nghiên cứu nâng cao khả năng chịu mòn và tính ổn định của vít tải nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả cho dây chuyền trộn muối iốt ở nước ta

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP


LUẬN VĂN THẠC SỸ KĨ THUẬT

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO KHẢ NĂNG CHỊU MÒN VÀ
TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA VÍT TẢI NHẰM NÂNG CAO CHẤT
LƯỢNG VÀ HIỆU QUẢ CHO DÂY CHUYỀN TRỘN MUỐI
IỐT Ở NƯỚC TA

Ngành: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
Mã số:
Học viên: TÔ THỊ DUNG
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. VŨ QUÝ ĐẠC
TS. DƯƠNG THẾ HÙNG


DUYỆT BAN KHOA ĐT NGƯỜI HƯỚNG HỌC VIÊN
GIÁM HIỆU SAU ĐẠI HỌC DẪN


PGS.TS. Vũ Quý Đạc Tô Thị Dung


Ts. Dương Thế Hùng

THÁI NGUYÊN - 2011

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 1 - Ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
MỤC LỤC
Nội dung Trang
Lời cam đoan -6-
Lời cảm ơn -7-
Danh mục các bảng -8-
Danh mục các hình vẽ và đồ thị -9-
MỞ ĐẦU -13-
1. Tính cấp thiết của đề tài -13-
2. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn -13-
3. Đối tƣợng và mục đích nghiên cứu -13-
4. Kết cấu của luận văn -14-
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC DẠNG VẬN CHUYỂN VÀ TRỘN VẬT
LIỆU DỜI BẰNG VÍT TẢI -15-
1.1. Các hình thức vận chuyển bằng vít tải -15-
1.1.1. Cấu tạo chung và nguyên lý làm việc -15-
1.1.2. Kết cấu các bộ phận -17-
1.1.2.1. Cánh xoắn, trục xoắn. -17-
1.1.2.2. Máng vít tải -19-
1.2. Thực trạng nghiên cứu thiết kế chế tạo vít tải -19-
1.3. Lựa chọn hệ thống trộn muối iốt bằng vít tải -20-
1.3.1. Giới thiệu một số loại vít tải chuyển muối -20
1.3.1.1. Vít tải kín -21-
1.3.1.2. Vít tải hở -21-
1.3.1.3 Vít tải đơn -21-
1.3.1.4. Vít tải kép -21-
1.3.2. Một số thông số của vít tải chuyển muối -21-
1.3.2.1. Các dạng của cánh vít -21-
1.3.2.2. Chiều dài làm việc của vít -22-

1.3.2.3. Góc nghiêng khi đặt vít -22-


Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2 - Ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
1.3.2.4. Tốc độ quay của trục vít -22-
1.3.3. Lựa chọn hệ thống trộn muối Iốt bằng vít tải -23-
1.3.3.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của một số máy trộn
-23-
1.3.3.2. Máy trộn bằng vít tải nằm nghiêng -24-
1.4. Cơ sở lý thuyết quá trình trộn vật liệu -26-
1.4.1. Khái niệm -26-
1.4.2. Các thông số ảnh hưởng đến quá trình trộn -26-
1.4.2.1. Đường kính tương đương của hạt -26-
1.4.2.2. Phân bố của lớp hạt -27-
1.4.2.3. Độ rỗng của lớp hạt -28-
1.4.2.4. Hình dạng hạt -30-
1.4.2.5. Bề mặt riêng của lớp hạt -30-
1.4.2.6. Hệ số ma sát trong và góc ma sát trong -30-
1.4.2.7. Độ khuếch tán -31-
1.4.3. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng quá trình trộn hỗn hợp -31-
1.4.4. Cơ chế quá trình trộn -32-
1.5. Kết luận chƣơng 1 -33-
CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC QUÁ TRÌNH
VẬN CHUYỂN BẰNG VÍT TẢI -34-
2.1. Nghiên cứu động học, động lực học -34-
2.1.1. Lý thuyết tính toán máy trộn bằng vít tải -34-
2.1.1.1. Năng suất vít tải -34-
2.1.1.2. Bước xoắn -34-
3.1.1.3. Số vòng quay trục vít tải -34-

2.1.1.4. Vận tốc của vít tải -35-
2.1.1.5. Kiểm tra đường kính vít tải theo kích thước của vật liệu
-35
2.1.1.6. Xác định trọng lượng vật liệu trên 1 m chiều dài vít tải


Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 3 - Ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
-35-
2.1.1.7. Xác định đường kính trong của vít tải -36-
2.1.1.8. Tính công suất -36-
2.1.1.9. Xác định tổng mô men trên trục vít tải -36-
2.1.1.10. Tính bền -37-
2.1.2. Nghiên cứu động học, động lực học -39-
2.1.2.1. Xác định tải trọng tác dụng lên vít tải -39-
2.1.2.2. Xác định mô men uốn ngang, dọc -43-
2.1.2.3. Xác định ứng suất tương đương và kiểm tra sức bền
của vít tải -45-
2.1.2.4. Tính toán sức bền vòng xoắn cánh vít tải -48-
2.2. Phân tích độ ổn định của vít tải -52-
2.2.1. Lực tác dụng lên bu lông bệ máy -54-
2.2.2. Tính toán ổn định trục vít -56-
2.2.2.1. Tính công suất trên vít tải -56-
2.2.2.2. Momen xoắn trên trục vít -56-
a. Xác định đường kính vít tải. -56-
b. Mô men xoắn tác dụng lên vít tải -57-
2.2.2.3. Lực dọc trục vít 57-
2.2.2.4. Tải trọng ngang tác dụng lên trục vít đặt giữa 2 gối đỡ
58-
2.2.2.5. Sơ đồ tải trọng tác dụng lên trục vít -59-

a. Sơ đồ tải trọng phân bố lên trục vít do Tv gây ra -59-
b. Sơ đồ tải trọng dọc phân bố trên trục vít do Pd gây ra
-59-
c. Sơ đồ tải trọng ngang phân bố lên trục vít do Pn gây ra
-60-
2.2.3. Kiểm tra biến dạng xoắn -64-
2.2.4. Kiểm tra ứng suất tại khớp nối -64-


Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 4 - Ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
2.3. Phân tích quá trình mòn cánh vít tải -67-
2.3.1. Mòn cánh vít do hoá học -67-
2.3.1.1. Sự ăn mòn kim loại -67-
2.3.1.2. Cách chống ăn mòn kim loại -72-
2.3.2. Mòn cánh vít do ma sát -74-
2.3.2.1. Ma sát -74-
2.3.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số ma sát -74-
2.3.2.`3. Mòn do ma sát -75-
2.3.2.4. Các biện pháp khắc phục hao mòn -79-
2.4. Kết luận chƣơng 2 -80-
CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG CHẾ TẠO VÍT
TẢI -82-
3.1. Chọn vật liệu gia công cánh vít tải -82-
3.1.1. Giới thiệu về vật liệu chịu mài mòn CeraMetal -82-
3.1.1.1. Tổng quan -82-
3.1.1.2. Ưu điểm của CeraMetal -83-
3.1.1.3. Chất lượng tiêu chuẩn của CeraMetal -83-
3.1.1.4. Các thông số tiêu chuẩn của tấm chịu mòn CeraMetal .
-84-

3.1.1.5. . Kích thước tiêu chuẩn của tấm chịu mòn CeraMetal
-84-
3.1.1.6. Một só chi tiết được gia công bằng vật liệu CeraMetal .
-85-
3.1.2. Gia công vít tải bằng Cerametal -86-
3.2. Lắp ghép các bộ phận vít tải -88-
3.2.1. Đầu trục (Phía nối với động cơ), cuối trục và khớp nối vít tải
-88-
3.2.1.1. Đầu trục vít -88-
3.2.1.2. Cuối trục vít -88-


Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 5 - Ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
3.2.1.3. Khớp nối vít tải -88-
3.2.2. Tấm bịt hai đầu máng, ổ đỡ trục và vòng bi -90-
3.2.3. Máng vít tải -90-
3.2.4. Lắp ráp vít tải vào máng, ổ đỡ trục, vòng bi và cho vít tải làm
việc -91-
3.2.5. Vận hành, bảo dưỡng hệ thống vít tải -93-
3.2.5.1. Vận hành -93-
3.2.5.2 Bảo dưỡng -93-
3.3. Kết luận chƣơng 3 -94-
CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ -96-
4.1. Kết luận -96-
4.2. Kiến nghị -96-
TÀI LIỆU THAM KHẢO -97-

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 6 - Ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là: Tô Thị Dung
Sinh ngày 17 tháng 05 năm 1985
Học viên lớp cao học khoá 12 – Công nghệ Chế tạo máy - Trường đại học
Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên.
Hiện đang công tác tại văn phòng khoa Điện - Trường đại học Kỹ thuật Công
nghiệp Thái Nguyên.
Xin cam đoan: Đề tài “Nghiên cứu nâng cao khả năng chịu mòn và tính ổn
định của vít tải nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả cho dây chuyền trộn muối
Iốt ở nước ta” do thầy giáo PGS.TS Vũ Quý Đạc và Ts. Dƣơng Thế Hùng hướng
dẫn là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Tất cả các tài liệu tham khảo đều có
nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng. Các số liệu, kết quả trong luận văn là hoàn toàn trung
thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Nếu sai tôi xin
chịu hoàn toàn trách nhiệm.
Thái Nguyên, ngày 13 tháng 10 năm 2011

Tác giả luận văn


Tô Thị Dung







Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 7 - Ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian nghiên cứu, làm việc khẩn trương, được sự động viên,
giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Vũ Quý Đạc và
Ts. Dƣơng Thế Hùng, luận văn với đề tài “Nghiên cứu nâng cao khả năng chịu
mòn và tính ổn định của vít tải nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả cho dây
chuyền trộn muối I ốt ở nước ta” đã hoàn thành.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến:
Thầy giáo hướng dẫn trực tiếp PGS.TS Vũ Quý Đạc - Người Thầy đã tận
tình chỉ dẫn, giúp đỡ và động viên tác giả hoàn thành luận văn này.
Thầy giáo Ts. Dƣơng Thế Hùng đã đóng góp những ý kiến quý báu cho tác
giả trong quá trình làm luận văn.
Khoa đào tạo Sau đại học, các thầy giáo, cô giáo Khoa Cơ khí và Khoa Điện
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên đã giúp đỡ tác giả trong suốt
quá trình học tập cũng như quá trình nghiên cứu thực hiện luận văn.
Toàn thể các đồng nghiệp, bạn bè, gia đình và người thân đã quan tâm, động
viên, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập và hoàn thành bản luận văn.
Tác giả luận văn

Tô Thị Dung







Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 8 - Ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng
Tên bả ng
Trang
Bảng 2.1
Bảng hệ số chứa φ phụ thuộc vào loại vật liệu
34
Bảng 2.2
Bảng hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng đặt vít tải
34
Bảng 2.3
Bảng giá trị λ
35
Bảng 2.4
Bảng giá trị a
max

35

Bảng 2.5
Bảng tra trọng lượng vít q
v
trên 1 m vít tải
36
Bảng 2.6
Tỷ lệ thích hợp giữa chiều dài L và đường kính D của thùng
trộn
38
Bảng 2.7
Các thông số của khớp đàn hồi
66
Bảng 2.8
Kích thước cơ bản của vòng đàn hồi
66
Bảng 2.9
Thang ăn mòn của kim loại
67
Bảng 3.1
Chất lượng tiêu chuẩn của CeraMetal
83
Bảng 3.2
Các thông số tiêu chuẩn của tấm CeraMetal
84
Bảng 3.3
Bảng kích thước tấm Cerametal tiêu chuẩn
85


Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 9 - Ngành Công nghệ chế tạo máy

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình
Tên hình
Trang
Hình 1.1
a) Vít tải đặt ngang: 1- Động cơ, 2 - Hộp giảm tốc, 3 -
Khớp nối, 4 - Trục vít xoắn, 5- Gối treo trung gian, 6 -
Gối đỡ hai đầu, 7 - Cơ cấu dỡ tải, 8 - Cánh vít, 9 - Vỏ
hộp, 10- Cơ cấu cấp tải, 11 - Nắp hộp.
b) Vít tải đặt đứng.
15
Hình 1.2
Các dạng vít tải: a- vít có cánh xoắn liền trục, b- vít có
cánh xoắn liên tục không liền trục, c- Vít dạng lá liên
tục, d- Vít có cánh xoắn dạng lá không liên tục.
Sơ đồ vận chuyển: e- Sang trái, g- Sang phải, f- Đẩy
sang hai phía, h- Dồn vào giữa. k- Hệ số điền đầy vít tải
17
Hình 1.3
Máng vít tải
19
Hình 1.4
Kiểu vít tải trong máy chuyển muối của Tây Ban Nha
20
Hình 1.5
Kiểu vít tải trong máy chuyển muối của Đài Loan
(Đặt tại cơ sở chế biến muối Hòn Khói - Khánh Hoà)
20
Hình 1.6

Cấu tạo máy trộn kiểu vít nằm ngang.
23
Hình 1.7
Cấu tạo máy trộn vít đứng.
24
Hình 1.8
Sơ đồ máy trộn vít tải kiểu nằm nghiêng
25
Hình 1.9
Các hàm phân bố mật độ q
r(d)
và hàm phân bố tổng Q
r(d)
.
28
Hình 2.1
Sơ đồ tính toán sự thay đổi áp suất pháp tuyến theo
chiều dài vít tải
40
Hình 2.2
Tải trọng tác dụng lên vít tải
41
Hình 2.3
Sự phụ thuộc của lực ngang vào tải trọng dọc
44
Hình 2.4
Biểu đồ lực dọc và mômen xoắn
46

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 10 - Ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
Hình 2.5
Sơ đồ gần đúng để tính toán vòng xoắn cánh vít tải
49
Hình 2.6
Sơ đồ gá đặt vít tải
53
Hình 2.7
Bu lông gá lắp động cơ vào bệ máy
54
Hình 2.8
Lực tác dụng lên bệ máy
54
Hình 2. 9
Biểu đồ momen xoắn
59
Hình 2.10
Lực dọc
60
Hình 2.11
Lực Pn tác dụng lên trục vít
60
Hình 2.12
Hệ dầm cơ bản
61
Hình 2.13
Lực và mô mên trên các gối
61
Hình 2.14

Biểu đồ mômen uốn do p
n
gây ra
64
Hình 2.15
Khớp nối đàn hồi
65
Hình 2.16
Các dạng ăn mòn bề mặt
68
Hình 2.17
Đồ thị ăn mòn của các nhóm kim loại khác nhau
68
Hình 2.18
Ăn mòn hoá học
70
Hình 2.19
Nước phân ly
70
Hình 2.20
Quá trình ăn mòn gang thép
72
Hình 2.21
Kim loại bị ăn mòn điện hoá
72
Hình 2.22
Sắt mạ thiếc
73
Hình 2.23
Ảnh hưởng của tải trọng đến μ

74
Hình 2.24
Ảnh hưởng của vận tốc đến μ
75
Hình 2.25
Ảnh hưởng của điều kiện ma sát đến μ
75
Hình 2.26
Hao mòn lớp cấu trúc thứ cấp
76
Hình 2.27
Ảnh hưởng của tải trọng đến hao mòn
77
Hình 2.28
Ảnh hưởng của vận tốc đến hao mòn
77
Hình 3.1
Hình ảnh tấm chịu mài mòn CeraMetal
82


Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 11 - Ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
Hình 3.2
Cấp bụi than cyclone kiểu quay
85
Hình 3.3
Cấp bụi than cyclone kiểu lớp
85
Hình 3.4

Ống hơi cấp than non
85
Hình 3.5
Quạt trong xi măng
85
Hình 3.6
Tấm lót máy nghiền
86
Hình 3.7
Răng gầu xúc
86
Hình 3.8
Cerametal được Cắt bằng máy CNC plasma
86
Hình 3.9
Có thể uốn các dải theo yêu cầu sử dụng
86
Hình 3.10
Vít tải vận chuyển clinker với vật liệu cứng bề mặt của
CeraMetal
87
Hình 3.11
Chỉ một phần bề mặt cứng của vít tải được "đánh bóng"
87
Hình 3.12
Bề mặt của vít tải “được mài bóng”
87
Hình 3.13
Một phần bề mặt của vít tải
87

Hình 3.14
Đầu trục, cuối trục và khớp nối vít
89
Hình 3.15
Các phương án nối vít
89
Hình 3.16
Hình 3.16. a: Tấm bịt hai đầu máng
b: Ổ đỡ trục
c: Vòng bi
90
Hình 3.17
Một số loại máng vít tải
90
Hình 3.18
Đưa vít tải vào máng
91
Hình 3.19
Lắp ráp các hệ thống ổ đỡ, ổ bi
91
Hình 3.20
Lắp đặt hệ dẫn động cơ khí cho vít tải
92
Hình 3.21
Quá trình làm việc của vít tải
a. Cấp liệu
92


Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 12 - Ngành Công nghệ chế tạo máy

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
b. Xả liệu



























Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 13 - Ngành Công nghệ chế tạo máy

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Vít tải thuộc nhóm máy vận chuyển liên tục, được sử dụng rộng rãi trong
nông nghiệp và công nghiệp chế biến. Đặc biệt được sử dụng để vận chuyển các
chất rắn khô, hạt hoặc dùng để trộn các loại vật liệu và phụ gia trong công nghiệp
trên khoảng cách ngắn đến trung bình.
Đã có một số nghiên cứu trong việc tính toán, chế tạo vít tải [1], [14], [15].
Tuy nhiên các nghiên cứu này vẫn chỉ dừng lại ở mức thiết kế chế tạo đơn thuần, cụ
thể mới tính độ bền, độ cứng; chưa tính toán khả năng chịu mài mòn và độ ổn định
của trục vít tải, nên ảnh hưởng tới tuổi thọ của sản phẩm, giảm hiệu quả sản xuất và
đầu tư. Vì vậy việc chọn đề tài: “Nghiên cứu nâng cao khả năng chịu mòn và tính
ổn định của vít tải nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả cho dây chuyền trộn
muối I ốt ở nước ta” là rất cấn thiết.
2. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
a. Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần bổ sung cho cơ sở lý thuyết về
tính toán, thiết kế chế tạo vít tải về 2 vấn đề:
- Nghiên cứu động lực, động lực học. Tìm giải pháp công nghệ nâng cao khả
năng chống mài mòn của cánh vít trong môi trường muối I ốt.
- Nghiên cứu tính toán ổn định, đề xuất phương án thiết kế, chế tạo và lắp ráp
để nâng cao độ ổn định của thân trục vít tải.
b. Ý nghĩa thực tiễn
Đề tài hoàn thành sẽ là tiền đề cho việc thiết kế, chế tạo một bộ vít tải có
khả năng làm việc tốt trong môt trường Muối I ốt. Có độ bền, độ ổn định và khả
năng chống ăn mòn và mài mòn cao, với suất đầu tư hợp lý phù hợp với điều kiện
sản xuất của các xưởng chế biến muối ăn cho người và gia súc .
3. Đối tƣợng và mục đích nghiên cứu
- Tìm hiểu mô hình hệ dẫn động sử dụng vít tải.

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 14 - Ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
- Tìm hiểu các tiêu chuẩn của quá trình trộn vật liệu.
Tìm hiểu về cấu tạo, phân tích những ưu nhược điểm của vít tải khi làm việc
trong môi trường Muối I ốt. Tính toán vít tải trong dây chuyền trộn muối Iốt và qua
đó đề xuất quy trình công nghệ nhằm nâng cao chất lượng chế tạo loại thiết bị vận
chuyển này.
4. Kết cấu của luận văn
Chương 1: Tổng quan các dạng vận chuyển và trộn vật liệu dời bằng vít tải
Chương 2: Nghiên cứu động học, động lực học quá trình vận chuyển bằng vít
tải
Chương 3: Nnghiên cứu nâng cao chất lượng chế tạo vít tải
Chương 4: Kết luận và kiến nghị

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 15 - Ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
Chƣơng 1
TỔNG QUAN CÁC DẠNG VẬN CHUYỂN VÀ TRỘN VẬT LIỆU
DỜI BẰNG VÍT TẢI
1.1. CÁC HÌNH THỨC VẬN CHUYỂN BẰNG VÍT TẢI
1.1.1. Cấu tạo chung và nguyên lý làm việc
Vít tải là một loại máy vận chuyển liên tục, không có bộ phận kéo. Cấu tạo
của vít tải thể hiện trên hình 1.1.
Động cơ 1 truyền chuyển động qua hộp giảm tốc 2 đến khớp nối 3 và trục vít xoắn
4. Bộ phận công tác chính của vít tải là cánh vít xoắn 8 chuyển động quay trong
một vỏ hộp kín 9 có tiết diện tròn ở phía đáy. Trục vít xoắn được đỡ chặn hai đầu
Hình 1.1. a) Vít tải đặt ngang: 1- Động cơ, 2 - Hộp giảm tốc, 3 - Khớp nối, 4 -
Trục vít xoắn, 5- Gối treo trung gian, 6 - Gối đỡ hai đầu, 7 - Cơ cấu dỡ tải, 8
- Cánh vít, 9 - Vỏ hộp, 10- Cơ cấu cấp tải, 11 - Nắp hộp.
b) Vít tải đặt đứng.

A-A
1 2 3 4 5
11 10
7 8 9
6
A
A
a)
b)


Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 16 - Ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

nhờ các gối 6. Đối với trục dài quá 3 m có thêm các gối đỡ treo trung gian 5. Khi vít
chuyển động, cánh xoắn đẩy vật liệu di chuyển tịnh tiến dọc trong lòng vỏ máng.
Vật liệu vận chuyển không bám vào cánh là nhờ trọng lượng bản thân vật liệu và
ma sát giữa vật liệu và vỏ máng, do đó vật liệu chuyển động trong máng theo
nguyên lý vít đai ốc; vai trò đai ốc ở đây là vật liệu vận chuyển. Vít tải có thể có
một hoặc nhiều cánh xoắn. Cánh xoắn càng nhiều vật liệu chuyển động càng êm.
Vật liệu được cấp vào đầu máng từ cơ cấu 10 và lấy tải ra khỏi máng bằng cơ cấu 7.
Để bảo đảm an toàn, vít tải có thêm nắp 11.
Vận chuyển vật liệu bằng vít tải có nhiều ưu điểm: Vật liệu chuyển động
trong hộp kín, nhận và dỡ tải bất cứ vị trí nào nên không bị tổn thất, rơi vãi, an toàn.
Loại này sử dụng tốt nhất cho vật liệu nóng và độc hại. Kết cấu đơn giản, rẻ tiền, có
thể vừa vận chuyển vừa trộn. Diện tích chiếm chỗ lắp đặt nhỏ.
Tuy vậy cũng có những nhược điểm và hạn chế nhất định: Do có khe hở giữa
lòng máng và cánh vít nên dễ nghiền nát một phần vật liệu. Vì có ma sát lớn và chủ
yếu là ma sát trượt nên chóng mòn cánh xoắn và lòng máng. Cũng chính nguyên
nhân này mà tổn thất năng lượng lớn, không dùng cho vật liệu dính nhiều.
Do có những ưu điểm nhất định và thích hợp với một số loại vật liệu và công
nghệ vận chuyển nên vít tải được sử dụng trong ngành xây dựng và các ngành công
nghiệp hoá chất, thực phẩm.
Vít tải dùng để vận chuyển vật liệu có chiều dài đến 40 m, chủ yếu dùng để
vận chuyển vật liệu hạt rời và mịn như xi măng, sỏi, cát, đá dăm và các loại hỗn hợp
ẩm nước như bê tông, vữa Dùng làm cơ cấu cấp liệu cưỡng bức (hình 1.1b), trong
các trạm trộn bê tông, máy san hỗn hợp làm đường nhựa
Năng suất vận chuyển có thể đạt 20  30 m
3
/h, đối với loại vít có kích thước
lớn có thể đạt 100m
3
/h.
Kích thước đường kính ngoài của vít tải thường được tiêu chuẩn hoá và được

quy định theo dãy kích thước: 150, 200, 250, 300, 350, 400; 500; 600mm.
Thường đặt đứng, nghiêng hoặc ngang (hình 1-1).


Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 17 - Ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
1.1.2. Kết cấu các bộ phận.
1.1.2.1. Cánh xoắn, trục xoắn.
Hình dạng và kết cấu của cánh xoắn phụ thuộc vào mục đích sử dụng để vận

   
a)
b)
c)
d)
k)
h)
f)
e)
g)
Hình 1.2. Các dạng vít tải: a- vít có cánh xoắn liền trục, b- vít có cánh xoắn
liên tục không liền trục, c- Vít dạng lá liên tục, d- Vít có cánh xoắn dạng lá
không liên tục.
Sơ đồ vận chuyển: e- Sang trái, g- Sang phải, f- Đẩy sang hai
phía, h- Dồn vào giữa.
k- Hệ số điền đầy vít tải


Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 18 - Ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

chuyển các loại vật liệu khác nhau. Dựa vào tính chất vật liệu vận chuyển người ta
sử dụng các loại vít xoắn:
Khi vận chuyển các loại vật liệu có dạng bột, hạt nhỏ và trung bình rời khô
mịn như: xi măng, tro, bột, cát khô thì dùng vít có cánh xoắn liền trục (hình 1.2a).
Loại này cho năng suất vận chuyển cao. Hệ số điền đầy  = 0,125  0,45 và tốc độ
quay của vít từ n = 50  120 vg/ph.
Vít liên tục không liền trục (hình 1.2b) dùng vận chuyển hạt cỡ lớn như: sỏi
thô, đá vụn. . .Hệ số điền đầy của loại này đạt  = 0,25  0,40, và tốc độ quay của
vít từ n = 40  100 vg/ph.
Vít tải dạng lá liền trục (hình 1.2c) dùng cho vật liệu dính, dùng vừa trộn,
tẩm vừa vận chuyển như: đất sét ẩm, bê tông, xi măng. Hệ số điền đầy của loại này
đạt  = 0,150,3 và tốc độ quay của vít n = 30  60 vg/ph.
Vít tải dạng lá không liên tục (hình 1.2d) dùng để vận chuyển loại hạt thô, có
độ ẩm như: sỏi thô, đá dăm, đất sét ẩm, bê tông, xi măng. Hệ số điền đầy của loại
này đạt  = 0,15  0,4 và tốc độ quay của vít từ n = 30  60 vg/ph.
Kích thước của trục vít xoắn và bước xoắn vít thường được tiêu chuẩn hoá:
Đường kính d = 100 đến 320 mm, bước xoắn từ 80 đến 320 mm. Theo tiêu
chuẩn trên bước xoắn thường bằng 0,8 đến 1 lần đường kính cánh xoắn. Tốc độ
quay thường từ 10 - 300 vòng/ phút.
Trên hình 1.2 e  h là sơ đồ hướng vận chuyển vật liêu: Vận chuyển sang
trái, sang phải, phân sang hai phía, hai đầu dồn vào giữa.
Trong trường hợp vận chuyển vật liệu dính, ẩm người ta sử dụng vít có hai
cánh xoắn hay còn gọi là vít kép. Loại này thích hợp trong vận chuyển vữa bê tông
hoặc bột than.
Đối với vít tải đặt đứng thường vận chuyển vật liệu tơi vụn. Ở đây sử dụng
cánh xoắn liên tục liền trục, trong quá trình vận chuyển có xuất hiện ma sát giữa vật
liệu và cánh xoắn. Dưới tác dụng của lực ly tâm, vật liệu áp sát vào thành máng và
bị vỏ máy hãm chuyển động quay lại và nhờ cánh xoắn đẩy nâng vật liệu đè lên

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 19 - Ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
trong máng. Muốn vật liệu không có chuyển động quay khi ra đến thành máng thì
lực ly tâm phải lớn. Vì vậy vít tải đặt đứng có tốc độ quay lớn hơn nhiều so với tốc
độ của vít tải đặt nằm ngang. Vít tải đặt đứng tiết kiệm được diện tích, kín và dỡ tải
bất cứ vị trí nào cần thiết. Tuy vậy loại này tốn năng lượng, chóng mòn cánh. Chiều
cao máy bị hạn chế bởi không lắp được gối đỡ trung gian.
1.1.2.2. Máng vít tải
Máng của vít tải được chế tạo bằng phương pháp dập từ thép tấm có chiều
dày  = 4  8 mm, mỗi đoạn có chiều dài đến 4m. Dung sai khe hở giữa máng và
cánh xoắn không quá 60% khe hở bình thường giữa
cánh xoắn và máng. Nửa dưới của mặt cắt ngang máng
có dạng nửa hình tròn đồng dạng với kích thước đường
kính của cánh xoắn; nửa trên có dạng hình chữ nhật có
chiều rộng bằng đường kính đáy để lắp đặt trục cánh
xoắn và dễ dàng trong việc chế tạo nắp đậy. Trên
nắp ở đầu máng tải có cửa cấp tải tiết diện vuông; còn
ở đáy máng cũng có các cửa dỡ tải đặt ở những vị trí cần thiết theo yêu cầu.
1.2. THỰC TRẠNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO VÍT TẢI
Vít tải được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp và công nghiệp chế biến,
chủ yếu để nâng cao hoặc vận chuyển số lượng lớn nguyên vật liệu trong khoảng
cách ngắn đến trung bình. Chúng đặc biệt hiệu quả khi vận chuyển các chất rắn
dạng hạt. Các thiết kế vít tải có xu hướng dựa nhiều vào kinh nghiệm, chủ yếu dừng
lại ở mức thiết kế chế tạo đơn thuần, cụ thể mới tính độ bền, độ cứng. Đã xét đến
hiệu suất vít tải khi làm việc chịu tác động của môi trường của nó trong các điều
kiện: tốc độ quay của trục vít, các độ nghiêng của trục vít tải, và khả năng điền vào
thể tích của nó. Tuy nhiên khi thiết kế mới tính sơ bộ, sau đó tra bảng chưa xét đến
tuổi bền khả năng chịu bền, mômen xoắn, uốn ngang - dọc trục; Chưa xét đến khả
năng chịu mài mòn và độ ổn định của trục vít tải, nên ảnh hưởng tới tuổi thọ của sản
phẩm, giảm hiệu quả sản xuất và đầu tư.

Trong đề tài này ta đặc biệt quan tâm tới hai vấn đề lớn sau:
Hình 1.3. Máng vít tải


Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 20 - Ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
- Khả năng chịu mài mòn của:
+ Ăn mòn điện hoá giữa vật liệu muối I ốt với vật liệu bề mặt cánh vít tải.
+ Ma sát giữa dòng vật liệu muối I ốt với vật liệu nòng máng vít tải.
Trên cơ sở phân tích làm rõ cơ chế, nguyên nhân gây mòn chủ yếu , từ đó đề
xuất giải pháp tìm cách khắc phục: lựa chọn vật liệu; tạo cơ tính lớp vật liệu bề
mặt; bôi trơn (hoặc phủ bề mặt); chọn tốc độ quay và đảm bảo độ cứng vững của hệ
thống…
- Tính toán kiểm tra độ bền.
- Tính toán ổn định vít tải
1.3. LỰA CHỌN HỆ THỐNG TRỘN MUỐI IỐT BẰNG VÍT TẢI
1.3.1. Giới thiệu một số loại vít tải chuyển muối

Hình 1.4. Kiểu vít tải trong máy chuyển muối của Tây Ban Nha

Hình 1.5. Kiểu vít tải trong máy chuyển muối của Đài Loan


Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 21 - Ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
(Đặt tại cơ sở chế biến muối Hòn Khói - Khánh Hoà).
Qua các tài liệu tham khảo máy vận chuyển kiểu vít tải của nước ngoài và
điều tra ở các cơ sở chế biến muối trong nước có những thông tin chung về thiết vận
chuyển muối như sau:
1.3.1.1. Vít tải kín

Là vít tải mà trục vít nằm trong vỏ được bao kín, loại này thường dùng cho
những trường hợp cần nâng sản phẩm theo hướng thẳng đứng, hoặc có độ nghiêng
cao và những loại bột khô nhiều bụi, trong chế biến muối thường dùng để chuyển
muối lên cao như hệ thống chuyển muối từ dưới lên đổ vào đổ vào máy rửa như ở
hệ thống máy đặt tại xưởng chế biến Hòn Khói (Khánh Hòa).
1.3.1.2. Vít tải hở
Là vít tải vỏ có tiết diện hình nửa vòng tròn, mặt trên hở dùng trong trường
hợp độ nghiêng thấp, kích thước hạt to, không có bụi
1.3.1.3 Vít tải đơn
Là vít tài chỉ có 1 trục vít làm việc trong vỏ bao. Loại này có kết cấu đơn
giản, đảm bảo khe hở đồng đều giữa đường kính ngoài của cánh vít và vỏ, nên muối
được đưa hết lên phía trên ít bị sót và hao hụt theo nước thải.
1.3.1.4 Vít tải kép
Là vít tải có 2 trục vít cùng quay trong 1 vỏ bao. Loại này kết cấu phức tạp,
thường áp dụng ở máy rửa có năng suất rất lớn cỡ trên 50 tấn/h.
Hầu hết các cơ sở mà đề tài khảo sát đều dùng kiểu vít tải loại đơn 1 trục vít.
Các kiểu thể hiện trên hình 1.4 và 1.5.
1.3.2. Một số thông số của vít tải chuyển muối
1.3.2.1. Các dạng của cánh vít
Trong các máy chuyển muối qua khảo sát ở nhiều cơ sở và tham khảo các tài
liệu các cánh vít tải là liên tục và có 2 loại.
Cánh vít kín: là loại cánh vít liền từ trục quay đến mép ngoài cùng của cánh.
Loại này thường dùng ở những vít tải nâng, vận chuyển và những máy chuyển có
công suất nhỏ 1-2 tấn/h.


Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 22 - Ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
Cánh vít hở: là cánh vít chỉ có ở phần ngoài, phần gần trục quay là rỗng. Khi
chế tạo người ta gắn những thanh thép xung quanh, dọc theo trục quay và cách trục

quay 1 khoảng cách nhất định. Cánh vít được được lắp trên thanh thép đó và tạo với
các thanh thép như một cái lồng. Do vít tải có độ nghiêng thấp nên trong quá trình
làm việc muối chuyển động ở phần ngoài cánh vít.
1.3.2.2. Chiều dài làm việc của vít
Chiều dài làm việc của vít tải phụ thuộc vào yêu cầu khi chuyển muối và
công suất vận chuyển muối. Thông thường có độ dài 5 – 20m.

1.3.2.3. Góc nghiêng khi đặt vít
Góc nghiêng khi đặt vít tải có ý nghĩa quan trọng trong việc vận chuyển
muối. Một số vít tải làm công việc vận chuyển đồng thời rửa muối. Góc nghiêng lớn
quá, nước theo muối chảy quá nhanh, các tạp chất chưa kịp chảy theo, góc nghiêng
nhỏ quá, nước chảy quá chậm, khả năng tách nước ra khỏi muối kém. Ví dụ máy
rửa của Trung Quốc 25 tấn/h góc nghiêng 15
0
. Máy rửa của Đài loan lắp ở cơ sở chế
biến muối Hòn Khói (Khánh Hòa) góc nghiêng 25
0
, Máy ở cơ sở chế biến muối
Ninh Bình góc nghiêng 30
0
.
1.3.2.4. Tốc độ quay của trục vít
Đối với muối thành phẩm, thì tốc độ quay trục vít ít ảnh hưởng đến chất
lượng muối. Tuy nhiên đối với công đoạn rửa muối, hoặc trộn muối Iốt thì tốc độ
trục vít có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của muối, vòng quay nhanh quá, thời gian
muối rửa trong nước ít, các cánh vít va đập mạnh làm vỡ tinh thể muối, tỷ lệ hao hụt
nhiều, chi phí năng lượng lớn, nước dễ bắn ra khu vực xung quanh, nhưng khi muối
dịch chuyển lên phần trên của trục vít dễ tách nước. Qua khảo sát các máy như máy
của Trung Quốc có tốc độ trục quay 40vg/ph, máy của Đài loan ở cơ sở chế biến
Hòn Khói, có tốc độ trục quay 25vg/ph, máy ở Ninh Bình có tốc độ trục quay

35vg/ph (tài liệu tham khảo [1]).
Muối rất dễ tác động, làm ảnh hưởng xấu đến kim loại. Dưới tác động của
muối sắt, thép rất chóng han dỉ và hư hỏng. Chính vì thế các thiết bị phải dùng loại


Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 23 - Ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
thép tốt (thép không gỉ) để chế tạo, trong điều kiện làm việc êm dịu, máy rất bền,
như máy của Đài loan trang bị ở cơ sở Hòn Khói sử dụng được 10 năm. Đương
nhiên dùng thép không gỉ giá thiết bị sẽ rất đắt, gấp 3-4 lần thép thường. Năm 1998,
máy rửa của Đài Loan ở cơ sở chế biến Hòn Khói người ta đã chế tạo một máy khác
theo nguyên mẫu, nhưng nguyên liệu chủ yếu bằng thép thường, chỉ khác máng vít,
dùng loại tôn dầy hơn 3- 4mm, cánh vít dày 8mm, Máy hoạt động từ 1999, đến
năm 2003, máy vẫn hoạt động bình thường. Máy rửa ở cơ sở chế biến muối Ninh
Bình, hầu hết các chi tiết đều chế tạo bằng thép thường qua 5 năm nhưng vẫn hoạt
động bình thường, tuy một vài chi tiết đã hỏng cần phải thay thế.
Qua khảo sát thực tế, trong điều kiện kinh phí có hạn, hơn nữa đây là máy thí
nghiệm kết hợp với phục vụ sản xuất, nên ta chọn vật liệu chế tạo là thép thường mạ
kẽm chống gỉ.
1.3.3. Lựa chọn hệ thống trộn muối Iốt bằng vít tải
1.3.3.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của một số máy trộn
a. Máy trộn kiểu vít nằm ngang
* Cấu tạo (Hình 1.6)
1
2
3
4
5
6

1: Cửa nạp liệu; 2: Thùng trộn; 3: Vít trộn;
4: Đường kính trong của vít; 5: Cửa tháo liệu; 6: Puli.
Hình 1.6. Cấu tạo máy trộn kiểu vít nằm ngang.
* Nguyên lý làm việc
Hỗn hợp vật liệu được đưa vào cửa (1) sẽ được vít trộn (3) đẩy dọc theo
thùng trộn (2) và thùng trộn có tác dụng như ống khuếch tán nên trong quá trình


Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 24 - Ngành Công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
trộn vật liệu được di chuyển và đưa đến cửa tháo liệu (5) để đưa ra ngoài. Máy được
truyền động qua puly (6).
b. Máy trộn bằng vít tải có trục thẳng đứng
* Cấu tạo (Hình 1.7)










* Nguyên lý làm việc
Vật liệu được đưa vào máng cấp liệu (1), nhờ vít (3) vật liệu được đưa lên
trên. Khi đến đầu ống bao (2) chúng sẽ được cánh gạt (6) gạt tung ra xung quanh và
rơi xuống phần thân hình nón. Từ đó vật liệu được tiếp tục đưa lên để lặp lại chu
trình. Vòng tuần hoàn của vật liệu trong máy sẽ được đi lặp lại nhiều lần cho đến
khi hỗn hợp vật liệu đều. Vật liệu sau khi trộn sẽ được đưa ra ngoài theo cửa thoát

liệu (8).
1.3.3.2. Máy trộn bằng vít tải nằm nghiêng
* Cấu tạo (Hình 1.8)
1: Động cơ truyền động cho vít tải 2: Hộp giảm tốc
3: Cửa vào liệu 4. Trục vít tải
5: Máng vít tải trộn 6: Cánh vít tải
7: Nối trục trung gian 8: Gối đỡ trục trung gian
9: Cửa ra liệu 10: Ổ đỡ đầu trục
11: Ổ đỡ cuối trục
1: Cửa nạp liệu; 2: Ống bao; 3:
Vít;
4: Thùng trộn; 5: Động cơ
6:Cánh gạt; 7: Buly;
8: Cửa ra liệu.
Hình 1.7. Cấu tạo máy trộn vít
đứng.
1
2
3
4
5
6
7
8