ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY LÀM BÚN+ BẢN VẼ MẪU

LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đâị hóa, vì vậy việc
nghiên cứu chế tạo ra các máy móc tự động, theo dây chuyền và các thiết bị hiện
đại là rất cần thiết. Việc nâng cao công nghệ hạn chế bớt sức lao động của người
công nhân là hết sức cần thiết, nâng cao năng suất, tạo môi trường làm việc an toàn,
nâng cao chất lượng cuộc sống, làm cho đất nước ngày càng giàu mạnh đồng thời
rút ngắn khoảng cách về sự phát triển so với thế giới.
Để thực hiện được những điều đó, chúng ta phải ra sức học tập, không ngừng
nghiên cứu và sáng tạo, từ những kiến thức được các Thầy Cô giảng dạy và áp
dụng vào thực tế cộng với sự nổ lực tìm tòi học hỏi thêm ở bản thân để được kết
quả tốt nhất. Đồ án máy công nghiệp là một môn học giúp sinh viên làm quên với
công việc thiết kế và tìm hiểu các loại máy móc thực tế trong cuộc sống xung
quanh chúng ta.
Đây cũng là sự tiếp xúc khá lạ lẫm đối với sinh viên mới được tiếp cận với
môn học nên sẽ không tránh được những chổ sai sót. Chúng em rất mong được sự
hướng dẫn của Thầy!

1


MỤC LỤC
Trang
I.Qui trình làm bún…………………………………………………………….3
II.Yêu cầu của máy……………………………………………………………6
III .Sơ đồ nguyên lý…………………………………………………………..7
1

.Phân tích lựa chọn phương án thiết kế……………………………….....7

2. Chọn phương án thiết kế…………………………………………………9
3.Thực nghiệm ……………………………………………………………...9

IV.Tính toán thông số sơ bộ của máy………………………………………….10
1 . Khuôn ép ………………………………………………………………..11
2. Kích thước trục vít, cánh vít…………………………………………….12
3 .Tính toán trục vít tải…………………………………………………….13
3.1. chọn loại vít ……………………………………………………….13
3.2. Tính toán các thông số trục vít…………………………………….13
4. Hộp giảm tốc……………………………………………………………18
5. Tính toán chọn bộ truyền đai…………………………………………….19
5.1. Chọn loại đai………………………………………………………...19
5.2. Đường kính bánh đai………………………………………………..19
5.3. Chọn sơ bộ khoảng cách trục……………………………………….20
5.4. Xác định chính xác chiều dài đai L và khoảng cách trục A………...20
5.5. Kiểm nghiệm góc ôm trên bánh đai…………………………………21
5.6. Số đai cần thiết (z)…………………………………………………..21
5.7. Xác định kích thước bánh đai……………………………………….22
5.8. Lực tác dụng lên trục………………………………………………..22
6. Tính chọn ổ lăn cho trục vít………………………………………………22
7. Tính toán bạc lót…………………………………………………………22
Tài liệu tham khảo………………………………………………………………23
2


I.

Giới thiệu về qui trình làm bún

Hình 1.1
-

Công nghệ sản xuất bún bằng dây chuyền tự động, gồm các khâu: Gạo

=>> ngâm =>> xay =>> ủ =>> hấp hơi =>> ép =>> luộc.
Dây chuyền công nghệ bao gồm:
+ Máy xay gạo
+ Máy đánh bột
+ Máy ép
+ Hệ thống luộc
+ Hệ trống điện 3 pha
+ Các phụ kiện khác kèm theo

Quy trình làm bún nhìn chung khá cầu kì và mất nhìu thời gian, tuy về cơ bản trong
mọi làng nghề, mọi gia đình có cách thức và quy trình là như nhau:

3


- Đây là quy trình tổng thể của máy làm bún. Đây là dây chuyền sản xuất nên nhóm
chỉ chọn ra một khâu ép sợi để tìm hiểu và tính toán nghiên cứa máy ép.
- Sau đây là một số hình ảnh máy làm bún:

4


Hình 1.2

Hình 1.3
-

Máy ép bún có các bộ phận chính sau: Phễu nạp nguyên liệu vào, trục vít,
khuôn ép, động cơ, hộp giảm tốc, bộ truyền đai, khung sường máy… Mặt
trong của phễu nạp thường nhẵn để giảm ma sát, khuôn ép được thiết kế

theo yêu cầu tạo hình sản phẩm, khuôn ép có thể đặt nằm nghiêng hoặc
nằm ngang nhằm tránh biến dạng sợi bún, trục vít quay và ép nguyên liệu
về phía trước thành một khối liên tục và đồng đều, vít tạo áp lực nén đẩy
sản phẩm ra khỏi khuôn ép. Máy đùn bún cũng giống như các loại máy
đùn khác như: Máy đùn cám viên, máy đùn thức ăn cho gia súc, thủy sản,
gia cầm…

5


Hình 1.4
II.Yêu cầu của máy
a. Đường kính sợi bún là: 2mm
b. Chiều dài sợi bún: không giới hạn khi nào người đứng máy thấy đủ thì dùng
dụng cụ gạt qu. Khoảng chiều dài thích hợp là (30-40 cm)
c. Vận tốc ép:
Khoảng cách từ đầu ra của bún đến thùng nước sôi để luộc bún là 40(cm) =0.4(m).
Thời gian khi sợi bún chạm mặt nước là 8 giây.
Từ đó ta có:
Vận tốc sợi bún:
Vận tốc của trục vít:
Chọn chiều dài trục vít là 40(cm).

6


d. Năng suất:
Năng suất trong 8(s) là 0.1(kg)
Suy ra năng suất trong 1 giờ là: 0.1.3600 = 360 (kg/h)
III .Sơ đồ nguyên lý

1.Phân tích lựa chọn phương án thiết kế.
1.1.

Phương án 1: Máy đùn kiểu bánh răng thanh răng và piston ép.

Sơ đồ nguyên lý 1
1-

Động cơ

4- Pittong ép

2- Hộp giảm tốc

3- Phễu nạp nguyên liệu

5- Thanh răng

6- Bánh răng

Phù hợp với mô hình sản xuất truyền thống vì có hành trình làm việc và hành
trình chạy không nên năng suất sẻ thấp. Ngoài ra vì hệ thống có các cặp bánh răng
ăn khớp và piston nên việc thiết kế chế tạo bánh răng phức tạp.
1.2

. Phương án 2: Máy đùn kiểu trục vít.
7


Sơ đồ nguyên lý 2

2- Hộp gảm tốc

3- Bộ truyền đai

4- Phễu nạp

5- Vít tải

6- Khuôn ép

7- Khuôn ép

8- co dẫn bột

1-

Động cơ

Phương án này khá đơn giản, chiếm diện tích ít, số lượng ổ bi và các chi tiết
chịu mài mòn ít nên thuận tiện cho việc vận hành và sử chửa, giá thành của vít tải
thấp. Mặt khác do vít tải thực hiện liện tục, không có hành trình chạy không nên
năng suất sẻ cao hơn phương án 1. Tuy nhiên, sau mỗi ca làm việc lượng bột sẻ còn
lại nhiều trong máy gây khó khăn cho việc vệ sinh máy.
2. Chọn phương án thiết kế
Qua sự trao đổi, phân tích của các thành viên trong nhóm đã chọn phương án 2 với
nhiều ưu điểm và mô hình sản xuất hiện đại và năng suất cao phù hợp với thời đại.
3. Thực nghiệm
3.1. Mô tả
Nguyên liệu sau được chuẩn bị xong với lượng bột và nước với tỷ lệ nhất định và
cho vào phễu nạp, nguyên liệu sẻ vào bộ truyền vít, vít quay với vận tốc 173,7

8


(vòng/phút) tạo áp lực và bột sẽ được ép về phía trước, qua khuôn ép và chúng ta sẻ
được các sợi bún dài và đều theo mong muốn, sau khi bún ra được rơi xuống băng
tải và rơi vào bể nước sôi để luộc chín, khi được độ dài của sợi bún như mong
muốn thì người công nhân sẻ dùng dụng cụ gạt qua cho đoạn bún tíêp theo.

Hình 3.1

9


Hình 3.2
3.2.Kết quả:
- Vân tốc di chuyển của sợi bún là:50 mm/s
- Chiều dài sợi bún: 40 cm
- Số lượng lỗ khuôn: 194 lỗ
-Năng suất: 360 kg/h
- Trọng lượng bún
IV .Tính toán thông số sơ bộ của máy.
1 . Khuôn ép
-

Chọn khuôn ép của máy có đường kính là 140(mm):
Trừ vành ngoài để lắp với máy là:10(mm)

10

-

-

Cách vành tiếp theo vào 5(mm) và vòng trong có đường kính là 106(mm)
để khuôn lỗ có đường kính 3(mm) là lỗ sợi bún, vòng ngoài cùng có số lỗ
là 40 đến 35, 30, 25 20, 15, 10, 8, 6, 4, giửa tâm cũng khoan một lỗ.
Các vòng tiếp theo cách nhau 5(mm) và ta được số lỗ trên khuôn ép là
194 lỗ.

Hình 4.1
2 . Kích thước trục vít, cánh vít.
- Có hai loại cánh vít liên tục và không liên tục. Trong trường hợp này là cánh vít
liên tục.
-Hệ số điền đầy: Ɛ = 0.25 – 0.4
- Tốc độ quay của vít: n = 40 – 100 v/ph
- d = 100 – 320 mm
- Bước xoắn: t = 80 – 320 mm
t = (0.8 – 1).D
n = 10 – 300 v/ph

11


-

Vì vật liệu bún là vật liệu nhẹ và không có độ sắt cạnh nên ta chọn các
thông số:
Ɛ = 0.4
k = 65

Hệ số lực cản : ὠ = 1.2

3 .Tính toán trục vít tải
3.1. chọn loại vít
- Có nhiều loại trục vít với các loại cánh xoắn khác nhau. Vì vậy tùy thuộc vào
mục đích sử dụng để vận chuyển các loại vật liệu khác nhau mà ta chọn loại truc vít
phù hợp.

Hình 4.2
a.
b.

Vít có rãnh xoắn liền trục
Vít dạng lá liên tục

b. Vít có cánh xoắn liên tục không liền trục
d. Vít có cánh xoắn dạng lá

- Dựa vào tính chất vật liệu vận chuyển là dạng vật liệu có dạng bột hạt nhỏ. Và
yêu cầu của máy ép phải đảm bảo tạo được áp suất đủ lớn để ép bột ta chọn vít có
cánh xoắn liền trục.
- Trong trường hợp vận chuyển vật liệu dính ẩm người ta thường sử dụng vít có hai
rảnh xoắn hay còn gọi là vít kép.
3.2. Tính toán các thông số trục vít
12


Hình 4.3
Năng suất của vít tải Q ( tấn/h) đước xác định theo công thức:
Trong đó: d là đường kính vít tải d= 70 (mm) = 70.(m)

t là bước vít t = 0.8d = 56 (mm)
:khối lượng riêng của vật liệu vận chuyển (tán/m3)
n: số vòng quay của vít tải (v/ph)

-

Năng suất của vít tải còn phụ thuộc vào góc nghiêng của cánh vít
Vì vậy cần có hệ số được chọn theo (bảng 15-1)
Vì đặt nằm ngang nên β = 0, = 1

Năng suất của máy là 360 kg/h = 0,36 tấn/h
13


 Năng suất của vít tải
Xác định góc nghiêng: tgα =
=>> α =14 (độ)

Bảng 4.1

Bảng 4.2

14


Bảng 4.3
-

Xác định đường kính ngoài trục vít:
Với: Q = 0.36 (tấn/h)

n = 149,12(v/ph)
= 0.5 (tấn/m3)
= 0.4
C = 0.7
Suy ra: =190(mm)

Suy ra: Phần làm việc của trục vít.

-

Chìu cao cánh vít:
b = 0.5.(D-d) = 0.5.(190-70) = 60 (mm)

-Chiều dày cánh vít: e = ( 0,2-0,3).D
e = 0,15. 190 = 28,5 mm
15


chọn e = 30 mm
-Khe hở giữa xylanh và trục vít:
δ = (0,0002÷0,005)D = 0,002D = 0,002.190 = 0,38 (mm)
-Chiều dài làm việc của trục vít: Lv

-

Vận tốc của bột:
v=

Công suất trên trục vít:
Chọn : n = 0.96 từ (bảng 2-3 trang 19), suy ra:

Theo phụ lục bảng p1.2 ta chọn các thông số:
Pdc = 1 (kw), n=930 (v/ph),

,

Chọn động cơ loại DK41-6 (Tra bảng)
Tỷ số truyền :
i=
Momen xoắn:
Tra bảng TCLX. 2037 -65 ta có:
[T]=100000 (N.m)= 1000000000 (N.mm)
(Vậy thỏa mãn điều kiện)
- Lực dọc trục trên vít tải:
R: Khoảng cách điểm đặt lực ma sát của vật liệu với cánh vít đến trục vít của
vít tải.
R=(0.3-0.4)D =(0.3-0.4).190 =(57 – 76)

16


(chn R= 67)
: H s ma sỏt ca vt liu vn chuyn vi cỏnh vớt, vt liu bt cú =0.4
tg=

suy ra arctg(0.4) = 21,48

Suy ra:
=
4 . Hp gim tc
-Ta chn hp gim tc i kốm vi ng c:

- Hộp giảm tốc là cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có
tỉ số truyền không đổi và đợc dùng để giảm vận tốc góc và
tăng mômen xoắn. Một loại cơ cấu tơng tự nhng đợc dùng để
tăng vận tốc góc và giảm mômen xoắn đợc gọi là hộp tăng tốc.
- Tuy nhiên hiện nay có một số loại hộp giảm tốc có khả năng thay
đổi tỷ số truyền chúng đợc thiết kế có dạng gần giống hộp số
của các xe máy và ôtô nhng loại này rất ít đợc sử dụng và có giá
thành cao do khó chế tạo nên ít thấy sử dụng. Chúng chủ yếu sử
dụng cho một số máy móc đặc biệt bắt buộc phải có khả năng
thay đổi tỷ số truyền
- Hiện nay trên thị trờng có rất nhiều hộp giảm tốc đã đợc
chế tạo sẵn với nhiều tỷ số truyền để lựa chọn. ở đây ta chọn
hộp giảm tốc bánh răng trụ một cấp có kết cấu đứng nh sử dụng
bánh răng nghiêng có tỷ số truyền quy định nhỏ hơn hoặc bằng
tám ta chọn .có tỷ số truyền u = 7 .Sau đó nếu tỷ số truyền cần
thay đổi ta sẽ sử dụng bộ truyền đai.
Trích trong sách hớng dẫn thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập một

17


5. Tớnh toỏn chn b truyn ai
5.1. Chn loi ai
-

Chn ai thang vỡ loi ai ny cú tit din hỡnh thang, mt lm vic l hai
mt bờn tip xỳc vi cỏc rónh hỡnh thang tng ng trờn bỏnh ai, nh ú
h s ma sỏt gia ai v bỏnh ai hỡnh thang ln hn so vi ai dt do ú
kh nng kộo cng ln hn. Tuy nhiờn, cng do ma sỏt ln hn nờn hiu
sut ca ai hỡnh thang cng thp hn ai dt.

-

ai thang cú h s ma sỏt ln( gn 3 ln so vi h s ma sỏt ca ai
phng tng ng) do ú cú th gim lc cng ban u, v ớt b nh hng
vo vic b trớ b truyn trong khụng gian.

5.2. ng kớnh bỏnh ai
Qua hộp giảm tốc tốc độ còn 133 vòng/phút, vậy qua bộ truyền
để có tốc độ công tác thì tỷ số truyền u = 133/110 = 1,33.
(Da vo bng 4.13 trang 59)
Đờng kính bánh đai nhỏ đợc xác định theo bảng từ bảng
này và dựa vào tiết diện đai chọn d1 = 100 mm
Từ đờng kính bánh đai, kim nghim vận tốc đai
.d n1
1

v=

60000

m/s

Trong đó :
+ d1 : đờng kính nhỏ bánh đai

d1 = 100 mm

+ n1 : vận tốc bánh đai dẫn động : n1 = 930 vòng/phút
v=

3,14.100.930
60000

= 4.9

m/s (tha món).

Từ d1 sẽ tính đợc d2 đờng kính bánh đai lớn theo công thức
sau :
d2 = d1u(1 - ) (mm)
18


Trong đó :
+ u : tỷ số truyền của đai
+ = 0,01- 0,02

u = 1.33

hệ số trợt = 0,02

d2 = 100.1,33.(1 - 0,02) = 130.34

mm

Theo tiêu chuẩn (bng 4,21 trang 63) về đờng kính bánh đai
chọn d2 = 140 mm.
5.3. Chn s b khoảng cách trục A
Khong cỏch trc c chn theo iu kin:

0,55(d1+d2) + h a 2 ( d1+d2 )
Theo bng ta chn a = 1,5. D= 1,5 x 140 = 210 mm
Theo cụng thc 4.14 trang 60
5.4. xỏc nh chớnh xỏc chiu di ai L v khong cỏch trc A:
Tớnh chiu di s b :

( d 2 d1)
L = 2.a + /2 ( d1+d2 ) +

2

4.a

(140100)

2

4ì210

= 2 x 210 + 3.14/2 x ( 100 + 140 ) +
= 798,9 mm

T giỏ tr L chn chớnh xỏc L theo tiờu chun: chn L = 800 mm
Kim tra s vũng chy ca ai:

u= V / L =

ì d1ì n1
60 L

=

3.14 ì 100 ì 930
60 ì 800

= 6,08 10. Tha món.

Khi L 1700mm. L0 c dựng lm chiu di danh ngha do vy chiu di tớnh
toỏn s l. L= L0 + l
Giỏ tr l vi loi A: l = 33 mm.
19


Thế số vào ta được:
5.5.Kiểm nghiệm góc ôm trên bánh đai

α 1 = 180 o −

D2 − D1 o
57 ≥ 120 o
A
α 1 = 180 −

Thế số vào ta được:
ôm )

140 − 100
57 = 169 > 120
210

(thỏa mãn điều kiện về góc

5.6. Số đai cần thiết (z)
= 1,115
-

P1: công suất bánh đai chủ động: p1= 1 kw

-

: Công suất cho phép = 1,08 ( tra bảng 4.19 trang 62)

-

: Hệ số tải trọng động =1.25 ( tra bảng 4.17 trang 55)

-

: Hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm = 0.97 ( tra bảng 4.10 trang 57)

-

: Hệ số kể đến ảnh hưởng của tỷ số truyền = 1,07 ( tra bảng 4.17 trang 61)
: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai = 1( Bảng
4.18 trang 61)

Vậy ta chọn số đai là: Z = 2
5.7. Xác định kích thước bánh đai
-Chiều rông bánh đai:B=(Z-1)t +2.e
Tra bảng với loại đai A ta được:

20


t= 15
S=10
B=(2-1)15 +2.20= 35 (mm)
-ng kớnh ngoi bỏnh ai:
d a1 = d1 + 2ho = 100 + 2 ì 3,3 = 106.6( mm)
d e 2 = d 2 + 2ho = 140 + 2 ì 3,3 = 146,6( mm)

5.8.Lc tỏc dung lờn trc

M:

= 0,105 ( tra bng 4.22 trang 62)

6 . Tính chọn ổ lăn cho trục vít
Theo tính toán trục vít ép có đờng kính trục : d = 70 mm
Tra bảng 75, giáo trình hớng dẫn thiết kế đồ án chi tiết máy
ta chọn ổ đũa côn cỡ nhẹ có các thông số sau :
Kí hiệu : 36214
d = 70

mm

C = 21

mm

D = 125 (mm)

T = 26.25 (mm)

D2 =96 (mm)

B = 24 (mm)

7. Tớnh toỏn bc lút
21

D1 = 107 (mm)


Dựa vào đường kính trục ta tra bảng TCVN ta thiết kế bạc theo kiểu F với kích
thước (bảng 8)

Hình 4.4

Bảng 4.4

22


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.

Máy nâng chuyển và thiết bị cửa van
TS. Nguyễn Đăng Cường (Chủ biên)
TS. Lê Công Thành - Bùi Văn Xuyên

2.Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc
3. Sổ tay Thiết Kế Cơ Khí
PGS. Hà Văn Vui
Nguyễn Chỉ Sáng
Phan Đăng Phong
4.Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí ( Tập 1, 2)
Trịnh Chất – Lê Văn Uyển

23


24