súc 16

Hình 2.2-1 Sơ đồ máy ép cán 18

Hình 2.2-2.Sơ đồ máy ép bằng vít đùn 18

Hình 2.2-3 Sơ đồ máy ép bằng vít đùn 19

Hình 2.3-1 Sơ đồ cấu tạo máy đùn trục vít 20

Hình 2.3-2 Các dạng trục vít 21

Hình 2.3-3 Các dạng đầu cuối trục vít 21

Hình 2.3-4 Các dạng lưới ở đầu ép 22

Hình 2.3-5 Cấu tạo xilanh 23

Hình 2.3-6 Các kiểu đầu ép của máy trục vít 24

Hình 3.1-1 Đường kính trục vít 25

Hình 3.2-1 Kích thước đai thang trục vít 35

Hình 3.3-1 Đồ thị sự biến đổi áp suất bột nhão theo chiều dài trục vít 36

Hình 3.3-2 Sơ đồ tính toán sự thay đổi áp suất pháp tuyến theo chiều dài trục vít 38

Hình 3.3-3 Tải trọng tác dụng lên trục vít 39

Hình 3.3-4 Biểu đồ tải trọng tác dụng lên trục vít 43

Hình 3.3-5 Biểu đồ các tải trọng tác dụng lên trục vít 44

Hình 3.3-6 Sơ đồ gần đúng để tính toán vòng vít ép 47

Hình 3.4-1 Sơ đồ khuôn ép để tính toán 52

Hình 3.5-1 Ổ lăn hình côn 55

Hình 3.6-1 Kích thước đai thang dao cắt 62

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 3.2-1 Kích thước đai thang trục vít 35Bảng 3.5-1 Kích thước ổ lăn 55Bảng 3.6-1 Kích thước đai thang dao cắt 62

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG

Thức ăn hỗn hợp là một loại hỗn hợp đồng nhất của nhiều loại thức ăn khácnhau được phối hợp theo các công thức lặp được từ các kết quả nghiên cứu khoa họcnhằm đảm bảo dinh dưỡng hoàn chỉnh cho vật nuôi

1.1 Sự ra đời của thức ăn hỗn hợp

Sau thế chiến thứ hai, thị hiếu của người chăn nuôi đối với việc sử dụng ngũcốc làm thức ăn chăn nuôi có thay đổi Trong lý luận nuôi dưỡng vật nuôi cũng cónhiều quan điểm mới Người ta đã nghĩ đến việc dùng các sản phẩm hóa học, sinh hóahọc và vi sinh vật nhằm thực hiện ý muốn về một loại thức ăn chứa đầy đủ các chấtdinh dưỡng, các chất cần thiết và có thể sử dụng như là một chế phẩm có tác dụng bổsung và hoàn thiện các giá trị dinh dưỡng của các sản phẩm trồng trọt rẻ tiền

Việc nuôi dưỡng gia súc, gia cầm giờ đây đòi hỏi một loại thức ăn hoàn chỉnh,tức là một hỗn hợp các thức ăn có nguồn gốc thực vật, động vật, vi sinh, khoáng vật

và các sản phẩm tổng hợp khác nhằm đáp ứng đầy đủ nhất cho nhu cầu dinh dưỡngcủa vật nuôi, cả về số lượng lẫn chất lượng Việc chế biến một loại thức ăn như vậyvới quy mô công nghiệp đã hình thành nên ngành sản xuất chế biến thức ăn hỗn hợp.Một ngành sản xuất độc lập và chuyên môn hóa, các loại thức ăn hỗn hợp được sảnxuất ra là những sản phẩm phức tạp, là những công trình tập thể của những chuyên giathuộc các ngành khác nhau như sinh vật học, chăn nuôi hỗn hợp,toán học và kinh tếhọc Nghiên cứu tìm ra được thức ăn hỗn hợp là một trong những thành tựu khoa học

kĩ thuật lớn nhất của ngành chăn nuôi trong những năm sau chiến tranh

Ở nước ta, việc sử dụng thức ăn hỗn hợp cũng được phổ biến khá sớm Sự pháttriển của ngành nông nghiệp tư sản ở miền nam cũng đã hình thành hàng loạt các xínghiệp chế biến thức ăn hỗn hợp với phần lớn thực liệu nhập từ các nước, chủ yếu là

Mỹ Từ sau 1975 đến nay, chúng ta đã thiết lập được hàng loạt các xí nghiệp, nhà máychế biến thức ăn gia súc từ trung ương đến cấp tỉnh Một số huyện thậm chí một số xã,cũng đã xây dựng được các vùng chuyên môn hóa thức ăn gia súc để đảm bảo cungcắp đủ và thường xuyên cho việc chế biến, mặt khác là do chưa chủ động cân đốiđược các thực liệu bổ sung, các dưỡng chất vi lượng như axit, amin, vitamin, các chấtkhác như kháng sinh, hormon, chất kháng ôxi hóa…

Gần đây theo khuynh hướng chung, công nghiệp thức ăn gia súc của nước tacũng chú ý đến việc chế biến thức ăn hỗn hợp thành thức ăn viên Mặc dù vậy, bêncạnh đó việc nghiên cứu các loại thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh cho từng vùng sinh tháinông nghiệp ở nước ta chưa được quan tâm đầu tư đến

1.2 Lợi ích của việc sử dụng thức ăn hỗn hợp

Điểm cơ bản nhất là sự ra đời của thức ăn hỗn hợp cho phép công nghiệp hóangành chăn nuôi Sự xuất hiện của thức ăn hỗn hợp đã khắc phục được tình trạng cung

cấp sản phẩm chăn nuôi theo mùa và làm cho chất lượng sản phẩm đồng đều hơn.Ngoài ra, thức ăn hỗn hợp cho phép áp dụng nhanh chóng trong thực tiễn những thànhtựu mới nhất của dinh dưỡng học, cho phép thực hiện việc rộng rãi cơ giới hóa, tựđộng hóa và rút ngắn thời gian chuẩn bị thức ăn Do đó, thức ăn hỗn hợp có ý nghĩarất lớn đối với nước ta, một nước nông nghiệp phát triển, nhất là phát triển có kếhoạch Phát triển công nghiệp thức ăn gia súc không những có thể sử dụng tốt tất cảcác nguồn thức ăn gia súc, kể cả các phụ phẩm của công nghiệp chế biến nông sảnthực phẩm, mà còn cho phép phát triển sản xuất chăn nuôi theo các định hướng cầnthiết.

Thức ăn gia súc có chất lượng cao có vị trí rất quan trọng trong dinh dưỡng củađộng vật, nhất là đối với heo và gia cầm Thức ăn đã trở thành một yếu tố quyết địnhtăng năng suất chăn nuôi trong những năm sau thế chiến thứ II Chi phí thức ăn để sảnxuất một đơn vị sản phẩm trong ngành chăn nuôi heo và gia cầm so với thời kỳ 1930 –

1960 dùng thức ăn tinh đã giảm 1,5 – 2 lần, trong ngành chăn nuôi bò lấy thịt cũng đãgiảm 1/3 Và hiện nay đã đạt được một tiến bộ vượt bậc trong việc tiết kiệm thức ăntrên một đơn vị sản phẩm trong tất cả các ngành chăn nuôi, đặt biệt là ngành chăn nuôiheo và gà Theo các thông số gần đây nhất, nhiều cơ sở chăn nuôi tập trung đã đạtđược mức tiêu tốn dưới 2,5 kg thức ăn hỗn hợp cho 1 kg trứng, dưới 2 kg thức ăn cho

1 kg tăng trọng của gà thịt và dưới 3 kg thức ăn cho 1 kg tăng trọng của heo thịt

1.3 Ý nghĩa của việc chế biến thức ăn gia súc

Chế biến thức ăn theo nghĩa hẹp là nhằm thay đổi thức ăn hình thức, về phẩmchất dưới tác động của các yếu tố vật lý, hóa học, sinh vật học và theo khái niệm mớithì chế biến là nhằm sản xuất ra những loại thức ăn mới bằng phương pháp hóa học,sinh học trong công nghiệp, trong quá trình xây dựng ngành chăn nuôi hiện đại thì vấn

đề chế biến thức ăn gia súc lại càng quan trọng, nhất là việc chế biến thức ăn hỗn hợpcác loại

Năng suất chăn nuôi trước hết phụ thuộc vào việc cung cấp đúng đắn thức ăngia súc, gia cầm Việc cung cấp thức ăn đúng đắn có ý nghĩa là phù hợp với nhu cầuthức ăn của gia súc, với mục tiêu tiêu thụ ít nhất lượng thức ăn nhưng lại cho ra lợinhuận kinh tế nhất Thức ăn cho gia súc phải đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng, tiêu hóatốt, không chứa những chất độc hại cho quá trình tiêu hóa và sức khỏe của vật nuôilàm ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm gia súc, gia cầm Thức ăn ở dạng tựnhiên chưa đáp ứng được những yêu cầu dinh dưỡng đa dạng đó theo chức năng vàlứa tuổi của gia súc gia cầm

Việc chế biến thức ăn có thể làm tăng mức tiêu hóa trong cơ thể gia súc, tăngsản lượng, giảm mức tốn năng lượng khi nhai thức ăn, nâng cao chất lượng, tránh chogia súc khỏi bị bệnh và khử được nhiều ảnh hưởng tai hại của một số thức ăn tới sảnphẩm gia súc Ngoài ra việc chế biến thức ăn phát triển tạo nhiều khả năng tận dụngnhiều phế phẩm nông nghiệp, cũng như các ngành sản xuất khác, có thể chế biếnnhiều loại thức ăn cần thiết khác, đơn giản hóa nhiều quá trình làm việc liên quan đến

các hình thức chăn nuôi gia súc bằng việc áp dụng cơ khí Như vậy phải tiến hành chếbiến và phối trộn tạo thành thức ăn hỗn hợp nhằm đáp ứng những nhu cầu trên.

Như các thức ăn hạt chưa chứa nhiều dinh dưỡng và chất lượng nên nếu như đểlàm nguyên liệu cho trâu, bò, lợn ăn sẽ kém tác dụng và đôi khi gây ra bệnh dạ dầy.Rất nhiều kinh nghiệm thực tế chứng tỏ rằng hỗn hợp thức ăn gồm nhiều thành phầnđược nghiền nhỏ (căn bản là thức ăn hạt) thì khi cho gia súc ăn dễ tiêu hóa tốt hơn làhỗn hợp gồm nhiều thành phần nghiền to, mức tăng trọng của lợn khi ăn hỗn hợp thức

ăn nghiền nhỏ sẽ lớn hơn 15÷19 % và nếu cho ăn hỗn hợp thức ăn nghiền trung bìnhsẽn lớn hơn 10÷12% so với mức tăng trọng đạt được khi cho ăn hỗn hợp nghiền to.Khi đó sẽ giảm bớt được nhu cầu thức ăn, rút ngăn được thời hạn vỗ béo lợn và hạ giáthành sản phẩm Chính vì vậy việc sản xuất thức ăn hỗn hợp cho gia súc, gia cầmngày nay đang phát triển mạnh mẽ

1.4 Thức ăn hỗn hợp và các nguyên liệu sử dụng

Thức ăn hỗn hợp được chia làm 3 loại

 Thức ăn tinh hỗn hợp

 Thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh

 Thức ăn bổ sung prôtit, khoáng, vitamin

Thức ăn tinh hỗn hợp là hỗn hợp gồm thức ăn tinh và khoáng bổ sung Trongthành phần thức ăn tinh loại này có thể trộn thêm phế phẩm vitamin, nguyên tố vilượng, chất khoáng sinh và chất khác Thức ăn tinh hỗn hợp kết hợp cho ăn với thức

ăn nhiều nước và thức ăn thô theo quy định khẩu phần thức ăn hang ngày phù hợp vớitừng đối từng chăn nuôi Loại thức ăn hỗn hợp này sản xuất dưới dạng bột rời, bánhhoặc viên

Thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh là hỗn hợp gồm có thức ăn tinh, thức ăn thô cùngvới muối khoáng bổ sung hoặc với chất khác với liều lượng phù hợp nhằm tiết kiệmthức ăn và nâng cao năng suất gia súc, gia cầm Thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh cung cấpđầy đủ chất dinh dưỡng mà gia súc, gia cầm cần thiết và chất độn phù hợp để cho hệtiêu hóa hoạt động bình thường

Thức ăn bổ sung prôtit, khoáng, vitamin là hỗn hợp gồm các loại thức ăn tinhgiàu prôtit, các loại vitamin, muối khoáng, nguyên tố vi lượng và kháng sinh Loạithức ăn này dùng để phối trộn với các dạng thức ăn khác nhằm đáp ứng nhu cầu dinhdưỡng theo sinh lý từng loại, từng lứa tuổi và từng chức năng riêng

Công thức chế biến thức ăn hỗn hợp nuôi gia cầm, gia súc cho phù hợp sinh lýtừng loại và từng lứa tuổi ở nước ta đang được nghiên cứu và hoàn thiện.Nhưng nóichung thức ăn hỗn hợp đều được sản xuất từ nguyên liệu như: các loại hạt thực vậtgiàu tinh bột (lúa, ngô, lúa mạch, kê, cao lương, ) Các loại hạt thực vật giàu prôtit(đậu tương, đậu ve, đậu hà lan, lạc, ), phụ phẩm các nhà máy xay xát và chế biến bột,phụ phẩm các nhà máy ép dầu, phụ phẩm của công nghiệp đường, rượu, bia, thức ăn

có nguồn gốc động vật (bột xương, bột xương thịt, bột cá, ), nấm men, thức ăn cónguồn gốc thực vật nhiều vitamin và khoáng (khoai lang, khoai tây, sắn, cỏ, rơm) vàthức ăn khoáng.

1 Với các loại củ quả được rửa sạch đất bụi, thái lát, phơi (sấy) khô,nghiền nhỏ và phối trộn Nếu cần thức ăn ngay thì sau khi rửa, thái (nếukích thước ban đầu lớn) nấu (nghiền) và phối trộn

2 Loại thức ăn thô như rau, cỏ, rơm, các loại lá đậu, lá cây được băm(thái), phơi khô nghiền nhỏ còn có thể chế biến bằng phương pháp hóahọc như ngâm vôi, kiềm hóa bằng sút ăn da, để tăng khả năng hấp thụdinh dưỡng Nếu để làm thức ăn tươi thì cần thái trộn hoặc thái nấu trộn.Thức ăn khô nếu được chế biến sẽ giảm nhẹ công sức nhai thức ăn củagia súc, tạo điều kiện phối chế đồng đều làm tăng dinh dưỡng, gây vịngon, làm tăng khả năng ăn được nhiều cho gia súc

3 Thức ăn hạt thường phân loại tách các tạp chất phi dinh dưỡng, làm khônghiền nhỏ và phối trộn Một số loại cần được xay xát rang nghiền hoặcnấu và phối trộn

4 Các loại phụ phẩm của các ngành công nghiệp đường, bia, rượu, ép dầu,xay xát và chế biến thực phẩm thường được phối trộn cho ăn ngay hoặcnghiền sơ bộ (nếu cần), sấy nghiền và phối trộn

Nguyên liệu để sản xuất thức ăn hỗn hợp sau khi tách các tạp chất phải đượcnghiền nhỏ đúng kích thước, cân đong đúng liều lượng theo từng loại công thức thức

ăn và trộn đều trong các máy đảo trộn Sản phẩm sau khi đảo trộn đều có thể đóngbao, đóng bánh hoặc ép viên tùy theo yêu cầu sử dụng

1.5.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình nén ép

Sản phẩm rời được chặt lại do sự chuyển dịch tương đối của các phần tử thànhphần, cũng như do kết quả của sự biến dạng dư (không thuận nghịch) và biến dạngđàn hồi (thuận nghịch) Trong quá trình nén chặt tính chất cơ cấu của vật thể bị nénluôn luôn thay đổi

Qúa trình nén chặt của vật thể rời được chia làm ba giai đoạn: ở giai đoạn thứnhất, các phân tử ép lại gần nhau, các phần tử này chèn các phần tử kia và biến dạng.

Từ những khu vực có áp suất cao, các phần tử dịch chuyển đến các khu vực có áp suấtthấp hơn Sự nén chặt xảy ra chủ yếu do kết quả của sự thay đổi độ hổng của các phân

tử không biến dạng nhiều Ở giai đoạn này áp suất tăng không nhiều lắm cũng đã làmcho sản phẩm nén chặt lại rồi

Ở giai đoạn thứ hai của quá trình nén chặt xảy ra sự biến dạng không thuậnnghịch như biến dạng dòn và biến dạng dẻo Biến dạng dòn gây ra sự phá hủy cácphân tử, làm cho các phân tử được sắp xếp lại chặt hơn còn diến dạng dẻo thì gây ra

sự phá hoại phân tử

Ở giai đoạn thứ ba của quá trình nén chặt xảy ra sự biến dạng đàn hồi, ở giaiđoạn này áp suất lớn đã làm cho độ chặt của sản phẩm tăng lên rất cao Tất nhiênkhông thể có giới hạn rõ rệt giữa các giai đoạn của quá trình nén chặt

Sự gắn chặt với nhau của các phân tử nén được giải thích theo nhiều thuyết(mao quản, keo, phân tử, ) Phổ biến hơn cả là thuyết phân tử, thuyết giải thích sựgắn chặt các phân tử với nhau là do xuất hiện lực liên kết giữa các phân tử với nhau.Trong quá trình nén các phân tử nằm xít gần nhau tạo ra sức căng giữa các phân tử rấtlớn, do đó gắn chặt lại với nhau Thuyết mao quản giải thích rằng sự gắn chặt của cácphân tử là do tác dụng của lực mao quản ở các mặt lồi lõm, muốn thế vật thể phải có

đủ độ ẩm cần thiết để chất đầy vào các mao quản giữa bề mặt các phân tử

Ta thấy rằng nén sản phẩm đến độ dày h nào đấy thì không cần lực ép lớn (giaiđoạn một của quá trình nén) Sau đó áp suất tăng lên và chiều dày của lớp sản phẩmgiảm xuống, quá trình nén tiến hành với vận tốc giảm dần (giai đoạn hai) Cuối cùng,nén các sản phẩm trong mặc dù là áp suất ép khá lớn, nhưng chiều dày của lớp sảnphẩm giảm xuống không đáng kể Chiều dày của lớp sản phẩm tăng từ h1 đến h2 khikhông tiếp tục nén,đó là do sự xuất hiện của biến dạng đàn hồi, và sự nở của khôngkhí bị nén trong sản phẩm

Trong quá trình nén phải tìm cách tăng chỉ số nén Các chỉ số nén chịu ảnhhưởng của điều kiện nén và những đặt tính vật lý của sản phẩm nén

Điều kiện nén gồm có: áp lực nén, thời gian nén, sản phẩm chịu tác dụng củalực nén, nhiệt độ của bộ phận nén và nhiệt độ của vật liệu, đặt tính cấu tạo và tìnhtrạng kỹ thuật của bộ phận nén Những đặc tính lý hóa của sản phẩm gồm có: thànhphần hóa học của sản phẩm, độ phân tán của sản phẩm, hệ số ma sát nội và ma sátngoại, tính hút nước của sản phẩm số lượng và tính chất của chất kết dính

Áp suất nén càng tăng chỉ số độ chặt và độ cứng của sản phẩm ép càng tăng,thời gian nén dài sẽ gây ra sự trễ của lực căng trong sản phẩm, do đó hệ số nở của sảnphẩm giảm xuống

Nhiệt độ của sản phẩm là yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến quá trình nén, vì nhiệt

độ ảnh hưởng đến trạng thái của nước và độ bền vững của liên kết giữa nước với sảnphẩm Tăng nhiệt độ sẽ tạo khả năng dịch chuyển ẩm, làm cho sản phẩm trở nên dẻo,

giảm hệ số nở Tăng độ ẩm thì sự liên kết giữa các phân tử tăng lên, nhưng thừa nướcthì tác dụng sẽ ngược lại.

Thành phần hóa học của sản phẩm cũng ảnh hưởng đến độ cứng của sản phẩmnén.Thức ăn gia súc chứa nhiều xenluloza, do đó khi ép viên hoặc đóng bánh sẽ kémvững chắt và đòi hỏi phải nén với áp lực lớn Thức ăn gia súc giàu tinh bột và protitthì khi ép viên sẽ đơn giản hơn

1.5.2 Ép viên thức ăn gia súc

Viên thức ăn gia súc có dạng trụ nhỏ đường kính từ 2,4 đến 20 mm, dài bằng1,5 đến 2 lần đường kính Kích thước của viên thức ăn phụ thuộc vào mục đích sửdụng của nó.Viên thức ăn nhỏ chủ yếu dùng để nuôi gia cầm non, còn viên thức ănđường kính cỡ 5 mm dùng để nuôi gia cầm lớn và cá Viên thức ăn lớn hơn dùng đểnuôi gia súc lớn

Một số nhà nghiên cứu cho rằng, nhờ chế biến ở nhiệt độ cao và làm ẩm khihấp, khi ép viên nén giá trị dinh dưỡng của viên thức ăn được tăng lên do sự dexorinhóa tinh bột và biến tính protit Kết quả chăn nuôi gia cầm bằng thức ăn dạng viên chothấy rằng kết quả cũng tốt như chăn nuôi bằng thức ăn dạng bột Nhiều công trìnhnghiên cứu đã chứng minh rằng thức ăn gia súc dạng viên có giá trị dinh dưỡng caohơn

Thức ăn dạng viên có một ưu diểm rõ rệt nhất là khối lượng riêng cao, thể tíchkho chứa được thu hẹp, dễ vận chuyển bằng cơ học và khí động học, thuận tiện choviệc vận chuyển ở dạng rời không cần bao gói và dễ cơ khí hóa việc cho ăn ở cácchuồng trại

Có hai phương pháp sản xuất thức ăn viên: phương pháp khô và phương phápướt Sản xuất bằng phương pháp khô trước khi ép viên, thức ăn gia súc được hấp hơi

và có đôi khi có trộn thêm mật rỉ, chất béo Sản xuất bằng phương pháp ướt nghĩa làphải trộn vào bột thức ăn một lượng nước (nhiệt độ 70 – 80 oC) đủ để tạo thành bộtnhão với độ ẩm 30 – 35 %, sau đó đưa vào tạo viên, sấy và làm nguội

CHƯƠNG II QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ PHƯƠNG PHÁP

THỰC HIỆN 2.1 Quy trình công nghệ

2.1.1 Quy trình công nghệ của quá trình sản xuất thức ăn gia súc

2.1.1.1 Làm sạch các tạp chất trong nguyên liệu

Nguyên liệu đưa vào xí nghiệp chế biến thức ăn gia súc thường lẫn nhiều tạpchất khác nhau, hoặc là tạp chất vô cơ, hoặc là tạp chất hữu cơ hay tạp chất kim loại

Để đảm bảo không ảnh hưởng đến giá trị của thức ăn cũng như an toàn của máy móc,nhất thiết phải loại bỏ các tạp chất Tùy theo dạng nguyên liệu đưa vào nhà máy, xínghiệp thuộc dạng hạt hay dạng bột mà dây chuyền làm sạch tạp chất phải thay đổicho phù hợp

Làm sạch tạp chất trong dây truyền sản xuất thức ăn gia súc tương đối đơngiản, thường chỉ có thiết bị sàng và nam châm Ở những cơ sở sản xuất nhỏ, có thể chỉ

bố chí một lớp sàng trước khi nguyên liệu vào vựa chứa tạm thời là đủ

Sau khi làm sạch, nguyên liệu phải đảm bảo các yêu cầu sau:

 Tạp chất lớn: không có

 Tạp chất khoáng (các loại): không quá 0.25%

 Tạp chất hữu cơ: không quá 0.4%

 Sâu mọt: không quá 0.25%

2.1.1.2 Nghiền nguyên liệu

Phần lớn các cấu tử dùng trong công nghiệp thức ăn gia súc thường khác nhau

về tính chất vật lý, cũng như về mức độ chuẩn bị cho sản xuất thức ăn

Nguyên liệu được chia làm 3 loại:

 Nguyên liệu dạng bột không cần phải tiếp tục nghiền

 Nguyên liệu dạng cục phải được đập sơ bộ và nghiền nhỏ

 Nguyên liệu dạng hạt cần phải được nghiền nhỏ thành dạng bột

Mức độ nghiền các sản phẩm làm thức ăn hỗn hợp cho gia súc phụ thuộc vàoloại và độ tuổi của con vật và phải nghiền đến độ nhỏ có thể đảm bảo trộn đều các cấu

tử thành phần Ngoài ra, thức ăn đã nghiền nhỏ sẽ tốn ít năng lượng khi nhào và nấucũng nhanh Nghiền đúng yêu cầu về độ nhỏ sẽ tạo điều kiện tiêu hóa cao nhất cácchất dinh dưỡng có trong thức ăn hỗn hợp

2.1.1.3 Trộn các cấu tử thành thức ăn hỗn hợp

Mục đích trộn các cấu tử là để thức ăn có thành phần thống nhất Độ đồng nhấtcủa thức ăn hỗn hợp đảm bảo cho giá trị dinh dưỡng phân bố đồng đều trong mọi phầncủa thức ăn Các cấu tử trong thức ăn mà không phân bố đồng đều thì chẳng nhữngchất lượng của thức ăn bị giảm xuống mà đôi khi còn có hại cho gia súc do ở mộtphần nào đó tập trung nhiều một cấu tử sẽ có ảnh hướng đến trạng thái sinh lý của convật khi hấp thụ cấu tử này quá định mức Nhất là khi làm giàu thức ăn bằng các chất

bổ sung vi lượng thì càng phải trộn thật đều

Hiệu suất của quá trình trộn phụ thuộc vào các yếu tố sau đây:

 Tính chất lý hóa của các cấu tử thành phần

 Độ ẩm cuả các cấu tử

 Tương quan về trọng lượng riêng giữa các cấu tử

 Tương quan về kích thước của các cấu tử

 Mức độ nghiền

2.1.1.4 Chuẩn bị các hỗn hợp vi lượng

Phân phối đều các chất bổ sung với liều lượng nhỏ (2-10 gram trong 1 tấn thức

ăn hỗn hợp) rất khó khăn, do đó phải dùng phương pháp cân đong nhiều lần và trộnlàm nhiều giai đoạn Trước tiên phải chuẩn bị hỗn hợp, hỗn hợp chất làm làm giàu bổsung được chuẩn bị từ các chất bổ sung vi lượng và chất mang (thường dùng là cám,bột lương thực, bột đậu tương, )

2.1.1.5 Trộn mật rỉ vào thức ăn hỗn hợp

Mật rỉ được trộn vào nhằm nâng cao giá trị dinh dưỡng và thêm phần khẩu vịcủa thức ăn hỗn hợp Ngoài ra, thêm mật rỉ vào thức ăn còn có tác dụng hạn chế gâybụi nhỏ làm cho gia súc không bị hắt hơi và sặc trong khi ăn Người ta trộn mật rỉ vàothức ăn dạng tinh hoặc thức ăn khẩu phần đầy đủ với tỉ lệ không quá 10% Nhờ có mật

rỉ nên các cấu tử rời sẽ khó tự phân loại, nếu sản xuất thức ăn dạng viên hoặc dạngbánh thì mật rỉ còn là chất kết dính tốt khi ép

2.1.1.6 Đóng viên thức ăn hỗn hợp

So với thức ăn dạng rời thì thức ăn dạng viên có những ưu điểm: khắc phụcđược hiện tượng tự phân loại của các cấu tử thành phần, khối lượng riêng tăng, giảmbụi khi cho ăn hoặc khi đóng bao vận chuyển, dễ cơ giới hóa quá trình cho ăn Thức

ăn viên đồng nhất về thành phần và độ lớn cho nên rất thuận tiện cho việc nuôi giacầm Tùy theo loại và tuổi của con vật mà kích thước viên thức ăn yêu cần khác nhau:

 1 - 3 mm dùng cho gà, vịt, ngan, ngỗng.

 3 – 5 mm dùng cho gia cầm trưởng thành và cá

 5 – 8 mm dùng cho lợn mới cai sữa

 8 – 10 mm dùng cho lợn trưởng thành

Thông thường tỉ lệ giữa chiều dài viên thức ăn và đường kính đảm bảo khôngquá 1,5d đối với gia cầm và 2d đối với gia súc lớn

So với phương pháp ướt thì sản xuất viên thức ăn theo phương pháp khô kinh

tế hơn, nhưng viên thức ăn sẽ kém bền và không nhẵn

2.1.2 Sơ đồ dây chuyền sản xuất thức ăn gia súc

Hình 2.1-1 Sơ đồ quy trình sản xuất thức ăn gia súc

Đóng bao

 Năng suất tương đối cao

 Thiết bị đơn giản

 Dễ vận hành và bảo dưỡng

 Chi phí đầu tư thấp

Tuy nhiên sản phẩm tạo ra thường có kích thước không đồng đều Khi ép sinh

ra nhiều nhiệt dễ tạo thành khối cứng gây quá tải và quá trình ép còn phụ thuộc vào độ

ẩm của vật liệu Vì thế cần phải chú ý đến yếu tố nhiệt độ và độ ẩm khi ép

2.2.1.2 Phương pháp ép trực tiếp

Phương pháp này ít được sử dụng vì không kinh tế bằng phương pháp ép liêntục vì chi phí đầu tư cao kích thước máy tương đối lớn Trong phương pháp này, sảnphẩm tạo ra tương đối đồng đều, nhưng năng suất tương đối thấp do nguyên liệu ởdạng dẻo nên cần có thời gian để sản phẩm kết cứng lạisau khi ép và sản phẩm dễ dínhchặt vào khuôn ép do kích thước viên thức ăn khá nhỏ

Việc hình thành sản phẩm trong quá trình nén ép chia làm hai giai đoạn:

 Giai đoạn thành hình: dưới tác dụng của nhiệt độ và áp suất nguyên liệu trongkhuôn sẽ chuyển dần từ trạng thái dẻo sang trạng thái rắn và có hình dạng nhưkhuôn ép

 Giai đoạn định hình: để sản phẩm lấy ra không bị biến dạng, sản phẩm trongvùng tạo hình sẽ được chuyển sang dạng cứng đặc

Phương pháp này thường được sử dụng ở những ngành cần sản phẩm độ chínhxác cao như ngành dược, chế tạo máy,

Từ những phân tích và những so sánh trên ta chọn phương pháp ép là phươngpháp ép liên tục

2.2.2 Chọn phương án thiết kế

2.2.2.1 Phương pháp ép bằng máy ép cán

Hình 2.2-2 Sơ đồ máy ép cán

1-Hai trục cán, 2-Trục có rãnh, 3-Thùng quay có bề mặt ngoài dạng thước mặt lốp,

4- Võ máy cố định, 5- Trục băng tải,

 Ưu điểm: Đơn giản dễ sử dụng

 Ưu điểm:

 Vật liệu và sản phẩm vào ra liên tục

 Phù hợp với loại nguyên liệu dẻo và khô

 Gia nhiệt hoặc giảm nhiệt trong quá trình ép được thể hiện dễ dàng nhờ vậtliệu được ép trong xilanh

 Có thể thay khuôn ép khác theo kích cở yêu cầu của sản phẩm

 Cho năng suất cao phù hợp cho sản xuất hàng loạ

 Nhược điểm: Khó khăn trong việc chế tạo trục vít đùn

2.2.2.3 Phương pháp ép bằng trục cán con lăn

Hình 2.2-4 Sơ đồ máy ép bằng vít đùn

 Ưu điểm:

 Vật liệu và sản phẩm vào ra liên tục

 Phù hợp với loại nguyên liệu dẻo và khô

 Có thể thay khuôn ép khác theo kích cở yêu cầu của sản phẩm

 Cho năng suất vừa và nhỏ phù hợp cho việc sản xuất theo quy mô hộ giađình

 Nhược điểm: Khó khăn trong việc chế tạo bánh răng côn

Kết luận: Từ những phân tích trên kết hợp yêu cầu của vật liệu và sản phẩm ép ta

chọn phương pháp ép bằng trục vít làm phương án thiết kế Vì phương án này thỏamãn những yêu cầu chế biến thức ăn gia súc và vật liệu ép là dạng bột dẻo hoặc khô,máy này còn có kết cấu nhỏ gọn, tạo được lực ép lớn, trộn được đều nguyên liệu trướckhi đưa qua khuôn ép, cho sản phẩm ổn định và liên tục, năng suất phù hợp với quy

mô sản xuất công nghiệp và phổ biến

2.3 Sơ đồ cấu tạo và phạm vi sử dụng của các loại máy đùn trục vít

Máy đùn chất dẻo loại trục vít hay còn gọi là máy đùn trục vít dùng để gia côngcác vật liệu dẻo như cao su, chất dẻo, đất sét, than, Máy đùn trục vít có thể cho ra sản phẩm ở dạng tấm, thỏi, sợi, ống, thổi màng mỏng, bọc dây

Hình 2.3-5 Sơ đồ cấu tạo máy đùn trục vít

Hình 2.3-6 Các dạng trục vít

a – trục vít liền; b – trục vít đứt; c – trục vít lệch tâm; d – trục vít tam giác

Chiều dài trục vít có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, người ta thường chọn chiều dài lớn gấp 10-20 lần đường kính trục vít

Bước vít ở trên trục vừa làm chức năng vận chuyển vật liệu vừa nén ép vật liệu

và đảm bảo vật liệu được đùn đi một cách liên tục thì góc nâng của vít phải nhỏ hơn

góc ma sát của vật liệu với trục vít, người ta thường lấy bước vít S=(0,8-l,0)D Để nén

ép vật liệu có thể chế tạo bước vít giảm dần từ cửa tiếp liệu đến đầu ép hoặc chế tạo bước vít không đổi nhưng thay đổi chiều sâu của rãnh nhỏ dần từ cửa nạp liệu đến đầuép

Đầu cuối của trục vít có thể chế tạo ở dạng phẳng, dạng côn hoặc dạng cầu nhưtrên hình 1.3

Hình 2.3-7 Các dạng đầu cuối trục vít

Đối với máy lớn và có gia nhiệt cho sản phẩm thì trục vít được chế tạo rỗng và được dẫn nước làm nguội trục và tăng tuổi thọ cho trục.Tiết diện của cánh vít được chế tạo nhiều dạng khác nhau.

 Chọn các kích thước của trục vít như sau:

 Bước vít S=(0,8-l,0) D ;

 Chiều sâu rãnh vít: h=( 0,2-0,3) D

 Chiều dày cánh vít e=( 0,2-0,3)D

 Khe hở giữa xilanh và đầu mút cánh vít:

Hình 2.3-8 Các dạng lưới ở đầu ép

a – tấm lưới dạng khe; b – tấm lưới dạng lỗ

2.3.3 Xilanh

Xilanh là một bộ phận quan trọng của máy, nó có nhiệm vụ chứa vật liệu, cung cấp nhiệt cho vật liệu Trên xilanh có khoét lỗ đặt cửa tiếp liệu, chiều dài cửa tiếp liệu lấy bằng (2-3) lần đường kính trục vít Xi lanh được chế tạo bằng phương pháp đúc Bên trong xilanh được lồng vào một ống thép chịu mòn để tăng tuổi thọ của xilanh Đối với những máy có gia nhiệt bằng hơi nước thì xilanh đúc rỗng hai lớp để dẫn hơi nước vào và nước ngưng ra (hình 1.5)

Hình 2.3-9 Cấu tạo xilanh

Hình 2.3-10 Các kiểu đầu ép của máy trục vít

a – đầu ép tạo sợi; b – đầu ép tạo hạt có dao tịnh tiến; c – đầu ép tạo hạt có

dao quay

2.3.5 Các bộ phận khác

Trong máy trục vít có đốt nóng thì có thể sử dụng bộ đốt bằng dây điện trở hoặc bằng hơi nước Để dễ điều chỉnh nhiệt độ đốt người ta chia bộ đớt làm nhiều phần

Chuyển động quay của trục vít được thực hiện nhờ động cơ điện vào hộp giảm tốc đặt ở sau máy Bố trí bộ truyền đai phải gọn

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY ÉP TRỤC VÍT 3.1 Tính chọn thông số kỹ thuật ban đầu của trục vít

Khi trục vít làm việc do độ nghiêng của vành nên nó có khả năng đẩy vật liệudọc trục, tạo ra áp suất trên vật liệu, và áp suất tạo ra sau mỗi bước vít thì được xácđịnh bằng công thức sau:

 : áp suất đầu ra của bước vít thứ z để từ cửa tiếp liệu của máy (kg/cm2)Nghĩa là:

i k

d

P k P

 (1.2)Trong đó:

 : là áp suất ra sau bước vít thứ i

 : là áp suất vào của bước vít thứ i

 ki: hệ số tăng áp phụ thuộc vào tính chất của vật liệu và cấu tạo của trụcvít

ki được xác định bằng công thức sau:

 e: là cơ số tự nhiên, e = 2,72φ: hệ số áp suất biên

h c

P P

 

(1.4)với: Ph là áp suất bên ngoài cánh; Pc là áp suất bên trong cánhThường φ = 0,95 – 0,98

 f1: hệ số ma sát của vật liệu với cánh của trục vít

 f2: hệ số ma sát của vật liệu với xilanh của máy

 C, ξ : là các đặc trưng hình học của trục vít

r C R

(1.5)

2

S R

 

(1.6)với: r: bán kính trong của trục vít (m)

R: bán kính ngoài của trục vít (m)S: bước vít của cánh vít (m)

η1: hệ số cung cấp thể tích ở cánh vít thứ i

Khi các hệ số tăng áp suất mà bằng nhau thì ta có áp suất cuối của bước vít thứ

Trong thực tế, người ta đã xác định được k phụ thuộc vào hệ số cung cấp thể tích như sau:

Năng suất thể tích được xác định bởi công thức:

 n: số vòng quay của trục trên 1 vòng năng suất

n = 300 kg/h

 p : khối lượng riêng của hỗn hợp

p = 200 Kg/m3Vậy:

3

3001,5 /200

z

V S R

 r0 = (0,3 – 0,4)D: khoảng cách từ trung tâm trục vít đến trọng tâm tiếtdiện ngang của vật liệu trong xinh lanh và tại đó đặt lực ma sát với cánhvít (mm)

 D: đường kính trục vít (m)

 s: bước vít xoắn của trục vít (m)

 n: số vòng quay của trục vít (vòng/phút)

 p: khối lượng riêng của vật liệu (kg/m3)

 φ: hệ số cung cấp của máy

φ = K.ηTrong đó:

η = (0,5 – 0,9)chọn η = 0,5

3.2 Công suất động cơ và hộp giảm tốc – bộ truyền động đai

3.2.1 Công suất động cơ điện

 Mônmen xoắn trên trục vít xác định bởi công thức :

Mx = Fms.R (2.1)Trong đó:

 F: diện tích phần lực tác dụng lên khuôn ép (cm2)

 N: công suất cần thiết trên trục vít (KW)

 n: số vòng quay của trục vít (vòng/phút)

Vậy:

(2.3)9730

 η: hiệu suất bộ dẫn động

η = (0,8 – 0,85), chọn η = 0,85

15,77

18,50,85

Tuy nhiên hiện nay có một số loại hộp giảm tốc có khả năng thay đổi tỷ số truyền chúng được thiết kế có dạng gần giống hộp số của các xe máy và ôtô nhưng loại này rất ít được sử dụng và có giá thành cao do khó chế tạo nên ít thấy sử dụng Chúng chủ yếu sử dụng cho một số máy móc đặc biệt bắt buộc phải có khả năng thay đổi tỷ số truyền

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều hộp giảm tốc đã được chế tạo sẵn với nhiều tỷ số truyền để lựa chọn, ở đây ta chọn hộp giảm tốc bánh răng trụ một cấp có kết cấu đứng sử dụng bánh răng nghiêng có tỷ số truyền quy định nhỏ hơn hoặc bằng

8 Ta chọn tỷ số truyền u = 7 Sau đó nếu tỷ số truyền cần thay đổi ta sẽ sử dụng bộ truyền đai

3.2.3 Bộ truyền đai thang

.125.210

3,17925 /60000

d2 = 125.1,8.(1-0,02) = 186,2 (mm)