thiết kế đồ án sấy thùng quay kiểu nằm ngang

I. MỞ ĐẦU.....................................................................................................................................3
1.Tính chất vật liệu............................................................................................................................................ 3
2.Quá trình sấy................................................................................................................................................... 3
2.1. Khái niệm chung......................................................................................................................................... 3
2.2. Các phương thức sấy................................................................................................................................. 3
3.Thiết bị sấy....................................................................................................................................................... 4
II. CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ...................................................4
1.Quy trình công nghệ...................................................................................................................................... 4
2.Thuyết minh quy trình công nghệ............................................................................................................ 4
III. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG.........................................................5
1.Thông số cơ bảng............................................................................................................................................ 5
2.Tính cân bằng vật chất................................................................................................................................. 6
3.Tính cân bằng năng lượng.......................................................................................................................... 6
3.1. Công thức xác định thông số tác nhân sấy.......................................................................................... 6
3.2. Thông số tác nhân sấy trong quá trình sấy lý thuyết........................................................................7
3.3. Cân bằng năng lượng cho thiết bị sấy lý thuyết...............................................................................11
3.4. Cân bằng năng lượng cho thiết bị sấy thực...................................................................................... 12
3.5. Các nhân tố của tác nhân sấy sau quá trình sấy thực...................................................................14
3.6. Lưu lượng thể tích của tác nhân sấy trong quá trình sấy thực...................................................15
3.7. Lượng nhiên liệu tiêu hao...................................................................................................................... 15
IV. TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ THIẾT BỊ CHÍNH...............................................................15
1.Thời gian sấy.................................................................................................................................................. 15
2.Thời gian sấy vật liệu lưu trú trong thùng sấy................................................................................... 16
3.Các kích thước cơ bản của thùng sấy.................................................................................................... 16
4.Chiều cao lớp vật liệu trong thùng......................................................................................................... 17
5.Tính trờ lực qua thùng sấy........................................................................................................................ 17
V. TÍNH TOÁN KẾT CẤU THIẾT BỊ CHÍNH........................................................................18
1.Kiểm tra bề dày thùng sấy........................................................................................................................ 18
2.Tính chọn cánh đảo trộn............................................................................................................................ 19
3.Thiết kế bộ phận truyền động.................................................................................................................. 19

3.1. Chọn động cơ............................................................................................................................................. 19
3.2. Chọn tỉ số truyền động............................................................................................................................ 20
3.3. Tính bộ truyền bánh rang....................................................................................................................... 21
4.Tính vành đai................................................................................................................................................. 24
5.Tính con lăn đỡ............................................................................................................................................. 25
6.Tính con lăn chặn......................................................................................................................................... 25
VI. TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ PHỤC....................................................................................26
1.Tính toán buồng đốt.................................................................................................................................... 26
2.Tính toán buồng hòa trộn.......................................................................................................................... 27
3.Tính gầu tải nhập liệu................................................................................................................................. 29
3.1. Xác định năng suất và công suất của gầu tải................................................................................... 30
4.Tính chọn cyclon........................................................................................................................................... 30
5.Thiết kế và tính trở lực đường ống........................................................................................................ 32
5.1. Tính trở lực ma sát trên đường ống..................................................................................................... 33
5.2. Tính trở lực cục bộ................................................................................................................................... 34
5.3. Tính trở lực cho hệ thống....................................................................................................................... 35
6.Tính toán và chọn quạt............................................................................................................................... 36


I. MỞ ĐẦU
1. Tính chất vật liệu
Các cơ quan sinh dưỡng của bắp gồm: rễ, thân, lá làm nhiệm vụ duy trì đời sống của
cây bắp. Phôi và hạt là khởi thủy của cây mầm. Các cơ quan sinh sản đực (bông cờ) và cái
(mầm bắp) khác biệt nhau nhưng nằm trên cùng một cây. Bắp giao phấn chéo nhờ gió và
côn trùng. Hạt bắp thuộc loại quả dính gồm 4 bộ phận chính: vỏ hạt (chiếm 6-9%), lớp
aleron (chiếm 6-8%), phôi (chiếm 8-15%), và nội nhũ (chiếm 70-85%).
2. Quá trình sấy
2.1. Khái niệm chung
Sấy là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu bằng nhiệt. Nhiệt được cung cấp

cho vật liệu ẩm bằng dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hoặc bằng năng lượng điện trường có tần
số cao. Mục đích của quá trình sấy là giảm khối lượng của vật liệu, tăng độ bền và bảo
quản được tốt. Sấy là một quá trình không ổn định, độ ẩm của vật liệu thay đổi theo
không gian và thời gian.
2.2. Các phương thức sấy
Sấy có bổ sung nhiệt trong phòng sấy: lượng nhiệt cần thiết cho toàn bộ quá trình
sấy không những được cung cấp ở bộ phận đốt nóng mà còn được bổ sung ngay trong
phòng sấy. Sấy có đốt nóng không khí giữa chừng: để giảm nhiệt độ không khí sấy, có thể
chia phòng sấy ra làm nhiều khu vực sấy và trước mỗi khu vực có đặt một bộ phận đốt
nóng. Sấy tuần hoàn khí thải: không khí sau khi sấy xong chỉ thải ra ngoài một phần, phần
còn lại thì tuần hoàn trở lại trộn lẫn với không khí mới bổ sung vào.
3. Thiết bị sấy
Dựa vào tác nhân sấy: thiết bị sấy bằng không khí hoặc thiết bị sấy bằng khói lò.
Ngoài ra còn có thiết bị sấy bằng phương pháp đặc biệt như sấy thăng hoa, sấy bằng tia
hồng ngoại hay bằng dòng điện cao tần. Dựa vào áp suất làm việc: thiết bị sấy chân


không, thiết bị sấy ở áp suất thường. Dựa vào phương thức làm việc: sấy liên tục hay sấy
gián đoạn
II.CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
1. Quy trình công nghệ

Hình 1. 1 Sơ đồ quy trình công nghệ
2.Thuyết minh quy trình công nghệ
Vật liệu sấy là bắp hạt sau khi được rửa sạch, lấy hạt, được cho vào buồng chứa, sau
đó được nhập liệu vào thùng sấy bằng hệ thống gầu tải. Bắp hạt khi vào thùng sấy có độ
ẩm 35%, chuyển động cùng chiều với tác nhân sấy. Tác nhân sấy sử dụng là khói lò, tạo
ra từ nhiên liệu đốt là than, sau khi qua buồng đốt được hòa trộn với không khí bên ngoài
để đạt nhiệt độ thích hợp cho quá trình sấy. Dòng tác nhân sấy được gia tốc bằng quạt đẩy
đặt ở trước thiết bị, và quạt hút đặt cuối thiết bị.

Thùng sấy có dạng hình trụ đặt nằm ngang, được đặt trên một hệ thống các con lăn
đỡ và chặn. Chuyển động quay của thùng được thực hiện nhờ bộ truyền động từ động cơ
sang hộp giảm tốc đến bánh răng gắn trên thùng. Bên trong thùng có gắn các cánh nâng,
cánh nghiêng từ 2.5o dùng để nâng và đảo trộn vật liệu sấy.


Trong thùng sấy, bắp hạt được nâng lên đến độ cao nhất định, sau đó rơi xuống.
Trong quá trình đó, vật liệu tiếp xúc với tác nhân sấy, thực hiện các quá trình truyền nhiệt
và truyền khối làm bay hơi ẩm. Nhờ độ nghiêng của cánh nâng mà vật liệu sẽ được vận
chuyển đi dọc theo chiều dài thùng. Thời gian lưu của vật liệu trong thùng là 53.46 phút.
Khi đi hết chiều dài thùng sấy, vật liệu sấy sẽ đạt được độ ẩm cần thiết cho quá trình bảo
quản là 12%.
Sản phẩm bắp hạt sau khi sấy được đưa vào buồng tháo liệu, sau khi qua cửa tháo
liệu sẽ được bao gói, để bảo quản hay dùng vào các mục đích chế biến khác.
Dòng tác nhân sấy sau khi qua buồng sấy chứa nhiều bụi, do đó cần phải đưa qua
một hệ thống lọc bụi để tránh thải bụi bẩn vào không khí gây ô nhiễm. Ở đây, ta sử dụng
hệ thống lọc bụi bằng nhóm hai cyclon đơn. Khói lò sau khi lọc bụi sẽ được thải vào môi
trường. Phần bụi lắng sẽ được thu hồi qua cửa thu bụi của cyclon và được xử lý riêng.
III. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG
1. Thông số cơ bảng
 Năng suất sản phẩm 5t/h = 5000kg/h
 Độ ẩm ban đầu của vật liệu sấy (theo vật liệu ướt): 1 = 35%
2 = 12%

 Độ ẩm cuối của vật liệu sấy (theo vật liệu ướt):
 Khối lượng riêng hạt vật liệu: r = 1253 kg/m3

(Bảng 2.4/47–[2])

 Khối lượng riêng khối hạt: v = 850 kg/m3

(Phụ lục 4/230–[3])

 Nhiệt dung riêng của vật liệu khô: Ck = 1.7 kJ/kg.K

(Trang 20–[1])

 Đường kính tương đương: dtđ = 7.5 mm
 Cường độ bốc hơi ẩm: A = 50 kg/m3.h
 Nhiệt độ môi trường:

(Phụ lục 7/351–[1])
( Bảng 10.1/207–[1])

(Nhiệt độ trung bình ở Tp. Hồ Chí Minh)


 Độ ẩm môi trường:

(Độ ẩm của Tp. Hồ Chí Minh)

2. Tính cân bằng vật chất
 Năng suất thiết bị sấy theo nhập liệu

 Lượng ẩm bay hơi trong 1h
(CT 7.1/127–[1])
 Lượng vật liệu khô tuyệt đối

 Lượng vật liệu trung bình qua thùng

3. Tính cân bằng năng lượng
3.1. Công thức xác định thông số tác nhân sấy
 Áp suất hơi bão hòa: (CT 2.31/31–[1])
 Hàm ẩm:

 Enthalpy:
 Trong đó:

(CT 2.18/28– [1])

(CT 2.24/29 – [1])

: enthalpy của 1kg không khí khô và 1kg hơi nước
: Nhiệt dung riêng của không khí khô.
: Nhiệt dung riêng của hơi nước.
: Ẩn nhiệt hóa hơi của nước.


 Thể tích riêng
(CT VII.8/94–[5])

3.2. Thông số tác nhân sấy trong quá trình sấy lý thuyết
3.2.1. Thông số trạng thái của không khí ngoài trời (A)
 Nhiệt độ: ; Độ ẩm:  = 75%
 Áp suất hơi bão hòa:
 Hàm ẩm:
 Enthalpy: (kJ/kg)
 Thể tích riêng:
3.2.2. Thông số trạng thái của khói lò sau buồng đốt (B’), buồng hòa trộn (B)
 Tính toán quá trình cháy:

Bảng 2. 1 Thành phần than đá sử dụng (than Quảng Ninh)
Nguyên tố
C
H
O
N
S
Tr (Tro)
A (Nước)

Hàm lượng (%)
57
4.6
2.6
0.2
1.6
19
15

 Nhiệt trị cao của nhiên liệu
(CT 3.2/53 – [1])

 Nhiệt trị thấp của nhiên liệu
(CT 3.4/53 – [1])

 Lượng không khí khô lý thuyết cho quá trình sấy


(CT 3.11/55 – [1])

 Lương không khí khô thực tế cho quá trình sấy:
Trong thực tế do tùy thuộc vào việc tổ chức quá trình cháy và độ hoàn thiện của
buồng đốt mà không khí khô thực tế L để cháy hết 1kg nhiên liệu lớn hơn lượng không
khí khô lý thuyết. Do đó ta có:
bđ =

: hệ số không khí thừa của buồng đốt

(CT 3.14/56–[1])

Trong hệ thống sấy có thể lấy bđ = 1.2÷1.3. và ta chọn bđ = 1.3
Tuy nhiên do nhiệt độ khói sau buồng đốt rất lớn so với yêu cầu, do đó tác nhân sấy
là khói lò trước khi đi vào thùng sấy cần phải qua quá trình hòa trộn với không khí ngoài
trời để có một nhiệt độ thích hợp.
Gọi  là hệ số không khí thừa của buồng hòa trộn, là tỉ số giữa lượng không khí khô
cần cung cấp thực tế cho buồng đốt cộng với lượng không khí khô đưa vào buồng hòa
trộn chia cho lượng không khí khô lý thuyết cần thiết cho quá trình cháy.
(CT 3.15/57-[1])

 Trong đó:
 Chọn hiệu suất buồng đốt bđ = 0.9
 Chọn nhiệt độ của khói lò sau hòa trộn t1 = 70oC
 Cnl = 0.12 kJ/kg.K: Nhiệt dung riêng của than
 tnl = 27oC
 Enthalpy của hơi nước : i = 2500+1.842t (kJ/kg)
 Trong không khí ngoài trời:

 Trong hơi nước chứa trong khói sau buồng hòa trộn:

= 24958.78  0.9 + 0.12  27 - 2628.94  (9  0.046 + 0.15)


– 1.00470 [1- (90.046 + 0.15 + 0.19)] = 20966.13 (kJ/kg)

 Lượng hơi nước trong khói lò:
 Sau buồng đốt: = (9H+A) + bđLodo = (9  0.046 + 0.15) + 1.3  8.17 0.01707
= 0.745 (kg ẩm/kg nhiên liệu)
(CT 3.20/58–[1])
 Sau buồng đốt: Ga = (9H+A) + Lodo = (9  0.046 + 0.15) + 57.63  8.17  0.01707
= 8.601 (kg ẩm/kg nhiên liệu)
(CT 3.21/58–[1])

 Khối lượng khói khô:
 Sau buồng đốt:

(CT 3.23/59–[1])

= (1.38.17 + 1) (0.19 + 90.046 + 0.15) = 10.867 (kg khói khô/kg nhiên liệu)
 Sau buồng hòa trộn:
(CT 3.24/59–[1])
= (57.638.17 + 1)  (0.19+90.046 + 0.15) = 471.083 (kg khói khô/kg nhiên liệu)

 Các thông số nhiệt động cơ bản của khói lò:
 Độ chứa ẩm của khói lò:
 Sau buồng đốt: (kg ẩm/kg khói lò)
 Sau buồng hòa trộn: (kg ẩm/kg khói khô)

 Enthalpy của khói lò:
 Sau buồng đốt:

 Sau buồng hòa trộn:

 Nhiệt độ khói lò:
 Nhiệt độ khói lò:
 Sau buồng hòa trộn:


 Áp suất hơi bão hòa:
 Sau buồng đốt:
 Sau buồng hòa trộn:

 Độ ẩm tương đối:
 Sau buồng đố :
 Sau buồng hòa trộn:

 Thể tích riêng:
 Sau buồng đốt:
 Sau buồng hòa trộn:
3.2.3. Thông số trạng thái của tác nhân sấy sau buồng sấy I
Trong thiết bị sấy dùng khói lò làm chất vừa cung cấp nhiệt lượng cho vật liệu sấy
vừa thải ẩm ra môi trường, quá trình sấy lý thuyết là quá trình không có tổn thất do vật
liệu sấy, do thiết bị chuyền tải mang đi, không có tổn thất do tỏa ra môi trường qua các kết
cấu bao che, …mà chỉ có tổn thất do tác nhân sấy mang đi. Do đó, bao nhiêu nhiệt lượng
khói lò cung cấp cho vật liệu sấy hoàn toàn dùng để tách ẩm khỏi vật liệu.
Khi ẩm tách khỏi vật liệu, lại bay vào trong khói, do đó ẩm đã mang toàn bộ nhiệt
lượng mà khói đã mất trả lại dưới dạng ẩn nhiệt hóa hơi r và nhiệt vật lý của hơi nước
Cpat. Vì vậy, quá trình sấy lý thuyết bằng khói lò được xem là quá trình đẳng enthalpy.
Ta có các thông số của tác nhân sấy sau quá trình sấy lý thuyết được xác định như
sau:

Enthalpy: I20 = I1 = 118.012 kJ/kg khói khô.

 Chọn nhiệt độ đầu ra của tác nhân sấy là t20 = 35C
 Áp suất hơi bão hòa:
 Độ chứa ẩm:

 Độ ẩm tương đối:
 Thể tích riêng :


3.3. Cân bằng năng lượng cho thiết bị sấy lý thuyết
 Giả sử lượng khói vào, ra thiết bị sấy là không đổi, kí hiệu là (kg/h)
 Theo phương trình cân bằng vật chất:
(CT 7.14/131–[1])
 Lượng khói khô cần thiết để bốc hơi 1kg ẩm

 Nhiệt lượng tiêu hao trong quá trình sấy lý thuyết

 Nhiệt lượng tiêu hao:
3.4. Cân bằng năng lượng cho thiết bị sấy thực
Trong thiết bị sấy thực, ngoài tổn thất nhiệt do tác nhân sấy mang đi, trong thiết bị
sấy thùng quay, còn có tổn thất nhiệt ra môi trường Q mt, và tổn thất nhiệt do vật liệu sấy
mang đi QV. Trong thiết bị sấy thùng quay, không sử dụng nhiệt bổ sung và thiết bị không
có thiết bị chuyển tải, do đó QBS = 0, QCT = 0.

 Nhiệt lượng đưa vào thiết bị sấy:
 Nhiệt lượng do tác nhân sấy nhận được trong buồng đốt, buồng hòa trộn
 Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang vào:

 Nhiệt lượng đưa ra thiết bị sấy
 Nhiệt lưởng tổn thất do tác nhân sấy mang đi:
 Nhiệt vật lý của vật liệu sấy mang ra:
 Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường : Qmt


 Cân bằng nhiệt lượng vào ra thiết bị sấy, ta có:

 Trong đó ta xem
 Nhiệt lượng tiêu hao trong quá trình sấy thực:

Đặt
 Xét cho 1 kg ẩm bốc hơi
Trong đó:
Đặt:
 Xác định :
Trong đó:
(kJ/kg.K) : nhiệt dung riêng của vật liệu sấy với độ ẩm 2.
= 1.7(kJ/kg.K) nhiệt dung riêng của vật liệu khô
= 4.1868 (kJ/kg.K): nhiệt dung riêng của ẩm
 = 1.998(kJ/kg.K)
 : nhiệt độ vật liệu sấy vào thiết bị, lấy bằng nhiệt độ môi trường
 : nhiệt độ ra khỏi thiết bị sấy của vật liệu sấy.
 Ta chọn nhỏ hơn nhiệt đọ đầu cảu tác nhân sấy 3-5oC
 Vậy =28.24 (kJ/kg ẩm)
 Xác định : 4.1868  27=113.044(kJ/kg ẩm)

 Xác định
 Tổn thất nhiệt ra môi trường thường chiếm khoảng 3-5% nhiệt lượng tiêu hao hữu
ích:

 Trong đó nhiệt tiêu hao hữu ích được xác định:
 ẩn nhiệt hóa hơi của nước trong vật liệu sấy ở nhiệt độ vào.
 : nhiệt dung riêng của ẩm = 1.842(kJ/kg.K)






 Vậy
 trạng thái của tác nhân sấy sau quá trình sấy thực nằm dưới
3.5. Các nhân tố của tác nhân sấy sau quá trình sấy thực
 Độ ẩm chứa của tác nhân sấy :
=>

 Trong đó:



 Enthalpy

 Độ ẩm tương đối:
 Thể tích riêng:

Hình 3. 1 Đồ thị I-d của quá trình sấy thực
 Lượng khói khô cần thiết để bốc hơi 1kg ẩm trong quá trình sấy thực:


 Lượng khói khô cần thiết

 Nhiệt lượng tiêu hao để bốc hơi 1kg ẩm

3.6. Lưu lượng thể tích của tác nhân sấy trong quá trình sấy thực
 Lưu lượng thể tích của tác nhân sấy trong quá trình sấy thực

 Lưu lượng thể tích của tác nhân sấy ở trạng thái ra khỏi tác buồng sấy

 Lương lượng thể tích trung bình của tác nhân sấy

3.7. Lượng nhiên liệu tiêu hao
 Lượng nhiên liệu tiêu hao để bốc hơi 1 kg ẩm

 Lượng nhiên liệu tiêu hao trong 1h:
 Hiệu suất thiết bị sấy:
IV. TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ THIẾT BỊ CHÍNH
1. Thời gian sấy
 Trong thiết bị chọn cánh đảo trộn có dạng nâng nghiên có  = 2.5o – 3o
 Có hệ số điền đầy
 Góc gấp của cánh nâng o
 Chọn góc nghiên  = 2.5o
 Thông số đặc trưng cho cấu trúc cánh:
 Hệ số lưu ý đến dạng cánh trong thùng: đối với cánh nâng, m = 0.5.



2. Thời gian sấy vật liệu lưu trú trong thùng sấy
 Để quá trình sấy đạt yêu cầu về các thông số đầu ra của vật liệu thì 1  :
 Thể tích thùng quay tính theo lý thuyết:
 Thời gian lưu trung bình của vật liệu:


Vì

 Chiều dài thùng:
 Tiết diện thùng
 Vì thùng chọn là thùng ngang, cánh nghiêng nên góc nghiên ta chọn là  = 2.5o thì
số vòng quay của thùng:

 Từ (Bảng VII.5/123–[5]) và công thức nội suy ta được  = 0.059 và  = 2.5o
 m = 0.5 và k =0.2 : xấy suôi chiều cánh nâng

3. Các kích thước cơ bản của thùng sấy

 Thể tích thực của thùng sấy :
 Tiết diện tự do của thùng:
 Tốc độ tác nhân sấy trong thiết bị:
 Công suất cần thiết để quay thùng quay

 Trong đó:
 a: hệ số phụ thuộc vào dạng cánh
 Với hệ số chứa đầy  = 0.18, cánh nâng, chọn a = 0.059
 vkg/m3



4. Chiều cao lớp vật liệu trong thùng
 Tỷ lệ chứa đầy vật liệu trong thùng:
 Với FT - tiết diện ngang của thùng 3.80 ( m2)
 Fcd - tiết diện chứa đầy:



 Chiều cao lớp vật liệu:
5. Tính trờ lực qua thùng sấy
 Chuẩn số Reynolds: Tính chất của khói lò cũng tương tự như tính chất của không
khí khô, do đó có thể sử dụng các số liệu của không khí khô cho khói lò.

 Ở nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy theo Phụ lục 6/350– [1], các thông số của
khói lò như sau:
 Độ nhớt động : k = 18.205×10–6 m2/s
 Khối lượng riêng : k = 1.085 kg/m3


 Hệ số thủy động a :
 Hệ số đặc trưng cho độ chặc của lớp hạt C1
 Trong đó:v = 850 kg/m3



 Trở lực qua lớp hạ:


V. TÍNH TOÁN KẾT CẤU THIẾT BỊ CHÍNH
1. Kiểm tra bề dày thùng sấy
 Thân thùng được chế tạo bằng thép không rỉ, mác thép X18H10T, có các thông số
 Chọn bề dày sơ bộ S = 0.0025DT = 0.0025×2.2 = 5.510-3 m  6 mm
 Hệ số bổ sung bề dày tính toán : C = Ca + Cb + Cc + Co
 Trong đó:
 Ca: hệ số bổ sung do ăn mòn hóa học của môi trường. Đối với môi trường chứa
vật liệu là bắp, hầu như không có ăn mòn thiết bị, do đó Ca = 0.
 Cb: hệ số bổ sung do bào mòn cơ học của môi trường. Do môi trường chứa nhiều hạt

rắn, chọn Cb = 1mm.
 Cc: hệ số bổ sung do sai lệch khi chế tạo, lắp ráp. Theo bảng XIII.9/364 – [4], đối
với thép CT3, chọn Cc = 0.8 mm.
 Co: hệ số bổ sung để quy tròn kích thước, chọn Co = 0.2 mm.

 Bề dày thực của thùng: S’=S + C = 6 + 2 = 8 (mm)
 Kiểm tra bề dày thùng

 Áp suất tính toán cho phép bên trong thiết bị:
 Hệ số bền mối hàn h: chọn hàn tự động dưới lớp thuốc, hàn giáp mối, 2 phía
 Suy ra mình chọn h = 0,95
 Ứng suất cho phép tiêu chuẩn
 Ứng suất cho phép:

 Vậy bề dày thùng sấy là 17mm

:

[]* = 116 N/mm2


2. Tính chọn cánh đảo trộn

 Một số thống số cơ bản của cánh nâng đã được
chọn ở trên
 Chiều cao rơi trung bình của hạt vật liệu


 Diện tích bề mặt chứa vật liệu của cánh:


 Theo các kí hiệu kích thước trên hình của cánh đảo trộn, ta có


 Chọn các thông số cho cánh: a = 200 mm , b = 480 mm và d=4mm


 Vật liệu chế tạo cánh là thép không rỉ X18H10T,  = 7900 kg/m3.
 Số cánh trên 1 mặt cắt: 12 cánh
 Số cánh cần lăp
 Khối lượng 1 cánh đảo trộn


 Khối lượng của cánh trong thùng:
3.Thiết kế bộ phận truyền động
3.1. Chọn động cơ
 Công suất cần để quay thùng
Để quay được thùng thì công suất làm việc của động cơ phải lớn hơn công suất cần
thiết để quay thùng một lượng nhất định để có thể thắng lực ma sát giữa thùng với đệm


(chỗ cơ cấu bích kín ở đầu thùng), hay do hiệu suất của các bộ truyền không đạt 100%,…
Ngoài ra, công suất động cơ cịn dng để thắng lực ma sát nghỉ ban đầu hay mômen mở
máy nên sẽ chọn dư nhiều so với công suất quay thùng.
 Chọn động cơ loại A02–91–2, có các thông số sau: (Bảng 2P/323–[8])
 Công suất động cơ : Nđc = 100kW.
 Tốc độ quay : nđc = 2960 vòng/phút và Hiệu suất :  = 0.93
 Công suất làm việc của động cơ:

 Vậy do đó thỏa điều kiện cần để quay thùng

3.2. Chọn tỉ số truyền động

 Tỉ số truyền động chung của hệ thống:
Do tỉ số truyền của động cơ lớn, nên cần phải sử dụng bộ giảm tốc cho động cơ. Ở
đây, ta sử dụng hộp giảm tốc trục vít – bánh răng. Cấu tạo của hộp giảm tốc như hình vẽ.
Hệ thống truyền động như sau: Trục động cơ nối thẳng với trục vít, trục vít này
truyền động qua bánh vít (giảm cấp i 01), từ bánh vít qua bánh răng nhỏ của hộp giảm tốc,
rồi qua bánh răng lớn (giảm cấp i 12), sau đó ra khỏi hộp giảm tốc, truyền qua tang dẫn
động và đến thùng qua bánh răng lớn gắn vào thùng (giảm cấp i23).
 Chọn các tỉ số truyền: i12 = 4 và i23 = 6
 Tỉ số truyển từ động cơ sang trục vít:

 Số vòng quay của trục:


 Công suất cần để quay thùng:


 Trong đó, theo bảng 2–1/27–[8], chọn hiệu suất các bộ truyền như sau:
 Bộ truyền bánh răng trụ hở: hở = 0.95
 Bộ truyền bánh răng trụ kín: kín = 0.98
 Bộ truyền trục vít:
3.3. Tính bộ truyền bánh rang
Bộ truyền bánh răng truyền chuyển động từ tang dẫn đến bánh răng lớn gắn vào
thùng. Đây là cơ chế truyền động giữa hai tục song song nên ta sử dụng bộ truyền động
bánh răng trụ thẳng, truyền động hở, bánh răng ăn khớp ngoài.
 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng:
Chọn nhóm bánh răng có độ rắn HB 350,được cắt gọt chính xác sau nhiệt luyện.
Bánh răng có khả năng chạy mòn tốt. Để tránh dính bề mặt làm việc của bánh răng, lấy độ
rắn của bánh răng nhỏ hơn bánh răng lớn 30-50HB.

 Bánh răng lớn
 Vật liệu: thép C35 thường hóa.
 Độ rắn: HB = 200
 Giới hạn bền kéo: b = 480 N/mm2
 Giới hạn chảy: ch = 240 N/mm2
 Bánh răng nhỏ:
 Vật liệu: thép C45 thường hóa.
 Độ rắn: HB=190
 Giới hạn bền kéo: b = 580 N/mm2
 Giới hạn chảy: ch = 290 N/mm2
 Xác định ứng suất uốn cho phép:
 Đối với răng làm việc một mặt:


 Trong đó:
 –1 (N/mm2):giới hạn mỏi uốn.
 Thép C45:
 Thép C35:
 n: hệ số an toàn,đối với bánh răng thường thép rèn hóa, chọn n= 1.5.
 k: hệ số tập trung ứng suất ở chân bánh răng, chọn k = 1.8.

 Ứng suất uốn cho phép của:
 Bánh răng nhỏ:
 Bánh răng lớn:
 Chọn hệ số tải trọng:
K = 1.3 -1.5, chọn hệ số tải trọng K=1.3 do sử dụng vật liệu có khả năng chạy mòn,
vận tốc thấp.
 Chọn chiều dài tương đối của bánh răng:
Đối với bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng, trục và ổ tương đối cứng (HB  350),
theo bảng 3-17/51-[8].

Chọn m = 20.

 Trong đó:
 b:chiều rộng bánh răng(mm)
 m: modun của bánh răng.
 Theo bảng 3-18/52-[8], chọn hệ số dạng răng y1 = 0.4135.
 Tính modun của bánh răng:
 Chọn modun theo [8] => m = 16mm.

 Xác định khoảng cách trục A, số răng và chiều rộng bánh răng:
 Khoảng cách trục được xác định theo công thức: [8]
 , vậy chọn A= 1600mm
 Số răng bánh dẫn nhỏ:


 Số bánh răng bị dẫn( lớn): (răng)
 Chiều rộng bánh răng dẫn(nhỏ):
 Chiều rộng bánh răng bị dẫn(lớn): b’ = 320-10 =310 mm
ST
T
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Thông số
Modun
Số răng
Đường kính vòng
lăn
Khoảng cách trục
Chiều rộng bánh
răng
Đường kính vòng
đỉnh răng
Đường kính vòng
chân răng
Chiều cao đầu răng
Chiều cao răng

Kí hiệuĐơn vị
m (mm)
Z (răng)

Công thức tính

dl (mm)

Bánh răng
dẫn nhỏ

Bánh răng
dẩn lớn
16

25

160

400

2560

A (mm)

1600

b (mm)

310

320

De (mm)

432

2592

Di (mm)

360

2520

hd (mm)
H

16
36

Tính lực tác dụng lên trục( không xét ma sát)
 Moment xoắn Mx:
 Lực vòng P:
 Khối lượng bộ phận bánh răng: bằng thép có khối lượng riêng 7850 kg/m3.
Bánh răng xem như tương đương vật có tiết diện hình vành khăn với:
Chọn:
 Đường kính ngoài = Đường kính vòng đỉnh răng = 2592 mm.
 Đường kính trong = Đường kính vòng chân răng = 2520 mm.
 Rộng b=310 mm.
 Khối lượng răng:


4. Tính vành đai
Thùng có tải trọng lớn, quay chậm và nhiệt độ làm việc cao nên chọn lắp vành đai tự
do vào thân thùng dùng chân đế.
 Đường kính vành đai:
 Trong đó:
 Dv: Đường kính trong vành đai
 Dt: Đường kính ngoài thùng.

 Chọn Dv = 2500 mm.
 Bề rộng vành đai (vòng ngoài): B = 200 mm.
Bề dày vành đai là hiệu giữa bán kính ngoài và bán kính trong của vành đai. Đối với
thùng tải trọng nặng, bề dày vành đai xác định như sau:



Chọn h = 80mm.

 Đường kính ngoài vành đai :
 Khối lượng vành đai
 Coi vành đai hình vành khăn, vật liệu chế tạo là thép CT3,  = 7850 kg/m3.

 Khối lượng thùng:
 Khối lượng vật liệu trong thùng :
 Tải trọng thùng:

 Tải trọng thùng lên một vành đai:
 Phản lực tác dụng lên mỗi con lăn đỡ
 Chọn góc giữa 2 con lăn đỡ là 2 = 60   = 30.

(CT 5–27/245–[12])
 Kiểm tra lại bề rộng vành đai:


 Do thùng năng quay chậm nên chọn Pr =24000 N/cm.

(CT5.34/250-[12])

5.Tính con lăn đỡ

BỀ RỘNG CON LĂN ĐỠ:
B = B+5=20+5=25( CM)
Đường kính con lăn bằng thép:
(CT 5–36/245–[12])

Mặt khác:

(CT 5–34/245–[12])

(CT 5–37/245–[12])
Vậy chọn đường kính con lăn đỡ dC = 700 mm.
6. Tính con lăn chặn
 Lực dọc thùng U được xác định như sau:
Lực U có khuynh hướng kéo thùng tụt xuống, do đó ta đặt con lăn chặn sát vành
đai để giữa thùng ở vị trí ổn định. Trên thùng quay, ta lắp hai con lăn chặn nằm về hai
phía của vành đai đặt gần bánh răng vòng.
Đối với thùng có kích thước lớn và nặng, ta làm con lăn chặn mặt nón.
Khi lắp đặt, lắp sao cho trục con lăn vuông góc với mặt đất.
 Đường kính của con lăn
Góc nghiêng của con lăn
Trong đó d: đường kính con lăn chặn.
 = 1.5: góc nghiêng của cánh thùng
Chọn d = 113 mm.


 Lực lớn nhất tác dụng lên con lăn chặn:
Trong đó, f là hệ số ma sát giữa vành đai và con lăn chặn, chọn f = 0.1.
=2646.67N
VI.TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ PHỤC
1.Tính toán buồng đốt



Do hệ thống sấy cần thiết kế để sấy bắp, do đó không cần phải có công suất
nhiệt quá lớn. Vì vậy, ở đây ta dùng buồng đốt thủ công ghi phẳng. Cấu tạo của

buồng đốt ghi phẳng được thể hiện trên hình. Trong buồng đốt, than được chất
lên mặt ghi một lớp dày 200–300 mm qua cửa vào than. Phía dưới ghi là buồng
tích xỉ, còn phía trên là không gian làm việc của buồng đốt. Khi buồng đốt làm
việc, gió được cấp vào buồng xỉ qua cửa gió, đi qua ghi vào lớp than để tham gia
quá trình cháy.



Diện tích bề mặt ghi lò

 Đối với than antraxit, theo bản chọn tỉ lệ mắt ghi
 Vậy diện tích mắt ghi: f = 0.15F=0.154.24 = 0.636(m2)


Thể tích buồng đốt: