đồ án tốt nghiêp thiết kế cải tiến và chế tạo thiết kế máy băm nghiền đa năng

1. Tên đề tài: “Thiết kế máy băm nghiền đa năng”
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:

Năng suất: 200 kg/ h

3. Nội dung thuyết minh, tính toán:

Bản thuyết minh các nội dung tính toán:

• Khảo sát thị trường
• Tìm hiểu thiết bị đã có(nếu có)
• Tính toán động học và động lực học các bộ truyền
• Tính toán thiết kế kết cấu toàn máy
• Tính giá thành

4. Các bản vẽ:
   • Bản vẽ chi tiết (2 tờ A₀ )
   • Bản vẽ các sơ đồ nguyên lý (1 tờ A_0­)
   • Thiết kế bản vẽ lắp ( 1 tờ A₀) 
   • Bản vẽ phân rã ( 1 tờ A₀)
   • Bản vẽ cụm ( 1 tờ A₀)
   • Bản vẽ 3D 2 hướng nhìn ( 1 tờ A₀)
   • Khả năng chế tạo ( chế tạo mô hình thu nhỏ để kiểm chứng  nguyên lý)

Mục Lục

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU.. 1

1.1.   Tính cấp thiết của đề tài1

1.2.   Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài2

1.3.   Mục tiêu nghiên cứu của đề tài2

1.4.   Phương pháp nghiên cứu. 3

1.5.   Kết cấu của đồ án tốt nghiệp.3

CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP. 6

CHƯƠNG 3. ĐỘNG CƠ ĐIỆN.. 11

CHƯƠNG 4. PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN VÀ LẬP BẢNG THỐNG KÊ.. 12

CHƯƠNG 5. TÍNH TOÁN CÁC BỘ TRUYỀN.. 13

5.1 Bộ truyền đai thang. 13

5.1.1Tính toán thiết kế bộ truyền đai thang.….13

5.1.2 Lập bảng số liệu :16

CHƯƠNG 6. TÍNH TOÁN TRỤC.. 17

6.1. Phân tích lực. 17

6.2 Tính toán sơ bộ đường kính trục cắt.17

6.3 Lực tác dụng lên trục.18

6.4 Xác định đường kính trục. 21

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN Ổ LĂN.. 25

7.1 Tính toán ổ lăn đỡ trục I25

CHƯƠNG 8 : TÍNH TOÁN THEN.. 27

8.1.  Tính toán then tại vị trí bánh đai: 27

8.2  Tính toán then tại vị trí  lắp 2 dao dưới   : 28

8.3 Tính toán then tại vị trí dao trên:29

CHƯƠNG 9: CHẾ TẠO MÁY.. 31

9.1. Chế tạo bộ phận khung đỡ. 31

9.2. Chế tạo bộ phận thùng chứa dao cắt (thùng cắt)32

9.3. Chế tạo lưỡi dao cắt.32

9.4. Chọn động cơ kéo. 34

9.5. Thiết kế mạch điện kết nối với động cơ kéo.35

9.6 Lắp ráp hoàn thiện máy. 35

CHƯƠNG 10. THỰC NGHIỆM VÀ ĐO ĐẠT KẾT QUẢ.. 37

10.1 Mục đích, nội dung thực nghiệm.. 37

10.2 Các bước chuẩn bị trước khi thực nghiệm.39

CHƯƠNG11: KẾT LUẬN.. 40

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 41

 

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1.         Tính cấp thiết của đề tài

- Chúng ta đã bước sang thế kỷ XXI thế kỷ của khoa học kỹ thuật hiện đại . Các thành tựu của khoa học kỹ thuật được áp dụng vào mọi mặt của cuộc sống. Điều này cũng được phản ánh một cách rõ ràng trong lĩnh vực lao động sản xuất. Ngày trước khi khoa học kỹ thuật vẫn còn lạc hậu thì lao động chân tay của con người chiếm một vị trí chủ đạo. Qua thời gian khi xã hội ngày càng phát triển nhu cầu của con người ngày càng cao không chỉ về số lượng mà còn cả chất lượng thì điều đó không còn thiết thực nữa. Lao động chân tay dần dần được thay thế bằng máy móc. Điều này có một ý nghĩa vô cùng quan trọng không chỉ giải phóng sức lao động mà còn nâng cao năng suất cũng như chất lượng của các sản phẩm làm ra. Đặc biệt là trong các ngành công nghiệp nặng nhọc và độc hai.

- Trong thời buổi kinh tế thị trường như hiện nay thì việc tự động hoá quá trình sản xuất trở thành một yếu tố sống còn của các doanh nghiệp. Sự thành công hay thất bại của một doanh nghiệp phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó chất lượng sản phẩm và giá thành là hai yếu tố cơ bản nhất. Mà hai yếu tố này lại được quyết định trực tiếp bởi yếu tố công nghệ và khả năng tự động hoá của doanh nghiệp. Một khi sản phẩm được sản xuất một cách tự động hoá thì tính ổn định và chất lượng cũng như năng suất của sản phẩm sẽ tăng từ đó sẽ giảm được giá thành nâng cao khả năng cạnh tranh.

- Ngày nay, ở bất cứ nơi đâu không chỉ trong các nhà máy xí nghiệp mà trong cả đời sống sinh hoạt chúng ta có thể thấy sự hiện hữu của máy móc khắp nơi. Tuy nhiên nhu cầu của con người là vô hạn và nó phát sinh trong những hoàn cảnh nhất định. Do đó máy móc chỉ có thể đáp ứng được nhu cầu của con người trong một giai đoạn nhất định nào đó. Nhưng không vì vậy mà con người bớt đi sự tìm tòi sáng tạo. Mà ngược lại việc này còn được hưởng ứng một cách rộng rãi không phân biệt giai cấp. Có thể là trí thức, học sinh- sinh viên và thậm chí là người lao động.

- Do đặc trưng của ngành nghề học tập cũng như yêu cầu của xã hội thì đồ án tốt nghiệp của sinh viên ngành chế tạo máy có quan hệ mật thiết với những điều nêu trên. Với đề tài “Thiết kế máy băm nghiền đa năng” chúng tôi hi vọng sẽ

đóng góp được một phần nào sự phát triển chung của quá trình lao động sản xuất.

- Hiện trên thị trường chưa có loại máy này, vì vậy việc bắt tay vào nghiên cứu nó xem như là một cơ hội cũng như thách thức cho bản thân, đồng thời chúng tôi hy vọng sẽ tạo ta một tiền đề cho các nghiên cứu sau này. Vì vậy yêu cầu cấp thiết hiện nay là có một loại máy có thể làm được công việc trên, với năng suất cao, chúng tôi tin rằng đó sẽ là một sáng kiến rất cần thiết cho ngành chăn nuôi gia xúc gia cầm.

1.2.         Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Như đã nói ở trên thì công trình nghiên cứu này thật sự mang tính cấp thiết cao, nếu thành công như mong đợi thì đó không những giải quyết được công việc tay chân của những hộ gia đình, những hộ chăn nuôi nhỏ lẻ, mà còn mang lại một một vốn hiểu biết rộng cho người nghiên cứu.

- Tạo điều kiện, tiền đề cho người nghiên cứu có thể phát triển các kỹ năng, kiến thức của mình và ứng dụng chúng vào thực tiễn.

1.3.         Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

- Củng cố kiến thức đã học, thu thập các kiến thức thực tiễn trong quá trình làm.

- Tìm ra được nguyên lý băm nghiền cho các loại thưc ăn cho gia xúc.

- Tính toán được các thông số, yêu cầu kỹ thuật của máy băm nghiền

- Chế tạo được mô hình để kiểm nghiệm nguyên lý băm nghiền.

- Có được định hướng phát triển đưa sản phẩm ra thực tiễn sản xuất.

1.4.         Phương pháp nghiên cứu

-  Trong bối cảnh giá cả thức ăn chăn nuôi đang biến động, cùng với chất lượng không đảm bảo như hiện nay, thì máy băm nghiềnlà sự lựa chọn thích hợp đối với các quy mô chăn nuôi vừa, lớn. Máy giúp cho người  chănnuôi tận dụng được các phụ phẩm của nông nghiệp, ngư nghiệp, các loại cỏ mọc hoang ở sông, lạch, ao hồ (bèo tây, rong rêu, cỏ dại), cây chuối, cây bắp (ngô),... Sản phẩm đầu ra bởi máy băm nghiền có thể cho vật nuôi ăn trực tiếp, hoặc có thể ủ men vi sinh để vật nuôi ăn dần.Việc tự chế biến thức ăn chăn nuôi cho gia súc, gia cầm là một phương pháp mang lại hiểu quả dài lâu.

- Máy được thiết kế với lưỡi dao sắc nên dễ dàng cắtđứt được các loại rau, củ, quả,  với nhiều kích thước to nhỏ khác nhau, nguyên liệu sau khi cắtđứt dùng làm thức ăn cho vật nuôi .

1.5.         Kết cấu của đồ án tốt nghiệp.

 Đồ án tốt nghiệp bao gồm 11 chương:

- Chương 1 : Giới thiệu về đề tài

- Chương 2 : Các phương pháp thiết kế và lựa chọn giải pháp

- Chương 3 : Thực nghiệm và đo đạc kết quả

- Chương 4 : Phân phối tỷ số truyền và lập bảng thống kê.

- Chương 5 : Tính toán các bộ truyền.

- Chương 6 : Tính toán trục.

- Chương 7 : Tính toán ổ lăn.

- Chương 8 : Tính toán then.

- Chương 9 : Chế tạo máy.

- Chương 10 : Thực nghiệm và đo đạt kết quả.

- Chương 11 : Kết luận.

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

TÊN ĐỀ TÀI:  “Thiết kế máy băm”

- Hiện nay vấn đề tận dụng nguồn phụ phẩm trong nông nghiệp như thân cây chuối, lục bình, cỏ voi , khoai, sắn, rau muống  chế biến lại để làm thức ăn cho gia súc (bò, heo...), gia cầm (gà, vịt, ngổng...) là một nhu cầu cần thiết và mang lại hiệu quả kinh tế cao vì:

+ Nguồn nguyên liệu phong phú và có sẵn;

+ Góp phần bảo vệ môi trường;

+ Mang lại hiệu quả kinh tế cao cho trang trại cũng như hộ nông dân.

-Tuy nhiên nhu cầu này hiện nay chưa được đáp ứng một cách bài bản và đầy đủ, nếu có thì cũng chỉ dừng lại ở mức thấp, nông hộ nhỏ... điều này dẫn đến hoang phí nguồn nguyên liệu và lợi ích kinh tế trong chăn nuôi không cao do nguồn thức ăn phụ thuộc hoàn toàn vào thực phẩm chế biến sẵn giá thành lại khá cao.

-Với mục đích giúp người nông dân cũng như trang trại chăn nuôi có thể tận dụng triệt để nguồn nguyên liệu sẵn có tại địa phương để chế biến làm thức ăn cho gia súc, gia cầm. Việc nghiên cứu chế tạo máy cắt, băm là rất cần thiết. Máy cắt được thiết kế, gia công cẩn thận, tỉ mỹ đảm bảo độ tin cậy, tính an toàn, hoạt động ổn định. Kết quảthực tế đã được thực nghiệm kiểm chứng và cho ra các thông số. Từ những số liệu trên ta nhận thấy rằng máy cắt làm việc với năng suất rất cao, cao rất nhiều lần so với phương pháp thủ công. Điều này đảm bảo máy cắt băm có thể đáp ứng được nhu cầu chế biến thức ăn chăn nuôi cho các nông hộ và các trang trại lớn.

  -Ngoài nguyên liệu là cây chuối, máy còn có thể băm một số loài thực vật khác như: cỏ sữa, cỏ voi, rau muống, lục bình, … nhằm mở rộng phạm vi ứng dụng của sản phẩm, phù hợp với thời vụ cũng như nguồn nguyên liệu ở từng vùng miền trong cả nước.

   - Máy thao tác vận hành đơn giản, nhanh và an toàn, có thể thay thế đến 2/3 các công đoạn trong quá trình chế biến thức ăn gia súc so với cách chế biến thủ công, đặc biệt là rất tiết kiệm thời gian cho người vận hành, chế biến, tăng năng suất và chất lượng sản phẩm.

   -Ngoài các hiệu quả trên, máy cắt, băm chuối liên hợp còn giúp hạn chế tối đa các bệnh nghề nghiệp như đau vai gái, đau khớp… cho người chế biến thức ăn trong chăn nuôi, vì các thao tác cắt chuối, băm chuối bằng tay được lặp đi, lặp lại nhiều lần đã được hoàn toàn loại bỏ.

  -Có thể nói, chế tạo máy cắt băm chuối liên hợp phục vụ cho ngành chăn nuôi gia súc, gia cầm là một nhu cầu hết sức cần thiết và cấp bách hiện nay. Máy này giúp cho người dân cũng như các trang trại chăn nuôi có đủ điều kiện mở rộng sản xuất mà không lo lắng nhiều đến công việc chế biến, nhằm tăng năng suất, chất lượng sản phẩm, giảm chi phí sản xuất và mang lại hiệu quả kinh tế cao cho ngành chăn nuôi nói riêng và phát triển nền nông nghiệp nói chung, phù hợp với phong trào phát triển nông thôn mới của đất nước.

CHƯƠNG2. CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP

 -Hiện nay các ngành khoa học kỹ thuật phát triển ngày càng lớn mạnh, sự phát triển của ngành này đến nay đã gần như đáp ứng được mọi nhu cầu của nền kinh tế, với mục tiêu đưa khoa học kỹ thuật vào áp dụng trên tất cả các lĩnh vực sản xuất nhằm nâng cao năng suất lao động, tăng lượng sản phẩm và hạn chế tối đa các bệnh nghề nghiệp cho người lao động. Hòa cùng xu thế này người nghiên cứu đề xuất phương án thiết kế và giải pháp thực hiện trong việc chế tạo máy cắt băm chuối phục vụ nhu cầu phát triển chăn nuôi cho các nông trại và chăn nuôi nhỏ lẻ. Máy cắt, băm chuối được thiết kế gồm ba bộ phận cơ bản:

+ Bộ phận dẫn động;

+ Bộ phận cắt;

+ Bộ phận băm;

- Tùy theo nhu cầu và mục đích sử dụng, người dùng có thể chọn một trong hai chế độ sau:

+ Chế độ cắt không cần băm; 

+ Chế độ cắt kết hợp với băm;

Hình 2.1 Sơ đồ khối máy cắt, băm chuối.

 Để hoàn thành phương án này ta sử dụng dao đồng thời cắt và băm sản phẩm kết hợp thiết kế thêm các cửa chặn để người dùng có thể chọn chỉ cắt hoặc cắt + băm kết hợp. 

Phương án 1

Sơ đồ nguyên lí máy cắt chuối phương án 1

- Nguyên lý hoạt động : từ động cơ điện qua bộ truyền đai lên trục chính quay làm trục chính quay. Mặt khác, nguyên liệu được tiếp từ 2 cửa nạp được cắt bởi dao thứ 1và được băm bởi dao 2 và dao 3 và đồng thời đẩy sản phẩm ra ngoài.

- Ưu điểm:

+ Năng suất cao , tiết kiệm điện.

+ Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo.

- Nhược điểm:

+ Khi hoạt động máy có tiếng ồn.

Phương án 2:

Sơ đồ nguyên lí máy cắt chuối phương án 2

- Nguyên lý hoạt động:  từ động cơ điện qua lên trục chính quay làm trục chính quay. Mặt khác, nguyên liệu được tiếp từ 2 cửa nạp được cắt bởi dao thứ 1  và được băm bởi dao 2 và dao 3 và đồng thời đẩy sản phẩm ra ngoài.

- Ưu điểm:

+ Năng suất cao, tiết kiệm điện.

+ Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo.

- Nhược điểm:

+ Khi hoạt động máy có tiếng ồn.

+ Khi quá tải có thể làm cháy động cơ.

* Từ 2 phương án trên ta chon phương án 1 vì phương án 1  Khi quá tải thì động cơ có thể tự ngừng hoạt động   Ta chọn phương án 1 vì phương án 2 không đảm bảo độ an toàn khi hoạt động ( khi quá tải phương án 2 có thể bị cháy động cơ ).

CHƯƠNG 3. ĐỘNG CƠ ĐIỆN

- Tính công suất:

+ Công suất của tải :  N_t=

N_t= = 2 KW

+ Công suất cần thiết : N_ct=

óN_ct= == 2,1 KW

Trong đó:

là tích hiệu suất chung của toàn hệ thống

(Tra Bảng 2.1 trang 20 GT BTL CTM).

+ Chọn động cơ theo điều kiện:

(Tra B 2P, 3P, 4P trang 21, 22,23 GT BTL CTM).

3.0,75= 2,2≥ 2,1 KW

ð    Chọn động cơ:

Loại: YL 90L -2

Điện thế: 220V

Trọng lượng: 30kg

CHƯƠNG 4. PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN VÀ LẬP BẢNG THỐNG KÊ

1. Tốc độ quay của trục cắt.

- Do sử dụng biến tần để thay đổi tốc độ nên chọn  = 1

=   =  = 2850 (v/ph)

2. Công suất của trục cắt.

= .. = 2,1.0.95.0.99 = 1,97 (Kw)

3. Tính moment xoắn của trục.

- Moment xoắn của trục dẫn:

 =  = 68357,8 (N.mm)

- Moment xoắn của trục cắt:

=  =  = 64336,8 (N.mm)

BẢNG SỐ LIỆU THỐNG KÊ

Trục	Động cơ	Trục cắt
i
n(v/p)	2850	2850
N(Kw)	2,1	1,97
(N.mm)	68357.8	64336.8

CHƯƠNG 5. TÍNH TOÁN CÁC BỘ TRUYỀN

5.1 Bộ truyền đai thang

5.1.1     Tính toán thiết kế bộ truyền đai thang.

- Chọn loại đai:

Giả sử V > 25 m/s

+ (Tra Bảng 5.13 trang 77 giáo trình bài tập lớn chi tiết máy ).

         

                    V > 25 m/s

ð    Chọn đai O.

+ (Tra B 5.11 trang 77 giáo trình bài tập lớn chi tiết máy).

F= 47 ; = 8,5 ; a = 10 ; h = 2,1

- Tính đường kính đai dẫn : Tra Bảng 5.4 trang 72 với đai A thì

          + Tra Bảng 5.5 trang 73:

          + Vận tốc bánh đai:  = 29,83 (mm)

- Tính đường kính bánh đai bị dẫn:

 = 196

Tra Bảng 5.15 trang 80 =>

- Số vòng quay thực:

(v/ph)

+ Kiểm tra sai số tốc độ quay:

Δn= (thỏa).

- Chọn sơ bộ khoảng cách trục

Kiểm tra: 2( (thỏa)

                ó 2(200+200) ≥≥ 0,55(200+200) +6

                    ó800          ≥ ≥ 220

Với = 1 è = 1,5 = 300 (mm)

-                  Tính chiều dài dây đai:

L= 2= 1768 (mm)

Tra Bảng 5.12 trang 79 giáo trình bài tập lớn chi tiết máy: Chọn L= 1800 mm = 1,8m

- Kiểm nghiệm số vòng chạy của dây đai trong 1 phút:

- Xác định khoảng cách trục chính xác:

A= = 586 (mm)

- Kiểm tra điều kiện:     800 ≥ ≥ 220

800≥ 586 ≥ 220

- Khoảng cách dây đai tăng giảm 2 phía:

+ Phía giảm: = 0,015.L = 27 (mm)

+ Phía tăng: = 0,03.L = 54 (mm)

- Tính góc ôm :

- Xác định số dây đai Z:

+ Số dây đai cần thiết khi xác định theo điều kiện xảy ra trượt trơn khi đai và bánh đai hoạt động.

+ Chọn ứng suất căng dây ban đầu:  = 1,2 (N/mm²) và theo chỉ số D₁ = 200 mm. Tra bảng sau:

+ ]_po ứng suất có ích cho phép 1,65( tra bảng 5-17 giáo trình bài tập lớn chi tiết máy).

+ Hệ số tải trọng C_t =0,8 (bảng 5-6 trang 74 giáo trình bài tập lớn chi tiết máy).

+ Hệ số ảnh hưởng góc ôm  = 1 ( bảng 5-18 trang 82 giáo trình bài tập lớn chi tiết máy).

+ Hệ số ảnh hưởng đến vận tốc = 0,6 (bảng 5-19 trang 82 giáo trình bài tập lớn chi tiết máy).

ð        Ta được: ]_p = ]_po.C

     = ]_po.

     = 1,65.0,8.0,6.1 = 0,792 (N/mm²)

- Số dây cần thiết là:

Z ≥

ð   Z= 2

- Tính các kích thước của bánh đai:

• B= (Z-1) .t + 2S = (2-1). 12 + 2.8 = 28 mm