thiết kế thiết bị xát nghiền năng suất 0,5 (tấn/giờ) phục vụ cho trại chăn nuôi

- 1 -
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN.
Họ và tên sv: Nguyễn Mạnh Thắng Lớp: 43CT.
Ngành: Cơ khí chế tạo máy. Mã ngành:
Tên Đề tài:
“
Thiết kế thiết bị xát nghiền năng suất 0,5 (tấn/giờ) phục vụ cho trại
chăn nuôi
”.

Số trang: 95 Số chương: 6 Số tài liệu kham khảo: 11

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN






Kết luận:






Nha trang, ngày … tháng … năm 2006
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)

PGS.TS: Nguyễn Văn Ba
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 2 -
PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Họ và tên sv: Nguyễn Mạnh Thắng Lớp: 43CT
Ngành: Cơ khí chế tạo máy. Mã đề tài:
Tên Đề tài: “
Thiết kế thiết bị xát nghiền năng suất 0,5 (tấn/giờ) phục vụ cho trại
chăn nuôi
”.

Số trang: 95 Số chương: 6 Số tài liệu kham khảo: 11

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN





Đánh giá chung:





Nha trang, ngày … tháng … năm 2006

CÁN BỘ PHẢN BIỆN


(Ký và ghi rõ họ tên)

ĐIỂM CHUNG
Bằng chữ Bằng số

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 3 -
LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên con xin gửi đến ba mẹ lòng biết ơn sâu sắc với tất cả những gì
mà ba mẹ đã làm cho con để ngày hôm nay con có đủ kiến thức và lòng tự tin
bước vào cuộc sống.
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô giáo trường Đại học Thủy sản,
những người đã dìu dắt, truyền đạt kiến thức cho em trong suốt thời gian em
học tập tại trường, cảm ơn các bạn đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua. Em
cũng gửi lời cảm ơn đến thầy PGS.TS Nguyễn Văn Ba đã tận tình hướng dẫn,
giúp em hoàn thành đồ án của mình.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 4 -
MỤC LỤC
Trang

LỜI NÓI ĐẦU 7
Chương 1 8
Tổng quan về tình trạng sản xuất và thiết bị cơ giới trong các trang trại chăn nuôi8
1.Tình hình chăn nuôi ở Việt Nam 8
1.1. Mục đích của việc chế biến lương thực, thực phẩm 8
1.2. Phân loại thức ăn gia súc 8
2. Nhu cầu trang thiết bị xát nghiền phục vụ cho chăn nuôi 9
2.1. Tình hình trang thiết bị xát nghiền ở nước ta 10
2.2. Sự cần thiết của trang thiết bị xát nghiền 10
Chương 2 11
Cơ sở của quá trình nghiền, các phương án thiết kế và lựa chọn phương án thiết kế
11
1. Tính chất công nghệ của hạt lương thực 11
2. Cơ sở lý thuyết của quá trình nghiền 11
3. Cơ sở thiết kế 12
4. Các phương án thiết kế, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm và
phạm vi ứng dụng 13
4.1. Phương án 1 13
4.2. Phương án 2 14
3.1. Phương án 3 16
4.4. Phương án 4 18
4.5. Phương án 5 20
5. Lựa chọn phương án thiết kế 21

3.1. Xác định vận tốc nghiền, đập cần thiết để phá vỡ vật liệu 23
3.2. Xác định kích thước rôto 23
3.3. Tính năng suất máy 24
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 5 -
3.4. Tính công suất động cơ điện 25
3.5. Tính các thông số của búa 26
3.6. Tính cơ cấu truyền động 26
3.7. Chọn loại đai 27
3.7.1. Xác định đường kính bánh đai 27
3.7.2. Số vòng quay thực tế của bánh dẫn : 28
3.8. Chọn sơ bộ khoảng cách trục A
sb
28
3.9. Xác định chính xác chiều dài L và khoảng cách trục A: 28
3.10. Kiểm nghiệm góc ôm trên bánh đai: 29
3.11. Xác định số đai cần thiết 29
3.12. Xác định kích thước bánh đai 30
3.13. Xác định lực tác dụng lên ổ 30
Chương 4 31
Thiết kế các bộ phận của thiết bị 31
4.1. Thiết kế trục 31
4.2.1. Chọn vật liệu chế tạo trục 31
4.2.2. Tính toán sơ bộ trục 31
4.2.3. Tính gần đúng 31
4.2.4. Phác thảo kết cấu bộ phận làm việc 32
4.2.5. Xây dựng sơ đồ tính toán trục 33
4.2.6. Tính kiểm nghiệm trục 36
4.2.6. Tính toán búa 41
4.2.7. Tính toán đĩa treo búa 43

CHƯƠNG 5 46
LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CÁC CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH 46
5.1. Lập Quy Trình Công Nghệ Gia Công Cho Chi Tiết Trục 46
5.1.1. Xác định dạng sản xuất 46
5.1.2. Phân tích chi tiết gia công 46
5.1.3. Chọn vật liệu chế tạo trục 47
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 6 -
5.1.4. Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi 47
5.1.5. Chọn tiến trình gia công các bề mặt của phôi 47
5.1.5. Thiết kế các nguyên công công nghệ 50
5.1.6. Xác định lượng dư và kích thước trung gian 56
5.1.7. Xác định chế độ cắt 62
5.2. Lập Quy Trình Công Nghệ Gia Công Cho Chi Tiết Đĩa Treo Búa 69
5.2.1. Xác định dạng sản xuất 69
5.2.2. Phân tích chi tiết gia công 69
5.2.3 Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi 70
5.2.4 Chọn tiến trình gia công các bề mặt của phôi 70
5.2.5 Thiết kế các nguyên công công nghệ 72
5.2.6 Xác định lượng dư và kích thước trung gian 78
5.2.7 Xác định chế độ cắt 82
5.3. Lập quy trình gia công búa 86
CHƯƠNG 6 90
HƯỚNG DẪN LẮP RÁP VÀ SỬ DỤNG 90
6.2. Hướng Dẫn Tháo Lắp 90
6.3. Hướng Dẫn Sử Dụng 91
6.4. Mốt Số Quy Tắc An Toàn Khi Dùng Máy 91
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 92
TÀI LIỆU THAM KHẢO 93

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 7 -
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của ngành chăn nuôi, ngành chế biến
thức ăn phục vụ cho chăn nuôi cũng theo đó mà phát triển rất nhanh chóng. Các
nhà máy chế biến thức ăn phục vụ cho chăn nuôi liên tiếp ra đời để đáp ứng sự
phát triển đó.
Các loại thức ăn chăn nuôi ở dạng thô các loài vật nuôi không thể hoặc rất
khó hấp thụ được. Chính vì vậy để vật nuôi có thể hấp thụ tốt thì phải làm cho
nguyên liệu có kích thước nhỏ phù hợp với từng loại vật nuôi. Có nhiều phương
pháp để làm nhỏ nguyên liệu như: thái, mài , nghiền…Trong đó nghiền là một
phương pháp được sử dụng rất phổ biến hiện nay.
Là một kỹ sư chế tạo máy trong tuơng lai tôi được Ban Chủ Nhiệm khoa
Cơ khí Trường Đại học Thủy Sản giao cho đề tài “ Thiết kế thiết bị xát nghiền
năng suất 0,5 tấn/giờ phục vụ cho trại chăn nuôi”. Nội dung gồm có 6 chương:
Chương 1. Tổng quan về tình trạng sản xuất và thiết bị cơ giới tại các
trang trại chăn nuôi ở việt nam và nhu cầu sử dụng thiết bị.
Chương 2. Chọn phương án thiết kế.
Chương 3. Tính toán động lực học thiết bị.
Chương 4. Thiết kế các bộ phận của thiết bị.
Chương 5. Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết.
Chương 6. Hướng dẫn láp ráp và sử dụng.
Trong quá trình thực hiện mặc dù đã rất cố gắng song do thời gian và trình

độ hiểu biết còn hạn chế nên chắc chắn sẽ còn nhiều thiếu sót. Tôi rất mong quý
thầy cô trong bộ môn đóng góp ý kiến để cho đề tài của tôi được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Ba và các thầy
cô trong bộ môn đã tận tình giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài này.
Nha Trang, tháng 6 năm 2006
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Mạnh Thắng
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 8 -
Chương 1
Tổng quan về tình trạng sản xuất và thiết bị cơ giới
trong các trang trại chăn nuôi
1.Tình hình chăn nuôi ở Việt Nam
Nghề chăn nuôi ở nước ta đã có từ rất lâu nhưng thực sự chỉ phát triển từ
đầu thế kỷ thứ 20 đến nay. Quy trình chăn nuôi ngày càng được cải tiến, số
lượng đàn gia cầm, gia súc đã tăng lên đáng kể. Ngoài cách nuôi truyền thống
tại gia, hiện nay đã có hàng loạt các trang trại chăn nuôi với quy mô lớn xuất
hiện. Thu nhập từ chăn nuôi cũng tăng lên đáng kể góp phần không nhỏ vào sự
phát triển chung của đất nước. Các loại vật nuôi chủ yếu hiện nay là: lợn, gà,
vịt, trâu, bò, dê, các loại cá, tôm…Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành
chăn nuôi, ngành trồng trọt theo đó cũng phát triển không ngừng để đáp ứng
được nhu cầu về lương thực, thực phẩm cho chăn nuôi.
1.1. Mục đích của việc chế biến lương thực, thực phẩm
Các loại hạt, củ, quả…chứa rất nhiều chất dinh dưỡng. Tuy nhiên các loài
vật nuôi không thể hoặc rất khó có thể hấp thụ hết được các chất dinh dưỡng
đó nếu như chưa được nghiền nhỏ. Khả năng hấp thụ của vật nuôi phụ thuộc
rất nhiều vào độ nhỏ của thức ăn. Thức ăn được nghiền càng nhỏ thì vật nuôi
hấp thụ các chất dinh dưỡng càng tốt, làm vật nuôi nhanh lớn, đem lại hiệu quả
kinh tế cao. Chính vì vậy việc chế biến thức ăn cho phù hợp với vật nuôi rất
quan trọng.

1.2. Phân loại thức ăn gia súc
Thức ăn gia súc được chia làm 3 loại chính:
- Loại có nguồn gốc thực vật: cỏ, củ, quả, ngô, cao lương…
- Loại có nguồn gốc động vật: bột cá, bột thịt, bột sữa…
- Loại có nguồn gốc khoáng: bột xương, bột sò muối ăn
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 9 -
- Hầu hết các loại thức ăn đều chứa 2 phần: phần nước, phần chất khô.
Phần chất khô là một chỉ tiêu quan trọng liên quan trực tiếp đến năng
suất vật nuôi.
- Lượng thức ăn được vật nuôi hấp thụ nhiều hay ít phụ thuộc vào loại
thức ăn, khẩu phần ăn, kỹ thuật chế biến và cách thức cho ăn.
2. Nhu cầu trang thiết bị xát nghiền phục vụ cho chăn nuôi
Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành chăn nuôi như hiện nay, để đáp ứng
đủ nhu cầu về thức ăn phục vụ chăn nuôi thì nhu cầu về trang thiết bị xát
nghiền là rất lớn. Cả nước mỗi ngày vật nuôi cần một lượng thức ăn rất lớn.
Nếu chế biến theo kiểu thủ công sẽ không thể đáp ứng được nhu cầu. Mặt khác
chế biến theo kiểu thủ công vừa tốn công sức của con người, năng suất thấp,
hiệu quả kinh tế thấp. Dùng các loại máy chế biến sẽ nâng cao năng suất, giảm
sức lao động của con người, hiệu quả kinh tế cao. Cụ thể các máy nghiền được
dùng trong công nghiệp thực phẩm như sau:
- Trong công nghiệp xay bột để nghiền hạt ngũ cốc thành bột
- Trong công nghiệp thức ăn gia súc tổng hợp để nghiền hạt và cỏ khô
thành bột và chất bổ sung khác (muối, phấn, vi nguyên tố vitamin, kháng sinh)
thành bột, cũng như để nghiền thô khô dầu, lõi ngô và thân ngô
- Trong sản xuất thực phẩm tinh để cán mỏng hạt kê, hạt ngô, nghiền rau
khô, quả khô và các chất bổ sung khác(đường, muối) thành bột
- Trong sản xuất cà phê đắng để nghiền những hạt tấm nhỏ(hạt cà phê, hạt
dẻ, hạt đại mạch, hạt rau cải đắng…)
- Trong công nghiệp bánh kẹo để nghiền bán thành phẩm có chứa chất

béo(cacao vụn, hạt nhân hồ đào và hạnh nhân, bột nhão sôcôla và hồ đào,
nghiền đường cát thành bột, nghiền các phế phẩm trong sản xuất sôcôla).
- Trong công nghiệp chế biến thịt để nghiền xương
- Trong công nghiệp sản xuất chất béo để nghiền hạt có độ dầu trong sản
xuất dầu và để cán mỏng chúng ra trong sản xuất trích ly dầu, cũng như là để
nghiền dầu khô
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 10 -
- Trong công nghiệp men để nghiền đại mạch, mầm hạt tươi, mầm hạt khô
nấu bia và để chà khoai tây
- Trong công nghiệp cá để nghiền bột cá
- Trong công nghiệp muối để nghiền muối
2.1. Tình hình trang thiết bị xát nghiền ở nước ta
Hiện nay trên thế giới nói chung và ở nước ta nói riêng có rất nhiều máy và
thiết bị xát nghiền phục vụ cho việc chế biến thức ăn chăn nuôi. Vài chục năm
trước đây hầu hết các loại máy này đều được mua từ nước ngoài. Tuy vậy các
máy của nước ngoài giá thành đắt, nhiều gia đình hoặc cở sở sản xuất không đủ
điều kiện để mua.Trong vài năm trở lại đây nước ta đã bắt đầu sản xuất được
các loại máy này. Các máy do nước ta sản xuất có giá thành rẻ hơn nhiều so
với các máy được mua từ nước ngoài. Phổ biến hiện nay là các máy có công
suất vừa và nhỏ, năng suất từ vài chục kg/h đến vài tấn/h, có thể dùng trong gia
đình hoặc trong các nhà máy chế biến lương thực, thực phẩm.
2.2. Sự cần thiết của trang thiết bị xát nghiền
Với nhu cầu về thức ăn cho chăn nuôi ngày càng cao như hiện nay thì việc
trang bị các trang thiết bị xát nghiền là vô cùng quan trọng. Nó là điều kiện để
nâng cao năng suất lao động, mang lại hiệu qủa kinh tế, làm giảm sức lao động
của con người

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 11 -
Chương 2
Cơ sở của quá trình nghiền, các phương án thiết kế
và lựa chọn phương án thiết kế
1. Tính chất công nghệ của hạt lương thực
Tính chất công nghệ của hạt lương thực được đặc trưng bởi: cấu tạo, thành
phần hóa học, tính chất cơ-lý và tính chất hóa sinh của hạt.
Tính chất công nghệ của hạt có ảnh hưởng quyết định tới quy trình sản xuất. Ví
dụ đối với các loại hạt có vỏ trấu thì quy trình chế biến phải có giai đọan bóc
vỏ trấu, với các loại hạt mì có rãnh bụng sâu để tách được vỏ triệt để đòi hỏi
quy trình chế biến phức tạp hơn, hoặc do sự phân bố không đều các chất dinh
dưỡng trong từng thành phần của hạt chẳng hạn vitamin chủ yếu tập trung ở
phần ngoại vi nội nhũ, để tách hết vỏ nhưng mất ít vitamin thì quy trình chế
biến cần có giai đoạn chế biến nước nhiệt. Như vậy để thiết lập quy trình chế
biến thích hợp cần phải nghiên cứu chi tiết tính chất công nghệ của hạt.
Hạt lương thực đều cấu tạo từ ba phần chính: vỏ, nội nhũ và phôi. Vỏ gồm:
vỏ trấu, vỏ quả và vỏ hạt. Loại hạt trần như ngô, mì…không có vỏ trấu chỉ có
vỏ quả và vỏ hạt. Loại hạt có vỏ trấu như thóc, cao lương, đại mạch…thì ngoài
vỏ quả và vỏ hạt còn có vỏ trấu. Thành phần hóa học của vỏ chủ yếu là
xenluloza và chất khoáng; do cơ thể không tiêu hóa được nên chế biến vỏ được
tách càng triệt để càng tốt.
2. Cơ sở lý thuyết của quá trình nghiền
Quá trình đập, nghiền làm nhỏ vật liệu trong máy đập nghiền là nhờ các lực
cơ học nhằm phá vỡ vật liệu đem nghiền như ở hình 2:

Tùy theo kết cấu của từng loại máy đập mà lực phá vỡ vật liệu có thể là lực
ép, nén, cắt, xẻ, ép trượt, va đập hoặc do một vài dạng lực trên cùng tác dụng
đồng thời. Thường dùng nhất là các phương pháp sau:
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 12 -
Ép(hình 2a): Cơ cấu tạo lực của máy đập dịch lại gần nhau gây ra lực ép
lên cục khoáng sản làm nó vỡ ra. Đặc điểm của các phương pháp này là lực tác
dụng tăng lên đều đặn và tạo
được lực mạnh. Vì vậy thường
dùng để đập loại vật liệu tương
đối cứng.
Cắt, chẻ, bẻ(hình 2b,2c,2d):
Cơ cấu tạo lực có dạng răng
nhọn, tác dụng tập trung, gây ra
rạn nứt cục bộ do đó phương
pháp này thường được dùng để
đập loại vật liệu giòn.
Xiết(hình 2e): Bề mặt cơ cấu
tạo lực của máy xiết lên bề mặt
của cục vật liệu làm cho lớp bên
trong của nó bị biến dạng trượt.
Khi ứng suất tiếp tuyến vượt quá giới hạn bền thì cục vật liệu bị vỡ ra.
Đập(hình 2g): Ở phương pháp này lực tác dụng là lực va đập. Khác với 3
phương pháp kể trên, lực va đập mang tính chất tải trọng động và tác dụng
định kỳ. Lực làm vỡ cục vật liệu cũng không ngoài lực ép, cắt và xiết, chỉ khác
là ở chỗ lực mang tính chất tải trọng động nên thường gọi là lực cắt động, ép
động hay xiết động.
3. Cơ sở thiết kế
Để có thể nghiền nhỏ được các loại hạt, củ, quả….ta dựa trên một số
nguyên lý đã nêu ra ở trên. Chuyển động chính là chuyển động tương đối giữa

vật liệu và dụng cụ. Dụng cụ ở đây có thể là búa đập, răng cưa, bề mặt có
nhám…được lắp lên tang quay hoặc gắn lên các đĩa. Chuyển động quay của
tang và đĩa được truyền từ động cơ qua bộ truyền động đai.
a)

b)

c)
d)
đ)

e)
g)

Hình 2: Các lực nghiền
a) nén, ép; b) Chẻ; c) bẻ; d) cắt;
đ) xẻ; e) ép trượt; g) đập
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 13 -
4. Các phương án thiết kế, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm
và phạm vi ứng dụng
4.1. Phương án 1: Máy nghiền con lăn trụ loại chậu quay
4.1.1. Cấu tạo
1. Con lăn
2. Chậu nghiền
3. Bộ truyền động
4.1.2. Nguyên lý hoạt động
Các con lăn trụ 1 quay tại chỗ (nhờ lực ma sát với chậu khi quay) quanh
trục của nó là hai ổ đỡ trục này được gắn với giá máy. Chậu 2 quay với số
vòng n nhờ hộp truyền động 3. Động cơ truyền chuyển động qua cặp bánh răng

1
3
2
Hình 4-1 : Máy nghiền con lăn loại chậu quay
n

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 14 -
nón và cặp bánh răng thẳng, trong đó bánh răng thẳng lớn được gắn chặt với
chậu làm chậu quay. Nguyên liệu được đổ vào chậu, dưới tác dụng của các loại
lực nén, ép và chà xát làm cho vật liệu được nghiền nhỏ.
4.1.3. Ưu, nhược điểm
· Ưu điểm:
- Nghiền bột mịn và rất mịn.
- Kết cấu máy khá đơn giản.
- Có thể nghiền các loại vật liệu ướt, ẩm, khô, dính quánh hoặc ở trạng
thái nóng.
- Vật liệu trong chậu không chịu lực ly tâm nên quá trình nghiền tốt
hơn.
· Nhược điểm:
- Kết cấu cồng kềnh.
- Quá trình làm việc gián đoạn nên làm giảm năng suất.
- Tháo liệu khó khăn
- Tải trọng tác dụng lên ổ chặn của trục lớn
- Truyền động khá phức tạp
4.2. Phương án 2: Máy nghiền con lăn trụ loại chậu đứng yên.
4.2.1. Cấu tạo
1. Con lăn
2. Trục con lăn
3. Ổ đỡ đầu trục

4. Trục máy nghiền
5. Chậu nghiền
6. Cặp bánh răng nón
7. Ổ đỡ chặn
4.2.2. Nguyên lý hoạt động
Sự chuyển động từ mô tơ được truyền qua cặp bánh răng nón 6 tới trục
thẳng đứng 4. Gắn với ổ đỡ đầu trục 3 của trục máy 4 là cặp trục 2 của quả lăn
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 15 -
trụ 1, còn chậu 5 được lắp vào giá máy. Bột sản phẩm đạt kích thước trung
bình là 0,040 mm.

4.2.3. Ưu, nhược điểm:
· Ưu điểm:
- Kết cấu máy khá đơn giản.
- Nghiền bột mịn và rất mịn
- Có thể nghiền các loại vật liệu ướt, khô, dính quánh hoặc ở trạng
thái nóng.
· Nhược điểm:
1
6

7

5
4
3
2

8

n


Hình 4-2: Máy nghiền con lăn loại chậu đứng yên
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 16 -
- Kết cấu cồng kềnh
- Quá trình làm việc gián đoạn nên làm giảm năng suất
- Động cơ cần có công suất cao
- Tháo liệu khó khăn

- Truyền động khá phức tạp
- Vật liệu chứa trong chậu chịu lực ly tâm nên ảnh hưởng đến điều
kiện nghiền
- Trục dễ chịu uốn khi hai quả lăn mòn không đều và có khối lượng
khác nhau
3.1. Phương án 3: Máy nghiền búa.
4.3.1.Cấu tạo
1. Phễu nạp liệu
2. Ghi
3. Trục
4. Búa
5. Nắp máy
6. Lưới sàng
7,13. Má nghiền phụ
8. Đĩa treo búa
9. Chốt treo búa
10. Bộ phận điều chỉnh tải
11. Ổ bi
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 17 -
12. Puly
4.3.2.Nguyên lý hoạt động
Vật liệu được đổ vào phễu nạp liệu 1, nhờ các thanh ghi 2 phân phối liệu
đều theo chiều rộng máy, hạn chế bớt khả năng văng vật liệu lên khi búa đập.
Trên trục quay 3 có lắp đĩa treo búa 8 cách đều và lệch đều một góc. Trên đĩa 8
có treo các búa 4, các hàng búa này đập trên các mặt phẳng qua các khe ghi 2
theo suốt bề rộng máy. Vật liệu sau khi được nghiền đủ nhỏ sẽ lọt qua lưới 6 ra
khỏi máy, còn các cục to chưa lọt được sẽ bị đập tiếp cho đến khi đủ nhỏ chui
qua lưới 6 mới thôi. Nắp máy 5 tháo mở được để thay búa hoặc thay lưới. Như
vậy quá trình nghiền nhỏ vật liệu trong máy nghiền búa là do sự va đập của các

búa vào vật liệu, sự chà xát của vật liệu với búa và với thành trong của vỏ máy.
4.3.3.Ưu điểm, nhược điểm
· Ưu điểm:
- Nghiền nhỏ được nguyên liệu thành bột
- Năng suất cao nhờ quá trình làm việc liên tục
- Có tính đa dụng nghiền được các loại hạt, củ, quả, xương…
1

2

3

8

4

6

5

13

9

10

7

11

12

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 18 -
- Có thể đưa năng suất lên cao. Trong thực tế máy này có nhiều cỡ khác
nhau từ 0,1 tấn/h đến 20 tấn/h
- Truyền động đơn giản
· Nhược điểm:
- Do bộ phận quay của máy có tốc độ cao nên chế tạo và sử dụng khá
phức tạp
- Chi phí năng lượng riêng cao khá cao
- Chỉ thích hợp để nghiền thô và trung bình
4.4. Phương án 4: Máy nghiền mịn loại búa đúc nạp liệu chiều trục
4.4.1. Cấu tạo
1. Phễu nạp liệu 5. Puly
2. Búa nghiền 6. Lưới tháo sản phẩm
3. Tấm đập
4. Vách nghiền

4
.
1
3
2
4
5
6
Hình 4-4: Máy nghiền búa đúc nạp liệu chiều
tr
ục

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 19 -
4.2. Nguyên lý hoạt động
Vật liệu đem nghiền được đổ qua phễu 1 và chảy vào khoang nghiền, búa
nghiền 2 được được đúc thành dạng 6 hoặc 8 cánh, trên hai đầu cánh đối xứng
được uốn cong về hai vách trong của khoang nghiền vừa để thực hiện quá trình
đập của đầu cánh vừa thực hiện quá trình chà xát vật liệu nằm giữa đầu cánh
với vách 4 trong khoang nghiền. Các vách này được tạo gân để tăng khả năng
chà xát. Trong khoang nghiền còn lắp thêm tấm đập 3 và lưới tháo sản phẩm 6.
Trục lắp búa nghiền được truyền chuyển động quay từ mô tơ qua puly 5.
4.4.3. Ưu, nhược điểm:
· Ưu điểm:
- Sản phẩm có độ mịn cao
- Năng suất cao nhờ quá trình làm việc liên tục
- Kết cấu máy khá đơn giản
- Thao tác đơn giản
- Truyền động đơn giản, số chi tiết tham gia vào bộ truyền động ít
- Thích hợp để nghiền các loại hạt, củ, dễ, các loại xương…

· Nhược điểm:
- Vì lưới sàng chịu ma sát lớn nên mòn nhanh
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 20 -
4.5. Phương án 5: Máy nghiền răng
4.5.1.Cấu tạo
1. Vỏ máy
2. Đĩa răng cố định
3. Lưới
4. Rôto
5. Trục quay
6. Răng nghiền
4.5.2.Nguyên lý hoạt động
Quá trình nghiền trong máy nghiền răng cũng là do tác dụng va đập của các
răng với vật liệu đem nghiền như ở máy nghiền búa. Trên trục quay 5 của rôto
4 mà trên rôto này có lắp các dãy răng nghiền 6 thành các vòng tròn đồng tâm.
Các răng này càng xa tâm quay thì bước răng càng giảm. Đối diện với rôto 4 là
đĩa răng cố định 2 lắp với vỏ máy 3. Trên đĩa răng cố định cũng lắp các răng 6
1

2
3

6

n

5

4

Hình 4-5: Máy nghiền răng
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 21 -
thành vòng tròn đồng tâm có bước không đổi. Các vòng răng trên đĩa cố định
nằm xen giữa các vòng răng trên rôto quay 4. Số răng và số vòng răng thay đổi
theo từng yêu cầu cụ thể của sản phẩm. Vật liệu đem nghiền được nạp qua
miệng nạp liệu theo chiều trục, khi rơi vào vòng răng thứ nhất được đập văng
sang vòng răng thứ 2 của đĩa đối diện, rồi lại bị văng tiếp sang vòng răng thứ
3…Qua các lần bị va đập vật liệu văng dần từ trong ra ngoài và được đập nhỏ
tới khi lọt qua được lưới sàng 1 để ra ngoài.
4.5.3.Ưu , nhược điểm
· Ưu điểm:
- Năng suất cao nhờ quá trình làm việc liên tục
- Có thể nghiền bột mịn hoặc rất mịn
- Có thể nghiền cả vật liệu khô và ướt
- Thích hợp để nghiền các loại,hạt, củ, quả, dễ, nghiền xương, vỏ sò
- Thao tác đơn giản
- Truyền động đơn giản, số chi tiết tham gia vào bộ truyền động ít
· Nhược điểm:
- Chế tạo khá phức tạp nhất là chế tạo các răng nghiền
- Mức độ nghiền phụ thuộc vào vận tốc quay của rôto và số dãy răng
nghiền trên đĩa
5. Lựa chọn phương án thiết kế
· Cơ sở lựa chọn
Lựa chọn phương án thiết kế dựa trên một số chỉ tiêu sau:
- Kết cấu máy đơn giản, gọn nhẹ, dễ chế tạo
- Năng suất cao
- Hiệu suất cao
- Giá thành thấp

- Có thể nghiền được nhiều loại sản phẩm
- Dễ sửa chữa và thay thế khi bị hỏng
· Lựa chọn phương án thiết kế
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 22 -
Qua các phương án dã trình bày ở trên ta thấy phương án 3 ( máy nghiền
búa) là hợp lý nhất. Phương án 3 thỏa mãn hầu hết các yêu cầu mà đã đưa ra đó
là: năng suất cao; có thể đạt được độ mịn của sản phẩm theo yêu cầu, có thể
diều chỉnh được độ to, nhỏ phù hợp với từng yêu cầu cụ thể; có thể nghiền với
độ ẩm của vật liệu tới 19÷20%, ít ảnh hưởng tới năng suất và chất lượnh
nghiền, đỡ khâu phơi sấy lại nguyên liệu đã khô để lâu trong kho; có mức tiêu
thụ năng lượng riêng thấp. Vì vậy em quyết định chọn phương án 3 làm
phương án thiết kế.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 23 -
Chương 3
Tính toán động lực học thiết bị
3.1. Xác định vận tốc nghiền, đập cần thiết để phá vỡ vật liệu
Để phá vỡ được vật liệu thì vận tốc của đầu búa phải đạt bằng hoặc lớn hơn
một giá trị tối thiểu nào đấy.
Vận tốc phá vỡ được tính theo công thức sau:



Ta lấy ví dụ với ngô hạt:
E=10
5
(kg/cm
2
)- môđun đàn hồi của vật liệu
ρ= 2 (g/cm
3
)=2.10
-3
(kg/cm
3
) – khối lượng riêng của vật liệu
σ
pv
=600(kg/cm
2
) - ứng suất phá vỡ của vật liệu

Từ đó ta có:



Ta chọn v
b
=v
pv
=45 (m/s)
3.2. Xác định kích thước rôto
+ Đường kính rôto:
Đường kính rôto được tính theo công thức sau:


Trong đó:
n= 1600(vg/ph)- số vòng quay của rôto
+ Chiều dài rôto:
Chiều dài được tính như sau:
E
E
v
pv
pv
r
s
=
)(54,0
14,3.1600
45.60
.

.60
m
n
v
D
b
===
p
k
L
D
=
)/(4,42
10
10.2
10
600
5
3
5
smv
pv
==
-
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 24 -

Trong đó: k là hệ số phụ thuộc vào kiểu rôto
Đối với máy nghiền búa có hai kiểu rôto
- Kiểu rôto đĩa : k

1
=D/L=4÷7
- Kiểu rôto trống : k
2
=D/L=1÷2
Ta chọn kiểu rôto đĩa với k
1
=5
Ta có :

Suy ra :

3.3. Tính năng suất máy
Đường kính D và chiều dài L của rôto nghiền có liên quan đến năng suất
máy, thông qua mức cấp liệu riêng q’ và tỷ số của năng suất giây(tính toán)
q
t
với tích DL:

Với vận tốc đầu búa v
b
=45 (m/s) theo thực nghiệm ta có q’= 2÷3
(kg/s.m
2
)
Ta chọn q’= 2,5 (kg/s.m
2
)
Suy ra : q
t

= q’.D.L= 2,5.0,54.0,11=0,148 (kg/s)
Như vậy năng suất trong 1 giờ là :
0,148.3600=532,8 (kg/h)
Hoặc có thể tính năng suất máy theo công thức sau:


Đối với máy nghiền hạt k
n
= 2,4÷2,6
Ta chọn k
n
=2,4
Suy ra:
5=
L
D
)(11,0
5
54,0
5
m
D
L ===
)./(
.
'
2
mskg
L
D

q
q
t
=
)/(, skgLDkq
nc
=
)/(513)/(143,011,0.54,0.4,2 hkgskgq
c
»==
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 25 -
3.4. Tính công suất động cơ điện
Công suất động cơ được tính theo công thức sau:


Trong đó:
N
t
- Công suất động cơ, w
I
z
- Mômen quán tính của rôto, kg.m
2

q- Lượng cấp liệu trong 1s, kg/s
v
b
- Vận tốc đầu búa, m/s
f

n
- hệ số chà sát( hệ số cản của lớp bột)
ω – vận tốc góc (rad/s)

- gia tốc góc, (rad/s
2
)

N
0
- Công suất chạy không, w


Trong đó:
Aω – công suất thắng ma sát trong các gối đỡ
Bω
3
– công suất thắng lực cản không khí
Theo Gs.Puxtưghin M.A có thể lấy A=3 (Nm), B=48.10
-5
(Nms
2
)


Theo thực nghiệm f
n
= 0,6 đối với máy có vận tốc búa v
b
=45÷60

(m/s)
q= 0,15 (kg/s)
Từ đó ta có công suất động cơ là:

0
2
0
1
.
N
f
vq
N
dt
d
IN
n
b
zt
+
-
=+=
w
w
dt
d
w
3
0

ww
BAN +=
)/(7,166
27,0
45
srad
R
v
b
===
w
[]
)(3,1)(8,1272)7,166.(10.487,166.3
6,01
45.15,0
25
2
kwwN
t
==++
-
=
-
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com