ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SỸ KĨ THUẬT NGHIÊN CỨU NÂNG CAO KHẢ NĂNG CHỊU MÒN VÀ TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA VÍT TẢI NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG VÀ HIỆU QUẢ CHO DÂY CHUYỀN TRỘN MUỐI IỐT Ở NƯỚC TA Ngành: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Mã số: Học viên: TÔ THỊ DUNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. VŨ QUÝ ĐẠC TS. DƯƠNG THẾ HÙNG DUYỆT BAN KHOA ĐT NGƯỜI HƯỚNG HỌC VIÊN GIÁM HIỆU SAU ĐẠI HỌC DẪN PGS.TS. Vũ Quý Đạc Tô Thị Dung Ts. Dương Thế Hùng THÁI NGUYÊN - 2011 Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 1 - Ngành Công nghệ chế tạo máy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Nội dung Trang Lời cam đoan -6- Lời cảm ơn -7- Danh mục các bảng -8- Danh mục các hình vẽ và đồ thị -9- MỞ ĐẦU -13- 1. Tính cấp thiết của đề tài -13- 2. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn -13- 3. Đối tƣợng và mục đích nghiên cứu -13- 4. Kết cấu của luận văn -14- CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC DẠNG VẬN CHUYỂN VÀ TRỘN VẬT LIỆU DỜI BẰNG VÍT TẢI -15- 1.1. Các hình thức vận chuyển bằng vít tải -15- 1.1.1. Cấu tạo chung và nguyên lý làm việc -15- 1.1.2. Kết cấu các bộ phận -17- 1.1.2.1. Cánh xoắn, trục xoắn. -17- 1.1.2.2. Máng vít tải -19- 1.2. Thực trạng nghiên cứu thiết kế chế tạo vít tải -19- 1.3. Lựa chọn hệ thống trộn muối iốt bằng vít tải -20- 1.3.1. Giới thiệu một số loại vít tải chuyển muối -20 1.3.1.1. Vít tải kín -21- 1.3.1.2. Vít tải hở -21- 1.3.1.3 Vít tải đơn -21- 1.3.1.4. Vít tải kép -21- 1.3.2. Một số thông số của vít tải chuyển muối -21- 1.3.2.1. Các dạng của cánh vít -21- 1.3.2.2. Chiều dài làm việc của vít -22- 1.3.2.3. Góc nghiêng khi đặt vít -22- Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2 - Ngành Công nghệ chế tạo máy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 1.3.2.4. Tốc độ quay của trục vít -22- 1.3.3. Lựa chọn hệ thống trộn muối Iốt bằng vít tải -23- 1.3.3.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của một số máy trộn -23- 1.3.3.2. Máy trộn bằng vít tải nằm nghiêng -24- 1.4. Cơ sở lý thuyết quá trình trộn vật liệu -26- 1.4.1. Khái niệm -26- 1.4.2. Các thông số ảnh hưởng đến quá trình trộn -26- 1.4.2.1. Đường kính tương đương của hạt -26- 1.4.2.2. Phân bố của lớp hạt -27- 1.4.2.3. Độ rỗng của lớp hạt -28- 1.4.2.4. Hình dạng hạt -30- 1.4.2.5. Bề mặt riêng của lớp hạt -30- 1.4.2.6. Hệ số ma sát trong và góc ma sát trong -30- 1.4.2.7. Độ khuếch tán -31- 1.4.3. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng quá trình trộn hỗn hợp -31- 1.4.4. Cơ chế quá trình trộn -32- 1.5. Kết luận chƣơng 1 -33- CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC QUÁ TRÌNH VẬN CHUYỂN BẰNG VÍT TẢI -34- 2.1. Nghiên cứu động học, động lực học -34- 2.1.1. Lý thuyết tính toán máy trộn bằng vít tải -34- 2.1.1.1. Năng suất vít tải -34- 2.1.1.2. Bước xoắn -34- 3.1.1.3. Số vòng quay trục vít tải -34- 2.1.1.4. Vận tốc của vít tải -35- 2.1.1.5. Kiểm tra đường kính vít tải theo kích thước của vật liệu -35 2.1.1.6. Xác định trọng lượng vật liệu trên 1 m chiều dài vít tải Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 3 - Ngành Công nghệ chế tạo máy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn -35- 2.1.1.7. Xác định đường kính trong của vít tải -36- 2.1.1.8. Tính công suất -36- 2.1.1.9. Xác định tổng mô men trên trục vít tải -36- 2.1.1.10. Tính bền -37- 2.1.2. Nghiên cứu động học, động lực học -39- 2.1.2.1. Xác định tải trọng tác dụng lên vít tải -39- 2.1.2.2. Xác định mô men uốn ngang, dọc -43- 2.1.2.3. Xác định ứng suất tương đương và kiểm tra sức bền của vít tải -45- 2.1.2.4. Tính toán sức bền vòng xoắn cánh vít tải -48- 2.2. Phân tích độ ổn định của vít tải -52- 2.2.1. Lực tác dụng lên bu lông bệ máy -54- 2.2.2. Tính toán ổn định trục vít -56- 2.2.2.1. Tính công suất trên vít tải -56- 2.2.2.2. Momen xoắn trên trục vít -56- a. Xác định đường kính vít tải. -56- b. Mô men xoắn tác dụng lên vít tải -57- 2.2.2.3. Lực dọc trục vít 57- 2.2.2.4. Tải trọng ngang tác dụng lên trục vít đặt giữa 2 gối đỡ 58- 2.2.2.5. Sơ đồ tải trọng tác dụng lên trục vít -59- a. Sơ đồ tải trọng phân bố lên trục vít do Tv gây ra -59- b. Sơ đồ tải trọng dọc phân bố trên trục vít do Pd gây ra -59- c. Sơ đồ tải trọng ngang phân bố lên trục vít do Pn gây ra -60- 2.2.3. Kiểm tra biến dạng xoắn -64- 2.2.4. Kiểm tra ứng suất tại khớp nối -64- Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 4 - Ngành Công nghệ chế tạo máy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.3. Phân tích quá trình mòn cánh vít tải -67- 2.3.1. Mòn cánh vít do hoá học -67- 2.3.1.1. Sự ăn mòn kim loại -67- 2.3.1.2. Cách chống ăn mòn kim loại -72- 2.3.2. Mòn cánh vít do ma sát -74- 2.3.2.1. Ma sát -74- 2.3.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số ma sát -74- 2.3.2.`3. Mòn do ma sát -75- 2.3.2.4. Các biện pháp khắc phục hao mòn -79- 2.4. Kết luận chƣơng 2 -80- CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG CHẾ TẠO VÍT TẢI -82- 3.1. Chọn vật liệu gia công cánh vít tải -82- 3.1.1. Giới thiệu về vật liệu chịu mài mòn CeraMetal -82- 3.1.1.1. Tổng quan -82- 3.1.1.2. Ưu điểm của CeraMetal -83- 3.1.1.3. Chất lượng tiêu chuẩn của CeraMetal -83- 3.1.1.4. Các thông số tiêu chuẩn của tấm chịu mòn CeraMetal . -84- 3.1.1.5. . Kích thước tiêu chuẩn của tấm chịu mòn CeraMetal -84- 3.1.1.6. Một só chi tiết được gia công bằng vật liệu CeraMetal . -85- 3.1.2. Gia công vít tải bằng Cerametal -86- 3.2. Lắp ghép các bộ phận vít tải -88- 3.2.1. Đầu trục (Phía nối với động cơ), cuối trục và khớp nối vít tải -88- 3.2.1.1. Đầu trục vít -88- 3.2.1.2. Cuối trục vít -88- Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 5 - Ngành Công nghệ chế tạo máy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.2.1.3. Khớp nối vít tải -88- 3.2.2. Tấm bịt hai đầu máng, ổ đỡ trục và vòng bi -90- 3.2.3. Máng vít tải -90- 3.2.4. Lắp ráp vít tải vào máng, ổ đỡ trục, vòng bi và cho vít tải làm việc -91- 3.2.5. Vận hành, bảo dưỡng hệ thống vít tải -93- 3.2.5.1. Vận hành -93- 3.2.5.2 Bảo dưỡng -93- 3.3. Kết luận chƣơng 3 -94- CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ -96- 4.1. Kết luận -96- 4.2. Kiến nghị -96- TÀI LIỆU THAM KHẢO -97- Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 6 - Ngành Công nghệ chế tạo máy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tên tôi là: Tô Thị Dung Sinh ngày 17 tháng 05 năm 1985 Học viên lớp cao học khoá 12 – Công nghệ Chế tạo máy - Trường đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên. Hiện đang công tác tại văn phòng khoa Điện - Trường đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên. Xin cam đoan: Đề tài “Nghiên cứu nâng cao khả năng chịu mòn và tính ổn định của vít tải nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả cho dây chuyền trộn muối Iốt ở nước ta” do thầy giáo PGS.TS Vũ Quý Đạc và Ts. Dƣơng Thế Hùng hướng dẫn là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Tất cả các tài liệu tham khảo đều có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng. Các số liệu, kết quả trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Nếu sai tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. Thái Nguyên, ngày 13 tháng 10 năm 2011 Tác giả luận văn Tô Thị Dung Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 7 - Ngành Công nghệ chế tạo máy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian nghiên cứu, làm việc khẩn trương, được sự động viên, giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Vũ Quý Đạc và Ts. Dƣơng Thế Hùng, luận văn với đề tài “Nghiên cứu nâng cao khả năng chịu mòn và tính ổn định của vít tải nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả cho dây chuyền trộn muối I ốt ở nước ta” đã hoàn thành. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến: Thầy giáo hướng dẫn trực tiếp PGS.TS Vũ Quý Đạc - Người Thầy đã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ và động viên tác giả hoàn thành luận văn này. Thầy giáo Ts. Dƣơng Thế Hùng đã đóng góp những ý kiến quý báu cho tác giả trong quá trình làm luận văn. Khoa đào tạo Sau đại học, các thầy giáo, cô giáo Khoa Cơ khí và Khoa Điện Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên đã giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập cũng như quá trình nghiên cứu thực hiện luận văn. Toàn thể các đồng nghiệp, bạn bè, gia đình và người thân đã quan tâm, động viên, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập và hoàn thành bản luận văn. Tác giả luận văn Tô Thị Dung Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 8 - Ngành Công nghệ chế tạo máy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Tên bả ng Trang Bảng 2.1 Bảng hệ số chứa φ phụ thuộc vào loại vật liệu 34 Bảng 2.2 Bảng hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng đặt vít tải 34 Bảng 2.3 Bảng giá trị λ 35 Bảng 2.4 Bảng giá trị a max 35 Bảng 2.5 Bảng tra trọng lượng vít q v trên 1 m vít tải 36 Bảng 2.6 Tỷ lệ thích hợp giữa chiều dài L và đường kính D của thùng trộn 38 Bảng 2.7 Các thông số của khớp đàn hồi 66 Bảng 2.8 Kích thước cơ bản của vòng đàn hồi 66 Bảng 2.9 Thang ăn mòn của kim loại 67 Bảng 3.1 Chất lượng tiêu chuẩn của CeraMetal 83 Bảng 3.2 Các thông số tiêu chuẩn của tấm CeraMetal 84 Bảng 3.3 Bảng kích thước tấm Cerametal tiêu chuẩn 85 Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 9 - Ngành Công nghệ chế tạo máy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình Tên hình Trang Hình 1.1 a) Vít tải đặt ngang: 1- Động cơ, 2 - Hộp giảm tốc, 3 - Khớp nối, 4 - Trục vít xoắn, 5- Gối treo trung gian, 6 - Gối đỡ hai đầu, 7 - Cơ cấu dỡ tải, 8 - Cánh vít, 9 - Vỏ hộp, 10- Cơ cấu cấp tải, 11 - Nắp hộp. b) Vít tải đặt đứng. 15 Hình 1.2 Các dạng vít tải: a- vít có cánh xoắn liền trục, b- vít có cánh xoắn liên tục không liền trục, c- Vít dạng lá liên tục, d- Vít có cánh xoắn dạng lá không liên tục. Sơ đồ vận chuyển: e- Sang trái, g- Sang phải, f- Đẩy sang hai phía, h- Dồn vào giữa. k- Hệ số điền đầy vít tải 17 Hình 1.3 Máng vít tải 19 Hình 1.4 Kiểu vít tải trong máy chuyển muối của Tây Ban Nha 20 Hình 1.5 Kiểu vít tải trong máy chuyển muối của Đài Loan (Đặt tại cơ sở chế biến muối Hòn Khói - Khánh Hoà) 20 Hình 1.6 Cấu tạo máy trộn kiểu vít nằm ngang. 23 Hình 1.7 Cấu tạo máy trộn vít đứng. 24 Hình 1.8 Sơ đồ máy trộn vít tải kiểu nằm nghiêng 25 Hình 1.9 Các hàm phân bố mật độ q r(d) và hàm phân bố tổng Q r(d) . 28 Hình 2.1 Sơ đồ tính toán sự thay đổi áp suất pháp tuyến theo chiều dài vít tải 40 Hình 2.2 Tải trọng tác dụng lên vít tải 41 Hình 2.3 Sự phụ thuộc của lực ngang vào tải trọng dọc 44 Hình 2.4 Biểu đồ lực dọc và mômen xoắn 46 [...]... nghiên cứu này vẫn chỉ dừng lại ở mức thiết kế chế tạo đơn thuần, cụ thể mới tính độ bền, độ cứng; chưa tính toán khả năng chịu mài mòn và độ ổn định của trục vít tải, nên ảnh hưởng tới tuổi thọ của sản phẩm, giảm hiệu quả sản xuất và đầu tư Vì vậy việc chọn đề tài: Nghiên cứu nâng cao khả năng chịu mòn và tính ổn định của vít tải nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả cho dây chuyền trộn muối I ốt ở nước. .. xét đến hiệu suất vít tải khi làm việc chịu tác động của môi trường của nó trong các điều kiện: tốc độ quay của trục vít, các độ nghiêng của trục vít tải, và khả năng điền vào thể tích của nó Tuy nhiên khi thiết kế mới tính sơ bộ, sau đó tra bảng chưa xét đến tuổi bền khả năng chịu bền, mômen xoắn, uốn ngang - dọc trục; Chưa xét đến khả năng chịu mài mòn và độ ổn định của trục vít tải, nên ảnh hưởng tới... tạo và lắp ráp để nâng cao độ ổn định của thân trục vít tải b Ý nghĩa thực tiễn Đề tài hoàn thành sẽ là tiền đề cho việc thiết kế, chế tạo một bộ vít tải có khả năng làm việc tốt trong môt trường Muối I ốt Có độ bền, độ ổn định và khả năng chống ăn mòn và mài mòn cao, với suất đầu tư hợp lý phù hợp với điều kiện sản xuất của các xưởng chế biến muối ăn cho người và gia súc 3 Đối tƣợng và mục đích nghiên. .. 25 tấn/h góc nghiêng 150 Máy rửa của Đài loan lắp ở cơ sở chế biến muối Hòn Khói (Khánh Hòa) góc nghiêng 250, Máy ở cơ sở chế biến muối Ninh Bình góc nghiêng 300 1.3.2.4 Tốc độ quay của trục vít Đối với muối thành phẩm, thì tốc độ quay trục vít ít ảnh hưởng đến chất lượng muối Tuy nhiên đối với công đoạn rửa muối, hoặc trộn muối Iốt thì tốc độ trục vít có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của muối, vòng quay... trộn muối I ốt ở nước ta là rất cấn thiết 2 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn a Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần bổ sung cho cơ sở lý thuyết về tính toán, thiết kế chế tạo vít tải về 2 vấn đề: - Nghiên cứu động lực, động lực học Tìm giải pháp công nghệ nâng cao khả năng chống mài mòn của cánh vít trong môi trường muối I ốt - Nghiên cứu tính toán ổn định, đề xuất phương... qua đó đề xuất quy trình công nghệ nhằm nâng cao chất lượng chế tạo loại thiết bị vận chuyển này 4 Kết cấu của luận văn Chương 1: Tổng quan các dạng vận chuyển và trộn vật liệu dời bằng vít tải Chương 2: Nghiên cứu động học, động lực học quá trình vận chuyển bằng vít tải Chương 3: Nnghiên cứu nâng cao chất lượng chế tạo vít tải Chương 4: Kết luận và kiến nghị Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn... thuyết tính toán máy trộn bằng vít tải 2.1.1.1 Năng suất vít tải Năng suất của vít tải được tính bằng biểu thức sau: Q 60 2 D S.n...C 4 Trong đó: (2.1) D – đường kính ngoài của vít tải, (m); S – bước xoắn, (m); n – số vòng quay của vít tải, (vg/ph); ρ – khối lượng riêng của vật liệu, (T/m3); υ – hệ số chứa; C – hệ số tính đến góc nghiêng đặt vít tải Bảng 2.1: Bảng hệ số chứa φ phụ thuộc vào loại... và trộn các loại vận liệu ở dạng hạt, rắn Nội dung của chương 1, tác giả chủ yếu đi giới thiệu về vai trò, cấu tạo, phân tích ưu nhược điểm của vít tải, đồng thời đánh giá tổng quan về tình hình nghiên cứu chế tạo vít tải trong và ngoài nước Tìm hiểu của một số loại vít tải: Vít tải đặt nằm ngang, đặt thẳng đứng, đặt nằm nghiêng trên cơ sở phân tích cấu tạo, nguyên lý làm việc Từ đó chọn loại vít tải. .. đảo trộn đạt yêu cầu, mở van chắn của ống tháo sản phẩm 9 để thu hồi sản phẩm bột hỗn hợp Điểm khác nhau cơ bản về kết cấu và nguyên lý làm việc của máy thiết kế với các máy khác là máy làm việc liên tục, bộ phận trộn là vít tải đặt nằm nghiêng Với thiết kế này máy sẽ được nâng cao năng suất nhưng chất lượng sản phẩm không đổi Để đảm bảo máy làm việc hiệu quả và nâng cao khả năng trộn đều ta bố trí vít. .. kép Là vít tải có 2 trục vít cùng quay trong 1 vỏ bao Loại này kết cấu phức tạp, thường áp dụng ở máy rửa có năng suất rất lớn cỡ trên 50 tấn/h Hầu hết các cơ sở mà đề tài khảo sát đều dùng kiểu vít tải loại đơn 1 trục vít Các kiểu thể hiện trên hình 1.4 và 1.5 1.3.2 Một số thông số của vít tải chuyển muối 1.3.2.1 Các dạng của cánh vít Trong các máy chuyển muối qua khảo sát ở nhiều cơ sở và tham khảo . Đề tài Nghiên cứu nâng cao khả năng chịu mòn và tính ổn định của vít tải nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả cho dây chuyền trộn muối Iốt ở nước ta do thầy giáo PGS.TS Vũ Quý Đạc và Ts. Dƣơng. VĂN THẠC SỸ KĨ THUẬT NGHIÊN CỨU NÂNG CAO KHẢ NĂNG CHỊU MÒN VÀ TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA VÍT TẢI NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG VÀ HIỆU QUẢ CHO DÂY CHUYỀN TRỘN MUỐI IỐT Ở NƯỚC TA Ngành: CÔNG NGHỆ CHẾ. thọ của sản phẩm, giảm hiệu quả sản xuất và đầu tư. Vì vậy việc chọn đề tài: Nghiên cứu nâng cao khả năng chịu mòn và tính ổn định của vít tải nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả cho dây chuyền