BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ  CƠNG NGHỆ  HÀ NGỌC BẰNG THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, KHẢO NGHIỆM MÁY CHÀ VỠ NHÂN CA CAO Tp Hồ Chí Minh Tháng 08 năm 2008 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ  CƠNG NGHỆ  THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, KHẢO NGHIỆM MÁY CHÀ VỠ NHÂN CA CAO Chuyên ngành: Cơ Khí Nơng Lâm Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Thạc sĩ Nguyễn Văn Xuân Hà Ngọc Bằng Kỹ sư Nguyễn Đức Cảnh Tp Hồ Chí Minh Tháng 08 năm 2008 MINISTRY OF EDUCATION ANDTRAINING NONG LAM UNIVERSITY FACULTY OF ENGINEERING  TECHNOLOGY  DESIGNING, MANUFACTURING, TESTING CRUSHED STUFFING OF COCOA GRAIN MACHINE Speciality: Agricultural Engineering Supervisors: Student: Master Nguyen Van Xuan Ha Ngoc Bang Engineer Nguyen Duc Canh Hồ Chí Minh, city August, 2008 LỜI CẢM ƠN Sau gần bốn tháng thực đề tài tốt nghiệp, đến cơng việc hồn thành Trong q trình làm việc, em học tập rút cho nhiều kinh nghiêm có ích cho cơng việc sau Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến: Ban giám hiệu Trường Đại học Nơng Lâm Tp Hồ Chí Minh, ban chủ nhiệm Khoa quý thầy cô Khoa Cơ khí Cơng nghệ tận tình dành hết lòng yêu thương để dạy bảo truyền đạt kiến thức học tập kinh nghiệm sống quý báu cho em suốt thời gian em học trường Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến thầy thạc sĩ Nguyễn Văn Xuân, kỹ sư Nguyễn Đức Cảnh tiến sĩ Nguyễn Văn Hùng tận tình giúp đỡ, hướng dẫn em thực đề tài Em xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô Trung tâm Năng lượng Máy nông nghiệp tạo điều kiện trang thiết bị, máy móc, nhà xưởng để em thực tập xưởng Cuối cùng, gửi lời cảm ơn tới tập thể lớp 30A, người bạn thân thiết với suốt q trình học tập Tp Hồ Chí Minh, ngày 14/08/2008 Sinh Viên Hà Ngọc Bằng i TÓM TẮT Đề tài Thiết kế, chế tạo, khảo nghiệm máy chà vỡ nhân cacao suất 100 kg/giờ” tiến hành Trung tâm Năng lượng Máy nông nghiệp trường Đại học Nơng Lâm Tp Hồ Chí Minh từ tháng 04 năm 2008 đến tháng 08 năm 2008 Nội dung thực hiện: Tra cứu tài liệu phục vụ đề tài Lựa chọn mơ hình máy Thiết kế phận làm việc máy Theo dõi chế tạo máy Khảo nghiệm Các thông số kỹ thuật máy sau: Công suất động 0,6 kW Hộp giảm tốc với tỉ số truyền 12 Kích thước phận nghiền Dài 70 mm Rộng 240 mm Cao 265 mm Kích thước máy Dài 360 mm Rộng 270 mm Cao 490 mm Đường kính ru lơ nghiền 126 mm Số vòng quay ru lơ nghiền 120 rpm Kết luận: Đề tài thực mục tiêu đề Giáo viên hướng dẫn : Sinh viên thực : Thạc sĩ Nguyễn Văn Xuân Hà Ngọc Bằng Kỹ sư Nguyễn Đức Cảnh ii SUMMARY The thesis Designing, manufacturing, testing crushed stuffing of cocoa grain machine” was done at Center for Agricultural Energy and Machinery Nong Lam University from April 2008 to August 2008 The thesis includes: Searching through materials Choose model of machine Designed main parts of machine Followed the process of manufacture Test Machine has the technological parameters below: Power on motor 0,6 kW Transmission ratio 12 Dimensions of crushing component Length 70 mm Width 240 mm Hight 265 mm Dimensions of machine Length 360 mm Width 270 mm Hight 490 mm Diameter of rotor 126 mm Revolution of rotor 120 rpm Conclusions: The thesis had done the requested purposes Supervisors: Student: Master Nguyen Van Xuan Ha Ngoc Bang Engineer Nguyen Duc Canh iii MỤC LỤC TRANG Trang tựa Lời cảm ơn i Tóm tắt ii Mục lục iv Danh sách hình vii Danh sách bảng viii CHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG TRA CỨU TÀI LIỆU SÁCH BÁO PHỤC VỤ ĐỀ TÀI 2.1 Sơ lược cacao 2.1.1 Lịch sử nghề trồng cacao 2.1.2 Tình hình phát triển cacao 2.1.3 Đặc điểm trái – hạt cacao thu hoạch 2.2 Một số mẫu máy nghiền 2.2.1 Máy nghiền hạt kiểu búa trục ngang 2.2.2 Máy nghiền theo nguyên lý chà xát kiểu thớt ngang 2.2.3 Máy nghiền kiểu ép dập 2.2.4 Mẫu máy nghiền Anh làm việc theo nguyên lý nén chà xát vỡ 2.3 Lý thuyết nghiền 2.3.1 Khái niệm nghiền 2.3.2 Các sở vật lý trình nghiền vỡ vật thể rắn 2.3.3 Các tiêu đánh giá trình nghiền hạt 2.3.4 Các thuyết nghiền 11 2.3.5 Các tính chất lý nguyên vật liệu gia công 14 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 15 3.1 Phương pháp thiết kế 15 3.1.1 Lựa chọn mơ hình ngun lý làm việc máy 15 3.1.2 Phương pháp tính tốn thiết kế phận làm việc phụ trợ 15 3.2 Phương pháp đo đạc 16 3.3 Phương pháp chế tạo 17 iv 3.4 Phương pháp khảo ngiệm 17 3.4.1 Chuẩn bị khảo nghiệm 18 3.4.2 Khảo nghiệm 18 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 19 4.1 Yêu cầu kỹ thuật máy 19 4.2 Các số liệu tính tốn ban đầu 19 4.3 Lựa chọn mơ hình máy sơ đồ truyền động 19 4.4 Tính tốn máy chà vỡ nhân cacao suất 100 kg/h 21 4.4.1 Tính tốn máng cấp liệu 21 4.4.2 Lựa chọn kích thước ru lơ nghiền 22 4.4.3 Tính toán số tiêu sử dụng máy nghiền 23 4.5 Tính tốn kiểm nghiệm hệ bánh trục hộp giảm tốc, lựa chọn hộp giảm tốc 25 4.5.1 Phân phối tỷ số truyền 25 4.5.2 Lập bảng thơng số tỷ số truyền (cơng suất, số vòng quay, mô men xoắn) trục 25 4.5.3 Thiết kế bánh trụ nghiêng cấp nhanh 26 4.5.4 Tính tốn thiết kế trục then 31 4.6 Tiến hành chế tạo máy 38 4.6.1 Lập dự toán vật tư chế tạo máy 38 4.6.2 Chế tạo chân máy 38 4.6.3 Chế tạo kê 39 4.6.4 Chế tạo ru lô nghiền 39 4.6.5 Chế tạo buồng nghiền 39 4.6.6 Chế tạo phận điều chỉnh khe hở 40 4.7 Khảo nghiệm 40 4.7.1 Khảo nghiệm không tải 40 4.7.2 Khảo nghiệm có tải 41 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 44 5.1 Kết luận 44 5.2 Đề Nghị 44 v TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC TẬP BẢN VẼ vi Danh sách hình Hình Trang Hình 2.1 Trái cacao chưa chín Hình 2.2 Trái cacao chín Hình 2.3 Lớp cơm nhầy bao quanh hạt cacao Hình 2.4 Hạt cacao sau tách lớp cơm nhầy Hình 2.5 Sơ đồ cấu tạo máy nghiền kiểu búa trục ngang Hình 2.6 Sơ đồ máy nghiền theo nguyên lý chà xát kiểu thớt ngang Hình 2.7 Máy nghiền kiểu ép dập Hình 2.8 Máy nghiền kiểu nén chà xát vỡ Hình 4.1 Các phương pháp đập nghiền 20 Hình 4.2 Sơ đồ nguyên lý máy chà vỡ nhân cacao suất 100 kg/h 21 Hình 4.3 Ru lơ nghiền 22 Hình 4.4 Sơ đồ hộp giảm tốc 25 vii kim khí Hao hụt qua sàng lọc (dị vật, bụi, tấm) ước chừng từ – 1,3% tính theo trọng lượng Rang khâu quan trọng có tác dụng nhiều mặt: tách nhân vỏ, loại phần độ chua acetic cacao, hạ phân số ẩm độ đến 2,5 – 5%, làm nẩy nỏ chất thơm để cung cấp cho chocolat hương vị đặc biệt Vai trò rang việc làm nẩy sinh hương vị yếu Cường độ thời gian rang phải điều chỉnh tỉ mỉ tùy theo giống hạt: cỡ, hàm lượng ẩm, loại sản phẩm tinh chế Nghiền, xay, tách mầm phân hạng hạt Hạt nguội phải chuyển qua máy nghiền quạt Máy phân chia riêng rẽ nhân, vỏ mầm, vỏ gió tống đi, hạt (mảnh nhân) mầm sàng dật phân chia riêng biệt Trộn nghiền cacao: cần phải trộn lẫn hạt thuộc nhiều nguồn khác mà thành phần bí thuật nhà sản xuất chocolat, người ta phải trộn trước nghiền Hạt cacao phải nghiền thật nhỏ nhiệt độ 50 - 700C, nhờ có bơ tan để trở thành thứ bột nhão mà độ mịn tiêu chuẩn phẩm chất sản phẩm.Cối xay cacao trước cấu tạo thớt hoa cương để chồng lên Còn xí nghiệp đại dùng máy nghiền hình ống thép đến ống chồng lẫn quay với tốc độ khác nhau, khe giữ ống hẹp dần làm cho bột nhào phải qua tất ống nghiền thật nhỏ Người ta dùng cối xay đĩa gồm có hai tầng ba đĩa đứng gang đặc biệt Bột cacao nhào nghiền xong dùng hoạc sản xuất bơ cacao bột cacao, để làm chocolat Người ta giữ thể lỏng nhiệt hay để nguội trở thành rắn thành gọi cacao khối 1.3.2 Chế bơ bột cacao Tùy theo nguyên liệu sử dụng để chiết bơ (hạt nguội, cacao hạt, bột cacao nhào) tùy theo phương pháp chiết sử dụng, người ta phân biệt: Bơ cacao ép, ép từ cacao hạt hay bột cacao nhào ra; Bơ cacao chiết dung môi từ cacao hạt, bột cacao nhào khô dầu cacao hay cacao bột Bơ tinh lọc tất phương pháp lọc mỡ thông thường; Bơ cacao hạt nguyên ép chiết dung môi từ hạt cacao nguyên tắc chưa xay chưa lấy mầm Bơ tinh lọc Ở Pháp hay nhiều nước cho phép để làm chocolat sử dụng hai loại bơ dầu, trừ loại bơ chiết từ hạt nguyên Nhưng thực tế khó kiểm tra phân biệt ba loại bơ tinh lọc kỹ, từ khó mà kiểm tra gốc bơ nhập cảng sử dụng vào kỹ nghệ chocolat Bột cacao lỏng hay nước cacao làm cách nghiền cacao hạt đun hạt cacao nhào thường dễ hòa tan trước ép để chiết bơ Muốn làm tan, người ta trộn vào bột nhào dung dịch muối bão hòa kiềm, thường carbonat bicarbonat K hay Na Phải sử lý 24 h 1000C Nước cacao ép máy ép thủy lực lớn với áp suất có khí đến 600 kg/cm2 Bơ lỏng từ máy ép chẩy trung hòa hóa có phải tinh lọc Sử dụng vao ngành dược phải khử mùi Trước đổ vào khuôn, bơ phải làm dịu, nghĩa giữ thời gian nhiệt độ gần điểm tan (34 – 350) lớp tinh thể có hình ổn định hình thành Lúc người ta cho vào khuôn để nguội Làm dịu cần thiết để tạo tinh thể hóa đặn tránh tượng chậm đơng có hại cho tinh thể hóa đồng Chiết bơ cacao phương pháp ép thường gắn liền với việc chế bột cacao khâu nghiền tán khô dầu Trong trường hợp chiết bơ không nên kiệt bột cacao phải chữa 18% bơ cacao tức chừng 1/4 hàm lượng từ dầu bột cacao nhào Vì hồn cảnh thị trường đòi hỏi bơ cacao, người ta ép nước cacao với áp lực cao làm cho khơ dầu chứa tối đa 10% chất béo sử dụng với tên “cacao nghèo” Khi nước cacao xử lý trước ép muối kiềm bột cacao thu gọi bột hòa tan Thực tế khả hòa tan khơng tăng, tiểu phần có đặc tính huyền phù lâu hơn, nhờ mà người ta sử dụng bột để chế loại nước giải khát Ở nhiệt độ thường, bơ cacao chất rắn cấu tạo tinh thể nhỏ, có màu vàng nhạt, có hương chocolat đặc biệt, có điểm tan 31 350C Cơng dụng bơ cacao kỹ nghệ chocolat Ngành dược phẩm cần bơ, ngành hương liệu dùng để chế son đánh mơi Đối với bơ ép hạt nguyên hạt phẩm chất không hợp với quy chế sử dụng ngành xà phòng 1.3.3 Sản xuất chocolat Chocolat hỗn hợp bột cacao nhào cho thêm bơ cacao có hương liệu Nghệ thuật người sản xuất chocolat phải biết trộn thật bột cacao đường, phải biết chế bột cacao mà phẩm chất tùy thuộc vào việc chọn hạt rang hạt a Trộn đường bột Bột cacao giữ lỏng nhiệt đem trộn với đường nghiền nhỏ trước thùng trộn gồm có bàn di động hai thớt đá hoa cương Thường người ta thay thùng trộn máy nhào bột hỗn hợp bột đường nhào chân không nhiệt độ 60 đến 700C làm cho cho chất ẩm axit dễ bay bốc đi, từ giảm thời gian đảo sau b Lọc sấy Bột chocolat từ thùng trộn máy nhào trút phải lọc để trở thành hỗn hợp đồng mịn Cho thêm lecithin hay bơ cacao làm cho bột đủ lỏng lọc Máy nghiền dùng để lọc ống trơn thép để chồng lên nhau, khe hẹp dần quay nhanh dần, ống cuối quay đến 200 vòng/phút Chocolat vừa bị nghiền vừa bị cắt làm cho tế bào cacao bị xé nát tinh thể đường bị nghiền vụn Nước luân chuyển ống làm nguội ống Bột máy nghiền tuôn thành bột khơ, xốp chuyển thẳng đến lò sấy nồi chứa đun nóng Ở bột chín dần sau 24 hay lâu hương chocolat bắt đầu phát triển Sấy xong người ta nhào lại bột thùng trộn bột lỏng trở lại Lúc cho thêm bơ cacao loại chocolat hảo hạng vani hương liệu khác làm cho chocolat thơm Nếu cần lọc lần hai c Đảo Đảo khâu quan trọng sản xuất chocolat Phẩm chất sản phẩm lệ thuộc phần lớn vào khâu mặt hương vị kết cấu Phẩm chất giá trị sản phẩm phụ thuộc vào thời gian đảo trộn Dụng cụ đảo trộn chảo gang lớn, dầy, có trục lăn hay bánh xe chạy chạy lại vừa đảo vừa trộn đặn liên tục bột ca cao làm cho trở nên dẻo, mịn thơm Tùy theo loại chocolat mà thời gian đảo trộn thay đổi từ 24 đến 72 Nhiệt độ bột lúc đảo nằm 60 đến 800C Tác dụng khâu đảo vừa học làm giảm kích thước tiểu phần,n giải phóng chất bơ tăng tính mịn dịu cho chocolat, vùa lý học làm cho bột thật nhuyễn, hạ bớt độ ẩm, vừa lý học loại bớt số chất axit dễ bay giúp cho chất tani chuyển hóa d Làm dịu Để chocolat đóng tinh thể bơ cacao ổn định thiết khơng bơ đơng chậm Vì người ta trộn thành phần bột chocolat vào nhiệt độ gần điểm kết đông (280 đến 310C) gieo làm mồi tinh thể, bột tinh thể hóa nhanh Sau đun lại đến 320C cho lỏng để rót vào khn cho dễ Có nhiều kiểu máy làm dịu, kiểu tối tân thường tự động chảy liên tục Sau người ta đem cacao đổ khn chế biến để có chocolat tan, chocolat sữa, chocolat làm áo Thiết kế bánh trụ nghiêng cấp chậm a Chọn vật liệu chế tạo bánh Bánh nghiêng nhỏ: Thép 45 thường hoá,  b  600 (N/mm2),  ch  300 (N/mm2), độ rắn HB = 190, phôi rèn (giả thiết đường kính phơi nhỏ 100 mm) Bánh nghiêng lớn: Thép 35 thường hoá,  b  480 (N/mm2),  ch  240 (N/mm2), độ rắn HB =160, phơi rèn (giả thiết đường kính phơi từ 300 ÷ 500 mm), (tra bảng - trang 40 tài liệu [5]) b Xác định ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn cho phép Ứng suất tiếp xúc cho phép: ứng suất tiếp xúc cho phép tính theo cơng thức  tx   N tx  k N , N tx - ứng suất tiếp xúc cho phép bánh làm việc lâu 0 dài (tra bảng - trang 43 tài liệu [5]) Đối với bánh nghiêng nhỏ:  N tx  2,6.HB  2,6.190  494 (N/mm2) Đối với bánh nghiêng lớn:  N tx  2,6.HB  2,6.160  416 (N/mm2) k N - hệ số ứng suất tiếp xúc cho phép, tính theo cơng thức: k N  N0 N tñ Bánh chịu tải trọng không đổi nên số chu kỳ tương đương bánh nghiêng lớn N tđ  60.u.n.T  60.1.120.10.300.8  17.10  N  10 N tđ  u1 N tđ lớn N0 = 107 – số chu kỳ sở đường cong mỏi tiếp xúc (tra bảng - trang 43 tài liệu [5]) hệ số chu kỳ ứng suất tiếp xúc k N hai bánh 1, k N  u - số lần ăn khớp bánh quay vòng, u = n = n2 - số vòng quay phút bánh nghiêng lớn T – tổng số làm việc hộp giảm tốc, cho hộp giảm tốc làm việc 10 năm, năm làm việc 300 ngày, ngày làm việc Vậy: ứng suất tiếp xúc cho phép bánh nghiêng nhỏ  tx1  494 (N/mm2), ứng suất tiếp xúc cho phép bánh nghiêng lớn  tx  416 (N/mm2) Lấy trị số ứng suất cho phép nhỏ để tính tốn Ứng suất uốn cho phép: làm việc mặt (chịu ứng suất thay đổi mạch động) nên dùng công thức: u  1,4  1,6  1 k N  n.K  k N''  m N0 , m – bậc đường cong mỏi uốn, lấy m  thép thường N tđ Số chu kỳ tương đương bánh nghiêng lớn, bánh nghiêng nhỏ lớn số chu kỳ sở N0 – số chu kỳ sở đường cong mỏi uốn, lấy  5.106 k N  Giới hạn mỏi uốn  1  0,4  0,45 b Thép 45,  1  0,43.600  258 (N/mm2) Thép 35,  1  0,43.480  206,4 (N/mm2) Hệ số an toàn n = 1,5 Hệ số tập trung ứng suất chân răng, K   1,8 Ứng suất uốn cho phép bánh nghiêng nhỏ:  u1  1,5.258  143 (N/mm2) 1,5.1,8 Ứng suất uốn cho phép bánh nghiêng lớn:  u  1,5.206,4  115 (N/mm2) 1,5.1,8 c Chọn sơ hệ số tải trọng K  K tt  K đ  1,3 Ktt - hệ số tập trung tải trọng Kđ - hệ số tải trọng động d Chọn hệ số chiều rộng A  b  0,35 A b - chiều dài A - khoảng cách trục e Xác định khoảng cách trục A  1,05 10 A  u  1    u.tx  K.N   ,  - hệ số xét đến tăng khả tải tính   A .n theo sức bền tiếp xúc bánh nghiêng so với bánh thẳng, lấy    1,25 (chú ý: n2 - số vòng quay bánh lớn truyền,  tx bánh lớn, N công suất trục bị dẫn - bánh lớn)  1,05.10  1,3.0,556    86, chọn A = 86 (mm) A  3,35  1    3,35.416  0,35.1,25.120 f Tính vận tốc vòng v bánh chọn cấp xác chế tạo bánh Vận tốc vòng bánh nghiêng v d1 n1 60.1000  2 A.n 2.3,14.86.403   0,83 (m/s), (tra bảng - 11 60.1000.u  1 60.1000.3,35  1 trang 46 tài liệu [5]), ứng với loại bánh trụ nghiêng có vận tốc vòng v < (m/s) ta chọn cấp xác chế tạo bánh g Định xác hệ số tải trọng K khoảng cách trục A K  K tt  K đ Vì bánh có độ cứng < 350 HB chịu tải trọng không đổi nên K tt  Kđ - hệ số tải trọng động, (tra bảng - 14 trang 48 tài liệu [5]) ứng với cấp xác vận tốc vòng v = 1,9 (m/s) < (m/s), chọn Kđ = 1,2.Vậy: K = Ktt.Kđ = 1.1,2 = 1,2 So với hệ số K chọn ban đầu, hệ số tải trọng tính có sai số > 5%, cần tính tốn lại khoảng cách trục A  Asobơ  K 1,2  86   84 (mm), lấy A = 84 (mm) K sobô 1,3 h Xác định mô đun, số chiều rộng bánh Mô đun pháp mn = (0,01÷0,02).A = (0,01÷0,02).84 = (0,84÷1,68) (mm), theo tiêu chuẩn chọn mô đun mn = (tra bảng - trang 34 tài liệu [5]) Sơ chọn góc nghiêng β = 100, cosβ = 0,985 Số bánh nhỏ (số bánh dẫn): Z1  A cos  2.84.0,985   38, lấy Z1 = 38 mn u  1 1.3,35  1 Số bánh lớn: Z2 = u.Z1 = 3,35.38 ≈ 127, lấy Z2 = 127 Tính xác lại góc nghiêng β: cos   Z1  Z .mn A  38  127 .1  0,982  β = 100 2.84 Chiều rộng bánh răng: b   A A  0,35.84 = 29 (mm) > q = 2,5.mn 2,5.1   14 (mm) sin  sin 10 i Kiểm nghiệm sức bền uốn Số tương đương bánh nghiêng nhỏ: Z tđ  Z1 38   40, chọn Z tđ  40 cos  0,985 Số tương đương bánh nghiêng nhỏ: Z tđ  Z2 127   133, chọn tđ  88 (tra bảng - 18 trang 52 tài liệu cos  0,985 [5]) ta tìm hệ số dạng bánh nghiêng nhỏ y1 = 0,476, bánh nghiêng lớn, y2 = 0,517 Kiểm nghiệm ứng suất uốn theo công thức: u  19,1.106.K N   u (công thức - 34 trang 51 tài liệu [5]),  - hệ số phản y.mn2 Z n.b.  ánh tăng khả tải tính theo sức bền uốn bánh nghiêng so với bánh thẳng, lấy    1,5 Ứng suất uốn chân bánh nghiêng nhỏ: (tính chân cánh tay đòn lớn  ứng suất uốn lớn nhất)  u1  19,1.10 6.1,2.0,576 2  42 (N/mm )   u1  143 (N/mm ) 0,476.12.38.403.29.1,5 Ứng suất chân bánh nghiêng lớn:  u2  19,1.10 6.1,2.0,556 2  37 (N/mm )   u  115 (N/mm ) 0,517.1 127.120.29.1,5 j Các thơng số hình học chủ yếu truyền Mô đun pháp: mn = (mm) Số răng: Z1 = 38, Z2 = 127 Góc ăn khớp: αn = 200 Góc nghiêng răng: β = 100 Khoảng cách trục: A = 84 (mm) Chiều rộng bánh răng: b = 29 (mm) Đường kính vòng chia (vòng lăn): d c1  m n Z 1.38   39 (mm) cos  0,985 d c2  mn Z 1.127   129 (mm) cos  0,985 Đường kính vòng đỉnh: d e1  d c1  2.mn  39 + 2.1 = 41 (mm) d e  d c  2.mn  129 + 2.1 = 131 (mm) Đường kính vòng chân: d f  d c1  2,5.mn  39  2,5.1  36,5 (mm) d f  d c  2,5.mn  129 - 2,5.1 = 126,5 (mm) k Lực tác dụng truyền bánh Bánh nghiêng nhỏ: Lực vòng Ptc1  M x 2.13650   700 (N) d c1 39 Lực hướng tâm Prc1  Ptc1 tg / cos   700.0,364 /0,985  259 (N) Lực dọc trục Pac1  Ptc1 tg  700.0,176  123 (N) Bánh nghiêng lớn: Lực vòng Ptc  Ptc1  700 (N) Lực hướng tâm Prc  Prc1  259 (N) Lực dọc trục Pac  Pac1  123 (N) Tính tốn thiết kế trục then a Tính gần trục Trục II: Các lực tác dụng Ptn2 = 334 (N) Prn2 = 123 (N) Pan2 = 59 (N) Ptc1 = 700 (N) Prc1 = 259 (N) Pac1 = 123 (N) EF = 32 (mm) FG = 35 (mm) GH = 28 (mm) Tính phản lực gối tựa: Xét mặt phẳng yoz m E   R Hy ( EF  FG  GH )  Pan  RHy  Pan d n2 d  Prn ( EF  FG )  Pac1 c1  Prc1 EF  2 d n2 d  Prc1 ( EF  FG )  Pac1 c1  Prc1 EF 2 EF  FG  GH  RHy  - 44 (N), RHy có chiều ngược với chiều hình vẽ F ky   RHy  Prn  Prc1  REy   R Ey   R Hy  Prn  Prc1  180 (N) Xét mặt phẳng xoz: Pan2 Ptn2 REy F Prc1 E REx Ptc1 Prn2 G y RHy H RHx x z Pac1 15816 15696 8159 Muy N.mm Mux N.mm 3740 13650 Mx N.mm m E  RHx ( EF  FG  GH )  Ptn ( EF  FG )  Ptc1 EF   RHx  F kx Ptn ( EF  FG )  Ptc1 EF  471 (N) EF  FG  GH  RHx  Ptn  Ptc1  REx   REx   R Hx  Ptn  Ptc1  563 (N) Tính mơ men uốn mô men tương đương tiết diện nguy hiểm Ở tiết diện F - F: M uF  F  M ux2  M uy2  17621 (N.mm) M tdF  F  M u2  0,75M x2  21219 (N.mm) Ở tiết diện G - G: M uG G  M ux2  M uy2  16135 (N.mm) M tdG G  M u2  0,75M x2  20002 (N.mm) Tính đường kính trục tiết diện nguy hiểm: Đường kính trục tiết diện nguy hiểm tính theo cơng thức: d 3 M tđ ,  - ứng suất cho phép (N/mm2) (tra bảng - trang 119 tài liệu 0,1.  [5]), với trục thép C45 có giới hạn bền  b  600 N/mm2, chọn    63 (N/mm2) Đường kính trục tiết diện F - F: d F F  21219  15 (mm) 0,1.63 Đường kính trục tiết diện G - G: d G G  20002  15 (mm) 0,1.63 Đường kính tiết diện F - F lấy 20 (mm) đường kính tiết diện G - G lấy 18 (mm), lớn giá trị tính trục có rãnh then Trục III: Các lực tác dụng: Ptc2 = 700 (N) Prc2 = 259 (N) Pac2 = 123 (N) I Pac2 Pru loâ Prc2 RJy Ptc2 K L RJx J RLx 25585 25299 10352 Muy N.mm Mux N.mm 44248 Mx N.mm y RLy x z Cơng chi phí cho q trình nghiền N = P ru lô.V ru lô P ru lô - lực quay vòng tổng hợp tác dụng lên ru lơ V ru lơ - vận tốc vòng ru lơ, V  Pru lô =  n.Rrulô 30  0,79 (m/s) 0,47 = 0,595 (kN) = 595 (N) 0,79 IJ = 43 (mm) JK = 47 (mm) KL = 62 (mm) Tính phản lực gối tựa: Xét mặt phẳng yoz: m J  R Ly ( JK KL )  Pac  RLy  F ky d c2  Prc JK  d c2  Prc JK  39 (N) JK  KL  Pac  R Ly  Prc  R Jy   R Jy   RLy  Prc  220 (N) Xét mặt phẳng xoz: m J  R Lx ( JK  KL )  Ptc JK  Prulô IJ  RLx  ( Ptc JK  Prulô IJ )  536 (N) JK  KL F   RLx  Ptc  R Jx  Prulô  kx  R Jx  RLx  Ptc  Prulơ  431 (N) Tính mơ men uốn mô men tương đương tiết diện nguy hiểm Ở tiết diện J - J: M uJ  J  M ux2  M uy2  25585 (N.mm) M tdJ  J  M u2  0,75M x2  46076 (N.mm) Ở tiết diện K - K: M uK  K  M ux2  M uy2  27335 (N.mm) M tdK  K  M u2  0,75M x2  47070 (N.mm) Tính đường kính trục tiết diện nguy hiểm: Đường kính trục tiết diện nguy hiểm tính theo cơng thức: d 3 M td ,  - Ứng suất cho phép (N/mm2) (tra bảng - trang 119 tài liệu 0,1.  [5]), với trục thép C45 có giới hạn bền  b  600 (N/mm2), chọn    63 (N/mm2) Đường kính trục tiết diện J - J: d J J  46076  19,4 (mm) 0,1.63 Đường kính trục tiết diện K - K: d K K  47070  19,5 (mm) 0,1.63 Đường kính tiết diện K - K lấy 20 (mm), lớn giá trị tính trục có rãnh then đường kính tiết diện J - J lấy 20 (mm) (ngõng trục lắp ổ) b Tính xác trục Trục III Kiểm nghiệm trục tiết diện K - K, chọn then để lắp bánh tru với trục có d = 20 (mm) sau: Chọn then theo TCVN 150 - 64 có kích thước b = (mm), h = (mm), t = 3,5 (mm), t1 = 2,6 (mm) (tra bảng - 23 trang 143 tài liệu [5]) Công thức kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn n n  n  n  n  n 2  n 2  n   1 k      m    a  1 k      m   a , n - hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp , n - hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp Vì trục quay chiều nên ứng suất pháp (uốn) thay đổi theo chu kỳ đối xứng,  a   max    a  m  Mu ,  m  , ứng suất tiếp (xoắn) thay đổi theo chu kỳ mạch động, W  max Mx  2.W0 W - mô men chống uốn tiết diện trục Đối với trục có rãnh then W d 32 3,14.20 6.3,5.20  3,5 b.t.d  t     642 (mm ) 2.d 32 2.20  W0 - mô men chống xoắn tiết diện trục Đối với trục có rãnh then W0  a  d 16 3,14.20 6.3,5.20  3,5 b.t.d  t     1427 (mm ) 2.d 16 2.20  M u 27335   43 (N/mm ) W 642 a m  Mx 44248   15,5 (N/mm ) 2.W0 2.1427 Giới hạn mỏi uốn xoắn chu kỳ đối xứng,  1  0,4  0,5 b , lấy,  1  0,45.600  270 (N/mm2),  1  0,2  0,3 b , lấy  1  0,25.600  150 (N/mm2) Hệ số xét đến ảnh hưởng trị số ứng suất trung bình đến sức bền mỏi   ,   chọn theo vật liệu, thép bon trung bình    0,1 ,    0,05 , hệ số tăng bền bề mặt trục, không dùng biện pháp tăng bền trục nên lấy  = Hệ số kích thước   ,   , xét đến ảnh hưởng kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi (tra bảng - trang 123 tài liệu [5]), lấy    0,89,    0,8 Hệ số tập trung ứng suất thực tế uốn xoắn có rãnh then (tra bảng - trang 127 tài liệu [5]), lấy k   1,63 , k   1,5 Tỷ số k   1,8, k   1,9 Thay trị số vào cơng thức tính n, n n  3,5 n  Hệ số an toàn: n  n n n2  n2  2,8  n  1,5  Vậy tiết diện K - K có d = 20 (mm) trục đảm bảo an toàn c Kiểm nghiệm then theo ứng suất dập Trục III: Kiểm nghiệm tiết diện K - K: Ở mục “b Tính xác trục” ta chọn then để lắp với trục có d = 20 (mm), chiều dài moay lm = b = 30 (mm), chiều dài then l = 0,8.d = 16, b = (mm), h = (mm), t = 3,5 (mm), t1 = 2,6 (mm), k = 2,9 (mm) kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức: d  2.M x 2.44248   95   d  100 , []d =100 (N/mm2) (tra bảng - 20 20.2,9.16 d k l trang 142 tài liệu [5]), kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức: c  tài liệu [5] 2.M x 2.44248   46   c  , []c = 87 (N/mm ) (tra bảng - 21 trang 142 20.6.16 d b.l ... Thiết kế, chế tạo, khảo nghiệm máy chà vỡ nhân cacao suất 100 kg/h” phần quy trình cơng nghệ chế biến hạt cacao Tiền Giang tiến hành với định hướng phát triển rộng rãi cho khu vực nguyên liệu cacao... pháp khảo ngiệm Khảo ngiệm máy đánh giá khả làm việc thông số kỹ thuật so với thiết kế 17 3.4.1 Chuẩn bị khảo nghiệm Các dụng cụ thiết bị cần cho trình khảo nghiệm: Máy chà vỡ nhân cacao vừa chế. .. TÀI 2.1 Sơ lược cacao [TL6] 2.1.1 Lịch sử nghề trồng cacao Cây cacao có tên khoa học Theobroma cacao L., thuộc họ Sterculiaceae, loài số 22 loài chi Theobroma trồng sản xuất Cacao có nguồn gốc