TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÁY PHÂN LY HẠT GẠO DẠNG LÕM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ VÀ CÔNG NGHỆ


PHẠM ÂN

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO
NGHIỆM MÁY PHÂN LY HẠT GẠO DẠNG LÕM

Tp. Hồ Chí Minh
Tháng 09 năm 2007


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ VÀ CÔNG NGHỆ



TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO
NGHIỆM MÁY PHÂN LY HẠT GẠO DẠNG LÕM
Chuyên nghành: Cơ khí Nông Lâm

Giáo viên hướng dẫn:
Ts.Trần văn Khanh
Ks. Phạm Duy Lam

Sinh viên thực hiện:
Phạm Ân

Tp. Hồ Chí Minh
Tháng 09 năm 2007


MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING
NONG LAM UNIVERSITY
FACULTY OF ENGINERRING & TECHNOLOGY



CALCULATING, DESIGNING, FABRICATING AND
TESTING

Speciality: Agricultural Engineering

Supervisor:
Tran Van Khanh
Pham Duy Lam

Student:
Phạm An

Ho Chi Minh, City
9/2007


TÓM TẮT

Tỉ lệ thu hồi gạo nguyên là một yếu tố quan trọng khi nghiên cứu sản xuất
giống hoặc đánh giá chất lượng của phương pháp, hệ thống máy thu hoạch, máy sau

thu họach và máy chế biến lúa gạo.
Sau 3 tháng thực hiện đề tài TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO,
KHẢO NGHIỆM MÁY PHÂN LOẠI HẠT GẠO THEO KÍCH THƯỚC tại
Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp Trường Đại học Nông Lâm, kết quả đã
đạt được các nội dung và kế hoạch đề ra, bao gồm:
-

Tính toán, thiết kế các bộ phận làm việc của máy.

-

Chế tạo máy.

-

Khảo nghiệm sơ bộ để xác định năng suất, hiệu suất nhằm đánh giá chất lượng

máy đã được thực hiện.

i


ABSTRACT

Whole grain rice revoking proportion is an important factor when
researching is seed production or evaluating quality of the method, harvesting
machine system, post_harvesting machine and rice processor.
After three months studying the topic: CALCULATING, DESIGNING,
FABRICATING AND TESTING RICE SEPARATION MACHINE at Power
and Agricultural machine at Nong Lam University, I got contents and plans which

had been set up including:
Calculating, design the detail of machine components.
Creation machine.
Observing preliminary to define power and productivity in order to evaluate
machine quality performed.

ii


LỜI CẢM ƠN
Em chân thành cảm ơn nhà trường, các thầy cô trong khoa đã hướng dẫn
và tạo điều kiện cho em hoàn thành đề tài tốt nghiệp.
Tuy thời gian thực hiện đề tài có hạn nhưng kiến thức thực tế mà em thu
thập được thì rất lớn, giúp em có thêm kinh nghiệm cho việc làm sau này.
Cùng với sự tận tình giúp đỡ của thầy Thạc sĩ Trần Văn Khanh, Kĩ sư
Phạm Duy Lam và tập thể anh em công nhân tại Trung tâm Năng lượng và Máy
nông nghiệp, đã tận tình dẫn dắt em từng bước từ lúc bắt đầu đến khi hoàn
thành đề tài.
Một lần nữa xin chân thành cảm ơn toàn thể quí thầy cô trường Đại học
nông Lâm đã giúp đỡ em hoàn thành thật tốt đề tài tốt nghiệp.
Chân thành cảm ơn.

iii


MỤC LỤC

TÓM TẮT............................................................................................................... i
ABSTACT ............................................................................................................. ii
LỜI CẢM ƠN....................................................................................................... iii

CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU ....................................................................................... 1
CHƯƠNG 2. MỤC ĐÍCH LUẬN VĂN ............................................................. 2
2.1 Mục đích ...................................................................................... 2
2.2 Nội dung cụ thể ........................................................................... 2
CHƯƠNG 3. TRA CỨU TÀI LIỆU .................................................................. 3
3.1 Mảnh trong gạo xát .................................................................... 3
3.2 Các mẫu máy phân lọai ............................................................. 4
3.2.1 Máy phân cấp trống quay có cuôn dây điều chỉnh .................... 4
3.2.2 Trống quay dạng lõm ................................................................ 5
3.2.3 Các kiểu máy phân ly không dùng lưới..................................... 6
3.2.3.1 Máy phân ly lọai cơ cấu băng tải............................................ 6
3.2.3.2 Máy phân ly lọai đĩa quay ...................................................... 7
3.2.4 Máy phân ly có mặt sàng xoay .................................................. 8
3.2.4.1Mặt sàng có dạng lỗ ................................................................ 8
3.2.4.2Mặt sàng có dạng hốc lõm ...................................................... 8
3.3 So sánh ưu nhược điểm của trống và sàng phân ly dạng hốc 9
3.4 Thiết kế bộ truyền đai. ............................................................. 10
3.5 Tính toán trục và gối đỡ trục .................................................. 11
3.5.1 Tính toán trục .......................................................................... 11
3.5.2 Tính toán gối đỡ trục ............................................................... 12
3.6 Xác định công suất động cơ ..................................................... 13
CHƯƠNG 4. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN.................................... 15
4.1 Thời gian và địa điểm ............................................................... 15
4.2 Phương pháp nghiên cứu ......................................................... 15
iv


4.3 Phương tiện nghiên cứu ........................................................... 15
4.4 Các bước thực hiện đề tài ........................................................ 16
4.5 Phương pháp thí nghiệm.......................................................... 16

4.5.1 Bố trí thí nghiệm...................................................................... 16
4.5.2 Phương pháp xử lý số liệu ....................................................... 16
CHƯƠNG 5. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................... 17
5.1 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động .................................... 17
5.1.1 Sơ đồ thiết kế ........................................................................... 17
5.1.2 Nguyên lý hoạt động ............................................................... 17
5.2 Kích thước hốc .......................................................................... 18
5.2.1 Chiều dài trung bình của hạt gạo ............................................. 18
5.2.2 Xác định khối lượng thể tích gạo ............................................ 18
5.3 Tính toán diện tích sàng ........................................................... 19
5.4 Thiết kế bộ truyền đai .............................................................. 19
5.4.1 Thiết kế trục và then ................................................................ 21
5.4.2 Thiết kế gối đỡ trục ................................................................. 24
5.5 Tính công suất chi phí cho sàng .............................................. 25
5.6 Công nghệ chế tạo các chi tiết chính ....................................... 27
5.6.1 Chế tạo mặt sàng ..................................................................... 27
5.6.2 Gia công trục ........................................................................... 28
5.7 Kết quả khảo nghiệm ............................................................... 34
CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................ 37
6.1 Kết luận ..................................................................................... 37
6.2 Đề nghị ....................................................................................... 37
CHƯƠNG 7. TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................... 38
CHƯƠNG 8. PHỤ LỤC ...................................................................................... 1
Phụ lục 1: Kích thước trung bình của hạt thóc ............................ 1
Phụ lục 2: Xác định góc ma sát giữa hạt gạo và sàng .................. 2
Phụ lục 3: Khối lượng hỗn hợp gạo gẫy và gạo nguyên............... 2
Phụ lục 4: Tỉ lệ gạo gẫy sót và tỉ lệ gạo nguyên lẫn ...................... 3

v

Phụ lục 5: Khối lượng hỗn hợp gạo gẫy và gạo nguyên ............... 4
Phụ lục 6: Tỉ lệ gạo gẫy sót và gạo nguyên lẫn ............................. 5
Phụ lục7: Khối lượng hỗn hợp gạo gẫy và gạo nguyên................ 6
Phụ lục 8: Tỉ lệ gạo gẫy sót và gạo nguyên lẫn ............................. 7

vi


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1: Chiều dài trung bình của hạt gạo........................................................... 18
Bảng 2: Khối lượng thể tích của một số lọai gạo ............................................... 18
Bảng 3: Qui trình công nghệ gia công trục ........................................................ 29
Bảng 4: Kết quả khảo nghiệm máy lần 1 ............................................................ 33
Bảng 5: Kết quả khảo nghiệm máy lần 2 ............................................................ 34
Bảng 6: Kết quả khảo nghiệm máy lần 3 .......................................................... 35

vii


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1: Giải thích mảnh trong gạo xát ................................................................. 3
Hình 2: Máy phân cấp kiểu trống quay................................................................. 4
Hình 3: Máy phân cấp trống quay dạng lõm ........................................................ 5
Hình 4: Dạng hốc lõm ........................................................................................... 5
Hình 5: Máy phân ly không dùng lưới.................................................................. 6
Hình 6: Máy phân ly đĩa quay .............................................................................. 7
Hình 7: Sơ đồ truyền động máy phân ly có mặt sàng xoay .................................. 8

Hình 8: Sơ đồ cấu tạo máy phân ly hạt gạo dạng hốc lõm ................................ 17
Hình 9: Biểu đồ momen tác dụng lên trục .......................................................... 21
Hình 10: Lực tác dụng lên gối đỡ trục ................................................................ 24
Hình 11: Mật độ lỗ trên sàng .............................................................................. 27
Hình 12: Bản vẽ gia công trục ............................................................................ 28
Hình 13: Cấu tạo máy sàng phân ly hạt theo kích thước .................................... 30
Hình 14 : Hình toàn máy .................................................................................... 31
Hình 15 : Khảo nghiệm máy sàng ...................................................................... 32
Hình 16 : Gạo gẫy được giữ trên mặt sàng ......................................................... 32

viii


Chương 1
MỞ ĐẦU

Lương thực, thực phẩm là nguồn nguyên liệu chính không thể thiếu được
trong đời sống hằng ngày của con người, nó cung cấp năng lượng chủ yếu cho cơ
thể để duy trì sự sống. Vì vậy, việc nghiên cứu về lương thực là một vấn đề quan
trọng được nhiều người quan tâm nhằm tăng năng suất và chất lượng, đáp ứng nhu
cầu ngày càng cao của con người.
Tỉ lệ thu hồi gạo nguyên là một yếu tố quan trọng khi nghiên cứu sản xuất
giống hoặc đánh giá chất lượng của phương pháp, hệ thống máy thu hoạch, máy sau
thu hoạch và máy chế biến lúa gạo.
Tỉ lệ gạo nguyên trong gạo thể hiện giá trị của lượng gạo khi đưa vào thị
trường. Ví dụ tỉ lệ gạo nguyên cao dẫn đến giá thành cao.
Vì vậy, việc xác định tỉ lệ thu hồi gạo nguyên trong gạo khi đưa ra thị trường
là việc làm cần thiết đối với các cơ sở nghiên cứu chế biến hoặc kinh doanh gạo.
Hiện đã có nhiều nhà sản xuất trong và ngoài nước sản xuất máy này nhưng
có nhiều cơ cấu phức tạp và giá thành cao. Với cơ sở kinh doanh nhỏ lẻ, phòng thí

nghiệm, việc có một máy đơn giản, giá thành thấp là cần thiết.
Được sự phân công của khoa Cơ khí Công nghệ, tôi thực hiện đề tài:
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, KHẢO NGHIỆM MÁY PHÂN
LOẠI HẠT GẠO THEO KÍCH THƯỚC.
Đề tài được thực hiện tại Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp,
trường Đại học Nông Lâm TP.HCM.

1


Chương 2
MỤC ĐÍCH LUẬN VĂN

2.1

Mục đích
Tính toán, thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy sàng gạo dạng lõm cỡ nhỏ

với trọng lượng mẫu phân loại  200g.
2.2

Nội dung cụ thể

-

Tìm hiểu về các mẫu máy phân lọai hạt.

-

Tính toán, thiết kế các bộ phận làm việc của máy.

-

Chế tạo máy.

-

Khảo nghiệm sơ bộ, đánh giá chất lượng máy.

2


Chương 3

TRA CỨU TÀI LIỆU

3.1
-

Mảnh trong gạo xát /1/
Định nghĩa của mảnh thường căn cứ vào chiều dài của mảnh gạo và quy về các

đơn vị là 1/8 chiều dài của hạt gạo xát nguyên không vỡ.
-

Vì vậy nên đã xem xét đến các mảnh có chiều dài 1/8, 2/8, 3/8, 4/8, 5/8, 6/8, 7/8,

8/8 = 1/1 là hạt gạo xát nguyên không vỡ. Do đó phân loại gạo xát như sau:
-

Gạo nguyên hạt là mảnh gạo có chiều dài lớn hơn hoặc bằng 6/8 hạt gạo xát

nguyên vẹn không vỡ.
Mảnh to: Là mảnh gạo có chiều dài lớn hơn hoặc bằng 3/8 chiều dài của hạt gạo
nguyên không vỡ, nhưng nhỏ hơn 6/8.
Mảnh nhỏ: Là mảnh gạo không lọt qua sàng lỗ  = 1,4mm, nhưng chiều dài của hạt
ngắn hơn 3/8 của hạt gạo xát nguyên vẹn không vỡ. Mảnh gạo nhỏ, to hơn tấm
nhưng nhỏ hơn mảnh to.
Tấm: Gồm những mảnh gạo lọt qua sàn lỗ  = 1,4mm.

1
2
3
4
5
6
7
8

1/8

2/8

G?o nguyên

M?nh l?n

M?nh nh?

3/8

4/8
5/8

G?o nguyên

6/8

7/8

8/8

M?nh nh?

M?nh l?n

Hình 1: Giải thích mảnh trong gạo xát

3


3.2

Các mẫu máy phân loại

3.2.1

Máy phân cấp trống quay có cuộn dây điều chỉnh
2

A

3

4

5

1

B

C

D

Hình 2 : Máy phân cấp kiểu trống quay
1- Puli truyền động;

2- Phễu cấp liệu;

3- Trống có cuộn dây điều chỉnh;

4- Cuộn dây điều chỉnh;

5- Bộ phận điều chỉnh khe hở của lò xo.

A- Vị trí cấp liệu; B- Cửa thu hạt mỏng; C- Cửa thu hạt chuẩn; D- Cửa thu hạt dày
Nguyên lý hoạt động
-

Một cuộn dây lò xo có khe hở đồng nhất giữa các vòng. Khi lò xo bị ép lại thì

khe hở giữa các vòng sẽ giảm đi, nếu lò xo ép có chứa một số viên bi thép kích
thước khác nhau cần lựa chọn thì chỉ những viên có đường kính bằng hoặc bé hơn
khe hở giữa các vòng mới lọt qua được.
-

Trên khung quay của guồng có lắp một, hai hoặc ba cuộn dây lò xo điều chỉnh.

Khe hở ở cuộn thứ nhất bé hơn trong cuộn thứ hai. Hỗn hợp cung cấp qua máy và
chuyển động từ từ theo một đường xoắn ốc, hạt mỏng sẽ lọt qua khe hở của cuộn
thứ nhất. Hạt chuẩn lọt qua cuộn dây thứ hai, hạt dày sẽ trượt ra ngoài như sản
phẩm trên sàng.
-

Guồng của loại máy này cũng như các loại máy quay khác đều được làm sạch

liên tục bằng một bàn chải quay lắp trên đỉnh guồng và nhận chuyển động trực tiếp
từ trục chính của máy.
Ưu điểm
-

Có thể làm việc liên tục, năng suất cao.

-

Hiệu suất phân ly cao.

4

Nhược điểm
-

Có nhiều bộ phận và cụm chi tiết phức tạp.

-

Chi phí đầu tư, sản xuất cao.

3.2.2

Trống quay dạng lõm
3

5

4

A

2
B

1
C

Hình 3 : Máy phân cấp trống quay dạng lõm
1- Động cơ;

2- Puli truyền động;

4- Trống quay;

5- Máng hứng gạo gẫy.

A- Vị trí cấp liệu;

B- Vị trí thu gạo gẫy;

-

3- Phễu cấp liệu;
C- Vị trí thu gạo nguyên.

Khi cần phân cấp theo chiều dài, người ta dùng máy phân cấp kiểu trống cho cả

thóc lẫn gạo. Trống gồm chủ yếu một ống trụ cuốn bằng thép lá đặt hơi nghiêng.
Mặt trong ống có hàng hốc lõm hình túi được dập vào vỏ thép dưới một góc nhỏ.

á

Hình 4 : Dạng hốc lõm
-

Hỗn hợp gạo ngắn và dài được cung cấp vào trong trống tại đầu cao. Trống

quay khoảng 50 v/p. Mỗi hốc sẽ nâng các hạt gạo dài và ngắn lên, ở vị trí nào đó
hốc lõm sẽ không thể giữ được hạt dài nữa và chúng sẽ rơi ra khỏi hốc, còn hạt ngắn
vẫn được giữ lại trong hốc và chúng sẽ rơi ra ở vị trí cao hơn lọt vào một máng gom

có thể điều chỉnh được vị trí ở bên trong trống. Trong quá trình nâng lên và hạ
xuống như đã trình bày ở trên, hạt dài sẽ chuyển động dần dần về phần thấp của
trống nghiêng.
-

Kích thước của hốc phụ thuộc vào loại sản phẩm sẽ được phân loại.

5


Ưu điểm
-

Cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo.

-

Dễ sửa chữa và thay thế.

-

Chi phí sản xuất thấp.

-

Năng suất cao, làm việc liên tục.

-

Phù hợp với yêu cầu chỉ phân ly một loại hạt (hạt bắp, lúa, gạo….).

Nhược điểm
-

Mỗi khi thay loại hạt cần phân loại là phải thay trống, nên phải có nhiểu trống

có kích thước lõm khác nhau.
-

Phức tạp trong khâu thay trống vì phải tháo lắp nhiều chi tiết.

3.2.3 Các kiểu máy phân ly không dùng lưới
3.2.3.1 Máy phân ly loại cơ cấu băng tải
A
B

F2

F1

F1

F2

F3

Hình 5 : Máy phân ly không dùng lưới
F1,F2,F3: Các hợp phần được tách ra từ hỗn hợp đầu.
A- Băng tải chuyển động ngược với góc đặt.
B- Băng tải chuyển động theo phương ngang so với góc đặt.

Nguyên lý hoạt động
Băng tải được làm bằng da, nỉ, hoặc bằng bạc được đặt nghiêng một góc α, vì
hướng băng tải chuyển động ngược với góc α nên hỗn hợp cấp vào sẽ lăn xuống
một đoạn. Những hạt có hệ số ma sát lớn sẽ nằm trên băng và chuyên động theo
băng tải chúng ta nhận được loại hạt F1, hạt có hệ số ma sát nhỏ thì tiếp tục lăn
ngược với hướng chuyển động của băng và ta thu được hạt F2.

6


Ưu điểm
-

Kết cấu đơn giản dễ lắp ráp, dễ sửa chữa.

Nhược điểm
-

Năng suất phân ly phụ thuộc kích thước băng tải, góc nghiêng và sự điều chỉnh

chính xác tốc độ băng tải.
3.2.3.2 Máy phân ly kiểu đĩa quay
n

1

F4

2
F1

F2

F3

Hình 6 : Máy phân ly đĩa quay
1- Đĩa quay;
-

2- Vách phân chia các hợp phần F1,F2,F3,F4.

Đĩa (1) đặt nghiêng một góc α và có thể thay đổi được, đĩa quay với những số

vòng quay có thể điều chỉnh được khi cần thiết. Ở phía ngoài về bên dưới, bố trí các
vách phân chia. Khi làm người ta dựa vào hệ số ma sát ngoài của hạt với mặt đĩa và
lực ly tâm để phân ly. Hỗn hợp hạt được chia làm 4 hoặc nhiều phần riêng biệt dựa
vào hệ số ma sát của hạt với đĩa quay.
Ưu điểm
-

Đơn giản, giá thành rẻ.

Nhược điểm
-

Hiệu suất, năng suất phụ thuộc vào góc α, vận tốc vòng và hệ số ma sát của đĩa.

-

Khi năng suất lớn thì hiệu suất giảm và ngược lại, còn khi muốn đạt năng suất

và hiệu quả cao thì phải bố trí thành một tổ hợp máy.

7


3.2.4 Máy phân ly có mặt sàng xoay
3.2.4.1 Mặt sàng có dạng lỗ
1

2

3

4
A
5
B

C

Hình 7 : Sơ đồ truyền động máy phân ly có mặt sàng xoay
1- Động cơ;

2- Bộ truyền đai;

4- Cơ cấu lắc lệch tâm;

5- Lưới sàng.

A- Vị trí cấp liệu;

B- Vị trí thu gạo nguyên;

3- Trục thẳng đứng;
C- Vị trí thu gạo gẫy.

Nguyên lý họat động
-

Bộ phận làm việc gồm một sàng phẳng đặt nghiêng một góc α, bề mặt sàng được

đột nhiều lỗ tròn. Đường kính các lỗ này thay đổi tùy theo yêu cầu của hạt cần phân
loại.
-

Hỗn hợp gạo ngắn và dài được cung cấp vào đầu trên của sàng, sàng chuyển

động xoay nhờ cơ cấu lệch tâm. Trong quá trình sàng chuyển động, hạt gạo ngắn
sẽ lọt qua các lỗ, hạt dài sẽ chuyển động dần dần về phía đầu thấp của sàng.
Ưu điểm
-

Kết cấu đơn giản, chi phí sản xuất thấp.

-

Dễ chế tạo, dễ sữa chữa và thay thế.

Nhược điểm
-

Hiệu suất thấp, làm việc theo từng mẻ.

-

Khó khăn trong việc thu hồi gạo nguyên và gạo gẫy.

8


3.2.4.2 Mặt sàng có dạng hốc lõm
-

Cấu tạo tương tự sàng lỗ nhưng chỉ khác bề mặt sàng được gia công rất nhiều

hốc lõm hình túi. Trong quá trình sàng chuyển động, các hạt gạo ngắn sẽ điền vào
các hốc lõm hình túi, hạt dài sẽ chuyển động dần dần về phía đầu thấp của sàng.
Ưu điểm
-

Kết cấu đơn giản, chi phí sản xuất thấp.

-

Dễ chế tạo, dễ sữa chữa và thay thế.

-

Dễ dàng trong khâu thu hồi gạo nguyên và gạo gẫy.

-

Hiệu suất cao hơn so với sàng lỗ.

Nhược điểm
-

Năng suất thấp.

-

Làm việc theo từng mẻ.

Qua các mẫu máy trên nhận thấy chỉ có hai loại máy phù hợp với mô hình dùng
trong phòng thí nghiêm là: Trống phân ly và sàng phân ly dạng hốc lõm.
3.3

So sánh ưu nhược điểm của trống và sàng phân ly dạng hốc
TRỐNG

SÀNG

Ưu điểm

Ưu điểm

-

Năng suất cao.

-

Cấu tạo đơn giản.

-

Làm việc liên tục.

-

Làm việc theo mẻ.

-

Kích thước máy nhỏ gọn, dễ vận -

chuyển từ nơi này đến nơi khác.
-

nơi này đến nơi khác.

Phù hợp với mô hình khảo nghiệm -

trong phòng thí nghiệm.

Kích thước máy nhỏ gọn, dễ vận chuyển từ

Phù hợp với mô hình khảo nghiệm trong

phòng thí nghiệm.

Thay thế sàng dễ dàng

9


Nhược điểm
-

Nhược điểm

Khi muốn xác định tỷ lệ gạo nguyên -

Năng suất thấp.

của các giống lúa khác nhau thì phải
cần nhiều trống có kích thước lõm khác
nhau.
-

Khó thay trống vì phải tháo lắp

nhiều chi tiết.
-

Chi phí cao hơn.

Qua bảng so sánh ưu – nhược điểm của trống và sàng. Ta thấy sàng dạng hốc lõm
phù hợp hơn cho mô hình khảo nghiệm trong phòng thí nghiệm, do đó chọn
phương án thiết kế sang lắc ngang dạng hốc lõm.
3.4

Thiết kế bộ truyền đai /5/

-

D1 và D2: Đường kính bánh dẫn và bánh bị dẫn; mm

-

A: Khoảng cách trục; mm

-

 1 và  2 : Góc ôm của đai trên bánh nhỏ và bánh lớn; mm

-

B: Chiều rộng bánh đai; mm

-

Chiều dài đai

L  2A 

-

2

( D2  D1 ) 

( D2  D1 ) 2
;
4A

mm

(3.9)

Khoảng cách trục:

A

-



2 L   ( D2  D1 )  [2 L   ( D2  D1 )]2  8( D2  D1 ) 2
8

;mm (3.10)

Đường kính D2 của bánh đai lớn: D2  iD1 (1   ) ; mm

(3.11)

Tính góc ôm:
 1  180 0 

D2  D1 0

57
A

(3.12)

10


 2  180 0 

D2  D1 0
57
A

Xác định số đai Z:
Z

1000.N
;
[ p ]0 .C t .C .C v .F .v

(3.13)

-

Chiều rộng bánh đai: B = (Z-1)t+2S

-

Đường kính ngoài của bánh đai

(3.14)

+ Bánh dẫn: Dn1=D1+2c;

mm

(3.15)

+ Bánh bị dẫn: Dn2= D2+2c;

mm

(3.16)

mm

(3.15)

-

Lực căng S0=  0 . .b ;

Trong đó:

S0 : L ực căng đai (N)
 0 : Ứng suất căng ban đầu  0 =1,8-2 N/mm2
 : Bề dày đai (mm)

b: Bề rộng đai (mm)

Lực tác dụng lên trục:
R=3 S 0 . sin
3.5

1
2

;

N

(3.16)

Tính toán trục và gối đỡ trục /5/

3.5.1 Tính toán trục
Tính sơ bộ trục
d C
Trong đó:

3

N
;
n

(3.17)

d: Đường kính trục (mm)
N: Công suất truyền (kW)

n : Số vòng quay trong 1 phút của trục (vg/ph)
C: Hệ số tính toán. Thường lấy C = 120

11


Tính gần đúng
d 3

M tñ
;
0,1.[ ]

mm

(3.18)

M td  M 2 u  0,75M 2 X

Trong đó:

Mtd: Môment tương đương (Nmm)
Mu, Mx: Môment uốn và xoắn ở tiết diện tính toán (Nmm)
[ĩ]: Ứng suất cho phép (N/mm2 )

Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn
Hệ số an toàn được tính theo công thức sau
n

n .n

n 2   n 2

 [n] ;

(3.19)

Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kỳ đối xứng :
 a   max   min 
n 

 1
k

Mu
; m  0
W

;

(3.20)

. a

0

Bộ truyền làm việc một chiều nên ứng suất tiếp (xoắn) biến đổi theo chu kỳ mạch
động:
a m 

n 

 max
2


k

 



1

Mx
2.W0

;

(3.21)

  m

Giới hạn mỏi uốn và xoắn:
 1  0,45. b  0,45.600  270 N/mm2
 1  0,25. b  0,25.600  150 N/mm2

12


3.5.2 Tính toán gối đỡ trục

Kiểm tra bền ổ bi. Tính hệ số khả năng làm việc của ổ bi
C  Q.(n.h) 0,3 ;

Trong đó:

(3.22)

Q: Tải trọng tương đương (daN)
n: số vòng quay của ổ bi (vg/ph)
h: Hệ số thời gian phục vụ (h=500÷1000 giờ)

Tải trọng tương đương Q được tính theo công thức:
Q=(Kv.R+m.At).Kn.Kt ; daN
Trong đó:

(3.23)

Q: Tải trọng tương đương (daN)
R: Tải trọng hứơng tâm (daN)
m : Hệ số chuyển tải trọng dọc trục về tải trọng hứơng tâm.
A : Tải trọng dọc trục (daN)
Kt: Hệ số tải trọng động.
Kn: Hệ số nhiệt độ.
Kv: Hệ số xét đến vòng nào của ổ là vòng quay.

3.6

Xác định công suất động cơ /2/
N = N1+N2 ;

kW

(3.1)

N1: Công suất chi phí để tạo động năng cho sàng chuyển động.

Trong đó:

N2: công suất chi phí cho lực ma sát ở các mặt tâm của gối đỡ, ma sát
giữa vật liệu với sàng.
-

Tính N1:
A=

-

G
(V12  V22 ) ;
2g

Trong đó:

N

(3.2)

A: Động năng của khối chuyển động (N)

13

G: Tổng trọng lượng bộ phận truyền động của sàng, G=Gv+Gk
(N)
Gk: Tổng trọng lượng khung sàng (N)
Gv:Tổng trọng lượng vật liệu trên sang (N)
Gv = B.L.h.β.ρ.g

(3.3)

V1 và V2 là tốc độ của sàng lúc sàng chuyển động.
V1  V2  Vmax 
 A

 N1 

-

 .r.n

(3.4)

30

G  2 .r 2 .n 2
.
900
g

(3.5)

A.n
(3.39)
10 2.60

Tính N2:

N2= N2’+ N2’’

N '2 

Trong đó:

fGvV0
;
10 2

N

(3.6)

f : Hệ số ma sát giữa vật liệu và bề mặt sàng.
V0: Tốc độ trung bình của hạt trên sàng (m/s)
V0 

2. .n.r.
60

(3.7)

Trong đó:  : Hệ số không kể đến sự chuyển động không cùng hướng của vật liệu
trên sàng,  =0,45
N"

f z .G.n 3 . .r.R
; N
27.10 6

(3.8)

fz : Hệ số ma sát của khớp động ở trục lệch tâm.
R : Bán kính khớp động của trục lệch tâm (m)

14