Tìm hiểu ,tính toán và thiết kế máy lọc ép khung bản

MỤC LỤC Trang Lời mở đầu 3 Chương 1 SƠ LƯỢC VỀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ GỐM SỨ 4 1.1 Công nghệ gốm sứ 41.2 Dây chuyền sản xuất nguyên liệu đầu 51.2.1Chuẩn bị nguyên liệu gầy 61.2.2Chuẩn bị nguyên liệu dẻo 61.2.3Nghiền nguyên liệu 61.2.4Khâu ép lọc 7 Chương 2 TÍNH CÔNG NGHỆ 82.1 Sơ bộ về máy 82.2 Các thông số công nghệ 92.3 Tính toán công nghệ 10 2.3.1 Lí thuyết cơ bản về lọc 112.3.2 Tính toán 12 Chương 3 TÍNH TOÁN CƠ KHÍ 163.1 Tính bản lọc 163.1.1Kích thước bản lọc 163.1.2Tính bền bản lọc 163.2Trọng lượng và chiều dài máy 17 3.3Lực ép bản cần thiết 193.4 Biểu đồ lực và mô men trên dầm I 193.4.1Trường hợp tải trọng phân bố đối xứng trên dầm 203.4.2Trường hợp tải trọng phân bố bất đối xứng trên dầm 223.5 Tính bền dầm đỡ chữ I 223.5.1Kiểm tra phân tố trượt thuần tuý243.5.2Kiểm tra phân tố chịu ứng suất đơn243.5.3Kiểm tra phân tố ở trạng thái úng suất phẳng đặc biệt253.5.4Kiểm tra độ võng góc xoay263.5.5Kiểm tra độ bền kéo28 Chương 4 KẾT CẤU MÁY294.1Kết cấu đầu máy4.2Kết cấu bản lọc4.3Kết cấu bản di động304.4Kết cấu dầm I4.5Kết cấu bệ đỡ Chương 5 VẬN HÀNH HOẠT ĐỘNG THIẾT BỊ315.1Lắp ráp thiết bị 315.2Cách vận hành thiết bị325.3Hỏng hóc, thay thế và sửa chữa. 32 Phụ lục.33 Kết luận34 Tài liệu tham khảo.36 LỜI NÓI ĐẦU Trong công nghệ hoá học, lĩnh vực phân riêng hệ lỏng không đồng nhất rất phong phú và đa dạng. Mỗi loại huyền phù khác nhau đòi hỏi công nghệ lọc khác nhau, đồng nghĩa với việc phải lựa chọn thiết bị phân riêng khác nhau. Loại huyền phù có kích thước hạt lớn ,nồng độ pha rắn cao ,phân riêng đơn giản nhất là chọn bể lắng thùng lắng . Huyền phù có kích thước hạt trung bình , người ta sẽ chọn phương pháp lọc , tuỳ vào dây chuyền sản xuất mà thiết bị có thể làm việc gián đoạn (thiết bị lọc khung bản, thiết bị lọc tấm ...) hoặc làm việc liên tục ( máy lọc liên tục chân không thùng quay , máy lọc đĩa ). Nếu kích thước pha rắn quá bé ,các phương pháp trên không thể áp dụng được thì người ta lại chọn phương pháp lắng ly tâm , lọc ly tâm . Nếu phân riêng hệ nhũ tương người ta phải dùng đến máy ly tâm siêu tốc. Đi sâu tìm hiểu về mỗi máy ,mỗi thiết bị chúng đều có ưu và nhược điểm riêng .Trong phạm vi đồ án này chúng ta cùng đi tìm hiểu ,tính toán và thiết kế máy lọc ép khung bản. Huyền phù là dạng hồ lỏng loãng có hàm lượng pha rắn khá cao .Sản phẩm của chúng ta là lớp đất mộc để đem làm sứ cách điện. Hiện nay với dạng huyền phù cao lanh đất sét cao lanh này cách chọn máy tối ưu nhất vẫn là lọc ép khung bản. Máy cấu tạo đơn giản làm việc tốt với năng suất cao, dễ vận hành, lắp đặt và sửa chữa. Trong phạm vi đồ án môn học này thời gian dành cho việc tìm hiểu tính toán thiết kế máy là có hạn, nhưng thời gian vừa qua em đã cố gắng hết sức, hơn nữa cùng với sự hướng dẫn chỉ bảo nhiệt tình của cô giáo, PGS-TS Hà Thị An nên em đã hoàn thành bản thiết kế này. Vì còn thiếu kiến thức và kinh nghiệm nên bản thiết kế không tránh khỏi nhiều thiếu sót. Em mong cô và các bạn giúp đỡ em. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của cô . MỤC LỤC Trang Lời mở đầu 3 Chương 1 SƠ LƯỢC VỀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ GỐM SỨ 4 1.1 Công nghệ gốm sứ 41.2 Dây chuyền sản xuất nguyên liệu đầu 51.2.1Chuẩn bị nguyên liệu gầy 61.2.2Chuẩn bị nguyên liệu dẻo 61.2.3Nghiền nguyên liệu 61.2.4Khâu ép lọc 7 Chương 2 TÍNH CÔNG NGHỆ 82.1 Sơ bộ về máy 82.2 Các thông số công nghệ 92.3 Tính toán công nghệ 10 2.3.1 Lí thuyết cơ bản về lọc 112.3.2 Tính toán 12 Chương 3 TÍNH TOÁN CƠ KHÍ 163.1 Tính bản lọc 163.1.1Kích thước bản lọc 163.1.2Tính bền bản lọc 163.2Trọng lượng và chiều dài máy 17 3.3Lực ép bản cần thiết 193.4 Biểu đồ lực và mô men trên dầm I 193.4.1Trường hợp tải trọng phân bố đối xứng trên dầm 203.4.2Trường hợp tải trọng phân bố bất đối xứng trên dầm 223.5 Tính bền dầm đỡ chữ I 223.5.1Kiểm tra phân tố trượt thuần tuý243.5.2Kiểm tra phân tố chịu ứng suất đơn243.5.3Kiểm tra phân tố ở trạng thái úng suất phẳng đặc biệt253.5.4Kiểm tra độ võng góc xoay263.5.5Kiểm tra độ bền kéo28 Chương 4 KẾT CẤU MÁY294.1Kết cấu đầu máy4.2Kết cấu bản lọc4.3Kết cấu bản di động304.4Kết cấu dầm I4.5Kết cấu bệ đỡ Chương 5 VẬN HÀNH HOẠT ĐỘNG THIẾT BỊ315.1Lắp ráp thiết bị 315.2Cách vận hành thiết bị325.3Hỏng hóc, thay thế và sửa chữa. 32 Phụ lục.33 Kết luận34 Tài liệu tham khảo.36 LỜI NÓI ĐẦU Trong công nghệ hoá học, lĩnh vực phân riêng hệ lỏng không đồng nhất rất phong phú và đa dạng. Mỗi loại huyền phù khác nhau đòi hỏi công nghệ lọc khác nhau, đồng nghĩa với việc phải lựa chọn thiết bị phân riêng khác nhau. Loại huyền phù có kích thước hạt lớn ,nồng độ pha rắn cao ,phân riêng đơn giản nhất là chọn bể lắng thùng lắng . Huyền phù có kích thước hạt trung bình , người ta sẽ chọn phương pháp lọc , tuỳ vào dây chuyền sản xuất mà thiết bị có thể làm việc gián đoạn (thiết bị lọc khung bản, thiết bị lọc tấm ...) hoặc làm việc liên tục ( máy lọc liên tục chân không thùng quay , máy lọc đĩa ). Nếu kích thước pha rắn quá bé ,các phương pháp trên không thể áp dụng được thì người ta lại chọn phương pháp lắng ly tâm , lọc ly tâm . Nếu phân riêng hệ nhũ tương người ta phải dùng đến máy ly tâm siêu tốc. Đi sâu tìm hiểu về mỗi máy ,mỗi thiết bị chúng đều có ưu và nhược điểm riêng .Trong phạm vi đồ án này chúng ta cùng đi tìm hiểu ,tính toán và thiết kế máy lọc ép khung bản. Huyền phù là dạng hồ lỏng loãng có hàm lượng pha rắn khá cao .Sản phẩm của chúng ta là lớp đất mộc để đem làm sứ cách điện. Hiện nay với dạng huyền phù cao lanh đất sét cao lanh này cách chọn máy tối ưu nhất vẫn là lọc ép khung bản. Máy cấu tạo đơn giản làm việc tốt với năng suất cao, dễ vận hành, lắp đặt và sửa chữa. Trong phạm vi đồ án môn học này thời gian dành cho việc tìm hiểu tính toán thiết kế máy là có hạn, nhưng thời gian vừa qua em đã cố gắng hết sức, hơn nữa cùng với sự hướng dẫn chỉ bảo nhiệt tình của cô giáo, PGS-TS Hà Thị An nên em đã hoàn thành bản thiết kế này. Vì còn thiếu kiến thức và kinh nghiệm nên bản thiết kế không tránh khỏi nhiều thiếu sót. Em mong cô và các bạn giúp đỡ em. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của cô .

Mục lục Trang

Chơng 1 SƠ LƯợc về dây chuyền công nghệ gốm sứ 4

1.2.2 Chuẩn bị nguyên liệu dẻo 6

3.4.2 Trờng hợp tải trọng phân bố bất đối xứng trên dầm 22

Đào Văn Hạnh Máy TBHC & Dầu khí 1

3.5.1 Kiểm tra phân tố trợt thuần tuý 24

3.5.3 Kiểm tra phân tố ở trạng thái úng suất phẳng đặc biệt 25

Đào Văn Hạnh Máy TBHC & Dầu khí 2

Lời nói đầu

Trong công nghệ hoá học, lĩnh vực phân riêng hệ lỏng không đồng nhất rất phongphú và đa dạng Mỗi loại huyền phù khác nhau đòi hỏi công nghệ lọc khác nhau, đồngnghĩa với việc phải lựa chọn thiết bị phân riêng khác nhau Loại huyền phù có kích th-

ớc hạt lớn ,nồng độ pha rắn cao ,phân riêng đơn giản nhất là chọn bể lắng thùng lắng Huyền phù có kích thớc hạt trung bình , ngời ta sẽ chọn phơng pháp lọc , tuỳ vào dâychuyền sản xuất mà thiết bị có thể làm việc gián đoạn (thiết bị lọc khung bản, thiết bịlọc tấm ) hoặc làm việc liên tục ( máy lọc liên tục chân không thùng quay , máy lọc

đĩa ) Nếu kích thớc pha rắn quá bé ,các phơng pháp trên không thể áp dụng đợc thìngời ta lại chọn phơng pháp lắng ly tâm , lọc ly tâm Nếu phân riêng hệ nhũ tơng ngời

ta phải dùng đến máy ly tâm siêu tốc

Đi sâu tìm hiểu về mỗi máy ,mỗi thiết bị chúng đều có u và nhợc điểm riêng.Trong phạm vi đồ án này chúng ta cùng đi tìm hiểu ,tính toán và thiết kế máy lọc épkhung bản Huyền phù là dạng hồ lỏng loãng có hàm lợng pha rắn khá cao Sản phẩmcủa chúng ta là lớp đất mộc để đem làm sứ cách điện Hiện nay với dạng huyền phùcao lanh đất sét cao lanh này cách chọn máy tối u nhất vẫn là lọc ép khung bản Máycấu tạo đơn giản làm việc tốt với năng suất cao, dễ vận hành, lắp đặt và sửa chữa Trong phạm vi đồ án môn học này thời gian dành cho việc tìm hiểu tính toán thiết

kế máy là có hạn, nhng thời gian vừa qua em đã cố gắng hết sức, hơn nữa cùng với sựhớng dẫn chỉ bảo nhiệt tình của cô giáo, PGS-TS Hà Thị An nên em đã hoàn thànhbản thiết kế này Vì còn thiếu kiến thức và kinh nghiệm nên bản thiết kế không tránhkhỏi nhiều thiếu sót Em mong cô và các bạn giúp đỡ em Một lần nữa em xin chânthành cảm ơn sự giúp đỡ của cô

Hà Nội 12 / 2002 Đào Văn Hạnh

Đào Văn Hạnh Máy TBHC & Dầu khí 3

đó để thu đợc các loại sứ có tính chất và công dụng khác nhau.

- Tỷ lệ cao lanh đất sét tăng làm giảm độ bền cơ học

- Phen phát tăng dẫn đến tính bền điện tăng

-Thạch anh tăng làm độ bền cơ tăng

Có 3 loại sứ điện :

+ Coridon- cacalumin : Là loại sứ có độ bền cơ, bền nhiệt và bền điện cao Tuy nhiên

nó rất đắt và chỉ sử dụng trong những trờng hợp đặc biệt

+ Sứ mulit - coridon : Độ bền cơ học khá cao, tính chất điện tốt, lĩnh vực chủ yếu là làm các phụ tùng điện, sứ xuyên, sứ đỡ vật liệu cách điện trong máy biến áp điện.+ Sứ mu lit- silic : kém bền hơn cả nên thờng sử dụng chế tạo các phụ tùng, chitiết điện đơn giản với yêu cầu không cao

Phối liệu cho sứ điện nói chung:

+ Đất sét cao lanh : 50%

1.2 Dây chuyền sản xuất nguyên liệu đầu

Dây chuyền sản xuất sứ

Đào Văn Hạnh Máy TBHC & Dầu khí 5

Đập thô

Bể khuấy

Bunke

Nghiền mịn ướtTrộn ướtBơmSàng kiểm tra

Bể chứaBơm màng

ép lọc

mộc 1 Luyện đất mộc 2

1.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu gầy

Các công đoạn chuẩn bị liệu gầy thạch anh và phenpát giống nhau Thạch anh vàphenpát là vật liệu có độ cứng cơ học khá cao nên trớc khi đem nghiền ngời ta thờngnung nóng sơ bộ chúng ở 900 ữ 10000C trong môi trờng ôxi hoá Lúc đó cấu trúcmạng tinh thể có sự biến đổi đa hình dẫn đến độ bền cơ của chúng giảm rõ rệt và khi

vỡ vụn tạo thành những cục tơng đối đều Sau khi nung sơ bộ ngời ta đập thô liệu bằngcách cho liệu qua máy đập hàm ếch

Đem liệu rửa sạch, chọn lựa rồi tiếp tục đem nghiền thô và qua sàng 64 lỗ (sàng

lỗ kích thớc chuẩn )

Vì trong quá trình đập thô , nghiền thô , và sàng vật liệu có sự ma sát lớn với bềmặt những tấm kim loại nên trong hỗn hợp liệu có lẫn nhiều mạt sắt Mạt sắt lànguyên nhân dẫn tới sự ố vàng của sứ đồng thời làm giảm độ cách điện của sứ Vì vậytrong dây chuyền phải có khâu khử sắt bằng thiết bị từ

Liệu đợc đa vào bunke chờ đem phối liệu

1.2.2 Chuẩn bị nguyên liệu dẻo :

Nguyên liệu dẻo là cao lanh - đất sét Khi khai thác về chúng ở dạng cục lớnnên ta phải đập thô sơ bộ

Đem khuấy lọc trong máy khuấy chân vịt với thời gian cỡ 2 ữ 3h ở khâu này

đất sét cao lanh đợc khuấy tan đều trong nớc và sơ bộ loại bỏ những tạp chất thô

ép lọc để loại bỏ sỏi đá và những tạp chất thô

1.2.3 Nghiền nguyên liệu

Có thể tiến hành nghiền chung hoặc nghiền riêng hỗn hợp liệu Trong dây chuyềncông nghệ này ta áp dụng phơng pháp nghiền mịn ớt chung bằng máy nghiền bi

Tỉ lệ khối lợng Bi : Nguyên liệu : Nớc = 2 : 1 : 1

Thứ tự nạp liệu nh sau :

* Nghiền thạch anh với 6 ữ 7 % đất sét trong 2,5 ữ 3h

* Cho lợng phenpát và đất sét còn lại nghiền trong 4 ữ 5h

* Thời gian nghiền tổng cộng khoảng 8h/1 chu kỳ Độ mịn sau nghiền cỡ 63 àm

Đào Văn Hạnh Máy TBHC & Dầu khí 6

Độ ẩm hồ sứ 55% , với sành xốp là 65%

Trong quá trình nghiền bi các viên bi, vỏ lót và liệu va chạm ma sát tạo nên cácmạt sắt làm sứ sau này có các đốm nâu đỏ ,cũng nh tính cách điện giảm Vì vậy tanên cho toàn bộ hồ liệu qua bộ phận khử sắt bằng từ

+ Năng suất máy ép lọc phụ thuộc vào dung tích máy (thờng 0,5 ữ1,5 m3) và vàotốc độ lọc của hồ Thời gian bơm cũng phụ thuộc tốc độ này

+Thời gian ép lọc cỡ khoảng : 1 ữ 2h với phối liệu sứ

2,5 ữ 3h với phối liệu sành xốp Trong thực tế nếu đốt nóng hồ ở 35 ữ 4000C làm độ nhớt huyền phù giảm nênthời gian lọc nhanh hơn 15 ữ 25 %

Khi mới bắt đầu lọc, trở lự bã nhỏ nên nớc trong thoát ra nhanh Càng về sau lớpbã (đất mộc ) càng dày thêm, trở lực bã tăng nớc trong phải thoát ra ở các lỗ mao quảnnhỏ ngoằn ngoèo Lúc này trong bánh đất mộc có hiện tợng phân lớp về độ ẩm vàthành phần hạt

Độ ẩm lớp bên trong W = 30 ữ 35 %

Độ ẩm lớp bên ngoài W = 20 ữ 25 %

Ngoài phơng pháp ép lọc đất sử dụng máy lọc ép khung bản ngời ta còn sử

dụng máy lọc chân không thùng quay …và một số hơng pháp khác.Trên thực tế

các phơng pháp đó ít đợc sử dụng vì lý do kỹ thuật và hiệu quả kinh tế

Đào Văn Hạnh Máy TBHC & Dầu khí 7

Chơng 2

Tính toán công nghệ

2.1 Sơ bộ về máy

1 Thùng huyền phù 8 Bộ phận piston-xilanh thuỷ lực

3 ống dẫn huyền phù 10.Parômét đo áp suất dầu

4 Cửa nạp huyền phù 11.Van khoá

5 Cửa tháo huyền phù 12.Đờng cấp dầu lùi piston

6 Các tấm bản

7 Khay hứng bã

Nguyên tắc máy lọc ép kiểu phòng, dùng lọc huyền phù (pha rắn C1= 30% là hỗnhợp cao lanh-đất sét, phenpát và thạch anh ) Bã lọc thu đợc là đất mộc độ ẩmW=75% Bã lọc dùng chế tạo sứ và các chi tiết cách điện nên trong bã yêu cầu không

Đào Văn Hạnh Máy TBHC & Dầu khí 8

3 2

2 1 1

1 1

ρ ρ ρ ρ ρ

x x x bk hh

+ +

=

=

2600

2 0 2650

3 0 1800

5 0 1

+ +

=

bk

ρ

chứa sắt Vì vậy quả piston của bơm piston (2) đợc làm bằng sứ, các bản lọc (6) đều

đ-ợc phủ lớp polyme dày 1,5 mm Điều này tránh cho sự phai gỉ sắt lẫn vào trong bã Hoạt động:

Huyền phù cần lọc chứa ở thùng chứa (1), nhờ bơm piston (2) hút và đẩy theo đờngống (3) vào cửa nạp liệu (4) ở áp suất 4at và lu lợng 1,5 m3/h Nhờ áp suất này nớc lọcthắng đợc trở lực bã và vải lọc để đi vào các khe rãnh bản, và theo các khe rãnh này

đến rãnh gom , cuối cùng đi theo đờng ống chung và thoát ra ở cửa (5) Lớp bã thì bịgiữ lại trên bề mặt vải lọc và chứa trong không gian của hai bản liên tiếp

Bộ phận piston-xilanh thuỷ lực có nhiệm vụ ép các bản lọc sát lại nhau và đảm bảokhông cho nớc lọc phì ra tại các khe tiếp xúc của các bản liên tiếp Bơm dầu gắn cùngthùng bơm (9) có nhiệm vụ cấp dầu cho bộ phận piston-xilanh thuỷ lực đạt đến lực épbản cần thiết, tại áp suất đó parômét (10) báo để ta khoá van cấp dầu (11) và ngừngbơm Khi cần tháo bã ta bơm dầu theo đờng (12) làm piston lùi lại đồng thời kéo theobản di động lùi lại

Sau một thời gian lọc, chiều dày lớp bã tăng làm trở lực lọc tăng dẫn đến nớc trongthoát ra chậm, năng suất lọc giảm Lúc này ta tiến hành tháo bã bằng cách lùi bản di

động, tách các tấm bản ra Sau đó cạo lớp bã trên bề mặt vải lọc rơi xuống khay hứng(7)

Trớc khi lọc chu trình tiếp theo , kiểm tra máy, ghép các bản và ép chúng lại bơm

n-ớc rửa bằng bơm cấp (2) và áp suất vẫn đạt 4at, vải lọc sẽ đợc tái sinh vì các hạt rắn bị

đẩy khỏi các lỗ mao quản Nếu vải lọc đã hỏng thì nên thay sau vài chu trình làm việc.2.2 Các thông số công nghệ

10 9 , 0

m

s N

= à

2134

3 , 0 1000

7 , 0 1

25 1

2

+

= +

−

bk

C O H hf

C C

ρ ρ

ρ 1189

25 , 0 1

25 2

2

+

= +

−

= °

bk

C O H ba

C C

ρ ρ

ρ 1662

=

ba

ρ

4 10 81 , 9 4

độ ẩm đất mộc 25% ⇒ nồng độ pha rắn trong bã C2=75%

Nồng độ pha rắn huyền phù vào C1=30 %

Với nồng độ khối lợng C1, C 2 qua làm thực nghiệm thực tế :

T F

dV W

) (

8

.

m l

P T F n r V

l: Chiều dài lỗ mao quản vật ngăn l=l1+l2 (m)

Đào Văn Hạnh Máy TBHC & Dầu khí 11

Huyền phù Bã lọc Vách ngăn Nước lọc

h 2

h 1

P n r T

F

dV W

8

.

+

∆

=

2 2

ρ à

F

V C h

.

.

0 2

2

F C F P h

h

F P dT

∆

=

ρ ρ à ρ

à

l1: Chiều dài lỗ mao quản của vải lọc

l2: Chiều dài lỗ mao quản của bã lọc

Quá trình lọc là liên tục nên Wbã=Wvách qua biến đổi :

Đặt ρ1.h1=ρ2.htđ

Trong đó: C : lợng bã khô giữ lại trên bề mặt lọc

V0 : Thể tích nớc trong chảy qua bề mặt F để tạo nên lớp bã có trở lực bằng vách ngăn

ρ1,ρ2: Trở lực riêng vách và bã

h1,h2: Chiều dày vách và bã

htd : Chiều dày bã có trở lực bằng trở lực vách

rb=ρ2/ρbã : Trở lực bã (m/kg)Khi ∆P=cosnt

Đào Văn Hạnh Máy TBHC & Dầu khí 12

C r

F P dV V V

b

.

2

∆

= +

C r

F P dV

V V

b

T V

.

2 0

F P V

V V

b

.

.

2 2

2 0

P=

∆

b r C

V

.

0 0

Yêu cầu tính toán tìm thời gian lọc T của máy

Theo lý thuyết lọc chất lỏng không đồng nhất nhờ vật ngăn

T=b1(V’2+2.V0.V’) (ph) (2.1)Trong đó : T [ phút ] : Thời gian lọc đợc một lợng nớc lọc V’

b1 [ phút/m2] : Hằng số lọc

V’ [ m3/m2.ph] : lợng nớc trong đi qua 1 đơn vị bề mặt lọc F

Trong khoảng thời gian T

Do trở lực vách ρ0 rất nhỏ so với rb nên bỏ qua thành phần 2.V0.V trong công

3 2

1

2

.

2

m ph m

N m

kg kg

m m

ph N P

C r

∆

= à

2 2

3 2

1

2

.

2

m ph m

N m

kg kg

m m

ph N P

C r

∆

= à

9 4

11 3

10 81 , 9 8 2

500 10 9 , 0 60

10 8937 , 0

V h F

V h

F

V

.

5 , 1

, 0

535

0

Nph m

s N

µ µ

500 75 , 0

1 3 , 0 1

1000 1

1

2 1

2 =

= H O

l ρ ρ

P

C r

0 1662

4 , 713

3

'

50

4292 , 0 50

5 , 1

m m

h m F

h V F h

V V

ba hf

[ ]σ δ

σ max = 22 ≤

.p a

k

Ch¬ng 3

TÝnh c¬ khÝ

Theo c«ng thøc

§µo V¨n H¹nh M¸y TBHC & DÇu khÝ 16

2 4

720 10 81 , 9 4 3 , 0

=

2 , 211

(2 5 10 720 720 10 ) 0 , 001728 3

VËy b¶n läc tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn

3.2 Khèi l îng vµ chiÒu dµi m¸y

Chiều dài máy L = L1+L2 = 51.45 + 500 = 2800 (mm)

L1 : Chiều dài máy khi ghép các bản lọc

Cứ 1,5 m3/h huyền phù vào thu đợc 709,8 Kg bã ẩm

Vậy 1,5 m3/h 2,81h huyền phù vào thu đợc 1284,7 Kg bã ẩm

Đào Văn Hạnh Máy TBHC & Dầu khí 18

2 2

2

2

65 80 2

=

S

0 , 99 50502

, 0

F n

1300mm 500mm

G2= 1284,7.9,81 = 12603,27 (N)

3.3 Tính lực ép bản cần thiết

Trong đó: P Lực ép cần thiết của bơm thuỷ lực

Ptx Lực tiếp xúc giữa bề mặt hai bản

Ftx Diện tích bề mặt tiếp xúc giữa hai bản

Fb Diện tích phần bản chịu áp suất chất lỏng

B 1400 2800

P

N P

P TX ≥ 3 ∆ = 3 4 9 81 10 4

2 2

3 2

3 6

2

1 10 720 720 10

800

2 2

3 2

3

2

10 60 ( ) 10 60 (

2

1 10 720

N

P≥ 3 4 9 , 81 10 4 0 , 1247 + 4 9 , 81 10 4 0 , 5094 = 346745

Hai dầm đỡ chịu lực tải trọng máy phân bố đều và bố trên trí trên toàn chiều dài dầm

3.3.1 trờng hợp tải trọng phân bố đối xứng trên dầm I

Cq= 12,7N/m2

Mmax max = σ

V A = 17780 N q= 12,7

N/m2 1

1

Mx

Trong đó : WX [m3] mô men chống uốn

[]max [N/m2] ứng suất cực đại

*Tính phản lực tại các gối tựa A và B :

Đào Văn Hạnh Máy TBHC & Dầu khí 22

M max=1420000 Nmm

1

1

y z

V A= 14604 N/m2

q= 15,46 N/m2 V B = 14604 N

V A = 20954 N

C

1355

, 15

20954 2

⇒

⇒

2 max

Theo thuyết thế năng biến đổi hình dáng :

Vậy dầm thoả mãn điều kiện bền cắt

Đào Văn Hạnh Máy TBHC & Dầu khí 24

⇒

[ ] 160 8,875

10.2,14

2

6 max

=

=

≥

m MN

x

x y

8

6

10 5 10 954

10 0 , 67

43 , 29

2) Kiểm tra phân tố chịu ứng suất đơn:

Phân tố đợc chọn là nơi có mô men uốn lớn nhất

Suy ra với điều kiện này dầm cũng đủ bền

3) Kiểm tra phân tố ở trạng thái ứng suất phẳng đặc biệt :

Phân tố đợc chọn kiểm tra là phân tố tiếp

giáp giữa lòng và đế của dầm chữ I Mặt

cắt nguy hiểm là vị trí có lực cắt Qymax

hoặc có mô men Mxmax

Theo thuyết bền thế năng biến đổi hình dáng

Đào Văn Hạnh Máy TBHC & Dầu khí 25

6 3

6

3 6 max

max 157 , 25 10

10 3 , 90

10 0 2 ,

M

x

m N

2 max = 157 , 25 MN m < σ = 160 MN m

σ

6 3

8

3 6

10 6 , 108 10

3 , 72 10 945

10 10 2 , 14 = =

−

−

y J

M

k x

x k

x

C x y

=

2 y y S

k x

C

5

3 3

2

10 3 , 72 10 3 , 72 10

6 3

8

5

10 79 , 5 10

5 10 945

10 307 , 1 20954

=

Tk

) (N m2

Tk k

td

2 2

h

b d

Kết luận tại điểm K dầm thoả mãn điều kiện bền.

4) Kiểm tra độ võng góc xoay cho dầm I:

Đào Văn Hạnh Máy TBHC & Dầu khí 26

) ( 2

m N

6 ,

V A = 17780 N V B= 17780 N

C q= 12,7 N/m2

Theo phơng trình (1) và (2)

Nhận xét rằng trong trờng hợp này độ võng đạt cực đại khi θ = 0 , có nghĩa là tại

điểm giữa của dầm ( z=2800/2 ) Thay giá trị này vào phơng trình (4) ta đợc :

Trong đó q = 12,7 (N/mm) : Tải trọng phân bố đều trên dầm I

l = 2800 mm : Chiều dài dầm I

E = 20.104 MN/m2 : Mô duyn đàn hồi thép CT3

Jx = 954.10-8 m4 : Mô men quán tính theo trục x-x

[y] = 0,02 m : Độ võng cực đại cho phép

Thay các thông số trên ta đợc :

Nhận thấy với kích thớc mặt cắt ngang dầm I –16 ,độ võng ymax= 0,0053 (m) vợt qua giới hạn cho phép tơng đối lớn , và với yêu cầu của máy thì điều này không đợc phép xảy ra Sau đây ta đa ra bộ kích thớc đã tính toán và từ đó chọn bộ kích thớc phù hợp :

M y

z l

EJ

q C

dz y

=

2

3 2

"

'

θ

D z C z z l EJ

q y

x

+ +

4 3

⇒

( )3

( )4

[ ]y J

E

ql y

5

0053 , 0 10 954 10 20 384

2800 10 7 , 12 5

8 10

3

8 , 173283 2

66 , 346567 2

'

=

=

= z z

, 2

220

m N mm

N n

F

ch k

z z

4 53 , 482 10 10

4 , 32

8 , 173283

m N

5) Kiểm tra độ kéo của dầm I:

Trên mỗi thanh chịu một lực là:

Vậy dầm I –22a thoả mãn điều kiện bền kéo

Máy dùng cho các nhà máy sản xuất gốm sứ ,tuy nhiên nó cũng có thể làm tốt ởcác xí nghiệp có yêu cầu về lọc ,với loại huyền phù tơng đơng.

Lắp đặt máy yêu cầu chiếm một diện tích mặt bằng 1,5 ì 4 m , đặt máy trong xởng

có dủ không gian thao tác

Láp máy:

• Lắp bộ chân đế trên nền móng bằng bulông M24

• Lắp bản cố định và giá đỡ bộ piston-xi lanh lên chân đế nhờ các bulông M20

• Đặt hai dầm lên tai đỡ và bắt chặt bằng bulông M18 vào cạnh bản cố định và giá đỡ

bộ piston-xi lanh

• Lắp bộ piston-xi lanh vào giá đỡ

• Tiến hành lắp đặt các thiết bị phụ trợ khác: Bơm piston đẩy huyền phù, đờng ống cấp – thoát liệu, thùng bơm dầu cho chuyển động thuỷ lực , các van điều khiển , các đồng hồ đo áp …

• Đặt các bản lên hai dầm , lắp vải lọc cho các bản.Mỗi bản sẽ đợc quàng một tấm vải sang hai bề mặt bản Các mép vải hai bên cạnh bản buộc gọn lại nhờ hai hàng

lỗ hai bên

5.2 Vận hành thiết bị

+ Kiểm tra máy , bơm , vải lọc, lực ép bản …

+ ép các bản với áp lực 350000N tơng đơng với áp suất dầu của bơm nhờ các paromet

đo, nếu đã đủ thì khoá van ,ngắt bơm

+ Bơm huyền phù vào với áp suất ∆P=4at nhờ đồng hồ đo áp gắn trên đờng cấp liệu báo

+ Sau một thời gian lọc 2,81h tiến hành tháo bã

+Lùi bản di động, tách các bản rồi gạt bã xuống khay hứng phía dới

Đào Văn Hạnh Máy TBHC & Dầu khí 29