ĐỒ ÁN Thiết Kế CHẾ TẠO MÁY TÁCH TẠP CHẤT (GẠO, NẾP)
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
NỘI DUNG
Tên đề tài: ĐỒ ÁN Thiết Kế CHẾ TẠO MÁY TÁCH TẠP CHẤT (GẠO, NẾP)
Với các yêu cầu sau:
A- PHẦN BẢN VẼ
- Bản vẽ sơ đồ nguyên lý.
- Bản vẽ lắp/cụm của máy.
- Bản vẽ các chi tiết gia công của máy.
- Bản vẽ 3D
B- PHẦN THUYẾT MINH
Chương 1: Tổng quan nghiên cứu đề tài.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết.
Chương 3: Phương hướng và các giải pháp.
Chương 4: Tính toán thiết kế máy.
Chương 5: Chế tạo thử nghiệm.
Kết luận – kiến nghị.
Tài liệu tham khảo.
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay việc sản xuất gạo là một nghành quan trọng trong cơ cấu kinh tế của nước ta, có nhiều công nghệ đã được ứng dụng trong sản xuất gạo để từ đó tăng năng suất, phục vụ cho quá trình sản xuất, tuy nhiên nó vẫn chưa được đầu tư và nghiên cứu để phát triển.Là một sinh viên ngành cơ khí chế tạo, chúng em hiểu được tầm quan trọng của việc sáng tạo, áp dụng những gì đã được học vào thực tế. Nay chúng em lại may mắn có được cơ hội làm Đồ Án Tốt Nghiệp đề tài “ Máy tách tạp chất gạo,nếp”, được đi sát vào thực tế cũng như vận dụng các kiến thức đã học trong những năm học vừa qua một cách tổng hợp và linh hoạt. Qua những trao đổi với giảng viên hướng dẫn cũng như trao đổi nhóm với nhau để tìm ra phương án hợp lí và thuận lợi nhất cho việc thực hiện đồ án tốt nghiệp này.
Được sự hướng dẫn của thầy , đến nay nhóm em đã hoàn thành bài đồ án của mình. Mặc dù được trang bị các kiến thức cơ bản, nhưng do khả năng và hiểu biết thực tế còn hạn chế nên trong đồ án không tránh khỏi những thiếu xót, rất mong sự thông cảm của các Thầy Cô.
Trong thời gian thực hiện còn có nhiều sai sót, rất mong sự đóng góp ý kiến từ quý thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cám ơn !
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
1.1. Tổng quan về lúa gạo.
Cây lúa luôn là một vị trí trung tâm trong nông nghiệp và trong kinh tế của nước ta, cây lúa đã gắn bó lâu đời cùng nhân nhân ta từ ngàn đời nay , cho đến ngày nay cây lúa vẫn luôn là cây trồng quan trọng bậc nhất , là cây trồng lương thực chính của nước ta , của nhân dân ta .
Trong thập kỷ 70 và đầu thập kỷ 80 , cơ chế kế hoạch hóa sản xuất tập trung đã khiến nghành sản xuất lúa gạo của nước ta bị lâm vào cảnh trì trệ , năng suất giảm , tài nguyên bị khai thác hết. Nhưng từ năm 1986 cùng với cơ chế mở cửa , nghành lúa gạo đã có được những khởi sắc , đất nước ta đã có những bước nhảy vọt về kinh tế , từ một nước đói nghèo , chúng ta đã trở thành một nước xuất khẩu lúa gạo lớn của thế giới.
Có được những thành tựu đó , không thể không kể đến những thành tựu của nghành kỹ thuật , đã đóng góp những thành tựu quan trong chế biến lúa gạo , đó là những hệ thống máy móc trong sản xuất cũng như chế biến lúa gạo sau thu hoạch , vì vậy nghành kỹ thuật đóng vai trò quan trọng.
Ngày nay lúa gạo đã trở thành một nghành xuất khẩu quan trọng của nước ta , vì vậy đòi hỏi nghành kỹ thật phải sáng tạo trong nghiên cứu cũng như trong việc ứng dụng các thành tựu của kỹ thuật vào sản xuất , đặc biệt là hệ thống máy móc trong sản xuất. Có được như vậy mới ngày càng cải tiến kỹ thuật , nâng cao năng suất trong sản xuất , làm cho nghành sản xuất lúa gạo ngày càng phát triển hơn nữa.
1.2. Tính chất hạt gạo.
Chất lượng hạt gạo phụ thuộc vào những đặc tính lý hóa của nó:
- Tính chất hóa học: sự sinh nhiệt hàm lượng Amylose , tính ổn định của Gel , giá trị của hương vị lan ra chất kiềm
- Tính chất lý: màu sắc , hình dạng kích thước của hạt , độ bóc phấn , tỉ trọng thể tích…. Những tính chất quan trọng đó là độ ẩm , độ tinh khiết của hạt gạo , hư hại do lý tính hoặc sâu bệnh , hạt nứt , hạt non , và những đặc tính liên quan đến quá trình xay xát , những đặc tính này liên quan đến yêu cầu của người tiêu dùng.
Độ ẩm có một ảnh hưởng rõ rệt tới chất lượng của hạt lúa , hay chất lượng của hạt gạo , lúa gạo ở khả năng xay xát tốt nhất khi có độ ẩm 14% , khi độ ẩm quá cao , quá trình xay xát sẽ làm hạt gạo bị gãy , do khả năng chịu sự va đập của vỏ kém , tệ hơn là hạt có thể bị tán thành bột , khi hạt có độ ẩm quá thấp , quá trình xay xát có thể làm cho hạt gạo bị gãy và vỡ nhiều hơn.
1.3. Mức độ xay xát.
Mức độ xay xát là phần trăm cám được bóc đi trong quá trình xát trắng , nó ảnh hưởng tới mức độ thu hồi và ảnh hưởng đến sự chấp nhận hay không của người tiêu dùng , ma sát và thể tích hạt gạo cũng phụ thuộc vào mức độ xay xát , tương tự chất dinh dưỡng của hạt gạo cũng bị ảnh hưởng từ khi chất vi dinh dưỡng có ở bên ngoài biên của hạt gạo lức bị tách ra ở mức độ xay xát cao , mức độ xay xát được chia làm:
|
Mức độ |
Đặc điểm |
Cám còn lại(%) |
|
Rất tốt |
Trấu , phôi , lớp cám bên trong và bên ngoài trong khi xay xát được bóc hết toàn bộ cho đến khi hạt gạo có dạng hơi trong mờ. |
0 |
|
Tốt |
Hạt gạo có dạng trong mờ hơi ít hơn dạng trong mờ của hạt gạo có mức xay xát rất tốt. |
<15 |
|
Tương đối |
Hạt gạo có độ trong mờ vừa phải. |
<25 |
|
Bình thường |
Hạt gạo có độ trong mờ vừa phải và ít hơn độ trong mờ ở mức tương đối tốt. |
<40 |
1.4. Phân loại gạo.
1.4.1. Theo cách chế biến.
Tùy theo từng loại lúa và cách chế biến gạo sau khi thu hoạch , ta thu được một số loại gạo như gạo lức , gạo trắng , gạo nếp hoặc có thể là gạo nguyên , hạt gãy đầu , hạt bể lớn , hạt bể nhỏ.
|
Loại gạo |
Khái niệm |
Thành phần |
|
Gạo lức |
Là loại gạo chỉ xay bỏ vỏ trấu chưa được xát bỏ lớp cám gạo. Không lẫn nếp hoặc lúa nếp. |
Hạt nguyên, hạt gãy đầu, hạt bể lớn và hạt bể nhỏ |
|
Gạo trắng |
Là loại gạo đã được xay xát cả vỏ trấu và lớp cám gạo. Không lẫn nếp hoặc lúa nếp. |
|
|
Gạo nếp |
Là loại gạo hạt ngắn phổ biến màu trắng đục được xay ra từ lúa nếp. Được bóc vỏ và được xát trắng bằng cách bóc cám |
1.4.2. Phân loại theo lý tính.
Phân loại theo lý tính gồm:
- Hạt sọc đỏ : Là những hạt gạo còn những gân đỏ , hoặc những chấm đỏ trên bề mặt của hạt gạo , chiều dài những gân đó có thể lớn hơn hoặc bằng phân nửa chiều dài hạt , những bề mặt của gân này phải nhỏ hơn 25% bề mặt của hạt.
- Hạt đỏ : Là những hạt có từ 25% bề mặt hạt trở lên , được áo bằng lớp chấm bên ngoài.
- Hạt bọc phấn : Là những hạt có từ phân nửa cho tới lớn hơn phân nửa bề mặt có màu trắng giống như màu của phấn.
- Hạt hư : Là những hạt mất phẩm chất do hơi nóng , nước , sâu bệnh hoặc do các nguyên nhân khác.
- Hạt vàng : Là những hạt có phần đỏ ngả vàng
- Hạt nứt : Là những hạt bị vỡ theo chiều dọc nhiều thành phần , phần nào chiếm 80% toàn bộ bề mặt của hạt được xem là hạt gãy cầu , phần nào ngắn hơn là hạt bể.
1.4.3. Phân loại theo cỡ hạt.
Hạt nguyên toàn phần là hạt không bị gãy trong quá trình xay xát , trong đó có:
- Hạt nguyên vẹn nứt là hạt nguyên nhưng bị rạn nứt
- Hạt nguyên vẹn biến dạng là hạt nguyên vẹn nhưng ngắn hơn hoặc mảnh hơn so với hạt bình thường , còn lại là nguyên vẹn tốt.
- Tấm nhỏ: là hạt nhỏ có chiều dài khoảng chiều dài hạt gạo lọt qua sàn 2mm k lọt qua sàn 1,4mm
- Tấm mẵn: là hạt lọt qua sàn 1,4mm nhưng không lọt qua sàn 1mm
Theo tiêu chuẩn 10 TCN 136-90 do bộ Công nghiệp Thực phẩm ban hành:
1.5. Tổng quan trang thiết bị hiện tại.
1.5.1. Mục đích của sàng gạo.
Sàng gạo nhầm mục đích chuẩn bị cho quá trình chế biến và bảo quản gạo. Qúa trình này giúp loại bỏ các tạp chất chứa trong gạo như sỏi,rơm,sâu....để cho ra sản phẩm là hạt gạo đúng tiêu chuẩn đặt ra.
1.5.2. Các nguyên lí sàng hiện tại.
1.5.2.1. Sàng rung.
Nguyên lý hoạt động của máy sàng rung : Vật liệu trên bề mặt sàng được nhận dao động truyền từ chính bản thân mặt sàng và tiến hành phân ly khi gặp lỗ sàng. Nhờ có rung động động nên lỗ sàng được làm sạch, tăng hiệu quả của quá trình phân ly.
Máy sàng rung được sử dụng vào các mục đích sau:
- Phân loại vật liệu: Được sử dụng nhiều trong ngành chế biến lương thực, xây dựng, hóa chất, thuốc trừ sâu, bột giấy.
- Tham gia vận chuyển vật liệu.
- Làm tơi vật liệu trong quá trình tạo hình sản phẩm có kết hợp làm nguội.
Ưu điểm: cơ cấu đơn giản,năng xuất tương đối cao
Nhược điểm: tiếng ồn, cần khung đủ cứng vững do hệ thống rung.
Hình1.2 Máy sàng rung
1.5.3.2. Máy sàng lắc phẳng.
Nguyên tắc làm việc của sàng phân loại là phân chia khối vật liệu theo kích thước nhờ một bề mặt kim loại có đục lỗ hoặc lưới. Vật liệu chuyển động trên mặt sàng và được phân chia thành hai loại:
Phần lọt qua sàng là những hạt có kích thước nhỏ hơn kích thước lỗ sàng Phần không qua sàng có cỡ lớn hơn kích thước lỗ sàng, do đó sẽ nằm lại trên bề mặt của sàng
Tùy theo yêu cầu vật liệu rời cần phân loại, có thể bố trí các hệ thống sàng gồm nhiều lớp.
Tùy theo bố trí hệ thống truyền động, chuyển động của sàng có thể khác nhau làm cho chuyển động của hạt trên sàng cũng khác nhau. Thông thường sàng được thiết kếsao cho hạt có cả chuyển động xuống và lên nhưng với khoảng đi xuống dài hơn khoảng đi lên.
Ưu điểm: Sàng phẳng có thể là công cụ đơn giản làm bằng các loại vật liệu tre trúc, đơn giản, tiết kiệm chi phí,dể tháo lắp.
Nhược điểm: Ðối với một sàng đã có sẵn, diện tích mặt sàng và tốc độ chuyển động của sàng hầu như không điều chỉnh được, do đó để điều chỉnh khả năng làm việc của sàng, người ta thay đổi lượng nhập liệu. Năng suất không cao.
Hình1.3 Máy sàng lắc phẳng
1.5.3.3. Máy sàng lồng quay.
a.Phân loại từ lớn đến nhỏ b. Phân loại từ nhỏ đến lớn
Hình1.4 Sơ lược lồng quay của máy sàng lồng.
Nguyên lý hoạt động máy sàng lồng : Qua cửa nạp liệu, vật liệu được liên tục nạp vào máy.Khi thân thùng của sàng quay thì vật liệu sẽ được nâng lên đến một góc quay nhất định,sau đó sẽ trượt tương đối lên bề mặt sàng theo đường xoắn ốc. Do sự trượt như vậy, nên các cục vật liệu nhỏ có kích thước nhỏ hơn lỗ lưới của thân thùng sẽ chui qua thân thùng và thành sản phẩm dưới sàng.Các cục vật liệu có kích thước lớn hơn sẽ ở lại trên mặt sàng và di chuyển đến cuối máy tạo ra sản phẩm trên sàng.
Ưu điểm: năng suất cao,hạn chế tối đa tiếng ồn và giảm rung tới mức tối đa.
Nhược điểm: lỗ sàn dễ bị kẹt,tốn kém chi phi bảo trì sữa chữa.
1.5.3.4.Sàng phân loại theo kiểu zig-zag (Sàng Pakis )
Đây là loại sàng công dụng đặc biệt dùng cho phân loại hổn hợp thóc gạo sau khi xay. Thóc sau khi xay sẽ có gạo lức ( đã tách vỏ trấu ),vỏ trấu và thóc chưa được xay. Vỏ trấu được lấy ra nhờ một hệ thống quạt hút hoặc thổi. Gạo lức và thóc được đưa sàng phân loại để phân riêng. Phần gạo lức tách ra được chuyển sàng công đoạn xát tách vỏ lúa, phần thóc chưa tách vỏ sẽ được chuyển hồi lại công đoạn xay.
Ưu điểm của sàng zig zag:là tiết kiệm được số lần sàng. Thóc và gạo lức có kít thước gần giống nhau, nếu sử dụng sàng phân loại bình thừong là rất khó, phải qua hơn 10 lần sàng.
Nguyên tắc của sàng zig-zag dựa theo khối lượng riêng và độ nhám bền mặt. Mặt sàng là một tấm kim loại phẳng và nhẳn bóng, được đặt hơi nghiêng, góc nghiêng có thể điều chỉnh được. Trên mặt sàng có các gờ hinh zig- zag lắp song song tạo thành một khe cũng có dạng zig –zag. Sàng được truyền chuyển động theo phương vuông với các gờ với tần số trong khoảng 90-120 lần/phút Hổn hợp thóc gạo được đổ vào ở giữa sàng. Khi sàng chuyển động , hổn hợp thóc gạo do lực quán tính bị va đập mạnh lên các gờ. Do sự khác biệt về khối lượng riêng và độ nhám, dẫn đến hiện tượng phân lớp. gạo có khuynh hướng chuyển xuống phía dưới thấp, còn thóc được đưa lên phía đầu cao.
Một tầng sàng có nhiều khe, thông thường từ 5 dến 20 khe và mỗi một máy sàng có thể có từ 5 tầng sàng song song nhau. Số khe và tầng sàng càng nhiều, năng suất càng lớn. Điều chỉnh độ phân loại bằng các điều chỉnh góc nghiêng của sàng. Góc nghiêng càng lớn, thóc càng có khuynh hướng di chuyển xuống dưới và ngược lại góc nghiêng nhỏ sẽ làm cho gạo đi lên phiá trên cao cùng với thóc.Quá trình điều chỉnh này càng tiến hành thường xuyên, thông thường đòi hỏi người điều chỉnh có kinh nghiệm
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1.Công thức tính bộ truyền đai thang.
2.1.1 Công thức tính vận tốc đai :
2.1.2. Tính đường kính của bánh lớn :
D2= i.(1-ζ)
Hệ số trượt đai ζ=0,02
2.3.3. Số vòng quay thực của trục bị dẫn :
2.1.4. Công thức tính chiều dài đai L theo khoảng cách trục A sơ bộ :
Kiểm nghiệm số vòng chạy u trong 1 giây :
2.1.5. Xác định chính xác khoảng cách trục A theo chiều dài đai đã lấy theo tiêu chuẩn :
Khoảng cách A thỏa mãn điều kiện :
Sau đó bố trí có thể tăng giảm về 2 phía:
Phía giảm: = 0,015.L
Phía tăng = 0,03.L
2.1.6. Công thức góc ôm
Góc ôm thỏa mãn điều kiện .
2.1.7 Chiều rộng bánh đai
B = (Z – 1)t + 2S = (1-1).16 +2.10= 20 mm
2.1.8. Đường kính ngoài cùng của bánh đai:
Bánh dẫn:
Dn1=D1 + 2ho
Bánh bị dẫn:
Dn2=D2 + 2c
Chiều rộng bánh đai loại O
B = (Z – 1)t + 2S
2.1.9. Đường kính ngoài cùng của bánh đai:
Bánh dẫn:
Bánh bị dẫn:
Tính lực căng ban đầu của :
Lực tác dụng lên trục R:
Tỉ số truyền
2.2.Tính chính xác trục.
Momen uốn = 0
Momen tương đương:
DA ≥
Hệ số an toàn B theo công thức:
Trong đó: và
Ứng suất thay đổi theo chu kì đối xứng:
2.3. Cơ sở lý thuyết phân loại sản phẩm rời.
Bất kỳ một hỗn hợp nào cũng có thể phân loại cơ học thành các thành phần khác nhau theo tính chất cơ lý của chúng , những tính chất cơ lý quan trọng nhất để phân loại hạt là hệ số thổi bay , kích thước hạt , dạng hạt , đặc tính bề mặt , khối lượng riêng , tính đàn hồi .
Qúa trình phân loại được chia làm hai quá trình nhỏ đó là làm sạch và phân loại theo cỡ hạt. Làm sạch nguyên liệu tức là phân chia hỗn hợp sao cho có thể loại bỏ tối đa các tạp chất trong hỗn hợp , để thu nguyên liệu có cùng tính chất với nguyên liệu sử dụng , phân loại là chia hỗn hợp nguyên liệu , hoặc sản phẩm thành các thành phần đồng nhất.
2.3.1.Các phương pháp phân loại.
Các phương pháp phân loại bao gồm:
- Thiết bị làm sạch phân loại kiểu đơn giản : Các máy này có nhiệm vụ phân loại hỗn hợp thành 2 thành phần theo một dấu hiệu riêng .
- Thiết bị làm sạch phân loại kiểu phức tạp : Nhóm này sẽ bao gồm nhiều thiết bị làm việc đơn giản tổ hợp lại thành một máy hoàn chỉnh và chia khối hạt ra làm 3 4 phần trở lên theo những dấu hiệu riêng .
Hiện nay trong sản xuất và phân loại người ta có thể thực hiện bằng các máy làm việc dựa vào tính chất làm việc của khối hạt.
- Dựa vào tính chất hình học : Sàng rây , sàng ống , trống phân loại…..
- Dựa vào tính chất khí động : Quạt, xyclon …..
- Dựa vào trạng thái bề mặt : Sàng chuồi , sàng Pakis..
- Dựa trên sự khác nhau của khối lượng riêng : Bàn tự phân loại , máy gằn đá…
- Dựa trên sự khác nhau của tính chất từ tính : Nam châm vĩnh cửu , nam châm điện….
- Dựa trên độ dẫn điện : Thiết bị phân li bằng điện…
Hình 2.1 Hai kiểu điển hình cho 2 phương pháp phân loại.
2.3.2.Các chỉ tiêu đánh giá quá trình phân loại-làm sạch.
Khả năng phân loại : Cơ sở để chọn phương pháp làm việc cho máy phân loại , làm sạch là dựa vào tính chất vật lý của cấu tử trong hỗn hợp . Kết quả nghiên cứu tính chất cơ lý cho phép lựa chọn được cách tách hỗn hợp đã cho theo một trong những thông số vật lý đã nêu sao cho cấu tử được tách ra đảm bảo tính đồng nhất, nghĩa là xác định khả năng phân chia của hỗn hợp.
- Cơ sở của quá trình sàng: Bề mặt làm việc của sàng là bộ phận chính để phân loại các vật liệu xốp rời. Hiện nay, người ta thường sử dụng là lưới đan, tấm đục lỗ, và thanh ghi.
- Lưới đan: được sử dụng để sàng mịn và sàng nhỏ các vật liệu xốp, rời, khô. Lưới đan có các lỗ dạng hình vuông, hình chữ nhật, hình lục giác.
- Tấm đục lỗ: chế tạo từ tấm thép, đồng. Lỗ sàng có thể là lỗ tròn, hình vuông, hình chữ nhật, hoặc hình bầu dục. Thường dùng để phân loại đến kích thước lớn hơn 5mm.
2.3.3.Chiều dày lớp vật liệu và kích thước sàng.
Chiều dày lớp vật liệu trên sàng có ảnh hưởng đến hiệu suất phân loại. Nếu lớp vật liệu quá dày thì những cục vật liệu nằm ở trên mặt sẽ khó lọt qua, mặc dù kích thước đủ nhỏ. Như vậy, lớp vật liệu càng mỏng thì hiệu suất càng cao, nhưng năng suất giảm đi.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sàng
- Độ ẩm của vật liệu.
- Hình dạng và kích thước của lỗ sàng
- Chế độ động học của sàng
- Theo tiêu chuẩn 10 TCN 136-90 do bộ Công nghiệp Thực phẩm ban hành:
|
Loại hạt |
Kích thước |
Tỉ lệ |
|
Hạt dài |
6,6mm đến 7,5 mm |
|
|
Hạt trung bình |
5,5mm đến 6,5 mm |
|
|
Hạt ngắn |
< 5,5mm |
|
|
Hạt thon dài |
|
>3 |
|
Hạt trung bình |
|
2,1 đến 3 |
|
Hạt hơi tròn |
|
1,1 đến 2 |
|
Hạt tròn |
|
< 1,1 |
-
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP
3.1.Các nguyên lí sàng.
Hình 3.1 Nguyên lí sàn zig zag
Ưu điểm : Ưu điểm của sàng zig zag:là tiết kiệm được số lần sàng. Thóc và gạo lức có kít thước gần giống nhau, nếu sử dụng sàng phân loại bình thừong là rất khó, phải qua hơn 10 lần sàng.
Nhược điểm: Trong thực tế, Sang Pakis thường được điều chỉnh sao cho hoàn toàn không còn thóc theo gạo, do đó sẽ có một lượng khá lớn gạo theo thóc lên phía trên sàng quay lại. Vì vậy một máy xay khác phải được bố trí để xay riêng cho lượng thóc- gạo hồi lưu. Đòi hỏi người có kinh nghiệm trong việc điều chỉnh góc.
Hình 3.2 Nguyên lí sàng lắc phẳng
Ưu điểm: Sàng phẳng có thể là công cụ đơn giản làm bằng các loại vật liệu tre trúc, đơn giản, tiết kiệm chi phí,dể tháo lắp.
Nhược điểm: Ðối với một sàng đã có sẵn, diện tích mặt sàng và tốc độ chuyển động của sàng hầu như không điều chỉnh được, do đó để điều chỉnh khả năng làm việc của sàng, người ta thay đổi lượng nhập liệu. Năng suất không cao.
Hình 3.3. Nguyên lí sàng ống quay
Ưu điểm: năng suất cao,hạn chế tối đa tiếng ồn và giảm rung tới mức tối đa.
Nhược điểm: lỗ sàn dễ bị kẹt,tốn kém chi phi bảo trì sữa chữa.
Ngoài ra còn 1 loại sàng ống quay sử dụng trục vít tải truyền động.
Hình 3.4 Sàng ống quay
Ta thấy hiện nay trên thị trường có nhiều loại máy sàng gạo , nhưng nổi bật trong đó là máy sàng gạo dạng ống quay vì máy có:
- Ưu điểm vượt trội so với các loại máy khác , máy có khả năng làm việc tốt và năng suất cao , so với các loại máy sàng rung , thì máy sàng dạng lồng khi làm việc sẽ ít gây ra tiếng ồn hơn, hơn nữa kết cấu máy của máy sàng dạng ống quay cũng đơn giản hơn so với các loại máy sàng khác , khả năng sửa chữa , bảo trì của máy cũng sẽ dễ dàng hơn, máy chỉ sử dụng cơ cấu ống quay nên sẽ rất dễ dàng trong khâu tháo lắp nếu máy gặp vấn đề về kỹ thuật.
- Tuy nhiên nhược điểm của máy đó là máy không phân loại được các hạt có kích thước gần bằng nhau và tỉ lệ còn sót khi phân loại còn lớn.
Cơ cấu hoạt động chính của máy đó là ống quay làm bằng lưới hình trụ được cuộn tròn , ống quay được truyền động quay, trên lưới đó người ta đục các lỗ để khi vật liệu cần làm sạch đi qua , để gia công các lỗ đó người ta dùng phương pháp dập lỗ.
Hình 3.5 Nguyên lí máy sàng 2 lồng quay.
Nguyên lí hoạt động: gạo được truyền từ phễu chứa qua hệ thống máng trược đến lồng quay 1. Lồng quay với tốc độ 30v/p với đường kính lỗ thiết kế để laoij bỏ phần tạp chất nhỏ và gạo tấm. Sau đó phần gạo đủ chỉ tiêu sẽ tiếp tục được đưa xuống máng trược giữa đến lồng sàng 2. Ở lồng sàng 2 hạt gạo đủ chỉ tiêu sẽ lọt qua lỗ sàng và phần tạp chất lớn sẽ được đưa ra ngoài nhờ máng sau. Kết thúc quá trình sàng.
Sàng ống quay thích hợp cho các máy sản suất đại trà với tốc độ từ 5-10 vòng/phút. Ống sàng với kích thước lỗ Ø2mm đến Ø3mm.
Thông thường sàng ống quay dùng cho sàng nông sản,sàng gạo tách bụi,hạt gạo không đủ tiêu chuẩn,gạo tấm,gạo bể,tạp chất nhỏ,rơm rạ,sâu bọ còn chứa trong gạo để đạt được gạo có chất lượng cao
CHƯƠNG 4 – THIẾT KẾ TÍNH TOÁN
4.1. Ống sàng.
Năng suất của máy sàng ống phụ thuộc vào kích thước của thùng quay , tốc độ quay của sàng , hệ số chứa , độ nghiêng của thùng và các tính chất cơ lý tính của vật liệu cần làm sạch , mục tiêu đề tài yêu cầu là máy phải sàng được năng suất 20kg / giờ.
Ta có công thức tính số vòng quay của máy sàng thực tế
n =
Trong đó : - R : Bán kính thùng ( m )
- Số vòng quay của thùng sàng ( vòng /phút )
Chọn sơ bộ số vòng quay của sàng là 30 vòng/phút
R = m
Chọn R = 160 mm
Chiều dài của ống sàng
L = 0,75.k.R
Hệ số k có thể lấy bằng 10 đối với máy sàng ống
Khi đó ta có L = 7,5.R = 7,5.0,16 = 1,2 m
Chọn chiều dài ống sàng 1là 1,2 m.
Góc nghiêng của sàng là 20-50 (Nguồn tổng hợp tất cả tài liệu sàng phân loại http://www.kythuatchetao.com/sang-phan-loai/ )
4.2. Công suất máy.
1 lần sàng ≈4 kg thì vật liệu trong ống sàng chứa 1/5 diện tích của ống sàng , vì cậy Gvl được tính theo công thức Gvl =
Trong đó : - r : Bán kính của ống sàng r = 0,16 m
- l : Chiều dài ống sàng l = 1,2 m
- γ : Khối lượng riêng của gạo γ = 720 kg/m3
- g là gia tốc , g = 9,8 m/s
=> Gvl = 136 N
Khi đó công suất để nâng vật liệu N1 =
ðN1 = 0,006 KW
ðN2= 0,01 KW
4.2.1. Công suất cần thiết để thắng lực ma sát T do sự chuyển động của vật liệu trên bề mặt của sàng .
N1 =
Với T =
f là hệ số ma sát giữa vật liệu và mặt sàng lấy f = 0,7
g≈9,8
N3 =
=0,055KW
N4 0,09 KW
4.2.3. Khi máy làm việc , ta cũng cần quan tâm đến lực ma sát ở các gối đỡ , ta có công thức tính lực ma sát ở các gối đỡ
Khối lượng thùng sàn với:
Chiều dày T=2mm. Rngoài=203mm. Chiều dài L=1,2m. Tỷ trọng của thép không rỉ là 7,93 g/cm3 là:
KL=0,003141.2.(162-2).7,93.1,2≈9,6 (kg)
N3 =
Trong đó : - Gt : Trọng lượng của thùng sàn ( N )
- r : Bán kính cổ trục quay ( m )
- f1 : Hệ số ma sát trong các ổ đỡ ( f = 0,002 )
ðN3 = 3,2.10-7 KW
ðN4 = 3,6.10-6 KW
ðNgối đỡ=N2.2+N3.2= 7,84.10-6 KW
Nmshatgao rất nhỏ có thể bỏ qua.
Công suất động cơ lắp vào máy
Nđc 0,26 KW
Chọn động cơ điện 0,5HP
4.3. Bộ truyền đai thang.
4.3.1.Bộ truyền đai thang động cơ qua trục 1
Phân phối tỉ số truyền
Chọn tỉ số truyền iđ1=3, iđ2=1,5.
Lập bảng số liệu
|
|
Trục động cơ |
Bộ giảm tốc |
I |
II |
|
|
i |
|
3 |
1,5 |
||
|
n |
720 |
90 |
30 |
20 |
|
|
N |
0,26 |
0,26 |
0,24 |
0,21 |
|
Bộ truyền đai thang động cơ qua trục 1
Ta chọn loại đai thông dụng là đai vải cao su
Xác định đường kính bánh đai
Giả sử V >10 m/s
Theo bảng 5.13 sách TKCTM có thể chọn loại đai B
Loại đai B có:
-a=17 h=10,5 và F=138mm2
Đường kính bánh đai nhỏ D1 theo bảng 5-14 TKCTM chọn D1=100mm
V1= ≈1 m/s≤ 25 (thỏa Đk)
|
D1 |
100 |
|
V1 (m/s) |
1 |
D2 = iđ D1
Tỉ số truyền đai iđ1 = 3
Hệ số trượt đai
ðD2 = 3(1-0.02)D1=294 theo tiêu chuẩn chọn D2=300 mm
|
D2 |
300 |
|
V2 (m/s) |
1 |
Ta có n’=.(1-0,02).90=29,4 v/p
thỏa đk
Chọn sơ bộ khoảng cách trục A
Tra bảng 5-16 TKCTM với i=3 chon A= 1,2.D2=360 mm
Theo đk 2(D1+D2) > Asb> 0,55(D1+D2)+h
800mm>360mm>230,5 mm thỏa đk
Chiều dài đai L
L= 1376 mm tra bảng 5-12 TKCMT chọn L=1400mm
Khoảng cách trục A theo L
800mm>A=373mm>230,5mm
Góc ôm α=1800-.570=1500>1200 thỏa đk
Số dây đai cần thiết:
Chọn ứng suất ban đầu là 1,2 N/mm2
Tra TKCTM ta có
Bảng 5-17 có ứng suất có ít cho phép là 1,7
Bảng 5-6 có hệ số tải trọng là 0,9
Bảng 5-18 có hệ số ảnh hưởng của góc ôm là 0,95
Hệ số ảnh hưởng đến vận tốc 1
Ta được σ=1,7.0,9.0,95.1=1,4535 N/mm2
Với F=81mm2 ta có số dây đai cần thiết là:
Z=== 1,3 chọn số dây đai là 1
Chiều rộng bánh đai B=(1-1).16+2.10=20mm
Đường kính ngoài Dn1=D1+2h=100+2.10,5=121
Lực căng dây ban đầu S0=1,2.138=165,6 N/mm2
Lực tác dụng lên trục R= 2S0.Z.sin=640 N
|
Thông số |
Giá tri |
|
|
Đường kính bánh đai |
Nhỏ |
Lớn |
|
100mm |
300mm |
|
|
Số đai |
2 |
|
|
Chiều dài L |
1400mm |
|
|
Khoảng cách A |
373mm |
|
|
Góc ôm |
1660 |
|
|
Lực tác dụng lên trục |
R=640N |
|
|
Chiều rộng bánh đai |
B=20mm |
|
4.3.2.Bộ truyền đai thang trục 1 qua trục 2
Ta chọn loại đai thông dụng là đai vải cao su
Giả sử V >10 m/s
Theo bảng 5.13 sách TKCTM có thể chọn loại đai B
Loại đai A có:
-a=17 h=10,5 và F=138mm2
Đường kính bánh đai nhỏ D1 theo bảng 5-14 TKCTM chọn D1=80mm
V1= ≈1 m/s≤ 25 (thỏa Đk)
|
D1 |
80 |
|
V1 (m/s) |
1 |
D2 = iđ D1
Tỉ số truyền đai iđ1 = 1,5
Hệ số trượt đai
ðD2 = 1,5(1-0.02)D1=117,6 theo tiêu chuẩn chọn D2=120 mm
|
D2 |
120 |
|
V2 (m/s) |
1 |
Ta có n’=.(1-0,02).30=29,4 v/p
thỏa đk
Chọn sơ bộ khoảng cách trục A
Tra bảng 5-16 TKCTM với i=1,5 chon A= 1,2.D2=144 mm
Theo đk 2(D1+D2) > Asb> 0,55(D1+D2)+h
400mm>144mm>110mm thỏa đk
Chiều dài đai L
L=605 mm chon 610mm
Khoảng cách trục A theo L
400mm>A=147mm>110mm
Góc ôm α=1800-.570=1650>1200 thỏa đk
Số dây đai cần thiết:
Chọn ứng suất ban đầu là 1,2 N/mm2
Tra TKCTM ta có
Bảng 5-17 có ứng suất có ít cho phép là 1,61
Bảng 5-6 có hệ số tải trọng là 0,9
Bảng 5-18 có hệ số ảnh hưởng của góc ôm là 0,97
Hệ số ảnh hưởng đến vận tốc 1
Ta được σ=1,61.0,9.0,97.1=1,41 N/mm2
Với F=138mm2 ta có số dây đai cần thiết là:
Z===1,07 chọn số dây đai là 1
Chiều rộng bánh đai B=(1-1).16+2.10=20mm
Đường kính ngoài Dn1=D1+2h=80+2.10,5=101mm
Lực căng dây ban đầu S0=1,2.138=165,6 N/mm2
Lực tác dụng lên trục R= 2S0.Z.sin=657 N
|
Thông số |
Giá tri |
|
|
Đường kính bánh đai |
Nhỏ |
Lớn |
|
80mm |
120mm |
|
|
Số đai |
2 |
|
|
Chiều dài L |
610mm |
|
|
Khoảng cách A |
147mm |
|
|
Góc ôm |
1650 |
|
|
Lực tác dụng lên trục |
R=657N |
|
|
Chiều rộng bánh đai |
B=20mm |
|
|
Dn1 |
101mm |
|
|
Dn2 |
141mm |
|
4.4. Tính trục
4.4.1 Chọn vật liệu làm trục
Vật liệu àm trục phải có độ bền cao ít nhạy với tập trung ứng suất, có thể nhiệt luyện được và dễ gia công. Thép cacbon và thép hợp kim là những vật liệu chủ yếu để chế tạo trục.Ta chọn thép 45 ( thường hóa) có giới hạn bền b = 600 N/mm2
4.4.2 Tính sức bền trục
4.4.2.1 Tính đường kính trục I
v Đường kính sơ bộ trục I
Theo công thức (7.2) ta có :
dsb = C*
Với : C là hệ số phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép đối với đầu trục vào và trục truyền chung
Thông thường [] = (10 – 35) N/mm2
C = (120 – 130), chọn C = 120
ð Dsb =120*
Chọn d = 30mm
4.4.2.2 Tính gần đúng trục I.
Rđ = 640N
d1=30
Tính phản lực liên kết tại các gối đỡ của trục I:
-Xét trên mặt phẳng zOy:
KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ
Kết luận:
Mô hình máy đã hoàn thành nhưng còn 1 số hạn chế:
- Chưa khắc phục được nhược điểm ở máng sàng.
- Lỗ sàng chính xác phải nhỏ hơn lỗ hiện tại.
- Đường hàn chưa đảm bảo kỹ thuật.
- Còn gạo đạt tiêu chuẩn rơi ở máng chứa 1.
Cần khắc phục những nhược điểm trên để hoàn chỉnh đề tài này.
Do thời gian có hạn nên việc tìm hiểu về máy còn có nhiều thiếu sót, vì vậy kính mong tất cả các thầy cô thông cảm.
Sau khi hoàn thành đồ án này, em đã bước đầu có những hiểu biết cơ bản về máy, cấu tạo cũng như nguyên lý làm việc. Trong quá trình làm đồ án đã giúp em biết cách vận dụng các kiến thức từ những môn học khác nhau. Do lần đầu tiếp cận với khía cạnh mới cũng như những khó khăn gặp phải trong quá trình làm nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Từ đó em rút ra được rất nhiều kinh nghiệm thực tế và sẽ giúp ích nhiều cho công việc sau này của em. Nâng cao tinh thần làm việc nhóm,phân chia công việc cụ thể rõ ràng, giúp đỡ, cùng các thành viên hoàn thành tốt đề tài.
Mục lục
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 6
Tổng quan về lúa gạo 6
Tính chất hạt gạo 6
Mức độ xay xát 7
Phân loại gạo 8
Tổng quan về thiết bị hiện tại 9
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 14
Công thức tính bộ truyền đai thang 14
Công thức tính chính xác trục 16
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP 20
Các nguyên lí sàng 20
CHƯƠNG 4 – THIẾT KẾ TÍNH TOÁN 26
Ống sàng 26
Công suất máy 27
Bộ truyền đai thang 29
Tính trục 33
Chọn then 41
CHƯƠNG 5: CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM 42
Thiết kế kết cấu máy 42
Hướng dẫn sử dụng 51
Bảo trì 51
Kết luận-kiến nghị 53
