nghiên cứu tìm hiểu một phần trong dây truyền sản xuất axit sunfuric của nhà máy sản xuất phân bón DAP (hệ thống cấp liệu,và nóng chảy lưu huỳnh hạt)

LỜI NÓI ĐẦU
Đồ án tốt nghiệp là một đồ án chuyên ngành chính của sinh viên ngành
công nghệ chế tạo máy,nó cung cấp các kiến thức tổng hợp về tính toán thiết
kế ,lắp ráp và sử lý sự cố phát sinh một cách tổng hợp của một dây truyền,thiết
bị …mà một kỹ sư ngành chế tạo máy phải giải quyết.Ở đây sinh viên sẽ được
làm quen với cách sử dụng tài liệu,sổ tay,các tiêu chuẩn và khả năng kết hợp so
sánh các kiến thức lý thuyết với thực tế quá trình sản xuất,và độc lập giải quyết
các vẫn đề phát sinh.
Xuất phát từ tầm quan trọng của đồ án và các vấn đề cần giải quyết khi
thực hiện đồ án,chúng em đã thực hiện nghiên cứu tìm hiểu một phần trong dây
truyền sản xuất axit sunfuric của nhà máy sản xuất phân bón DAP (hệ thống cấp
liệu,và nóng chảy lưu huỳnh hạt).
Trong thuyết minh chúng em đã chình bày: tính toán thiết kế các chi tiết
điển hình của hệ thống cấp liệu,và bồn nóng chảy lưu huỳnh hạt.
Những tài liệu tham khảo và tra cứu gồm : thiết kế máy,cơ sở thiết kế
máy,sổ tay công nghệ chế tạo máy,sổ tay quá trình và thiết bị hóa chất…
Được sự giúp đỡ tận tình của cô giáo Tạ Thị Thúy Hương đến nay chúng
em đã cơ bản hoàn thành nhiệm vụ của mình,tuy còn nhiều thiếu sót trong quá
trình thực hiện đồ án.Chúng em kính mong sự chỉ bảo của các thầy cô để chúng
em có thể củng cố kiến thức và hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp của mình.
Chúng em xin chân thành cảm ơn.
Nhóm sinh viên:
Nguyễn Văn Chức
Nguyễn Văn Tiến
Nguyễn văn Tiệp
Đào Trọng Khương
Nguyễn Văn Thành

1

PHẦN I :TỔNG QUAN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP.

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ DÂY TRUYỀN NÓNG CHẢY
LƯU HUỲNH HẠT.
1: LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:
Khoa học kỹ thuật ngày nay ngày càng phát triển. cùng với đó là sự phát
triển của ngành công nghiệp hóa chất. trong đó ngành sản xuất phân bón có vai
trò quan trọng đáp ứng nhu cầu phân bón cho thị trường trong nước và xuất
khẩu . Nhà máy sản xuất phân DAP góp phần đảm bảo an ninh lương thực, an
sinh xã hội. Ổn định và chủ động trong việc cung cấp DAP cho việc phát triển
nông nghiệp, hạn chết nhậm khẩu, tận dụng tối đa nguồn tài nguyên có sẵn trong
nước
*quy trình sản xuất phân bón DAP.
Với đề tài: thiết kế bể nấu chảy S trong nhà máy sản xuất axit
sunphurich . em chọn đề tài phù hợp với các môn học trong quá trình học tập và
giúp em có nhiều kinh nghiệm trong thiết kế thiết bị thực tế sản xuất .
1.1. Vai trò của lưu huỳnh trong dây truyền sản xuất
Trong dây truyền lưu huỳnh là nguyên liệu chính tạo nên sản phẩmAxit
H2SO4 nhờ chuỗi phản ứng .
S +O2 = SO2
SO2 + O2 = SO3
SO3 + H2O = H2SO4
Sản phẩm axit H2SO4 98,5 trong dây truyền chủ yếu được bơm sang dây
truyền khác để phân hủy quặng Apatit để tạo ra axit phốtpho rich H 3PO4 thành
phần chính là P2O5 ( đây là thành phần Lân) . Thành phần chủ yếu để tạo ra phân
DAP .
1.2. mục đích nóng chảy lưu huỳnh
Do ban đầu nhập lưu huỳnh về lưu huỳnh đang ở trạng thái rắn người ta
phải đưa lưu huỳnh về trạng thái lỏng nhằm mục đích.
+ đốt cháy hoan toàn: dùng bơm li tâm bơm phun vào lò đốt lưu huỳnh ơ trạng

thái hạt xương mù
+ phù hợp với thiết bị lọc với yêu cầu độ tinh khiết 99.95%
+ thiết bị vận chuyển đơn giản gồm bơm và đường ống.
2


+ khả năng vận chuyển xa.
+ an toàn môi trường
2. QUY TRÌNH NÓNG CHẢY LƯU HUỲNH HẠT
Lưu huỳnh rắn từ kho S được cầu trục múc đổ vào bunke và xả xuống
băng tải định lượng L01 đổ vào bể nấu chảy lưu huỳnh V01, lưu lượng lưu
huỳnh vào nấu chảy được cân trên băng tải và giám sát khối lượng qua thiết bị
định lương, năng suất nấu chảy tối đa 20 tấn/h và được điều chỉnh thông qua tốc
độ băng tảiL01. Tại bể nấu chảy lưu huỳnh được cấp nhiệt đến nhiệt độ chảy
lỏng ( 135÷140)0C bằng hơi nước áp suất thấp 0,6MPa, kết hợp với sự khuấy
trộn tạo bởi máy khuấy A01 lưu huỳnh lỏng được chảy tràn xuống bể lưu huỳnh
lẫn tạp chất V02, từ bể V02 lưu huỳnh được bơm lưu huỳnh bẩn P01 bơm lên
thiết bị lọc lưu huỳnh kiểu lọc lá có hơi gia nhiệt F01AB.
Trước mỗi chu kỳ lọc thiết bị lọc được phủ lót bởi chất trợ lọc Diatomit
nhờ bơm phủ lót lưu huỳnh P02 đặt trên bể V03, sau đó tiến hành bơm lưu
huỳnh bẩn vào thiết bị lọc, lưu huỳnh bẩn sau lọc được đưa trở lại bể lưu huỳnh
bẩn V02 và định kỳ được tháo để vệ sinh, lưu huỳnh sạch sau lọc được đưa về
bể chứa lưu huỳnh sạch V04, sau đó chảy trọng lực xuống hố lưu huỳnh sạch
V05 và được bơm cấp lưu huỳnh sạch P03 cấp sang công đoạn lò đốt lưu huỳnh.
Thiết bị lọc F01A,B thay nhau làm việc theo chu kỳ trước khi được dừng để vệ
sinh định kỳ, thời gian làm việc của mỗi chu kỳ tuỳ thuộc vào chất lượng lưu
huỳnh đầu vào và trở lực trong thiết bị lọc tăng đến 0,4bar thì phải dừng để vệ
sinh, sau khi vệ sinh lại tiến hành thử kín thiết bị, nạp đầy lưu huỳnh và phủ lót
lưới lọc trước mỗi chu kỳ mới.
Hệ thống cung cấp hơi cho bộ phận gồm các đường hơi 0,6MPa, và hơi

dùng để bảo ôn thiết bị áp suất 0.6MPa, sau khi gia nhiệt cho thiết bị thì hơi
ngưng sẽ được thu hồi về thùng ngưng và được chứa trong thùng chứa rồi được
bơm thu hồi đưa về thiết bị khử khí tại xưởng Nhiệt điện .
Hình 1.1.1:quá trình sản xuất của hệ thống nóng chảy lưu huỳnh.

3


3. THIẾT BỊ CỦA DÂY TRUYỀN.

3

1

4

5

6

7

2

8

9

LUU HU? NH
H? T

N:55Kw

15°

10

°t~145°C

17

16

15

14

13

12

11

ÐI LÒ Ð? T

N:22 Kw

N:2 2Kw

N:2 2Kw

Hình 1.1.2:Thiết bị trong quá trình nóng chảy lưu huỳnh.
3.1 Bun ke chứa lưu huỳnh hạt 01
3.2. Băng tải 02:
+ Mặt băng bằng cao su cú bố vải .
+ Khung bằng thép. con lăn bố chí dạng lòng máng .
+ Khả năng vận chuyển tới 20T/h.
3.3. Bể nóng chảy .
4


Là một bể đứng hình trụ đáy nón, làm bằng thép cacbon. Bể có một hệ
thống ống thông khí tự nhiên để tránh hiện tượng tụ khí nổ. Ống xoắn dẫn hơi
nước phải được lắp đặt để nấu lưu huỳnh thành dạng nóng chảy. Các máy trộn
được đặt trong bể nấu lưu huỳnh làm tăng công suất cấp nhiệt của ống xoắn.Bể
được thiết kế với một cửa ra vào để kiểm tra và chảy tràn tới bể chứa lưu
huỳnh bẩn.
Tổng diện tích bề mặt yêu cầu của bể nấu là xấp xỉ 192m 2. Các ống xoắn làm
nóng lưu huỳnh từ 00C lên 1400C. Các ống xoắn được đặt kích thước để cho
phép lưu lượng lưu huỳnh vào tối đa là 20T/h.
3.4. Bể chứa lưu huỳnh bẩn (17)
Bể chứa lưu huỳnh bẩn là loại bể thép trên mặt đắt có kích thước 6m
chiều dài x 4m chiều rộng x 2m chiều sâu . Trong bể có một hệ thống ống thoát
khí tự nhiên để tránh hiện tượng tích khí nổ. Các ống xoắn dẫn hơi nước cần
phải lắp đặt để giữ lưu huỳnh luôn ở trạng thái nóng chảy và có thể bơm được.
Bể được thiết kế với một hoặc nhiều cửa ra vào để kiểm tra và hệ thống kiểm
soát mực lưu huỳnh và các bơm lưu huỳnh tạp chất. Một máy trộn được lắp
trong bể chứa lưu huỳnh để tăng khả năng truyền nhiệt và giữ các chất rắn lơ
lửng.
Bộ gia nhiệt bể lưu huỳnh bẩn là một khối ống trần được thiết kế để làm
nóng lưu huỳnh nóng chảy. Bộ gia nhiệt được chế tạo bằng thép cacbon.

Tổng diện tích cấp nhiệt của bể lưu huỳnh tạp chất là khoảng 31m 2. Bộ gia nhiệt
có nhiệm vụ giữ nhiệt độ của lưu huỳnh ở khoảng 135 0C. Tỉ lệ truyền nhiệt để
khắc phục sự mất nhiệt thông qua bề mặt của bể là khoảng 19.000kcal/h.
Các ống xoắn gia nhiệt cần được cung cấp khoảng 38kg/h hơi nước để
giữ lưu huỳnh ở trạng thái nóng chảy.
3.5. Bể chứa lưu huỳnh (09)
Bể chứa lưu huỳnh là loại bể bằng thép cacbon cách nhiệt có đường kính
là 14m và chiều cao 11, 8m có Bể là loại bể đứng có mái che và hệ thống ống
thông khí tự nhiên để tránh hiện tượng tụ khí nổ. Các ống xoắn dẫn hơi nước
phải được lắp đặt để giữ lưu huỳnh ở trạng thái nóng chảy và bơm được. Bể

5


được hoàn thiện với các cửa ra vào kiểm tra, chảy tràn và hệ thống kiểm soát
mức.
Bộ gia nhiệt bể chứa lưu huỳnh là một khối ống trần được thiết kế để làm nóng
lưu huỳnh nóng chảy. Bộ gia nhiệt được chế tạo bằng thép cacbon.
Tổng diện tích cấp nhiệt của bể chứa lưu huỳnh là khoảng 211m 2. Bộ gia
nhiệt có nhiệm vụ giữ nhiệt độ của lưu huỳnh ở khoảng 135 0C. Tỉ lệ truyền nhiệt
để khắc phục sự mất nhiệt thông qua bề mặt của bể là khoảng 13.000kcal/h.
Các ống xoắn gia nhiệt cần được cung cấp khoảng 260kg/h hơi nước 6 Pa
để giữ lưu huỳnh ở trạng thái nóng chảy.
3.6. Bể chứa bơm lưu huỳnh sạch(11):
Hố lưu huỳnh sạch là hố bê tông có kích thước: chiều dài x rộng x sâu là
4,7m x 4,2m x 2, 0m với hệ thống ống thông khí tự nhiên để tránh hiện tượng tụ
khí nổ. hố được lắp các ống xoắn dẫn hơi nước để giữ lưu huỳnh trong trạng thải
nóng chảy và có thể bơm được, được hoàn thiện với một hoặc nhiều cửa ra vào
kiểm tra và hệ thống kiểm soát mức và được lắp các bơm lưu huỳnh sạch.
Bộ gia nhiệt lưu huỳnh sạch là các khối ống trần được thiết kế để làm

nóng lưu huỳnh nóng chảy. Bộ gia nhiệt được chế tạo bằng thép cacbon.
Tổng diện tích cấp nhiệt của hố lưu huỳnh sạch là khoảng 25m2. Bộ gia
nhiệt có nhiệm vụ giữ nhiệt độ của lưu huỳnh ở khoảng 135 0C. Tỉ lệ truyền nhiệt
để khắc phục sự mất nhiệt thông qua tường và lớp vỏ của giếng là khoảng
14.000kcal/h.
Cần phải cung cấp khoảng 30kg/h hơi nước 340kPa g cho các ống xoắn
để duy trì trạng thái nóng chảy của lưu huỳnh.
3.7. Thiết bị lọc lưu huỳnh (08 )
Mỗi thiết bị lọc lưu huỳnh được thiết kế để lọc 19,0MT/h lưu huỳnh. Một
bộ lọc sẽ hoạt động tối thiểu 12 giờ trong khi tấm còn lại được vệ sinh và bọc.
Chất lượng của sản phẩm lọc đầu ra mong muốn là 30ppm tro và bụi. Các bộ lọc
được thiết kế để cho phép dòng chảy tối đa 2,75m2/h lưu huỳnh và độ giảm áp
suất 3, 5 bar vào cuối chu kì lọc.
Các bộ lọc là các thùng chứa nằm ngang chứa các lá lọc (tấm và khung),
với các trục thủy lực để mở / đóng các bộ lọc. Các tấm và khung được làm bằng
thép không gỉ 316. thùng chứa và các đầu được chế tạo bằng thép cacbon.
6


3.8. Bơm lưu huỳnh bẩn (15)
Bơm lưu huỳnh bẩn là loại bơm li tâm đứng, chìm, chạy bằng motor được
thiết kế sao cho mỗi bơm cung cấp 20m 3/h lưu huỳnh nấu chảy. Bơm được lắp
trong bể lưu huỳnh bẩn và được sử dụng trong chu trình lọc để bơm lưu huỳnh
thông qua bộ lọc lưu huỳnh và tới bể chứa lưu huỳnh. Một bơm được lắp đặt dự
phòng.
3.9. Máy khấy bể nấu chảy (07)
Cú hai tầng cánh được lắp trên trục thép không rỉ 304,được dẫn động
bằng động cơ thông qua hộp giảm tốc làm nhiệm vụ khuấy trộn tăng khả năng
nóng chảy, chống nắng đọng.
3.10. Máy khuấy bể lưu huỳnh bẩn (15)

Có một tầng cánh và được lắp trên trục thẳng đứng và được dẫn động
bằng động cơ và hộp giảm tốc.

7


PHẦN II : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG NÓNG CHẢY
LƯU HUỲNH.

CHƯƠNG II : THIẾT KẾ CƠ CẤU KHUẤY TRỘN.
I.Trình tự thiết kế:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Bản vẽ bố trí sơ bộ của cơ cấu khuấy trộn.
Tính trọn động cơ điện ,tỉ số truyền,của cơ cấu khuấy trộn.
Tính chọn trục khuấy.
Tính chiều dày cánh khuấy và các thông số cánh khuấy.
Tính chọn ổ đỡ của cơ cấu khuấy.
Tính chọn then.
Tính chọn các khớp nối của cơ cấu khuấy.

II. Qúa trình tính toán thiết kế:
1: Bản vẽ bố chí sơ bộ của hệ thống khuấy.
Căn cứ vào yêu cầu cũng như bố trí của nhà máy ta tạm bố trí sơ bộ hệ thống

như sau:
1 Cụm cánh khuấy thứ nhất.

2 Cụm cánh khuấy thứ hai.

3 Trục khuấy .

4 Vỏ đỡ ổ lăn và cơ cấu dẫn động.

5 Khớp nối .

6 Hộp số.

7 Động cơ.
Yêu cầu đầu vào của cơ cấu:
Vât liệu khuấy : Lưu huỳnh hạt.
Tỷ trọng

: 1790 kg/m3 .

Nhiệt độ làm việc : 1400C .
Tốc độ khuấy

: nkh=42 vg/ph .

Vật liệu chế tạo : Thép không rỉ INOX 302.

8

9


Hình 2.2.1:Hệ thống khuấy trộn.

2 : Tính chọn công suất động cơ và hộp số của cơ cấu khuấy.
2.1 :Tính chọn công suất động cơ.
- Công suất của cánh khuấy: ta tính công suất của từng cánh khuấy.
- Ta có công thức:
N=0,01.A.(dK)4,45.n2,78.μ0,22.ρ0,78

(kw).

(2.2.1 STTKM)

-Trong đó:
A :Hệ số phụ thuộc vào kiểu cánh khuấy tra bảng (6-3)
Sổ tay quá trình và thiết bị hóa chất ta có A=1,35 .
dk :Đường kính cánh khuấy (m) .
n : Số vòng quay của cánh khuấy trong 1 giây (vg/s) .
μ : Độ nhớt của dịch (Ns/m2) .
ρ : Khối lượng riêng của chất khuấy = 1790 (kg/m3).
-Do yêu cầu về dòng khuấy và chủng loại chất khuấy: Khuấy chất rắn hòa
tan,tạo nhũ tương,tạo trạng thái lơ nửng của rắn trong lỏng,hòa tan các tinh
thể,cân bằng nhiệt độ,chánh nắng đọng,đóng cặn.Theo bảng (IV-11 Sổ tay quá
trình và thiết bị hóa chất 1) ta chọn cánh khuấy kiểu mái chèo có các thông số
cơ bản sau:
-Vật liệu : Thép không rỉ inox 302 .
-Đường kính cánh : 1900 mm = 1,9m.
-Chiều cao cánh :(0,07 – 0,09)D = (133-177).

-Tốc độ cánh n=42(vg/ph).
Vậy : N =0,01.1,35.1,94,56.0,72,78.(21,28.10-3).17900,78=33,2 ( kw)
Khi đó ta tính công suất động cơ điện như sau:
Nđc=N/ μ

(2.2.2 TKCTM).
10


Với μ là hiệu suất động cơ = (0,6 – 0,7) .
Vậy Nđc=33,2/0,6=55,003 (kw).
Tra bảng ta có động cơ 3 pha điện áp 380v,số vòng quay n đc=1480 (vg/ph).
2.2 Tính chọn tỉ số truyền cho cơ cấu.
Theo yêu cầu đầu vào nck = 42 (vg/ph).Ta chọn hộp số có tỉ số chuyền như sau:
i=nđc/nck=1480/42=35,24 (2.2.3 TKCTM).
3 :Tính chọn trục khuấy.
-Vật liệu chế tạo cánh khuấy : Thép không rỉ 302 có các thông số sau
Ứng suất bền :520 MPa.
Ứng suất chảy: 205 MPa.
3.1-Ta tính đường kính sơ bộ của trục được xác định theo công thức:

(mm) (2.2.4 TKCTM)
-Trong đó : T- momen xoắn Nmm.
-Ưng suất bền cho phép .
-Momen xoắn được xác định theo công thức :

(Nmm) (2.2.5 TKCTM)
Vậy T=9,55.106.(55/42)=12505952 Nmm
Ta có :

=198,97 mm
Chon trục d=200 mm.
11


3.2-Tính các lực tác dụng lên trục :
Lực tác dụng lên trục khuấy bao gồm Moen xoán M X sinh ra do trở lực
của môi trường(momen xoán tác dụng từ bộ truyền tới để cân bằng với
momen xoán sinh ra do trở lực của môi trường tác dụng lên).Ngoài ra còn có
lực hướng kính Fr, lực hướng trục Fa .
Momen xoán trung bình được xác định theo công thức sau :

(Nm) (2.2.6 TKCTM)
Trong đó :
Nđc - Công suất động cơ.
np - Số vòng quay trục khuấy.
Cx - Hệ số chú ý tới dao động lực cản và lấy từ (1,1 – 1,6)

=137565,47 (Nm)
-Lực hướng kính bằng lực tác dụng lên một cánh khuấy (có diểm đặt lực cách
đường trục của trục khuấy một đoạn rF .Ta có công thức sau

(2.2.7 TKCTM)
-Trong đó :
NC – Số cánh của cơ cấu khuấy=3
rF - Khoảng cách của điểm đặt lực Fr đén trục quay (m).
Mx – Momen xoán Nm.
-Theo yêu càu là cánh khuấy mái chèo dạng cánh dạng bản chữ nhật ta có :

(2.2.8 TKCTM)

12


N
-Lực chiều dọc trục đối với cánh khấy vận chuyển chất lỏng theo chiều trục
được xác định như sau :

(2.1.9 TKCTM)

Mà Vz =N/Fa1 lên

=5539,781 (N)
Trong đó :
theo

Fa1 – Lực chiều trục gây ra do sức cản của chất lỏng tác dụng lên
chiều trục.
ρ – Khối lượng riêng của chất khuấy .
Vz - Vận tốc chất lỏng theo dòng trục.
N - Công suất khuấy.
A = π.(dk)2/4 (m2).Diện tích quay của cơ cấu khuấy.

-Bên cạnh đó thiết bị làm việc dưới áp suất dư P thì lực tác dụng chiều trục F a2
tác dụng lên cơ cấu khuấy là:

(N) . (2.2.10 TKCTM)
Trong đó : Fa2 – Lực chiều dọc trục do áp suất dư P tác dụng (N).
P - Ap suất dư (N).
13

dt - Đường kính trục tại nơi đặt hộp đệm.
Vậy

(N)
⇒ Fa = Fa1 + Fa2 =5539,78 + 98000 = 103539,78 (N)
-Trong khi đó môi trường có khả năng đông cứng và cô đặc nên xuất hiện một
momen xoán quá tải MxMax của động cơ khi khởi động là.

(2.2.11 CSTKM)

Trong đó :

=2,7 Đây là hệ số quá tải của động cơ.

Ndc – Công suất động cơ (W) .
np – Số vồng quay của trục khuấy (vg/ph).
ω-Vận tốc góc của trục khuấy (rad/s).
Vậy Mx = 337660,72 (Nm)
3.3 Tính chính xác đường kính trục :
Ta có mômen uốn cực đại được xác định như sau :

(2.2.12 CSTKM)
Vậy :

(Nm)
Dùng thuyết năng lượng ta có thể tìm được ứng suất tương ứng :

14

(2.2.13 CSTKM).

Trong đó :

⟹

,

- ứng suất cắt và ứng suất uốn.

,

- momen căt và momen uốn.

,

- momen chống uốn và xoán.
= 172,4346 (N/m2)

Ứng suất tương đương tính theo công thức trên mang đặc trưng biến
đổi chu kỳ giá trị phải thỏa mãn điều kiện :
(2.2.13 CSTKM)

Trong đó :

ứng sất mỏi cho phép (N/m2) .

Và được xác định theo công thức :

(2.2.14 CSTKM)
Trong đó :

giới hạ bền mỏi = 768,969 (N/m2).

hệ số an toàn mỏi=(2 – 3).
hệ số tác dụng bậc =(1,1 – 1,2).
15


hệ số độ lớn = 0,59 .

⟹

=174,75 (N/m2).

Vậy đường kính trục là:

= 198,75 mm
Chọn

=200 mm.

Ta có sơ đồ lực như sau:
Fr2=60929,47 N.

F r1=64358,11 N.

Fa1=5539,781 N.

F a2=9800,14 N.

Mxmax=137565,47 Nm.

Ry1=999,157 N.

Ry2=112783,14 N.

R x1=Rx2=0.

16


Ry1

Mx

Ry2

1078

Mx

4744

1606
Fa2

Ra1
Rx1

Rx2

Fr1

Fr1
64358

112873

60929

My

Mx
137565
Mz
Kiểm nghiệm bền trục theo điều kiện sau:

(2.2.15 CSTKM)
Trong đó : τ - ứng suất cắt (MPa).
Mx – momen xoán (Nm).
τcp - ứng suất cắt cho phép (MPa).Và được xác định như sau

(2.2.16 CSTKM)
Trong đó :

- giới hạn chảy của vật liệu (N/m3).

- hệ số an toàn = (3 – 4).

17


- hệ số tác dụng đối với ổ đỡ (1,1 – 1,2).
⟹

=43,7 (MPa)⟹

⟹ Vậy trục thỏa mãn điều kiện bền.
4 : Tính chiều dày và xác định các thông số cánh

Hình 2.2.2 :Cánh khuấy
Theo bảng IV-6 sổ tay thiết bị và hóa chất tập 1 ta chọn được cánh khuấy có
các thông số sau :
Cánh khuấy dạng mãi chèo,cánh dạng bản nghiêng 1 góc 30 độ.
Thông
số

D

dt

dm

H1

H

Nc

∝

Gía trị

1900

200

300

250

350

3

30

(mm)
Tính chiều dày cánh khuấy :
Gía trị lớn nhất của momen uốn xuất hiện ở chân của các cánh khuấy và được
xác đinh theo công thức :
18


(2.2.17 STTBVHC-1).
Trong đó :

- momen uốn lớn nhất (Nm).

-khoang cách điểm đặt lực tới trục cơ cáu khuấy (m).
-bán kính bạc của cơ cáu khuấy (m).
Lực cánh :

(N)
⟹

= 40742,843 (Nm).

Vậy chiều dày S được xác định như sau :

(mm)

(2.2.18 STTBVHC-1)

Trong đó : H1 – chiều cao của cánh (m).
- giới hạn chảy của vật liệu làm cánh.
- hệ số an toàn chảy =(2 – 3).

⟹

(m).

Chọn S=20 mm.
5 : Tính chọn ổ lăn cho cơ cấu khuấy

19

Fr2

Fr1
Fa

S^1

S2

1078

Tính toán ổ đỡ với các phản lực ở ổ đỡ như sau:
Ổ đỡ chịu lực hướng kính và hướng trục ta tính theo công thức sau:

(2.2.19 TKCTM)

(2.2.20 KCTM)
Ta có : Fr =64357,89 (N).
Fa =Fa1 + Fa2 = 103539 (N).
Theo bảng 11.3 CSTKM hệ số tải trọng dọc truc :
e=1,5tgα = 1,5tg14 =0,374
Thành phần lực dọc trục do lục hướng tâm sinh ra :
S1=S2=0,83.e.Fr=0,83.0,374.64357,89=19977 (N)
Do S1 = S2, Fa> 0 do đó tải trọng dọc trục tính với ổ sẽ là :
Fat = S1 + Fa =19977 + 103539 =123516 (N)
Ta có tải trọng động quy ước:
Q =(0,4Fr + 1,6Fa).1.1 = 191412,4 (N)
⟹ Theo phụ lục (9.4-44 CSTKM) ta chọn được ổ bi côn đỡ chặn ký hiệu:
32956
Có các thông số sau: d= 280 mm

D=380 mm
b= 70 mm
Khối lượng: 21kg
20


Phương pháp bôi trơn: mỡ vòng bi.
Chọn kiểu lắp và cấu tạo chỗ lắp ổ
Do ổ được tiêu chuẩn hoá do đó ta chọn lắp ghép như sau:
Lắp ổ vào trục theo hệ thống lỗ ,vào vỏ hộp theo hệ thống trục
Mối ghép giữa trục và ổ là lắp ghép trung gian , lắp giữa ổ lăn và vỏ
hộp là lắp lỏng
tra bảng chọn kiểu lắp ghép với miền dung sai như sau:
Đối với trục :
Đối với ổ trên vỏ hộp : do đường kính ngoài của ổ lớn hơn đường kính
ngoài của trục vít nên lắp trực tiếp ổ trên trục bằng lắp có vòng chắn dầu
Khi đó lỗ gia công với miền dung sai là:

.

6 : Tính chọn then.
Phương án chọn tiết diện then theo đường kính trục ,chiều dài then lấy
bằng 0,8 đến 0,9 chiều dài mayơ ,sau đó kiểm nghiệm sức bền cắt và sức
bền dập.
Tính toán then lắp trục với khớp nối.
Chiều dài then :lthen=0,8.170 = 136 mm
Chọn tiết diện then theo đường kính trục là 140 mm
Tra bảng 7-23 (thiết kế trang 143)
Chiều rộng của then b=45 mm
Chiều cao của then h=25 mm

Chiều sâu của rãnh then trên trục t = 130mm
Chiều sâu của rãnh then trên lỗ là : t1=12,2 mm
Chiều cao phần then trong rãnh k = 12,3mm
Bán kính góc lượn của then r < 0,8 mm
21


Kiểm nghiệm sức bền dập trên mặt tiếp xúc giữa then và khớp nối.

(2.2.21 TKCTM).

tra bảng 7-20-tkctmThen thoả mãn điều kiẹn bền dập giữa then
Kiểm nghiệm điều kiện bền dập trên mặt tiếp xúc giữa then và trục
tra bảng 7-20-tkctm-

Then thoả mãn điều kiện bền dập trên mặt tiếp xúc giữa then và trục
Kiểm nghiệm điều kiện bền cắt của then
Tra bảng 7-21 –tkctm- chọn ứng suất cắt cho phép

(2.2.22 TKCTM).
Then thoả mãn điều kiện bền dập trên mặt tiếp xúc giữa then và trục
kl: sau khi đã kiểm nghiệm các điều kiện bền ta xác định thông số của then
như sau
22


45x25x136
7 : Chọn khớp nối cho cơ cấu khuấy
7.1.Chọn khớp nối thứ nhất (trục cánh khuấy với trục lắp ổ lăn)
Dựa vào Mx và điều kiện làm việc của khớp nối theo bảng 9-2 TKCTM ta

chọn khớp nối đĩa có các thông số sau:

D

D1
D0

d

D2

l3

Hình 2.2.3:Khớp nối N01

Trong đó:
mm
d

200

D0

350

D1

250

D2

300

D

420
23


l

120

bulo 6xM
ng
30
7.2.Chọn khớp nối thứ 2 (trục hộ số với trục lắp ổ lăn)
Dựa vào diều kiện làm việc của khớp nối theo bảng 9-4 CSTKM ta chọn
khớp nối đàn hồi có các thông số cơ bản sau:

Hình 2.2.4 :Khớp nối N02.
7.3 Chọn khớp nối thứ 3(hộp số và trục động cơ điện)

24


Hình 2.2.5: Khớp nối N03.

25