Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TÊN ĐẾ TÀI TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY SÀNG PHÂN LOẠI HẠT MÀI Học viên: Nguyễn Văn Kiền Lớp: Cao học K11 Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Ngƣời HD khoa học: TS Vũ Ngọc Pi THÁI NGUYÊN – 10/2010 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TÊN ĐẾ TÀI TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY SÀNG PHÂN LOẠI HẠT MÀI Học viên: Nguyễn Văn Kiền Lớp: Cao học K11 Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Ngƣời HD khoa học: TS Vũ Ngọc Pi KHOA ĐÀO TẠO SĐH NGƢỜI HƢỚNG DẪN HỌC VIÊN TS Nguyễn Văn Hùng TS Vũ Ngọc Pi Nguyễn Văn Kiền BAN GIÁM HIỆU Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 LỜI CAM ĐOAN Việc nghiên cứu thiết kế chế tạo máy sàng phân loại cỡ hạt mài để phục vụ cho việc nghiên cứu trong nước là một giải pháp mang lại hiệu quả kinh tế . Hiện ở trong nước chưa có một cơ sở nào sản xuất máy mài phân loại hạt mài, dựa trên những yêu cầu thực tiễn về chế tạo máy, luận văn đã chọn hướng nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy sàng phân loại hạt mài nhằm thay thế máy nhập ngoại có giá thành tương đối cao. Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong việc tìm hiểu nghiên cứu và thực nghiệm nhưng luận văn không tránh khỏi những điều thiếu sót và nhiều điểm cần hoàn thiện bổ sung. Tác giả rất mong và trân trọng mọi sự đóng góp, phê bình của các thầy và đồng nghiệp đối với luận văn. Em xin trân trọng cám ơn các thầy cô giáo Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Xin trân trọng cám ơn các thầy giáo trong Hội đồng bảo vệ Đề cương luận văn đã góp ý, chỉnh sửa và phê duyệt đề cương luận văn của em được hoàn thành với nội dung tốt nhất. Đặc biệt, em xin cám ơn thầy TS Vũ Ngọc Pi đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ cho em hoàn thành luận văn này. Luận văn này là một phần công việc của đề tài nghiên cứu của Nghiên cứu sinh Trần Quốc Hùng ( Trường Cao đẳng Kinh tế Kỹ thuật, đại học Thái Nguyên). Tôi xin trân trọng cám ơn Nghiên cứu sinh Trần Quốc Hùng đã tận tình giúp đỡ và hợp tác trong quá trình làm đề tài. Xin chân thành cám ơn các đồng nghiệp, gia đình và bạn bè đã động viên về tinh thần và vật chất cho bản thân trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Em xin cam đoan các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác ( trừ một số tài liệu tham khảo như đã nêu trong luận văn). Tác giả luận văn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN 1 MỤC LỤC 2 NỘI DUNG 4 CHƢƠNG I:Tổng quan về hạt mài, phƣơng pháp phân lọai hạt mài và máy sàng phân loại hạt mài 8 1.1. Giới thiệu về hạt mài 8 1.1.1Vật liệu hạt mài 8 1.1.2 Độ hạt của vật liệu mài 11 1.1.3. Phân tích cỡ hạt 13 1.1.3.1. Dạng hạt 14 1.1.3.2. Kích thƣớc hạt 16 1.2. Phƣơng pháp phân loại hạt mài 18 1.2.1. Phƣơng pháp sàng 18 1.2.2. Phƣơng pháp đóng cặn 19 1.3.3. Phƣơng pháp dùng kính hiển vi 20 1.2.4. Phƣơng pháp dùng nhiễu xạ ánh sáng 20 1.2.5. Phân tích sàng 20 1.2.5.1. Nguyên lý cơ bản phân tích sàng 21 1.2.5.2. Đánh giá kết quả phân tích sàng 23 1.3. Máy sàng phân loại hạt mài 24 1.3.1. Các kiểu máy sàng 28 1.4. Kết luận chƣơng I 32 CHƢƠNG II: Thiết kế động học máy 33 2.1. Cơ sở thiết kế động học 33 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 2.2. Thiết kế sơ đồ động học 35 2.3. Kết luận 35 CHƢƠNG III:Thiết kế động lực học máy 36 3.1. Thiết kế bộ truyền đai 36 3.1.1. Các thông số bộ truyền đai 36 3.2. Kiểm nghiệm đai 37 3.2.1. Kiểm nghiệm bền theo ứng suất có ích cho phép 37 3.2.2. Kiểm nghiệm theo độ bền lâu 38 3.2.3. Xác định số đai cần thiết 38 3.3. Kiểm nghiệm bền trục chính 39 3.3.1. Chọn vật liệu trục 39 3.3.2. Kết cấu trục 39 3.3.3. Kiểm nghiệm bền trục 40 3.4. Kết luận 42 CHƢƠNG IV: Xác định tối ƣu các thông số cơ bản 43 4.1. Xây dựng mô hình thực nghiệm 43 4.1.1. Thiết kế thí nghiệm 43 4.1.2. Thí nghiệm 1 45 4.1.2.1. Trình tự thí nghiệm 45 4.1.2.2. Kết quả và nhận xét 47 4.1.3. Thí nghiệm 2 58 4.1.3.1. Trình tự thí nghiệm 58 4.1.3.2. Kết quả và nhận xét 59 4.2. Kết luận 69 CHƢƠNG V: Kết luận và kiến nghị 70 5.1. Kết luận 70 5.2. Kiến nghị 71 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 PHỤ LỤC 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 DANH MỤC CÁC BẢNG TT Bảng Nội dung Trang 1 1.1 Vật liệu mài theo nhóm độ lớn hạt 11 2 1.2 Các kích thước hạt của nhóm cơ bản vật liệu hạt mài 12 3 1.3 Phạm vi đo của mỗi phương pháp đo 18 4 5 4.1 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =18Hz, e= 12mm 47 6 4.2 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =19Hz, e= 12mm 47 7 4.3 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =20Hz, e= 12mm 48 8 4.4 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =21Hz, e= 12mm 48 9 4.5 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =22Hz, e= 12mm 48 10 4.6 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =22,5Hz, e= 12mm 49 11 4.7 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =18Hz, e= 13mm 50 12 4.8 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =19Hz, e= 13mm 50 13 4.9 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =20Hz, e= 13mm 50 14 4.10 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =21Hz, e= 13mm 51 15 4.11 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =18Hz, e= 12mm 52 16 4.12 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =19Hz, e= 12mm 52 17 4.13 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =20Hz, e= 12mm 52 18 4.14 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =18Hz, e= 9mm 53 19 4.15 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =19Hz, e= 9mm 54 20 4.16 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =20Hz, e= 9mm 54 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 21 4.17 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =21Hz, e= 9mm 55 22 4.18 Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm 200g hạt Granit 55 23 4.19 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =18Hz, e= 10mm 59 24 4.20 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =19Hz, e= 10mm 60 25 4.21 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =17Hz, e= 10mm 60 26 4.22 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =17Hz, e= 11mm 61 27 4.23 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =18Hz, e= 11mm 61 28 4.24 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =19Hz, e= 11mm 62 29 4.25 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =20Hz, e= 11mm 62 30 4.26 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =17Hz, e= 12mm 63 31 4.27 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =18Hz, e= 12mm 63 32 4.28 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =19Hz, e= 12mm 63 33 4.29 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =20Hz, e= 12mm 64 34 4.30 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =17Hz, e= 9mm 65 35 4.31 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =18Hz, e= 9mm 65 36 4.32 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =19Hz, e= 9mm 66 37 4.33 Bảng biểu diễn thời gian phụ thuộc vào tốc độ sàng khi f =20Hz, e= 9mm 67 38 4.34 Bảng tổng hợp kết quả thi nghiệm 200g hạt SiC 67 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TT Bảng Nội dung Trang 1 1.1 Định nghĩa hệ số kéo dài và hệ số dẹt của hạt 16 2 1.2 Kiểu mắt lưới sàng thường sử dụng 21 3 1.3 Sàng có mắt lưới bằng thép 23 4 1.4 Cơ cấu sàng kiểu tay quay 25 5 1.5 Máy sàng kích thước lỗ lớn 27 6 1.6 Máy sàng rung kiểu điện từ 28 7 1.7 Máy sàng rung kiểu đệm điện từ 29 8 1.8 Máy sàng rung kiểu cột khí nén 30 9 1.9 Sơ đồ máy sàng rung cơ khí 31 10 2.1 Sơ đồ động học máy 34 11 3.1 Kết cấu trục chính 39 12 3.2 Sơ đồ lực trục chính 41 13 3.3 Biểu đồ mô men uốn 41 14 4.1 Ảnh chụp sàng sử dụng trong máy đã chế tạo 44 15 4.2 Đồ thị biểu diển thời gian sàng phụ thuộc vào f khi e=12 49 16 4.3 Đồ thị biểu diển thời gian sàng phụ thuộc vào f khi e=13 51 17 4.4 Đồ thị biểu diển thời gian sàng phụ thuộc vào f khi e=14 53 18 4.5 Đồ thị biểu diển thời gian sàng phụ thuộc vào f khi e=11 55 19 4.6 Đồ thị biểu diễn thời gian sàng phụ thuộc vào tốc độ và độ lệch tâm e khi thí nghiệm 200g hạt Granit ( Ấn Độ) 56 20 4.7 Quan hệ giữa thời gian sàng và độ lệch tâm khi sàng hạt Supreme Granit 57 21 4.8 Đồ thị biểu diển thời gian sàng phụ thuộc vào f khi e=10 60 22 4.9 Đồ thị biểu diển thời gian sàng phụ thuộc vào f khi e=11 62 23 4.10 Đồ thị biểu diển thời gian sàng phụ thuộc vào f khi e=12 64 24 4.11 Đồ thị biểu diển thời gian sàng phụ thuộc vào f khi e=9 67 25 4.12 Đồ thị biểu diễn thời gian sàng phụ thuộc vào tốc độ và độ lệch tâm e khi thí nghiệm 200g hạt Sic 68 26 4.13 Quan hệ giữa thời gian sàng và độ lệch tâm khi sàng hạt Cacbit Silic 69 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 NỘI DUNG 1/ Tính cấp thiết của đề tài: Hạt mài là vật liệu được sử dùng nhiều trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau. Trong ngành cơ khí, hạt mài được dùng để sản xuất đá mài, dùng để đánh bóng, để làm sạch bằng phun hạt mài ( phun cát), dùng trong gia công bằng dòng hạt mài, gia công bằng tia nước có hạt mài v.v… Để sử dụng hạt mài vào các mục đích trên, cần phải phân loại hạt mài ra các kích cỡ khác nhau. Việc phân loại hạt mài không chỉ cần thiết cho sản xuất hạt mài, đá mài v.v…mà còn đặc biệt cho quá trình nghiên cứu về hạt mài và gia công mài. Để phân loại hạt mài ra các kích cỡ khác nhau phục vụ cho nghiên cứu người ta sử dụng các máy sàng phân loại hạt mài và các sàng với các cỡ mắt sàng khác nhau. Trên thế giới hiện nay có nhiều hãng chế tạo các loại máy sàng này như máy của hãng Endecott, Retsch, Impact Test Equipment , Humboldt, Tylerv.v Mặc dù đã có nhiều hãng chế tạo máy phân loại cỡ hạt mài nhưng cho các công trình nghiên cứu về thiết kế máy này còn chưa có. Đặc biệt, vấn đề thiết kế hợp lý và thiết kế tối ưu các thông số của máy như tần số rung và biên độ rung v.v… còn chưa thấy đề cập. Cho đến nay ở nước ta chưa có cơ sở nào sản xuất các loại máy phân loại hạt mài. Thêm vào đó, giá thành của các máy nhập ngoại quá cao nên trong điều kiện kinh tế nước ta đang còn khó khăn thì vấn đề đầu tư mua sắm là rất tốn kém Từ các vấn đề nêu trên, có thể nói rằng việc thiết kế chế tạo máy phân loại cỡ hạt mài để phục vụ cho việc nghiên cứu trong nước là một giải pháp mang lại hiệu quả kinh tế cao. Trên cơ sở nguyên lý các loại máy phân loại cỡ hạt mài do các hãng giới thiệu, chúng ta có thể nghiên cứu để tính toán, thiết kế các thông số kỹ thuật và chế tạo máy ở trong nước. Vì vậy tác giả chọn đề tài: “Tính toán, thiết kế chế tạo máy sàng phân loại cỡ hạt mài” [...]... các loại máy phân loại cỡ hạt mài : cấu tạo, nguyên lý làm việc và các thông số chính của các loại máy đã sản xuất trên thế giới - Tìm hiểu về các nghiên cứu đã có về máy phân loại cỡ hạt mài Chương 2: Thiết kế động học máy - Lựa chọn loại máy trên cơ sở phân tích ưu điểm, nhược điểm mô hình của một số máy phân loại hạt mài đã được sản xuất trên thế giới - Thiết kế động học máy - Xây dựng kết cấy máy. .. nguyên lý, cấu tạo máy sàng phân loại cỡ hạt mài, trên cơ sở đó xây dựng mô hình thực nghiệm để xác định tối ưu về các thông số tần số rung và biên độ rung của sàng để nhằm đạt năng suất phân loại cao nhất Chế tạo máy sàng phân loại cỡ hạt mài theo các thông số tối ưu đã xác định 2.2/ Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu của đề tài là thiết kế và chế tạo máy sàng phân loại cỡ hạt mài trong đó vấn... Máy được dùng để phân loại các loại cỡ hạt mài để phục vụ cho nghiên cứu hạt mài, gia công làm sạch bằng hạt mài hoặc trong sản xuất hạt mài Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 4.Nội dung luận văn: Kết cấu chính của luận văn gồm 7 phần: Chương 1.Tổng quan về máy sàng phân loại cỡ hạt mài - Giới thiệu sơ lược về các phương pháp phân loại hạt mài - Nghiên cứu... Chương 5: Kết luận và kiến nghị Các kết luận và kiến nghị nghiên cứu tiếp Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 8 CHƢƠNG I Tổng quan về hạt mài, phƣơng pháp phân loại hạt mài và máy sàng phân loại cỡ hạt mài 1.1 Giới thiệu về hạt mài: 1.1.1 Vật liệu hạt mài: Cùng với việc nghiên cứu các loại hạt vật liệu khác, Vật liệu hạt mài là vật liệu được sử dụng nhiều trong... của sàng phải đủ mà sàng bằng tay không thể đáp ứng 1.3 .Máy sàng phân loại hạt mài: Đã từ lâu con người đã biết sáng tạo và sử dụng những cái sàng bằng tre, nứa để phân loại kích cỡ các loại hạt phục vụ cho đời sống và sản xuất Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì ngày nay con người đã chế tạo ra những lưới sàng bằng thép có kích thước lỗ sàng khác nhau đạt được độ chính xác cao để sàng phân. .. cái sàng riêng rẽ từ các hạt thô ở sàng trên và các hạt nhỏ hơn ở các sàng liên tiếp ở phía dưới 1.3.1.Các kiểu máy sàng: Hiện nay trên thế giới đã có nhiều hãng chế tạo máy sàng phân loại cỡ hạt Trong số đó có một số hãng có thương hiệu như: -Hãng ENDECOTT –Anh giới thiệu một số máy có nhãn hiệu như: MINOR, OCTAGOR, EFL -2000, ROWERMATIC, SONIC SIFTER, STAR 2000 -Hãng HUMBOLDL – Mỹ giới thiệu các máy. .. dụng tiêu chuẩn mới theo OCT 3647 – 59 phân loại hạt theo độ lớn của nó, chuyển sang hệ mét thay cho hệ Anh để phân chia hạt mài theo độ hạt Vật liệu hạt mài phân theo độ lớn của hạt thành các nhóm với các số liệu sau: Bảng 1.1-Vật liệu mài theo nhóm độ lớn hạt [ 1] Số liệu của hạt Tên nhóm Hạt mài 200; 160; 125; 100; 80; 63; 50; 40; 32; 25; 20; 16 Bột mài 12; 10; 8; 6; 5; 4; 3 Bột min M40; M28; M20;... vật liệu có trên từng cái sàng là sự mất mát trong quá trình sàng, sai số này phải ít hơn hoặc bằng 1% ( theo DIN 66 165) [ 10], nếu sai số lớn hơn thì quá trình sàng không đáng tin cậy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 23 1.2.5.2 Đánh giá kết quả phân loại hạt bằng phƣơng pháp sàng: Kết quả của việc phân loại hạt mài bằng phương pháp sàng có thể được trình... khí, hạt mài được dùng để sản xuất đá mài, dùng để đánh bóng, để làm sạch bằng phun hạt mài ( phun cát), dùng trong gia công bằng hạt mài và gia công bằng tia nước có hạt mài Vật liệu mài có nhiều loại khác nhau, đó là những tinh thể hoặc khoáng sản ở dạng thiên nhiên hoặc nhân tạo, hạt của chúng sau khi nghiền nhỏ có đủ độ cứng và độ bền, thích hợp với việc gia công bằng cách làm xước, cạo hoặc mài. .. 3: Thiết kế động lực học máy - Tính toán thiết kế các bộ truyền trong máy - Kiểm nghiệm bền cho một số chi tiết truyền lực chính của máy Chương 4: Xác định tối ưu các thông số cơ bản - Xây dụng mô hình thực nghiệm và sau đó tiến hành các thí nghiệm để xác định tần số rung và biên độ rung của sang nhằm đạt năng suất phân loại cao nhất - Phân tích các kết quả đạt được và đưa ra nhận xét Chương 5: Kết . về hạt mài, phƣơng pháp phân lọai hạt mài và máy sàng phân loại hạt mài 8 1.1. Giới thiệu về hạt mài 8 1.1.1Vật liệu hạt mài 8 1.1.2 Độ hạt của vật liệu mài 11 1.1.3. Phân tích cỡ hạt. thể nghiên cứu để tính toán, thiết kế các thông số kỹ thuật và chế tạo máy ở trong nước. Vì vậy tác giả chọn đề tài: Tính toán, thiết kế chế tạo máy sàng phân loại cỡ hạt mài Số hóa. Chế tạo máy sàng phân loại cỡ hạt mài theo các thông số tối ưu đã xác định. 2.2/ Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu của đề tài là thiết kế và chế tạo máy sàng phân loại cỡ hạt mài