LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY SÀNG PHÂN LOẠI RÁC ĐH BÁCH KHOA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

 BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY SÀNG PHÂN LOẠI RÁC ĐH BÁCH KHOA

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1:   TỔNG QUAN.. 7

1.1    Tổng quan về rác thải sinh hoạt7

1.2    Đặt vấn đề  9

1.3    Các thiết bị phân loại trên thị trường. 11

CHƯƠNG 2:   LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.. 14

2.1    Các bộ phận chính của máy. 14

2.2    Các phương án thiết kế. 15

         2.2.1          Yêu cầu về kỹ thuật15

         2.2.2          Lựa chọn phương án vận chuyển nguyên liệu. 16

         2.2.3          Chọn phương án truyền động cho sàng. 18

         2.2.4          Các loại máy nghiền thông dụng. 22

2.3    Lựa chọn phương án. 27

CHƯƠNG 3:   TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BĂNG TẢI. 28

3.1    Tính toán hệ thống băng tải tiếp liệu. 28

3.2    Tính toán hệ thống băng tải trả liệu về khu xử lý. 35

CHƯƠNG 4:   TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY SÀNG LỒNG   41

4.1    Tính toán các thông số kỹ thuật máy sàng. 41

         4.1.1          Thiết kế kích thước và các thông số thùng sàng. 41

         4.1.2          Xác định số vòng quay của sàng. 42

         4.1.3          Tính toán năng suất máy sàng. 43

         4.1.4          Xác định công suất cần thiết43

4.2    Tính toán bộ truyền động. 45

         4.2.1          Thiết kệ bộ truyền bánh ma sát45

                          4.2.1.1  Chọn vật liệu. 45

                         4.2.1.2  Xác định ứng suất cho phép. 46

                         4.2.1.3  Tính toán và kiểm nghiệm các thành phần lực  46

         4.2.2          Thiết kế trục. 51

         4.2.3          Chọn và kiểm nghiệm then. 53

         4.2.4          Tính toán nối trục. 56

         4.2.5          Khớp nối vạn năng. 57

         4.2.6          Tính toán chọn ổ lăn. 58

CHƯƠNG 5:   THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN BÚA.. 61

5.1    Cơ sở lý thuyết của quá trình nghiền. 61

5.2    Tính toán máy nghiền búa. 61

5.3    Tính toán bộ truyền đai63

         5.3.1          Chọn loại đai và tiết diện đai63

         5.3.2          Tính các thông số bộ truyền đai63

         5.3.3          Tính giá trị các lực tác dụng. 65

5.4    Thiết kế trục máy nghiền. 66

         5.4.1          Xác định lực tác dụng lên trục. 66

         5.4.2          Xác định kích thước trục. 69

5.5    Tính toán chọn ổ lăn. 70

CHƯƠNG 6:   VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY.. 72

6.1    An toàn khi sử dụng máy. 72

6.2    Hướng dẫn sử dụng máy. 72

6.3    Bảo dưỡng thiết bị72

CHƯƠNG 7:   KẾT LUẬN.. 74

7.1    Kết luận…    74

7.2    Đề xuất ý kiến. 74

Tài liệu tham khảo. 75

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1    Chất thải sinh hoạt tại bãi tập kết rác. 9

Hình 1.2    Hình ảnh máy UF-DZ30. 11

Hình 1.3    Hình ảnh máy 6GFJC-70-1A.. 12

Hình 1.4   Hình ảnh máy sàng lồng rửa nông sản 3A3Kw.. 13

Hình 2.1    Sơ đồ quá trình công nghệ xử lý rác. 16

Hình 2.2    Hình ảnh minh họa cho băng tải đai16

Hình 2.3    Hình ảnh minh họa cho băng tải xích. 17

Hình 2.4    Phương án truyền động sàng 1. 18

Hình 2.5    Phương án truyền động sàng 2. 19

Hình 2.6    Phương án truyền động sàng 3. 20

Hình 2.7    Phương án truyền động sàng 4. 21

Hình 2.8    Sơ đồ nguyên lý máy nghiền má đập. 22

Hình 2.9    Sơ đồ nguyên lý máy nghiền nón. 23

Hình 2.10    Sơ đồ nguyên lý máy trục. 24

Hình 2.11    Sơ đồ nguyên lý máy nghiền búa. 25

Hình 2.12    Sơ đồ nguyên lý máy nghiền răng. 26

Hình 3.1    Sơ đồ bố trí băng tải28

Hình 3.2    Sơ đồ bố trí con lăn. 29

Hình 3.3    Mô hình 3D băng tải 12m được thiết kế bằng phần mêm Autodesk Inventor33

Hình 3.4    Thông số cho con lăn và đỡ con lăn của băng tải 12m.. 34

Hình 3.5    Sơ đồ bố trí băng tải35

Hình 3.6    Mô hình 3D băng tải 6m được thiết kế bằng phần mêm Autodesk Inventor40

Hình 4.1   Sơ đồ lực tác dụng. 47

Hình 4.2   Kết cấu thanh cardan. 57

Hình 4.3   Mô hình 3D sàng lồng được thiết kế bằng phần mềm Autodesk Inventor60

Hình 5.1   Sơ đồ tải trọng. 68

Hình 5.2   Mô hình 3D máy nghiền búa được thiết kế trên phần mềm Autodesk Inventor71

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1   Bảng thông số kỹ thuật máy UF-DZ30. 11

Bảng 1.2   Bảng thông số kỹ thuật máy 6GFJC-70-1A.. 12

Bảng 1.3   Bảng thông số kỹ thuật máy rửa nông sản 3A3Kw.. 13

Bảng 2.1   Bảng đánh giá lựa chọn phương án. 27

Bảng 3.1   Bảng thông số con lăn băng tải 12m.. 34

Bảng 4.1   Bảng thông số đặc tính bộ truyền động máy sàng lồng. 45

Bảng 4.21 Bảng thông số và kích thước bộ truyền ma sát50

Bảng 4.31 Bảng kiểm nghiệm then. 54

Bảng 4.41 Bảng thông số khớp nối trục đĩa. 56

Bảng 4.51 Bảng thông số của chốt56

Bảng 4.61 Bảng thông số ổ lăn của sàng lồng. 59

Bảng 5.1   Bảng thông số ổ lăn của máy nghiền búa. 71

CHƯƠNG 1:   TỔNG QUAN

1.1      Tổng quan về rác thải sinh hoạt

-       Theo số liệu ngành môi trường Việt Nam, tổng lượng chất thải rắn trên toàn quốc hiện nay ước tính khoảng 200 triệu tấn/năm; trong đó rác thải sinh hoạt chiếm trên 80%.

-       Lượng chất thải rắn (CTR) phát sinh phụ thuộc nhiều vào yếu tố kinh tế - xã hội. Nói chung thì mức sống càng cao thì lượng chất thải phát sinh càng nhiều. Theo báo cáo năm 1999 của Ngân hàng thế giới (WB), tại thành phố lớn như New York tỷ lệ phát sinh chất thải rắn CTR là 1,8kg/người/ngày, Singapore, Hongkong là 0,8 – 1,0 kg/người/ngày, còn Jakarta, Manila, Calcuta, Karhi là 0,5 – 0,6 kg/người/ngày. Tại Việt Nam, theo số liệu thống kê năm 2006, lượng chất thải rắn sinh hoạt trung bình khoảng 0,6 kg/người/ngày ở các đô thị lớn là 0,4 kg/người/này ở các đô thị nhỏ.

-       Báo cáo diễn biến môi trường Việt Nam năm 2004 thì trên toàn quốc lượng CTR phát sinh ước tính khoảng 15 triệu tấn/năm, trong đó khoảng hơn 150.000 tấn là chất thải nguy hại. Dự báo đếnnăm 2010 lượng chất thải rắn có thể tăng từ 24% đển 30%.

-       Có nhiều tính toán cho thấy lượng CTR đang tăng nhanh hàng năm do yêu cầu công nghiệp hoá và đô thị hóa. Hậu quả của nó là tình trạng ô nhiễm môi trường không ít khu vực ở các tỉnh thành trên cả nước.

-       Điều đáng lưu ý là tình trạng ô nhiễm của Việt Nam đã góp phần đáng kể nhất là trên dòng sông Mêkông là dòng sông chảy qua nhiều nước trong khu vực. Theo GS.TS Wanatabe, Chủ tịch ủy ban Quốc tế MeREM (dự án thí điểm mang tên Giám sát Hệ sinh thái sông Mekong), Trưởng phòng Sinh học Môi trường thuộc Học viện Nghiên cứu Môi trường Quốc gia Nhật Bản (NIES): “Vấn đề môi trường của sông Mekông đang ngày càng nghiêm trọng, đặc biệt là ở lưu vực sông chảy qua Việt Nam. Nguyên nhân gây ô nhiễm cho dòng sông một phần do dân cư sinh sống ven sông gây ra. Ô nhiễm môi trường có thể ảnh hưởng không chỉ trực tiếp ảnh hưởng tới sức khỏe đến 17 triệu người, chiếm 20,2% dân số Việt Nam. Nếu tình trạng ô nhiễm môi trường không được các bạn quan tâm, xử lý sẽ ảnh hưởng, tác động xấu tới ngành du lịch..."

-       Việc xử lý CTR bằng cách chôn lấp như hầu hết các tỉnh đang làm hiện nay đã bộc lộ nhiều vấn đề. Rác chôn lấp chiếm diện tích ngày càng rộng hơn và hệ thống cảc bãi rác dần quá tải. Hệ quả là sự ô nhiễm ngày càng trầm trọng, cả hệ thống nước ngầm, nước mặt, đất đai lẫn bầu không khí. Mùi ô nhiễm quanh các bài chôn lắp, các bờ bao bị sạt lở, khi mưa to thì nước thải tràn ra các khe rạch, sông rạch, đất nuôi trồng thủy hải sản. Nhiều nơi nước sinh hoạt bị ảnh hưởng trầm trọng mà chính quyền cũng như người dân đành chịu bất lực vì không có giải pháp hiệu quả. Hiện nay việc xử lý ô nhiễm môi trường tại các bãi rác chôn lấp nói chung chỉ là các biện pháp tình thế như: sử dụng chế phẩm sinh học EM để chống ruồi, muỗi và mùi hôi; nâng cấp, gia cố đê bao, đường dẫn ra ao chứa tạm phòng chống nước rỉ tràn ra ngoài... 

-       Những điều trên cho thấy tầm quan trọng và sự cần thiết phải định hướng về một công nghệ xử lý CTR lâu dài, vừa đáp ứng mục tiêu phát triển bền vững về môi trường, đất đai, sức khỏe cộng đồng... vừa mang lại hiệu quả kinh tế, hiệu quả xã hội. Công nghệ xử lý có thể giảm thiểu tối đa các vấn đề:

•  Ô nhiễm nước: Làm tăng chi phí xử lý nước trong khu vực, ảnh hưởng tới giá nước cung cấp cho sinh hoạt.
•  Ô nhiễm đất: Quy mô phá hoại và hao phí tài nguyên đất.
•  Ô nhiễm không khí: Ảnh hưởng tới sức khỏe cộng đồng, ảnh hưởng đến cây trồng vật nuôi.
•  Về mặt kinh tế: Chi phí mà cộng đồng phải bỏ ra liên quan đến những tác hại trên, chi phí đến sản xuất nông nghiệp.
•  Về mặt xã hội: Ảnh hưởng đến các mặt xã hội và kinh tế trong khu vực.

1.2      Đặt vấn đề

     Dòng chất thải hỗn hợp khó phân hủy: bao gồm các loại rác cá biệt có khối lượng lớn, xơ sợi và các thành phần khó tách loại chiếm tỷ lệ khác cao (10 – 20 %, có nơi đến trên 50%) thường được đưa đi chôn lấp. Nhưng do khối lượng cồng kềnh, tốn nhiều chi phí vận chuyển, chiếm nhiều diện tích đất, thời gian phân hủy kéo dài hàng trăm năm, phát tán mùi hôi và côn trùng, dịch bệnh vàđặc biệt là phát sinh một lượng lớn nước rỉ rác rất độc hại cho môi trường đất và nguồn nước ngầm. Giải pháp đốt an toàn, vừa tận dụng nhiệt, vừa giảm chôn lấp là giải pháp được chọn, đáp ứng nhu cầu xử lý loại chất thải này.

Hình 1.1    Chất thải sinh hoạt tại bãi tập kết rác

     Xử lý rác bằng lò đốt rác sinh hoạt công suất 6 tấn/giờ (VN-01) có nhiều tiềm năng và ưu điểm vượt trội như: xử lý triệt để mọi loại chất thải sinh hoạt; giảm thể tích chất thải tối đa đến 92%. thời gian xử lý diễn ra nhanh ngay trong lò đốt rác; có thể xử lý ngay tại chỗ hay khu quy hoạch không xa nguồn thải giảm bớt chi phí và rủi ro trong quá trình vận chuyển; mặt khác, nếu tận dụng được lượng nhiệt dư của khí thải để phát điện, sinh hơi nước quá nhiệt hay gia nhiệt cho các quá trình sấy… thì hiệu quả kinh tế của quá trình xử lý này sẽ tăng lên.

     Rác có rất nhiều những vật thể sắc, nhọn và nhiều khi lẫn cả những chai lọ chứa hóa chất vô cực độc hại có khả năng bào mòn, oxi hóa,…Chính vì vậy, băng tải rác ngoài là loại băng tải có khả năng chịu trọng tải lớn thì băng tải rác còn phải có khả năng chịu mài mòn tốt, chống oxi hóa, chịu được hóa chất.

Mục tiêu: Tính toán và thiết kế dây chuyền xử lý đầu vào cấp liệu cho lò đốt với công suất 6 tấn/ giờ.

1.3      Các thiết bị phân loại trên thị trường

• Máy phân loại UF-DZ30 của công ty U-First

Hình 1.2    Hình ảnh máy UF-DZ30

 

Thông số kỹ thuật
Nguồn điện	380 V
Công suất	0,75 kW
Năng suất	1 tấn/giờ
Kích thước	3000 x 700 x 650 mm
Trọng lượng	200 kg
Giá bán	11 triệu

 

Bảng 1.1   Bảng thông số kỹ thuật máy UF-DZ30

• 
  Máy phân loại 6GFJC-70-1A

 Hình 1.3    Hình ảnh máy 6GFJC-70-1A

 

Thông số kỹ thuật
Nguồn điện	220 V
Công suất	0,55 kW
Năng suất	3 tấn/giờ
Kích thước	2600 x 1100 x 800 mm
Trọng lượng	200 kg
Giá bán	33 triệu

Bảng 1.2   Bảng thông số kỹ thuật máy 6GFJC-70-1A

• 
  Máy sàng lồng rửa củ quả nông sản bằng xơ dừa 3A3Kw của CTCPĐT Tuấn Tú

 Hình 1.4   Hình ảnh máy sàng lồng rửa nông sản 3A3Kw

 

Thông số kỹ thuật
Nguồn điện	220 V
Công suất	3 kW
Tốc độ động cơ	1140 vg/ph
Năng suất	1 – 1,5 tấn/giờ
Kích thước	4000 x 1200 x 1200 mm
Trọng lượng	550 kg
Giá bán	85 triệu

 

Bảng 1.3   Bảng thông số kỹ thuật máy rửa nông sản 3A3Kw

 

CHƯƠNG 2:   LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1      Các bộ phận chính của máy

Các bộ phận chính của máy cần:

–      Động cơ giảm tốc

–      Bộ phận truyền lực

–      Băng tải

–      Sàn lồng phân loại rác

–      Máy nghiền búa

• Động cơ thường được sử dụng nhất là loại động cơ xoay chiều vì dễ chế tạo, giá thành rẻ, thiết bị điều khiển không quá phức tạp. Các động cơ đồng bộ 3 pha, động cơ không đồng bộ 3 pha có roto lòng sóc hay dây quấn đều sử dụng được.
• Bộ phận truyền lực gồm có: hộp chia moment, hộp giảm tốc, các khớp nối trục

-       Hộp giảm tốc, hộp chia moment: là bộ phần cần thiết cho máy, động cơ xoay chiều cần có hộp giảm tốc để điều chỉnh tỉ số truyền cho phù hợp vs vận tốc đầu ra cần thiết của máy. Trong trường hợp tỉ số truyền không đạt yêu cầu công nghệ thì có thể lắp thêm bộ truyền đai hoặc thêm hộp giảm tốc ở đầu ra của động cơ và đầu trục vào của hộp giảm tốc để giảm tốc độ thêm 1 lần nữa đáp ứng yêu cầu công nghệ.

-       Các khớp nối để liên kết các trục với động cơ truyền chuyển động từ động cơ sang các trục tải, trục dao, trục tay cào

• Đai tải: có thể dùng băng tải, xích tải, guồng tải để phù hợp với yêu cầu tùy vào ưu nhược điểm của bộ phận.
• Sàng lồng phân loại rác: Thùng sàng hoạt động đơn giản, có hiệu suất cao, tiêu thụ điện năng thấp, có thể dùng cho đa dạng vật liệu nên nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp với các mục đích khác nhau.có thể được sử dụng trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau cho các mục đích khác nhau.
• Máy nghiền búa: Có năng suất lớn, tiêu tốn năng lượng sản phẩm thấp, sản phẩm đầu ra có sự đồng đều và  đạt chuẩn về mặt kích thước.

2.2      Các phương án thiết kế

2.2.1     Yêu cầu về kỹ thuật

     Băng tải phải chịu được khối lượng rác được đưa vào và xử lý sơ bộ lượng rác thải sinh hoạt để cấp cho lò đốt hoạt động ổn định.

-       Băng tải phải làm việc ổn định, tránh rung lắc trong quá trình hoạt động mà làm vương vãi rác trên băng tải ra ngoài.

-       Hoạt động liên tục, ổn định trong ngày, chịu được tải trọng 6 tấn.

-       Dễ bảo trì, lắp đặt, bão dưỡng, sửa chữa.

     Sàng lồng được chế tạo chuyên dụng cho quá trình sàng lọc rác, tách xé rác, phân loại rác cho quá trình ủ phân và đưa vào lò đốt.

-       Với cấu trúc đơn giản, hoạt động với độ tin cậy cao và chi phí đầu tư thấp.

-       Các dao xé được phân bố hợp lý tránh tình trạng làm bị tắc.

-       Bảo trì, bảo dưỡng dễ dàng với chi phí thấp.

-       Chạy êm và tiếng ồn hoạt động thấp.

-       Thùng sàng được sản xuất theo công nghệ tiên tiến với chất lượng cao và năng suất lớn, nó có khả năng chống mài mòn tốt và độ bền cao. Cấu tạo đặc biệt của thùng sàng cũng loại bỏ được khả năng gây tắc sàng trong quá trình hoạt động.

Máy nghiền búa được chế tạo để nghiền, xé rác đầu vào và cho rác đầu ra với kích thước nhỏ hơn so với ban đầu.

-       Cấu trúc đơn giản, tiêu thụ năng lượng ít, tỉ lệ giảm tốc phù hợp.

-        Cho ra năng suất cao, phù hợp cho cả nghiền khô và ướt.

-       Dễ dàng tháo lắp và bảo dưỡng.

-       Bảo trì, bảo dưỡng dễ dàng với chi phí thấp.

-       Kích thước vật liệu đầu ra đảm bảo so với yêu cầu.

• Sơ đồ quá trình công nghệ

Hình 2.1    Sơ đồ quá trình công nghệ xử lý rác

2.2.2     Lựa chọn phương án vận chuyển nguyên liệu

• Băng tải đai

Hình 2.2    Hình ảnh minh họa cho băng tải đai

 

-       Ưu điểm: chiều dài vận chuyển lớn, năng suất cáo, kết cấu đơn giản, nhỏ, làm việc tin cậy và sử dụng thuận tiện

-       Nhược điểm: khi vận chuyển xa và có địa hình phức tập cần phải có các bộ phận kết hợp. Đối vối một số nguyên liệu hạt, vụn,… có thể bị hao hụt trong quá trình vận chuyển.

 Băng tải xích

 Hình 2.3    Hình ảnh minh họa cho băng tải xích

-       Ưu điểm: có độ bền và độ cứng cao, cho phép vận chuyển các vật liệu dạng cục lớn, nặng và có cạnh sắc. Vận hành bằng xích nên có độ bền kéo lớn, có chiều dài và chiều cao băng lớn dẫn làm tăng năng suất của băng tải. Có góc nghiêng lớn.

-       Nhược điểm: Trọng lượng băng tải và trọng lượng truyền động lớn. Trong băng tải xích tấm có nhiều con lăn và bánh răng nên việc chăm sóc và bảo dưỡng phải diễn ra thường xuyên do đó chi phí vận hành lớn so với các loại băng tải khác.

2.2.3     Chọn phương án truyền động cho sàng

• Phương án 1

Hình 2.4    Phương án truyền động sàng 1

-       Nguyên lý hoạt động: Từ động cơ trục truyền động sang các bánh tang (4) sử dụng lực ma sat để quay bánh đà (1) chuyển động, thành phần nguyên liệu bên trong được xử lý bằng các dao xé bên trong và phân loại thích hợp theo các lỗ được thiết kế.

-       Ưu điểm: Năng suất cao, dễ bảo trì, sửa chữa ,lắp rắp, thi công.

-       Nhược điểm: Do sử dụng bộ truyền ma sát nên xảy ra hiện tượng trượt.

• Phương án 2

Hình 2.5    Phương án truyền động sàng 2

-       Nguyên lý hoạt động: Từ động cơ trục truyền động qua hộp giảm tốc (1) qua các khớp nối đến trục cardan (6) sang bánh tang (4), áp dụng lực ma sat để quay bánh đà (1) chuyển động, thành phần nguyên liệu bên trong được xử lý bằng các dao xé bên trong và phân loại thích hợp theo các lỗ được thiết kế.

-       Ưu điểm: Tốc độ quay ổn định, dễ lắp đặt, bảo trì, sửa chữa.

-       Nhược điểm: Cản trở việc đi lại trên hành lang để làm vệ sinh hằng ngày cho máy.

• Phương án 3

Hình 2.6    Phương án truyền động sàng 3

-       Nguyên lý hoạt động: Từ động cơ trục truyền động qua hộp giảm tốc (2) qua trục quay (6) được hàn vào khung sàng lồng (5), khi truyền động trục quay sẽ quay và quay theo sàng lồng chuyển động quay, các bánh tang (4) có nhiệm vụ đỡ cho sàng lồng không bị lệch trục, thành phần nguyên liệu bên trong được xử lý bằng các dao xé bên trong và phân loại thích hợp theo các lỗ được thiết kế.

-       Ưu điểm: Năng suất cao, tiêu thụ năng lượng thấp, dễ bảo hành, sửa chữa.

-       Nhược điểm:Do nguyên liệu là rác nên việc vệ sinh rất cực do vướng vào các trục quay, dẫn đến việc dễ xảy ra sự cố tắc nghẽn trong máy.

• Phương án 4

Hình 2.7    Phương án truyền động sàng 4

-       Nguyên lý hoạt động: Từ động cơ trục truyền động qua hộp giảm tốc (2) qua bộ truyền xích (6) bằng các khớp bánh xích sẽ truyền định quay lồng quay (4), khi truyền động trục quay sẽ quay và sàng lồng được quay bằng bộ truyền xích, các bánh tang (4) có nhiệm vụ đỡ cho sàng lồng không bị lệch trục, thành phần nguyên liệu bên trong được xử lý bằng các dao xé bên trong và phân loại thích hợp theo các lỗ được thiết kế.

-       Ưu điểm: Năng suất cao, tiêu thụ năng lượng thấp, dễ bảo hành, sửa chữa.

-       Nhược điểm:Do nguyên liệu là rác nên việc vệ sinh rất cực do vướng vào các trục quay, dẫn đến việc dễ xảy ra sự cố tắc nghẽn trong máy.

2.2.4     Các loại máy nghiền thông dụng

• Máy nghiền má đập

-      Phạm vi ứng dụng

Máy nghiền má đập được ứng dụng rộng rãi để nghiền vật liệu có độ cứng thuộc loại cao và trung bình.

-      Nguyên lý hoạt động

Máy nghiền má đập hoạt động trên nguyên tắc va đập và có mức độ nghiền độ nghiền . 

Không gian làm việc của máy được tạo ra bởi khoảng trống giữa hai má đập. Khi má đập di động (2) ở vị trí cách xa má đập cố định (1) thì quá trình nhập liệu và tháo liệu được thực hiện. Khi má đập di động (2) tiến tới gần má đập cố định (1) thì quá trình đập nghiền sẽ xảy ra.

Hình 2.8    Sơ đồ nguyên lý máy nghiền má đập

+       Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, dễ vận hành, năng suất cao và làm việc ổn định.

+       Nhược điểm: Gây ồn và bụi khi hoạt động.

• Máy nghiền nón

-      Phạm vi ứng dụng

Máy nghiền nón được sử dụng rộng rãi khi có yêu cầu nghiền thô, nghiền trung bình cho các liệu vật liệu cứng.

-      Nguyên lý hoạt động

Máy hoạt động trên nguyên tắc chèn ép và ma sát khi bề mặt nón di động chuyển động tới gần bề mặt nón cố định. Chuyển động trên được thực hiện nhờ chuyển động lắc hay quay tròn của cơ cấu lệch tâm.

Khi làm việc mặt nón di động (2) trượt bề mặt nón cố định do đó vật liệu sẽ bị chèn ép và nghiền nhỏ giữa hai bề mặt. Do bề mặt nón di động (2) chuyển động tròn nên quá trình nghiền xảy ra liên tục không bị gián đoạn như máy nghiền má đập

Hình 2.9    Sơ đồ nguyên lý máy nghiền nón

+       Ưu điểm: Hoạt động đều, êm, ít bị rung năng lượng tiêu tốn để nghiền thấp.

• Máy nghiền trục

-       Phạm vi ứng dụng

Máy nghiền trục được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm để nghiền các loại ngũ cốc, các loại hạt ….

-       Nguyên lý hoạt động

Nghiền nát vật liệu bằng phương pháp ép khi vật liệu đi qua khe hở giữa hai trục và chà sát khi vận tốc quay của hay trục bằng nhau

Hình 2.10    Sơ đồ nguyên lý máy trục

+       Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, tránh được quá tải khi dùng cơ cấu điều chỉnh và có khả năng thay đổi được khe hở để thay đổi đầu vào nguyên liệu và đầu ra vật liệu.

+       Nhược điểm: kích thước lớn, ồn.

 Máy nghiền búa

-      Phạm vi ứng dụng

Thích hơp cho việc nghiền các loại hạt, củ, rễ, xương, các loại hóa chất. Được sử dụng rộng rãi cho ngành lương thực và chế biến thức ăn cho gia súc.

-      Nguyên lý hoạt động

Vật liệu trong máy nghiền búa được nghiền nhỏ do sự va đập của búa vào vật liệu và chà xát vật liệu giữa búa và thành máy. Vật liệu sua khi nghiền có kích thước nhỏ hơn lỗ lưới phân loại sẽ đi ra ngoài, các hạt có kích thước lớn hơn sẽ bị giữ lại và tiếp tục nghiền.

 Hình 2..11    Sơ đồ nguyên lý máy nghiền búa

+       Ưu điểm: chất lượng nghiền cao, đảm bảo được yêu cầu đầu ra, năng suất lớn.

+       Nhược điểm: yêu cầu có độ chính xác cao khi chế tạo.

• Máy nghiền răng

-      Phạm vi ứng dụng

Máy nghiền răng dùng khi có yêu cầu để nghiền mịn hoặc rất mịn. Không chỉ được ứng dụng trong ngành chế biến lương thực, chế biến thức ăn gia súc, mà còn trong cả ngành hóa chất và luyện kim.

-      Nguyên lý hoạt động

Quá trình nghiền trong máy do tác dụng va đập của các răng với vật liệu như ở máy nghiền búa.

Hình 2.12    Sơ đồ nguyên lý máy nghiền răng

+       Ưu điểm: năng suất lơn, độ nghiền rất cao.

+       Nhược điểm: roto của máy có kết cấu phức tạp và làm việc ở tốc độ cao nên yêu cầu có độ chính xác cao khi chế tạo.

2.3      Lựa chọn phương án

Băng tải phải chịu được khối lượng rác được đưa vào và xử lý sơ bộ lượng rác thải sinh hoạt để cấp cho lò đốt hoạt động ổn định. Từ việc thống kê ý kiến khách hàng ta đánh các phương án. Phương án nào có tiêu chuẩn đánh giá phù hợp nhất sẽ nhận được điểm (+), không phù hợp thì nhân được điểm (-), tương đương sẽ nhận điểm (0). Mỗi tiêu chí đánh giá sẽ có một trọng số nhất định phụ thuộc vào yêu cầu cần thiết đối với máy. Cuối cùng, phương án nào có tổng điểm cao nhất sẽ là phương án tốt nhất. Trong trường hợp có nhiều phương án có tổng số điểm cao nhất bằng nhau thì ta sẽ chọn một phương án trong đó để làm chuẩn so sánh. Sau đó, ta tiến hành so sánh các phương án đó theo các tiêu chí trên. Cuối cùng, ta sẽ chọn được phương án có tổng điểm cao nhất để làm phương án tốt nhất.

Bảng 2.14   Bảng đánh giá lựa chọn phương án

 

Tiêu chí	Trọng số	Vận chuyển		Bố trí
		1	2	1	2	3	4
Năng suất cao	10	+	+	+	+	+	+
Giá thành thấp	5	+	-	-	-	-	-
Kết cấu đơn giản	5	+	-	+	+	-	-
Tuổi thọ cao	10	+	+	-	-	-	+
Vận hành êm	5	+	-	+	+	-	-
Hiệu quả phân loại	10	0	0	+	+	+	+
Lỗi hoặc sự cố	10	+	+	+	-	-	+
Tổng điểm		45	20	50	30	20	40

 

     Vậy ta chọn phương án vận chuyển 1: băng tai đai và phương án sàng số 1.

CHƯƠNG 3:   TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BĂNG TẢI

3.1       Tính toán hệ thống băng tải tiếp liệu

     Trước hết ta xác định các thông số của băng tải:

• Vật liệu vận chuyển: Rác thải sinh hoạt
• Năng suất: Q = 150 tấn/h
• Độ cao nâng: H = 6 m
• Tỉ trọng vật liệu: g = 1,3 ( chất thải rắn sinh hoạt có tính chất hút ẩm, mài mòn, có thể lẫn mảnh kim loại) (bảng Phụ lục 1, [1]/trang 384 )
• Góc dốc tự nhiên:( bảng Phụ lục 2, [1]/trang 386)
• Chiều dài băng tải theo phương ngang: L= 12m
• Loại băng tải: do băng tải vận chuyển vật liệu rời, có khối lượng không đồng nhất, chiều cao tương đối trung bình do đã xử lý qua sàng thao tác, điều kiện làm việc bình thường, nên ta chọn băng tải phẳng đai cao su.
• Giá trị vận tốc: m/s ( bảng 4.2, [1]/trang 103)

Hình 3.1    Sơ đồ bố trí băng tải

1. Lựa chọn các thông số cơ bản

• Xác định góc nghiêng tạo bởi đoạn băng nghiêng với phương ngang

• Năng suất của băng tải khi vận chuyển rác thải được tính gần đúng theo công thức 4.4, [1]/ trang 102:

     Trong đó:

-      : Hệ số tính đến góc nghiêng băng khi .

-      g = 1,3   : Tỉ trọng vật liệu.

     Dựa theo công thức này ta tính ngược lại chiều rộng băng

     Theo tiêu chuẩn ta chọn băng có chiều rộng 1000mm. Dựa vào bảng 4.1/ trang 89, [1], ta chọn  khoảng cách lớn nhất giữa các con lăn mm.

 Hình 3.2    Sơ đồ bố trí con lăn

• Tải trọng trên mét dài được xác định bởi công thức 2.1, [1]/trang 13:

     Lựa chọn sơ bộ lớp băng theo bảng 3.4, [1]/ trang 50, ta có và chiều dày của lớp cao su theo bảng 3.5, [1]/ trang 50: phía bề mặt làm việc  và mặt không làm việc . Khi đó trọng lượng một mét dài băng được tính theo công thức 3.2, [1]/trang 50:

     Từ chiều rộng băng là 1000mm, ta lấy đường kính con lăn là 108mm. Trọng lượng các phần quay của con lăn thẳng được dựa theo bảng 4.3, [1]/trang 106:

Trọng lượng con lăn trên một mét dài ở nhánh có tải xác định theo công thức 4.12, [1]/trang 105:

     Còn ở nhánh không tải theo công thức 4.13, [1]/trang 105:

• Công suất trên trục tang xác định theo công thức 2.19, [1]/ trang 16:

     Chọn giá trị cho loại ổ lăn và dựa vào chiều rộng băng 1000mm

     Nhân công suất nhận được với hệ số là hệ số tính tổn thất ở các tang đầu và cuối

     Công suất tiêu tôn cho bộ phận dỡ liệu bằng thanh gạt

     ngựa

• Công suất cần thiết của động cơ

-      cho trường hợp trạm dẫn động một hộp giảm tốc.

     Theo catalog ta lựa chọn động cơ lớn hơn gần nhất với công suất N = 4 kW và n = 1455 vòng/ phút.

• Kiểm tra độ bền của băng

     Lực vòng trên tang dẫn xác định theo công thức 4.15, [1]/ trang 114:

     Ta lựa chọn trạm dẫn động một tang với tang được bọc  bằng cao su: góc ôm là , hệ số ma sát giữa băng với tang ,theo bảng 2.1, [1]/ trang 28.

     Theo công thức 4.16, [1]/ trang 114, ta xác định lức kéo lớn nhất của băng

     Ta chọn loại băng cao su có 5 lớp vải mành, với độ bền giới hạn , hệ số dự trữ bền , tải trọng cho phép của băng được tính theo công thức 3.3, [1]/ trang 51.

     Lực kéo căng nhỏ nhất tính theo công thức 4.17, [1]/ trang 114

     Kiểm tra độ võng của băng theo công thức 2.61, [1]/trang 27:

Độ võng cho phép

• Tính chọn các bộ phận của máy vận chuyển

Do yêu cầu kỹ thuật và đảm bảo khi vận chuyển lượng rác không xảy ra tình trạng đùn ứ, bay khỏi máng hứng của sàng lồng. Với , ta tính ngược đường kính tang dẫn động theo công thức 3.10, [1]/ trang 79:

Ta chọn động cơ giảm tốc Nord số hiệu SK 9032.1 công suất P = 4kW có số vòng quay động cơ  tỉ số truyền hộp giảm tốc  theo Catalogue, [4]/ trang D23. Khi đó đường kính của tang dẫn động là:

     Vậy theo tiêu chuẩn ta chọn đường kính tang , bề rộng tang

     Số vòng quay của tang trong một phút được tính lại:

     Ta thấy vận tốc thực chỉ chênh lệch 0,01m/s Chấp nhận.

Hình 3.3    Mô hình 3D băng tải 12m được thiết kế bằng phần mêm Autodesk Inventor

1. Tính chọn con lăn đỡ

Từ chương 3.4, ta xác định được các thông số cho con lăn đỡ như hình dướ

Hình 3.4    Thông số cho con lăn và đỡ con lăn của băng tải 12m

 

Bảng 3.15   Bảng thông số con lăn băng tải 12m

 

B	Dc	A	L	L1	H	H1	B­1
1000	108	1263	1323	1000	100	154	100

3.2       Tính toán hệ thống băng tải trả liệu về khu xử lý

• Vật liệu vận chuyển: Rác thải sinh hoạt sau xử lý
• Năng suất: Q = 150 tấn/h
• Độ cao nâng: H = 0 m
• Tỉ trọng vật liệu: g = 1,3 ( chất thải rắn sinh hoạt có tính chất hút ẩm, mài mòn, có thể lẫn mảnh kim loại) (bảng Phụ lục 1, [1]/trang 384)
• Góc dốc tự nhiên:( bảng Phụ lục 2, [1]/trang 386)
• Chiều dài băng tải theo phương ngang: L= 6m
• Loại băng tải: do băng tải vận chuyển vật liệu rời, có khối lượng không đồng nhất, chiều cao tương đối trung bình do đã xử lý qua sàng thao tác, điều kiện làm việc bình thường, nên ta chọn băng tải phẳng đai cao su.
• Giá trị vận tốc: m/s ( bảng 4.2, [1]/trang 103)

.........

CHƯƠNG 6:   VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY

6.1      An toàn khi sử dụng máy

-      Công nhân khi sử dụng máy phải ăn mặc gọn gàng.

-      Công nhân phải biết rõ chức năng các bộ phận của máy.

-      Máy phải đặt ở nơi có không gian đủ rộng.

-      Thường xuyên kiểm tra băng tải, sàng lồng nếu không có rác bị kẹt thì mới đảm bảo an toàn khi vận hành máy

-      Trước khi vận hành cần phải chạy thử máy để kiểm tra.

-      Máy phải được đặt trên nền có đủ độ cứng vững.

-      Các bộ phận điều khiển phải bố trí vừa tầm tay công nhân, các nút nhấn phải đảm bảo độ  tin cậy.

-      Tất cả các bộ phận truyền động và hệ thống điện của máy phải che chắn kín.

6.2      Hướng dẫn sử dụng máy

Trong quá trình sử dụng cần chú ý những điểm sau:

-      Trước khi làm việc:

o   Kiểm tra các bộ phận truyền động, hệ thống điện

o   Kiểm tra các thiết bị điều khiển, nắp che kín và bôi trơn.

-      Khi làm việc:

o   Đảm bảo lượng rác được xử lý và phân loại trước khi đi vào sàn lồng.

o    Khi phát hiện sự cố phải nhanh chóng tắt máy và kiểm tra sự cố.

o   Đề phòng hiện tượng quá tải khi vận hành.

-      Sau khi làm việc:

o   Làm vệ sinh máy và khu vực xung quanh.

o   Cắt cầu dao để tránh cháy nổ.

6.3      Bảo dưỡng thiết bị

-      Bảo dưỡng hằng ngày:

o   Kiểm tra bôi trơn, đường ống, van.

o   Vệ sinh sau khi làm việc xong.

o   Nếu có hiện tượng khác thường thì phải tắt máy kiểm tra và điều chỉnh khi cần.

- Bảo dưỡng hằng tháng:

o   Bôi trơn các ổ lăn và kiểm tra độ bền băng cao su.

o   Căng đai hoặc thay thế nếu đai bị võng nhiều.

o    Kiểm tra các mối lắp ghép, mối hàn, xiếc chặt lại các bu lông

- Bảo dưỡng hằng năm:

o   Kiểm tra toàn bộ máy, các mối ghép, thay thế đai cao su, cánh dao bên trong sàng lồng…

 

 

CHƯƠNG 2:   KẾT LUẬN

7.1       Kết luận

Sau thời gian tìm hiểu và tính toán thiết kế máy sàng phân loại rác thải sinh hoạt ( năng suất 10 tấn/giờ), em đã hoàn thành nhiệm vụ thiết kế theo đúng tiến độ và đáp ứng được những nhiệm vụ của máy đề ra. Các thông số của máy như sau:

- Năng suất: 10 tấn/giờ

- Công suất: 5,5 kW

- Kích thước: 9560 x 2750 x 3126 mm

- Phân loại và xử lý: rác sinh hoạt vô cơ, hữu cơ

Sau khi tính toán thiết kế, máy có những đặc điểm sau:

- Vận hành dễ dàng, hiệu quả, năng suất cao.

- Máy có thể phân loại và xử lý vật liệu đạt yêu cầu của lò đốt

- Máy được che chắn kín, đảm bảo an toàn cho người công nhân

- Công nghệ chế tạo không đòi hỏi quá khắt khe.

- Máy có thể kết hợp vào dây truyền tự động hóa khác.

7.2      Đề xuất ý kiến

Do thời gian thực hiện đề tài có hạn nên em vẫn chưa cải tiến một số tính năng của máy để làm việc hiệu quả hơn, vì vậy em xin đề suất thêm một vài ý kiến bổ sung và cải tiến sau:

- Thay đổi kích thước lỗ sàng và tốc độ vòng quay của máy, ta có thể sử dụng máy để phân loại đất, đá, sỏi để có nguyên liệu làm gạch lò nung

- Bố trí thêm bộ truyền đai để có thể thay đổi được tốc độ xử lý .

- Cần chỉnh sửa thêm khi máy được áp dụng vào thực tế.