Thiết kế máy sạc bắp

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ CÔNG VIỆC TRỒNG VÀ THU HOẠCH BẮP I. Giới thiệu về cây bắp: Bắp là cây lương thực ngắn ngày mang lại hiệu quả kinh tế cao cho người nông dân. Cùng với sự phát triển của nghành chăn nuôi, nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm làm từ hạt bắp tăng lên rất cao, hiện nay bắp là cây cho sản lượng hàng năm cao hơn bất kỳ cây lương thực nào. Hạt bắp còn được dùng để chuyển hóa thành chất dẻo hay vải sợi. Một lượng bắp nhất định được thủy phân hay xử lý bằng enzym để sản xuất xi rô, cụ thể là xi rô chứa nhiều fructoza, gọi là xi rô ngô, một tác nhân làm ngọt và đôi khi được lên men để sau đó chưng cất trong sản xuất một vài dạng rượu. Rượu sản xuất từ bắp theo truyền thống là nguồn của wisky bourbon. Etanol từ ngô cũng được dùng ở hàm lượng thấp (10% hoặc ít hơn) như là phụ gia của xăng làm nhiên liệu cho một số động cơ để gia tăng chỉ số octan, giảm ô nhiễm và giảm cả mức tiêu thụ xăng (ngày nay gọi chung là các nhiên liệu sinh học). Với tầm quan trọng của việc sản xuất bắp như vậy nên diện tích trồng bắp tăng lên rất nhiều, hình thành các vùng chuyên canh cây bắp. Để năng xuất ngày càng cao giá thành đầu tư giảm các biện pháp canh tác tiên tiến, các loại giống mới cho năng suất cao đã được ứng dụng vào trong sản xuất. Trong công tác thu hoạch các loại máy móc tiên tiến đã được đưa vào sử dụng, nhờ đó sản phẩm làm ra có chất lượng tốt hơn, lượng nhân công lao động giảm, dẫn tới giá thành giảm, tăng tính cạnh tranh của hàng hoá nước ta trong quá trình hội nhập. Phương pháp trồng bắp : Công nghệ làm đất : Cày đất lên phơi ải để làm sạch cỏ, tăng lượng Oxi trong đất, tăng lượng vi sinh vật có lợi, làm thoát và phân huỷ các chất gây hại cho cây trồng. Sau khi phơi ải khoảng một tuần thì tiến hành phay tơi đất ra, phay càng sâu càng tơi càng tốt. Phay sâu khoảng 20cm. Khi đất được làm kĩ thì cây bắp sau này sẽ sinh trưởng tốt. Làm đất trước khi gieo và gieo: Tiến hành rạch hàng cho cây, hàng cách hàng 80cm,sâu 15cm sau khi rạch hàng tiến hành bón lót bằng phân hữu cơ hoặc phân NPK. Thực hiện công việc gieo hạt vào các hàng đã rạch, hạt cách hạt 20cm. sau khi gieo tiến hành phủ một lớp đất mỏng lên trên. Chăm sóc sau khi gieo: Sau khi gieo 20-25 ngày tiến hành bỏ phân, làm cỏ, vun gốc cho bắp. Khoảng 50-60 ngày sau khi gieo thì tiến hành bón phân đợt hai, vun gốc, làm cỏ lần hai. Nếu cây bắp bị bệnh hoặc sâu hại thì ta tiến hành phun thuốc trị. Cần giữ độ ẩm trong đất vừa đủ cho cây bắp phát triển tốt, thiếu hay thừa Tuỳ thuộc vào khí hậu và đất đai của địa phương mà ta tiến hành chăm sóc cho phù hợp. Bảo quản bắp khi thu hoạch về: Sau khi thu hoạch về ngô còn tươi dễ bị hỏng hạt ta cần tiến hành sạc bắp ngay. Sau đó đem ra phơi hoặc sấy khô cho đến khi đạt độ ẩm theo yêu cầu thì tiên hành đóng bao đem vào kho lưu giữ. 3) Tiêu chuẩn một giống bắp tốt : Một giống bắp tốt có các đặc điểm sau: Độ thuần khiết của giống cao. Cây phát triển tốt thân to nhiều lá kích thước lá to ... Sức chống chịu với ngoại cảnh tốt như chịu hạn, chịu úng, có sức bền đề kháng cao kháng sâu bệnh có hại, thích nghi với điều kiện thời tiết của địa phương. Sơ chế thuận lợi đạt chất lượng cao, thành phần đạt chất lượng tốt II. Giới thiệu về quá trình thu hoạch bắp: Bắp sau khi đã già đạt đủ độ cứng của hạt thì sẽ được bẻ về, công việc này ở nước ta chủ yếu thực hiện thủ công. Hiện nay đã có loại máy thu hoạch ngô (TBN – 2 ) do Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch nghiên cứu sản xuất. Máy này thu hoạch bắp đạt năng suất bằng 40-50 lao động phổ thông, năng suất thu hoạch 0,2 ha/giờ, tỉ lệ hao hụt dưới 3%, tuy có nhiều ưu điểm song loại máy này vẫn chưa được sử dụng rộng rãi do giá thành còn cao. Thông thường người ta tiến hành bẻ bắp vào những ngày trời nắng để tránh bắp bẻ về bị hỏng. a) Quá trình tách hạt thủ công: Quả bắp sau khi được hái về sẽ được tiến hành bóc vỏ rồi tách hạt. Sau đó hạt bắp sẽ được đem phơi khô, người ta cũng có thể phơi khô rồi mới bóc vỏ, tách hạt. Có hai cách tách hạt thủ công: Dùng dùi ủi tách một số hàng không kề nhau trên quả bắp sau đó dùng tay xoay, chà quanh trái bắp để tách hết các hạt ra. Dùng chày, cây đập lên đống bắp đã được phơi khô cho cứng hạt. Các hạt bắp sẽ tự động được tách ra khỏi cùi. Phương pháp này tuy nhanh hơn phương pháp trên song hạt không được tách hết, phải tốn công tách lại bằng tay. Cả hai phương pháp này cho năng suất rất thấp, chỉ phù hợp với hộ sản xuất nhỏ và có lao động nhàn rỗi. Tách hạt bằng máy: Ở nước ta chủ yếu dùng các loại máy sau: - Máy tách hạt từ quả bắp đã được bóc vỏ. loại máy này cho năng suất cao song phải tốn nhiều thời gian và nhân công bóc vỏ. - Máy tách hạt từ quả bắp còn nguyên vỏ. loại máy này cho năng suất rất cao. Giảm được thời gian và lượng nhân công nhiều. Ngoài ra còn có loại máy thu hoạch bắp có thể tiến hành đồng thời thu hoạch, bóc vỏ và tách hạt. Loại máy này có rất nhiều ưu điểm song ở nước ta chưa chế tạo được phải nhập từ nước ngoài về nên giá thành rất đắt, chưa có nhiều ở nước ta. Hạt bắp sau khi tách sẽ được phơi khô và vận chuyển đến nơi chế biến thành thành phẩm. III. Quá trình xử lý ngô thu hoạch cho đến quá trình tách hạt : Sơ đồ xử lý bắp bằng thủ công Thu hoaûch Boïc laï Phåi khä Váûn chuyãøn Taïch haût Phán loaûi Laìm saûch Cán âo Âoïng bao CHƯƠNG II QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BẮP NGÔ Qui trình công nghệ sản xuất hạt ngô khi được hái khỏi cây đến khi thành phẩm, là qui trình tương đối phức tạp, phải trải qua nhiều công đoạn chế biến và gia công. Trong mỗi công đoạn chế biến thành phần của bắp ngô thì bị phá huỷ, mất mát các chất có ảnh hưởng tốt đến chất lượng sản phẩm, đồng thời loại bỏ các chất có ảnh hưởng xấu. Tuy nhiên quá trình sản xuất tuỳ thuộc vào trình độ kỹ thuật, công nghệ, hệ thống thiết bị .... của từng nhà máy. Qui trình công nghệ của bắp được tóm tắt như sau: Âæa vaìo maïy taïch haût Chuyãøn vãö Thu hoaûch Nghiãön (thä) Phåi khä Phán loaûi Chuyãøn vaìo kho Âoïng bao thaình pháøm Cán âo Tách hạt Mục đích tách hạt : Lấy hạt ra khỏi cùi bắp Qui định và tiêu chuẩn hạt sau khi tách : Hạt không còn dính gốc liên kết cùi. - Khi sạc không được làm vỡ hạt. Hạt chắc không lẫn lên các hạt lép. Làm sạch các phần tử nhỏ. Phân loại: Mục đích làm việc phân loại nhằm để nâng cao chất lượng sản phẩm. Phơi khô: Phơi khô bắp ngô là khâu quan trọng nhất trong quá trình sản xuất nguyên liệu. Trong quá trình phơi khô cần phải biết xác định bắp ngô khi nào là đạt yêu cầu do phòng kỹ thuật đề ra. Nghiền thô : Là khâu chế biến thực phẩm chủ yếu dùng cho chăn nuôi. Đóng bao thành phẩm Hạt ngô sau khi nghiền (thô) xong được chuyển qua khâu đóng gói bằng máy tự động hoặc thủ công để đảm bảo tiêu thụ dưới hình thức đóng bao theo tiêu chuẩn của ngành và phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng. Tiêu chuẩn : mỗi bao trọng lượng 50kg sau khi đóng bao xong được chuyển vào kho chờ xuất hàng để tiêu thụ. CHƯƠNG ΙΙ: GIỚI THIỆU BẮP TRƯỚC VÀ SAU KHI SẠC. CÁC YÊU CẦU CỦA MÁY SẠC Các tính chất của trái bắp: Độ ẩm của bắp: Độ ẩm của bắp có liên quan mật thiết với độ bền giữa hạt và cùi bắp. Độ ẩm càng cao thì độ bền giữa hạt và cùi càng lớn. Vì vậy độ ẩm ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình tách hạt. Để tạo thuận lợi cho quá trình sạc bắp bằng thực nghiệm ta thu được kết quả độ ẩm mà máy có thể sạc đạt yêu cầu < 35% . Cơ tính của trái bắp: - Liên kết giữa cùi và hạt : (58) N - Liên kết giữa cùi và hạt lép : 7 N - Độ bền của vỏ bắp : (90120) N - Độ bền của hạt bắp : (9001200) N - Độ bền của cùi bắp : (3040) N c) Thành phần của cây bắp : Lá chiếm :25% Thân cây :35% Bắp ngô :30% Rễ :10% d) Thành phần cấu tạo của bắp ngô : Cấu tạo của bắp ngô giống hình chóp Chiều dài của bắp ngô khoảng (160-200) mm Đường kính trung bình ( 40-60) mm Tuy nhiên độ lớn nhỏ của trái bắp phụ thuộc vào sự phát triển của cây bắp Thành phần cấu tạo : Lá bọc ngoài Hạt Cùi bắp Râu bắp e) Tỷ lệ các thành phần của bắp ngô Hạt chiếm khoảng 40-50% Lá chiếm 10% Cùi và râu bắp chiếm khoảng 40-50% f) Tính chất cơ lý hạt ngô Những tính chất cơ lý quan trọng nhất được khảo sát lúc làm sạch và phân loại hạt là : Hệ thống thổi bay, kích thước hạt, dạng hạt, đặc tính (trạng thái ) bề mặt, trọng lượng riêng và tính đàn hồi. g) Thành phần hoá học trong từng phần của ngô(% chất ngô): Thành phần (%) Nội nhủ Phôi Vỏ và alơron Prôtit Tinh bột Đường Chất béo Xenluloza Tro 8,41 72,61 0,64 1,35 0,65 0,68 16,34 8,2 10,80 25,03 2,75 7,55 8,27 7,4 0,34 11,41 16,85 1,27 h) Hàm lượng dinh dưỡng của ngô : Giá trị dinh dưỡng trong 100g : Đường : 3,2 g Xơ tiêu hoá : 2,7 g Chất béo : 1,2 g Protein : 3,2 g Vitamin A : 10 mg Vitamin B1 : 0,2 mg Vitamin B3 : 1,7 mg Vitamin B9 : 46 mg Vitamin C : 7 mg Sắt : 0,5 mg Magiê : 37 mg Kali : 270 mg i) Hàm lượng nguyên tố vi lượng của ngô theo chất khô ( mg/kg) : Cacbon 0,050,07 Đồng 14 Mangan 1020 Kẽm 1030 Molipden 0,50,8 Sắt 100150 k) Một số thông số khác: - Trái bắp có dạng hình chóp trụ. - Chiều dài trung bình : (160200) mm - Đường kính trung bình : (4060) mm - Bề dài hạt : ( 5,512,5) mm - Bề rộng hạt : (5,010) mm - Trọng lượng 1000 hạt : 28,6g - Một trái bắp chứa : (200400) hạt - Khối lượng riêng trái bắp: ( 200250) kg/m3 - Khối lượng riêng hạt bắp: ( 600700) kg/m3 - Góc ma sát tính trên thép đạt độ bóng cấp 10: 230 2. Bắp trước và sau khi sạc: a) Trước khi sạc: Bắp sau khi già và được thu hoạch sẽ đạt độ ẩm, cơ tính như đã trình bày ở trên. Bắp có thể sạc được ngay sau khi hái về, trái bắp vẫn còn nguyên vỏ. Sau khi sạc: Hạt không bị vỡ. Hạt lép không bị lẫn vào hạt chắc. Hạt không còn dính gốc liên kết với cùi. Không bị lẫn các phần tử nhỏ do cùi bắp bị vỡ, vỏ bắp bị xé nhỏ,…gây ra. Hạt được tách hết ra khỏi cùi. Yêu cầu của máy sạc: Khi sạc không được làm vỡ hạt. Không được để sót hạt trên cùi. An toàn trong sử dụng. Dễ vận hành và sữa chữa thay thế. Năng suất cao. Đặc biệt máy có thể dùng để tuốt lúa khi thay thế bộ phận lô trống tách và máng trống. Một số hình ảnh về quả và hạt bắp: CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP SẠC HIỆN NAY & CHỌN NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CHO MÁY 1.Các phương pháp sạc hiện nay: Ngoài phương pháp sạc thủ công đã được trình bày ở trên hiện nay ở nước ta chủ yếu dùng hai loại máy sạc bắp chính là: Máy sạc dùng nguyên lý trục vít ống vít, loại máy này dùng trục vít để vừa phá vỡ liên kết giữa hạt và cùi vừa vận chuyển hạt đi ra ngoài ống bao, cùi thì được phóng ra miệng thoát. Loại máy này cho năng suất khá cao, kết cấu đơn giản dễ chế tạo dễ vận hành. Song nó có nhược điểm là bắp phải được bóc vỏ trước khi sạc nên tốn nhiều công lao động, bắp cần phải có độ ẩm thấp thì sạc mới cho năng suất khá cao và hạt được tách sạch khỏi cùi. Máy sạc dùng nguyên lý phân ly dọc trục, bắp nguyên vỏ được đưa từ bàn cấp liệu vào cửa vào 2. Trong quá trình làm việc, bắp sẽ nằm giữa các khoãng của vít xoắn và răng trống tách. Dưới tác động của trống tách, bắp sẽ chuyển động dọc theo trục trống đồng thời xoay quanh trục của nó tạo ra lực trượt trên hạt. Quá trình tách hạt xãy ra giống như tách bằng tay. Hạt được tách lọt qua máng 5 rơi xuống sàng lỗ tròn 6, được làm sạch bằng quạt thổi 10 rồi theo cửa 9 ở phần gom hạt, rơi vào thùng hứng ; lõi và bẹ bắp được hắt qua cửa 7. Loại máy này mang những ưu điểm của loại máy trên ngoài ra nó còn có các ưu điểm hơn máy trên là : Bắp không cần phải bóc vỏ. Năng suất cao hơn góp phần thu hoạch đúng thời vụ, giảm chi phí sản xuất, tổn thất khi thu hoạch. Yêu cầu độ ẩm không cần thấp lắm (< 39%), bắp sau khi hái về có thể sạc được ngay. Hạt được tách sạch khỏi cùi. Hạt ít bị vỡ khi sạc. Làm việc theo nguyên lý phân ly dọc trục ở nước ta hiện nay có hai loại máy chủ yếu sau : Máy bóc bẹ tách hạt bắp của ông Huỳnh Thái Dương Máy bóc bẹ tách hạt bắp BBTH - 2.5 1- động cơ điện hoặc động cơ nổ. 2- phễu cấp liệu. 3- trống tách. 4- nắp trống. 5- máng trống. 6- sàn lắc lổ tròn. 7- cửa ra bệ và lõi. 8- trục truyền động cho cơ cấu lắc./ bộ phận gom bổi. 9- cửa ra hạt. 10- quạt thổi. Máy gặt đập liên hợp : loại máy này thực hiện tất cả các công việc từ thu hoạch quả cho đến tách hạt. Máy có bộ phận cắt cắt ngang thân cây bắp rồi đưa vào bộ phận bẻ bắp, tại đây quả bắp được tách khỏi thân cây rồi đưa vào bộ phận sạc vừa tách vỏ vừa tách hạt ra khỏi cùi. Loại máy này cho năng suất rất cao, tiết kiệm chi phí thu hoạch, có tất cả ưu điểm của hai loại máy trên song giá thành lại rất đắt, hiện tại trong nước chưa có cơ sở sản xuất do không có bản quyền và chi phí làm cao, vì vậy phải nhập khẩu từ nước ngoài. 2.Chọn nguyên lý làm việc cho máy: Để phù hợp với thực tế sản xuất ở nước ta hiện nay em chọn máy sạc làm việc theo nguyên lý phân ly dọc trục. Phương pháp này cho kết cấu máy đơn giản, dễ chế tạo và sữa chữa thay thế, dễ vận hành & di chuyển, giá thành sản xuất thấp nhanh thu hồi vốn. CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH & CHỌN SƠ ĐỒ ĐỘNG CỦA MÁY 1. Phân tích máy: Từ các yêu cầu của máy sạc: Khi sạc không được làm vỡ hạt. Không được để sót hạt trên cùi. An toàn trong sử dụng. Dễ vận hành và sữa chữa thay thế. Năng suất cao. Từ các phân tích trên ta chọn sơ đồ đông của máy như sau: CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CHỌN CÁC THÔNG SỐ CHỦ YẾU CỦA MÁY 1. Xác định các thông số bộ phận phễu nạp: Theo điều kiện năng suất ta có : Q = F.v.k (v) [m3/s] Trong đó: F: tiết diện lỗ thông. V: vận tốc của sản phẩm qua lỗ. K: hệ số nạp đẩy của lỗ. chọn K = 0,1. Q = 3000 kg/h ó 15 m3 / h. Với Trong đó: h: khoảng cách điểm bắt đầu rơi đến cơ cấu nạp, chọn h = 0,25m. Ta lại có F = a.b Với a: chiều rộng lỗ. b: chiều dài lỗ. Chọn : Ta có: Xác định các thông số hình học của bộ phận trống tách: Trống tách là bộ phận quan trọng nhất của máy nên hình dạng hình học của nó ảnh hưởng rất lớn đến khả năng làm việc của máy. Từ nguyên lý làm việc của máy và tham khảo một số loại máy sạc trên thị trường em chọn loại trống tách như hình vẽ. Loại trống tách này được chia làm ba phần: Đoạn 1 vừa vận chuyển vừa phá vỡ sơ bộ kết cấu của trái bắp. Đoạn 2 tách hạt Đoạn 3 đánh cùi và vỏ bắp ra ngoài. Theo công thức năng suất ta có: Q = 47.D2.S.n.z Trong đó: D - đường kính ngoài của đoạn vít chuyển. S - bước vít n - số vòng quay của trống Theo kinh nghiệm các máy hiện có trên thực tế ta chọn : D = 330 ; S = 900 Vậy số vòng quay mà trống tách cần đạt được là: Tính góc nâng trung bình của đoạn vít chuyển: Chọn chiều cao của vít chuyển theo các máy đã có : h = 50 => 3. Xác định công suất của bộ phận trống tách : Công suất của bộ phận trống tách được tính theo công thức: Trong đó: Q – năng suất của máy (m3 / s). Q = 3000 kg/h = 15 m3/h = 4167 cm3/s. P – áp suất tiếp tuyến lớn nhất trên trống tách. Bằng thực nghiệm ta tính được : P = 17 kg/cm2. - hệ số thể tích nạp liệu, được chọn theo tính chất vật lý của nguyên liệu. Chọn 0,9 - hiệu suất của bộ phận trống tách. Chọn 0,85 k - hệ số chỉ sự đồng đều về tính chất vật lý. k = 1,4 -1,7 . Chọn k = 1,4 4. Xác định công suất của bộ phận quạt thổi làm sạch : Bằng thực nghiệm ta tính được vận tốc gió để máy đạt hiệu quả cao nhất là v = 18 m/s. Tra các loại quạt có vận tốc gió như trên chọn loại quạt thổi là loại quạt 6 cánh, đường kính 400, có công suất 0,5kw, số vòng quay n = 2400 v/ph. Thiết kế bộ truyền đai cho quạt thổi : Các thông số có được của bộ truyền: Ndc = 0,5 (kw) N1 = 1230 (v/ph) N2 = 2400 (v/ph) 1) Chọn loại đai. Ta chọn loại đai hình thang vì có sức bền và tính đàn hồi cao, ít chịu ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm. Giả thiết vận tốc của đai v > 5 m/s, có thể dùng được 2 loại đai O và A (Bảng 5-13 tr 99 TL1). Ta tính theo cả 2 phương án và chọn phương án có lợi hơn. Tiết diện đai O A Kích thước tiết diện đai a x h 10 x 6 13 x 8 Diện tích tiết diện F(mm2) 47 81 2) Định đường kính bánh đai nhỏ. Tra bảng 5-14 tr 93 TL1 ta chọn: D1(mm) = 90 120 Kiểm nghiệm vận tốc đai: = 11,3 15,1 v < vmax = (30 35) m/s 3) Tính đường kính D2 của bánh lớn: 172 230 Chọn theo tiêu chuẩn (bảng 5-15 tr100 TL1) D2(mm) = 180 250 Số vòng quay thực của trục bị dẫn : 2411 2511 n’2 sai lệch rất ít so với yêu cầu. Tỷ số truyền : i = 1,96 2,04 4) Chọn sơ bộ khoảng cách trục A Theo kết cấu máy chọn A = (520-580) Chọn A = 550 5) Tính chiều dài đai L theo khoảng cách trục A sơ bộ: 1529 1691 Lấy L theo tiêu chuẩn ( bảng 5-12 tr 92 TL1) L (mm) 1525 1700 Kiểm nghiệm số vòng chạy u trong 1 giây : 7,41 8,9 đều nhỏ hơn u max = 10 6) Xác định chính xác khoảng cách trục A theo chiều dài đai đã lấy theo tiêu chuẩn : A (mm) = 549 556 Kiểm tra điều kiện : 0,55(D1+ D2) + h 2(D1+D2) 155540 212740 Vậy khoảng cách trục A thỏa mãn điều kiện. Khoảng cách nhỏ nhất, cần thiết để mắc đai: Amin = A - 0,015L (mm) 530,5 Khoảng cách lớn nhất để tạo lực căng : Amax = A + 0,03L (mm) 607 7) Tính góc ôm 166040’ Góc ôm thỏa mãn điều kiện 8) Xác định số đai cần thiết Chọn ứng suất căng ban đầuvà theo trị số D1 tra bảng 5-17 ta được ứng suất có ích cho phép []o N/mm2 Các hệ số 1,7 Ct (tra bảng 5.6) 0,7 Ca (tra bảng 5.18) ,96 Cv ( tra bảng 5.19) 0,94 Số đai tính theo công thức 5-22 0,61 Lấy số đai 1 9) Định các kích thước chủ yếu của bánh đai: Chiều rộng bánh đai (công thức 5-23) B = (Z-1).t +2S 20 Đường kính ngoài cùng của bánh đai: Bánh bị dẫn Dn1 = D1 +2h0 275 Bánh dẫn Dn2 = D2 +2h0 145 Các kích thước tra theo bảng 10-3 tr 257 TKCTM 10) Tính lực căng ban đầu So (N) 97,2 Lực tác dụng lên trục: (N) R = 289,5 Vậy ta chọn phương án dùng loại đai loại A vì có khuôn khổ nhỏ gọn hơn, khoảng cách trục lại thõa mãn điều kiện. 5. Xác định công suất của bộ phận sàn lắc : a) Các thông số chính của sàn : Theo các máy trên thực tế đã có ta chọn loại sàn có các thông số như sau: Loại sàng :                                   Sàng lỗ tròn + Kích thước : L x r (mm)                      2300 x 700 + Đường kính sàn lỗ lớn (mm)            18 + Tần số dao động (dđ/ph)                   300 + Biên độ dao động (mm)                      20 Tính toán khối lượng sàn lắc: Theo thiết kế sàn lỗ lớn phía trên có kích thước : 2130 x 700, khoảng cách giữa lỗ với lỗ : 40, khoảng cách giữa hàng với hàng : 27. Sàn nhỏ có kích thước : 2300 x 700. Đường kính sàn lỗ nhỏ (mm)   : 18 khoảng cách giữa lỗ với lỗ : 35. khoảng cách hàng với hàng : 24. Hai hàng kề nhau thì đặt so le với nhau như hình vẽ. Kích thước hai tấm ván dùng để lắp sàn và bộ phận gom hạt : 2050x250x20. Kích thước bộ phận gom hạt : 2575 x 1400. Đối với sàn ta chọn vật liệu là thép tấm dày 1,5. Đối với bộ phận gom hạt ta dùng tấm tôn dày 0,8. khối lượng riêng tôn kẽm : 4,167kg/dm3 khối lượng riêng gỗ : 1,264kg/dm3 khối lượng riêng thép : 7,852kg/dm3 khối lượng sàn lỗ lớn : (diện tích lỗ chiếm 60% diện tích sàn). khối lượng sàn lỗ nhỏ : Khối lượng bộ phận gom hạt : = 25,75 x 14 x 0,008 x 4,167 = 12 kg Khối lượng hai tấm ván : = 2 x 20,5 x 2,5 x 0,2 x 1,264 = 25,9 kg Tổng khối lượng sàn : = 10,54+ 11,38+ 12 + 25,9 = 59,82 kg. b) Tính toán, phân tích chuyển động của cơ cấu : Trục 6 truyền chuyển động quay cho bánh lệch tâm, bánh lệch tâm lại biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến của trục 4 và trục 5, trục 4 và trục 5 có thể xoay với nhau quanh, trục 4 truyền chuyển động cho trục 2&3 nối cứng với nhau xoay quanh, trục 2 lại truyền chuyển động cho trục 1 được nối với hệ thống sàn thực hiện chuyển động lắc. Ta có : Vận tốc góc của bánh lệch tâm : . Vì chuyển động tương đối giữa trục 4 và 5 không nhiều, ta có thể coi chúng nối cứng với nhau và tính gần đúng. Vận tốc góc của trục 2&3 : Vận tốc của trục 1: Gia tốc của trục 1 : Lực quán tính tác dụng lên sàn : Momen quán tính tác dụng lên trục 2: c) Công suất tiêu thụ của sàn : - Công suất để làm sàn lắc hoạt động : (CT 2-4 TL1) Công suất cần truyền từ trục động cơ tới cần trục lắc sàn : ( CT 2-1 TL1) Trong công thức : - công suất định mức cần cung cấp cho sàn hoạt động (kW); - công suất làm việc (kW) ; - hiệu suất truyền động ; - hiệu suất của 11 cặp ổ lăn, mỗi cặp = 0,99, = 0,895 ; - hiệu suất của bộ truyền đai, = 0,95 (B 2-1 TL1). Thiết kế bộ truyền đai cho sàn lắc : Các thông số có được của bộ truyền: Ndc = 0,74 (kw) N1 = 1230 (v/ph) N2 = 500 (v/ph) 1) Chọn loại đai : Ta chọn loại đai hình thang vì có sức bền và tính đàn hồi cao, ít chịu ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm. Giả thiết vận tốc của đai v > 5 m/s, có thể dùng được 2 loại đai O và A (Bảng 5-13 tr 99 TL1) tính theo cả 2 phương án và chọn phương án có lợi hơn. Tiết diện đai O A Kích thước tiết diện đai a x h 10 x 6 13 x 8 Diện tích tiết diện F(mm2) 47 81 2) Định đường kính bánh đai nhỏ. Tra bảng 5-14 tr 93 TL1 ta chọn: D1(mm) = 80 110 Kiểm nghiệm vận tốc đai: = 5,15 7,1 v < vmax = (30 35) m/s 3) Tính đường kính D2 của bánh lớn: = 192,9 265,2 Chọn theo tiêu chuẩn (bảng 5-15 tr100 TL1) D2(mm) = 200 250 Số vòng quay thực của trục bị dẫn : = 482 530 n’2 sai lệch rất ít so với yêu cầu. Tỷ số truyền : i = 2,56 2,32 4) Chọn sơ bộ khoảng cách trục A Theo kết cấu máy đã có ta chọn khoảng cách trục A = 630 để tiện cho việc lắp đặt trên giàn khung. 5) Tính chiều dài đai L theo khoảng cách trục A sơ bộ: 1706 1833 Lấy L theo tiêu chuẩn ( bảng 5-12 tr 92 TL1) L (mm) 1700 1800 Kiểm nghiệm số vòng chạy u trong 1 giây : u = 3,03 3,94 cả hai đều nhỏ hơn umax = 10 6) Xác định chính xác khoảng cách trục A theo chiều dài đai đã lấy theo tiêu chuẩn : A (mm) = 690,5 613 Kiểm tra điều kiện : 0,55(D1+ D2) + h 2(D1+D2) 226800 3161120 Vậy khoảng cách trục A thỏa mãn điều kiện. Khoảng cách nhỏ nhất, cần thiết để mắc đai: Amin = A - 0,015L(mm) 665 586 Khoảng cách lớn nhất để tạo lực căng : Amax = A + 0,03L (mm) 741,5 667 7) Tính góc ôm Góc ôm thỏa mãn điều kiện 8) Xác định số đai cần thiết Chọn ứng suất căng ban đầuvà theo trị số D1 tra bảng 5-17 ta được ứng suất có ích cho phép []o N/mm2 :1,65 1,7 Các hệ số Ct (tra bảng 5.6) 0,7 0,7 Ca (tra bảng 5.18) 0,95 0,94 Cv ( tra bảng 5.19) 1,04 1 Số đai tính theo công thức 5-22 TL1 1,63 0,99 Lấy số đai z = 2 1 9) Định các kích thước chủ yếu của bánh đai: Chiều rộng bánh đai (công thức 5-23) B = (Z-1).t +2S 28 20 Đường kính ngoài cùng của bánh đai: Bánh dẫn Dn1 = D1 +2h0 85 117 Bánh bị dẫn Dn2 = D2 +2h0 205 257 Các kích thước t, s, h0 tra theo bảng 10-3 tr 257 TKCTM 10) Tính lực căng ban đầu S o đối với mỗi đai (N) (CT 5-25 TL1) 56,4 97,2 Lực tác dụng lên trục: (N) 332 282 Vậy ta chọn phương án dùng loại đai loại A vì có khuôn khổ nhỏ gọn hơn, số lượng đai ít hơn. 6. Xác định công suất động cơ và chọn động cơ : Công suất cần cung cấp cho quạt thổi : Với - công suất làm việc của quạt (Kw) ; - hiệu suất truyền động ; - hiệu suất của cặp ổ lăn, = 0,99 ; - hiệu suất của bộ truyền đai, = 0,95 (B 2-1 TL1). Tổng công suất cần có trên trục trống tách : N = 0,56 + 0,54 + 12,71 = 13,81 kW Công suất cần thiết của động cơ : Với - hiệu suất của cặp ổ lăn, = 0,99 ; - hiệu suất của bộ truyền đai, = 0,95 (B 2-1 TL1). Do máy thiết kế có khối lượng lớn nên momen mở máy ban đầu cũng lớn. Động cơ cần chọn yêu cầu có momen mở máy đủ lớn để thắng được momen quán tính ban đầu của máy. lớn nhưng yêu cầu có công suất đủ lớn để tránh trường hợp non tải, cũng như quá tải, ảnh hưởng đến quá trình nghiền , ảnh hưởng đến tuổi thọ của động cơ. Để đảm bảo cơ cấu truyền động gọn nhẹ, thuận lợi cho việc phân phối tỷ số truyền, phục vụ cho việc thiết kế các phần sau, ta cần chọn động cơ có số vòng quay nhỏ. Ứng với công suất 14,83 kW ta chọn động cơ theo hai phương án sau: Theo bảng 3P [1], ta chọn động cơ điện không đồng bộ ba pha có momen mở máy hơi cao, được che kín có quạt gió kiểu AOp2-62-4. Công suất 17kW, số vòng quay 1440 vg/ph, hiệu suất 88%. Vì máy thường xuyên phải di chuyển nên để thuận lợi cho quá trình làm việc của máy ta thường dùng động cơ Diezen công suất 22HP, số vòng quay 2400vg/ph. 7) Thiết kế bộ truyền đai nối động cơ với trục trống tách : Các thông số có được của bộ truyền: Ndc = 17 (kW) N1 = 1440 (v/ph) N2 = 1230 (v/ph) 1) Chọn loại đai : Ta chọn loại đai hình thang vì có sức bền và tính đàn hồi cao, ít chịu ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm. Giả thiết vận tốc của đai v > 5 m/s, có thể dùng được 2 loại đai B và (Bảng 5-13 tr 99 TKCTM). Ta tính theo cả 2 phương án và chọn phương án có lợi hơn. Tiết diện đai B Kích thước tiết diện đai a x h 22 x 13,5 17 x 10,5 Diện tích tiết diện F(mm2) 230 138 2) Định đường kính bánh đai nhỏ. Tra bảng 5-14 tr 93 TL1 ta chọn: D1(mm) = 200 140 Kiểm nghiệm vận tốc đai: 15,08 10,56 v vmax = (30 35) m/s 3) Tính đường kính D2 của bánh lớn : 229,5 160,6 Chọn theo tiêu chuẩn (bảng 5-15 tr93 TL1) D2(mm) = 220 160 Số vòng quay thực của trục bị dẫn : 1283 1235 n’2 sai lệch rất ít so với yêu cầu. Tỷ số truyền i = 1,12 1,17 4) Chọn sơ bộ khoảng cách trục A Để tiện cho việc lắp đặt bệ máy lên giàn ta chọn khoảng cách trục A = 650 5) Tính chiều dài đai L theo khoảng cách trục A sơ bộ: 1771 1960 Lấy L theo tiêu chuẩn ( bảng 5-12 tr 92 TL1) L (mm) = 1800 2000 Kiểm nghiệm số vòng chạy u trong 1 giây : u = 5,87 7,54 Ta thấy cả 2 loại đai d và B đều thỏa mãn yêu cầu nhỏ hơn u max = 10. 6) Xác định chính xác khoảng cách trục A theo chiều dài đai đã lấy theo tiêu chuẩn : A (mm) = 664 670 Kiểm tra điều kiện : 0,55(D1+ D2) + h 2(D1+D2) 175,5600 231,5840 Ta thấy đai loại B không thoã mãn điều kiện lắp nên loại bỏ phương án chọn loại đai này. Vậy ta chỉ tính toán cho loại đai d. Khoảng cách nhỏ nhất, cần thiết để mắc đai: Amin = A - 0,015L (mm) 640 Khoảng cách lớn nhất để tạo lực căng : Amax = A + 0,03L (mm) 724 7) Tính góc ôm (CT 5-3 TL1) Góc ôm thỏa mãn điều kiện 8) Xác định số đai cần thiết : Chọn ứng suất căng ban đầuvà theo trị số D1 tra bảng 5-17 TL1 ta được ứng suất có ích cho phép []o N/mm2 1,51 Các hệ số Ct (tra bảng 5-6) 0,8 Ca (tra bảng 5-18) 0,99 Cv ( tra bảng 5-19) 0,98 Số đai tính theo công thức 5-22 1,2 Lấy số đai z = 2 9) Định các kích thước chủ yếu của bánh đai: Chiều rộng bánh đai (CT 5-23 TL1) B = (Z-1).t +2S 60 Đường kính ngoài cùng của bánh đai: Bánh dẫn Dn1 = D1 +2h0 152 Bánh bị dẫn Dn2 = D2 +2h0 172 Các kích thước t, s, tra theo bảng 10-3 tr 257 TL1 10) Tính lực căng ban đầu So So = .F (N) (CT 5-25 TL1) 276 Lực tác dụng lên trục : 1656 Vậy ta chọn phương án dùng loại đai loại vì có khuôn khổ nhỏ gọn, thỏa mãn điều kiện số vòng chạy u trong một giây. D Hçnh 6.3 Så âäö biãøu diãøn caïc kêch thæåïc cuía âai Baíng 6.3 Baíng tra caïc kêch thæåïc cuía âai Loaûi âai G Loaûi âai P H0 = 8,5(mm) h0 = 10 E = 28,5(mm) e = 34 T = 37,5(mm) t = 44,5 S = 24(mm) S = 29 K = 12(mm) K = 15(mm2) CHƯƠNG 6: TÍNH SỨC BỀN CHO BỘ PHẬN QUAN TRỌNG CỦA MÁY 1.Tính sức bền bộ phận trống tách : a) Xác định tải trọng tác dụng lên đoạn vít chuyển : Để thực hiện tải trọng tác dụng, ta xét sự làm việc của vít chuyển là 2 ổ bi đỡ chặn nhằm khử lực dọc trục vít chuyển có bước của đường xoắn ốc không đổi ( S = 900mm). Giả sử sự phân bố áp suất trên chiều dài bộ phận tách hạt có thể coi như biến đổi theo quy luật tăng dần từ không đến áp suất làm việc Các ký hiệu : : áp suất tiếp tuyến lớn nhất : áp suất pháp tuyến thay đổi : áp suất chiều trục : áp suất vuông góc với bán kính ngược với chiều quay : áp suất thành phần theo trục Y : áp suất thành phần theo trục Z Q : Cường độ tải trọng liên tục : Góc nâng của đường vít : Bán kính ngoài vít tải : Bán kính trong vít tải S : Bước vít (S= 900 mm) : Số vòng quay vít tải : Cường độ mô men xoắn liên tục đối với trục x : Cường độ mômen xoắn liên tục đối với trục Y : Cường độ mômen xoắn liên tục đối với trục Z : Mômen uốn L : Chiều dài vít : Lực chiều trục : Lực ngang tác dụng trong mặt phẳngYZ : Lực ngang tác dụng trong mặt phẳng ZX m : Số đường xoắn của vít (m = 3) Bằng thực nghiệm do K.P Gouskov và Al.Kalugarin tiến hành đã xác định được áp suất phân bố theo chiều dài vít chuyển. Nghĩa là chấp nhận áp suất thay đổi theo định luật tuyến tính theo toàn bộ chiều dài hay là đường bậc nhất. Y Z Pmax X L Sơ đồ tính toán sự thay đổi áp suất Áp suất Pn tác dụng vuông góc với bề mặt vít có thể cũng như với đường vít được chia ra làm 2 thành phần Px và Pr : - Áp suất chiều trục : Px = Pn.cos - Áp suất vòng : Pr = Pn.sin Trong đó β : là góc nâng đường vít Trên bề mặt tải ta tách ra một phần tử diện tích vô cùng nhỏ df Cần phải chia cho cosβ bởi vì đại lượng r.dα.dr là hình chiếu của bề mặt vít trên mặt phẳng vuông góc với trục vít chuyển. Lực chiều trục : Áp suất theo bán kính có thể xem như không đổi do đó: (1) Trong trường hợp sự dịch chuyển của các điểm theo đường vít thì sự chuyển dịch một góc bằng 2π tương ứng với sự dịch chuyển theo trục bằng bước s. Còn sự dịch chuyển một góc α tương ứng với sự dịch chuyển theo trục bằng x. Do đó : (2) Cường độ của tải trọng chiều trục liên tục : Công thức này được suy ra từ (1) & (2) Ngoài lực đẩy chiều trục áp lực chiều trục Px còn tạo nên mômen uốn liên tục đối với trụcY và Z Mômen uốn đối với trục Z trong giới hạn của góc dα vô cùng nhỏ. Được xác định theo phương trình sau đây : (y = r.sinα giá trị cách tay đòn của Mômen ). Mômen ứng với một đơn vị chiều dài vít hay cường độ của mômen xoắn. Trong giới hạn của góc thì đại lượng đó bằng : Cường độ mômen xoắn liên tục: Tóm lại : Tải trọng chiều trục liên tục có cường độ: (1.1) Mômen xoắn liên tục có cường độ : (1.2) Tải trọng ngang liên tục tác dụng trong mặt phẳng yx có cường độ : (1.3) 4. Tải trọng ngang liên tục tác dụng trong mặt phẳng zx có cường độ : (1.4) 5. Mômen uốn liên tục đối với trục z có cường độ: (1.5) 6. Mômen uốn liên tục đối với trục y có cường độ: (1.6) Biểu đồ tải trọng tác dụng lên đoạn vít chuyển : b) Tính sức bền của đoạn vít chuyển : x L a,tgb=k kx a1,tga=k s- Mx- Mx S Mx Mx qx Mx S Từ biểu đồ của mômen xoắn đối với tiết diện nguy hiểm có thể viết : (1.1) Trong đó : S : Bước xoắn, S = 900 l : chiều dài đoạn vít chuyển, l = 420 m : số vòng xoắn của vít tải. t :Số bước xoắn, t = 3 - : Bán kính ngoài vít tải, = 120 - : Bán kính trong vít tải, = 115 - : áp suất lớn nhất = 17 (kg /) (1.1) Suy ra : = 12587 (N.m) Từ biểu đồ của lực dọc : (1.2) = 2581 (kg) Ứng suất tương đương theo lý thuyết ứng suất tiếp lớn nhất được xác định theo công thức : Các ứng suất q và t tương ứng bằng : Trong đó : f : diện tích tiết diện vít tải - : momen cực đỡ lực tiết diện vít tải. Thay c¸c gi¸ trÞ øng suất được: std = 56 (kg/cm2) c) Tính sức bền vòng xoắn vít tải : Tính sức bền của vòng xoắn ở trong những điều kiện áp suất lớn nhất P= 17 (kg/) hướng thẳng góc với profin của bề mặt xoắn ốc vít tải là đường xoắn, với sự sai khác không lớn có thể coi một vòng xoắn như một bản tròn gắn chặt theo đường kính trong vào trục. Lực N là phản lực về phía vòng xoắn. Ta có : N = Pmax = 17.3,14(122 – 11,52) N = 639 (kg) Để xác định lực ngang ta hãy nghiên cứu điều kiện cân bằng phần trung tâm của bản được tách ra là một diện tích hình trụ Từ điều kiện cân bằng ta rút ra khi r >R2 thì : 2R 1 2R 2 N r p max Sơ đồ gần đúng để tính toán vòng vít tải (1.3) Góc quay của pháp tuyến ( được xác định theo công thức (1.4) (1.5) Lấy đạo hàm của (1.5) (1.6) - Để xác định hằng số tích phân và ta sử dụng biên khi r =, nghĩa là ở chỗ vòng xoắn ghép chặt với trục ép thì góc quay pháp tuyến q bằng 0. Trong công thức (1.5 ) đạt trị số r = và rút ra số hạng tương tự C1. + C2 = 0 (1.7 ) Điều kiện giới hạn thứ hai rút ra r =, mômen uốn Mu =0 Tức là : (1.8 ) Để xác định lực ngang ta hãy nghiên cứu điều kiện cân bằng phần trung tâm của bản được tách ra là một tiết diện hình trụ có bán kính r : (1.9) Mômen uốn ở vòng xoắn vít tác dụng lên đường viền trong ( khi r = ). Xác định theo công thức : Khi h = 0,3 Hệ số Poison Thì Và : Khi Thì : = - 172800 Nmm Và = - 0,3.144 = - 43,2kg Ứng suất được xác định theo công thức : = 953 N/cm2 Chäù nguy hiãøm åí thán vêt khi r - R2 (, ) CHƯƠNG 7: TÍNH CHỌN TRỤC, THEN & THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC Tính chọn trục : 1. Chọn vật liệu : Do máy không yêu cầu hạn chế kích thước, độ chính xác cao song lại yêu cầu độ dẻo, độ dai tốt, độ bền tốt nên ta chọn thép CT5 để chế tạo trục. 2. Tính sức bền trục : Đường kính sơ bộ của trục được tính theo công thức (CT 7-2 TL1) Trong đó: d - đường kính trục N - Công suất truyền, kW N - số vòng quay trong một phút của trục C - hệ số tính toán phụ thuộc vào . Chọn C = 130 N/mm( dòng 7 từ trên xuống tr115 TL1) + Trục I ( trục trống tách) : N = 14,71 (kW) n = 1230 (vg/ph) Vì trục trống tách có lực phân bố phức tạp, rất khó khăn cho việc tính toán nên ta chọn kích thước đường kính trục theo các loại máy đã có trong thực tế có cùng năng suất. Chọn = 44 (mm). Chọn chiều dài trục L = 2700. Bản vẽ kết cấu của trục : Tính chọn then : 1. Tính chọn then : Hçnh 6.10: Så âäö caïc kêch thæåïc cuía then vaì truûc a) Chọn then cho bánh đai nối với trục động cơ : Chọn then bằng : b = 10(mm) . h = 8(mm) . t = 4.5(mm) . t1 = 3,6(mm) l = 0,8lm = 0,8.61 = 49(mm) . (Bảng 7 - 23 TL1) Với lm . Chiều rộng may ơ . b) Chọn then cho bánh đai nối với quạt : b = 12 (mm) . h = 8 (mm) . t = 4,5 (mm) . t1 = 3,6 (mm) . l = 0,8.36 = 28 (mm) . c) Chọn then cho trục cánh quạt : b = 6 (mm) . h = 6 (mm) . t = 3,5 (mm) . t1 = 2,6 (mm) . l = 0,8.62 = 50(mm) . d) Chọn then cho trục đai truyền động sàn lắc: b = 6 (mm) . h = 6 (mm) . t = 3,5 (mm) . t1 = 2,6 (mm) . l = 0,8.36 = 28(mm) . b) Chọn then cho bánh đai nối với trục sàn lắc : b = 8 (mm) . h = 7 (mm) . t = 4 (mm) . t1 = 3,1 (mm) . l = 0,8.36 = 28 (mm) 2. Kiểm nghiệm sức bền then : Thiết kế gối đỡ trục : 1. Thiết kế gối đỡ cho trục trống tách Ta dự kiến chọn ổ bi đỡ chặn nhằm khống chế đồng thời lực dọc trục và lực hướng tâm tác động về một phía, có khả năng làm việc với số vòng quay lớn hơn so với ổ bi đỡ một dãy. Kí hiệu ổ 46000 có góc β = , được bố trí như sơ đồ sau : Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức 8-6 TL1 : Ở đây chọn : h = 10000 giờ n = 1230 vg/ph Tải trọng tương đương Q tính theo công thức 8-6 TL1 : Trong đó hệ số m = 0,7 ; 1,3 tải trọng va đập vừa và rung động. (Bảng 8-3 TL1). 1 nhiệt độ làm việc dưới C. (Bảng 8-4 TL1). 1 khi vòng trong của ổ quay. (Bảng 8-5 TL1). Tổng lực chiều trục : Ở đây : Mà do lực của vít chuyển chỉ tạo ra lực dọc trục . Vì vậy ta chỉ tính chọn ổ cho gối đỡ 1. S = và có trị số bằng : = 123 daN Phản lực tác dụng lên trục ta cho bằng lực = 1700 N = 333 daN Hệ số khả năng làm việc : = 44608 Tra bảng 17P TL1 chọn ổ kí hiệu 46308 đường kính trong d = 40, . 2. Chọn ổ cho trục sàn lắc : Ta dự kiến chọn ổ bi đỡ vì không có lực dọc trục. Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức 8-6 TL1 : Ở đây chọn : h = 10000 giờ n = 500 vg/ph Tải trọng tương đương Q tính theo công thức 8-6 TL1 : Trong đó hệ số m = 1,5 bảng 8-2 TL1 1,1 tải trọng va đập nhẹ, quá tải ngắn hạn đến 125% so với tính toán. (Bảng 8-3 TL1). 1 nhiệt độ làm việc dưới C. (Bảng 8-4 TL1). 1 khi vòng trong của ổ quay. (Bảng 8-5 TL1). Tổng lực chiều trục : Trục chỉ chịu phản lực của các gối đỡ chứ không chịu lực chiều trục. Phản lực tác dụng lên trục bằng lực do các bánh đai truyền tới. ; Tải trọng tương đương : Q = 310.2 Hệ số khả năng làm việc : = 31720 Tra bảng 14P TL1 chọn ổ bi đỡ cỡ trung kí hiệu 306 đường kính trong d = 30, . 3. Thiết kế gối đỡ cho trục quạt : Ta dự kiến chọn ổ bi đỡ chặn nhằm khống chế đồng thời lực dọc trục và lực hướng tâm tác động về một phía, có khả năng làm việc với số vòng quay lớn hơn so với ổ bi đỡ một dãy. Kí hiệu ổ 46000 có góc β = , được bố trí như sơ đồ sau : Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức 8-6 TL1 : Ở đây chọn : h = 2000 giờ Số vòng quay : n = 1230 vg/ph Tải trọng tương đương Q tính theo công thức 8-6 TL1 : Trong đó hệ số m = 0,7 ; 1 tải trọng tĩnh không va đập, trục truyền tải trọng nhẹ. (Bảng 8-3 TL1). 1 nhiệt độ làm việc dưới C. (Bảng 8-4 TL1). 1 khi vòng trong của ổ quay. (Bảng 8-5 TL1). Tổng lực chiều trục : Ở đây : Mà do phản lực của quạt chỉ tác dụng một chiều tạo ra lực dọc trục . Vì vậy ta chỉ tính chọn ổ cho gối đỡ 1. S = và có trị số bằng : S = 20 daN Phản lực tác dụng lên trục bằng lực bánh đai = 303 daN Hệ số khả năng làm việc : = 30606 Tra bảng 17P TL1 chọn ổ kí hiệu 46305 đường kính trong d = 25, . Các thông số hình học của ổ đỡ : Sơ đồ các kích thước của ổ bi đỡ chặn Các kích thước chính của ổ tùy đường kính trục lắp ổ. Trên trục trống tách chọn đường kính trục ổ chổ lắp ổ d = 40, ổ đỡ chặn cỡ trung 46308. D = 90 (mm) D2 = 74,5 (mm) d2 = 56,3 (mm) B = 23 (mm) r = 2,5 (mm) r1 = 1,2 (mm) Đường kính bi F = 15,8 (mm) Trên trục quạt chọn đường kính chổ lắp ổ là d = 25, ổ đỡ chặn cỡ trung 46305. D = 62 (mm) D2 = 50,4 (mm) . r = 2 (mm) r1 = 1 (mm) B = 17 (mm) d2 = 36,6 (mm) . Đường kính bi F = 11,51 (mm) Sơ đồ các kích thước của ổ bi đỡ một dãy Trên trục nối với sàn lắc chọn đường kính chổ lắp ổ là 28, ổ bi đỡ một dãy 306. D = 72 (mm) D2 = 59,4 (mm) . r = 2 (mm) B = 19 (mm) d2 = 44,6 (mm) . Đường kính bi F = 12,3 (mm) CHƯƠNG 6: VẤN ĐỀ AN TOÀN VÀ HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÁY 1. Vấn đề an toàn : Máy có nhiều cơ cấu chuyển động nên trong quá trình làm việc rất dễ xảy ra tai nạn lao động. Máy làm theo thời vụ và phải di chuyển nhiều nên chủ yếu dùng động cơ nổ Diezen, tuy tính cơ động cao song lại gây tiếng ồn nhiều.Cường độ tối thiệu của tiếng ồn có thể gây ra tác dụng mệt mỏi đối với cơ quan thính giác. Tiếng ồn gây mệt mỏi thính lực, đau tai, mất trạng thái cân bằng, ngủ chập chờn giật mình, mất ngủ, loét dạ dày, tăng huyết áp, hay cáu gắt, giảm sức lao động sáng tạo, giảm sự nhạy cảm, đầu óc mất tập trung, rối loại cơ bắp... Tiếng ồn gây điếc nghề nghiệp với đặc điểm là điếc không phục hồi được, điếc không đối xứng và không tự tiến triển khi công nhân thôi tiếp xúc với tiếng ồn. Tiếng ồn tác dụng vào các cơ quan chức phận của cơ thể, lâu ngày làm cho cơ quan này mất trạng thái cân bằng. Kết quả là cơ thể bị suy nhược, máu lưu thông bị hạn chế, tai bị ù, đầu óc bị căng thẳng, khả năng lao động sẽ bị giảm, sự chú ý của con người cũng bị giảm sút và từ đó có thể gây ra tai nạn. Đi cùng với tiếng ồn là sự rung động. khi chịu tác dụng của rung động, thần kinh sẽ bị suy mòn, rối loạn dinh dưỡng, con người nhanh chóng cảm thấy uể oải và thờ ơ, lãnh đạm, tính thăng bằng ổn định bị tổn thương. Chấn động cũng gây ra bệnh khớp xương, làm rối loạn hệ thần kinh ngoại biên và trung ương. Trong quá trình sạc máy sẽ thổi ra rất nhiều bụi, bụi lơ lững trong không khí, khi bị hít vào phổi chúng sẽ gây thương tổ đường hô hấp. Khi chúng ta thở nhờ có lông mũi và màng niêm dịch của đường hô hấp mà những hạt bụi có kích thước lớn hơn 5 mm bị giữ lại ở hốc mũi tới 90%. Các hạt bụi kích thước(2-5)mm dễ dàng theo không khí vào tới phế quản, phế nang, ở đây bụi được các lớp thực bào bao vây và tiêu diệt khoảng 90% nữa, số còn lại đọng ở phổi gây nên bệnh bụi phổi và các bệnh khác (bệnh silicose, asbestose, derose,...). Bệnh đường hô hấp: viêm mũi, viêm họng, phế quản,… Bệnh ngoài da: bụi có thể dính bám vào da làm viêm da, làm bịt kín các lỗ chân lông và ảnh hưởng đến bài tiết; bụi có thể bịt các lỗ của tuyến nhờn gây ra mụn; lở loét ở da;. Bụi còn gây ra chấn thương mắt, viêm mắt, mộng thịt làm đỏ mắt, trầy xước giác mạc, làm giảm thị lực. 2. Các biện pháp an toàn : + Che chắn các cơ cấu chuyển động như: che chắn bộ truyền đai, các cơ cấu lắc của sàn. Làm giảm hay triệt tiêu tiếng ồn ngay từ nơi phát sinh : Đây là biện pháp chống ồn chủ yếu bao gồm việc lắp ráp có chất lượng các máy móc và động cơ, sửa chửa các máy móc đã cũ hay bị rơ. Giảm tiếng ồn tại nơi phát sinh có thể thực hiện theo các biện pháp sau: + Thay đổi tính đàn hồi và khối lượng của các bộ phận máy móc để thay đổi tần số dao động riêng của chúng tránh hiện tượng cộng hưởng. thay thép bằng chất dẻo, tecxtolit, fibrôlit, v.v...mạ crôm hoặc quét mặt các chi tiết bằng sơn hoăc dùng các hợp kim ít vang hơn khi va chạm. + Bọc các mặt thiết bị chịu rung động bằng các vật liệu hút hoặc giảm rung động có nội ma sát lớn như bitum, cao su, tôn, vòng phớt, amiăng, chất dẻo, matit đặc biệt. + Sử dụng bộ giảm rung bằng lò xo hoặc cao su để cách rung động. Dùng phương pháp hút rung động bằng cách dùng các vật liệu đàn hồi dẻo như cao su, chất dẻo, sợi tẩm bitum, matit v.v...có môđun đàn hồi 104 - 105 N/cm (Lớp phủ cứng) bằng 103 N/cm (lớp phủ mềm) có tổn thất trong lớn để phủ các mặt cấu kiện dao động của máy móc. Giảm tiếng ồn trên đường lan truyền : + Sự phản xạ và hút âm phụ thuộc vào tần số và góc tới của sóng âm, nó xảy ra do sự biến đổi cơ năng mà các phần tử không khí mang theo thành nhiệt năng do ma sát nhớt. Của không khí trong các ống nhỏ của vật liệu xốp, hoặc do ma sát trong của vật liệu chế tạo các tấm mỏng chịu dao động dưới tác dụng của sóng âm. Vật liệu hút âm có các loại: vật liệu có nhiều lỗ nhỏ; vật liệu có nhiều lỗ nhỏ đặt sau tấm đục lỗ; kết cấu cộng hưởng; những tấm hút âm đơn. Để cách âm thông thường là làm vỏ bọc động cơ, máy nén và các thiết bị công nghiệp khác. + Vỏ bọc làm bằng kim loại, gỗ, chất dẻo, kính và các vật liệu khác. Để giảm dao động truyền từ máy vào vỏ bọc, liên kết giữa chúng không làm cứng. Vỏ bọc nên đặt trên đệm cách chấn động làm bằng vật liệu đàn hồi. + Để chống tiếng ồn khí động người ta có thể sử dụng các buồng tiêu âm, ống tiêu âm và tấm tiêu âm. Dùng phương tiện bảo vệ cá nhân + Cần sử dụng các loại dụng cụ như cái bịt tai làm bằng chất dẻo, cái che tai và bao ốp tai để chống ồn. Để chống rung động sử dụng các bao tay có đệm đàn hồi, giầy có đế chống rung. Bao kín thiết bị và dây chuyền sản xuất sinh bụi : dùng bao vải thu gió của bộ phận thổi đi ra xa chỗ làm việc. 3. Biện pháp y học + Khám và kiểm tra sức khoẻ định kỳ, phát hiện sớm bệnh để chữa trị, phục hồi chức năng làm việc cho công nhân. + Dùng các phương tiện bảo vệ cá nhân (quần áo,mũ nón, mặt nạ, khẩu trang, găng tay, giày bảo hộ lao động). 4. Hướng dẫn sử dụng máy : Trước khi đưa máy vào sử dụng ta cần kiểm tra dầu bôi trơn động cơ, nước làm mát động cơ, cung cấp nhiên liệu cho máy, công việc này cần được kiểm tra hằng ngày khi sử dụng. Sau một ngày làm việc đem máy về cần lau chùi máy sạch sẽ không được để bụi bặm, các mảnh vụn từ trái bắp bám vào các bộ phận máy gây rỉ rét các bộ phận máy. Cần kiểm tra định kì các ổ bi trước mỗi mùa vụ thu hoạch, tra mỡ bôi trơn đầy đủ, thay thế các ổ bị rơ nếu cần thiết. Khi sạc ta dùng cần khởi động khởi động máy nổ, tăng ga lớn, tiến hành đổ bắp vào phễu nạp, ta cần 7 công nhân để thực hiện quá trình sạc : Một công nhân đứng trên giá đỡ để đưa quả bắp vào phễu nạp. Ba công nhân vận chuyển bắp đưa lên giá đỡ. Ba công nhân thực hiện đóng bao bắp hạt được sạc ra.