THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG TRỘN NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT SẢN PHẨM GỐM Tác giả NGUYỄN THỊ NHUNG HUYỀN Khóa luận đệ trình để đáp ứng u cầu cấp Kỹ sư ngành Cơ Khí Chế biến Nông sản Thực phẩm Giáo viên hướng dẫn TS NGUYỄN NHƯ NAM Tháng 06-2013 i LỜI CẢM TẠ Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu trường Đại học Nơng Lâm thành phố Hồ Chí Minh, Ban chủ nhiệm khoa khí thầy khoa trang bị truyền đạt kiến thức mới, kinh nghiệm quí báo học tập sống Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy TS Nguyễn Như Nam tận tình dẫn giúp đỡ em trình thực đề tài tốt nghiệp Xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình bạn bè giúp đỡ em suốt thời gian học tập ii TÓM TẮT Đề tài: “Thiết kế chế tạo hệ thống trộn nguyên liệu sản xuất sản phẩm gốm” thực khoa Cơ Khí Cơng Nghệ trường Đại học Nơng Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, thời gian thực đề tài từ tháng đến tháng năm 2013 Kết thu gồm:  Thùng trộn Chiều dài thùng trộn: 5000 mm Đường kính thùng trộn: 510 mm Chiều cao thùng trộn: 650 mm  Dãy băng Đường kính ngồi dãy băng: 500 mm Đường kính dãy băng: 440 mm Đường kính trục dãy băng: 100 mm Bước xoắn: 600 mm  Bộ truyền đai Đường kính bánh đai nhỏ: d1 = 100 mm Đường kính bánh đai lớn: d2 = 600 mm Khoảng cách trục: a = 540 mm Chiều dài đai: l = 2240 mm Số đai: z = Bề rộng bánh đai: B = 35 mm iii  Bộ truyền xích Số đĩa xích 1: z1 = 23 Số đĩa xích 2: z2 =69 Bước xích : p = 25,4 Khoảng cách trục : a= 889 mm Số mắc xích: x = 110  Trục làm việc Đường kính trục dãy băng: 100mm Đường kính chỗ lắp ổ lăn: 80 mm Đường kính chỗ lắp then: 70 mm iv MỤC LỤC Chương MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích đề tài 1.3 Nội dung nghiên cứu Chương TỔNG QUAN 2.1 Đối tượng nghiên cứu 2.1.1 Nguồn gốc đá Granite 2.1.2 Thành phần hỗn hợp trộn 2.1.2 Một số tính chất lý hỗn hợp trộn 2.1.3 Cơ sở lí thuyết trình trộn vật liệu rời 2.1.3.1 Khái niệm 2.1.3.2 Các thông số ảnh hưởng đến trình trộn 2.1.3.3 Các tiêu đánh giá chất lượng trộn hỗn hợp 11 2.1.3.4 Cơ chế trình trộn 12 2.2 Các máy trộn hỗn hợp vật liệu rời 13 2.2.1 Máy trộn vít đứng 13 2.2.2 Máy trộn thùng quay 14 2.2.3 Máy trộn kiểu cánh 16 2.2.4 Máy trộn dãy băng xoắn 16 2.2.5 Máy trộn kiểu vít nằm ngang 17 Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 3.1 Nội dung nghiên cứu 18 3.2 Phương pháp nghiên cứu 18 3.2.1 Phương pháp thiết kế 18 3.2.2 Phương pháp chế tạo 18 3.2.3 Phương pháp khảo nghiệm 20 v 3.2.3.1 Dụng cụ phương pháp đo 20 3.2.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 20 2.3.3.3 Phương pháp xử lí số liệu 20 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21 4.1 Cơ sở thiết kế 21 4.1.1 Các liệu thiết kế 21 4.1.2 Xác định mơ hình trộn ngun liệu sản xuất SP gốm 21 4.2 Tính tốn cơng nghệ 23 4.2.1 Tính tốn phận trộn dãy băng 23 4.2.2 Tính tốn thùng trộn 25 4.2.3 Tính tốn kích thước khai triển dãy băng 25 4.3 Công suất dãy băng 26 4.4 Tính tốn truyền động 27 4.4.1 Sơ đồ truyền động máy trộn 27 4.4.2 Chọn động 28 4.4.2.1 Công suất động 28 4.4.2.2 Xác định sơ số vòng quay đồng 28 4.4.2.3 Phân phối tỉ số truyền 28 4.4.2.4 Tính toán truyền đai 29 4.4.2.5 Hộp giảm tốc 32 4.4.2.6 Tính tốn truyền xích 32 4.5 Tính trục làm việc 33 4.5.1 Xác định lực tác dụng lên dãy băng 33 4.5.2 Xác định lực tác dụng lên truyền xích 34 4.5.3 Phản lực ổ đỡ 34 4.5.4.Ổ lăn 40 4.5.5 Then 40 4.6 Tính tốn băng tải định lượng 41 4.6.1 Băng tải vận chuyển cacbonat canxi 41 vi 4.6.2 Băng tải vận chuyển fenspat 42 4.6.3 Băng tải vận chuyển hỗn hợp 42 4.6.4 Băng tải vận chuyển vật liệu liệu 43 4.7 Công nghệ chế tạo 45 4.7.1 Công nghệ chế tạo thùng trộn 45 4.7.2 Công nghệ chế tạo băng 45 4.7.3 Công nghệ chế tạo trục 46 4.7.4 Công nghệ chế tạo khung máy 46 4.7.5 Công nghệ chế tạo cửa tháo liệu 47 4.7.6 Công nghệ chế tạo khung băng tải ngang 47 4.7.7 Công nghệ chế tạo khung băng tải nghiêng 47 4.7.8 Công nghệ chế tạo bun ke chứa canxi cacbonat 48 4.7.9 Công nghệ chế tạo bun ke chứa fenspat 48 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận 49 5.2 Đề nghị 50 vii DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1: Bột Fenspat Hình 2.2: Bột canxi cacbonat Hình 2.3: Các hàm phân bố mật độ Hình 2.4: Cấu tạo máy trộn vít đứng 13 Hình 2.5: Máy trộn thùng quay kiểu đứng nằm ngang 14 Hình 2.6: Máy trộn thùng quay lục giác nằm ngang 14 Hình 2.7: Máy trộn thùng quay kiểu chữ V 14 Hình 2.8: Máy trộn thùng quay liểu trục chéo 15 Hình 2.9: Cấu tạo máy trộn kiểu cánh 16 Hình 2.10: Cấu tạo máy trộn dãy băng xoắn .16 Hình 2.11: Cấu tạo máy trộn vít nằm ngang .17 Hình 4.1: Mơ hình hệ thống .22 Hình 4.2: Sơ đồ truyền động .27 Hình 4.3: Biểu đồ nội lực 38 Hình 4.3: Thùng trộn 51 Hình 4.4: Dãy băng .51 Hình 4.5: Trục làm việc .52 Hình 4.6: Khung đỡ máy .52 Hình 4.7: Cửa liệu 53 viii CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Việt Nam sức phấn đấu để trở thành nước công nghiệp với tỉ trọng ngành công nghiệp vượt trội ngành khác Trong sản xuất cơng nghiệp ngành gốm sứ đóng vai trò quan trọng Các sản phẩm gốm sứ sản phẩm đáp ứng nhu cầu thiết yếu sống người Ngành sản xuất gốm sứ tạo nhiều việc làm thu nhập cho người lao động nhiều địa phương nước Hiện nay, ngành xuất gốm sứ nước ta đứng tốp giới Sau thời gian dài thị trường vật liệu xây dựng trầm lắng ảnh hưởng thị trường bất động sản Trong năm gần trở lại thị trường bất động sản kéo theo phát triển mạnh mẽ ngành vật liệu xây dựng, từ ngành sản xuất gốm sứ xây dựng nước dần khôi phục phát triển Một nguyên liệu sản xuất gốm sứ đá Granite, có nhiều nước ta Đá Granite dùng để lát tường nhà, làm bậc tam cấp, cầu thang, mặc kệ bếp …Granite người tiêu dùng chọn sử dụng nhiều có độ bền cao, dễ tạo bóng mà khơng trơn, độ hút nước thấp, nhiều mẫu vân đẹp đặc biệt bề mặt không bị trầy xướt, sức chịu nhiệt cao Nước ta đà phát triển, doanh nghiệp nước chịu sức ép cạnh tranh thị trường nội địa sản phẩm ngoại nhập, để ngành gốm sứ phát triển việc nâng cao chất lượng, tạo khác biệt cho sản phẩm yếu tố cần thiết Dây chuyền sản xuất đá Granite gồm nhiều cơng đoạn, cơng đoạn trộn ngun liệu đóng vai trò quan trọng q trình trộn làm thành phần hỗn hợp sản phẩm chất lượng sản phẩm Vì hướng dẫn thầy TS Nguyễn Như Nam em thực đề tài: “Thiết kế chế tạo hệ thống trộn nguyên liệu sản xuất sản phẩm gốm” 1.2 Mục đích đề tài Thiết kế chế tạo hệ thống trộn hỗn hợp fenspat canxi cacbonat với suất 50 m3/h làm việc tự động kiểu dây chuyền công nghiệp 1.3 Nội dung nghiên cứu 1) Nghiên cứu tính chất hỗn hợp trộn fenspat canxi cacbonat 2) Tính tốn thiết kế hệ thống trộn hỗn hợp fenspat canxi cacbonat với suất 50 m3/h làm việc tự động kiểu dây chuyền công nghiệp 3) Chế tạo, lắp đặt hệ thống trộn hỗn hợp fenspat canxi cacbonat với suất 50 m3/h làm việc tự động kiểu dây chuyền công nghiệp để ứng dụng vào sản xuất  Nguyên công chế tạo : Nguyên công : chọn phôi thép dày mm Nguyên công : khai triển dạng vành khăn phôi Ngun cơng 3: Cắt khí Oxy – Axetylen Ngun cơng : tiện lại để đạt kích thước yêu cầu Nguyên công 5: lắp dãy băng lên ống trụ , ống trụ có ống trụ ngắn dùng để hàn thép để giữ cố định dãy băng , ta hàn cố định đầu, đầu cón lại ta dùng palăng kéo dãn đạt kích thước bước xoắn hàn điểm lại Nguyên công 6: Đưa dãy băng vào khung gá hàn điểm chống dãy băng trục Nguyên công 7: kiểm tra bước xoắn hàn cố định chi tiết 4.7.3 Công nghệ chế tạo trục  Nguyên công chế tạo : Nguyên công 1: Chọn phơi thép 45, kích thước phơi chọn cho lượng dư khối lượng gia công nhỏ Nguyên công 2: Gia công mặt đầu Nguyên công : khoan lỗ chuẩn Nguyên công 4: Tiện thô bán tinh mặt trụ máy tiện Nguyên công 5: Tiện tinh bề mặt trục lần gá để đạt kích thước độ bóng theo u cầu Ngun cơng 6: phay rãnh then Nguyên công : kiểm tra lại 4.7.4 Công nghệ chế tạo khung máy Khung máy dùng để nâng đỡ tạo độ cứng vững cho thùng làm việc  Các nguyên công chế tạo : Nguyên công : chọn phôi Nguyên công 2: cắt phôi 46 Nguyên công 3: làm sơ phôi cắt để thuận lợi cho công đoạn hàn Nguyên công 4: hàn điểm để cố định sau ta tiến hành hàn kéo Nguyên công 5: khắc phục biến dạng sau hàn 4.7.5 Công nghệ chế tạo cửa tháo liệu  Các nguyên công Nguyên công 1: chọn phôi thép dày mm Nguyên công : khai triển thép Nguyên công : dùng gió đá cắt phơi theo kích thước khai triển Nguyên công : mài làm phôi Nguyên công 5: hàn ghép chi tiết lại với Nguyên công 6: kiểm tra 4.7.6 Công nghệ chế tạo khung băng tải nằm ngang  Các nguyên công Nguyên công 1: chọn phôi thép chữ U Nguyên công 2: khai triển thép cắt theo khai triển Nguyên công 3: hàn chúng lại với Nguyên công 4: khắc phục biến dạng sau hàn 4.7.7 Công nghệ chế tạo khung băng tải nghiêng  Các nguyên công Nguyên công 1: chọn phôi thép chữ V Nguyên công 2: cắt phôi Nguyên công 3: hàn nối chung lại với Nguyên công 4: khắc phục biến dạng sau hàn 47 4.7.8 Công nghệ chế tạo bun ke chứa canxi cacbonat Nguyên công 1: chọn phôi thép dày mm Nguyên công : khai triển thép Nguyên công : dùng gió đá cắt phơi theo kích thước khai triển Nguyên công : mài làm phôi Nguyên công 5: hàn ghép chi tiết lại với Nguyên công 6: kiểm tra 4.7.8 Công nghệ chế tạo bun ke chứa fenspat Nguyên công 1: chọn phôi thép dày mm Nguyên công : khai triển thép Nguyên công : dùng gió đá cắt phơi theo kích thước khai triển Nguyên công : mài làm phôi Nguyên công 5: hàn ghép chi tiết lại với Nguyên công 6: kiểm tra 48 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận Quá trình thiết kế chế tạo hệ thống trộn nguyên liệu sản xuất sản phẩm gốm phù hợp với yêu cầu Máy trộn cấp đạt suất lớn 100 T/h Máy có khả làm việc ổn định làm việc ổn định chất lượng sản xuất chất lượng chế tạo Máy làm thủ cơng nên đòi hỏi trình độ tay nghè cao Máy trộn dãy băng có kết cấu đơn giản, máy vừa vận chuyển vừa trộn vật liệu Phục vụ yêu cầu sản xuất theo đơn đặt hàng 5.2 Đề nghị Đề nghị tiếp tục theo dõi hoạt động máy, phân tích xử lí số liệu để có đánh giá xác hơn, nhằm bổ sung hồn chỉnh từ thết kế, chế tạo đển vận hành để có cải tiến phù hợp 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) Nguyễn Như Nam, Trần Thị Thanh, 2000 “Máy gia công học nông sản thực phẩm” Nhà xuất giáo dục 2) Nguyễn Hữu Lộc, 2010 “Cơ sở thiết kế máy” Nhà xuất đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh 3) Nguyễn Hữu Lộc, 2010 “Bài tập chi tiết máy” Nhà xuất đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh 4) Th.S Đỗ Hữu Tồn, 2010 “Sức bền vật liệu” Tủ sách Đại học Nông lâm 5) Nguyễn Hồng Phong, 2013 “Sức bền vật liệu hướng dẫn giải mẫu” Tủ sách Đại học Nông lâm 6) Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, 2007 “Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1” NXB KH & KT , Hà Nội 7) Nguyễn Văn Hợp, Phạm Thị Nghĩa, Lê Hiện Thành, 2000 “Máy trục vận chuyển” Nhà xuất giao thông vận tải, Hà Nội 8) Trần Hữu Quế , 1999 “Vẽ kỹ thuật tập 1” Nhà xuất giáo dục, Hà Nội 9) Nguyễn Văn Lẫm , Nguyễn Trọng Hiệp, 2004 “Thiết kế chế tạo chi tiết máy” Nhà xuất giáo dục, Hà Nội 50 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Một số hình ảnh phần chế tạo Hình 4.4 Thùng trộn Hình 4.5 Dải băng 51 Hình 4.6 Trục làm việc Hình 4.7 Khung đỡ máy trộn 52 Hình 4.8 Cửa liệu 53 Hình 4.9: Bun ke chứa fenspat Hình 4.10: Bun ke chứa canxi cacbonat 54 Phụ lục 2: Một số hình ảnh máy ngồi thực tế Hình 4.11: Bun ke chứa canxi cacbonat Hình 4.12: Thùng trộn 55 Hình 4.13: Bun ke chứa fenspat 56 Hình 4.14: Băng tải ngang Hình 4.15: Băng tải nghiêng 57 Hình 4.16: Băng tải liệu Hình 4.17: Vật liệu chuyển qua băng tải hỗn hợp 58 Hình 4.18: Vật liệu chuyển vào thùng trộn thứ Hình 4.19: Vật liệu chuyển vào máy trộn thứ hai tháo 59 Hình 4.20: Hệ thống máy 60 ... trọng trình trộn làm thành phần hỗn hợp sản phẩm chất lượng sản phẩm Vì hướng dẫn thầy TS Nguyễn Như Nam em thực đề tài: Thiết kế chế tạo hệ thống trộn nguyên liệu sản xuất sản phẩm gốm 1.2 Mục... Thiết kế chế tạo hệ thống trộn nguyên liệu sản xuất sản phẩm gốm thực khoa Cơ Khí Cơng Nghệ trường Đại học Nơng Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, thời gian thực đề tài từ tháng đến tháng năm 2013 Kết... vận chuyển vật liệu liệu 43 4.7 Công nghệ chế tạo 45 4.7.1 Công nghệ chế tạo thùng trộn 45 4.7.2 Công nghệ chế tạo băng 45 4.7.3 Công nghệ chế tạo trục