TÍNH TOÁN THIẾT kế máy ép THAN tổ ONG

2022

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐẠI HỌC
Tính tốn thiết kế máy ép than tổ ong

NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
CHUN NGÀNH: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

ĐỀ TÀI:

TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY ÉP THAN TỔ
ONG
Người hướng dẫn

: GVC. ThS. Đào Thanh Hùng

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Khánh

Nguyễn Văn Khánh + Nhan Bình

Nhan Bình
Mã sinh viên

: 1811504110223
1811504110201

Lớp

: 18C2

Đà Nẵng, 06/2022


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐẠI HỌC
NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
CHUN NGÀNH: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

ĐỀ TÀI:

TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY ÉP THAN TỔ
ONG
Người hướng dẫn

: GVC. ThS . Đào Thanh Hùng

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Khánh
Nhan Bình
Mã sinh viên

: 1811504110223
1811504110201

Lớp

: 18C2

Đà Nẵng, 06/2022


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho người hướng dẫn)
1. Thông tin chung:
1. Họ và tên sinh viên:
- Nhan Bình

1811504110201

Lớp: 18C2

- Nguyễn Văn
1811504110223
Khánh
2. Tên đề tài: Tính tốn thiết kế máy ép than tổ ong.

Lớp: 18C2

3. Người hướng dẫn: Đào Thanh Hùng. Học hàm/ học vị: Thạc sĩ.
II. Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:
1. Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài: (điểm tối đa là 1đ)
Đề tài đáp ứng được nhu cầu thực tiễn đó là Tính tốn thiết kế máy ép than tổ ong, giúp tăng
năng suất, giảm sức lao động. 1 điểm.
2. Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: (điểm tối đa là 4đ)
Nhóm sinh viên đã thực hiện tương đối tốt yêu cầu của đồ án. 3.5 điểm.
3. Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp: (điểm tối đa là 2đ)
Hình thức, cấu trúc và bố cục của đồ án tương đối hoàn thiện. 1.5 điểm.
4. Kết quả đạt được, giá trị khoa học, khả năng ứng dụng của đề tài: (điểm tối đa là 1đ)
Tốt. 1 điểm.
5. Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:
Cần kiểm nghiệm tính ổn định khi hoạt động của máy trong thực tế so với kết quả tính tốn
thiết kế.
III. Tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên: (điểm tối đa 2đ)
Tốt. 2 điểm.
IV. Đánh giá:
1. Điểm đánh giá: 9/10 (lấy đến 1 số lẻ thập phân) mỗi sinh viên.
2. Đề nghị: ☒ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ

☐ Không được bảo vệ

Đà Nẵng, ngày tháng 06 năm 2022.
Người hướng dẫn
Đào Thanh Hùng


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho người phản biện)
I.

Thông tin chung:
1. Họ và tên sinh viên:
- Nhan Bình
- Nguyễn Văn
Khánh

1811504110201
1811504110223

Lớp: 18C2
Lớp: 18C2

2. Tên đề tài: Tính tốn thiết kế máy ép than tổ ong.
3. Người hướng dẫn: Đào Thanh Hùng. Học hàm/ học vị: Thạc sĩ.
II.

Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:
1. Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài:
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
2. Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án:
………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………..
3. Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp:
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
4. Kết quả đạt được, giá trị khoa học, khả năng ứng dụng của đề tài:
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
5. Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..


TT
1

Các tiêu chí đánh giá
Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải
quyết các nhiệm vụ đồ án được giao

- Tính cấp thiết, tính mới (nội dung chính của ĐATN có những
phần mới so với các ĐATN trước đây);
1a
- Đề tài có giá trị khoa học, cơng nghệ; giá trị ứng dụng thực
tiễn;
- Kỹ năng giải quyết vấn đề; hiểu, vận dụng được kiến thức cơ
bản, cơ sở, chuyên ngành trong vấn đề nghiên cứu;

1b - Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá;
- Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy
trình đáp ứng yêu cầu đặt ra;
1c - Chất lượng sản phẩm ĐATN về nội dung báo cáo, bản vẽ,
chương trình, mơ hình, hệ thống,…;
- Có kỹ năng sử dụng phần mềm ứng dụng trong vấn đề nghiên
cứu (thể hiện qua kết quả tính tốn bằng phần mềm);
1d
- Có kỹ năng sử dụng tài liệu liên quan vấn đề nghiên cứu (thể
hiện qua các tài liệu tham khảo).
2
Kỹ năng trình bày báo cáo đồ án tốt nghiệp
2a - Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích;
2b - Hình thức trình bày.
3
Tổng điểm theo thang 10 (lấy đến 1 số lẻ thập phân)

Điểm
tối đa

Điểm
đánh
giá

8,0

1,0

3,0

3,0

1,0
2,0
1,0
1,0

- Câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời trong buổi bảo vệ: …………………………………
………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………...
- Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không được bảo vệ
Đà Nẵng, ngày tháng 06 năm 2022
Người phản biện


TĨM TẮT
Tên đề tài: TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY ÉP THAN TỔ ONG
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Khánh
Nhan Bình
Mã SV: 1811504110223 Lớp: 18C2
1811504110201

Lớp: 18C2

Xuất phát từ vấn đề trên, kết hợp sự hướng dẫn của ThS. Đào Thanh Hùng , em đã thực hiện

luận văn về đề tài “Thiết kế máy ép than tổ ong”. Thực tế máy ép than tổ ong có nhiều loại với
mỗi loại đều có ưu nhược điểm khác nhau. Với nền kinh tế hiện vẫn có khó khăn của nước ta thì
tiêu chí năng suất và giá thành chế tạo sẽ được ưu tiên. Do đó để đáp ứng những tiêu chí trên em
chọn kiểu máy ép bằng trục khuỷu với kết cấu dễ chế tạo và cho năng suất cao.
Việc sản xuất than giúp giải quyết công ăn việc làm cho người lao động, cải thiện điều kiện
làm việc và khả năng làm việc của người lao đông. Từ tầm quan trọng của than nói trên nên để
thiết kế và xây dựng nên đề tài Máy ép than này
Với nhiệm vụ được đưa ra như trên, em đã đưa ra được quy trình gồm tập thuyết minh giới
thiệu và tính tốn ,các bản vẽ nguyên lý ,các bản vẽ lắp,bản vẽ 3d,….



LỜI CẢM ƠN
Thông qua luận văn tốt nghiệp này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu nhà
trường và tập thể quý thầy cô Khoa Cơ Khí trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật đã ra sức
giảng dạy, truyền đạt kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm thực tế trong suốt thời gian học tập
tại trường. Đó là những điều hữu ích và thiết thực giúp em trang bị cho mình những kiến thức
nền tảng để hồn thành luận văn này.
Cùng với đó, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS. Đào Thanh Hùng đã tận tình giúp
đỡ, chỉ bảo và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực tập tại xưởng và làm luận
văn tốt nghiệp. Nhờ đó,em vừa có thể củng cố kiến thức chun mơn, vừa có thêm kinh nghiệm
thực tiễn cũng như học hỏi được những bài học quý báu về những nhân cách cần có của một
người kỹ sư. Và em tin rằng, những kiến thức đó cũng sẽ là hành trang hỗ trợ đắc lực cho em
trong cơng việc mai sau.
Em xin kính chúc mọi người dồi dào sức khỏe và đạt được nhiều thành công trong công việc
cũng như trong cuộc sống.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Văn Khánh
Nhan Bình

I


LỜI NĨI ĐẦU
Ngày nay khoa học và cơng nghệ trên thế giới phát triển nhanh và khơng ngừng hồn thiện,
khơng ngừng vươn tới một đỉnh cao mới, trong đó có những thành tựu cơ khí hố trong sản xuất.
Khẳng định được vai trị của ngành cơ khí trong chiến lược cơ khí trong chiến lược cơ khí hố,tự
động hố đất nước là việc rất có ý nghĩa, tạo khả năng phát triển một ngành kinh tế công nghiệp
mạnh mẽ. Ở các nước phát triển ngành cơ khí chế tạo máy luôn được quan tâm hàng đầu . Ở
nước ta công nghệ cũng đã đi vào sản xuất . Trong đó nghiên cứu về ngành sản xuất than tổ ong
của nước ta cũng rất phát triển, chúng ta thấy từ sản xuất thủ công bằng lao động chân tay,con
người đã phát minh và cải tiến ra những chiếc máy ép than tổ ong ngày càng tiện lợi,cho năng
xuất cao hơn. Hiện nay nhu cầu sử dụng than tổ ong thay thế những nhiên liệu khác đang rất cần
thiết, do vậy cần cải tiến máy móc để phục vụ nhu cầu đó.
Xuất phát từ vấn đề trên, kết hợp sự hướng dẫn của ThS. Đào Thanh Hùng , em đã thực
hiện luận văn về đề tài “Thiết kế máy ép than tổ ong”. Thực tế máy ép than tổ ong có nhiều loại
với mỗi loại đều có ưu nhược điểm khác nhau. Với nền kinh tế hiện vẫn có khó khăn của nước
ta thì tiêu chí năng suất và giá thành chế tạo sẽ được ưu tiên. Do đó để đáp ứng những tiêu chí
trên em chọn kiểu máy ép bằng trục khuỷu với kết cấu dễ chế tạo và cho năng suất cao.
Với nhiệm vụ được đưa ra như trên, em đã đưa ra được quy trình gồm tập thuyết minh giới
thiệu và tính tốn ,các bản vẽ ngun lý ,các bản vẽ lắp,bản vẽ 3d,….Trong q trình thực hiện
em cịn thiếu sót là khó tránh khỏi vì kiến thức cịn hạn chế, kinh nghiệm thực tế chưa có nhiều
và thời gian thực hiện luận văn hạn hẹp. Do đó, em rất mong nhận được sự đóng góp của q
thầy/cơ khơng chỉ trong phạm vi luận văn mà còn về chuyên mơn.
Cuối cùng em xin cảm ơn thầy đã tận tình hướng dẫn, sửa chữa để giúp em hoàn thành luận
văn này.

II

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan Đồ án tốt nghiệp “Tính tốn thiết kế máy ép than tổ ong” là q trình nghiên
cứu của chúng tơi. Những phần sử dụng tài liệu tham khảo trong đồ án đã được nêu rõ trong phần
tài liệu tham khảo. Các số liệu, kết quả trình bày trong đồ án là hồn tồn trung thực, nếu sai
chúng tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm và chịu ọi kỹ luật của Bộ môn, Khoa và Nhà trường đề
ra cho chúng tôi.
Sinh viên thực hiện
( Chữ ký, họ và tên sinh viên )

Nguyễn Văn Khánh

Nhan Bình

III


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ..............................................................................................................i
LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................................... ii
LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................... iii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iv
MỤC LỤC HÌNH ẢNH .......................................................................................... viii
MỤC LỤC BẢNG BIỂU ............................................................................................x
CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN .................................................................................1

1.1.

Giới thiệu chung về than đá ...................................................................1

1.2.

Giới thiệu về than tổ ong .......................................................................2

1.3.

Một số chất phụ gia để pha trộn với than đá .........................................3
1.3.1. Trộn với than bùn ............................................................................3
1.3.2. Trộn với đất sét ...............................................................................4

1.3.3. Than được trộn với một số chất kết dính kể trên nhưng hòa thêm
một số chất mồi lửa ..........................................................................................4
1.3.4. Loại than sạch mới ..........................................................................4
1.4.

Chọn hỗn hợp than.................................................................................5

1.5.

Độ nén, cơ lý tính của viên than ............................................................6

1.6.

Ứng dụng của than tổ ong......................................................................6

1.7.

Xác định lực ép, lực đầm chặt ...............................................................7

1.8.

Tình hình phát triển sản xuất than tổ ong trong và ngoài nước .............7

1.9.

Giới thiệu quy trình cơng nghệ dập than tổ ong ....................................9

1.10.

Kết luận..................................................................................................9
IV


CHƯƠNG 2.

PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ .........11

2.1.

Giới thiệu chung về các phương pháp ép than tổ ong .........................11

2.2.

Phân tích và lựa chọn phương án ép than ............................................12
2.2.1. Phương án 1: Ép dựa vào thuỷ lực ................................................12
2.2.2. Tạo hình viên than nhờ máy ép trục vít ........................................16

2.2.3. Tạo hình than nhờ năng lượng trục khuỷu : Kiểu máy ép cơ khí
trục khuỷu.......................................................................................................19
2.2.4. Tạo hình than nhờ năng lượng khí ép ...........................................22
2.2.5. Kết luận .........................................................................................24
CHƯƠNG 3.

YÊU CẦU KỸ THUẬT ................................................................25

3.1.

Phân tích các yêu cầu kỹ thuật.............................................................25

3.2.

Phân tích các kết cấu của máy .............................................................26
3.2.1. Chuyển động tịnh tiến của con trượt nhờ trục khuỷu ...................26

3.3.

Chọn phương án thiết kế......................................................................27

3.4.

Xác định các yêu cầu kỹ thuật cho máy ..............................................29

3.5.

Thiết kế các cơ cấu máy và hình dáng tổng thể của máy: ...................30
3.5.1. Cụm tạo lỗ .....................................................................................30
3.5.2. Cơ cấu giúp hạn chế việc hư hại của nhông (cong nhông) ...........32

3.5.3. Cơ cấu đẩy than .............................................................................32
3.5.4. Cơ cấu ép than ...............................................................................33
3.5.5. Thanh ngang ..................................................................................34
3.5.6. Cơ cấu tay biên ..............................................................................35
3.5.7. Cơ cấu Man ...................................................................................36
3.5.8. Khung máy ....................................................................................37
3.5.9. Cụm đưa than ra ngoài: .................................................................37
V


3.5.10. Khay chưá than đột lỗ ...................................................................38
3.5.11. Thiết bị che chắn bộ truyền động cơ khí khi hoạt động ................38
3.5.12. Mơ hình thiết kế đầy đủ máy ép than dạng 3D bằng phần mềm
SOLIDWORKS..............................................................................................39
CHƯƠNG 4.

TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN VÀ CƠ CẤU MÁY .40

4.1.

Tính tốn chọn động cơ, bánh đà và các thông số kỹ thuật của máy ..40

4.2.

Thiết kế bộ truyền đai: .........................................................................44

4.3.

Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng .......................................48
4.3.1. Cặp bánh răng cấp nhanh ..............................................................50

4.3.2. Cặp bánh răng cấp chậm ...............................................................53

4.4.

Thiết kế trục - chọn then ......................................................................56

4.4.1. Phân tích lực tác dụng lên bộ truyền và biểu đồ moment của từng
trục
56
4.4.2. Xác định đường kính của các đoạn trục ........................................60
4.4.3. Chọn và kiểm nghiệm then ...........................................................61
4.4.4. Chọn ổ lăn .....................................................................................62
4.4.5. Chọn nối trục .................................................................................63
4.5.

Quy trình cơng nghệ chế tạo trục 2: ....................................................65
4.5.1. Ngun cơng 1 ..............................................................................65
4.5.2. Nguyên công 2 ..............................................................................68
4.5.3. Nguyên công 3 ..............................................................................77
4.5.4. Nguyên công 4 ..............................................................................78
4.5.5. Nguyên công 5 ..............................................................................80
4.5.6. Nguyên công 6 ..............................................................................81
4.5.7. Nguyên công 7 ..............................................................................83
VI


CHƯƠNG 5.
TRÌ MÁY

QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG , LẮP ĐẶT ,VẬN HÀNH VÀ BẢO

85

5.1.

Quy trình làm việc của hệ thống:.........................................................85

5.2.

Các vấn đề của máy và khắc phục .......................................................87
5.2.1. Nhông tạo lỗ ..................................................................................87
5.2.2. Khắc phục kẹt điểm chết trong hành trình lên xuống của bánh đà
88
5.2.3. Mức độ ổn định của hệ thống cao .................................................88
5.2.4. Hạ giá thành chế tạo ......................................................................88
5.2.5. Chi phí bảo dưỡng thấp .................................................................88

5.3.

Lắp đặt máy .........................................................................................88

5.4.

Vận hành máy ......................................................................................89

5.5.

Bảo trì máy ..........................................................................................89

5.6.

An tồn lao động..................................................................................89

CHƯƠNG 6.

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ......................90

6.1.

Kết luận................................................................................................90

6.2.

Hướng phát triển của đề tài .................................................................90

VII


MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1 Tài ngun đá dồi dào ......................................................................................................... 2
Hình 1. 2 Lị sử dụng than tổ ong ....................................................................................................... 3
Hình 1. 3 Ưu điểm than gáo dừa ......................................................................................................... 5
Hình 1. 4 Sản phẩm viên than tổ ong sạch ......................................................................................... 8
Hình 2. 1 Ngun lí tạo hình viên than ............................................................................................. 12
Hình 2. 2 Ngun lí thuỷ lực.............................................................................................................. 13
Hình 2. 3 Sơ đồ chung máy dập thuỷ lực ......................................................................................... 14
Hình 2. 4 Nguyên lý hoạt động của bộ phận van thuỷ lực ............................................................. 15
Hình 2. 5 Dạng ren máy ép vít ma sát............................................................................................... 16
Hình 2. 6 Máy ép nhờ ma sát trục vít................................................................................................ 17
Hình 2. 7 Máy ép trục vít kiểu ma sát ............................................................................................... 18
Hình 2. 8 Máy ép trục vít ma sát đĩa hình cơn ................................................................................. 18

Hình 2. 9 Ngun lí dập trục khuỷ .................................................................................................... 19
Hình 2. 10 Máy ép cơ khí dạng trục khuỷ ........................................................................................ 20
Hình 2. 11 Kiểu máy ép nhờ năng lượng khí nén ........................................................................... 22
Hình 2. 12 Bộ van phân phối điều khiển khí nén 8 ......................................................................... 23
Hình 3. 1 Bố trí bánh đà hai phía....................................................................................................... 25
Hình 3. 2 Bánh đà ............................................................................................................................... 26
Hình 3. 3 Cơ cấu trục khuỷu – tay biên ............................................................................................ 26
Hình 3. 4 Chuyển động trục khuỷu nhờ 2 trục................................................................................. 26
Hình 3. 5 Chuyển động trục khuỷu thông qua 1 trục ...................................................................... 27
Hình 3. 6 Cơ cấu chuyển động thơng qua các khâu bản lề............................................................. 27
Hình 3. 7 Sơ đồ động bố trí của máy ép than thiết kế ..................................................................... 28
Hình 3. 8 Hình dạng nhơng tạo lỗ than............................................................................................. 31
Hình 3. 9 Bộ phận mang nhơng........................................................................................................ 31
Hình 3. 10 Bộ phận giúp định vị nhơng,hạn chế cong nhơng ........................................................ 32
Hình 3. 11 Bộ phận đẩy than ............................................................................................................. 33
Hình 3. 12 Bộ phận ép than ............................................................................................................... 34
Hình 3. 13 Thanh ngang..................................................................................................................... 35
VIII


Hình 3. 14 Cơ cấu tay biên bánh đà lệch tâm .................................................................................. 36
Hình 3. 15 Cơ cấu Man thay đổi vị trí mâm xoay tự động ............................................................. 36
Hình 3. 16 Băng tải đưa than ra ngồi .............................................................................................. 38
Hình 3. 17 Khay hứng than rớt ra khi đột lỗ .................................................................................... 38
Hình 3. 18 Nắp che chắn động cơ ..................................................................................................... 39
Hình 3. 19 Máy tạo hình than viên trên thiết kế 3D ........................................................................ 39
Hình 4. 1 Sơ đồ động học máy .......................................................................................................... 40
Hình 4. 2 Lựa chọn đai theo cơng suất và số vịng quay (Đai thang thường) .............................. 44
Hình 4. 3 Các lực tác dụng lên bộ truyền ......................................................................................... 56
Hình 4. 4 Biểu đồ moment trục I....................................................................................................... 58

Hình 4. 5 Biển đồ moment trục II ..................................................................................................... 59
Hình 4. 6 Biểu đồ moment trục III .................................................................................................... 60
Hình 4. 7 Hệ thống dẫn động chính của máy của cụm máy tạo hình than ................................... 65
Hình 4. 8 Máy phay và khoan tâm LC- 700HS............................Error! Bookmark not defined.
Hình 5. 1 Hành trình đi lên của máy ................................................................................................. 85
Hình 5. 2 Hành trình đi xuống của máy ........................................................................................... 86
Hình 5. 3 Cơ cấu Man ........................................................................................................................ 87
Hình 5. 4 Cơ cấu định vị nhơng khi đi xuống .................................................................................. 87

IX


MỤC LỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1. 1 So sánh các chỉ tiêu của than sạch oxi và than tổ ong xưa .............................................. 4
Bảng 4. 1 Thơng số động cơ chính ................................................................................................... 43
Bảng 4. 2 Phân phối tỷ số truyền....................................................................................................... 43
Bảng 4. 3 Thông số đầu vào cho bộ truyền đai của máy tạo hình than ......................................... 44
Bảng 4. 4 Thơng số bánh đai ............................................................................................................. 48
Bảng 4. 5 Thông số vật liệu ............................................................................................................... 48
Bảng 4. 6 Thông số đầu vào của cặp bánh rang cấp nhanh............................................................ 50
Bảng 4. 7 Thông số cặp bánh rang cấp nhanh ................................................................................. 52
Bảng 4. 8 Thông số đầu vào của cặp bánh răng cấp chậm ............................................................. 53
Bảng 4. 9 Thông số cặp bánh răng cấp chậm .................................................................................. 55
Bảng 4. 10 Thông số đầu vào trên 3 đoạn trục ................................................................................ 56
Bảng 4. 11 Thông số khoản cách ...................................................................................................... 57
Bảng 4. 12 Đường kính các đoạn trục .............................................................................................. 61
Bảng 4. 13 Thông số then .................................................................................................................. 61
Bảng 4. 14 Bảng kiểm nghiệm độ bền then và trục ........................................................................ 62
Bảng 4. 15 Kết quả chọn ổ lăn........................................................................................................... 63
Bảng 4. 16 Bảng thông số nối trục .................................................................................................... 64

Bảng 4. 17 Bảng thông số nối trục .................................................................................................... 64
Bảng 4. 18 Kích thước chốt ............................................................................................................... 64
Bảng 4. 19 Kích thước chốt ............................................................................................................... 64
Bảng 4. 20 Thông số máy phay......................................................................................................... 66
Bảng 4. 21 Các bước thực hiện NC1 ................................................................................................ 68
Bảng 4. 22 Thông số máy tiện ........................................................................................................... 69
Bảng 4. 23 Bảng chế độ cắt NC2 ...................................................................................................... 76
Bảng 4. 24 Bảng chế độ cắt NC3 ...................................................................................................... 77
Bảng 4. 25 Thông số máy phay......................................................................................................... 78
Bảng 4. 26 Thông số máy mài........................................................................................................... 81

X


Tính tốn thiết kế máy ép than tổ ong

CHƯƠNG 1.

1.1.

TỔNG QUAN

Giới thiệu chung về than đá

Than là một trong những nguyên liệu lâu đời nhất trong xã hội loài người. Đây là nguồn
ngun liệu chính của cuộc cách mạng cơng nghiệp lần thứ nhất, giúp cho loài người thay đổi
mọi mặt về điều kiện kinh tế, xã hội… Tuy ngày này nguồn năng lượng sạch đã dần thay thế vị
trí của than, nhưng ở những nơi có điều kiện kinh tế chưa phát triển, năng lượng sạch chưa thể
tiếp cận và gây ảnh hưởng tới đời sống thì than vẫn là nguồn nguyên liệu chính yếu, hoặc những
nước phát triển thì vẫn cịn sử dụng than để sưởi ấm, dùng làm nhiên liệu để chạy máy hơi nước,

máy phát điện, trong cơng nghiệp đốt nóng và nhiều lĩnh vực khác của đời sống.
Than đá là một dạng không tinh khiết của carbon, hình thành từ các tàng tích của thực vật thời
tiền sử, than đá rất dễ cháy và toả rất nhiều nhiệt. Cũng như dầu khí, than đá là nhiên liệu hóa
thạch trong khi dầu khí hình thành từ tàng tích động vật, các tàng tích thực vật này bị ép chặt và
biến đổi bởi các lớp đất đá nằm trên chúng.
Thành phần chính của than đá là Cacbon, ngồi ra cịn có các ngun tố khác như lưu
huỳnh,hydro,nitơ.
Có ba loại than chính, mỗi loại có hàm lượng carbon khác nhau:
+ Than Antraxit
+ Than Bitun
+ Than Nâu
Than Antraxit là dạng than có giá trị nhất vì nó chứa xấp xỉ 95% carbon, than Bitun chứa 70%,
than nâu chứa 50%. Phần lớn than được tìm thấy trong các vỉa dưới mặt đất.
Các ứng dụng:
Than đá là nhiên liệu chính cho các cuộc cách mạng công nghiệp cuối thế kỷ 18, nó tạo ra
cơng suất cho động cơ hơi nước và chế tạo thép gang, than làm nhiên liệu cho nhà máy nhiệt
điện, ngành luyện kim. Ngày nay phần lớn than đá được đốt trong nhà máy nhiệt điện để tạo điện
năng, khi than được chưng cất, nó giải phóng dầu và hắc ín có chứa các hóa chất để làm sản phẩm
như thuốc nhuộm, than cốc. Than cốc được sử dụng làm nhiên liệu khơng khói và chế tạo gang.
Gần đây than cịn dùng cho ngành hóa học tạo ra các sản phẩm như dược phẩm, chất dẻo, sợi
nhân tạo. Than chì dùng làm điện cực. Ngồi ra than cịn được dùng nhiều trong việc sưởi ấm từ
SVTH: Văn Khánh + Nhan Bình

GVHD: ThS. Đào Thanh Hùng

1


Tính tốn thiết kế máy ép than tổ ong

xa xưa nhưng khi cháy chúng tỏa ra rất nhiều khí CO có thể gây ngộ độc nên cần sử dụng trong
các lị sưởi chun dụng có ống khói dẫn ra ngồi cũng như có các biện pháp an tồn khi sử dụng
chúng.
Than có tính chất hấp thụ các chất độc vì thế người ta gọi là than hấp thụ hoặc là than hoạt tính
có khả năng giữ trên bề mặt các chất khí, chất hơi, chất tan trong dung dịch. Dùng nhiều trong
việc máy lọc nước, làm trắng đường, mặt nạ phòng độc...
Đặc biệt đối với việc nấu nướng, chế biến thức ăn, nấu rượu…thì nguyên liệu để cung cấp
nhiệt lượng cổ điển như than, củi, rơm rạ…đến các phương pháp hiện đại như đốt bằng ga,
dầu..Trong đó than đá giữ một vai trị quan trọng bởi vì nó có giá thành rẻ so với các loại khác và
tỏa ra nhiệt lượng lớn, không phải tiếp nhiên liệu thường xuyên.
Than đá không chỉ là sản phẩm dành cho việc phát triển kinh tế, nguyên liệu máy móc và nhà
máy, chất đốt... mà còn dùng làm điêu khắc, vẽ tranh mỹ nghệ đó là tác phẩm do những nghệ
nhân giỏi nghệ thuật.
Than đá đang được khai thác tại mỏ than Quảng Ninh (hình 1.1), nơi có sản lượng than lớn
nhất nước ta và cung cấp than hầu hết cho khắp cả nước.

Hình 1. 1 Tài nguyên đá dồi dào
1.2.

Giới thiệu về than tổ ong

Loại lị than thơng dụng ( hình 1.2) được sử dụng trong việc đốt than tổ ong hiện nay. Lị than
thiết kế đảm bảo thơng khí, than được đốt hết, quá trính cho than vào và lấy than ra dễ dàng.
SVTH: Văn Khánh + Nhan Bình

GVHD: ThS. Đào Thanh Hùng

2

Tính tốn thiết kế máy ép than tổ ong

Hình 1. 2 Lò sử dụng than tổ ong
Trong những năm trở lại đây than tổ ong được đưa vào sử dụng phổ biến với nhiều loại khác
nhau về kích thước và khối lượng, về tính chất mồi, thời gian nấu, về nhiệt lượng tỏa ra, có thể
dùng than hoạt tính hoặc than thường.
Than tổ ong có ngun liệu chính làm từ than cám, than đá trộn với bùn đất, nén lại thành viên
có hình dạng như tổ ong. Trên thị trường hiện nay có nhiều loại than tổ ong, nhưng có thể chia
làm hai loại chính: than tổ ong làm từ than đá và than tổ ong làm từ than gáo dừa. Than tổ ong
làm từ than đá có ưu điểm là thời gian cháy lâu hơn, nhiệt lượng cao hơn. Đối với than gáo dừa
thì việc nhen mồi mau, ít độc hại, đỡ tốn thời gian mồi lửa nhưng chế tạo lâu, tốn cơng làm giá
thành cao nên ít được dùng.
1.3.

Một số chất phụ gia để pha trộn với than đá

Than sau khi được khai thác ở hầm mỏ, được nghiền nhỏ thông qua máy nghiền. Nếu chỉ cho
là bột than vào khn ép tạo thành viên than thì nó sẽ ít kết dính với nhau vì vậy để tăng thêm độ
bền, độ kết dính cho viên than và dễ gây cháy người ta trộn thêm nước và một số chất phụ gia
cho viên than để tang độ ẩm và tăng bền để vận chuyển dễ dàng không bị đổ vỡ.
1.3.1. Trộn với than bùn
Ta đưa thêm than bùn và nước vào 20% thể tích viên than. Thành phần có ở bùn lầy, do những
cây cối, xác động vật chết lâu ngày vùi trong bùn hình thành than bùn.
Ưu điểm: Dễ mồi lửa, cháy nhanh cho nhiệt lượng lớn.
Nhược điểm: ngun liệu than bùn ít, khó tìm, làm bẩn nhà máy, gây ô nhiễm môi trường.

SVTH: Văn Khánh + Nhan Bình

GVHD: ThS. Đào Thanh Hùng

3


Tính tốn thiết kế máy ép than tổ ong

1.3.2. Trộn với đất sét
Thành phần đất sét có độ kết dính cao nhưng sản lượng ít, đối với một số loại bazan, đất
đỏ…lẫn một ít đất sét, loại này rất nhiều trong thiên nhiên. Độ ẩm 20 – 30%.
Ưu điểm: Dễ tìm, dễ khai thác, đem lại hiệu quả kinh tế.
Nhược điểm: Độ nhạy bén tương đối ít, chi phí vận chuyển đắt.
1.3.3. Than được trộn với một số chất kết dính kể trên nhưng hịa thêm một
số chất mồi lửa
Loại này giá thành cao, chỉ đem lại lợi ích cho việc mồi lửa, người sản xuất thì tốn giai đoạn
thêm hợp chất mồi lửa vào viên than nên tốn công đoạn làm hỗn hợp than, tốn chi phí nên loại
này ít dùng.
1.3.4. Loại than sạch mới
Ngày nay nhằm hạn chế việc ô nhiễm do đốt than tạo ra người ta đã thêm các thành phần khác
vào hỗn hợp than tạo ra viên than sạch oxi và loại than tổ ong làm từ than gáo dừa. Than sạch
OXI và than gáo dừa được thiết kế phù hợp với tất cả các loại bếp tổ ong.
+ Thành phần chính than oxi gồm: chất khử độc tự nhiên được trộn với than bùn và than cám
loại 1 từ Quảng Ninh. Trước khi than được đóng khn than được ủ với chất hóa học không gây
hại cho môi trường để khử độc trong thời gian ủ bằng phản ứng hoá học. Sau khi than cháy khí
độc sẽ ở lại trong rác của than mà khơng bay ra mơi trường bên ngồi. Than oxi có đặc điểm nổi
bậc như: Rất dễ nhóm ,bén nhanh,ít khói và lượng khí độc hại thường có trong than như SO2,
NO2, CO… thấp hơn tiêu chuẩn cho phép. Tính ưu việt của than sạch oxi là ở việc than nhanh
bén cháy nên dễ dàng nhóm cháy ,khơng bắn tia lửa điện khi đang cháy ,người sử dụng không
cần ủ than qua đêm vì vậy rất tiếc kiệm ,giảm thiểu khí thải độc ra mơi trường. Than có thể đốt
cháy triệt để khoảng 3 - 4 tiếng; Khơng khói, mùi rất ít (trong khi than tổ ong xưa khi đốt và trong
q trình sử dụng có mùi sặc sụa và sinh nhiều khói); Lượng khí thải CO tầm 0,98 mg/m3 (than
tổ ong xưa tầm 3mg/m3); Lượng khí thải SO2 tầm 0,047 mg/m3 (than tổ ong xưa thải 0,08

mg/m3); Lượng khí thải NO2 tầm 0,044 mg/m3 (than tổ ong xưa tầm 0,5 mg/m3).
Bảng 1. 1 So sánh các chỉ tiêu của than sạch oxi và than tổ ong xưa
Chỉ tiêu

Than oxi

Than tổ ong xưa

Khói/ khí

Khơng có

Khói nồng nặc

Mùi

Mùi rất ít, chỉ có 1 lúc khi đốt lên
Mùi chất khử

SVTH: Văn Khánh + Nhan Bình

GVHD: ThS. Đào Thanh Hùng

Mùi sặc sụa lúc đốt và
đơi khi cả q trình sử
dụng.

4

Tính tốn thiết kế máy ép than tổ ong

Thời
cháy

3-4h

2,5-3h

Khí thải CO

0,98 mg/m3

> 3 mg/m3

Khí thải SO2

0,047 mg/m3

> 0,08 mg/m3

0,044 mg/m3

> 0,5 mg/m3

Khí
NO2

gian

thải

+ Than tổ ong gáo dừa thành phần chính từ than gáo dừa, trộn thêm bột mì và nước để tăng
độ kết dính, than khơng khói, đảm bảo sạch, an tồn.

Hình 1. 3 Ưu điểm than gáo dừa
Hình 1.3 trình bày than hoạt tính gáo dừa với đặc tính thân thiện và là một nhiên liệu sạch
thay thế cho các loại than truyền thống trong tương lai. Than hoạt tính gáo dừa với các đặc điểm
nổi bật như: Thời gian đốt dài (3- 4 giờ / 1kg); Khơng khói không mùi (phù hợp cho sưởi ấm,
đun nấu) .Đơn vị nhiệt cao, lượng tro thấp và không độc hại. Giá thành cũng tương đối, phù hợp
cho người dân sử dụng cho các hoạt động sinh hoạt.
1.4.

Chọn hỗn hợp than

Qua thời gian khảo sát thực tế với người dùng và người sản xuất, trong sản xuất hàng loạt
hiện nay thông dụng nhất là than đá + đất sét 2-5% đã hòa thanh nước sau khi phun tơi lên
than,chất mồi cháy cho nên hỗn hợp than có độ kết dính cao, đảm bảo độ cứng cho vận chuyển
và đảm bảo thời gian cháy. Như vậy thành phần tạo ra hỗn hợp than gồm có:
+ Đất sét được khai thác ở vùng lân cận nơi sản xuất. Độ kết dính phụ thuộc vào hàm lượng
đất sét rất nhiều.
SVTH: Văn Khánh + Nhan Bình

GVHD: ThS. Đào Thanh Hùng

5


Tính tốn thiết kế máy ép than tổ ong

+ Bột than: Khai thác ở các hầm mỏ Quảng Ninh ,Nông Sơn…vận chuyển về nơi sản xuất
,sau đó đường nghiền nhỏ thơng qua q trình trộn và nghiền và trộn thành những hỗn hợp nhất
định.
+ Nước được phun đều lên hỗn hợp than khoảng 20 – 30% .
+ Chất mồi cháy.
Hỗn hợp than được đưa lên máy ép nhờ băng tải hoặc vít tải đưa than đến máy trộn làm đều
cho hỗn hợp trước khi ép.
1.5.

Độ nén, cơ lý tính của viên than

Mục đích của máy ép là tạo liên kết bền vững cho vật liệu ép để thuận lợi cho việc vận chuyển
và sử dụng than. Bộ phận tạo hình dạng sản phẩm là trục ép và khuôn ép. Đường kính của trục
ép và khn ép khơng thay đổi trong q trình ép nhưng vị trí thay đổi. Khi ngun liệu được nạp
vào buồng ép đến vị trí ép, trục ép tịnh tiến từ trên xuống do đó nó chịu áp lực ngày càng tăng,
làm cho nguyên liệu vị ép chặt lại.
Ép chặt sản phẩm luôn đi kèm với sự nghiền nát và sự kết dính của vật liệu làm than. Do đó
thường xuyên xảy ra biến dạng dẻo và đàn hồi.
Ép than tổ ong là một bước quan trọng trong quy trình cơng nghệ, nó quyết định hầu như toàn
bộ chất lượng, năng suất và giá thành sản phẩm. Đối với cơ cấu truyền lực cho chày ép là tay
quay– thanh truyền đảm bảo máy cứng vững, không cồng kềnh, lực ép lớn.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ép than :
+ Áp suất ép riêng.
+ Ma sát của sản phẩm với dụng cụ ép.
+ Chế độ ép có thể là chu kỳ hay liên tục.
+ Lực ép.
+ Độ ẩm, nhiệt độ, thời gian ép.
+ Hình dạng vật ép và mối tương quan kích thước của nó.
+ Ảnh hưởng từ các thơng số của máy: kích thước, độ cứng vững, khả năng cơng nghệ của
máy, độ mịn của máy, chu kì hoạt động máy...

1.6.

Ứng dụng của than tổ ong

Do nguyên liệu chế tạo than tổ ong rất rẻ nên giá của than tổ ong trên thị trường rất cạnh tranh
với các loại chất đốt khác. Tuy có giá thấp, nhưng giá trị sử dụng của than tổ ong rất cao. Một

SVTH: Văn Khánh + Nhan Bình

GVHD: ThS. Đào Thanh Hùng

6


Tính tốn thiết kế máy ép than tổ ong

viên than cỡ trung bình có thể đốt trong 4-6h, nhiệt lượng tỏa ra khoảng 3500 cal/g-5000 cal/g,
lên đến 1500°C tiết kiệm hơn rất nhiều nếu sử dụng gas hoặc điện.
1.7.

Xác định lực ép, lực đầm chặt

Việc đo đạt thực nghiệm lấy số liệu với viên than có các kích thước
+ Đường kính 120mm
+ Chiều cao 100mm
+ 19 lỗ thơng khí trên viên than có đường kính mỗi lỗ thơng là 10-13mm
Đồ bền nén viên than còn được gọi là cường độ ép giới hạn.
Thiết bị ép: Dùng máy ép thuỷ lực.
Viên than thử độ bền phải nguyên vẹn không nức vỡ và có độ ẩm quy định.
Tiến hành thử : Đặt mẫu thử lên trên mặt ép,cho máy chạy từ từ để mẫu thử áp chặt vào mặt

ép trên. Tải trọng nén phải tăng đều cho đến khi mẫu thử bị phá huỷ hoàn toàn .
Kết quả lực ép đầm chặt trên 1 viên than : Pép ~ 20000 N
Pđục lỗ ~ 2700 N
Với việc chế tạo máy ép một lần được 2 viên than nhằm tăng năng suất thì
Pép ~ 40000N
Pđục lỗ ~ 5400N
Tổng lực ép trên toàn tiết diện: P ~ 45400 N
1.8.

Tình hình phát triển sản xuất than tổ ong trong và ngồi nước

a. Tình hình trong nước:
Với mức sống chưa phải quá cao như ở Việt Nam hiện nay thì việc sử dụng than tổ ong là vô
cùng phổ biến không chỉ ở các vùng thưa dân cư,vùng nơng thơn mà cịn phổ biến ở các vùng
thành phố đơng đúc. Chính vì vậy việc gia tăng sản xuất để đá ứng nhu cầu sử dụng than tổ ong
của người dân là điều cấp thiết. Dưới sự lãnh đạo của doanh nhân Nguyên Thị Huệ đã tiên phong
thay đổi cơng nghệ,đưa máy đóng than bằng điện thay thế máy đóng than dập tay tại khu vực
huyện Gia Lâm và sử dụng chất liệu than chất lượng cao từ mỏ than lớn nhất cả nước -mỏ than
Quảng Ninh và qua quá trình xử lý nghiêm ngặt,giảm thiểu hầu hết những chất độc hại trong quá
trình sản xuất và cho ra viên than tổ ong chất lượng với tên gọi “than sạch Oxi ”. Hiện nay, với
một sự “phủ sóng” dày đặc bởi những đại lý cấp 1 cấp 2, Than sạch Oxi đã có mặt ở khắp mọi
miền tổ quốc từ Bắc vô Nam và được người dân đặt cho những cái tên rất thân thuộc “than sạch
Hà Nội“, “Than sạch TPHCM“, “Than sạch Sài Gòn“.
SVTH: Văn Khánh + Nhan Bình

GVHD: ThS. Đào Thanh Hùng

7

Tính tốn thiết kế máy ép than tổ ong

Và từ đó, than sạch Oxi chính là nguồn cảm hứng cho những cơng ty, nhà máy, xí nghiệp sản
xuất than tổ ong để thay đổi quy trình sản xuất để cho ra những viên than tổ ong chất lượng hơn,
đảm bảo hơn tới người tiêu dùng để bảo vệ sức khỏe và cảnh quan, mơi trường đơ thị.

Hình 1. 4 Sản phẩm viên than tổ ong sạch
b. Tình hình nước ngồi
Trữ lượng than trên toàn thế giới cao hơn gấp nhiều lần trữ lượng dầu mỏ và khí đốt. Người
ta ước tính có trên 10 nghìn tỷ tấn, trong đó trữ lượng có thể khai thác là 3.000 tỷ tấn mà 3/4 là
than đá. Than tập trung chủ yếu ở Bắc bán cầu, trong đó đến 4/5 thuộc về Trung Quốc (tập trung
ở phía Bắc và Đơng Bắc), Hoa Kỳ (chủ yếu ở các bang miền Tây), LB Nga (vùng Ekibát và
Xibêri), Ucraina (vùng Đơnbat), CHLB Đức, Ấn Độ, Ơxtrâylia (ở hai bang Quinslan và Niu
Xaoên), Ba Lan... Công nghiệp khai thác than xuất hiện tương đối sớm và được phát triển từ nửa
sau thế kỉ XIX. Sản lượng than khai thác được rất khác nhau giữa các thời kì, giữa các khu vực
và các quốc gia, song nhìn chung, có xu hướng tăng lên về số lượng tuyệt đối. Trong vịng 50
năm qua, tốc độ tăng trung bình là 5,4%/năm, cịn cao nhất vào thời kì 1950 - 1980 đạt 7%/năm.
Từ đầu thập kỉ 90 đến nay, mức tăng giảm xuống chỉ còn 1,5%/năm. Mặc dù việc khai thác và
sử dụng than có thể gây hậu quả xấu đến mơi trường (đất, nước, khơng khí...), song nhu cầu than
khơng vì thế mà giảm đi. Các nước sản xuất than hàng đầu là Trung Quốc, Hoa Kỳ, Ấn Độ,
Ôxtrâylia, Nga, chiếm tới 2/3 sản lượng than của thế giới. Nếu tính cả một số nước như Nam Phi,
CHLB Đức, Ba Lan, CHDCND Triều Tiên... thì con số này lên đến 80% sản lượng than toàn
cầu. Một số nước châu Á, bao gồm cả Trung Quốc, nước tiêu thụ than lớn nhất thế giới, đang
chuyển sang sử dụng khí đốt và năng lượng tái tạo. Nhưng than đá vẫn sẽ là nguồn năng lượng
chính trong khu vực do có giá cả cạnh tranh và tính hiệu quả, Benjamin Sporton, Giám đốc điều
hành Hiệp hội Than thế giới nhìn nhận.

SVTH: Văn Khánh + Nhan Bình

GVHD: ThS. Đào Thanh Hùng

8