Đang tải... (xem toàn văn)
Nền kinh tế phát triển nhanh nhu cầu về cơ sở hạ tầng ngày càng cấp thiết,để đáp ứng yêu cầu này của nền kinh tế thìcông nghệ xây dựng ngày càng phải phát triển.Trong đó một điều không thể thiếu chính là sự phát triển của ngành vật liệu xây dựng. Hiên nay ngành vật liệu xây dựng ở nước ta đã đạt được những thành tựu nhất định đáp ứng được yêu cầu của nền kinh tế.sản phẩm đa dạng về chủng loại và mẫu mã,chất lượng ngày càng được nâng cao.Gạch ngói là loại vật liệu không thể thiếu trong các công trình xây dựng.Công nghệ sản xuất gạch ngói ở nước ta đã có từ lâu và phát triển nhanh,từ sản xuất thủ công riêng lẻ đến nay một phần đã chuyển sang sản xuất theo phương pháp công nghiệp với việc sử dụng lò sấy tuylen cho năng suất cao và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.Gạch đỏ xây dựng được sản xuất từ đất sét,đất sét là nguồn nguyên liệu dồi dào nên gạch đỏ có giá thành rẻ nhất trong các loại vật liệu.
1|Page `LỜI NÓI ĐẦU Nền kinh tế phát triển nhanh nhu cầu sở hạ tầng ngày cấp thiết,để đáp ứng yêu cầu kinh tế thìcơng nghệ xây dựng ngày phải phát triển.Trong điều khơng thể thiếu phát triển ngành vật liệu xây dựng Hiên ngành vật liệu xây dựng nước ta đạt thành tựu định đáp ứng yêu cầu kinh tế.sản phẩm đa dạng chủng loại mẫu mã,chất lượng ngày nâng cao.Gạch ngói loại vật liệu khơng thể thiếu cơng trình xây dựng.Cơng nghệ sản xuất gạch ngói nước ta có từ lâu phát triển nhanh,từ sản xuất thủ công riêng lẻ đến phần chuyển sang sản xuất theo phương pháp công nghiệp với việc sử dụng lò sấy tuylen cho suất cao giảm thiểu ô nhiễm môi trường.Gạch đỏ xây dựng sản xuất từ đất sét,đất sét nguồn nguyên liệu dồi nên gạch đỏ có giá thành rẻ loại vật liệu 2|Page Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn thầy mơn giúp đỡ em q trình hồn thành đồ án mơn học MSXVL với đề tài“Tìm hiểu, thiết kế tính tốn dây chuyền thiết bị sản xuất gạch đỏ sử dụng máy đùn ép chân không” 3|Page PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH ĐỎ XÂY DỰNG I MÔ TẢ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH 1.Nguyên liệu dùng để sản xuất gạch đỏ xây dựng Nguyên liệu để sản xuất gạch đỏ xây dưng đất sét.khi cần thiết đất khơng đạt tiêu chuẩn cho thêm số phụ gia Gốm sứ xây dựng thường sản xuất theo hai phương pháp: phương pháp dẻo phương pháp bán khô Theo phương pháp bán khơ bột đất sét có độ ẩm từ 6÷8℅ ,theo phương pháp gạch mộc có kích thước hình dạng xác,cường độ cao,độ co ngót sấy nung nhỏ sau ép lượng nước khơng khí cịn lại gạch ít.trong phương pháp dẻo yêu cầu độ ẩm đất sét cao từ 15 ÷ 20℅.Tùy thuộc vào điều kiện loại sản phẩm mà lựa chọn phương pháp cho hợp lý.do điều 4|Page kiện nước ta nguyên liệu khai thác thường có độ ẩm cao việc sản xuất gốm sứ xây dựng nói chung thường tạo hình theo phương pháp dẻo 2.Mơ tả q trình cơng nghệ sản xuất gạch đỏ Q trình sản xuất gạch theo phương pháp dẻo bao gồm công đoạn sau: ♦khai thác nguyên liệu ♦Gia công nguyên liêu ♦Giai đoạn tạo hình ♦Giai đoạn sấy nung Dây chuyền công nghệ sản xuất gạch đỏ bố trí theo sơ đồ sau: ♦Cấp liệu → nghiền thô → nhào trộn,lọc tạp chất → trộn ép,cắt thành viên nhỏ để hút chân không → đùn ép → cắt thành sản phẩm Đất sét khai thác đưa kho bãi nhà máy ủ thời gian(thường tháng) để chúng phong hóa đạt độ đồng cao.Sau đó,dùng máy đào,máy xúc 5|Page chuyển vào máy cấp liệu thùng đất sét đánh tơi định lượng sơ bộ.Sau đất sét băng tải đưa vào máy tách đá để loại bớt đá,và vào máy nghiền xa luân để nghiền thơ.Sau làm ẩm máy nhào trộn hai trục.Tiếp theo đất sét nghiền mịn máy nghiền trục lăn trước đưa vào máy đùn ép để tạo hình sản phẩm.các chất phụ gia than nghiền nhỏ định lượng trước cho vào máy nhào trộn để trộn với đất sét.Từ máy đùn ép,đất sét ép thành dải liên tục máy cắt miệng đùn cắt thành viên có kích thước định sẵn.Sau đất sét vào buồng sấy nhờ máy xếp tự động (thủ công) đưa vào lị nung tuynel nhờ kích thủy lực,ở gạch mộc nung với nhiệt độ khoảng 1050°c sau khởi lò ta thu gạch đỏ 3.Cách bố trí máy dây truyền cơng nghệ Các máy móc thiết bị phải bố trí hợp lý nhà xưởng phụ thuộc vào dây chuyền công nghệ mặt nhà xưởng 6|Page Máy thiết bị dây chuyền bố trí theo sơ đồ sau: ♦Bố trí theo đường thẳng Máy cấp liệu → nghiền → trộn → ép ♦ Bố trí theo sơ đồ chữ L: Máy cấp liệu ↓ Nghiền → trộn → ép ♦ Bố trí theo sơ đồ chữ Z Máy cấp liệu → nghiền → trộn ↓ ép ♦Bố trí chồng chéo Nghiền thơ ép Nghiền tinh → đùn → 7|Page Máy cấp liệu Nhào trộn Vậy ta chọn bố trí theo sơ đồ bố trí theo đường thẳng có điều kiện thuận lợi vị trí đặt nhà xưởng 8|Page 4.Sơ đồ khối dây chuyền công nghệ sản xuất gạch 9|Page Khai thác Than Vận chuyển Băng tải Kho chứa nghiền mịn Băng tải Băng tải sàng Tách đá 10 | P a g e Nghiền thô Máy địng lựợng nghiền mịn Băng tải Nhào trộn Tạo hình Va gơng Hầm sấy 5.Tính suất dây chuyền Lò nung ♦Chế độ làm việc dây chuyền •số Kho chứanghỉ năm: ngày sản phẩm Xuất → số ngày nghỉ lễ,tết: ngày → số ngày nghỉ chủ nhật: 52 ngày → số ngày nghỉ bảo dưỡng,sửa chữa: 15 ngày •số ngày làm việc năm:T = 365 – – 52 – 15 = 290 (ngày) • số ca làm việc ngày: m = (ca) • số làm việc ca: h = (giờ) => số làm việc năm: h n = T.m.h = 290.2.8 = 4640 (giờ) Năng suất dây chuyền nhà máy cần thiết kế là: 48 | P a g e → a w = 333 (mm) - đường kính vịng lăn bánh lớn: d w1 = 2.a w (i + 1) → d w1 = 2.333 = 444 (0,5 + 1) (mm) - chiều rọng vành răng: b w = ψ d d w1 = 0,3.444 = 133,2 (mm) → chọn b w = 135 (mm) - vận tốc vòng xác định cấp xác động học: v = → v= π 444.0,3.60 = 0,42 60000 π d w1 n 60000 (m/s) Theo bảng 6.13_TTTK → cấp xác là: ●Kiểm tra độ bền tiếp xúc - ứng suất tiếp xúc xác định theo công thức: σ H = Z H Z M Z ε 2.T K H (i + 1) bw i.d w1 (Mpa) Trong đó: - Z M : hệ số kể đến tính vật liệu bánh ăn khớp,theo bảng 6.5_TTTK → Z M = 274 (Mpa)1/3 49 | P a g e - Z H : hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc,theo bảng 6.12_TTTK → Z H = 1,76 (với β = 0) - Z ε : hệ số kể đến trùng khớp Với Z ε = → − εα ε α = [1,88 − 3,2.( 1 + )] = 1,75 74 37 ε α = [1,88 − 3,2.( → Zε = 1 + )] Z1 Z − 1,75 = 0,866 - K H : hệ số tải trọng tính tiếp xúc,với K H = K Hα K Hβ K Hv K Hα : hệ số kể đến phân bố không tải trọng cho đôi đồng thời ăn khớp.Răng thẳng (β = 0) K Hα =1,0 K Hβ : hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành răng,theo bảng 6.7_TTTK → K Hβ = 1,01 K Hv :hệ số kể đến tải trọng động xuất vùng ăn khớp σ H bw d w1 Hβ K Hα K Hv = + 2.T K với σ H = δ H g v aw i 50 | P a g e δ H : hệ số kể đến ảnh hưởng sai số ăn khớp,theo bảng 6.15_TTTK → δ H = 0,006 g : hệ số kể đến ảnh hưởng sai lệch bước bánh theo bảng 6.16_ TTTK → g = 82 → σ H = 0,006.82.0,42 333 = 5,33 0,5 5,33.135.444 → K Hv = + 2.10,54.10 6.1,01.1 = 1,015 → K H = 1.1,01.1,015 = 1,025 → σ H = 274.1,76.0,866 2.10,54.10 6.1,025.(0,5 + 1) 135.0,5.444 = 652 (Mpa) → σ H < [σ H ] = 700 (Mpa) → điều kiện bền tiếp xúc đảm bảo ●Kiểm tra độ bền uốn - ứng suất uốn xác định theo công thức: σ F1 = 2.T K F Yε Yβ YF bw d w1 m (Mpa) 51 | P a g e K F : hệ số tải tính uốn,với K F =K Fβ K Fα K Fv K Fβ = 1,02 (do truyền để đứng), K Fα = (răng thẳng β = 0) σ F bw d w1 Fβ K Fα K Fv = + 2.T K với σ F = δ F g v aw i Theo bảng 6.15_TTTK → δ F = 0,016 → σ F = 0,016.82.0,42 333 = 14,22 0,5 14,22.135.444 → K Fv = + 2.10,54.10 6.1,02.1 = 1,04 Y ε : hệ số kể đến trùng khớp răng, Y ε = 1 = = 057 ε α 1,75 Y β : hệ số kể đến độ nghiêng răng,với thẳng Y β = 1,0 Y F1 :hệ số dạng răng,bảng 6.18_TTTK → Y F1 = 3,61 → K F = 1,02.1.1,04 = 1,061 → σ F1 = 2.10,54.10 6.1,0610,57.1.3,61 = 128 135.444.6 (Mpa) → σ F1 < [σ F1 ] = 360 (Mpa) → điều kiện bền uốn đảm bảo ●Các thông số truyền 52 | P a g e ▪khoảng cách trục: a w = 333 (mm) ▪mô đun: m=6 (mm) ▪đường kính vịng lăn: - d = d w1 = m.Z = 6.74 = 444 (mm) - d = d w2 = m.Z = 6.37 = 222 (mm) ▪đường kính đỉnh răng: - d a1 = d + 2.m = 444 + 2.6 = 456 (mm) - d a = d + 2.m = 222 + 2.6 = 234 (mm) ▪đường kính chân răng: - d f = d - 2,5.m = 444 – 2,5.6 = 429 (mm) - d f = d - 2,5.m = 222 – 2,5.6 = 207 (mm) ▪chiều rộng vành răng: b w = 135 (mm) ▪số răng: Z = 74 Z = 37 ▪góc ăn khớp: α ω = 200 ●Lực tác dụng lên vùng ăn khớp - lực vòng: F t = 2.T 2.10,54.10 = = 47478 d1 444 (N) 53 | P a g e - lực hướng tâm: F r = F t tgα = 47478.tg200 = 17280 (N) - lực dọc trục: F a = - lực pháp tuyến: F n = Ft 47478 = = 50520 cos α cos 20 (N) 6.Tính tốn cụm trục vít ép ♦Tính sơ đường kính trục ●Lực tác dụng lên trục Lực tác dụng lên trục vít bao gồm: mơ men xoắn truyền động từ động cơ,lực tác dụng từ truyền bánh răng,trọng lượng vít ép N ▪ mơ men xoắn trục vít ép: T = 9,55.106 n T = 9,55.106 21,102 18 = 11,2.106 (Nmm) ▪ lực từ cặp bánh tác dụng lên trục: - lực vòng: F t = 47478 - lực hướng tâm: F r = ▪ Trọng lượng vít ép: (N) 17280 (N) 54 | P a g e - G v = V v γ t = F.h γ t (N) Trong đó: - V v : thể tích trục vít ép (m³) - γ t : dung trọng thể tích thép (N/ m³) - F : diện tích tiết diện cánh ép (m²) - h : chiều cao cánh vít (m) Trong cơng thức ta tính khối lượng phần cánh vít,vì để tính trọng lượng trục vít.Ta coi vít trục đặc với chiều cao h = (D-d) F = π (D² - d²) - D: đường kính ngồi cánh vít ép (m) - d: đường kính trục (m) → Gv= π π (D² - d²) (D-d) γ t ) → G v = (0,38² - 0,13²) (0,38 – 0,13).78000 = 976 (N) ● Chọn vật liệu - chọn vật liệu chế tạo trục thép 45 có: σ b = 750 (Mpa) σ ch = 580 (Mpa) ●Sơ đồ đặt lực tác dụng lên trục 55 | P a g e 56 | P a g e F t y z F r x 280 z 02 x0 x0 x Mt 01 Y y F t Gv 650 B Gv F r z A 01 776 194 02 Y B 1533 B z My A x 9755 Nm 5331 A z Mx B 785 y A 10540 B Mz Nm H8.Sơ đồ đặt lực biểu đồ mô men tác dụng lên trục ▪ Xác định phản lực ổ Trong xoz: - ∑ M = → F r 0,28 + G v 1,25 + X 0,474 = 57 | P a g e ( 0.474 → X0 = F r 0,28 + G v 1,25) (17280.0,28 0.474 → X0 = + 976.1,25) = 12781 (N) - ∑ M = → X 0,474 + G v 0,776 - F r 0,194 = → X0 = → X0 = 1 ( 0.474 F r 0,194 - G v 0,776) (17280.0,194 0.474 – 976.0,776) = 5475 (N) → M y = X 0,28 = 5475.0,28 = 1533 (Nm) A → M y = F r 0,97 - X 0,28 - X 0,776 B → M y = 17280.0,97 – 5475.0,28 – 12781.0,776 = B 5331(Nm) Trong yoz : - ∑ M = → M t - Y 0,474 + F t 0,28 = 1 ( 0.474 → Y0 = M t + F t 0,28) = (10540 0.474 + 47478.0,28) → Y = 50282 (N) Ta có:Y - Y = F t → Y = Y - F t = 50282 – 47478 =2804 1 (N) → Mt x = Y 0,28 = 2804.0,20 = 785 (Nm) A 58 | P a g e → Mp x = M t - Mt x = 10540 – 785 = 9755 (Nm) A A → M x = B ▪ Mô men uốn tổng mô men tương đương tiết diện A,B - A: M A = M tdA = M yA + M xA = M A + 0,75.M z = 9875 + 0,75.10540 - B: M B = M tdB = = 9875 (Nm) 1533 + 9755 M y B + M xB = 53312 + = 13447,5 (Nm) = 5331 (Nm) M B + 0,75.M z = 53312 + 0,75.10540 = 10571 (Nm) ● Xác định đương kính trục tiết diện A,B - đường kính trục tiết diện A: d A = M tdA 0,1.[σ ] (mm) Theo bảng 10.5_ TTTK → [σ ] = 50 (Mpa) Với [σ ] : ứng suất cho phép thép chế tạo trục (thép 45) → dA = 13447,5.1000 0,1.50 = 139 (mm) → lấy d A = 140 (mm) - đường kính trục tiết diện B: dB = M tdB 0,1.[σ ] (mm) 59 | P a g e → dB = 10571.1000 0,1.50 = 128,3 (mm) → lấy d B = 130 (mm) Ta thấy bước tính sơ ta tính d B = 130 (mm) theo đường kính cánh vít D → hợp lý nên khơng cần kiểm tra lại suất ●Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi - xác định đường kính trục chưa xét đến số yếu tố ảnh hưởng đến độ bền mỏi trục đặc tính thay đổi chu kì ứng suất,sự tập trung ứng suất,yếu tố kích thước,chất lượng bề mặt nên phải kiểm nghiệm trục độ bền mỏi - kết cấu trục đảm bảo độ bền mỏi hệ số an toàn tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện: S = S S j σj τj S σ j S 2τ j ≥ [S] Trong đó: - [ S ] : hệ số an tồn cho phép,thường [ S ] = 1,5 ÷ 2,5 → Nếu lấy [ S ] ≥ khơng cần kiểm tra độ cứng trục - S σ : hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp tiết j diện 60 | P a g e - S τ : hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp tiết j diện Với: Sσ = j σ −1 K σ d j σ a j + ψ σ σ m j S τ = j τ −1 K τ d j τ a j + ψ τ τ m j Ψ σ , Ψ τ : hệ số kể đến ảnh hưởng trị số trung bình đến độ bền mỏi (bảng 10.7 → Ψ σ = 0,1 Ψ τ = 0.05) K σ ,K τ : hệ số, xác định sau: dj dj Kσ = dj ( Kσ + K x − 1) εσ Ky K τ = dj ( Kτ + K x − 1) ετ Ky Trong đó: - K x : hệ số tập trung ứng ứng suất trạng thái bề mặt,phụ thuộc phương pháp gia công trạng thái bề mặt → theo bảng 10.8_TTTK → K x = - K y : hệ số tăng bền bề mặt trục,phụ thuộc phương pháp tăng bền tính chất vật liệu → theo bảng 10.9_TTTK → K y = 1,4 61 | P a g e - ε σ ,ε τ : hệ số kích thước kể đến ảnh kích thước tiết diện trục đến độ bền mỏi → theo bảng 10.10_TTTK → ε σ = 0,7 ε τ = 0,7 - K σ ,K τ : hệ số tập trung ứng suất thực tế → theo bảng 10.10_TTTK → K σ = 1,62 K τ = 1,88 Kσ + K x − 1) εσ Ky = ( Kτ + K x − 1) ετ Ky = ( → Kσ = ( → Kτ = ( dj dj 1,62 + − 1) = 1,653 0,7 1,4 1,88 + − 1) = 1,92 0,7 1,4 - σ −1 ,τ −1 : giới hạn mỏi uốn xoắn ứng với chu kỳ đối xứng Với thép bon : σ −1 = 0,436 σ b = 0,436.850 = 370,6 (Mpa) τ −1 = 0,58 σ −1 = 0,58.370,6 = 215 (Mpa) -đối với trục quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng: → σ m = σ a = σ max = j j j Mj Wj - trục quay chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ 62 | P a g e mạch động: τ max j → τm = τa = j j M xj = 2.W0 j W j ,W : mô men cản uốn mô men cản xoắn tiết diện j j - σ a ,τ a ,σ m ,τ m : biên độ trị số trung bình ứng suất j j j j pháp ứng suất tiếp tiết diện j theo bảng 10.6_ TTTK → W j = π d j 32 W = j π d j 16 ▪Xác định hệ số an toàn tiết diện nguy hiểm (A,B) - tiết diện A: WA = W0 = A → σa = A 9875.10 269255 π 140 32 = 269255 (mm³) π 140 16 = 538510 (mm³) = 36,68 τ a = τ m = A A 10540.1000 538510 370,6 = 19,57 215 → S σ = 1,653.36,68 + 0,1.0 = 6,1 → S τ = 1,92.19,57 + 0,05.19,57 A A =5,58 → SA= - tiết diện B: : 6,1.5,58 6,12 + 5,58 WB = π 130 32 = 4,1 = 215581 (mm³) ... xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn thầy môn giúp đỡ em q trình hồn thành đồ án mơn học MSXVL với đề tài? ?Tìm hiểu, thiết kế tính tốn dây chuyền thiết bị sản xuất gạch đỏ sử dụng máy đùn ép chân. .. PHẦN II TÍNH TỐN,THIẾT KẾ MÁY ĐÙN ÉP CHÂN KHƠNG 35 | P a g e Máy đùn ép chân khơng bao gồm : máy nhào trộn có trang bị lưỡi thái (lưỡi cắt),buồng chân không, bơm hút chân không máy đùn ép Dẫn động... đùn ép chân không? ?? 3|Page PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH ĐỎ XÂY DỰNG I MÔ TẢ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH 1.Nguyên liệu dùng để sản xuất gạch đỏ xây dựng