- Định nghĩa: Năng suất ép lμ lượng nước ép được trong đơn vị thời gian (T/h, T/ngμy với hiệu suất ép nhất định.
- Quan hệ mật thiết giữa năng suất vμ hiệu suất ép:
Khi hiệu suất ép hơi thấp một ít để nâng cao năng suất nh−ng xét về mặt kinh tế, chỉ tiêu hiệu suất ép nói lên hiệu quả kinh tế tùy từng vùng mμ định. Ví dụ, trên thế giới một số vùng mía tốt lúc thμnh phần đường cao thì giảm hiệu suất ép một ít để nâng cao năng suất hoặc có vùng nắng to, đông lạnh đường chuyển hóa cần tăng năng suất ép, những việc lμm đó hợp lý về mặt kinh tế. Ng−ợc lại, có những vùng mía không nhiều thì giảm năng suất để nâng cao hiệu suất mới đạt kết quả tốt.
- Công thức tính năng suất ép
Công thức tính năng suất có nhiều nh−ng các công thức sau đây, kết quả tính gần phù hợp với số liệu thực tế sản xuất.
Công thức kinh nghiệm của Hugot:
( )
f
N LD D . n 06 , 0 1 n ' C 9 , C 0
− 2
= (1-14)
Trong công thức:
C: N¨ng suÊt Ðp (T/h) C': Hệ số xử lý mía
n: Tốc độ của trục ép (V/phút) D: §−êng kÝnh trôc Ðp (mm) L: ChiÒu dμi trôc Ðp (mm) f: Phần xơ trong mía (%) N: Sè trôc Ðp
Điều kiện thμnh lập công thức:
- Xử lý mía: gồm 2 máy chặt mía vμ một máy xé tơi C' = 1,22
f = 15%
N = 6 v/ph
Nếu thμnh phần xơ f' ≠ 0,15 thì trong công thức nhân với 0,15/f' Nếu n' ≠ 6 v/ph thì trong công thức nhân với ( )
(1 0,36D)
6
D ' n 06 , 0 1 ' n
−
−
Nếu C' ≠ 1,22 thì nhân thêm C'/1,22.
- Công thức của Trung Quốc
(T/h)
f
K N nLD K K
C K 4
2 3 2
= 1 (1-15)
Trong đó:
K1 - Hệ số xử lý mía K1 = 1,2
K2 - Hệ số đặc tính đường kính trục K2 = 0,45
K3 - Hệ số lắp trục nạp liệu, hộp cao vị có tác dụng mía vμo máy ép dễ dμng (K3 = 1,2).
n - Tốc độ vòng trục ép (v/ph) D - §−êng kÝnh trôc Ðp (m) L - ChiÒu dμi trôc Ðp (m) f - Phần xơ mía (%)
K4 - Hệ số ảnh h−ởng hiệu suất ép K4 = 1,2 N - Sè trôc Ðp
- Công thức kinh nghiệm của Cu Ba:
f N KrLV 3 ,
C =12 2 (1-16)
Trong đó:
Kr - Hệ số (Kr = 1,0 - 1,5) L - ChiÒu dμi trôc (m)
V - Tốc độ dμi trục ép (m/ph) N2 - Sè trôc Ðp
b. Tính công suất của hệ máy ép
Ngoμi công suất tiêu hao do truyền động vμ ma sát, công tiêu hao chủ yếu lμ ép mía. Trở lực của ép mía lμ xơ mía, đặc biệt độ cứng của vỏ mía, lúc giống mía không giống nhau vμ trở lực đối với ép khác nhau.
Công suất tiêu hao bao gồm:
- Công khắc phục ma sát giữa trục ép vμ gối đỡ trục - Công khắc phục ma sát l−ợc đáy.
- Công tiêu hao cho bộ phận truyền động
* Công suất dùng để ép mía:
N1 = 0,041 PnD2/3 (1-17)
* Công suất khắc phục ma sát giữa trục ép vμ gối đỡ
N2 = 0,052PnD (1-18)
* Công suất khắc phục ma sát của l−ợc đáy
N3 = 0,35LnD2 (1-19)
* Công suất dùng cho bộ phận truyền động
N4 = (N1 + N2 + N3)0,22 (1-20) Công suất của máy ép:
N = N1 + N2 + N3 + N4 (1-21) Trong các công thức trên:
N1, N2, N3, N4 - công suất (mã lực) P - áp lực ép (T)
n - tốc độ vòng trục ép (v/ph) D - ®−êng kÝnh trôc Ðp (m)
Để tính công suất thuận lợi, Hugot đề xuất công thức gần đúng:
N = KPnD (1-22)
Trong đó:
N - Công suất máy ép (mã lực) P - Tổng áp lực trục đỉnh (T) n - Tốc độ trục ép (v/ph) D - §−êng kÝnh trôc Ðp (m) K - Hằng số (K = 0,16)
Tính theo công thức của Hugot cho sai số khoảng 20 - 30%. Nguyên nhân:
Giống mía, xơ mía, lắp đặt l−ợc đáy, khe hở trục ép... không giống nhau. Các số liệu
đó không thể cho cả vμo cùng công thức nên chỉ lμ gần đúng.
Để đáp ứng đầy đủ sản xuất, khi thiết kế cần tăng 50% công suất.
3. Tính toán và điều chỉnh khe hở ra vào của máy ép a. Tính khe hở làm việc của máy ép
Kích thước khe hở lμm việc quyết định chủ yếu lượng mía ép, thμnh phần xơ
mía, kích thước trục ép vμ tốc độ máy ép... Trước hết, cần tính độ dμy lớp mía đi qua
máy ép (tức khe hở ra lúc lμm việc). Sau đó, dựa vμo tỉ số khe hở tính đ−ợc khe hở vμo lúc lμm việc. Ph−ơng pháp tính có nhiều, ở đây chỉ giới thiệu 2 ph−ơng pháp th−ờng dùng.
- Ph−ơng pháp tính thể tích bã mía đi qua máy ép.
- Thể tích bã mía đi qua máy ép bằng tốc độ chiều dμi trục khe hở lúc lμm việc Trọng l−ợng bã đi ra mỗi phút
Thể tích bã mía =
Trọng l−ợng riêng của bã (1-23) Trọng l−ợng bã đi ra mỗi phút
Khe hở ra lúc
lμm việc = Tốc độ x chiều dμi trục ép x trọng l−ợng riêng của bã
(1-24) Do l−ợng xơ vμo vμ ra của máy ép bằng nhau, ta có:
Trọng l−ợng mía x phần xơ mía = trọng l−ợng bã mía x phần xơ bã
Trọng l−ợng mía x phần xơ mía Trọng l−ợng bã mía =
Phần xơ bã (1-25)
Trong công thức (1-25) nếu trọng l−ợng mía bằng 100 thì có thể đ−ợc phần (%) bã so với mía tức:
Phần xơ trong mía Bã so với mía (%) =
Phần xơ trong bã 100%
Nếu gọi:
Kr - Khe hở ra lúc lμm việc (dm) C - N¨ng suÊt Ðp mÝa (T/giê) f - phần xơ mía (%)
D - Đ−ờng kính trung bình của trục ép (dm) L - ChiÒu dμi trôc Ðp (dm)
n - Tốc độ quay trục ép (v/ph)
m - Phần xơ trong bã của máy ép đó (%)
α - Hệ số hấp thụ lại (dựa vμo tốc độ trục ép vμ tình hình thoát nước mía mμ
định α = 1,1 - 1,4).
B - Phần trăm bã so với mía (%)
Trọng l−ợng riêng của bã th−ờng trong khoảng 1,15 - 1,25 kg/cm3, có thể lấy số liệu trung bình 1,2kg/cm3 để tính.
Dựa vμo công thức (1-25) ta đ−ợc:
Trọng l−ợng bã ra mỗi phút =
m Cf 7 , 16 m
60 f . C
1000 = (kg)
Kt lúc lμm việc =
DLm Cf 43 , 4 2 , 1 DnLxmx
Cf 7 , 16
= α
απ (dm) (1-26)
Hoặc Kr =
nDL CB 43 , 4
α (dm) (1-27)
Khe hở lμm việc vμo bằng khe hở lμm việc ra nhân với tỉ số khe hở, có thể dùng công thức sau để biểu thị:
Ev = k Kr (1-28)
Trong công thức k - tỉ số khe hở ra vμo lúc lμm việc th−ờng từ 1,8-2,5 Trị số m - phần xơ trong bã có thể tham khảo (bảng 1-7).
Bảng 1-7. Phần xơ bã của các máy ép (%) Sè trôc
Ðp
Thứ tự
máy ép 1 2 3 4 5 6
15 trôc 31 40 46 50 52 -
18 trôc 30 38 42 46 49 52
Dựa vμo phần xơ bã có thể tính đ−ợc khe hở lμm việc máy ép.
Ví dụ: Có dμn ép 5 máy kích th−ớc D x L = 720 x 1400mm, l−ợng ép 115T/giờ, phần xơ trong mía 13% trục đỉnh dâng lên 7mm, tỉ số khe hở = 2,0 hệ số hấp thụ = 1,2.
Tìm khe hở ra lúc lμm việc vμ lúc lắp đặt của máy ép 2.
Giải
Đã biết C = 15T/giờ, f = 13%, α = 1,2 n = 5 v/ph D = 7,2cm L = 14,0cm k = 2,0 h = 7mm.
Tra bảng (1) đ−ợc m = 40%
Từ công thức (3-8) tính khe hở ra lúc lμm việc:
Kr lμm việc =
40 x 14 x 2 , 7 x 5 x 2 , 1
13 x 115 x 43 , 4 nDLm
Cf 43 ,
4 =
α = 0,273dm = 27,37mm
Khe hở vμo lúc lμm việc:
Ev = 27,37 x 2,0 = 54,77 mm
- Ph−ơng pháp tính theo chỉ số xơ (ph−ơng pháp Java)
Thể tích bã mía ra khỏi máy ép biểu hiện trình độ chịu ép của bã có thể dùng chỉ số xơ để biểu thị. Dùng chỉ số xơ có thể tình khe hở lμm việc
Trọng l−ợng xơ G = Kr V.Lφ VL Kr G
=φ (1-29)
Trong đó: G - Trọng l−ợng xơ (kg/ph) Kr - Khe hở lμm việc trục sau (mm) V - Tốc độ dμi trục ép (m/ph)
Hình 1-30 L−ợng gia tăng khe hở L - ChiÒu dμi trôc Ðp (m)
φ - Chỉ số xơ (kg/m3). (bảng 1-8)
Bảng 1-8. Chỉ số xơ của dàn ép (φ= kg/m3) Thứ tự trục ép
Số trục Máy I Máy II Máy III Máy IV Máy V Máy VI
15 540 690 800 870 906 -
18 523 660 730 800 850 905
Tõ vÝ dô tr−íc ta cã:
Trọng l−ợng xơ G = C f =
60 1000 x 13 x
115 = 249 (kg/ph)
Đồng thời từ bảng (1-8) tra chỉ số xơ φ máy ép II = 690 thay vμo công thức (1-29) của dμn ép 5 máy, ta có:
60 x 4 , 1 x 5 x 72 , 0 x 14 , 3
249 DnL
G VL
Kr G =
φ
= π
= φ = 0,0228(m) = 22,8mm
b. Chiều cao dâng lên của trục đỉnh và trị số gia tăng khe hở.
Lúc trục đỉnh dâng cao, đối với l−ợng tăng của khe hở thì trị số không bằng trị số dâng lên của trục đỉnh nh−ng trị số tăng lên của khe hở đó có thể từ trị số độ cao dâng lên của trục đỉnh tìm ra. Nếu trục đỉnh dựa vμo phương hướng thẳng đứng lên xuống (hình 1-30).
Trung tâm trục đỉnh từ O dâng lên O' vμ từ O vμ O' đến trung tâm trục sau phân biệt vẽ 2
đường thẳng. Do độ cao dâng lên của trục đỉnh so với khoảng cách trung tâm của 2 trục nhỏ hơn rất nhiều nên hai đ−ờng nối liền từ tâm O vμ
O' hầu nh− song song vμ góc α hầu nh− bằng nhau. Từ O vẽ đ−ờng nối liền 2 đ−ờng thẳng đó đ−ợc điểm A vμ O'A lμ hệ số hiệu chỉnh lúc trục đỉnh dâng cao tức l−ợng gia tăng của khe hở lμm việc đ−ợc biểu thị bằng dK. Vì góc < OAO' ≈ thẳng góc, do đó:
dK = h cos 2
α (1-30)
NÕu gãc α = 740 th× cos 2
α = 0,8
vμ dK = 0,8h (1-31)
c. Quan hệ khe hở làm việc và khe hở lắp:
Ev lắp = El/v = -0,8h - kv (1-32) - Khe hở lắp ra: Kr lắp = Kl/v - 0,8h - kr (1-33)
Trong đó: kv, kr - xét đến răng chữ nhân lớn, trục ép bị sức mẻ, rãnh thoát n−ớc... Nên cần có trị số hiệu chỉnh kv khoảng 0,5 - 3mm. Nếu răng thô vμ số l−ợng rãnh nhiều, ảnh h−ởng lớn thì lấy trị số lớn hơn vμ ng−ợc lại.
Ví dụ: Biết khe hở ra lúc lμm việc của máy ép kl/v = 27,37mm, khe hở vμo lúc lμm việc El/v = 54,74mm chiều cao dâng lên trục đỉnh 7mm, trị số hiệu chỉnh khe hở vμo 1,5mm trị số hiệu chỉnh khe hở ra lμ 1mm. Tính khe hở lắp vμo vμ ra.
Elắp = El/v - 0,8h - kv
= 54,74 - 0,8 x 5 - 1,5 = 47,64mm Klắp = Kl/v - 0,8h - kr
= 27,37 - 0,8 x 7 - 1 = 20,77 mm
Cũng có thể hiệu chỉnh chữ nhân lớn (∧) vμ rãnh thoát n−ớc:
Để có lợi cho mía vμo trục vμ thoát n−ớc, bề mặt trục có răng chữ nhân vμ rãnh thoát nước hoặc có cả hai. ở giữa hai trục với kết cấu các rãnh đó tồn tại khoảng không gian, lúc ép một l−ợng bã mía đọng ở các rãnh đó. Nếu tính chính xác, tính cả vấn đề
đó. Số hiệu chính của hai yếu tố đó thông thường dùng công thức kinh nghiệm:
a) Công thức kinh nghiệm hiệu chỉnh chữ nhân lớn:
ε =
φ πDcos 8
nbh (mm) (1-34)
Trong đó: ε - Trị số hiệu chỉnh răng chữ nhân lớn (mm).
b - ChiÒu s©u r¨ng (mm) d - ChiÒu réng r¨ng (mm) D - §−êng kÝnh trôc (mm) φ - Gãc ch÷ nh©n lín
b) Công thức kinh nghiệm hiệu chỉnh rãnh thoát n−ớc - Bít mét r¨ng (khuyÕt)
ϕ = ( )
L hp 5 , 0 dr
n +
(1-35) - Không bớt răng:
ϕ = L
ndr (1-36)
Trong đó:
ϕ - Trị số hiệu chỉnh rãnh thoát n−ớc (mm) n - Số rãnh
d - ChiÒu réng (mm)
r - Chiều sâu (mm) (bã ép vμo trong đó thường từ 10 - 20mm) h - ChiÒu cao r¨ng (mm)
p - Khoảng cách răng (mm) L - ChiÒu dμi trôc (mm)
VÝ dô: KÝch thÝch trôc Ðp 960 x 1850mm, sè r¨ng ch÷ nh©n lín 13, gãc r¨ng 150, sâu 14mm, rộng 45mm. Trục sau: Rãnh thoát n−ớc 24, rộng 6mm. Tìm trị số hiệu chỉnh:
Ta cã:
- Hiệu chỉnh răng chữ nhân lớn:
ε = 0
15 cos x 960 x 8
45 x 14 x 13
π = 0,33mm
- Hiệu chỉnh rãnh thoát n−ớc: Lấy bã ép vμo rãnh 10mm ϕ = 18500
10 x 6 x
24 = 0,78 (mm)
Trị số khe hở lắp trục sau cần từ trị số hiệu chỉnh đ−ợc trị số khe hở lắp chính xác.