Thiết kế máy ép than tổ ong

LỜI CẢM ƠN
Thông qua luận văn tốt nghiệp này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu
nhà trường và tập thể quý thầy cô Khoa Cơ Khí trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ
Chí Minh đã ra sức giảng dạy, truyền đạt kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm thực tế trong
suốt thời gian học tập tại trường. Đó là những điều hữu ích và thiết thực giúp em trang bị cho
mình những kiến thức nền tảng để hoàn thành luận văn này.
Cùng với đó, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Phan Đình Huấn đã tận tình
giúp đỡ, chỉ bảo và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực tập tại xưởng và làm
luận văn tốt nghiệp. Nhờ đó,em vừa có thể củng cố kiến thức chuyên môn, vừa có thêm kinh
nghiệm thực tiễn cũng như học hỏi được những bài học quý báu về những nhân cách cần có của
một người kỹ sư. Và em tin rằng, những kiến thức đó cũng sẽ là hành trang hỗ trợ đắc lực cho
em trong công việc mai sau.
Và cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến tập thể Ban giám đốc và anh em kỹ sư, công nhân
thuộc Cty TNHH Công Nghệ Sài Gòn đã hỗ trợ trong quá trình thực tập tại xưởng.
Em xin kính chúc mọi người dồi dào sức khỏe và đạt được nhiều thành công trong công
việc cũng như trong cuộc sống.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Phạm Bá Vinh

i


LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay khoa học và công nghệ trên thế giới phát triển nhanh và không ngừng hoàn
thiện, không ngừng vươn tới một đỉnh cao mới, trong đó có những thành tựu cơ khí hoá trong
sản xuất. Khẳng định được vai trò của ngành cơ khí trong chiến lược cơ khí trong chiến lược cơ
khí hoá,tự động hoá đất nước là việc rất có ý nghĩa, tạo khả năng phát triển một ngành kinh tế
công nghiệp mạnh mẽ. Ở các nước phát triển ngành cơ khí chế tạo máy luôn được quan tâm hàng
đầu . Ở nước ta công nghệ cũng đã đi vào sản xuất . Trong đó nghiên cứu về ngành sản xuất than
tổ ong của nước ta cũng rất phát triển, chúng ta thấy từ sản xuất thủ công bằng lao động chân

tay,con người đã phát minh và cải tiến ra những chiếc máy ép than tổ ong ngày càng tiện lợi,cho
năng xuất cao hơn. Hiện nay nhu cầu sử dụng than tổ ong thay thế những nhiên liệu khác đang
rất cần thiết, do vậy cần cải tiến máy móc để phục vụ nhu cầu đó.
Xuất phát từ vấn đề trên, kết hợp sự hướng dẫn của PGS. TS Phan Đình Huấn em đã
thực hiện luận văn về đề tài “Thiết kế máy ép than tổ ong”. Thực tế máy ép than tổ ong có nhiều
loại với mỗi loại đều có ưu nhược điểm khác nhau. Với nền kinh tế hiện vẫn có khó khăn của
nước ta thì tiêu chí năng suất và giá thành chế tạo sẽ được ưu tiên. Do đó để đáp ứng những tiêu
chí trên em chọn kiểu máy ép bằng trục khuỷu với kết cấu dễ chế tạo và cho năng suất cao.
Với nhiệm vụ được đưa ra như trên, em đã đưa ra được quy trình gồm tập thuyết minh
giới thiệu và tính toán ,các bản vẽ nguyên lý ,các bản vẽ lắp,bản vẽ 3d,….Trong quá trình thực
hiện em còn thiếu sót là khó tránh khỏi vì kiến thức còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế chưa có
nhiều và thời gian thực hiện luận văn hạn hẹp.Do đó, em rất mong nhận được sự đóng góp của
quý thầy/cô không chỉ trong phạm vi luận văn mà còn về chuyên môn.
Cuối cùng em xin cảm ơn thầy đã tận tình hướng dẫn, sửa chữa để giúp em hoàn thành
luận văn này.

ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................i
LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................ iii
DANH SÁCH HÌNH VẼ ........................................................................................ vii
DANH SÁCH BẢNG BIỂU.....................................................................................ix
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN..................................................................................... 1
1.1 Giới thiệu chung về than đá......................................................................1
1.2 Giới thiệu về than tổ ong ............................................................................2
1.3 Một số chất phụ gia để pha trộn với than đá ...........................................3
1.3.1. Trộn với than bùn ............................................................................3

1.3.2. Trộn với đất sét ................................................................................4
1.3.3. Than được trộn với một số chất kết dính kể trên nhưng hòa
thêm một số chất mồi lửa...............................................................................4
1.3.4. Loại than sạch mới...........................................................................4
1.4 Chọn hỗn hợp than ..................................................................................... 5
1.5 Độ nén, cơ lý tính của viên than ................................................................ 6
1.6 Ứng dụng của than tổ ong ...........................................................................7
1.7 Xác định lực ép, lực đầm chặt ....................................................................7
1.8 Tình hình phát triển sản xuất than tổ ong trong và ngoài nước .............7
a. Tình hình trong nước: ...........................................................................7
b. Tình hình nước ngoài ............................................................................8
1.9 Giới thiệu quy trình công nghệ dập than tổ ong.....................................9
1.10 Kết luận ...................................................................................................10

iii


CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ .........11
2.1 Giới thiệu chung về các phương pháp ép than tổ ong........................... 11
2.2 Phân tích và lựa chọn phương án ép than...............................................12
2.2.1 Phương án 1: Ép dựa vào thuỷ lực................................................12
2.2.2 Tạo hình viên than nhờ máy ép trục vít ......................................16
2.2.3 Tạo hình than nhờ năng lượng trục khuỷu : Kiểu máy ép cơ khí
trục khuỷu .....................................................................................................19
2.2.4 Tạo hình than nhờ năng lượng khí ép ..........................................22
CHƯƠNG 3: YÊU CẦU KỸ THUẬT ...................................................................25
3.1 Phân tích các yêu cầu kỹ thuật ........................................................................25
3.2 Phân tích các kết cấu của máy ................................................................ 26
3.2.1 Chuyển động tịnh tiến của con trượt nhờ trục khuỷu ................27
3.2.2

Chuyển động tính tiến nhờ trục lệch tâm kiểu một trục .........27

3.2.3

Cơ chế chuyển động thông qua các khâu bản lề: ..................... 28

3.5 Thiết kế các cơ cấu máy và hình dáng tổng thể của máy: ..................... 32
3.5.1 Cụm tạo lỗ ....................................................................................... 32
3.5.2 Cơ cấu giúp hạn chế việc hư hại của nhông (cong nhông) ..........34
3.5.3 Cơ cấu đẩy than ..............................................................................35
3.5.4 Cơ cấu ép than ................................................................................36
3.5.5 Thanh ngang.................................................................................... 38
3.5.8 Khung máy ..................................................................................... 41
3.5.9 Cụm đưa than ra ngoài: .................................................................42
3.5.10 Khay chưá than đột lỗ ..................................................................43
3.5.11 Thiết bị che chắn bộ truyền động cơ khí khi hoạt động...........44

iv


3.5.12 Mô hình thiết kế đầy đủ máy ép than dạng 3D bằng phần mềm
SOLIDWORKS ............................................................................................ 46
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ................................................................ 47
4.1 Tính toán chọn động cơ, bánh đà và các thông số kỹ thuật của máy ...47
4.2 Thiết kế bộ truyền đai: ..............................................................................50
4.3 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng ........................................52
4.3.1 Cặp bánh răng cấp nhanh.............................................................. 52
4.3.2 Cặp bánh răng cấp chậm ............................................................... 53
4.4 Thiết kế trục - chọn then ..........................................................................54

4.4.1 Phân tích lực tác dụng lên bộ truyền và biểu đồ moment của
từng trục ........................................................................................................54
4.4.2 Xác định đường kính của các đoạn trục .......................................58
4.4.3 Chọn và kiểm nghiệm then ............................................................ 59
4.4.4 Chọn ổ lăn ........................................................................................ 60
4.4.5 Chọn nối trục................................................................................... 61
CHƯƠNG V: QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG , LẮP ĐẶT ,VẬN HÀNH VÀ
BẢO TRÌ MÁY ............................................................................................................63
5.1 Quy trình làm việc của hệ thống: ............................................................. 63
5.2 Các vấn đề của máy và khắc phục ........................................................... 65
5.2.1 Nhông tạo lỗ..................................................................................... 65
5.2.2 Khắc phục kẹt điểm chết trong hành trình lên xuống của bánh
đà.................................................................................................................... 67
5.2.3 Mức độ ổn định của hệ thống cao.................................................. 67
5.2.4 Hạ giá thành chế tạo .......................................................................67
5.2.5 Chi phí bảo dưỡng thấp .................................................................67

v


5.3 Lắp đặt máy ............................................................................................... 67
5.4 Vận hành máy ............................................................................................ 68
5.5 Bảo trì máy .................................................................................................68
5.6 An toàn lao động ....................................................................................... 68
CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI .................... 70
6.1 Kết luận ......................................................................................................70
6.2 Hướng phát triển của đề tài......................................................................70
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 71

vi

DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1. 1 Tài nguyên đá dồi dào ......................................................................................................... 2
Hình 1. 2 Lò sử dụng than tổ ong ........................................................................................................ 3
Hình 1. 3 Ưu điểm của than gáo dừa .................................................................................................. 5
Hình 1. 4 Sản phẩm viên than tổ ong sạch ........................................................................................ 8
Hình 2. 1 Nguyên lý tạo hình viên than ............................................................................................ 12
Hình 2. 2 Nguyên lý thuỷ lực............................................................................................................. 13
Hình 2. 3 Sơ đồ chung máy dập thuỷ lực ......................................................................................... 14
Hình 2. 4 Nguyên lý hoạt động của bộ phận van thuỷ lực ............................................................. 15
Hình 2. 5 Dạng ren máy ép vít ma sát.............................................................................................. 16
Hình 2. 6 Máy ép nhờ ma sát trục vít............................................................................................... 17
Hình 2. 7 Máy ép trục vít kiểu ma sát .............................................................................................. 18
Hình 2. 8 Máy ép trục vít kiểu ma sát đĩa hình côn ......................................................................... 18
Hình 2. 9 Nguyên lý dập trục khuỷu ................................................................................................. 19
Hình 2. 10 Máy ép cơ khí dạng trục khuỷu...................................................................................... 20
Hình 2. 11 Kiểu máy ép nhờ năng lượng khí nén .......................................................................... 22
Hình 2. 12 Bộ van phân phối điều khiển khí né 8 ........................................................................... 23
Hình 3. 1 Bố trí bánh đà hai phía....................................................................................................... 26
Hình 3. 2 Bánh đà .............................................................................................................................. 26
Hình 3. 3 Cơ cấu trục khuỷu – tay biên ........................................................................................... 27
Hình 3. 4 Chuyển động trục khuỷu nhờ 2 trục................................................................................. 27
Hình 3. 5 Chuyển động trục khuỷu thông qua 1 trục ...................................................................... 28
Hình 3. 6 Cơ cấu chuyển động thông qua các khâu bản lề............................................................. 28
Hình 3. 7 Sơ đồ động bố trí của máy ép than thiết kế .................................................................... 30
Hình 3. 8 Hình dạng nhông tạo lỗ than............................................................................................. 33
Hình 3. 9 Bộ phận mang nhông ........................................................................................................ 34
Hình 3. 10 Bộ phận giúp định vị nhông,hạn chế cong nhông ........................................................ 35
Hình 3. 11 Bộ phận đẩy than ............................................................................................................. 36

Hình 3. 12 Bộ phận đẩy than ..........................................................Error! Bookmark not defined.
Hình 3. 13 Bộ phận ép than ............................................................................................................... 37

vii


Hình 3. 14 Thanh ngang.................................................................................................................... 39
Hình 3. 15 Cơ cấu tay biên bánh đà lệch tâm................................................................................... 40
Hình 3. 16 Cơ cấu cam thay đổi vị trí mâm xoay tự động.............................................................. 41
Hình 3. 17 Khung máy ....................................................................................................................... 42
Hình 3. 18 Băng tải đưa than ra ngoài .............................................................................................. 43
Hình 3. 19 Khay hứng than rớt ra khi đột lỗ .................................................................................... 44
Hình 3. 20 Nắp che chắn động cơ .................................................................................................... 45
Hình 3. 21 Máy tạo hình than viên trên thiết kế 3D ....................................................................... 46
Hình 4. 1 Lựa chọn đai theo công suất và số vòng quay (Đai thang thường) .............................. 51
Hình 4. 2 Các lực tác dụng lên bộ truyền ......................................................................................... 54
Hình 4. 3 Biểu đồ moment trục I....................................................................................................... 56
Hình 4. 4 Biển đồ moment trục II ..................................................................................................... 57
Hình 4. 5 Biểu đồ moment trục III .................................................................................................... 58
Hình 4. 6 Hệ thống dẫn động chính của máy của cụm máy tạo hình than ................................... 62
Hình 5. 1 Hành trình đi lên của máy ................................................................................................. 63
Hình 5. 2 Hành trình đi xuống của máy ........................................................................................... 64
Hình 5. 3 Cơ cấu cam ......................................................................................................................... 65
Hình 5. 4 Cơ cấu định vị nhông khi đi xuống .................................................................................. 66

viii


DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 1. 1 So sánh các chỉ tiêu của than sạch oxi và than tổ ong xưa .............................................. 5

Bảng 4. 1 Thông số động cơ chính ................................................................................................... 49
Bảng 4. 2 Phân phối tỷ số truyền hệ dẫn động máy tạo hình than ................................................. 50
Bảng 4. 3 Thông số đầu vào cho bộ truyền đai của máy tạo hình than ......................................... 50
Bảng 4. 4 Thông số bánh đai ............................................................................................................. 51
Bảng 4. 5 Thông số đầu vào của cặp bánh răng cấp nhanh............................................................ 52
Bảng 4. 6 Thông số cặp bánh răng cấp nhanh ................................................................................. 52
Bảng 4. 7 Thông số đầu vào của cặp bánh răng cấp chậm ............................................................ 53
Bảng 4. 8 Thông số cặp bánh răng cấp chậm .................................................................................. 53
Bảng 4. 9 Thông số đầu vào trên 3 đoạn trục.................................................................................. 54
Bảng 4. 10 Thông số khoảng cách .................................................................................................... 55
Bảng 4. 11 Đường kính các đoạn trục .............................................................................................. 59
Bảng 4. 12 Thông số then .................................................................................................................. 59
Bảng 4. 13 Bảng kiểm nghiệm độ bền then và trục ........................................................................ 60
Bảng 4. 14 Kết quả chọn ổ lăn.......................................................................................................... 61
Bảng 4. 15 Bảng thông số nối trục .................................................................................................... 61
Bảng 4. 16 Bảng thông số nối trục .................................................................................................... 61
Bảng 4. 17 Kích thước chốt ............................................................................................................... 61

ix


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Giới thiệu chung về than đá
Than là một trong những nguyên liệu lâu đời nhất trong xã hội loài người. Đây là nguồn
nguyên liệu chính của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất, giúp cho loài người thay đổi
mọi mặt về điều kiện kinh tế, xã hội… Tuy ngày này nguồn năng lượng sạch đã dần thay thế vị
trí của than, nhưng ở những nơi có điều kiện kinh tế chưa phát triển, năng lượng sạch chưa thể
tiếp cận và gây ảnh hưởng tới đời sống thì than vẫn là nguồn nguyên liệu chính yếu, hoặc những

nước phát triển thì vẫn còn sử dụng than để sưởi ấm, dùng làm nhiên liệu để chạy máy hơi nước,
máy phát điện, trong công nghiệp đốt nóng và nhiều lĩnh vực khác của đời sống.
Than đá là một dạng không tinh khiết của carbon, hình thành từ các tàng tích của thực vật
thời tiền sử, than đá rất dễ cháy và toả rất nhiều nhiệt. Cũng như dầu khí, than đá là nhiên liệu hóa
thạch trong khi dầu khí hình thành từ tàng tích động vật, các tàng tích thực vật này bị ép chặt và
biến đổi bởi các lớp đất đá nằm trên chúng.
Thành phần chính của than đá là Cacbon, ngoài ra còn có các nguyên tố khác như lưu
huỳnh,hydro,nitơ.
Có ba loại than chính, mỗi loại có hàm lượng carbon khác nhau:
+ Than Antraxit
+ Than Bitun
+ Than Nâu
Than Antraxit là dạng than có giá trị nhất vì nó chứa xấp xỉ 95% carbon, than Bitun chứa 70%,
than nâu chứa 50%. Phần lớn than được tìm thấy trong các vỉa dưới mặt đất.
Các ứng dụng:
Than đá là nhiên liệu chính cho các cuộc cách mạng công nghiệp cuối thế kỷ 18, nó tạo ra
công suất cho động cơ hơi nước và chế tạo thép gang, than làm nhiên liệu cho nhà máy nhiệt
điện, ngành luyện kim. Ngày nay phần lớn than đá được đốt trong nhà máy nhiệt điện để tạo điện
năng, khi than được chưng cất, nó giải phóng dầu và hắc ín có chứa các hóa chất để làm sản phẩm
như thuốc nhuộm, than cốc. Than cốc được sử dụng làm nhiên liệu không khói và chế tạo gang.
1


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

Gần đây than còn dùng cho ngành hóa học tạo ra các sản phẩm như dược phẩm, chất dẻo, sợi
nhân tạo. Than chì dùng làm điện cực. Ngoài ra than còn được dùng nhiều trong việc sưởi ấm từ
xa xưa nhưng khi cháy chúng tỏa ra rất nhiều khí CO có thể gây ngộ độc nên cần sử dụng trong
các lò sưởi chuyên dụng có ống khói dẫn ra ngoài cũng như có các biện pháp an toàn khi sử dụng
chúng.

Than có tính chất hấp thụ các chất độc vì thế người ta gọi là than hấp thụ hoặc là than hoạt tính
có khả năng giữ trên bề mặt các chất khí, chất hơi, chất tan trong dung dịch. Dùng nhiều trong
việc máy lọc nước, làm trắng đường, mặt nạ phòng độc...
Đặc biệt đối với việc nấu nướng, chế biến thức ăn, nấu rượu…thì nguyên liệu để cung cấp
nhiệt lượng cổ điển như than, củi, rơm rạ…đến các phương pháp hiện đại như đốt bằng ga,
dầu..Trong đó than đá giữ một vai trò quan trọng bởi vì nó có giá thành rẻ so với các loại khác và
tỏa ra nhiệt lượng lớn, không phải tiếp nhiên liệu thường xuyên.
Than đá không chỉ là sản phẩm dành cho việc phát triển kinh tế, nguyên liệu máy móc và nhà
máy, chất đốt... mà còn dùng làm điêu khắc, vẽ tranh mỹ nghệ đó là tác phẩm do những nghệ
nhân giỏi nghệ thuật.
Than đá đang được khai thác tại mỏ than Quảng Ninh (hình 1.1), nơi có sản lượng than lớn
nhất nước ta và cung cấp than hầu hết cho khắp cả nước.
1.2

Hình 1. 1 Tài nguyên đá dồi dào
Giới thiệu về than tổ ong
2


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

Loại lò than thông dụng ( hình 1.2) được sử dụng trong việc đốt than tổ ong hiện nay. Lò than
thiết kế đảm bảo thông khí, than được đốt hết, quá trính cho than vào và lấy than ra dễ dàng.

Hình 1. 2 Lò sử dụng than tổ ong
Trong những năm trở lại đây than tổ ong được đưa vào sử dụng phổ biến với nhiều loại khác
nhau về kích thước và khối lượng, về tính chất mồi, thời gian nấu, về nhiệt lượng tỏa ra, có thể
dùng than hoạt tính hoặc than thường.
Than tổ ong có nguyên liệu chính làm từ than cám, than đá trộn với bùn đất, nén lại thành
viên có hình dạng như tổ ong. Trên thị trường hiện nay có nhiều loại than tổ ong, nhưng có thể

chia làm hai loại chính: than tổ ong làm từ than đá và than tổ ong làm từ than gáo dừa. Than tổ
ong làm từ than đá có ưu điểm là thời gian cháy lâu hơn, nhiệt lượng cao hơn. Đối với than gáo
dừa thì việc nhen mồi mau, ít độc hại, đỡ tốn thời gian mồi lửa nhưng chế tạo lâu, tốn công làm
giá thành cao nên ít được dùng.
1.3 Một số chất phụ gia để pha trộn với than đá
Than sau khi được khai thác ở hầm mỏ, được nghiền nhỏ thông qua máy nghiền. Nếu chỉ cho
là bột than vào khuôn ép tạo thành viên than thì nó sẽ ít kết dính với nhau vì vậy để tăng thêm độ
bền, độ kết dính cho viên than và dễ gây cháy người ta trộn thêm nước và một số chất phụ gia
cho viên than để tang độ ẩm và tăng bền để vận chuyển dễ dàng không bị đổ vỡ.
1.3.1. Trộn với than bùn
3


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

Ta đưa thêm than bùn và nước vào 20% thể tích viên than. Thành phần có ở bùn lầy, do những
cây cối, xác động vật chết lâu ngày vùi trong bùn hình thành than bùn.
Ưu điểm: Dễ mồi lửa, cháy nhanh cho nhiệt lượng lớn.
Nhược điểm: nguyên liệu than bùn ít, khó tìm, làm bẩn nhà máy, gây ô nhiễm môi trường.
1.3.2. Trộn với đất sét
Thành phần đất sét có độ kết dính cao nhưng sản lượng ít, đối với một số loại bazan, đất
đỏ…lẫn một ít đất sét, loại này rất nhiều trong thiên nhiên. Độ ẩm 20 – 30%.
Ưu điểm: Dễ tìm, dễ khai thác, đem lại hiệu quả kinh tế.
Nhược điểm: Độ nhạy bén tương đối ít, chi phí vận chuyển đắt.
1.3.3. Than được trộn với một số chất kết dính kể trên nhưng hòa thêm một số chất mồi lửa
Loại này giá thành cao, chỉ đem lại lợi ích cho việc mồi lửa, người sản xuất thì tốn giai đoạn
thêm hợp chất mồi lửa vào viên than nên tốn công đoạn làm hỗn hợp than, tốn chi phí nên loại
này ít dùng.
1.3.4. Loại than sạch mới
Ngày nay nhằm hạn chế việc ô nhiễm do đốt than tạo ra người ta đã thêm các thành phần khác

vào hỗn hợp than tạo ra viên than sạch oxi và loại than tổ ong làm từ than gáo dừa. Than sạch
OXI và than gáo dừa được thiết kế phù hợp với tất cả các loại bếp tổ ong.
+ Thành phần chính than oxi gồm: chất khử độc tự nhiên được trộn với than bùn và than cám
loại 1 từ Quảng Ninh. Trước khi than được đóng khuôn than được ủ với chất hóa học không gây
hại cho môi trường để khử độc trong thời gian ủ bằng phản ứng hoá học. Sau khi than cháy khí
độc sẽ ở lại trong rác của than mà không bay ra môi trường bên ngoài. Than oxi có đặc điểm nổi
bậc như: Rất dễ nhóm ,bén nhanh,ít khói và lượng khí độc hại thường có trong than như SO2,
NO2, CO… thấp hơn tiêu chuẩn cho phép. Tính ưu việt của than sạch oxi là ở việc than nhanh
bén cháy nên dễ dàng nhóm cháy ,không bắn tia lửa điện khi đang cháy ,người sử dụng không
cần ủ than qua đêm vì vậy rất tiếc kiệm ,giảm thiểu khí thải độc ra môi trường. Than có thể đốt
cháy triệt để khoảng 3 - 4 tiếng; Không khói, mùi rất ít (trong khi than tổ ong xưa khi đốt và trong
quá trình sử dụng có mùi sặc sụa và sinh nhiều khói); Lượng khí thải CO tầm 0,98 mg/m3 (than
tổ ong xưa tầm 3mg/m3); Lượng khí thải SO2 tầm 0,047 mg/m3 (than tổ ong xưa thải 0,08
mg/m3); Lượng khí thải NO2 tầm 0,044 mg/m3 (than tổ ong xưa tầm 0,5 mg/m3).
Chỉ tiêu

Than oxi

Than tổ ong xưa
4


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

Khói/ khí

Không có

Khói nồng nặc

Mùi

Mùi rất ít, chỉ có 1 lúc khi đốt lên

Mùi sặc sụa lúc đốt và đôi

Mùi chất khử

khi cả quá trình sử dụng.

Thời gian cháy 3-4h

2,5-3h

Khí thải CO

0,98 mg/m3

> 3 mg/m3

Khí thải SO2

0,047 mg/m3

> 0,08 mg/m3

Khí thải NO2

0,044 mg/m3

> 0,5 mg/m3

Bảng 1. 1 So sánh các chỉ tiêu của than sạch oxi và than tổ ong xưa
+ Than tổ ong gáo dừa thành phần chính từ than gáo dừa, trộn thêm bột mì và nước để tăng
độ kết dính, than không khói, đảm bảo sạch, an toàn.

Hình 1. 3 Ưu điểm của than gáo dừa
Hình 1.3 trình bày than hoạt tính gáo dừa với đặc tính thân thiện và là một nhiên liệu sạch
thay thế cho các loại than truyền thống trong tương lai. Than hoạt tính gáo dừa với các đặc điểm
nổi bật như: Thời gian đốt dài (3- 4 giờ / 1kg); Không khói không mùi (phù hợp cho sưởi ấm,
đun nấu) .Đơn vị nhiệt cao, lượng tro thấp và không độc hại. Giá thành cũng tương đối, phù hợp
cho người dân sử dụng cho các hoạt động sinh hoạt.

1.4 Chọn hỗn hợp than
Qua thời gian khảo sát thực tế với người dùng và người sản xuất, trong sản xuất hàng loạt
hiện nay thông dụng nhất là than đá + đất sét 2-5% đã hòa thanh nước sau khi phun tơi lên
5


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

than,chất mồi cháy cho nên hỗn hợp than có độ kết dính cao, đảm bảo độ cứng cho vận chuyển
và đảm bảo thời gian cháy. Như vậy thành phần tạo ra hỗn hợp than gồm có:
+ Đất sét được khai thác ở vùng lân cận nơi sản xuất. Độ kết dính phụ thuộc vào hàm lượng
đất sét rất nhiều.
+ Bột than: Khai thác ở các hầm mỏ Quảng Ninh ,Nông Sơn…vận chuyển về nơi sản xuất
,sau đó đường nghiền nhỏ thông qua quá trình trộn và nghiền và trộn thành những hỗn hợp nhất
định.
+ Nước được phun đều lên hỗn hợp than khoảng 20 – 30% .
+ Chất mồi cháy.

Hỗn hợp than được đưa lên máy ép nhờ băng tải hoặc vít tải đưa than đến máy trộn làm đều
cho hỗn hợp trước khi ép.
1.5 Độ nén, cơ lý tính của viên than
Mục đích của máy ép là tạo liên kết bền vững cho vật liệu ép để thuận lợi cho việc vận chuyển
và sử dụng than. Bộ phận tạo hình dạng sản phẩm là trục ép và khuôn ép. Đường kính của trục
ép và khuôn ép không thay đổi trong quá trình ép nhưng vị trí thay đổi. Khi nguyên liệu được nạp
vào buồng ép đến vị trí ép, trục ép tịnh tiến từ trên xuống do đó nó chịu áp lực ngày càng tăng,
làm cho nguyên liệu vị ép chặt lại.
Ép chặt sản phẩm luôn đi kèm với sự nghiền nát và sự kết dính của vật liệu làm than. Do đó
thường xuyên xảy ra biến dạng dẻo và đàn hồi.
Ép than tổ ong là một bước quan trọng trong quy trình công nghệ, nó quyết định hầu như toàn
bộ chất lượng, năng suất và giá thành sản phẩm. Đối với cơ cấu truyền lực cho chày ép là tay
quay– thanh truyền đảm bảo máy cứng vững, không cồng kềnh, lực ép lớn.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ép than :
+ Áp suất ép riêng.
+ Ma sát của sản phẩm với dụng cụ ép.
+ Chế độ ép có thể là chu kỳ hay liên tục.
+ Lực ép.
+ Độ ẩm, nhiệt độ, thời gian ép.
+ Hình dạng vật ép và mối tương quan kích thước của nó.

6


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

+ Ảnh hưởng từ các thông số của máy: kích thước, độ cứng vững, khả năng công nghệ của
máy, độ mòn của máy, chu kì hoạt động máy...
1.6 Ứng dụng của than tổ ong
Do nguyên liệu chế tạo than tổ ong rất rẻ nên giá của than tổ ong trên thị trường rất cạnh tranh

với các loại chất đốt khác. Tuy có giá thấp, nhưng giá trị sử dụng của than tổ ong rất cao. Một
viên than cỡ trung bình có thể đốt trong 4-6h, nhiệt lượng tỏa ra khoảng 3500 cal/g-5000 cal/g,
lên đến 1500°C tiết kiệm hơn rất nhiều nếu sử dụng gas hoặc điện.
1.7 Xác định lực ép, lực đầm chặt
Việc đo đạt thực nghiệm lấy số liệu với viên than có các kích thước
+ Đường kính 120mm
+ Chiều cao 100mm
+ 19 lỗ thông khí trên viên than có đường kính mỗi lỗ thông là 10-13mm
Đồ bền nén viên than còn được gọi là cường độ ép giới hạn.
Thiết bị ép: Dùng máy ép thuỷ lực.
Viên than thử độ bền phải nguyên vẹn không nức vỡ và có độ ẩm quy định.
Tiến hành thử : Đặt mẫu thử lên trên mặt ép,cho máy chạy từ từ để mẫu thử áp chặt vào mặt
ép trên. Tải trọng nén phải tăng đều cho đến khi mẫu thử bị phá huỷ hoàn toàn .
Kết quả lực ép đầm chặt trên 1 viên than : Pép ~ 20000 N
Pđục lỗ ~ 2700 N
Với việc chế tạo máy ép một lần được 2 viên than nhằm tăng năng suất thì
Pép ~ 40000N
Pđục lỗ ~ 5400N
Tổng lực ép trên toàn tiết diện: P ~ 45400 N
1.8 Tình hình phát triển sản xuất than tổ ong trong và ngoài nước
a. Tình hình trong nước:
Với mức sống chưa phải quá cao như ở Việt Nam hiện nay thì việc sử dụng than tổ ong là
vô cùng phổ biến không chỉ ở các vùng thưa dân cư,vùng nông thôn mà còn phổ biến ở các vùng
thành phố đông đúc. Chính vì vậy việc gia tăng sản xuất để đá ứng nhu cầu sử dụng than tổ ong
của người dân là điều cấp thiết. Dưới sự lãnh đạo của doanh nhân Nguyên Thị Huệ đã tiên phong
thay đổi công nghệ,đưa máy đóng than bằng điện thay thế máy đóng than dập tay tại khu vực
huyện Gia Lâm và sử dụng chất liệu than chất lượng cao từ mỏ than lớn nhất cả nước -mỏ than
7

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

Quảng Ninh và qua quá trình xử lý nghiêm ngặt,giảm thiểu hầu hết những chất độc hại trong quá
trình sản xuất và cho ra viên than tổ ong chất lượng với tên gọi “than sạch Oxi ”. Hiện nay, với
một sự “phủ sóng” dày đặc bởi những đại lý cấp 1 cấp 2, Than sạch Oxi đã có mặt ở khắp mọi
miền tổ quốc từ Bắc vô Nam và được người dân đặt cho những cái tên rất thân thuộc “than sạch
Hà Nội“, “Than sạch TPHCM“, “Than sạch Sài Gòn“.
Và từ đó, than sạch Oxi chính là nguồn cảm hứng cho những công ty, nhà máy, xí nghiệp sản
xuất than tổ ong để thay đổi quy trình sản xuất để cho ra những viên than tổ ong chất lượng hơn,
đảm bảo hơn tới người tiêu dùng để bảo vệ sức khỏe và cảnh quan, môi trường đô thị.

Hình 1. 4 Sản phẩm viên than tổ ong sạch
b. Tình hình nước ngoài
Trữ lượng than trên toàn thế giới cao hơn gấp nhiều lần trữ lượng dầu mỏ và khí đốt. Người
ta ước tính có trên 10 nghìn tỷ tấn, trong đó trữ lượng có thể khai thác là 3.000 tỷ tấn mà 3/4 là
than đá. Than tập trung chủ yếu ở Bắc bán cầu, trong đó đến 4/5 thuộc về Trung Quốc (tập trung
ở phía Bắc và Đông Bắc), Hoa Kỳ (chủ yếu ở các bang miền Tây), LB Nga (vùng Ekibát và
Xibêri), Ucraina (vùng Đônbat), CHLB Đức, Ấn Độ, Ôxtrâylia (ở hai bang Quinslan và Niu
Xaoên), Ba Lan... Công nghiệp khai thác than xuất hiện tương đối sớm và được phát triển từ nửa
sau thế kỉ XIX. Sản lượng than khai thác được rất khác nhau giữa các thời kì, giữa các khu vực
8


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

và các quốc gia, song nhìn chung, có xu hướng tăng lên về số lượng tuyệt đối. Trong vòng 50
năm qua, tốc độ tăng trung bình là 5,4%/năm, còn cao nhất vào thời kì 1950 - 1980 đạt 7%/năm.
Từ đầu thập kỉ 90 đến nay, mức tăng giảm xuống chỉ còn 1,5%/năm. Mặc dù việc khai thác và
sử dụng than có thể gây hậu quả xấu đến môi trường (đất, nước, không khí...), song nhu cầu than
không vì thế mà giảm đi. Các nước sản xuất than hàng đầu là Trung Quốc, Hoa Kỳ, Ấn Độ,

Ôxtrâylia, Nga, chiếm tới 2/3 sản lượng than của thế giới. Nếu tính cả một số nước như Nam Phi,
CHLB Đức, Ba Lan, CHDCND Triều Tiên... thì con số này lên đến 80% sản lượng than toàn
cầu. Một số nước châu Á, bao gồm cả Trung Quốc, nước tiêu thụ than lớn nhất thế giới, đang
chuyển sang sử dụng khí đốt và năng lượng tái tạo. Nhưng than đá vẫn sẽ là nguồn năng lượng
chính trong khu vực do có giá cả cạnh tranh và tính hiệu quả, Benjamin Sporton, Giám đốc điều
hành Hiệp hội Than thế giới nhìn nhận.
Các nhà sản xuất toàn cầu như Rio Tinto và Glencore, thành viên của Hiệp hội Than thế giới
ước tính rằng châu Á sẽ chiếm 77% nhu cầu lắp đặt các nhà máy điện than trên toàn cầu vào năm
2040 (con số này trong năm 2016 là 66% và năm 2000 chỉ là 38%).
Trung Quốc sẽ tiếp tục chiếm gần một nửa trong tổng số nhu cầu trên, trong khi Ấn Độ dự
kiến sẽ tăng đáng kể nhà máy điện than. Các quốc gia Đông Nam Á cũng sẽ có số nhà máy điện
than tăng đáng kể bởi các nước như Malaysia và Thái Lan đang đa dạng hóa nhiên liệu sử dụng
của mình sau nhiều năm phụ thuộc vào trữ lượng khí tự nhiên.
1.9 Giới thiệu quy trình công nghệ dập than tổ ong
Việc sản xuất than giúp giải quyết công ăn việc làm cho người lao động, cải thiện điều kiện
làm việc và khả năng làm việc của người lao đông. Từ tầm quan trọng của than nói trên nên để
thiết lập một quy trình công nghệ sản xuất than tối ưu là việc cần thiết.

9


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

Nguyên liệu nghiền nhỏ

Máy trộn (thêm phụ gia và nước
chuyển tới thùng chứa nhiên liệu máy ép than
Khuôn ép tạo ra viên than
Đẩy xuống băng tải đưa ra ngoài
Kiểm tra

Phơi khô và đưa vào kho bảo quản và sau đó tiêu thụ

1.10 Kết luận
Qua chương 1,em đã thực hiện :
+ Giới thiệu chung về than đá và than tổ ong.
+ Giới thiệu một số chất phụ gia để pha trộn với than đá.
+ Giới thiệu chọn hỗn hợp than.
+ Giới thiệu độ nén ,cơ lý tính của viên than.
+ Giới thiệu ứng dụng của viên than tổ ong.
+ Giới thiệu lực ép, lực đầm chặt của 1 viên than.
+ Giới thiệu về tình hình khai thác và sản xuất than ở trong và ngoài nước.
+ Giới thiệu quy trình công nghệ dập than tổ ong.
10


CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1 Giới thiệu chung về các phương pháp ép than tổ ong
Than tổ ong được sử dụng rộng rãi ở Đà Nẵng do nhiều ưu điểm và rẻ. Trước đây than được
sản xuất chủ yếu từ các phương pháp thủ công, dùng sức người là chính. Than được trộn đều
bằng các dụng cụ thô sơ, sau đó đổ vào khuôn, dùng nắp khuôn lèn chặt, sau đó mở ra lấy viên
than ra ngoài. Hiện nay phương pháp thủ công ít được sử dụng do chất lượng viên than thấp, tốn
sức nên chỉ làm ở cơ sở nhỏ, phục vụ với nhu cầu ít.
Nguồn cung cấp than chính là công ty than miền Trung, các chi nhánh rải rác khác ở Đà Nẵng
như Hòa Phát, Non Nước… Than được nghiền và trộn tại chỗ hay chuyển từ nơi khác tới. Sau
đó chuyển than về nơi sản xuất than tổ ong. Tại đây dùng máy ép than tổ ong ép thành sản phẩm.
Cơ cấu chính của máy ép gồm 1 cần ép và một cần đẩy. Năng suất làm việc tùy khả năng của
máy. Ở đây yêu cầu là 1000 viên/giờ. Sau khi ép thì đẩy than xuống băng tải và đi phơi. Sau một
thời gian sử dụng thì các chốt bị mòn đi, do đó các lỗ trên viên than bị nhỏ lại, khi này ta cần thay

bộ chốt mới.
Nguyên lý tạo thành hình viên than tổ ong :

Than bột sẽ điền đầy vào khuôn
chứa than

Nhờ 1 lực tác động vào chày nén
bột than thành viên than như
thiết kế

Tạo ra viên than như thiết kế ban
đầu

Tạo lỗ thông khí trên viên than

11


CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Hình 2. 1 Nguyên lý tạo hình viên than
2.2 Phân tích và lựa chọn phương án ép than
2.2.1 Phương án 1: Ép dựa vào thuỷ lực
Máy ép thuỷ lực hay còn được gọi là máy thuỷ lực là một loại máy ép thông dụng trong
đó sử dụng xi lanh thuỷ lực để tạo ra một lực nén .Hiểu một cách đơn giản hơn thì đây là loại máy
ép sử dụng áp lực tác động lên chất lỏng để nén ép hoặc đè bẹp một vật dụng hay chất liệu nào
đó tuỳ theo yêu cầu . Hoạt động của loại máy này tương tự với hệ thống thuỷ lực của một đòn
bẩy cơ khí . Sức mạnh của máy thuỷ lực là rất lớn với khả năng ép được các thanh thép nặng đến
vài trăm tấn thành các hình dạng tuỳ ý trong thời gian nhanh chóng.
Máy ép thuỷ lực cũng thuộc nhóm máy tạo ra lực tác dụng tĩnh,là thiết bị truyền dẫn bằng chất

lỏng (dầu,nước) áp suất cao . Nguyên lý tạo ra lực ép cực lớn cho máy ép thủy lực chính là nhờ
nó được chế tạo theo định luật truyền áp suất trong chất lỏng dựa theo nguyên lý định luật Pascal,
12


CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

trong đó khi áp suất được áp dụng trên các chất lỏng ở một hệ thống kín thì áp lực trong toàn hệ
thống khép kín đó là luôn luôn không đổi. Các loại máy ép sử dụng xi lanh thủy lực đều được
trang bị hai chiếc xi lanh dung tích khác nhau đồng thời hai xi lanh có đường ống nối với nhau,
trong từng xi lanh lại có một piston vừa khít. Ở hệ thống này, có một piston hoạt động như một
máy bơm với một lực cơ khí khiêm tốn trên diện tích mặt cắt ngang nhỏ, một piston khác với
diện tích lớn hơn tạo ra một lực tương ứng lớn trên toàn bộ diện tích của piston đó. Điều đó giải
thích tại sao máy ép thủy lực lại có áp lực lớn đến như vậy để có thể thực hiện được các công việc
đòi hỏi sức mạnh và công suất nén lớn trong các ngành công nghiệp chế tạo hiện nay.

Hình 2. 2 Nguyên lý thuỷ lực
Nếu ta có hệ xylanh-pittong được nối với nhau bằng ống dẫn, bên trong chứa đầy chất lỏng.
Dưới tác dụng ngoại lực lên đầu pittong có tiết diện đầu A1 là F1 sẽ tạo ra một áp suất trong ống
chất lỏng P, gọi là áp suất thủy tĩnh. Theo định luật Pascal, áp suất lực P được truyền cho toàn bộ
khối chất lỏng nằm trong xylanh và luôn có hướng vuông góc với mọi thành ống. Áp suất chất
lỏng được tạo ra có giá trị P=F1/A1. Như vậy, do áp suất chất lỏng luôn có chiều vuông góc với
pittong nên chúng tạo ra áp lực tác dụng lên đầu pittong tiết diện A2 có giá trị F2=P.A2. Chính lực
này sẽ tạo ra công năng để biến dạng vật liệu.
Từ đó:
F2  F1

A2
A1

13


CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Có nghĩa là, lực F2 luôn bằng tích F1 với tỷ số giữa diện tích A2/A1. Như vậy, tỷ số
A2/A1 càng lớn, áp lực dùng để gia công vật liệu càng lớn.
Nguyên lý làm việc của máy này như sau:

Hình 2. 3 Sơ đồ chung máy dập thuỷ lực
1.Bể chứa dầu

2. Bơm

5. Pittong ép

6. Xylanh ép 7. Xylanh nâng

9. Trụ dẫn hướng 10. Đầu ép

3. Van ổn áp
11. Bàn gá đầu ép

4.Van phân phối
8.Pittong nâng
12. Trụ cố định

Năng lượng từ bơm (2) sẽ đi qua van ổn áp (3) và tích lại 1 phần ở đấy, tiếp tục dòng thủy lực
đi qua van phân phôi (4) .Van này có chức năng điều khiển dòng chảy làm cho xy lanh nâng (7)
và xy lanh ép (6) lên xuống thực hiện chức năng tạo áp lực. Với áp lực từ pittong ép (5) đi xuống

thì bàn gá đầu ép (11) và đầu ép (10) sẽ tác dụng lực vào đối tượng sản xuất.

14


CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Nguyên lý hoạt động của bộ phận van phân phối điều khiển máy ép thuỷ :
Khi chưa điều khiển van (3), dầu bơm theo đưòng ống (1) vào cửa P, ra cửa T về bể theo
đường (9).Khi van (3) được điều khiển ở trạng thái X, dầu cấp vào cửa P, ra cửa b vào khoang
trên xi lanh (4), đẩy pittông (5), do đó đẩy đầu trượt (7) đi xuống thực hiện ép.

Hình 2. 4 Nguyên lý hoạt động của bộ phận van thuỷ lực
1. Đường dầu cấp

2. Bể hồi dầu

3. Van phân phối

4. Xilanh thủy lực

5. Pittông

6. Cần pittông

7. Đầu trượt

8. Đường dẫn hướng

9. Đường dầu hồi

10. Van an toàn

11. Đồng hồ đo áp suất

Ưu điểm:
+ Dễ điều khiển, tự động hóa.
+ Tốc độ, lực dập có thể thay đổi theo yêu cầu làm việc.
+ Kết cấu máy đơn giản, dễ chế tạo, lắp đặt.
+ Các chi tiết đơn giản, có sẵn theo tiêu chuẩn.
+ Các chi tiết thủy lực tiêu chuẩn, có thể thay đổi trên nền thiết kế trước nhằm cải tiến hệ thống.
15


CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

+ Lực ép lớn.
Nhược điểm:
+ Hệ thống thủy lực phức tạp, cồng kềnh với hệ thống bể dầu và các bộ phận hút, xả dầu.
+ Giá thành tương đối cao.
+ Yêu cầu kỹ thuật cao.
+ Năng suất thấp hơn so với phương trục khuỷu.
2.2.2 Tạo hình viên than nhờ máy ép trục vít
Nguyên lý làm việc của máy như sau:

Hình 2. 5 Dạng ren máy ép vít ma sát
Sử dụng trục vít – đai ốc với ren không tự hãm: với góc nâng ren lớn hơn góc ma sát. Răng
ren là hình vuông hoặc ren Accimet: đảm bảo độ bền lớn.
Ta có công thức lực ép:
T  Fa

d2
tg     '
2

(CT (8.4) - [2]. trang 303)

Với
T - Moment xoắn

Fa - lực dọc trục
d 2 - đường kính trung bình của ren

 - góc nâng ren vít
 ' - góc ma sát
16