THIẾT KẾ MÁY ĐÙN THAN TẠO THAN VIÊN

Thiết kế máy đùn than tạo thành viên là một dự án cơ khí thực tế, phục vụ cho ngành công nghiệp năng lượng, đặc biệt trong sản xuất than sạch, than tổ ong, hoặc viên nén than dùng cho sưởi ấm. Dưới đây là một tài liệu thiết kế chi tiết theo phong cách kỹ sư cơ khí:

I. YÊU CẦU KỸ THUẬT

1. Nguyên liệu đầu vào:

   • Bột than, bột mùn cưa hoặc hỗn hợp bột than với chất kết dính (như bột bắp, keo thực vật).
   • Độ ẩm: 10-20% tùy thuộc vào loại chất kết dính.
   • Kích thước hạt: Nhỏ hơn 3 mm.

2. Sản phẩm đầu ra:

   • Hình dạng: Viên trụ tròn, hình khối vuông hoặc lục giác (có lỗ hoặc không có lỗ).
   • Kích thước viên: Đường kính 20-100 mm, chiều dài 20-50 mm.
   • Độ nén chặt: Đảm bảo viên có độ cứng để không vỡ khi vận chuyển.

3. Công suất máy:

   • Năng suất: 100-500 kg/h (tùy thuộc vào kích thước và công suất động cơ).

4. Các yêu cầu bổ sung:

   • Máy vận hành ổn định, dễ bảo trì.
   • Khả năng chống mài mòn cao ở khu vực trục đùn và đầu khuôn.

II. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Máy đùn than hoạt động dựa trên nguyên lý nén ép vật liệu qua trục vít và khuôn ép. Các bước chính:

1. Nạp liệu: Vật liệu được đưa vào phễu nạp.
2. Ép đùn: Trục vít quay trong ống đùn, đẩy vật liệu qua khuôn ép.
3. Định hình: Vật liệu được định hình thông qua khuôn, tạo viên.
4. Cắt viên: Dao cắt cắt vật liệu thành từng viên theo chiều dài yêu cầu.
5. Xuất liệu: Viên thành phẩm được đẩy ra ngoài, sẵn sàng đóng gói.

III. CẤU TẠO CỦA MÁY

1. Khung máy:

• Vật liệu: Thép tấm CT3 hoặc thép hộp chịu lực.
• Kết cấu: Hàn cố định, sơn tĩnh điện chống gỉ.
• Chức năng: Làm giá đỡ toàn bộ hệ thống.

2. Trục đùn và ống đùn:

• Trục đùn:
  • Vật liệu: Thép hợp kim C45 hoặc 40Cr, qua xử lý nhiệt để tăng độ cứng.
  • Kích thước: Đường kính trục 50-100 mm, chiều dài tùy thuộc vào năng suất.
  • Chức năng: Nén vật liệu và đẩy qua khuôn.
• Ống đùn:
  • Vật liệu: Thép không gỉ hoặc thép SKD11 (chống mài mòn).
  • Cấu tạo: Hình trụ rỗng, có rãnh dẫn liệu.

3. Khuôn ép:

• Vật liệu: Thép SKD11 hoặc thép dụng cụ, qua xử lý nhiệt (độ cứng > HRC 60).
• Hình dạng:
  • Lỗ tròn, vuông hoặc lục giác.
  • Đường kính và số lỗ tùy thuộc vào sản phẩm.
• Chức năng: Định hình sản phẩm.

4. Dao cắt viên:

• Vật liệu: Thép gió (HSS) hoặc hợp kim chịu mài mòn.
• Cơ chế: Được gắn trên trục quay, cắt viên theo chiều dài yêu cầu.

5. Hệ thống truyền động:

• Động cơ:
  • Loại: Động cơ điện 3 pha hoặc 1 pha (tùy nhu cầu).
  • Công suất: 5-15 kW.
• Hộp giảm tốc:
  • Tỉ số truyền: 1:20 hoặc 1:30.
  • Loại: Hộp giảm tốc bánh răng trụ hoặc cycloid.
• Dây đai: Truyền động từ động cơ đến trục vít.

6. Hệ thống điều khiển:

• Bảng điều khiển: Gồm nút khởi động/dừng, biến tần điều chỉnh tốc độ trục.
• Bảo vệ: Cầu chì hoặc aptomat chống quá tải.

IV. QUY TRÌNH THIẾT KẾ 3D

1. Dùng phần mềm CAD (SOLIDWORKS, CREO):

   • Khung máy: Vẽ kết cấu khung trước, đảm bảo độ cứng vững.
   • Trục đùn và ống đùn: Thiết kế theo nguyên lý nén vật liệu.
   • Khuôn ép: Xác định số lỗ, đường kính lỗ và chiều dài lỗ.
   • Bộ truyền động: Lắp ráp động cơ, hộp giảm tốc, trục đùn.

2. Phân tích mô phỏng:

   • Kiểm tra lực nén: Sử dụng phần mềm để kiểm tra áp lực lên trục và khuôn.
   • Mô phỏng chuyển động: Đảm bảo các chi tiết hoạt động ăn khớp.

3. Xuất file STEP: Để gia công hoặc gửi đi chế tạo.

V. GIA CÔNG VÀ LẮP RÁP

1. Gia công chi tiết:

   • Tiện, phay các chi tiết như trục đùn, khuôn ép.
   • Cắt laser hoặc hàn khung máy.
   • Xử lý nhiệt các chi tiết chịu mài mòn.

2. Lắp ráp:

   • Gắn trục đùn vào ống đùn.
   • Cố định động cơ và hộp giảm tốc.
   • Lắp dao cắt và khuôn ép.

3. Kiểm tra vận hành:

   • Chạy thử không tải để kiểm tra bộ truyền động.
   • Chạy thử có tải với nguyên liệu thật.

VI. DỰ TOÁN CHI PHÍ

• Vật liệu:
  • Thép, hợp kim, khuôn ép: 40-50% tổng chi phí.
• Động cơ và bộ truyền động: 20-30%.
• Gia công và lắp ráp: 20-30%.
• Chi phí dự kiến: Tùy thuộc vào công suất, dao động từ 50-100 triệu VND.