THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY NGHIỀN LỒNG

A -  GIỚI THIỆU CHUNG :

Trên thế giới ngành chế tạo máy phát triển rất mạnh mẽ, ngày càng có nhiều loại máy móc hiện đại ra đời thay thế sức lao dộng của con người, dần đến là chuyên môn hóa trong sản xuất phục vụ nâng cao đời sống con người, ngành chế tạo máy tạo ra sản phẩm là máy móc thiết bị cung cấp cho các ngành kinh tế khác như ngành nông nghiệp, lâm nghiệp, cùng các ngành kinh tế khác, luôn đòi hỏi không ngừng máy móc thiết bi ngày càng hiện đại nhằm nâng cao năng suầt và hiệu quả làm việc, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người.

 Chính vì nhu cầu của thi trường rất rộng, do đó mà dội ngũ nhân viên ngành chế tạo máy đã không ngừng cải tiến, chế tạo mới máy móc, thiết bị nhưng vẫn không đáp ứng đủ nhu cầu đa dạng của thị trường.

          Xuất phát từ nhu cầu đó mà hiện nay trên thị trường đã xuất hiện rất đa dạng các loại máy nghiền, thay thế cho sức lao dộng của con người rất nhiều và tạo hiệu quả năng suất rất cao.

“Thuật ngữ máy nghiền: nghiền là quá trình phân chia một vật thể rắn ra thành những vật thể nhỏ hơn dưới tác động của các ngoại lực ở bên ngoài’’

          Trong ngành chế biến thực phẩm người ta sử dụng các loại máy nghiền bột để tạo năng suất cao hơn.

          Trong ngành dược cũng sử dụng các loại máy nghiền…, trong ngành công nghiệp nặng như xây dựng cầu đường, sử dụng các loại máy nghiền đá khổng lồ tạo ra những loại đá theo kích cỡ mong muốn, đặc biệt là trong các nhà máy chế biến xi măng người ta phải sử dụng rất nhiều đến tính năng của máy nghiền như nghiền đá, nghiền cát…

          Trong đời sống sinh hoạt hằng ngày của mỗi gia đình cũng trang bị cho mình những loại máy nghiề có kích cỡ nhỏ như máy xay sinh tố giải khát mà hiện nay trên thị trường bán rất là nhiều…

Giới thiệu một số loại máy nghiền được sử dụng trong các ngành công nghiệp tạo ra sản phẩm với khối lượng lớn.

Máy nghiền côn:

Ứng dụng: Máy nghiền côn được sử dụng rộng rải trong các ngành công nghiệp như luyện kim, vật liệu xây dựng,xây đường, hoá chất và công nghiệp.

 Đặc điểm: máy nghiền côn thích hợp nghiền các loại quặng sắt và nham thạch với độ cứng trung bình và trung bình trở lên, có sức nghiền lớn, hiệu quả cao, lượng vật liệu nghiền với số lượng lớn,thành máy thấp nên điều chỉnh thuận tiện, nghiền các sản phẩm có đô hạt bình quân, giảm bớt phụ tải tuần hoàn trong các máy nghiền cỡ vừa, lớn, áp dụng hệ thống làm sạch dùng thuỷ lực, rút ngắn thời gian tắt máy,sử dụng hệ thống bảo hiểm lò xo là thiết bị bảo vệ quá tải, giúp vật lạ và thép tấm được thông qua buồng nghiền mà không làm hại máy.

Nguyên lý làm việc:

Bộ phận làm việc của máy nghiền côn là lưỡi cắt hình côn: côn tĩnh (gọi là côn ngoài), côn động (gọi là côn trong), hai hệ trục trung tâm côn tĩnh và côn động giao nhau thành một góc nghiêng, côn động dựa sát với vùng côn cố định, và vật liệu chịu các ảnh hưởng ép, va đập và cong của côn di động tai vị trí này, trở thành buồng nghiền, tại nơi côn tĩnh lệch hướng với côn động, vật liệu đã bị nghiền từ đáy côn thoát ra dưới tác dụng trọng lượng, trở thành cửa ra.

1.4 Thông số kỹ thuật :

  Máy nghiền côn còn nhiều loại có kích khác nữa, trên chỉ là hai máy điển hình.

nhược điểm: Cơ cấu máy khó chế tạo, nên giá thành máy cao, sử dụng thuỷ lực do đó mà không thể ứng dụng trong chế biến thực phẩm, đa phần ứng dụng nghiền thô và trung bình, trọng lượng máy lớn nên vận chuyển khó khăn…

2. Máy nghiền bi:

Ứng dụng: Máy nghiền bi dùng để nghiền các loại quặng sắt, được sử dụng rộng rãi trong các ngành khai thác quặng, vật liệu xây dựng, ngành công nghiệp sản xuất xi măng, sản phẩm si-li-cat, vật liệu xây dựng kiểu mới, vật liệu chịu lửa, phân hoá học, trong ngành sản xuất thuỷ tinh,gốm sứ…

Đặc điểm: Máy nghiền bi  có hai kiểu nghiền đó là nghiền khô và nghiền ướt, nó là thiết bị xoay ròn hình ống kiểu nằm.

Nguyên lý làm việc:

Bánh  răng bên ngoài chuyển động, có hai khoang, kiểu ca-rô. Vật liệu từ thiết bị cấp vật liệu qua trục xuắn ốc vào khoang thứ nhất, mang thép bi lên tới độ cao nhất dịnh rơi xuống, đập mạnh và nghiền vật liệu. Sau khi vật liệu nghiền thô trong khoang thứ nhất, qua tấm ngăn khoang tầng riêng vào khoang thứ hai, trong khoang này có tấm lót côn và thép bi, nghiền vật liệu lại. Sau một thời gian vật liệu nghiền ra dạng bột ngưng máy và cho vật liệu ra ngoài, hoàn thành quá trình nghiền bột.

    Thông số kỹ thuật:

Giới thiệu thông số kỹ thuật của hai loại máy sau:

Ngoài ra còn nhiều loại máy nghiền bi có kích thước và công suất lớn hơn nữa.

nhược điểm: tiêu hao thời gian do phải ngưng máy để đưa sản phẩm ra ngoài, khó áp dụng trong sẩn xuất dây chuyền, nghiền vật liệu dựa vào sự va đập của thép bi nên gây ra tiếng ồn lớn…

  3.Máy nghiền bột :

          3.1 Ứng dụng: ứng dụng rộng rãi trong quá trình nghiền nguyên liệu cho ngành công nghiệp dươc phẩm, hoá chất, thực phẩm…

          3.2 Đặc điểm: buồng nghiền trang bị đĩa quay, cắt kiểu gió tốc độ cao, nên gió luôn được lưu thông trong buồng nghiền đủ lớn, giúp cho nhiệt độ bên trong buồng nghiền ổn định, máy luôn hoat dộng trong tình trạng sạch bong, tháo lắp dễ dàng, độ ồn nhỏ.

          3.3 Nguyên lý hoạt động: Máy sử dụng đĩa quay cắt kiểu gió tốc độ cao và cùng với bộ cắt tĩnh để thực hiện đập, mài và nghiền nguyên liệu. Nguyên liệu thì được dẫn bằng buồng khí lưu thông lớn ở trong buồng sấy và dưa nhiệt độ ra ngoài cùng với sản phẩm nghiền cuối cùng thông qua sàng, kích cỡ hạt đạt được bằng cách thay đổi bộ phận lọc.

          3.4 Thông số kỹ thuật: 

3.5 Nhược điểm:

          Máy chỉ nghiền vật liệu có độ cứng trung bình, kích cỡ nguyên liệu bị hạn chế <10mm, đĩa quay may mòn, nhiệt sinh ra khá lớn, phạm vi ứng dụng chỉ trong các ngành dược, thực phẩm sạch.

4. Máy nghiền thô cao su : (Ký hiệu CSJC)

          4.1 Ứng dụng: Sử dụng trong việc nghiền thô cao su  tái chế như lốp xe hơi, xe máy, …

          4.2 Đặc điểm:  máy có bộ phận làm mát bằng nước và làm mát bằng gió, có năng suất nghiền lớn, nhiệt độ thấp và nghiền liên tục,

Máy được cấu tạo bởi các bộ phận chính như khung, thân máy, quạt, hệ thống chuyển tải, bộ tách sản phẩm, bộ tách sợi và tủ diều khiển.

          4.3 Nguyên lý hoạt động:

Máy hoạt động ổn dịnh nhờ trang bị bộ cánh nghiền bằng hợp kim đặc biệt, chống mài mòn. Bột sau khi nghiền được vận chuyển bằng hệ thống quạt hút gió cỡ lớn và tác qua bộ tách sản phẩm.

 Các sợi lẫn trong bột cũng được tách riêng qua bộ tách sợi.

     4.4 Thông số kỹ thuật:..................................................

5.2 Giới thiệu chung về  máy nghiền lồng :

      1. Phạm vi ứng dụng của máy: Máy nghiền lồng thiết kế được ứng dụng khá rộng rãi trong các ngành côngnghiệp, đặc biệt là ứng dụng trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, thức ăn chăn nuôi…

2. Đặc điểm của máy: Sử dụng lưỡi búa đánh tan các vật thể rắn ra dạng vật thể nhỏ hơn, thích hợp với nghiền các vật liệu có độ cứng trung bình như các hạt lúa, đậu, ngô…, sản phẩm nghiền ra có dạng bột.

 + Ưu điểm của máy: Có thể điều chỉnh lượng phôi cung cấp vào để nghiền, sử dụng động cơ đảo chiều, kết hợp với cơ cấu đảo chiều do đó mà lưỡi búa sử dụng được bốn lần cắt, mà như máy nghiền cao su chỉ tận dụng cánh cắt được một lần, hay là máy nghiền bi cũng chỉ sử dụng bi được một lần, đặc biệt là lưỡi búa có hàn hợp kim chống mài mòn.

Kích cỡ sản phẩm có thể thay đổi bằng cách thay đổi sàng lưới với các thông số lưới khác nhau.

Máy có kết cấu đơn giản, tháo lắp dễ dàng, thuận tiện khi sử dụng, máy có thể sản xuất độc lập hoặc có thể kết hợp với sản xuất dây chuyền là một thế mạnh tạo năng suất cao hơn.

          + Bên cạnh đó máy cũng tồn tại những nhược điểm sau:

Do mô men lớn nên khởi động máy khó khăn cần đến cơ cấu khởi động phụ, thời gian dừng máy lâu, có sự hạn chế về vật liệu nghiền như không thể nghiền vật liệu cứng như : sắt, đá như máy nghiền côn, máy nghiền bi thực hiện…

   3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY:

          + Khi cung cấp điện cho động cơ (23), động cơ quay đồng thời truyền chuyển động cho trục chính (3) qua một khớp nối (17). Trên trục chính của máy có lắp ghép nhiều mặt bích (7), (8), (38), cách nhau bởi các bạc cách (4), (14), (18) và các mặt bích này quay đồng thời cùng với trục chính, các lưỡi búa (9) được lắp ghép trên các trục (12) nằm xen kẽ giữa các mặt bích với một khoảng cách được tính toán bởi các bạc cách (10), (11). Do đó khi cung cấp nguyên liệu từ phểu (45) trên xuống qua một cơ cấu quả khế (44), nguyên liệu rớt xuống sẽ

bị các lưỡi búa (9) đánh tan sau khi rơi vào lồng, khi nguyên liệu đạt yêu cầu thì nó sẽ bị tốc độ quay của lưỡi búa (9) quạt lọt qua sàng lưới, còn những nguyên liệu chưa đạt yêu cầu sẽ được các lưỡi búa quạt lên tiếp tục đánh tan ra.

Nguyên liệu rơi qua sàng lưới rớt xuống dưới ra khỏi máy và được các cơ cấu như băng tải đưa đi nơi khác và quá trình được lặp lại như vậy cho tới khi chúng ta ngừng cung cấp phôi và dừng máy.

 B. PHÂN TÍCH SẢN PHẨM:

Máy nghiền lồng gồm các bộ phận chính sau: Trục chính, khớp nối, ổ ghép, Thân máy, lồng máy, động cơ, đế máy, phểu cung cấp phôi.

I. PHÂN TÍCH CHI TIẾT:

     1.  Lồng máy: bao gồm các chi tiết sau

+ a. Mặt bích :

        Gồm có 3 loại mặt bích:

     a.1 Mặt bích 1(chi tiết 7).

Vật liệu: Thép C35.

Giới hạn bền kéo là: 460 N/mm²

Giới hạn bền chảy là: 230N/mm²

Độ cứng của vật liệu: HB=140-190......

IV. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC , THEN VÀ KHỚP NỐI :

          1.Phân tích trục: Ta có chiều dài trục chính (chi tiết số 3) là : 1526 (mm).

Trên trục chính lắp gép ổ lăn, các chi tiết bạc và 12 mặt bích.

Ta phân tích lực tác dụng lên trục gồm lực phân bố trên 12 mặt bích và lực tác dụng lên hai ổ lăn.

­ Lực phân bố trên mổi mặt bích là:

          + Mặt bích 1: Lực tác dụng lên trục của mặt bích 1 chính bằng với trọng lượng của mặt bích và các chi tiết nằm trên mặt bích, vậy ta có:

          P₁ = 4 x 0.713 + 2x (0.23 + 0.342) + 13.5/2 + (2.2 x 8):12 + (3.2 x 8)/12 + 41.35 = 557 (N).

          +Mặt bích 2: Lực tác dụng lên trục của mặt bích 2 chính bằng với trọng lượng của mặt bích và các chi tiết nằm trên mặt bích, vậy ta có:

          P₂ = 8 x 0.713 + 4x (0.23 + 0.342) + (1.07 + 13.5):2 + (2.2 x 8):12 + (3.2 x 8):12 + 34.76 = 536 (N).

+Mặt bích 3: Lực tác dụng lên trục của mặt bích 3 chính bằng với trọng lượng của mặt bích và các chi tiết nằm trên mặt bích, vậy ta có:

          P₃ = 8 x 0.713 + 4x (0.23 + 0.342) + 1.07 + + (2.2 x 8):12 + (3.2 x 8):12 + 34.7 = 474 (N).

+Mặt bích 4: Lực tác dụng lên trục của mặt bích 4 chính bằng với trọng lượng của mặt bích và các chi tiết nằm trên mặt bích, vậy ta có:

          P₄ = 8 x 0.713 + 4x (0.23 + 0.342) + 1.07 + + (2.2 x 8):12 + (3.2 x 8):12 + 34.7 = 474 (N).

+Mặt bích 5: Lực tác dụng lên trục của mặt bích 5 chính bằng với trọng lượng của mặt bích và các chi tiết nằm trên mặt bích, vậy ta có:

          P₅ = 8 x 0.713 + 4x (0.23 + 0.342) + 1.07 + + (2.2 x 8):12 + (3.2 x 8):12 + 34.7 = 474 (N).

+Mặt bích 6: Lực tác dụng lên trục của mặt bích 6 chính bằng với trọng lượng của mặt bích và các chi tiết nằm trên mặt bích, vậy ta có:

          P₆ = 8 x 0.713 + 4x (0.23 + 0.342) + (1.07 + 13.4) : 2 + (2.2 x 8):12 + (3.2 x 8):12 + 34.7 = 535 (N).

+Mặt bích 7: Lực tác dụng lên trục của mặt bích 7 chính bằng với trọng lượng của mặt bích và các chi tiết nằm trên mặt bích, vậy ta có:

          P₇ = 8 x 0.713 + 4x (0.23 + 0.342) + (1.07 + 13.4) : 2 + (2.2 x 8):12 + (3.2 x 8):12 + 34.7 = 535 (N).

+Mặt bích 8: Lực tác dụng lên trục của mặt bích 8 chính bằng với trọng lượng của mặt bích và các chi tiết nằm trên mặt bích, vậy ta có:

          P₈ = 8 x 0.713 + 4x (0.23 + 0.342) + 1.07 + + (2.2 x 8):12 + (3.2 x 8):12 + 34.7 = 474 (N).

+Mặt bích 9: Lực tác dụng lên trục của mặt bích 9 chính bằng với trọng lượng của mặt bích và các chi tiết nằm trên mặt bích, vậy ta có:

          P₉ = 8 x 0.713 + 4x (0.23 + 0.342) + 1.07 + + (2.2 x 8):12 + (3.2 x 8):12 + 34.7 = 474 (N).

+Mặt bích 10: Lực tác dụng lên trục của mặt bích 10 chính bằng với trọng lượng của mặt bích và các chi tiết nằm trên mặt bích, vậy ta có:

          P₁₀ = 8 x 0.713 + 4x (0.23 + 0.342) + 1.07 + + (2.2 x 8):12 + (3.2 x 8):12 + 34.7 = 474 (N).

+Mặt bích 11: Lực tác dụng lên trục của mặt bích 11 chính bằng với trọng lượng của mặt bích và các chi tiết nằm trên mặt bích, vậy ta có:

          P₁₁ = 8 x 0.713 + 4x (0.23 + 0.342) + (1.07 + 13.5):2 + (2.2 x 8):12 + (3.2 x 8):12 + 34.76 = 536 (N).

+ Mặt bích 12: Lực tác dụng lên trục của mặt bích 12 chính bằng với trọng lượng của mặt bích và các chi tiết nằm trên mặt bích, vậy ta có:

Mục Lục:

                                                                                                Trang                                                            

        A – GIỚI THIỆU CHUNG                                                                                        4

1. Máy nghiền côn                                                                                                5
2. Máy nghiền bi                                                                                                    6
3. Máy nghiền bột                                                                                                  9
4. Máy nghiền thô cao su ( ký hiệu CSJC )                                                     10
5. Giới thiệu chung về nhà máy Cargill và máy nghiền lồng                       13

B – PHÂN TÍCH SẢN PHẨM                                                                         19      

1.  Phân tích chi tiết :                                                                                           19

1. Lồng máy                                                                                                           19
2. Ổ đỡ  ổ lăn                                                                                                         35
3. Vỏ máy                                                                                                                38
4. Đế máy                                                                                                               41
5. Phểu cấp phôi                                                                                                   41
6. Động cơ                                                                                                              41

2. Tính khối lượng chi tiết :                                                                                41
3. Tính toán thiết kế trục ,then và khớp nối :                                                 52

1. Tính trục                                                                                                              52
2. Tính then                                                                                                             57      
3. Kiểm nghiệm khớp nối                                                                                    57

4. Chọn ổ lăn :                                                                                                        57                                
5. Quy trình công nghệ gia công ổ đỡ ổ lăn :                                                  57

1. Phân tích sản phẩm                                                                                         58
2. Biện luận dạng sản xuất                                                                                  64
3. Trình tự công nghệ                                                                                            66

  LỜI KẾT LUẬN