ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY LẶT HẠT ĐIỀU 2018
MỤC LỤC
CHƯƠNG I: TỒNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI1
- Giới thiệu- 1
1.1. Yêu cầu xã hội:1
1.2. yêu cầu của máy- 1
- Phân tích máy lặt hạt điều- 2
CHƯƠNG II :PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP- 6
- Phương hướng và những phương pháp tách quả và hạt:6
1.1. Tách hạt bằng tay:6
1.2. Tách bằng máy:6
1.3. Giải pháp- 7
- các dạng máy tách hạt điều- 8
2.1. Lặt hạt điều bằng dạng búa.8
2.2. Lặt bằng phương pháp ép đĩa:9
2.3. Tách hạt điều dạng cuốn trục:10
CHƯƠNG III: CƠ SỞ LÝ THUYẾT- 11
- NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC- 11
1.1. Sơ đồ nguyên lý:11
1.2. Nguyên lý- 12
CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY- 13
- Tính toán công suất và chọn động cơ:13
1.1. Xác định công suất của bộ trống ép.13
1.2. Tính công suất của cụm vặt.13
1.3. Tính lực kéo của ổ trục đỉnh.14
1.4. Tổng lực ép của trục lên trái điều.14
1.5. Tổng công suất của máy- 15
1.6. chọn động cơ:15
- Thiết kế bộ truyền đai thang- 16
2.1. thiết kế bộ truyền đai nối từ động cơ với trục xoắn- 16
2.1.1. chọn loại đai16
2.1.2. xác định đường kính đai nhỏ- 16
2.1.3. Tính đường kính bánh đai lớn- 16
2.1.4. Chọn sơ bộ kích thước trục A theo chiều dài L.17
2.1.5. Tính chiều dài L theo kích thước trục A sơ bộ- 17
2.1.6. Xác định khoảng cách trục A theo chiều dài L- 17
2.1.7. Tính góc ôm - 17
2.1.8. xác định số dây đai cần thiết18
2.1.9. xác định các kích thước của bánh đai18
2.1.10. Tính lực tác dụng lên trục- 18
2.2. Thiết kế bộ truyền đai nối trục ép với bộ phận làm sạch- 19
2.2.2. định đường kính đai nhỏ- 19
2.2.3. Tính đường kính D2 của bánh lớn.19
2.2.4. chọn sơ bộ khoảng cách trục- 19
2.2.5. Tính chiều dài Ltheo khoảng cách trục sơ bộ- 20
2.2.6. Tính góc ôm-- 20
2.2.7. xác định số đai cần thiết20
2.2.8. xác định các kích thước của bánh đai21
2.2.9. Tính lực căng ban đầu- 21
2.3. Thiết kế bộ truyền bánh răng- 21
2.3.1. Chọn vật liệu- 21
2.3.2. Xác định ứng suất cho phép- 21
2.3.3. Chọn sơ bộ hệ thống tải trọng- 22
2.3.4. Chọn hệ số tải trọng bánh răng- 22
2.3.5. Tính khoảng cách trục A- 23
2.3.6. Tính vận tốc vòng- 23
2.3.7. Xác định chính xác hệ số tải trọng- 23
2.3.8. Xác Định modun bánh răng và chiều rộng bánh răng- 23
2.3.9. Kiểm nghiệm sức bền uốn- 24
2.3.10. Tính lực tác dụng lên trục- 24
- Thiết kế trục máy- 24
3.1. Tính toán và thiết kế trục xoắn- 24
3.2. Tính toán các trục của bộ phận làm sạch- 28
3.2.1. Tính toán và thiết kế trục dẫn cụm 1- 29
3.2.2. Tính toán và thiết kế trục bị dẫn cụm I31
- Tính toán chọn then và kiểm nghiệm then cho trục.34
4.1. Trục trống ép:34
a) Tại vị trí 1 : bánh đai thang 2 d trục = 25 ( mm )34
b) Tại vị trí 2 : bánh đai thang 3 d trục = 25 ( mm )35
4.2. Trục dẫn cụm I36
a) Tại vị trí bánh răng d = 22mm-- 36
- Kiểm nghiệm trục- 37
5.1. Trục trống ép.37
5.2. Trục dẫn cụm I ( trục xoắn)38
5.3. Trục bị dẫn cụm I ( trục trơn )40
- Thiết kế gối đỡ trục- 41
6.1. Sơ đố chọn ổ lăn- 41
6.2. Ổ lăn của trống ép- 41
6.3. Ổ ở cụm 1 trục dẩn (trục xoắn )43
6.4. Ở cụm 1 trục bị dẩn ( trục trơn)43
- THIẾT KẾ KHUNG MÁY VÀ CÁC CHI TIẾT BAO PHỦ , CHE CHẮN:45
7.1. Thiết kế khung máy :46
7.2. Các chi tiết bao phủ, che chắn- 46
MỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ MÁY TRƯỚC VÀ SAU KHI CHẾ TẠO- 47
- ĐÁNH GIÁ SƠ BỘ:51
- HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH, SỬ DỤNG VÀ BẢO QUẢN:52
2.1 Hướng dẫn vận hành, sử dụng:52
2.2 Bảo quản máy:52
Tài liệu tham khảo
CHƯƠNG I: TỒNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
Giới thiệu:Điều tên thường gọi là đào lộn hột, tên khoa học là Ancardium Occidentale, tên thương mại là Cashew. Điều có nguồn gốc từ Brazil.
Điều là một trong những cây công nghiệp lâu năm đang được trồng nhiều tại vùng Tây Nguyên và Đông Nam Bộ, một số ít có thể trồng ở các tỉnh miền Tây.
1.1. Yêu cầu xã hội:
Trên thị trường hiện nay tình hình xuất khẩu hạt diều tăng mạnh. Nếu chỉ sử dụng sức lao động thủ công của con người thì không thể đáp ứng đủ nhu cầu trong nước và cũng như xuất khẩu.
Do đó chúng em hiểu được nhu cầu của thị trường như vậy nên đã chế tạo ra máy lặt hạt điều.
1.2. yêu cầu của máy
- Máy dễ vận chuyển.
- Dễ tháo lắp để tiện ích cho người sử dụng.
- Máy phải đảm bảo độ an toàn tuyệt đối khi vận hành máy.
- Hạt điều vặt ra không bị dập, hạt phải sạch, không còn cùi.
- Khi sản xuất máy phải đảm bảo về giá thành cho người sử dụng.
- Phân tích máy lặt hạt điều
các bộ phận của máy:
- Lồng máy: là nơi chứa nguyên để nghiềng quả điều được đưa từ buồn cung cấp nguyên liệu được làm từ vật liệu C45
- Bộ phận làm sạch: là nơi làm sạch hạt khi quả và hạt đã được tách ra.
- Động cơ điện 1pha :
- Cụm bánh đai và dây đai
- Máng hứng bả thải
buồng chứa nguyên liệu
CHƯƠNG II :PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP
- Phương hướng và những phương pháp tách quả và hạt:
1.1.Tách hạt bằng tay:
- Ưu điểm:
- Tiết kiệm chi phí, chủ động thời gian làm việc.
- Khuyết điểm:
- Tốn nhiều thời gian và công sức.
- Không tách được nhiều.
- Không phù hợp với số lượng lớn.
ð Từ những khuyết điểm trên chúng em cho ra đởi máy tách hạt điều
1.2.Tách bằng máy:
- Ưu điềm:
- Tiết kiệm thời gian tách quả và hạt
- có năng suất cao
- tiết kiệm chi phí cho nhân công và công sức lao động
1.3.Giải pháp
a) Ép: Dưới tác dụng của ngoại lực cả thể tích cục vật liệu bị biến dạng và khi nội ứng suất bên trong vật liệu lớn hơn giới hạn bền nén thì cục vật liệu bị vỡ. Kết quả ta thu được các cục vật liệu mới có kích thước nhỏ hơn khoảng cách đươc ép.
b) Bổ: Vật liệu bị phá vỡ do lực tập trung tại chỗ đặt lực.
c) Va đập: Vật liệu bị phá vỡ dưới tác dụng của tải trọng động, khi tải trọng tập trung thì tương tự như bổ, khi tải trọng phân bố trên toàn bộ thể tích thì tương tự như ép.
d) Chà xát: Vật liệu bị phá vỡ do tác dụng của lực kéo và lực nén.
- các dạng máy tách hạt điều
2.1. Lặt hạt điều bằng dạng búa.
a) Nguyên lý làm việc máy lặt hạt bằng dạng búa:
Quá trình lặt là do sự va đập giữa cánh búa và vật liệu, giữa hạt và vỏ máy. Ngoài ra vật liệu còn có thêm sự chà xát của vật liệu với thành trong của máy, vật liệu sẽ biến dạng rồi chà xát, ép quả điều chảy thành nước để lại hạt. Do bị va đập nhiều lần giữa cánh búa và lồng máy, nguyên liệu sẽ làm sạch dần để lại hạt sạch hơn . Các bả thải xẽ quấn theo lỗ thoát ra ngoài máng dưới dạng nước, còn hạt vật liệu chưa qua lưới vẫn tiếp tục được làm sạch. Để lặt được động năng của búa khi quay phải lớn hơn công làm biến dạng vật liệu để phá vỡ quả. Do đó, khi lặt vật liệu nhỏ cần búa nhỏ, khi lặt vật liệu lớn cần búa lớn.
Hình 3.1b: Nguyên lý hoạt động máy lặt hạt bằng dạng búa.
b) Ưu nhược và điểm:
- Ưu điểm:
- Máy có cấu tạo đơn giản nhỏ gọn, trọng lượng máy không lớn, dễ thay thế các chi tiết khi bị hư hỏng. So với máy đập khác nếu tính trên 1 đơn vị sản phẩm thì rẻ hơn 1,5-5,5 lần. Công suất tiêu hao ít hơn 1,5-2 lần.
- Nhược điểm:
- Các búa mau chống mòn, nếu có hạt vật liệu quá cứng thì có thể búa sẽ bị hư hỏng do không có bộ phận an toàn.
2.2.Lặt bằng phương pháp ép đĩa:
a) Nguyên lý làm việc của máy Lặt bằng phương pháp ép đĩa:
Đĩa ép là bộ phận quan trọng nhất của máy. Trên đĩa có các rãnh gân hoặc có răng nhằm tăng độ ma sát khi tiếp xúc với hạt vật liệu, rãnh ở phía trong sâu hơn ở ngoài để dẫn vật liệu. Vật liệu chế tạo bằng kim loại hoặc hỗn hợp vô cơ cứng.
Hình 3.2b: Góc răng trên trục lặt :
b) Ưu nhược điểm:
- Ưu điểm:
- Dễ chế tạo, lắp ráp, thay thế.
- Giá thành thấp.
- Nhược điểm:
- Bề mặt làm việc của đĩa ma sát vật liệu sinh ra nhiệt, làm giảm chất lượng sản phẩm.
- Đĩa dễ bị mòn, thường xuyên phải bảo trì, thay thế.
- Năng suất thấp.
- Dễ kẹt hạt vào đĩa gây đứng đĩa.
2.3.Tách hạt điều dạng cuốn trục:
a) Nguyên lý làm việc của máy tách hạt điều dạng cuốn trục:
- Quá trình lặt vật liệu được thực hiện bởi 2 trục quay ngược chiều nhau. Vật liệu đem tách được cho vào phía trên qua khe giữa 2 trục, tại đây nó sẽ bị cuốn,ép bởi lực nén và lực ma sat, sau đó vật liệu thoát ra ngoài dưới tác dụng của lực cuốn tới bởi các ren được thiết kế sẳn ở 1 trục,bả thải xẽ được lọt xuống dưới các khe hở
Hình 3.3.b: máy tách hạt điều dạng cuốn trục.
b) Ưu nhược và điểm:
- Ưu điểm:
- Cấu tạo đơn giản, làm việc êm, chắc chắn, giá thành không cao.
- Chất lượng bột tốt, đồng đều, ảnh hưởng nhiệt độ trong quá trình nghiền không cao.
- Nhược điểm:
- Năng suất không cao
- Trục nghiền chóng mòn, đối với máy nghiền trục nhẵn thì cần có đường kính trục lớn để đảm bảo độ ma sát, thời gian tiếp xúc.
CHƯƠNG III: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
- NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
1.1. Sơ đồ nguyên lý:
- Động cơ điện
- Lồng máy
- Phễu cấp nguyên liệu
- Trục xoắn
- Vỏ dưới lống máy
- Máng dẫn thải
- Máng ra hạt
- cụm làm sạch
1.2. Nguyên lý
- Khi dộng động cơ quay quả điều tươi được đưa vào phiễu cấp nguyên liệu (3) sau đó di qua trục xoắn. trong quá trình làm việc, quả và hạt sẽ được di chuyển dọc theo trục xoắn làm cho quả diều bị dập và bị ép ra nước. khi đó trái và hạt vẫn con liên kết, trục xoắn hoạt động được nhờ bộ truyền đai thang truyền từ động cơ 1pha
- Nước và bả của trái điều được thoát khỏi qua các lỗ của vỏ dưới lồng máy (5) , thoát theo máng dẫn nước thải (6) ra bên ngoài
- Tiếp theo đó trái điều và hạt được rơi xuống hệ thống bộ phận làm sạch(8), ở đây hạt điều được tách ra khỏi trái điều( đối với những hạt điều đã được tách ra ở trống ép (4_, thì sẽ di chuyển trên các trục của cụm vặt (8), đi đến máng ra hạt )7). Hạt tiếp tục di chuyển đến bộ phận chứa đựng. bộ phận làm sạch chuyển động nhờ bộ truyền động đai từ trống ép 4 truyền xuống cụm vặt 8 và các trục của cụm vặt 8 truyền động qua lại nhờ bộ truyền bánh răng thẳng.
CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY
- Tính toán công suất và chọn động cơ:
1.1. Xác định công suất của bộ trống ép.
- Công suất của bộ trống ép được tính theo công thức sau:
- Trong đó:
k: Hệ số cho sự đồng đều về tính chất vật lý (1,41,7). Lấy k.
Q: Năng suất của máy.
- theo thực nghiệm. Lấy Q = 200 (Kg/h)
- : Khối lượng riêng của hạt điều. = 0.58 (g/)
= 580 (Kg/)
- P: Áp suất tiếp tuyến lớn nhất trên trống vặt.
- Theo thực nghiệm P = 12 (Kg/)
- : Hệ số thể tích nạp liệu được chọn theo tính chất vật lý của nguyên liệu.
- : Hiệu suất của bộ phận trống ép.
1.2. Tính công suất của cụm vặt.
a) Công suất của trục cụm vặt có thể chia ra làm 4 bộ phận sau:
- Công suất vặt điều.
- Công suất khắc phục ma sát giữa ổ trục và gối trục.
- Công suất khắc phục ma sát ở lực đẩy.
- Công thức khắc phục ma sát ở bộ phận trống động.
- Trong đó :
- D: Đường kính trục: D = 30 (mm)
- L: Chiều dài trục: L = 500 (mm)
- n : Tốc độ quay: n =350 (Vòng/phút)
- F: Lực kéo của trục
1.3. Tính lực kéo của ổ trục đỉnh.
- Phân tích lực tác dụng của trục lên trái điều.
- Lớp điều có chiều dày là H,khi đi qua máy bị ép dần tới h và cuối cùng là k.
1.4. Tổng lực ép của trục lên trái điều.
- Trong đó:
- L: Chiều dài trục ép.
- k: Miệng ép.
- C: Độ nén lớn nhất của trục.
- f: Độ ẩm bã điều.
- q: Sức tải sơ.
- Thay C vào (5) ta có:
- Thay các số liệu vào các công thức ta có:
- Tổng công suất của một cặp trục vặt:
- Theo thiết kế máy trục vặt có 2 cụm và công suất của mổi cụm vặt đều bằng nhau.
- Cụm 1:
- Cụm 2:
ðCông suất tổng trên cụm vặt:
Thời gian làm việc 10 năm , mỗi năm 3 tháng , mỗi tháng 30 ngày, mỗi ngày 2 ca, mỗi ca 5 giờ
1.5. Tổng công suất của máy
- momen mở máy ban đầu cần phải lớn. Động cơ cần có momen lớn để có thể thắng được momen khởi động của máy, nhưng củng cần có công suất lớn,tránh hiện tượng non tải , hoặc quá tải làm ảnh hưởng tới tuổi thọ của động cơ và quá trình làm việc.
- Để đảm bảo cơ cấu truyền động gọn nhẹ thuận lợi cho việc phân phối tỷ số truyền phù hợp cho việc thiết kế ta chọn động cơ có số vòng quay nhỏ ứng với Nct = 1,48 ( Kw ) .
1.6. chọn động cơ:
- Chọn động cơ (Bảng 2P/22).
- Kí hiệu: Y3-132S-6
- Nđc=2 KW
- đc=86%
- Nđc=960 vòng/phút
- Thiết kế bộ truyền đai thang
2.1. thiết kế bộ truyền đai nối từ động cơ với trục xoắn
2.1.1. chọn loại đai
- Ta chọn loại đai hình thang vì có sức bền và có độ đàn hồi cao, ít chịu ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm.
- Giả sử vận tốc ≤5 m/s.
- theo bảng 5-13 trang 93 sách TKCTM.
- Chọn đai loại B .
- tiết diện đai tra bảng 5-11.
- Tra bảng (5-11)/78
2.1.2. xác định đường kính đai nhỏ
- Tra bảng (5-14)\93
- chọn D1 = 70 (mm)
- Kiểm nghiệm vận tốc đai
Vì nên thỏa mãn điều kiện.
2.1.3. Tính đường kính bánh đai lớn
- Tra bảng (5-15) /81 thiết kế chi tiết máy :
- Lấy D2 theo tiêu chuẩn = 180 (mm).
- Số vòng quay thực của bánh đai trong một giây.
- Kiểm Nghiệm:
- Sai số thỏa mãn yêu cầu vì
2.1.4. Chọn sơ bộ kích thước trục A theo chiều dài L.
- theo điều kiện: 2(D1+D2)≥Asb≥0,55(D1+D2)+h
- theo bảng (5-16)trang 94 sách TKCTM
- với i= 2 chọn A=1,2D2=1,2.180=216 mm
2.1.5. Tính chiều dài L theo kích thước trục A sơ bộ
- Lấy L theo tiêu chuẩn (5-12) , L = 850 (mm).
- Kiểm nghiệm số vòng quay trong một giây.
- Thỏa mãn yêu cầu
2.1.6. Xác định khoảng cách trục A theo chiều dài L
- Lấy A= 277 (mm)
- Xét điều kiện (5-19) ta có:
148
- Vậy thỏa mãn điều kiện.
- Khoảng cách ngắn nhất có thể mắt đai.
- Kích thước lớn nhất có thể mắt đai.
2.1.7. Tính góc ôm =
- thỏa điều kiện []=1200
2.1.8. xác định số dây đai cần thiết
- chọn ứng suất căng ban đầu và Dựa vào D1 tra bảng ta có.
- ứng suất có ích cho phép (bảng 5-17) 1,51
- hệ số tải trọng (bảng 5-6) Ct=1
- hệ số ảnh hưởng của góc ôm (bảng 5-18) 0,935
- hệ số ảnh hưởng đến vận tốc (bảng 5-19) =1,04
ðTheo tiêu chuẩn lấy z = 2.
2.1.9. xác định các kích thước của bánh đai
- Chiều rộng bánh đai.
B = (z-1)t + 2s
- Tra bảng (10-3)/83 ta có:
- t = 20
- s = 12,5
- Đường kính ngoài của bánh đai nhỏ.
- Đường kính ngoài của bánh đai lớn.
2.1.10. Tính lực tác dụng lên trục
(N/mm2)
- Lực tác dụng lên trục.
2.2. Thiết kế bộ truyền đai nối trục ép với bộ phận làm sạch
2.2.1. chọn loại đai
- Ta chọn loại đai hình thang vì có độ bền cao, độ đàn hồi tốt, ít chịu ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm. Giả thuyết v5 (m/s) ta có thể chọn đai loại B.
2.2.2. định đường kính đai nhỏ
- Tra bảng (5-14\93)-Thiết kế chi tiết máy.
- Kiểm nghiệm vận tốc đai (5-18)
- Vì v <()(M\s)
- Vậy thỏa mãn yêu cầu.x
2.2.3. Tính đường kính D2 của bánh lớn.
- : Hệ số ma sát trượt.
- Lấy theo tiêu chuẩn (5-15)
- D2= 180 (mm)
- Số vòng quay thực của bánh đai trong một phút.
- Sai số vòng quay:
- Sai số vòng quay thỏa mãn yêu cầu vì < (35%)
2.2.4. chọn sơ bộ khoảng cách trục
- Chọn Asb = 1,5D2=270 (mm)
2.2.5. Tính chiều dài Ltheo khoảng cách trục sơ bộ
........................
- ĐÁNH GIÁ SƠ BỘ:
- Sau thời gian hơn 2 tháng thực hiện đến nay chúng em đã hoàn thiện xong đề tài “ Thiết kế máy lặt hạt điều”. Trong quá trình thực hiện, chúng em đã dựa vào các tài liệu tin cậy, đã vận dụng những kiến thức đã học ở trường, thực tế khi tham khảo một số máy nông nghiệp để vận dụng vào công việc thiết kế, chế tạo máy vặt hạt điều. Trong quá trình tính toán thiết kế, chúng em đã vận dụng, tổng hợp lại những kiến thức cơ bản đã được học tại trường để giải quyết những vấn đề cụ thể. Từ đó, em đã củng cố lại lý thiết trong suốt quá trình học. Do kiến thức và tầm hiểu biết còn hạn chế , thiếu sót. Vì vậy chúng em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn sinh viên, để đề tài này có thể chế tạo ra một máy vặt hạt điều hoàn thiện trên thực tế để phục vụ cho công việc thu hoạch hạt điều ở nước ta .
- HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH, SỬ DỤNG VÀ BẢO QUẢN:
2.1 Hướng dẫn vận hành, sử dụng:
- Trước khi vận hành máy ta cần kiểm tra dầu bôi trơn , động cơ nước làm mát động cơ , cung cấp nhiên liệu cho đông cơ điezen , còn đối với động cơ điện ta kiểm tra sự rò rỉ điện .
- Số người phục vụ cho một máy chỉ cần 2 người.
- Cần đặt máy ở vị trí đất tương đối bằng phẳng , cố định để máy không di chuyển khi hoạt động.
- Khởi động khởi động động cơ điện ( hay máy nổ) cần khởi động quay theo chiều thuận để máy vặt được hạt ( vì nếu động cơ quay thuận hạt sẽ bị nghiền ở các trục ở cụm vặt, sai nguyên lí vặt) sau đó tiến hành đổ quả và hạt điều vào phễu nạp nguyên liệu:
- Một người đứng để đưa quả và hạt điều vào phễu nạp.
- Người còn lại thực hiện đóng bao hạt điều được vặt ra.
- Nếu gặp sự cố, phải dừng ngay việc cung cấp điều, tắt máy sử lý sự cố, sau đó mới cho máy hoạt động trở lại.
- Sau khi hoàn thành công việc cần cho máy chạy không tải khoảng 2 phút để trái điều ra hết khỏi trống ép và các trục vặt, sau đó mới tắt máy.
2.2 Bảo quản máy:
- Sau khi hoàn thành công việc cần tiến hành vệ sinh máy sạch sẽ ở các bộ phận ép , bộ phận vặt , máng dẫn nước thải… để hạn chế sự ăn mòn do nước ép từ trái điều gây ra
- Kiểm tra định kì các ổ bi trước thời kì thu hoạch , tra mỡ bôi trơn đầy đủ ,thay thế các ổ bi rơ
- Sau thời vụ thu hoạch cần vệ sinh sạch sẽ máy sau đó cất máy vào nơi khô ráo như nhà kho … để máy không bị hư hỏng cho vụ thu hoạch lần sau
