BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ  ĐỒ ÁN Q TRÌNH THIẾT BỊ CƠNG NGHỆ HÓA HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG NGHIỀN BI GIÁN ĐOẠN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Ngô Trương Ngọc Mai SINH VIÊN THỰC HIỆN Tháng 5/2019 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn trường Đại học Cần Thơ, quý thầy cô Khoa Công nghệ tạo điều kiện cho em hồn thành mơn học Đồ án q trình thiết bị với đề tài “Thiết kế hệ thống nghiền bi gián đoạn” Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Ngô Trương Ngọc Mai trực tiếp hướng dẫn đề tài, tận tình giúp đỡ tạo điều kiện tốt để em hồn thành đồ án Mặc dù em cố gắng để hoàn thành đồ án cách hoàn chỉnh nhất, hạn chế kiến thức chuyên môn kinh nghiệm nên q trình tính tốn vẽ thiết bị khơng thể tránh sai sót Vì thế, em mong nhận góp ý nhận xét quý thầy cô để đồ án em hoàn chỉnh Xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC TÓM TẮT Đồ án tập trung vào thiết kế thiết bị nghiền bi liên tục dạng ống, ứng dụng vào nghiền đá vôi phục vụ cho sản xuất gốm sứ Thiết bị thiết kế tương đối hoàn chỉnh phù hợp với thông số số thiết bị công bố thị trường Với công suất 13 tấn/giờ, máy nghiền bi có khả cung cấp số lượng lớn bột đá vôi cho sở sản xuất gốm sứ DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Lý thuyết phương pháp nghiền 1.1.1 Khái niệm phương pháp nghiền Nghiền trình làm giảm kích thước vật liệu rắn tác dụng ngoại lực nhằm phá vỡ lực liên kết phân tử vật liệu Mức độ đập nghiền tỉ số kích thước lớn vật liệu trước đập (Dmax) kích thước lớn vật liệu sau đập (dmax) Trong công nghiệp xi măng tỉ số nằm khoảng giới hạn từ đến 15 Q trình đập nhỏ thực theo 1, hay giai đoạn phụ thuộc vào yêu cầu nguyên vật liệu sau đập đặc tính kỹ thuật thiết bị đập sử dụng Năng lượng tiêu tốn phải nhỏ nhất, đập nghiền đến mức độ cần thiết, dễ sửa chữa thay chi tiết bị hư hỏng máy, sản phẩm thu phải tương đối đồng kích thước, phải có khả điều chỉnh mức độ đập nghiền dễ dàng, lựa chọn máy cần vào tính chất vật liệu cần đập nghiền để lựa chọn máy thích hợp 1.1.2 Các loại máy nghiền 1.1.2.1 Máy nghiền má (máy đập hàm) Trong máy nghiền má, giảm kích thước vật liệu nạp vào vật liệu bị ép hai má lót lót có khía làm thép cứng Một má cố định má chuyển động tịnh tiến qua lại nhờ trục khủy Tùy theo hình dạng quỹ đạo chuyển động má nghiền phân thành: • Máy nghiền má chuyển động đơn giản: má nghiền di động treo trục cố định, quỹ đạo chuyển động điểm má nghiền đường cong, lực nén phần cửa nạp lớn, lót bị mài mòn thời gian sử dụng lót kéo dài Nhưng hành trình ép nhỏ nên khả ép vật liệu giảm, thời gian phá vật liệu tăng lên, suất máy giảm • Máy nghiền má chuyển động phức tạp: má nghiền treo trực tiếp vào trục lệch tâm Quỹ đạo chuyển động điểm máy nghiền đường cong khép kính, gần điểm treo trục quỹ đạo chuyển động gần có dạng hình tròn Do có hành trình chuyển động lớn nên khả ép mài mòn tăng, khả nghiền nhỏ tăng lại làm tăng nhanh mài mòn lót tăng công suất động Công dụng: chủ yếu dùng để đập thơ đập trung bình vật liệu có độ bền nén 2000 kg.cm-3 Ưu điểm: suất cao, kết cấu đơn giản, giá thành hạ không u cầu cơng nhân có tay nghề cao, kích thước máy gọn, đập nghiền vật liệu có độ cứng cao Nhược điểm: máy làm việc nửa chu kỳ, rung lắc vật liệu di chuyển khơng cân bằng, móng máy cần phải xây chắn, tiêu hao lượng lớn 1.1.2.2 Máy nghiền nón Trong máy nghiền nón, đập vỡ vật liệu xảy nón cố định (buồng đập nón di động (nón đập) nằm buồn đập Có hai loại máy nghiền nón máy nghiền nón trục treo (còn gọi máy nghiền gates máy nghiền nón trục cơngson (còn gọi máy nghiền simons) Trong hai loại máy này, khoảng cách bề mặt hai nón điều giảm xuống theo hướng vật liệu Công dụng: sử dụng để đập thô, đập trung bình đập nhỏ vật liệu rắn Ưu điểm: lượng tiêu hao riêng cho sản phẩm nhỏ máy nghiền má, máy vật liệu khơng bị ép mà bị uốn Năng suất cao, chuyển động êm khơng có tải trọng động trình làm việc liên tục vòng quay nên khơng cần đến vơ lăng trượt tải Kích thước sản phẩm đồng Nhược điểm: kết cấu máy phức tạp, nặng nề, giá thành cao sữa chữa máy phức tạp Chiều cao máy lớn Với suất, máy đập hàm đập vật liệu to 1.1.2.3 Máy nghiền trục Quá trình nghiền vật liệu dựa sở vật liệu nghiền nhỏ áp lực hai trục vật liệu rơi vào khe hai trục cán quay ngược chiều Kích thước vật liệu khỏi máy phụ thuộc vào khoảng cách hai trục điều chỉnh Máy đập trục có loại đập trục đơn, loại đập trục đôi loại đập trục ba Công dụng: dùng để đập lần hai (đập trung bình đập nhỏ) loại vật lệu như: đá vôi, đá sét, đá phấn, than… nung Máy sử dụng rộng rải để nghiền vật liệu mềm dẻo nhớt đất sét, cao lanh Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, làm việc tin cậy, ổn định, tiêu hao lượng so với máy nghiền nón Nhược điểm: nghiền đập vật liệu hiệu Khi đập trục nhẵn sản phẩm có dạng phẳng không mong muốn, suất thấp, mức độ nghiền chất lượng không cao 1.1.2.4 Máy đập búa Trong máy đập búa, vật liệu nạp vào đập nhỏ tác dụng va đập búa đập rắn rôto quay với tốc độ cao, va đập vật liệu với thành máy đập tác dụng va đập vật liệu với Máy đập búa máy đập phổ biến công nghiệp xi măng sử dụng để đập đá vôi đá phấn Máy đập búa có hai dạng máy đập búa thông thường (một rôto hay hai rôto) máy đập búa phản kích: • Máy đập búa hay hai rôto: thiết bị sử dụng rộng rải công nghiệp xi măng để đập đá vôi, đất sét hay than Vật liệu nạp vào đập sơ búa đập, hạt nhỏ lọt qua ghi hạt lớn nằm ghi lại đập tiếp lần hai Kích thước sản phẩm phụ thuộc vào khoảng cách ghi điều chỉnh • Máy đập búa phản kích: trình đập nhỏ vật liệu trải qua ba trình Quá trình đập chủ yếu xảy phân tử đập gắn rôto đập vào vật liệu chắn lắp máy đập búa có tác dụng giữ vật liệu buồng đập, lại chịu tác động búa đập, hạt lọt qua khe hở rôto mép chắn Quá trình đập thứ hai vật liệu đập va vào chắn Quá trình thứ ba hạt vật liệu va vào Với loại máy đập này, va đập lực chủ yếu phá vỡ vật liệu phá vỡ xảy theo vết nứt hình thành cục vật liệu 1.1.3 Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ NGHIỀN MỊN 1.1.3.1 Máy nghiền đĩa Công dụng: máy nghiền đĩa sử dụng ngành chế biến lương thực, thực phẩm, sản xuất tinh bột, sản xuất giấy Ưu điểm: kích thước sản phẩm nhỏ, độ mịn cao Nhược điểm: công suất nghiền thấp, lượng tiêu hao riêng lớn so với loại máy nghiền khác nên khả phạm vi sử dụng ngày hạn chế Chỉ để nghiền loại vật liệu khơ 1.1.3.2 Máy nghiền bi Cơng dụng: máy dùng nghiền khô, nghiền mịn mịn Trong lĩnh vực công nghiệp sản xuất vật liệu xậy dựng, máy nghiền bi máy chủ đạo để nghiền bột vật liệu Ưu điểm: sấy nghiền đồng thời máy, cấu tạo tương đối đơn giản, làm việc ổn định tin cậy Sử dụng dễ dàng mức độ đập nghiền cao, ổn định Vật liệu nghiền trộn đồng Nhược điểm: tốc độ chuyển động bi đạn nhỏ, làm hạn chế số vòng quay máy nghiền Tất bi đạn máy nghiền khơng đồng thời tham gia làm việc Kích thước lớn, máy nặng làm việc ồn, tiêu hao lượng điện riêng lớn, momen mở máy lớn Nguyên lý làm việc: máy nghiền bi ống thép hình trụ, bên có vật liệu nghiền làm thép hình dạng kích thước khác Khi thùng máy nghiền quay, viên bi tác dụng lực ly tâm nâng lên đến độ cao định, trọng lượng viên bi lớn so với lực ly tâm, viên bi rơi suống đập vật liệu nghiền quay thùng nghiền làm viên bi chuyển động trược tương nhau, gây trà xát vật liệu nghiền bị lọt vào viên bi Vật liệu chuyển động dọc theo chiều dài thùng nghiền áp lực từ phía đầu vào thùng nghiền tạo dòng nạp liên tục vào máy Vật liệu nạp vào nhiều sản phẩm nghiền đầu lớn, nhiên thời 10 Vật liệu lót ổ: đồng tráng lên ổ lớp Babit chì thiếc antimon COC 6- (88% chì, 6% thiếc, 6% antimon ) nhằm nâng cao đô bền mỏi tiếc kiệm thiếc Nhiệt độ mơi trường xung quanh chọn 350C Tính tốn qui ước ổ trượt Tính theo áp suất cho phép Lấy ⇒ l = 0,5.d = 0,8.0,5 =0,4 m = 400 mm Áp suất cho phép [p] đồng 15 Mpa (bảng 16.3 sách chi tiết máy tập 2) N.mm-1 < [p] Chọn sơ độ hở tương đối ψ = = 0,0003, tính độ hở δ = ψ.d = 0,15 mm Chọn kiểu lắp (tra bảng P4.2 sách hệ dẫn động) độ hở nhỏ δmin = 85 µm, δmax = 206 µm Độ hở trung bình δtb = = 145,5 µm theo δtb tính lại ψ ψ= theo bảng 16.2 (chi tiết máy tập 2) chọn dầu cơng nghiệp 45, tìm µ = 40 cP = 0,04 Ns.m-1 tính hệ số khả chịu tải ổ φ Trong đó: p = 2,5 N.mm-2 = 2,5.106 N/m2 ω = = Theo bảng 16.1, với l/d = 0,8 tìm Theo cơng thức (16-170 tính hmin 4.3.4 Kiểm tra hmin Giả sử ngỗng trục gia cơng có thơng số nhám lót ổ có : 4.3.5 Kiểm tra nhiệt Theo đồ thị hình 16.14 với x =0,67 l/d = 0,8 tìm , f = 0,0012 = 0,0024 Theo đồ thị hình 16.15 tìm Lấy C = kJ.kg-1.oC-1 , , kt = 0,06 kW.m-2.oC-1 Theo cơng thức (16-22) tìm Nhiệt độ trung bình dầu [cơng thức (16-23)] Nhiệt độ trung bình dầu thấp nhiệt độ giả thiết để chọn độ nhớt μ, ổ trượt làm việc thỏa mãn điều kiện bôi trơn ma sát ướt Nhiệt độ dấu [công thức (16-24)] tra = 40o + 15o = 55 o Nhiệt độ dầu nằm phạm vi cho phép 4.3.6 Xác định kích thước bi nghiền lượng bi cần thiết máy nghiền (Phần tính tốn phần dựa vào cơng thức sách Quá trình thiết bị CNHH & TP Tập 2: Cơ học vật liệu rời Trong tài liệu tham khảo số [1]) Đường kính bi nghiền xác định theo công thức:   (√ = 6() √ (Cơng thức 3.205, trang 178) Trong đó: d đường kính sản phẩm sau nghiền, (µm) D đường kính cực đại vật liệu thơ (mm) Lượng bi nghiền cần thiết nạp vào máy cho a = 0.16R t (m) Với a khoảng cách từ tâm thùng nghiến đến mặt thoáng lớp bi thùng đứng yên => a = 0,16 × 1,05 = 0,168 m Kích thước đá vơi trước nghiền là: 25 mm Trong ngăn nghiền xảy va đập chính, phải sử dụng loại bi có đường kính lớn Theo thực nghiệm, bi chọn có đường kính từ 100 – 110 mm => chọn bi có đường kính 100 mm Vậy kích thước vật liệu sau nghiền xong có kích thước 0,237 mm (Áp dụng công thức 3.205) Khối lượng bi cần dùng để nghiền Tổng khối lượng bi: Mb = V1 × ρb × μ × φ Với V thể tích buồng nghiền => V1= π × R2× L = π × 2,22 × 4,4 = 16.71 m3 => Mb = 16,71 × 2,8 × 0,735 × 0,35 = 12,04 mm3 Thể tích bi nghiền: Khối lượng bi nghiền: m b = Vb×ρb = 5,2 × 10-4 (m3) × 2800 (kg.m-3) = 1,4 kg Số lượng bi cần dùng: = 8600 (viên bi) Khối lượng vật liệu thùng (Phần tính tốn phần dựa vào cơng thức sách Q trình thiết bị CNHH & TP Tập 2: Cơ học vật liệu rời Trong tài liệu tham khảo số [1]) Ta có: Tổng khối lượng bi thùng là: Mb = 20 Theo thực nghiệm tổng thể tích bi thể tích vật liệu nhỏ 70% thể tích thùng nghiền Thể tích bi thùng là: Thể tích thùng nghiền là: 20,4 m3 => Thể tích vật liệu tối đa thùng là: Khối lượng vật liệu: Mvl = ρvl × v = 2700 × 1,25 ≈ 3,75 4.5 TÍNH TOÁN VÀ CHỌN HỘP GIẢM TỐC 4.5.1 Chọn hộp giảm tốc: Động có tốc độ: nđc = 735 (vg/ph) Ống nghiền có tốc độ hợp lý: nhl = 23,02 (vg/ph) => Tỷ số truyền phận truyền động từ trục động đến vỏ ống nghiền là: Tải trọng máy nghiền lớn nên ta dùng hộp giảm tốc khai triển hộp tốc phân đơi Đối với hộp giảm tốc khai triển • Hộp giảm tốc khai triển có ưu điểm sau: + Kết cấu đơn giản, số lượng chi tiết hộp + Phương án cố định cho bánh răng, ổ trục, ổ gối đỡ dễ thực + Độ xác vị trí tương đối trục không yêu cầu cao + Điều chỉnh ăn khớp cặp bánh răng, khe hở ổ lăn dễ dàng + Giá thành thấp • Nhược điểm hộp khai triển: + Bánh phân phối không đối xứng so với gối đở trục, làm tăng tập trung tải trọng lên phần + Tải trọng phân bố không lên hai ổ trục, kích thước ổ chọn theo tải trọng lớn, khối lượng hộp giảm tốc khai triển thường lớn loại hộp giảm tốc khác Hộp giảm tốc khai triển dùng rộng rải hệ thống dẫn động 1.1.1.1 Đối với hộp giảm tốc hai cấp phân đơi • Hộp giảm tốc phân đơi có ưu điểm sau: + Bánh phân bố đối xứng so với gối đỡ trục, giảm tập trung tải trọng phần + Tải trọng phân bố tương đối hai ổ, nên kích thước ổ khơng lớn tận dụng hết khả ổ + Cấp phân đôi tương ứng với cặp bánh chữ V, có khả tải lớn, khối lượng hộp phân đơi nhỏ hộp khai triển có thơng số làm việc • Nhược điểm hộp giảm tốc phân đôi + Một hai trục cặp bánh chữ V cần tự lựa lực dọc trục, cấu tạo gối đỡ trục phức tạp + Chế tạo cặp bánh chữ V yêu cầu xác cao + Số lượng bánh tăng, chiều rộng hộp lớn hộp khai triển + Giá thành cao hộp khai triển Hộp giảm tốc phân đôi dùng tương đối rông rãi 4.5.2 Lựa chọn phương án thiết kế hộp giảm tốc Dựa vào ưu nhược điểm hai hộp giảm tốc ta chọn hộp giảm tốc có cấp phân đơi để thiết kế cho q trình truyền động… ( q trình tính tốn dựa vào sách thiết kế chi tiết máy) Ta có động lựa chọn phần trên, với thông số kĩ thuật sau: Công suất 380 (kW) Tốc độ vòng quay : 735 (v/ph) Ihgt : i = 35 = ihgt inh = inh Trong đó: ihgt : tỷ số truyền hộp giảm tốc inh: tỷ số truyền truyền vành hộp giảm tốc inh = η1 = 0,97 – hiệu suất truyền bánh η2 = 0,99 – hiệu suất cặp ổ lăn η3 = – hiệu suất khớp nối Ta có: hộp giảm tốc phân đơi in > ic ( in tỉ số truyền cấp nhanh; ic tỉ số truyền cấp chậm) Có thể chọn hệ thức sau : in = ic (1,2 ÷ 1,3) Vậy ta chọn in = 1,25 ic Do ic = in = 2,5 Tính cơng suất cho trục: NI = Nct/η1/η2 = 380/0,97/0,99 = 395,71 (kW) NII = NI/η1/η2 = 395,71/0,97/0,99 = 412,07 (kW) NIII = NII/η2/η3 = 361,3/0,99/1 = 416,23 (kW) Tính số vòng quay trục: n1 = nđc = 735 (v/ph) n2 = nl/in = 735/2,5 = 294 (v/ph) n3 = n2/ic = 294/2 = 147 (v/ph) Tính momen xoắn trục: Mdc = 9,55× 106 × Nct/ndc = 9,55 × 106 × 380/735 = 4937415 ( N.mm) Mxl = 9,55× 106 × NI/n1 = 9,55 × 106 × 395,71/735 = 5141538 ( N.mm) Mx2 = 9,55× 106 × NII/n2 = 9,55 × 106 × 412,07/294 = 13385267 ( N.mm) Mx3 = 9,55× 106 × NIII/n3 = 9,55 × 106 × 416,23/147 = 27040793 ( N.mm) 4.5.3 Tính tốn thiết kế truyền bánh nghiêng cấp nhanh: Công suất bánh dẫn: Công suất bánh bị dẫn: 4.5.4 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng: Bánh nhỏ: Thép 40 X thường hóa σb = 950 MPa ; σch = 700 MPa ; HB = 260; Bánh lớn: Thép 40 X thường hóa: σb = 850 MPa ; σch = 550 MPa ; HB = 230; 4.5.5 Định ứng suất cho phép: Chu kì làm việc tương đương bánh lớn: 107 Số chu kỳ sở NHO thép chế tạo bánh lớn 17.106 (Bảng 10-8 sách chi tiết máy tập 1) Vậy Ntđ>NHO ⇒KHL=1 Chu kì làm việc tương đương bánh nhỏ: Ntđ1 = Ntđ2.i = 9.107 2,5 = 27.107 Ntđ1, Ntđ2 > NHO = 107 => KHL = Vậy ta có σHlim1=σoHlim1, σHlim2=σoHlim2 a Giới hạn bền mỏi tiếp xúc cho phép bánh lớn bánh nhỏ:(bảng 106 sách chi tiết máy 1) σHlim1=2.HB+70 = 2.260+70 = 590 MPa σHlim2= 2.HB+70= 2.230+70 = 530 MPa Ứng suất tiếp xúc cho phép bánh [σHlim1]=(σHlim1/SH).ZRZVKLKxH Trong tính tốn sơ chọn ZRZVKLKxH=1, SH=1,1 ⇒Bánh nhỏ [σH1]=590/1,1=536,36 MPa Bánh lớn [σH2]=530/1,1=481,82 MPa Để tính bền ta dùng trị số ứng suất tiếp xúc nhỏ: [σH] = 481,82 MPa b Ứng suất uốn cho phép: Số chu kì chịu tải tương đương bánh lớn (cơng thức 10-72, chi tiết máy 1) =>NFO = 4.106 Số chu kỳ chịu tải tương đương bánh nhỏ Ntđ1=i.Ntđ2, lớn NFO Ta có NFL = hai bánh Bộ truyền quay chiều nên KFC = Giới hạn bền mỏi uốn bánh nhỏ bánh lớn [công thức 910-74) bảng 10-6] Ứng suất mỏi uốn cho phép tính theo công thức (10-73) (sách chi tiết máy tập Nguyễn Trọng Hiệp) Hệ số an tồn SF = 1,7 (phơi rèn thường hóa tơi cải thiện) Hệ số KxF = (đường kính bánh 400 mm) Hệ số YR = Hệ số YS = 1,08 – 1,61 gm = 1,03 (môđun m = mm) Ứng suất uốn cho phép bánh nhỏ Ứng suất uốn bánh lớn Ứng suất tiếp xúc cho phép tải Bánh nhỏ Bánh lớn Ứng suất uốn cho phép tải Bánh nhỏ Bánh lớn 4.5.6 Tính sơ đường kính vòng lăn bánh nhỏ theo cơng thức (10-43) Trong moomen xoắn bánh nhỏ Hệ số chiếu rộng vành chọn theo Lấy sơ KHα = 1,1; theo trị số đồ thị hình 10-14 tìm KHβ = 1,08 Lấy dωl = 520 mm 4.5.7 Tính khoảng cách trục αω sơ Mơđun pháp Chọn m = 14 mm Tính số Số bánh nhỏ: Số bánh lớn: Z2 = i.Z1 = 92 4.5.8 Các kích thước bánh Các đường kính vòng chia ( truyền không dịch chỉnh) Chiều rộng vành bω =  d dω1 = 0,6 520 = 312 mm Lấy bω = 320 mm Khoảng cách trục aω = 910 mm Hệ số trùng khớp dọc Thỏa điều kiện 4.5.9 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc theo công thức (10-40) ZM = 275 Mpa1/2 ( bánh thép) Góc ăn khớp mặt mút bánh nghiêng khơng dịch chỉnh Góc ăn khớp mặt mút bánh nghiêng không dịch chỉnh = Hệ số trùng khớp ngang tính theo cơng thức (10-6) (sách chi tiết máy tập 2-Nguyễn Trọng Hiệp) Theo công thức (10-42) (sách chi tiết máy tập 2-Nguyễn Trọng Hiệp) Hệ số KHβ = 1,08 tìm Để xác định KHα, trước hết cần tính vận tốc vòng Theo bảng 10-1 chọn cấp xác cho truyền bánh Theo đồ thị hình 10-11(sách chi tiết máy tập 2-Nguyễn Trọng Hiệp) tìm KHα = 1.12 Hệ số KHv tính theo cơng thức (10-12) (sách chi tiết máy tập 2-Nguyễn Trọng Hiệp) Với vH tính theo cơng thức (10-14) H = 0.002 (bảng 10-2) ; go = 73 (bảng 10-3) (sách chi tiết máy tập 2-Nguyễn Trọng Hiệp) Vậy 4.5.10 Kiểm nghiệm độ bền uốn Ứng suất uốn tính theo công thức (10-45) (sách chi tiết máy tập 2-Nguyễn Trọng Hiệp) Xác đinh hệ số dạng YF1 YF2 theo đồ thị hình 10-21 (sách chi tiết máy tập 2Nguyễn Trọng Hiệp ) với hệ số dịch chỉnh x = số tương đương Hệ số KFα tính theo cơng thức (10-11), với cấp xác ncx = KFα = Hệ số KFβ tre theo đồ thị hình 10-14 (sách chi tiết máy tập 2-Nguyễn Trọng Hiệp), phụ thuộc hệ số d vị trí bánh nhỏ lắp trục, KFβ = 1.25 Hệ số KFv tính theo cơng thức (10-13) (sách chi tiết máy tập 2-Nguyễn Trọng Hiệp) (bảng 10-2) Hệ số Yβ = Vậy = = 66,24 Mpa < [] 4.5.11 Kiểm nghiệm độ bền tải Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc bánh lớn có ứng suất tiếp xúc cho phép tải [σH2]max = 1540 Mpa nhỏ [σH1]max Theo công thức (10-47) (sách chi tiết máy tập 2-Nguyễn Trọng Hiệp), với T1 max = 1,8 T1 Kiểm nghiệm ứng suất tải theo công thức (10-48) (sách chi tiết máy tập 2Nguyễn Trọng Hiệp) Bánh nhỏ 4.5.12 Xác định kích thước truyền bánh Vì tính tốn kiểm nghiệm điều kiện bền bánh thỏa mãn, kích thước: + Đường kính vòng chia d1 = m.Z1 =518 mm ; d2 = m.Z2 = 1288 mm; + Đường kính vóng đỉnh da1 = d1 + 2.m = 546 mm ; da2 = d2 + 2.m = 1316 mm + Đường kính vòng đáy df1 = d1 -2,5.m = 486 mm ; df2 = d2 -2,5.m = 1253 mm + Số Z1 = 37 ; Z2 = 92 tìm khơng cần phải thay đổi 4.6 TRỤC Theo cơng thức (15-2) tính sơ đường kính trục chổ lắp bánh Định kết cấu trục kích thước đoạn trục: đường kính chổ lắp bánh d1 = 135 mm; đường lính chổ lắp ổ lăn d0 = d1 – = 130 mm ; đường kính chổ lắp khớp nối dk = d0 – = 125 mm; kích thước chiều dài l = 380 mm; a = b = 190 mm; c = 380 mm; đường kính trung bình vòng tròn qua tâm đàn hồi khớp nối D = 140 mm Xác định lực qua bánh tác dụng lên trục: Mômen xoắn Lực vòng Kiểm nghiệm hệ số an tồn mỏi trục theo công thức (15-3)( sách chi tiết máy tập 2-Nguyễn Trọng Hiệp) Tại tiết diện lắp bánh răng, trục bị yếu rãnh then Mômen xoắn T = 4937415 N.mm Ứng suất uốn Ứng suất xoắn Trục làm thép 45 thường hóa có giới hạn bền kéo Giới hạn mỏi uốn Giới hạn mỏi xoắn Hệ số tập trung ứng suất thực tế tra theo bảng 15.3 rãnh then trục có giới hạn bền có kσ = 1,75 ; kr = 1,50 Hệ số kích thước tra bảng 15.2, Trục mài, có hệ số tập trung ứng suất bề mặt không nhãn Trục không tăng bền, hệ số β = Các hệ số thép cacbon Theo công thức (15-4 sách chi tiết máy tập 2-Nguyễn Trọng Hiệp) với , ta có Theo cơng thức (15-5) với , ta có Tính hệ số an tồn s theo cơng thức (15-3) 4.7 TÍNH TỐN Ổ LĂN Số vòng quay thùng nghiền là: n = 23,02 vòng.phút-1 Tải trọng tương đương đối: V: hệ số kể đến vòng quay, vòng quay nên V = kt: hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ, giả sử điều kiện làm việc ổ lăn nhỏ 105 oC, ta có kt = kđ: hệ số kể đến đặc tính tải trọng, máy nghiền ta có , ta chọn kđ = Fr: tải trọng hướng tâm, ổ lăn phải chịu tác dụng lớn từ toàn thùng nghiền thiết bị thùng, nên ta lấy Fr = P = 1,18.106 Từ thông số ta được: Tuổi thọ ổ lăn tính theo cơng thức sau: Với: Lh: tuổi thọ ổ lăn tính Ổ lăn hoạt động năm => Lh = 5.365.24 = 43800 n: số vòng quay thùng Khả tải động tính sau: m = 10/3 (PGS.TS.Trịnh Chất, 2010) ⇒Chọn ổ lăn đỡ dãy với thơng số sau: - Đường kính trong: d = 640 mm - Đừng kính ngồi: D = 700 mm 4.8 BỆ ĐỠ Do toàn khối lượng thùng nghiền tập trung lớn bệ đỡ Nên ta chọn vật liệu đỡ có khả chịu tải trọng cao có độ bền cao Chọn vật liệu bệ đỡ gang xám với giới hạn bền ứng suất uốn [σu] = 5510 N.(mm2)-1 Chiều cao bệ đỡ h = 1150 mm Bề rộng bệ đỡ có dạng hình thang cân b1 = 1500 mm, b2 = 700 mm Chọn bề dày bệ đỡ 200 mm Đối với thiết bị có hai chân đỡ, phản lực chân đỡ tính theo công thức sau: P1 = P2 = 0,5.G Với G - trọng lực thùng nghiền, N Do thiết bị có gắn bánh nên phản lực gần bánh tính sau: P2 = P1 + Pbánh Phản lực bệ đỡ nằm xa bánh lớn: P1 = 0,5.mT = 0,5.1,18.106 = 5,9.105 N Phản lực bệ đỡ nằm gần bánh lớn: P2 = 5,9.105+ 959730,75 = 1,55.106 N Momen chống uốn bệ đỡ: Với S - bề dày thùng, S = 20 mm Ca - hệ số bổ sung ăn mòn hóa học, khơng ăn mòn hóa học nên Ca = Ứng suất uốn chân đỡ nằm xa bánh răng: Ứng suất uốn chân đỡ nằm gần bánh răng: Với Dn = 1940 mm Vậy ta chọn vật liệu làm bệ đỡ gang xám có mã hiệu 32-52, với giới hạn bền ứng suất uốn [σu] = 5510 N.(mm2)-1 KẾT LUẬN Trong công đoạn nghiền đá vơi ứng dụng gốm sứ máy nghiền bi khả dụng nhất, nhờ vào tính hiệu quả, dễ vận hành cấu tạo đơn giản Quá trình tính tốn mặt lý thuyết cố gắng sát với thực tế cao Chiếc máy nghiền thiết kế ngăn, nghiền gián đoạn với cửa nhập liệu cửa tháo liệu Với suất 10 tấn/mẻ, máy có kích thước tương đối lớn (2,2x4,4m), nhiên, theo tính tốn máy hoạt động tốt giới hạn cho phép cho kích thước đá vơi theo u cầu Qua q trình tính tốn cơng nghệ ta thấy có nhiều khó khăn phát sinh gây cản trở đến việc tối ưu hóa cho quy trình cơng nghệ Tuy nhiên, việc thực q trình tính tốn cơng nghệ đồ án dựa số liệu sách thơng số có cần dựa theo chuẩn thực tế để hình thành sản phẩm Một yếu tố khác đóng phần quan trọng kinh nghiệm thực tế sản xuất Mặt khác thiết bị sau thiết kế cần bảo đảm ngun lí hoặt động giá thành khơng cao, không sai biệt so với thực tế đạt hiệu mong muốn, hoạt động tốt sản xuất cơng nghiệp Trong q trình thực em gửi lời cảm ơn chung đến thầy cô mơn Cơng nghệ Hóa Học, riêng Cô hướng dẫn Cô Ngô Trương Ngọc Mai bảo hướng dẫn tận tình, giới thiệu tài liệu tham khảo vô bổ ích để em hồn thành đồ án mơn học TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hồ Lê Viên, 2006 Tính tốn, thiết kế chi tiết thiết bị hóa chất dầu khí NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội NXB xây dựng Hà Nội, 310 trang [2] GS TSKH Nguyễn Bin, 2003 Các trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm tập “phân riêng hệ không đồng khuấy, trộn, đập, nghiền, sàng” NXB Khoa học kỹ thuật [3] Lưu Thị Thanh Mai, 2007 Đồ án thiết kế máy nghiền bi gián đoạn nghiền nguyên liệu cho khung xương chén sứ dân dụng [4] Nguyễn Trọng Hiệp, 2006 Chi tiết máy Tập NXB Giáo dục Thừa Thiên Huế [5] Nguyễn Trọng Hiệp, 2006 Chi tiết máy Tập NXB Giáo dục Thừa Thiên Huế [6] PGS TS Trịnh Chất, TS Lê Văn Uyển, 2010 Tính tồn thiết kế hệ dẫn động khí, Tập Tái xuất lần 10, NXB Giáo dục Phú Yên [7] Vũ Bá Minh, Hồng Minh Nam, 2004 Q trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm, tập học vật liệu rời NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh [8] PGS Hà Văn Vui, TS Nguyễn Chỉ Sáng, 2004 Sổ tay Thiết kế khí Tập NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội [9] TS Trần Xoa, 2004 PGS TS Nguyễn Trọng Khuôn, TS Phạm Xn Tồn Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, Tập NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội ... tục dạng ống, ứng dụng vào nghiền đá vôi phục vụ cho sản xuất gốm sứ Thiết bị thiết kế tương đối hoàn chỉnh phù hợp với thông số số thiết bị công bố thị trường Với công suất 13 tấn/giờ, máy nghiền. .. nghiền phù hợp Máy nghiền bi lựa chọn hàng đầu việc nghiền vật liệu, cụ thể đá vôi Máy nghiền bi gián đoạn với suât 10 tấn/mẻ thiết kế ứng dụng vào vật liệu gốm sứ Máy nghiền bi thùng ngắn làm... đầu vào thùng nghiền tạo dòng nạp liên tục vào máy Vật liệu nạp vào nhiều sản phẩm nghiền đầu lớn, nhiên thời 10 gian vật liệu máy nghiền giảm, sản phẩm nghiền có kích cở hạt thơ 1.1.3.3Máy nghiền