NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ – CHẾ TẠO – KHẢO NGHIỆM SÀNG RUNG TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT PHÂN VI SINH NĂNG SUẤT 3 TẤNH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ – CHẾ TẠO – KHẢO NGHIỆM
SÀNG RUNG TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
PHÂN VI SINH NĂNG SUẤT 3 TẤN/H

Họ và tên sinh viên: PHẠM THÀNH ĐẠT
Ngành: CƠ KHÍ CHẾ BIẾN BẢO QUẢN NSTP
Niên khóa: 2005 - 2009

Tháng 07/2009


NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ – CHẾ TẠO – KHẢO NGHIỆM
SÀNG RUNG TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
PHÂN VI SINH NĂNG SUẤT 3 TẤN/H

Phạm Thành Đạt

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng kỹ sư ngành
Cơ Khí Chế Biến Bảo Quản
Nông Sản Thực Phẩm

Giáo viên hướng dẫn:
TS. Nguyễn Như Nam
KS. Nguyễn Hải Đăng

Tháng 07 năm 2009
i


LỜI CẢM ƠN

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn: Ban Giám Hiệu trường Đại Học
Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, Ban Chủ Nhiệm Khoa Cơ Khí - Công
Nghệ và tất cả các Thầy Cô trong Khoa đã trang bị kiến thức cho chúng tôi
trong suốt thời gian học và thực tập tại trường.
Kính bày tỏ lòng biết ơn đến Thầy TS. Nguyễn Như Nam và Thầy KS.
Nguyễn Hải Đăng đã giúp đỡ và tận tình hướng dẫn đề tài tốt nghiệp này.
Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè và các anh em công
nhân trong xưởng đã giúp đỡ chúng tôi trong suốt thời gian thực tập để hoàn
thành tốt khóa luận tốt nghiệp này.
TP. HỒ CHÍ MINH, Tháng 07 năm 2009
PHẠM THÀNH ĐẠT

ii


TÓM TẮT

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển về khoa học kỹ thuật
trên lĩnh vực cơ giới hóa sản xuất cây trồng cũng như các lĩnh vực khác: phát
triển giống, phân bón, các loại thuốc diệt trừ sâu bệnh, các phương pháp chế
biến bảo quản…đã kích thích cho nền nông nghiệp nước nhà được đầu tư có
hiệu quả và phát triển mạnh mẽ theo xu hướng đa dạng hóa sản phẩm.
Vì thế công nghiệp sản xuất phân vi sinh cũng được Nhà Nước ta quan
tâm và chú trọng phát triển cả về số lượng lẫn chất lượng để đáp ứng nhu cầu

thị trường nông nghiệp hiện nay.
Phương pháp để thực hiện đề tài bao gồm: phương pháp thiết kế,
phương pháp chế tạo, phương pháp thực nghiệm.
Nội dung thực hiện như sau:
- Tra cứu tài liệu về các phương pháp phân ly, tìm hiểu về cơ ký tính của
nguyên liệu đem sàng để chọn ra mô hình thiết kế phù hợp cho máy sàng rung
trong dây chuyền sản suất phân vi sinh.
- Sau đó dựa vào lý thuyết để tính toán các thông số kỹ thuật của máy sàng.
- Hoàn thành các bản vẽ chi tiết và bản vẽ lắp.
- Viết qui trình công nghệ chế tạo cho các chi tiết theo kết quả tính toán.
- Chọn mua các sản phẩm tiêu chuẩn: ổ bi, bulông, thép tấm…
- Tiến hành lắp ráp theo bản vẽ lắp, sơn máy và cho máy chạy thử.
Sau khi tiến hành thực hiện và hoàn tất đề tài, chúng tôi rút ra được
những kết luận sau:
- Dựa trên hoạt động của máy ta đánh giá được cơ sở tính toán thiết kế và chế
tạo của đề tài là hợp lí, được kiểm nghiệm bằng thực tế sản suất.
- Đề tài thiết kế này đã giúp chúng tôi thực hành bổ ích sau những bài học trên
lớp.
iii


Cùng với những kết quả đạt được chúng tôi có một số đề nghị:
- Với những dây chuyền sản xuất có quy mô lớn cần tự động hóa khâu cấp và
thoát liệu.
- Theo dõi, kiểm tra và sửa chữa kịp thời do quá trình thiết kế và chế tạo đơn
chiếc, thiết kế không đầy đủ.

iv

SUMMARY

A few years ago, the agriculture of Vietnam developed strongly because
it was supported by modern technique in machinates, seeds, and fertilizes,
hydraulic and so on. As a result the agriculture developed not only about
moving up quantity and quanlity but also taking tendency of diversity
production. Therefore, the fertilize also changes for compatibly, for supplying
social consumption in period.
Biological fertilize is one products, with is useful for diversity plant.
Separator is the part that is not impossible to be in system of grocessing
technology for biological fertilizes. Separator guarantees the same as
measument and exclude impurities.
The theme is done with purposes: made vibrated – sieve machine for
system machines processed biological fertilize. For getting that purpose, we
used methods, such as: Designing methods, Manufacturing methods, Testing
methods.
The contents that we must finish are:
- To choose the pattern – scale.
- To count the parameters and draw.
- To manufacture details.
- To assemble.
- To test and judge.
Base on the purpose, the methods and the contents we worked and
manufactured the machine. We had many result of testing:
- Working quietly.
- Guarantee parameters.
- Not happen problems.
- To be lively with four wheel.
v

Finally, we would tell you about the conclusion and requests of this project
- The project was got the purpose, which was created at beginning.
- The project was an opportunity for us to practice after learning in school.
- We should continue to observe working progress of it, so you can solve some
small problem, which can happen in long time.
- With company had more productivity, should automatically two parts: supply
material and collect product.

vi


MỤC LỤC
..................................................................................................................... Trang
Khóa luận tốt nghiệp ............................................................................................i
Lời cảm ơn ...........................................................................................................ii
Tóm tắt............................................................................................................... iii
Mục lục...............................................................................................................vii
Danh sách các hình vẽ, bảng ..............................................................................ix
CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU ........................................................................................1
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN.................................................................................3
2.1 Phân bón hữu cơ vi sinh vật .........................................................................3
2.1.1 Khái niệm.............................................................................................3
2.1.2 Mật độ vi sinh vật ..................................................................................3
2.1.3 Mật độ vi sinh vật hữu ích .....................................................................3
2.1.4 Mật độ vi sinh vật tạp ............................................................................3
2.2 Một số tính chất cơ lý của sản phẩm nghiền .................................................3
2.3 Công nghệ sản xuất phân vi sinh ..................................................................5
2.4 Cấu tạo, nguyên lí hoạt động, phân loại sàng rung........................................5
2.4.1. Cấu tạo sàng rung.....................................................................................5

2.5 Lí thuyết tính toán sàng rung / Tài liệu 2 /....................................................8
2.5.1 Xác định số vòng quay của trục lệch tâm ...............................................8
2.5.2 Tính toán độ cứng lò xo và đối trọng. ....................................................8
2.5.3 Xác định năng suất của máy sàng rung. ...............................................10
2.5.4 Xác định công suất của máy sàng rung. ...............................................11
CHƯƠNG 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....................17
3.1 Phương pháp thiết kế..................................................................................17
3.1.1 Phương pháp xác định mô hình sàng rung thiết kế...................................17
3.1.2 Phương pháp tính toán các thông số hình học..........................................17
3.1.3 Phương pháp tính toán các thông số động lực học của sàng rung.............17
3.3. Phương pháp khảo nghiệm ........................................................................18
vii


3.3.1 Phương pháp đo đạc................................................................................18
a. Các dụng cụ đo .........................................................................................18
b. Phương pháp đo đạc .................................................................................18
3.3.2 Phương pháp thực nghiệm và xử lý số liệu ..............................................18
CHƯƠNG 4 NỘI DUNG THỰC HIỆN ...........................................................19
4.1 Các dữ liệu thiết kế. ...................................................................................19
4.1.1 Các số liệu ban đầu..............................................................................19
4.1.2 Các yêu cầu kỹ thuật của máy..............................................................19
4.1.3 Chọn mô hình thiết kế..........................................................................19
4.2 Tính toán thiết kế sàng rung dùng phân loại sản phẩm ...............................20
4.2.1 Tính toán kích thước lưới sàng. ...........................................................20
4.2.2 Tính trọng lượng và vật liệu trên sàng..................................................22
4.2.3 Tính toán độ cứng lò xo và đối trọng. ..................................................23
4.2.4 Xác định năng suất của máy sàng rung ................................................26
4.2.5 Xác định công suất của máy sàng rung ................................................26
4.2.6 Tính toán bộ truyền đai........................................................................28

4.2.7 Tính toán trục và then ..........................................................................30
4.2.7.1 Cơ sở tính toán thiết kế trục ......................................................... 30
4.2.7.2 Tính gối đỡ trục ........................................................................... 35
4.2.7.3 Tính toán thiết kế then.................................................................. 36
4.3 Quy trình chế tạo ...........................................................................................37
4.3.1 Chế tạo trục.............................................................................................37
4.3.2 Chế tạo khung máy .................................................................................41
4.3.3 Chế tạo khung sàng .................................................................................42
4.4 Khảo nghiệm .................................................................................................42
4.4.1 Mục đích khảo nghiệm............................................................................42
4.4.2 Kết quả khảo nghiệm ..............................................................................42
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................48

viii


DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ, BẢNG

Hình 2.1. Quy trình sản suất phân vi sinh. .........................................................4
Hình 2.2. Nguyên lí hoạt động của máy sàng rung. ...........................................6
Hình 2.3. Sàng rung 3 tầng lưới. .........................................................................7
Hình 2.4. Máy sàng phân loại đá. .......................................................................7
Hình 2.5. Máy sàng phân loại hạt nhựa..............................................................8
Hình 4.2. Hình dạng và kích thước lỗ sàng. .....................................................21
Hình 4.3. Khung trên của sàng. ........................................................................23
Hình 4.4. Cơ cấu lệch tâm quay. .......................................................................24
Hình 4.5. Biểu đồ lực tác dụng lên trục. ...........................................................32
Hình 4.6. Hình vẽ đánh số phôi. ........................................................................37
Hình 4.7. Tiện mặt đầu......................................................................................38
Hình 4.9. Tiện thô và tiện tinh mặt III. ............................................................39

Hình 4.10. Tiện trục lệch tâm............................................................................40
Hình 4.11. Tiện ren. ...........................................................................................40
Hình 4.12. Phay rãnh then. ...............................................................................41
Bảng 4.1 Kết quả khảo nghiệm xác định các thông số làm việc ......................41

ix


CHƯƠNG 1
MỞ ĐẦU

Phân bón là vật tư không thể thiếu trong sản xuất nông nghiệp. Hiện nay
nước ta vẫn phải nhập từ nước ngòai hàng triệu tấn phân bón phục vụ sản xuất
nông nghiệp. Vì vậy mặc dù ngành nông nghiệp của nước ta đã đạt những thành
tựu về năng suất, sản lượng, xuất khẩu được nhiều nông sản, nhưng hiệu quả kinh
tế mang lại chưa cao, thu nhập của nông dân vẫn thấp. Trong cơ cấu chi phí sản
xuất nông nghiệp có một phần rất lớn cho các lọai vật tư sản xuất, nà phân bón
chiếm tỉ trọng rất cao. Theo kế họach phát triển, phải đến năm 2020, chúng ta mới
chủ động hoàn toàn nguồn phân bón sản xuất trong nước. Trong các dây chuyền
sản xuất phân bón thì thiết bị có vai trò hết sức quan trọng, chiếm tỉ lệ đầu tư ban
đầu rất cao.
Phân loại theo kích thước là công đoạn quan trọng trong công nghệ sản
xuất phân vi sinh. Công đoạn này thực hiện ở các khâu nghiền làm nhỏ nguyên
liệu, phân loại các sản phẩm sau khi tạo hình. Đề tài chọn quá trình phân loại khi
nghiền sản phẩm làm đối tượng nghiên cứu.
Các loại sàng lắc phẳng, sàng trống và một số nguyên lý phân loại theo
kích thước thường bị nghẹt sàng do đối tượng phân loại là sản phẩm nghiền có độ
ẩm và độ dính cao.
Sàng rung là nguyên lý phù hợp. Đặc điểm của loại sàng này là có thể khắc
phục được hiện tượng nghẹt lỗ sàng. Vì vậy việc thiết kế và chế tạo sàng rung

phục vụ trong các dây chuyền sản xuất phân vi sinh có tính cấp thiết vá ý nghĩa
khoa học.
Vì thế mục tiêu của đề tài là:
1


- Nghiên cứu thiết kế và chế tạo sàng rung.
- Ứng dụng sàng rung để phân loại sản phẩm nghiền.
- Khắc phục hiện tượng nghẹt lỗ sàng.
Máy sàng rung phân vi sinh nhằm đáp ứng cho các cơ sở chế biến phân
bón, máy có những ưu điểm sau:
- Kết cấu máy gọn nhẹ, tiết kiệm nguyên liệu, an toàn lao động.
- Có thể sàng được nhiều loại nguyên liệu khác nhau.
- Có hiệu quả kinh tế cao.
- Việc chế tạo có thể thực hiện ở các phân xưởng nhỏ.
- Giá thành rẻ.
Được sự chấp thuận của Ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí - Công Nghệ, dưới
sự hướng dẫn của Thầy Nguyễn Như Nam, Thầy Nguyễn Hải Đăng, chúng tôi
thực hiện đề tài:
Nghiên cứu thiết kế chế tạo sàng rung trong dây chuyền sản xuất phân vi
sinh.
Tuy được biết nhiều môn học, nhiều hình ảnh liên quan tới máy sàng rung
nhưng để thiết kế và chế tạo máy sàng rung phân vi sinh không tránh khỏi những
sai sót và hạn chế trong quá trình nghiên cứu. Mong các thầy cô góp ý để có thể
hoàn thành tốt công việc được giao. Chúng tôi xin chân thành cám ơn Ban chủ
nhiệm khoa, Thầy Nguyễn Như Nam, Thầy Nguyễn Hải Đăng, quí thầy cô trong
khoa và các bạn sinh viên trong và ngoài trường, các đơn vị sản xuất đã giúp đỡ
chúng tôi hoàn thành luận văn này.

2

CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN

2.1 Phân bón hữu cơ vi sinh vật
2.1.1 Khái niệm
Phân bón hữu cơ vi sinh vật ( tên thường gọi: phân hữu cơ vi sinh ) là sản
phẩm được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu hữu cơ khác nhau, nhằm cung cấp
chất dinh dưỡng cho cây trồng, cải tạo đất, chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật
sống được tuyển chọn với mật độ đạt tiêu chuẩn qui định, góp phần nâng cao năng
suất, chất lượng nông sản. Phân hữu cơ vi sinh vật không gây ảnh hưởng xấu đến
người, động vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản.
2.1.2 Mật độ vi sinh vật
Mật độ vi sinh vật là số lượng vi sinh vật sống có trong một đơn vị khối
lượng ( thể tích ) vật chất chưa vi sinh vật.
2.1.3 Mật độ vi sinh vật hữu ích
Mật độ vi sinh vật hữu ích là số lượng vi sinh vật sống đã được tuyển chọn
theo một mục đích nhất định có lợi cho cây trồng và đất canh tác có trong 1g hay
1ml phân vi sinh vật.
2.1.4 Mật độ vi sinh vật tạp
Mật độ vi sinh tạp là số lượng vi sinh vật không phải vi sinh vật đã được
tuyển chọn nhưng không gây ô nhiễm môi trường, không ảnh hưởng xấu đến con
người, động thực vật, có trong 1 g hay 1 ml phân vi sinh vật.
2.2 Một số tính chất cơ lý của sản phẩm nghiền
Phân vi sinh là chế phẩm chứa các vi sinh vật (VSV) sống có hoạt lực cao
đã được tuyển chọn, thông qua các hoạt động của nó tạo ra các chất dinh dưỡng
cho đất, và làm cho cây trồng phát triển tốt hơn.
3

Hiện nay trên thị trường có nhiều loại phân VSV khác nhau, nhưng theo
mật độ VSV hữu ích có thể chia làm 2 loại như sau:
- Phân vi sinh có mật độ VSV hữu ích.
- Phân vi sinh có mật độ VSV hữu ích thấp.

Hình 2.1. Quy trình sản suất phân vi sinh.
( Theo .)
Phân bón vi sinh là một dạng hỗn hợp ướt, độ ẩm tương đối cao. Thành
phần của phân bón vi sinh bao gồm: xác bả mía, than bùn, các men vi sinh và một
4


số loại phân vi sinh khác. Hình dạng: có dạng giống phân chuồng hoai. Khối
lượng riêng 500 – 550 Kg/m3, góc tự chảy 30 – 35o.
Bã bùn có màu nâu thẳm do có sự có mặt của Caramen và Melanoit. Chất
khô 75 – 80% , trong đó: / Tài liệu 7 /
- Đường Sacaroza: 46 – 58%
- Đường khử: 6 – 9%
- Rafinoza: 1 – 2%
- Tổng N là: 0,4 – 2,88%
- Chất khoáng: 3 – 4%
- Ngoài ra còn có các vitamin: B1, B2, PP và Pantotenic, Mezoinozit.
- Yêu cầu kỹ thuật:
+ Kích thướt hạt: 1 – 1,5mm
+ Ẩm độ: 25 – 30%
2.3 Công nghệ sản xuất phân vi sinh
Công nghệ sản xuất phân vi sinh trình bày như hình 2.1.
Theo sơ đồ công nghệ cho thấy các quá trình gia công bao gồm hai quá
trình chủ yếu là quá trình sinh học và cơ học. Các quá trình cơ học trong sản xuất

phân vi sinh gồm có nghiền, định lượng, tạo hỗn hợp, và tạo hình sản phẩm (nếu
là sản phẩm dạng viên).
2.4 Cấu tạo, nguyên lí hoạt động, phân loại sàng rung
2.4.1. Cấu tạo sàng rung
Cấu tạo sàng rung trình bày như hình 4.1.
Sản phẩm được phân lọai theo kích thước bằng lưới sàng 8. Toàn bộ sàng,
và sản phẩm được tạo rung nhờ cơ cấu lệch tâm 4. Chính cơ cấu lệch tâm 4 là
nguồn tạo lực kích thích khi quay sẽ tạo ra rung động. Dao động của sàng sẽ khắc
phục hiện tượng nghẹt sàng làm các sản phẩm chuyển động chủ yếu theo phương
thẳng đứng để tiến hành phân lọai theo kích thước lỗ sàng. Nhờ sàng đặt nghiêng
làm sản phẩm chuyển động trượt theo chiều dài sàng.
Lò xo đỡ toàn bộ phần khối lượng rung. Chính sự đàn hồi của lò xo đã duy
trì tần số kích thích của cơ cấu lệch tâm.
5


2.4.2 Nguyên lí hoạt động
Nguyên lí hoạt động của sàng rung trình bày như hình 2.4.

Hình 2.2. Nguyên lí hoạt động của máy sàng rung.
( Theo .)
Khi trục quay thì đối trọng gây rung quay theo sinh ra lực ly tâm quán tính
hướng thẳng góc với chiều quay. Lực ly tâm này sinh ra hai thành phần song song
và vuông góc với bề mặt sàng. Thành phần vuông góc với bề mặt sàng sẽ tác dụng
theo đường trục của các lò xo đỡ và gây ra dao động rung của sàng. Còn thành
phần song song với bề mặt sàng sẽ tác dụng vuông góc với trục của các lò xo đỡ
và gây ra dao động ngang c ủa khung sàng. Do độ cứng của lò xo theo hai hướng
khác nhau nên kết quả khung sàng sẽ rung theo quỹ đạo hình elip.
2.4.3. Phân lọai
+ Sàng rung theo quỹ đạo tròn: sàng lệch tâm, sàng rung quán tính và sàng rung tự

định tâm.
+ Sàng rung theo quỹ đạo thẳng: sàng rung cộng hưởng, sàng rung có bộ phận
rung tự cân bằng và sàng rung có nam châm điện.

6


Hình 2.3. Sàng rung 3 tầng lưới.
( Theo .)
Ngoài ra trong một số ngành kinh tế khác cũng sử dụng sàng rung để phân
lọai sản phẩm. Như ngành xây dựng, hóa chất,…

Hình 2.4. Máy sàng phân loại đá.

7


Hình 2.5. Máy sàng phân loại hạt nhựa.
2.5 Lí thuyết tính toán sàng rung / Tài liệu 2 /
2.5.1 Xác định số vòng quay của trục lệch tâm
Nếu biên độ dao động của khung sàng bằng e, cục vật liệu trên sàng chuyển
động hình elip thì lực li tâm tác dụng lên cục vật liệu bằng:
2

G   .n 
G.n 2 .e
P  .
, (N)
 .e 
g  30 

900

(2.1)

Cục vật liệu nhảy khỏi lưới sàng là cơ sở để phân loại vật liệu. Điều kiện
này xảy ra khi lực ly tâm P lớn hơn trọng lượng G của cục vật liệu:
G.n 2 .e
n 2 .e
 G hay:
1
900
900

Từ đó ta có:
N

Hay N  30.

1
, (vg/phút);
e

k
, (vg/phút);
e

(2.2)

Trong đó:
k – hệ số sử dụng hiệu quả, thường k = 1,5 – 2,5;

e – biên độ dao động của sàng, e = 1 – 6 mm.
2.5.2 Tính toán độ cứng lò xo và đối trọng
Giả sử sàng được đỡ bằng z lò xo thì lực nén trên một lò xo là:
8


G0 

Gs
, (N);
z

(2.3)

Trong đó:
Gs – trọng lượng khung sàng và vật liệu, N ;
z – số lò xo đỡ.
Độ biến dạng của hệ lò xo đỡ là:
a

Gs G0

, (m)
z.k
k

Trong đó: k – độ cứng của lò xo N/m.
Trong lý thuyết dao động đàn hồi, chu kỳ dao động của sàng được tính:
 1= 2π

G0
=2π
g.k

a
, (s) ;
g

Chu kỳ dao động của sàng do lực ly tâm kích thích của bộ phận rung gây
nên, bằng thời gian một vòng quay của trục lệch tâm. Nghĩa là:
 =

60
, (s);
n

Trong đó: n – là số vòng quay của trục lệch tâm, vg/ph.
Khi làm việc thì tần số dao động của sàng phải trùng với tần số của lực kích
thích. Nghĩa là:
 = 

Hay: 2 π

1

G0
60
=
n
g.k

Vậy độ cứng của lò xo là:
K=

G s .n 2
, (N/m);
900.Z

Giá trị của lực ly tâm kích thích của bộ phận rung tác dụng lên một lò xo là:
P0 =

PQ
z

=

GQ .R.n 2
900.z

, (N)

(2 .4)

Độ biến dạng do lực ly tâm gây nên trên hệ lò xo là:
e = P0/k
Hay:
9


k=

GQ .R.n 2
P0
=
e
900.z.e

(2.5)

Vậy:
Gs.e = GQ.R
Biểu thức trên nói lên mối liên hệ giữa các đại lượng Gs, GQ, e, R. từ mối
liên hệ này ta sẽ xác định được các đại lượng khi thiết kế, thí dụ cho trước e, R và
biết trọng lượng sàng Gs, ta sẽ tính được:
GQ = G s .

e
, (N);
R

(2.6)

Mối quan hệ ở biểu thức trên chỉ đúng khi lò xo làm việc ở chế độ đàn hồi,
tức là tách biệt với chế độ cộng hưởng.
Tần số dao động cộng hưởng của hệ thống sàng là:
ωch =

g
, (1/s).
e

Đối với máy sàng rung thường chọn tốc độ làm việc lớn hơn tốc độ cộng
hưởng, thông thường chọn ωlv = 2ωch.
2.5.3 Xác định năng suất của máy sàng rung
Năng suất của máy sàng rung tỷ lệ với bề rộng của lưới sàng, chiều dày lớp
vật liệu trên sàng, tốc độ chuyển động của vật liệu dọc theo lưới sàng.
Mặc khác vận tốc chuyển động của vật liệu trên sàng lại phụ thuộc vào góc
nghiêng của lưới sàng, tần số rung và biên độ dao động của sàng.
Năng suất của máy sàng rung và biên độ dao động của lưới sàng.
Năng suất của máy sàng rung được xác định theo công thức sau:
Q = B.h.vo.γ.3600, (kg/h);
Trong đó:
B – chiều rộng của lưới sàng, m;
h – chiều dày lớp vật liệu trên sàng, m;
γ – khối lượng thể tích của vật liệu, kg/m3;
Vo – vận tốc chuyển động theo chiều dọc sàng của vật liệu, m/s.
Vận tốc vo được tính theo công thức:

10

(2.7)


Vo = 2e. tgα .

n
n.e.tg
=
, (m/s) ;
60

30

(2.8)

Trong đó:
α – góc nghiêng của lưới sàng, α = 15 – 30o;
n – số vòng quay của trục lệch tâm,(vg/ph);
e – biên độ dao động của sàng, (m).
2.5.4 Xác định công suất của máy sàng rung
Năng lượng tiêu hao cho máy sàng rung chủ yếu là để tạo ra động năng cho
khối sàng chuyển động, để thắng ma sát ở ổ đỡ lệch tâm.
Công suất tạo ra động năng cho khối sàng chuyển động được tính theo công thức:
Nđ =

Ađ
 .10 3

(2.9)

Trong đó:
Ađ – động năng cung cấp cho khối sàng chuyển động trong một vòng quay
của trục lệch tâm,(Nm);
τ – thời gian thực hiện một dao động, s.
Xác định Ađ như sau:
Ađ =

Gs v 2
G .n 2 .e
.
= s

,(N.m)
g 2
1800

(2.10)

Trong đó:
Gs – trọng lượng của khung sàng và vật liệu, (N);
n – số vòng quay của trục lệch tâm,(vg/ph);
e – biên độ dao động,(m).
Biết rằng  =

60
nên thay các giá trị tính được của Ađ và  vào công thức ta có:
n

G s .n 3 .e 2
Nđ =
, (kW);
1,08.10 8

(2.11)

Công thức để thắng ma sát ở gối đỡ trục lệch tâm được xác định theo công thức:
Nms =

f .PQ. v1
10 3

Trong đó:

11

(kW) ;


f – hệ số ma sát trong ổ đỡ;
PQ – lực li tâm của đối trọng, N;
v1 – vận tốc tiếp tuyến ở ổ đỡ trục, m/s.
Lực li tâm PQ =

GQ .R.n 2
900

, (N) ;

(2.12)

Trong đó:
GQ – trọng lượng của đối trọng, N;
R – bán kính quay của đối trọng, m.
Còn vận tốc tiếp tuyến ở ổ đỡ trục là:
V1 =

 .r .n
, (m/s) ;
30

Trong đó: r – là bán kính ổ trục, m;
Thay các giá trị tìm được để xác định công suất Nms:
Nms =

 . f .GQ .R.r..n 3
2,7.10 7

,(kW) ;

Công suất của động cơ điện:
Nđc =

N đ  N ms
, (kW);


Trong đó: η - là hiệu suất truyền động.

12

(2.13)


CHƯƠNG 3
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Phương pháp thiết kế
3.1.1 Phương pháp xác định mô hình sàng rung thiết kế
Mô hình sàng rung thiết kế đựa lựa chọn kế thừa các lọai sàng rung hiện
có trong sản xuất. Thông tin thu thập để kế thừa dựa theo các tài liệu sách giáo
khoa, sách chuyên khảo, thông tin trên mạng internet.
3.1.2 Phương pháp tính toán các thông số hình học
Các thông số hình học của sàng rung được lựa chọn như sau:

Kích thước sàng được xác định từ năng suất thiết kế.
Góc nghiêng sàng dựa vào góc ma sát giữa vật liệu phân lọai với bề mặt
sàng.
Kích thước lỗ sàng được xác định từ yêu cầu kích thước sản phẩm phân
lọai.
3.1.3 Phương pháp tính toán các thông số động lực học của sàng rung
Áp dụng lý thuyết sàng rung để xác định lực rung, khối lượng, bán kính
lệch tâm để tạo ra chế độ gây rung cần thiết.
Các truyền động cơ khí cho máy áp dụng phương pháp tính toán thiết kế
truyền động cơ khí.
3.2. Phương pháp chế tạo
Công nghệ chế tạo các chi tiết sàng rung được xây dựng dựa trên hình
dạng, đặc tính làm việc. Việc xây dựng công nghệ chế tạo bao gồm:
+ Chọn vật liệu chế tạo: Vật liệu chế tạo được chọn khi chế tạo chi tiết dựa
trên điều kiện làm việc, tính kinh tế nhằm đảm bảo giá thành gia công thấp.
+ Xây dựng các nguyên công chế tạo: Tùy theo họ công nghệ để xây dựng các
nguyên công chế tạo cho phù hợp. Quá trình xây dựng còn dựa trên các máy
17


gia công sử dụng, yêu cầu kỹ thuật của chi tiết gia công.
Các chi tiết gia công còn đảm bảo tính lắp ráp.
Công nghệ chế tạo máy sàng rung gồm có: Công nghệ gia công áp lực
như gò, rèn; công nghệ cắt gọt gồm có khoan, phay, bào, tiện; công nghệ ghép
gồm có hàn hồ quang điện.
Các chi tiết thuộc lọai các chi tiết mày dùng chung được chọn mua trên
thị trường bao gồm như bu lông – đai ốc, bánh đai, dây đai, ổ bi, động cơ điện.
3.3. Phương pháp khảo nghiệm
3.3.1 Phương pháp đo đạc
a. Các dụng cụ đo

- Đồng hồ đo số vòng quay.
- Đồng hồ đo công suất.
- Dụng cụ đo độ ẩm.
- Túi lấy mẫu.
- Đồng hồ đo thời gian.
b. Phương pháp đo đạc
- Xác định độ ẩm của vật liệu
- Đo công suất tiêu thụ điện năng của động cơ điện.
- Đo số vòng quay của trục dẫn động
3.3.2 Phương pháp thực nghiệm và xử lý số liệu
Phương pháp bố trí thí nghiệm theo kiểu ngẫu nhiên hoàn toàn. Bố trí
những mẫu vật liệu một cách ngẫu nhiên. Tiến hành bốc thăm và khảo nghiệm
theo thứ tự đó.
Phương pháp xử lý các số liệu đo đạc được tiến hành bằng phương pháp
thống kê.

18


CHƯƠNG 4
NỘI DUNG THỰC HIỆN

4.1 Các dữ liệu thiết kế
4.1.1 Các số liệu ban đầu
- Năng suất: 3 tấn/h.
- Kích thước sản phẩm cần phân ly: 1 – 1,5 mm.
- Nguyên liệu để sàng: than bùn.
4.1.2 Các yêu cầu kỹ thuật của máy
- Năng suất.
- An toàn lao động.

- Giá thành chế tạo hạ.
- Chi phí sử dụng thấp: tốn ít lao động vận hành, điện năng sử dụng ít.
- Kết cấu máy gọn.
4.1.3 Chọn mô hình thiết kế
Mô hình sàng rung thiết kế được trình bày như hình 4.1. Bộ phận gây
rung là cơ cấu lệch tâm 4. Khung sàng được tựa trên 4 lò xo 1. Động cơ truyền
động cho trục lệch tâm được gá đặt trên hệ khung sàng. Mức độ dao động được
điều chỉnh bởi vị trí các đối trọng. Khi khối lượng mất đối xứng càng lớn thì
dao động càng cao. Để tăng khả năng dịch chuyển vật liệu trên sàng, khung
sàng còn được gắn kết với cơ cấu biên tay quay 5. Trục tay quay lệch tâm với
trục 3, bán kính tay quay được chọn cố định bằng 10 mm.
Máy được cấp liệu dạng thủ công và thoát liệu theo góc tự chảy của vật
liệu trên sàng.
Để vệ sinh dễ dàng đáy sàng, bên hông có khoét các lỗ có kích thước đủ
lớn để quan sát và thao tác.
19