TÍNH TOÁN, CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY ĐẬP RŨ NYLON

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

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN, CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY ĐẬP RŨ NYLON

Họ và tên sinh viên: PHẠM MINH CHÍNH
Ngành: Cơ khí chế biến và bảo quản nông sản thực phẩm
Niên khóa: 2009-2013

Tháng 6/2013


TÍNH TOÁN, CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY ĐẬP RŨ NYLON

Tác giả

PHẠM MINH CHÍNH

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng Kỹ sư ngành
Cơ khí chế biến và bảo quản nông sản thực phẩm

Giáo viên hướng dẫn

ThS. Nguyễn Thị Kiều Hạnh

Tháng 6 năm 2013
i

CẢM TẠ
Em xin chân thành cảm tạ:
Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nông Lâm TPHCM
Ban chủ nhiệm Khoa Cơ khí – Công nghệ cùng toàn thể quý thầy cô đã tận
tình, tận tâm dạy dỗ và truyền đạt cho chúng em những kiến thức quý báu trong suốt
thời gian học tập tại trường.
Em xin chân thành cảm ơn:
Thầy Tiến sĩ Nguyễn Như Nam, giảng viên Khoa Cơ khí – Công nghệ
Trường Đại học Nông Lâm TPHCM đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đề tài này
Đặc biệt gởi lời cảm ơn sâu sắc đến cô Thạc sĩ Nguyễn Thị Kiều Hạnh,
người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em
trong suốt quá trình thực hiện đề tài này.
Tập thể sinh viên lớp DH09CC đã nhiệt tình giúp đỡ và đóng góp ý kiến
trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài này

ii


TÓM TẮT
Đề tài “ Tính toán, chế tạo mô hình máy đập rũ nylon” được tiến hành tại
xưởng cơ khí của Bộ môn Máy sau thu hoạch và chế biến từ tháng 2 năm 2013 đến
tháng 6 năm 2013.
Kết quả thu được:
 Lựa chọn mô hình máy làm sạch sơ bộ túi nylon phế thải bằng phương
pháp đập rũ.
 Tính toán thu được kết quả như sau:
- Trống đập rũ:
+ Đường kính trống: D = 250 mm.
+ Chiều dài trống:

L = 1500 mm.

+ Phần lắp răng đập 1270 mm, chiều cao răng đập 75 mm, chiều dài
răng đập 75 mm, chiều dày răng đập 8 mm.
- Sàng phân ly:
+ Góc bao sàng : 180˚.
+ Khe hở giữa đỉnh răng và máng sàng là 40 mm.
+ Bán kính cong mặt sàng: R = 240 mm.
+ Chiều dài sàng: 1330 mm.
+ Kích thước lỗ sàng: 50 mm x 420 mm.
- Quạt vận chuyển túi nylon đã làm sạch:
+ Quạt ly tâm: quạt hướng kính có góc vào cánh quạt 1 = 00, góc ra
cánh quạt 2 = 00, đường kính ngoài quạt ly tâm 610 mm, đường kính
trong quạt ly tâm 250 mm, bề rộng cánh quạt 180 mm.
- Khung máy: dạng khung giàn với các thanh bằng thép hình U 80.
- Truyền động: trực tiếp từ động cơ điện 3 pha qua bộ truyền động đai.

iii


MỤC LỤC

Trang

TRANG TỰA ..................................................................................................................i
CẢM TẠ ........................................................................................................................ ii
TÓM TẮT .................................................................................................................... iii
MỤC LỤC .....................................................................................................................iv
DANH SÁCH CÁC HÌNH ...........................................................................................vi

Chương 1. MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 1
1.1)Tính cấp thiết của đề tài: ....................................................................................... 1
1.2) Mục tiêu của đề tài ............................................................................................... 3
1.3) Ý nghĩa thực tiễn của đề tài .................................................................................. 3
Chương 2. TỔNG QUAN.............................................................................................. 4
2.1) Đối tượng nghiên cứu ........................................................................................... 4
2.1.1) Nguồn gốc của túi nylon phế thải .................................................................. 4
2.1.2) Các tính chất của nylon phế thải .................................................................... 5
2.1.3) Yêu cầu kỹ thuật đối với túi nylon phế thải sau khi làm sạch ....................... 5
2.2) Các phương pháp làm sạch túi nylon ................................................................... 6
2.2.1) Làm sạch túi nylon bằng phương pháp khô ................................................... 6
2.2.2) Làm sạch túi nylon bằng phương pháp ướt ................................................... 6
2.3) Nhận xét và đề xuất nhiệm vụ của đề tài ............................................................ 12
Chương 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...............................14
3.1) Nội dung nghiên cứu .......................................................................................... 14
3.2) Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 14
Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................................15
4.1) Cơ sở thiết kế ...................................................................................................... 15
4.1.1) Xác định các dữ liệu thiết kế .......................................................................15
4.1.2) Xác định mô hình thiết kế ............................................................................15
4.2) Tính toán, thiết kế bộ phận đập rũ ...................................................................... 17
iv


4.3) Tính toán, thiết kế lưới sàng phân ly .................................................................. 19
4.4) Tính toán, thiết kế hệ thống vận chuyển khí động ............................................. 20
4.5) Tính toán máng cấp liệu ..................................................................................... 25
4.6) Tính toán truyền động ........................................................................................ 26
4.7) Qui trình công nghệ chế tạo................................................................................ 30
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................39

5.1) Kết luận .............................................................................................................. 39
5.2) Đề nghị ............................................................................................................... 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................40
PHỤ LỤC

v


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1. Một số hình ảnh về rác thải nylon. .................................................................5
Hình 2.2 : Cấu tạo máy rửa tách cát – đá – sỏi kiểu thùng quay ...................................6
Hình 2.3. Mô hình máy rửa kiểu tay gạt. ........................................................................8
Hình 2.4. Cấu tạo máy rửa kiểu rung động.....................................................................9
Hình 2.5. Cấu tạo máy rửa kiểu vít tải. .........................................................................10
Hình 2.6. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy rửa kiểu lắc rung..................11
Hình 4.2. Sơ đồ động học máy làm sạch nylon rác thải bằng phương pháp khô theo
nguyên lý đập giũ. .........................................................................................................16
Hình 4.3. Cấu tạo trống đập. .........................................................................................19
Hình 4.4. Sàng phân ly..................................................................................................20
Hình 4.5. Quạt ly tâm....................................................................................................25
Hình 4.6. Máng cấp liệu................................................................................................26
Hình 5.2 Trống đập máy MLS - 100 ............................................................................38

vi


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1.Tính cấp thiết của đề tài:
Nước ta đang trong tiến trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Cùng với

sự tăng thêm các cơ sở sản xuất với quy mô ngày càng lớn, các khu tập trung dân cư
càng ngày nhiều, nhu cầu tiêu dùng các sản phẩm vật chất cũng ngày càng cao. Tất cả
những điều đó tạo điều kiện kích thích các ngành sản xuất, kinh doanh và dịch vụ được
mở rộng và phát triển nhanh chóng, đóng góp tích cực cho sự phát triển kinh tế của đất
nước, nâng cao mức sống chung của xã hội. Để đáp ứng được nhu cầu của cuộc sống
hiện đại, người ta đã sáng tạo ra những phương tiện sử dụng đơn giản hơn nhưng
chúng tích hợp được nhiều tính năng sử dụng ưu việt hơn. Tuy nhiên, có những phát
minh mà hậu quả của nó đến môi trường và con người còn lớn hơn những lợi ích mà
nó đem lại. Một ví dụ điển hình đó là túi nylon. Hiện nay, việc sử dụng túi nylon ở
Việt Nam còn rất phổ biến, minh chứng cho sự phổ biến này là tới 93% người dân sử
dụng túi nylon. Mỗi ngày có tới hàng triệu túi nylon được tiêu thụ. Các nhà sản xuất và
cung cấp hàng hóa luôn chú trọng đến việc làm thế nào để người tiêu dùng mua hàng
được thuận tiện. Vì vậy, với những ưu điểm của mình như: tiện dụng và giá thành
thấp… thì việc sử dụng túi nylon như một giải pháp hàng đầu bất chấp những tác hại
to lớn của nó đến môi trường và sức khỏe mà hầu như chúng ta không ai chú ý đến.
Túi nylon gây tác hại ngay từ khâu sản xuất bởi vì việc sản xuất túi nylon phải
sử dụng nguyên liệu đầu vào là dầu mỏ và các chất phụ gia chủ yếu được sử dụng là
chất hóa dẻo, kim loại nặng, phẩm màu – những chất cực kì nguy hiểm tới sức khỏe và
môi trường sống của con người. Do đó, trong quá trình sản xuất nó sẽ tạo ra khí CO2
làm tăng hiệu ứng nhà kính, thúc đẩy biến đổi khí hậu toàn cầu. Theo các nhà khoa
học, túi nylon sau khi được thải ra môi trường thì phải mất hàng trăm năm đến hàng
nghìn năm mới bị phân hủy hoàn toàn. Sự tồn tại của nó trong môi trường sẽ gây ảnh
hưởng nghiêm trọng tới đất và nước bởi túi nylon lẫn vào đất sẽ ngăn cản oxy đi qua
đất, gây xói mòn đất, làm cho đất bạc màu, không tơi xốp, kém chất dinh dưỡng.
1


Ngoài ra, khi túi nylon kẹt sâu trong cống rãnh, kênh rạch sẽ làm tắc nghẽn các đường
dẫn nước thải gây ngập lụt đô thị. Các điểm ứ đọng nước thải sẽ là nơi sản sinh ra
nhiều ruồi muỗi và vi khuẩn gây bệnh, bên cạnh đó túi nylon còn làm mất mỹ quan và

cảnh quan. Ngoài ra, túi nylon còn đe dọa trực tiếp đến sức khỏe con người vì nó chứa
chì, cadimi… gây tác hại cho não và cũng là nguyên nhân gây ra ung thư phổi.
Nguyên liệu sản xuất túi nylon được làm từ nhựa PVC không độc nhưng các chất phụ
gia thêm vào cho túi nylon mềm, dẻo lại vô cùng độc hại. Khi xử lý rác thải này nếu
đem đốt sẽ tạo ra khí thải có chất độc gây ung thư phổi, rối loạn chức năng và các dị
tật bẩm sinh ở trẻ nhỏ…
Ở Việt Nam, việc sử dụng túi nylon dường như là một thói quen khó bỏ được
của người dân. Chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp những túi nylon đủ màu sắc và kích cỡ
ở khắp mọi nơi. Trong bối cảnh nhiều nước trên thế giới đã áp dụng nhiều biện pháp
giảm thiểu việc sử dụng túi nylon thì người dân ta lại sử dụng một cách tràn lan. Một
người Việt Nam trong 1 năm sử dụng khoảng 30 – 40 kg các sản phẩm từ nhựa. Với
dân số gần 100 triệu dân thì số lượng nylon được tiêu thụ hằng năm ở nước ta là một
con số khổng lồ. Do đó, để khắc phục những thiệt hại do đồ nhựa, túi nylon thải ra môi
trường tiêu tốn một số tiền rất lớn.
Ngày nay, người ta chủ yếu sử dụng các phương pháp sau để xử lý và hạn chế ô
nhiễm môi trường do túi nylon gây ra:
- Thu gom và tái chế túi nylon từ rác thải.
- Hạn chế hoặc cấm sử dụng những túi nylon khó phân hủy.
- Sử dụng các loại túi thân thiện với môi trường.
Thực tế, thu gom và tái chế túi nylon từ rác thải là giải pháp phù hợp không
những trong hiện tại mà còn trong tương lai vì tính hiệu dụng và kinh tế mà túi nylon
mang lại.
Trong công nghệ tái chế túi nylon từ rác thải thì công đoạn làm sạch chiếm vai
trò quan trọng vì nó có nhiều chất bẩn khác bám dính theo. Cho đến nay, công nghệ
làm sạch túi nylon từ rác thải ở Việt Nam và trên thế giới vẫn dùng công nghệ truyền
thống là dùng nước và kết hợp với các chất tẩy rửa. Điều này sẽ tạo ra nguồn ô nhiễm
mới là nước thải trong quá trình tái chế. Vì vậy, nghiên cứu giảm chi phí sử dụng nước
sạch, giảm mức độ ô nhiễm trong công nghệ tái chế túi nylon từ rác thải có tính thời sự
2

và cấp thiết cao. Được sự cho phép của Ban chủ nhiệm khoa Cơ khí – Công nghệ, dưới
sự hướng dẫn của cô Th.S Nguyễn Thị Kiều Hạnh, em tiến hành thực hiện đề tài:
“Tính toán, chế tạo mô hình máy đập rũ nylon”
1.2. Mục tiêu của đề tài
Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu, lựa chọn phương pháp sau đó tính toán, chế
tạo mô hình máy làm sạch sơ bộ túi nylon thu gom từ nguồn rác thải để phục vụ cho
đời sống xã hội, tiết kiệm chi phí và giảm thiểu việc ô nhiễm môi trường do túi nylon
gây ra.
1.3. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Nghiên cứu máy làm sạch túi nylon bằng phương pháp đập rũ sẽ góp phần
giảm chi phí sử dụng nước sạch và bảo vệ được môi trường sống cũng như cho sức
khỏe con người…

3


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là túi nylon và thiết bị làm sạch sơ bộ rác thải nylon được
thải ra trong đời sống hằng ngày của con người và trong sản xuất bằng phương pháp
đập rũ.
2.1.1. Nguồn gốc của túi nylon phế thải
Túi nylon xuất hiện cách đây khoảng 150 năm – do nhà hóa học người Anh,
Alexander Parkes phát minh.
Năm 1958, túi nylon bắt đầu cạnh tranh với các loại túi giấy. Từ giữa những
năm 70, nhiều tiểu thương Hoa Kỳ đã chuyển sang sử dụng túi nylon làm túi đựng
hàng hóa thay thế cho túi giấy và từ đó túi nylon có mặt khắp mọi nơi. Túi nylon được
sản xuất từ nhựa polyethylene có nguồn gốc từ dầu mỏ và quá trình phân hủy diễn ra

rất chậm.
Rác thải nylon được thải ra môi trường từ các hoạt động sinh hoạt hằng ngày
của con người như đi siêu thị, đi chợ, mua các vật dụng khác… hay từ rác thải y tế,
trong sản xuất công nghiệp, nông nghiệp…

4


Hình 2.1. Một số hình ảnh về rác thải nylon.
2.1.2. Các tính chất của nylon phế thải
Rác thải nylon chủ yếu là túi nylon nhẹ, không thấm nước, chống lão hóa cao,
bền, rẻ tiền.
Túi nylon được làm từ những chất khó phân hủy. Túi nylon sau khi thải ra môi
trường phải mất từ 500 năm đến 1000 năm mới tự phân hủy được.
Túi nylon làm bằng nhựa PVC có chứa Clo, khi cháy tạo ra chất Đioxin và Axít
clohidric vô cùng độc hại. Đối với phụ nữ mang thai, khi hít phải loại khí này thì trẻ
sinh ra dễ mắc các dị tật bẩm sinh.
Những túi nylon tái chế có thể chứa DOP (dioctin phatalat) cực độc, ảnh hưởng
đến cơ quan sinh dục nam. Nếu bị nhiễm chất này lâu dài, có thể ảnh hưởng tới giới
tính của trẻ em: Các bé trai có thể bị nữ tính hóa, vô sinh nam, còn trẻ em nữ có nguy
cơ dậy thì quá sớm.
2.1.3. Yêu cầu kỹ thuật đối với túi nylon phế thải sau khi làm sạch
Túi nylon phế thải sau khi được làm sạch bằng phương pháp khô cần loại bỏ hết
các tạp chất bám trên nylon như bụi, đất, sỏi… sau đó sẽ được làm sạch bằng nước.
Độ sạch của túi nylon sau khi làm sạch phải đạt trên 40%.

5


2.2. Các phương pháp làm sạch túi nylon

2.2.1. Làm sạch túi nylon bằng phương pháp khô
Làm sạch túi nylon bằng phương pháp khô là không sử dụng nước trong quá trình
làm sạch mà nhờ lực va đập tác dụng lên nylon làm cho các chất bẩn bám trên túi nylon
(cát, đá, sỏi, bụi…) văng ra ngoài. Thiết bị làm sạch sơ bộ rác thải nylon là các sàng phân
loại và các máy rửa làm việc ở chế độ “rửa khô” như máy rửa kiểu thùng quay, máy rửa
kiểu tay gạt, máy rửa kiểu sàng lắc rung, máy rửa kiểu vít tải. Các máy rửa làm việc ở chế
độ “rửa khô” trình bày ở phần làm sạch túi nylon bằng phương pháp ướt.
2.2.2. Làm sạch túi nylon bằng phương pháp ướt
Làm sạch túi nylon bằng phương pháp ướt là dùng nước để rửa các tạp chất
nặng cũng như tạp chất nhẹ bám trên túi nylon.
Điển hình cho phương pháp này, người ta có thể dùng máy tách cát – đá – sỏi
kiểu thùng quay, máy rửa kiểu tay gạt, máy rửa kiểu rung động,máy rửa kiểu vít tải,
máy rửa kiểu sang lắc rung….
 Máy tách cát – đá – sỏi kiểu thùng quay:
- Cấu tạo máy tách cát – đá - sỏi kiểu thùng quay:

Hình 2.2 : Cấu tạo máy rửa tách cát – đá – sỏi kiểu thùng quay
1. Máng dẫn; 2. Vành máng hứng; 3. Thùng quay; 4. Vít xoắn ngoài;
5. Vít xoắn trong
6


- Nguyên lý làm việc:
Do các tạp chất nặng không phải là hỗn hợp đồng nhất, nên việc phân tách
chúng được thực hiện qua 2 giai đoạn. Giai đoạn đầu tiên nhằm phân chia các tạp chất
nặng thành các nhóm biệt lập. Giai đoạn thứ 2 tiến hành phân tách chúng.
Trong kết cấu máy tách cát – đá – sỏi có các gầu múc, hoạt động theo kiểu
thùng quay. Sự phân chia các tạp chất nặng thành nhóm riêng biệt được tiến hành liên
tục nhờ hành trình dịch chuyển tạp chất. Còn quá trình phân tách chúng nhờ hướng
chảy ngược của tạp chất trong kênh dẫn. Trống hình trụ 3 có khoan lỗ trên bề mặt

ngoài và trong trống có gắn các dãy xoắn là bộ phận làm việc chính để phân chia tạp
chất. Các phần tử nhỏ của tạp chất đi theo nguyên liệu đi qua trống sẽ bị lắng và chui
qua lỗ trống tập trung ở đáy bể. Nhờ cánh quay có cánh vít xoắn ngoài 4 sẽ vận chuyển
chúng đến vành máng hứng 2. Còn các tạp chất có kích thước lớn hơn lỗ khoan trên
trống sẽ được các vít xoắn 5 vận chuyển đến các máng hứng. Chính sự phối hợp của
trống khoan lỗ với các cánh vít xoắn ngoài và trong đã tạo điều kiện thực hiền đồng
thời quá trình lắng.
Máng hứng trống có 2 gáo múc ở dạng các nửa vành. Một nửa vành ngoài được
liên thông với thùng chứa của máng hứng, nửa vành trong còn lại được liên thông với
khoang trống. Máng hứng trống được ghép và quay cùng với trống. Các gáo múc sẽ
đem theo liên tiếp cát từ đáy thùng chứa. Tạp chất đá sỏi sẽ dịch chuyển từ khoang
trống đến nửa vành trong của gáo. Nhờ áp lực nước chảy tràn khỏi gáo mà ngăn cản
nguyên liệu rơi vào trong gáo. Các tạp chất bị chặn lại ở vị trí phía trên sẽ được các
gáo múc đổ vào máng 1 dẫn ra ngoài.
Máy tách cát – đá – sỏi có gáo múc hoạt động kiểu thùng quay đảm bảo mức đọ
phân tách các tạp chất cao, đặc biệt nếu ta nối tiếp 2 máy như vậy. Sự giáp nối máy
tách cát – đá – sỏi với kênh dẫn nước được thực hiện bởi miệng lọc đặc biệt cùng với
các tấm phẳng.
 Máy rửa kiểu tay gạt
- Cấu tạo máy rửa kiểu tay gạt:

7


Hình 2.3. Mô hình máy rửa kiểu tay gạt.
1. Vít xoắn tải liệu; 2. Trục tay gạt; 3. Các tay gạt; 4. Buồng rửa;
5. Khung đỡ ổ đỡ; 6. Trục gàu; 7. Động cơ; 8. Buồng ném;
9. Bộ phận gom đá; 10, 14.Các xylanh thủy lực; 11. Van của bộ phận gom cát;
12. Tời; 13. Lỗ vách ngăn; 15. Rẻ quạt; 16. Các van
- Nguyên lý làm việc:

Máy có khả năng rửa được các nguyên liệu có độ bẩn cao, bết dính. Nhờ xáo
trộn mãnh liệt trong nước, do tác động của lực ma sát làm chất bẩn tách ra. Khi cần
loại bỏ tạp chất nặng, nguyên liệu dịch chuyển dễ dàng trong nước cả theo chiều trục
máy và hướng kính để tạp chất nặng có thể lắng xuống phía dưới. Để khử tạp chất nhẹ,
yêu cầu bề mặt nước phải lặng, vì chỉ khi ấy tạp chất nhẹ mới nổi lên được, tạo điều
kiện loại bỏ chúng.
Một trong số loại máy rửa kiểu tay gạt là máy rửa thuộc hệ “Dobrovolxki” hiện
đang được dùng phổ biến. Loại máy này có 1 buồng rửa. Việc di chuyển và xáo trộn
nguyên liệu nhờ các tay gạt bằng thép bố trí trên trục theo đường xoắn ốc. Để tránh
khoáy đục mặt nước, ở khoảng cách 1m tính từ vách trước có bố trí vách ngăn. Mực
nước trong buồng rửa phải cao hơn các vấu cam khoảng 350 - 450mm, điều này có tác
dụng tạo mặt nước lặng để dễ tách các tạp chất nhẹ. Đáy buồng rửa có 2 lớp: vách lưới
và đáy liền đặc. Cát và đất sau khi lọt qua vách lưới sẽ rơi vào bộ phận chứa, rồi từ các
bộ phận ấy, theo định kỳ cùng với nước chúng được loại đi khi van (có trang bị đối
trọng) mở; riêng đá và các tạp chất nặng lớn khác không lọt qua lưới sẽ được gom vào
8


bộ phận chứa đặt ở đáy lưới. Các van của bộ phận gom đá và tạp chất sẽ mở khi các rẻ
quạt đóng đã đậy các cửa thăm.
 Máy rửa kiểu rung động:
- Cấu tạo máy rửa kiểu rung động:

Hình 2.4. Cấu tạo máy rửa kiểu rung động.
1. Ổ đỡ cầu; 2. Trục; 3. Đối trọng; 4. Phễu cấp liệu; 5. Vòi hoa sen;
6. Máng tháo liệu; 7. Tấm xoắn
- Nguyên lý làm việc:
Máy rửa kiểu rung động làm việc dựa theo nguyên tắc dao động. Bộ phận làm
việc chủ yếu của máy là trống rung với tấm xoắn không quay kiểu quán tính.
Ở các mặt nút đầu trống có bắt chặt cốc rung. Trong cốc rung có trục 2 và đối

trọng 3 được đặt trên các ổ đỡ cầu 1. Các đối trọng là nguyên nhân xuất hiện lực quán
tính. Khi trục quay gây dao động thân máy với tần số bằng tần số quay của trục và
biên độ có trị số phụ thuộc vào mômen tĩnh các khối lượng quay của máy, phụ thuộc
vào khối lượng nguyên liệu đem rửa và độ cứng hệ thống giá treo.
Nguyên liệu được chuyển liên tục qua phễu 4 của trống. Ở tần số và biên độ dao
động thích hợp, nhờ dao động của thân máy, một lần nữa nguyên liệu dịch chuyển
dưới tác dụng của áp lực khối vật liệu rửa chuyển đến dọc theo cốc rung, trượt theo
9


tấm xoắn dẫn hướng không quay, đi từ phễu tiếp liệu đến máng tháo liệu 6. Ở trường
hợp đang xét, giữa các bề mặt nguyên liệu có sự cọ xát mạnh. Do có sự va chạm và cọ
xát mạnh các tạp chất bẩn dính sẽ tách rời khỏi bề mặt của nguyên liệu đang được rửa
bằng nước phun từ vòi hoa sen 5 bố trí phía trên ống. Chất bẩn liên tục được thải qua
các khe trên tấm 7 phía dưới thân máy.
 Máy rửa kiểu vít tải:
- Cấu tạo máy rửa kiểu vít tải:

Hình 2.5. Cấu tạo máy rửa kiểu vít tải.
1.Cửa nạp liệu; 2.Vít tải; 3.Ống dẫn động; 4. Sàng rung; 5. Lỗ xả trên
- Nguyên lý làm việc:
Nguyên liệu được đưa đến bộ phận tiếp liệu có chứa nước 1, mực nước cao
dưới lỗ xả trên 5. Trong phễu chứa nguyên liệu chìm xuống đáy và được vít tải 2
chuyển đến ống dẫn động 3. Ở đây tạp chất nhẹ nổi lên trên mặt nước và được loại đi
bằng lỗ xả. Nguyên liệu được chuyển động đến ống dẫn động 3 và được đẩy xuống
sàng rung 4. Các cánh cuối cùng của vít tải có lỗ nhỏ để nước chui qua đó chảy xuống
dưới. Trên sang rung nước thoát khỏi máy.
Nguyên lý làm việc của máy có liên quan đến đặc điểm của nguyên liệu rửa. Khi
bị thấm nước thì ẩm độ nguyên liệu tăng rất nhanh. Độ ẩm phụ thuộc vào dạng nguyên
liệu, nhiệt độ nước và thời gian rửa.

10


 Máy rửa kiểu lắc rung:
Máy rửa kiểu lắc rung có cấu tạo như hình 2.6. Bộ phận làm việc chính là sàng
rung qua cơ cấu biên tay quay nó nhận được chuyển động tịnh tiến trong mặt phẳng
nằm ngang. Một phần tử nguyên liệu nằm trên sàng chịu tác dụng của các lực sau:
trọng lực G, lực quán tính Pu , lực ma sát F.
Nếu các thanh treo khá dài, xem như góc nghiêng không đổi. Khi đó các thành
phần của trọng lực là (hình 2.6):

Hình 2.6. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy rửa kiểu lắc rung.
- Thành phần tiếp tuyến (lực phát động ): G = G. sin
- Thành phần pháp tuyến Gn = Gcos.
Nếu lấy chiều dài biên l > r , gia tốc điểm cuối tay biên làm gia tốc sàng nghiên
cứu thì: a = 2.rcost
Lực quán tính thay đổi cả dấu lẫn chiều, tương tự như trọng lực ta phân lực
quán tính thành hai thành phần:
G 2
 r cos t. cos 
g
G
Pun  Pu . sin    2 r cos t. sin 
g

Pu  Pu . cos  

(1.1)

Lực ma sát được tính theo công thức :

F = f(Gn  Pun )

;

(1.2)

Khi đó chuyển động của phần tử chuyển động từ sàng I xuống dưới theo điều
kiện:
11






G   Pu  f G n  Pun ;

(1.3)

Sau vài biến đổi đơn giản, biểu thức (1.3) có kể đến f = tg, với  là góc ma sát
được viết lại là :

 2 r f cos   sin 

g
cos   f sin 

(1.4)

Từ đây, ta xác định tần số quay cực tiểu của trục tay quay để sản phẩm bắt đầu

chuyển động xuống dưới.
nmin = 30

tg(  )
, (vg/ph) ;
r

(1.5)

Kể cả chuyển động ngược của sản phẩm theo sàng II ở điều kiện :





Pu  G   f G n  P n ;

(1.6)

Nguyên liệu liên tục đi qua phễu tiếp liệu đến sàng. Do sàng chuyển động tịnh
tiến và góc nghiêng giữa bề mặt sàng và mặt phẳng ngang không lớn, nên nguyên liệu
chuyển động chậm và gián đoạn đến bộ phận thoát, sau khi đã được rửa sạch bằng các
tia nước phun bằng hệ thống vòi hoa sen bố trí trên sàng.
Năng suất được xác định theo vận tốc di chuyển trung bình của sản phẩm trên
sàng:
Q =b.h.vtb...3600 , (kg/h) ;
Trong đó:

(1.7)

vtb = L/t – vận tốc dịch chuyển trung bình của nguyên liệu trên sàng,
m/s;
L – chiều dài của sàng làm việc, m;
T – thời gian dịch chuyển của nguyên liệu trên sàng, s.

Ở chế độ rửa khô, máy rửa kiểu lắc rung có cấu tạo và nguyên lý làm việc của
máy sàng lắc phẳng. Tuy nhiên tác động cơ học làm sạch các chất bám vào nilon thì
không đủ mạnh, nên hiệu quả làm sạch kém.
2.3. Nhận xét và đề xuất nhiệm vụ của đề tài
Các thiết bị làm sạch sơ bộ rác thải nylon bằng phương pháp khô hiện nay cho
hiệu quả làm việc kém hoặc không làm việc được. Các chất bẩn bám thường bám chặt
vào nylon nên tác động cơ học trong quá trình làm sạch sơ bộ bằng sàng chưa đủ để
phân tách chúng. Vì vậy, thời gian làm sạch kéo dài, kéo theo chi phí nước và hóa chất
12


phục vụ quá trình tẩy rửa rất lớn. Chính vì vậy nhiệm vụ của đề tài là việc nghiên cứu
thiết kế, chế tạo thiết bị làm sạch sơ bộ rác thải nylon bằng phương pháp khô.

13


Chương 3
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Nội dung nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu của đề tài gồm:
- Tìm hiểu các tính chất của túi nylon phế thải sau đó đề xuất công nghệ làm
sạch túi nylon phế thải đạt hiệu quả tốt nhất, tốn ít chi phí và ít gây ô nhiễm môi
trường.
- Tính toán, thiết kế máy làm sạch túi nylon bằng phương pháp đập rũ.

- Xây dựng công nghệ chế tạo máy làm sạch túi nylon bằng phương pháp đập
rũ.
3.2. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp tính toán, thiết kế bộ phận làm sạch túi nylon bằng phương
pháp đập rũ.
Dựa vào tính chất của túi nylon phế thải, năng suất của máy và yêu cầu về độ
sạch của túi nylon.
- Phương pháp tính toán thiết kế quạt vận chuyển.
Dựa vào tính chất của túi nylon phế thải từ đó tính toán kích thước cánh quạt để
đẩy được túi nylon sau khi làm sạch ra cửa tháo liệu.
- Phương pháp tính toán thiết kế bộ phận thu gom chất bẩn.
Dựa vào đặc tính của chất bẩn từ đó chọn thiết bị thu gom chất bẩn cho phù
hợp.
- Phương pháp tính toán thiết kế máng cấp liệu.
Dựa vào tính tự chảy của túi nylon và sự lưu thông của túi nylon trong máy.
- Phương pháp tính toán, thiết kệ bộ phận truyền động.
Dựa vào đặc tính làm việc của bộ phận thu gom chất thải và bộ phận làm sạch
túi nylon rồi chon bộ phân truyền động. Truyền động cho bộ phận làm sạch túi nylon
là truyền động đai, cho bộ phận thu gom chất bẩn là truyền động xích.
- Phương pháp tính toán thiết kế bộ phận lưới sàng.
Dựa vào kích thước của chất bẩn để chọn khe hở của lưới sàng cho phù hợp.
14


Chương 4
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1. Cơ sở thiết kế
4.1.1. Xác định các dữ liệu thiết kế
+ Đối tượng làm sạch: Túi nylon được phân loại từ rác thải sinh hoạt.
+ Năng suất: 100 kg/h.

+ Nguồn động lực: Động cơ điện 3 pha.
+ Mức độ làm sạch: >40%.
4.1.2. Xác định mô hình thiết kế
7

8

9

10

5

6

3

4

2

1

12

11

Hình 4.1. Mô hình máy làm sạch túi nylon MLS – 100.
1. Máng cấp liệu; 2. Trống đập giũ; 3. Vỏ quạt; 4. Cửa thu hồi nylon đã làm sạch;
5. Cánh quạt; 6. Nắp buồng làm sạch; 7. Răng bản; 8. Trục trống; 9. Khung máy;

10. Bộ truyền động đai; 11. Động cơ điện; 12. Cửa thu hồi chất bẩn.
15


Hình 4.2. Sơ đồ động học máy làm sạch nylon rác thải bằng phương pháp khô theo
nguyên lý đập giũ.
1. Trục trống; 2. Trống đập; 3. Động cơ; 4. Bộ truyền động đai thang; 5. Băng tải
- Nguyên lý làm việc:
Máy có nguyên lý làm việc giống như bộ phận đập của máy đập dọc trục sử
dụng trong thu hoạch cây có hạt.
Ở máy đập dọc trục, bộ phận đập vừa tiến hành bứt hạt (tương tự như chất bẩn
cơ học bám dính vào túi nylon) ra khỏi rơm (tương tự như rác thải nylon), vừa tiến
hành giũ và phân ly hạt (chất bẩn cơ học bám dính vào rác thải nylon) ra khỏi khối
rơm (rác thải nylon). Hạt (chất bẩn cơ học bám dính vào rác thải nylon) phân ly khỏi
khối rơm (rác thải nylon) qua sàng phân ly . Sàng phân ly có cấu tạo là các thanh ghi
dạng tròn bao quanh phần dưới của buồng đập (buồng làm sạch). Khe hở sàng phân ly
đảm bảo các chất bẩn sau khi tách khỏi túi nylon có thể chui lọt dễ dàng. Nhờ tính chất
khí động lực học của buồng đập giũ mà tạo cho khối túi nylon chuyển động xoáy theo
hướng dọc trục trống. Tính chất khí động lực học này được tạo ra nhờ tác dụng của các
răng đập dạng cánh (răng bản) và quạt ly tâm đặt sau buồng làm sạch. Túi nylon được
quạt ly tâm vận chuyển ra ngoài theo phương pháp khí động. Chất bẩn ra khỏi buồng
làm sạch sẽ được băng tải tập trung chuyển ra khỏi máy. Như vậy quá trình làm sạch
túi nylon ở máy đập dọc trục dạng răng bản hoàn toàn không sử dụng nước. Máy có
nguyên lý cấu tạo tương tự máy rửa kiểu tay gạt ở chế độ “rửa khô”, nhưng nguyên lý
làm việc theo nguyên lý đập giũ. Tuy nhiên các quá trình động lực học của máy và khí
16


động lực học trong buồng làm sạch khác hoàn toàn các máy rửa kiểu tay gạt ở chế độ “
rửa khô” và máy đập dọc trục kiểu răng bản.

4.2. Tính toán, thiết kế bộ phận đập rũ
 Tính lượng cung cấp riêng theo công thức:
m’ = Q/3600 = 100/3600 = 0,028 kg/s.
 Xác định đường kính trống đập:
Chọn theo kết quả tính toán thiết kế bộ phận đập dọc trục trong thực nghiệm
kiểm định có đường kính tính đến đỉnh răng đập D = 400 mm.
 Xác định vận tốc quay của trống đập:
Vận tốc quay của trống là yếu tố cơ học quyết định đến chất lượng làm việc của
bộ phận đập. Với trống đập dọc trục v = 10 ÷ 15 m/s = 15 m/s.
 Xác định số vòng quay trống đập:
Số vòng quay của trống đập xác định theo công thức:

n

60 . v
60 . 15

 716,6 vg/ph.
π . D 3,14 . 400 . 10 3
Kết hợp với kết quả thực nghiệm kiểm định chọn số vòng quay của trống là: n =

750 vg/ph. Số vòng quay tối ưu của trống đập trống đập sẽ được xác định bằng quy
hoạch thực nghiệm.
Vận tốc góc của trống đập là:
 = .n/30 = 3,14. 750 / 30 = 78,5

,

rad/s ;

(3.1)

m/s

;

(3.2)

Tính lại vận tốc dài trống đập:
v = R.  = 0,2 . 78,5 = 15, 7

,

 Xác định số hàng răng trên trống:
Số hàng răng trên trống xác định theo công thức:

i

π . D 3,14 . 400.10 3
=
= 6,7
v . Δt
15,7 . 0,012

Chọn i = 6

(3.3)

Trong đó: D – đường kính trống đập;
Δt – khoảng thời gian đập giữa hai răng liên tiếp, Δt = 0,012 s.

 Xác định tổng số răng trên toàn bộ trống:
17


Z

q
q
0

Trong đó: q – lượng cung cấp riêng, q = 0,028 kg/s;
q0 – khả năng đập của mỗi răng trong một giây, q0 = 0,0015kg/s;
Vậy tổng số răng trên toàn bộ trống là:

Z

0,028
 18,7
0,0015
Do đó chọn Z = 18 răng.

(3.4)

 Xác định chiều dài phần trống lắp răng đập:
Chiều dài trống lắp răng được xác định như sau:

Z 
 18 
l    1 . a v  2.Δ    1 .69  2.48,5 = 1.270 , mm


k

1
Trong đó:

;

(3.5)

z – số răng lắp trên trống đập;
k – số đầu mối ren, ở đây bố trí răng trên trống đập với k = 1;
av – khoảng cách giữa các vết răng, av = 69 mm;
Δl – khoảng cách từ tâm răng biên đến đầu mút của trống lắp
răng, Δl = 48,5 mm.

 Tính khoảng cách giữa hai răng trên cùng một hàng răng:
b = aV.(i/k) = 69.(6/1) = 414

,

mm

;

(3.6)

,

mm

;

(3.7)

 Tính bước đường ren:
t = b.k = 414.1 = 414

 Góc nâng của đường ren vít hay góc nghiêng của thanh răng theo trục trống tính
theo công thức:
tan R = t/ (.D) = 414/(3,14.400) = 0,3296
R = 18,240

(3.8)

 Xác định công suất chi phí cho trống quay N1
Công suất chi phí cho trống quay xác định theo công thức:
N1 = A.+B.3 = 2,94.10-2.78,5+4,71.10-4.78,53 = 230
Trong đó:

A = 2,94.10-2 Nm
B = 4,71.10-4 Nms2

 Xác định công suất chi phí cho quá trình đập làm sạch
18

,W;

(3.9)