Luận văn tốt nghiệp: Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển lúa mì từ cảng lên kho trung chuyển

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG
VẬN CHUYỂN LÚA MÌ TỪ CẢNG LÊN
KHO TRUNG CHUYỂN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Th.S Nguyễn Văn Long

Nguyễn Đình Linh (MSSV: 1110384)
Ngành: Cơ Khí Chế Tạo Máy – Khóa: 37

Tháng 05/2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG

VẬN CHUYỂN LÚA MÌ TỪ CẢNG LÊN
KHO TRUNG CHUYỂN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Th.S Nguyễn Văn Long

Nguyễn Đình Linh(MSSV: 111084)
Ngành: Cơ Khí Chế Tạo Máy – Khóa: 37

Tháng 05/2015


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
Cần Thơ, ngày 22 tháng 01 năm 2015

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
HK II - NĂM HỌC 2014 – 2015
1. Họ và tên sinh viên: Nguyễn Đình Linh
MSSV: 1110384
Ngành: Cơ Khí Chế Tạo Máy
Khóa: 37
2. Tên đề tài: “Tính toán, thiết kế hệ thống vận chuyển lúa Mì từ cảng lên kho trung

chuyển”
3. Thời gian thực hiện: học kỳ II , năm học 2014 – 2015.
4. Cán bộ hướng dẫn: Th.s Nguyễn Văn Long
5. Địa điểm thực hiện:
- Khoa Công Nghệ, Trường Đại học Cần Thơ.
6. Mục tiêu của đề tài: Nghiên cứu, tính toán, thiết kế hệ thống vận chuyển Lúa Mì
từ cảng lên kho trung chuyển.
Mục tiêu cụ thể:
- Tính toán, thiết kế hệ thống vận chuyển lúa Mì bằng phương pháp khí động
học.
7. Nội dung chính và giới hạn của đề tài:
- Tính toán, thiết kế máy vận chuyển khí động năng suất 50 tấn/h
8. Các yêu cầu hỗ chợ cho việc thực hiện đề tài:
- Tài liệu tham khảo.
9. Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài: 500.000 VNĐ
Bộ môn

Cán bộ hướng dẫn

Nguyễn Văn Long

Sinh viên

Nguyễn Đình Linh

i


LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Long đã tận tình giúp đỡ, dẫn
dắt em trong suốt quá trình thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn:
Quý thầy/cô trường Đại Học Cần Thơ đã dạy dỗ, bồi dưỡng cho tôi những kiến
thức quý báu trong thời gian học ở trường, giúp tôi trang bị hành trang kiến thức cho
công việc và cuộc sống sau này.
Xin chân thành cảm ơn đến quý thầy, cô Bộ môn Kỹ Thuật Cơ Khí – Khoa
Công Nghệ trường Đại Học Cần Thơ đã tận tình chỉ dạy em trong suốt quá trình học
tập tại trường cũng như trong khoảng thời gian em làm luận văn tốt nghiệp.
Quý thầy/cô trong thư viện Khoa Công Nghệ và Trung tâm học liệu đã giúp
đỡ và hỗ trợ tôi trong việc tìm kiếm tài liệu.
Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn và chia sẻ niềm vui đến gia đình và những người
thân đã giúp đỡ, chăm sóc, nuôi dưỡng, động viên và khích lệ cả về vật chất lẫn tinh
thần cho tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn.
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Đình Linh

ii


TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Đề tài “Tính toán, thiết kế hệ thống vận chuyển lúa Mì từ cảng lên kho trung
chuyển” được thực hiện tại khoa Công Nghệ - Trường Đại Học Cần Thơ, thời gian
thực hiện từ ngày 12/01/2015 đến ngày 08/05/2015.
Xuất phát từ thực trạng của các nhà máy sản xuất bột mì, thức ăn chăn nuôi ở
Đồng bằng sông Cửu Long, có nhu cầu nhập khẩu một số lượng lớn lúa Mì. Nên có
nhu cầu vận chuyển nhanh lúa Mì từ cảng lên kho trung chuyển trong thời gian ngắn
để giải phóng mặt bằng.
Mục tiêu của đề tài: nghiên cứu tính toán và thiết kế hệ thống vận chuyển lúa

mì bằng phương pháp khí động lực học có năng suất cao, giá thành hợp lí. Các thông
số kỹ thuật tính toán được dựa trên cơ sở lý thuyết về vận chuyển vật liệu rời, kết hợp
với phương pháp thiết kế kỹ thuật, phân tích và tra cứu tài liệu hiện có.
Kết quả: tính toán được hệ thống vận chuyển lúa Mì từ cảng lên kho trung
chuyển với năng suất 50 tấn/giờ. Hiểu rõ được cấu tạo và nguyên lí hoạt động của hệ
thống vận chuyển khí động, thiết kế và tính toán các bộ phận của hệ thống vận chuyển
khí động như: cyclone, đường ống, quạt, airlock… Thiết kế được bản vẽ lắp, bản vẽ
chi tiết của một số chi tiết điển hình.
Kết luận: đề tài đã tính toán, thiết kế được một hệ thống vận chuyển lúa mì có
năng suất cao, đáp ứng các yêu cầu và mục tiêu đã đề ra.
Kiến nghị: đề tài cần được tiếp tục thực hiện, kết với cơ sở sản xuất và cá nhân
có nhu cầu để chế tạo thử nghiệm, kiểm chứng, điều chỉnh và chuyển giao công nghệ.

iii


MỤC LỤC

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP.......................................i
LỜI CẢM ƠN…………………………………………............................................ii
TÓM TẮT ĐỀ TÀI………………………………………......................................iii
MỤC LỤC ……………………………………………............................................iv
MỤC LỤC BẢNG………………………………...................................................vi
MỤC LỤC HÌNH………………………………...................................................vii

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU ................................................................................ 1
1.1 Giới thiệu chung về lúa Mì ......................................................................... 1
1.2 Tình hình nhập khẩu lúa mì ở nước ta hiện nay ........................................... 4
1.3 Lý do chọn đề tài ........................................................................................ 5
1.4 Mức quan trọng của đề tài ........................................................................... 5

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU RỜI
VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................................... 6
2.1. Cơ sở lý thuyết về vận chuyển vật liệu rời .................................................. 6
2.1.1.

Đặc tính của vật liệu rời ..................................................................... 6

2.1.2.

Các phương pháp vận chuyển vật liệu rời ........................................... 7

2.1.2.1. Vận chuyển cơ học ........................................................................ 7
2.1.2.2. Vận chuyển bằng khí nén ........................................................... 12
2.2. Phương pháp nghiên cứu........................................................................... 16
2.2.1.

Đặc tính của vật liệu đầu vào ........................................................... 17

2.2.2.

Lựa chọn các phương án thiết kế ...................................................... 18

2.2.2.1. Phân tích các phương án vận chuyển hiện có .............................. 18
iv


2.2.2.2. Chọn sơ đồ vận chuyển thích hợp ............................................... 18

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ........................... 22

3.1. Thông số thiết kế ban đầu ......................................................................... 22
3.2. Xác định lượng tiêu hao, tốc độ của dòng không khí và đường kính ống
dẫn……………… ................................................................................... 22
3.3.

Tính toán thiết kế đường ống hút và ống dẫn .......................................... 23

3.4.

Tính toán thiết kế bộ phận Cyclone lắng ................................................. 27

3.4.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc ........................................................... 27
3.4.2. Xác định kích thước Cyclone............................................................. 28
3.5.

Tính toán tổn hao áp lực của toàn hệ thống............................................. 32

3.7.

Thiết kế bộ truyền đai............................................................................. 36

3.8.

Thiết kế Airlock và ống tăng tốc ............................................................ 40

3.8.1. Thiết kế Airlock ................................................................................ 40
3.8.2. Thiết kế bộ truyền xích cho airlock.................................................... 43
3.8.3.

Thiết kế ống tăng tốc ........................................................................ 47

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................. 48
4.1 Kết luận ..................................................................................................... 48
4.2 Kiến nghị ................................................................................................... 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 49

v


MỤC LỤC BẢNG
Bảng 1.1 – Hàm lượng dinh dưỡng cơ bản của ngô, gạo, lúa mì ............................. 3
Bảng 1.2 – Kích thước và đường kính tương đương của lúa mì .............................. 4
Bảng 2.1 – So sánh hai phương pháp vận chuyển ................................................. 19
Bảng 3.1 – Kích thước Cyclone (m) ..................................................................... 29
Bảng 3.2 – Kích thước của bơm không khí (inch) ................................................. 35
Bảng 3.3 – Các thông số của động cơ ................................................................... 35
Bảng 3.4 – Thông số đai ....................................................................................... 35
Bảng 3.5 – Thông số bánh đai ............................................................................... 39
Bảng 3.6 – Thông số động cơ giảm tốc bánh răng TECO ...................................... 42
Bảng 3.7 – Kích thước kỹ thuật của động cơ giảm tốc bánh răng TECO ................ 43
Bảng 3.8 – Thông số của then lắp bánh xích .......................................................... 43
Bảng 3.9 – Kích thước chủ yếu của xích ống con lăn một dãy (theo ҐOCT 1094764) ......................................................................................................................... 45

vi


MỤC LỤC HÌNH

Hình 1.1 – Lúa mì ................................................................................................... 1

Hình 1.2 – Lúa mì và bột mì .................................................................................... 2
Hình 2.1 – Máy vận chuyển dạng băng tải ............................................................... 8
Hình 2.2 – Vít tải ..................................................................................................... 9
Hình 2.3 – Gàu tải ................................................................................................. 11
Hình 2.4 – Thiết bị vận chuyển khí nén kiểu hút với áp suất thấp và trung bình ..... 13
Hình 2.5 – Thiết bị vận chuyển bằng khí với áp suất cao ....................................... 14
Hình 2.6 – Quá trình thiết kế (theo Đại học Twente, Hà Lan) ................................ 16
Hình 2.7 – Hạt lúa Mì ............................................................................................ 17
Hình 2.8 – Hệ thống vận chuyển lúa mì từ cảng lên kho chứa................................ 21
Hình 3.1 – Nguyên lý hoạt động của Cyclone lắng ................................................ 27
Hình 3.2 – Các kích thước cơ bản của Cyclone...................................................... 28
Hình 3.3 – Bơm không khí .................................................................................... 34
Hình 3.4 – Kích thước bơm không khí .................................................................. 34
Hình 3.5 – Airlock ................................................................................................. 40
Hình 3.7 – Ống tăng tốc......................................................................................... 47

vii


Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển lúa mì từ cảng lên kho trung chuyển

CHƯƠNG 1
MỞ ĐẦU
1.1 Giới thiệu chung về lúa Mì
Lúa mì hay tiểu mạch, tên khoa học Triticum spp.là một nhóm các loài cỏ đã
thuần dưỡng từ khu vực Levant và được gieo trồng rộng khắp thế giới. Về tổng thể,
lúa mì là thực phẩm quan trọng cho loài người, sản lượng của nó chỉ đứng sau ngô và
lúa trong số các loài cây lương thực. Hạt lúa mì là một loại lương thực chung được
sử dụng để làm bột mì trong sản xuất các loại bánh mì, mì sợi, bánh, kẹo…,cũng như
được lên men để sản xuất rượu bia.

Hình 1.1 – Lúa mì

SVTH: Nguyễn Đình Linh

1


Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển lúa mì từ cảng lên kho trung chuyển

Hình 1.2 – Lúa mì và bột mì
Lúa mì được gieo trồng rộng rãi do nó có sản lượng lớn trên thế giới, phát triển
tốt trong khu vực có khí hậu ôn đới ngay cả khi mùa vụ tương đối ngắn. Bột mì có
chất lượng cao và đa dụng, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất bánh mì. Phần lớn
các loại bánh mì được làm từ bột mì, bao gồm cả nhiều loại bánh được gọi theo tên
của các loại ngũ cốc khác có trong các loại bánh đó, như hắc mạch và yến mạch. Sự
phổ biến của thực phẩm làm từ bột mì tạo ra nhu cầu lớn về hạt.
Năm 2003, lượng tiêu thụ lúa mì trên đầu người toàn cầu là 67 kg, cao nhất
là 239 kg ở Kyrgyzstan. Lúa mì là thực phẩm thiết yếu ở Bắc Phi và Trung Đông,
và được trồng phổ biến ở Châu Á.

SVTH: Nguyễn Đình Linh

2


Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển lúa mì từ cảng lên kho trung chuyển

Bảng 1.1 - Hàm lượng dinh dưỡng cơ bản của ngô, gạo, lúa mì
Vật liệu

Thành phần (trong 100g)
Nước (g)

Ngô
Hàm lượng

Gạo
Hàm lượng

Lúa mì
Hàm lượng

10

12

13

1528

1528

1369

Protein (g)

9.4

7,1

12,6

Chất béo (g)

4,74

0,66

1,54

Cacbohudrat (g)

74

80

71

Chất xơ (g)

7,3

1,3

12,2

Canxi (mg)

7

28

29

Sắt (mg)

2,71

0,8

3,19

Magiê(mg)

127

25

126

Phốt pho(mg)

210

115

288

Kali(mg)

287

115

363

Kẽm (mg)

2,21

1,09

2,65

Đồng(mg)

0,31

0,22

0,43

Mangan (mg)

0,49

1,09

3,99

Selen (μg)

15,5

15,1

70,7

Năng lượng (kJ)

(Theo />
SVTH: Nguyễn Đình Linh

3


Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển lúa mì từ cảng lên kho trung chuyển

Bảng 1.2 – Kích thước và đường kính tương đương của lúa mì
Vật liệu

Kích thước mm
Dày

Lúa Mì

Rộng

1,5 – 3,8

1,6 – 4

Khối lượng

Đường kính

1000 hạt (g)

tương đương

dài
4,2 – 8,6

(mm)
22 – 42

2,72

1.2 Tình hình nhập khẩu lúa mì ở nước ta hiện nay
Ngày nay, tiêu thụ các loại thực phẩm làm từ lúa mì nước ta đang có xu hướng
tăng nhanh do nước ta hòa nhập với đời sống văn hóa từ các nước trên thế giới trong
đó nổi lên xu hướng tăng mua sắm nhanh, thực phẩm tiện lợi. Trong đó nổi lên các
sản phẩm làm từ lúa Mì như mì ăn liền, bánh Mì, bánh Bông lan và một số loại bánh
kẹo khác. Ngoài các loại thực phẩm dành cho con người thì lúa mì cũng là một trong
những thành phần dinh dưỡng quan trọng trong ngành thức ăn chăn nuôi. Do đó để
đáp ứng nhu cầu ngày càng cao như hiện nay thì nước phải nhập khẩu một số lượng
lớn lúa Mì từ nước ngoài như Australia, Hoa Kỳ, Canada,...Theo trang web
( thì nhập khẩu lúa mì về Việt Nam trong 10 tháng đầu
năm 2014 đạt 1.788.873 tấn, trị giá 563.501.222 USD, tăng 22,12% về lượng và tăng
11,54% so với cùng kỳ năm trước. Ở Đồng bằng sông Cửu Long có các nhà máy sản

xuất có sử dụng một số lượng lớn lúa mì để sản xuất bột mì, thức ăn chăn nuôi như
Công Ty TNHH TM Đại Phong, Công ty Cargill Việt nam ở Tỉnh Đồng Tháp. Công
Ty TNHH TM Đại Phong ở Thành phố Cần Thơ có một nhà máy sản xuất bột mì với
công suất 40-45 ngàn tấn/năm.
Lúa Mì đươc nhập khẩu vào các nhà máy xay xát để xay thành bột. Bột lúa mì
trong nước phần lớn là nhằm đáp ứng nhu cầu của ngành công nghiệp thực phẩm và
thức ăn chăn nuôi trong đó 40-45% được dùng làm mì ăn liền, 30% được dùng làm
bánh mì, khoảng 10% được sử dụng làm bánh quy và các loại bánh khác, 15-20% còn
lại được sử dụng cho ngành công nghiệp thức ăn chăn nuôi.

SVTH: Nguyễn Đình Linh

4


Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển lúa mì từ cảng lên kho trung chuyển

1.3 Lý do chọn đề tài
Như phần phân tích ở phần trên thì chúng ta thấy sản lượng tiêu thụ lúa Mì
ngày càng cao. Đồng Bằng Sông Cửu Long là vùng nuôi tôm, cá lớn nhất cả nước
với sản lượng hàng nghìn tấn mỗi năm. Ngành chăn nuôi ở đây cũng rất phát triển,
đặc biệt là chăn nuôi heo và gia cầm. Vì vậy ở Đồng Bằng Sông Cửu Long cũng có
một nhu cầu lớn nhập khẩu lúa mì. Nên việc vận chuyển lúa Mì từ cảng lên kho chứa
là một nhu cầu không thể thiếu.
1.4 Mức quan trọng của đề tài
Phương tiện vận chuyển từ nước ngoài về nước ta chủ yếu bằng đường thủy
và đường biển để đi vào bến đậu của công ty. Vì vậy cần phải có một thiết bị tháo dỡ,
vận chuyển hàng hóa (lúa mì) từ tàu, xà lan lên kho trung chuyển nhanh tiết kiệm thời
gian. Hiện nay đã có một số hệ thống vận chuyển như băng tải, vít tải, gầu tải,... Tuy
nhiên khối lượng vận chuyển của các phương pháp này không lớn mà với nhu cầu

như hiện nay cần phải có một phương pháp vận chuyển đơn giản, hiệu quả hơn và
phương pháp vận chuyển khí động đã đáp ứng được yêu cầu này nhờ vào năng suất
làm việc, sự gọn nhẹ, khả năng tự động hóa hoàn toàn, đơn giản và linh hoạt trong
vận hành và sử dụng.
Hiện nay một số công ty có nhu cầu vận chuyển lúa Mì từ cảng (tàu, xà lan)
lên kho trung chuyển nhanh ít tốn thời gian, dễ vận hành để giải phóng mặt bằng cho
đường thủy.
Hệ thống
Lúa mì ở trong
bồn tàu, xà lan

vận chuyển lúa

Kho chứa,
xi lô

Xe tải,
nhà máy
xay xát

Chính vì vậy nên tôi quyết định chọn đề tài: “Tính toán, thiết kế hệ thống
vận chuyển lúa Mì từ cảng lên kho trung chuyển” làm đề tài Luận văn tốt nghiệp.

SVTH: Nguyễn Đình Linh

5


Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển lúa mì từ cảng lên kho trung chuyển

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU RỜI
VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Cơ sở lý thuyết về vận chuyển vật liệu rời
2.1.1. Đặc tính của vật liệu rời
Các tính chất cơ - lý và các thông số của hàng hóa có ảnh lớn tới việc chọn và
tính toán kết cấu vận chuyển. Tất cả vật liệu được chia ra theo các dạng khác nhau:
rời, miếng, chiếc, lỏng.
Mật độ của các vật liệu rời ρ được xác định theo công thức:

ρ=

m
V

kg/m3

(2.1)

Trong đó: m - khối lượng các hạt của vật liệu rời (kg)
V - thể tích các hạt (m3)
Mật độ xếp của vật liệu rời ρ1 được xác định theo công thức:

ρ1 =

m1
V1

kg/m3

(2.2)

Trong đó: m1 - khối lượng vật liệu rời (kg)
V1 - thể tích vật liệu rời (m3)
Góc nghiêng tự nhiên φ là góc tạo nên giữa bề mặt phẳng nằm ngang
và bề mặt nghiêng tự do của vật liệu rời. Có sự khác nhau giữa góc nghiêng tự nhiên
của vật liệu rời ở trạng thái tĩnhφ và ở trạng thái chuyển động φđ ≈ 0.7φ.
Gọi hệ số trượt bên trong của vật liệu rời (phụ thuộc vào độ ẩm, kích cỡ hạt và
nhiệt độ...) là tgφ.

SVTH: Nguyễn Đình Linh

6


Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển lúa mì từ cảng lên kho trung chuyển

Hệ số ma sát của nguyên liệu rời f đối với các vật liệu khác nhau (thép, gỗ,
caosu) cần phải biết để tính toán góc nghiêng của tường phễu nạp liệu cho các máy
vận chuyển, có liên quan tới góc ma sát: f = tgα.
Trong đó: α - góc ma sát giữa nguyên liệu chuyển dời và vật liệu.
Độ ẩm của nguyên liệu rời:

W=

W1
100G1

%

(2.3)

Trong đó: W1 - khối lượng ẩm chứa trong nguyên liệu (kg)
G1 - khối lượng nguyên liệu khô tuyệt đối (kg)
Có sự khác nhau giữa khối lượng xếp đầy tự nhiên, khối lượng nguyên liệu rời
G và khối lượng nén chặt Gn. Tỷ số G/Gn được gọi là hệ số dính kết của nguyên liệu,
nó dao động trong khoảng 1,05 ÷1,52.
2.1.2. Các phương pháp vận chuyển vật liệu rời
2.1.2.1. Vận chuyển cơ học
2.1.2.1.1. Băng tải
Trong các máy vận chuyển liên tục thì băng tải là loại máy được dùng nhiều
nhất. Băng tải là một máy vận chuyển vật liệu rời theo phương ngang bằng cách cho
vật liệu nằm trên một mặt băng chuyển động. Vật liệu sẽ được mang từ đầu này tới
đầu kia của băng và được tháo ra ở cuối băng.
Băng tải gồm một băng bằng cao su hoặc vải hoặc bằng kim loại được mắc
vào hai puli ở hai đầu. Bên dưới băng là các con lăn đỡ giúp cho băng không bị chùng
khi mang tải. Một trong hai puli được nối với động cơ điện còn puli kia là puli căng
băng. Tất cả được đặt trên một khung bằng thép vững chắc. Khi puli dẫn động quay
kéo băng di chuyển theo. Vật liệu cần chuyển được đặt lên một đầu băng và sẽ được
băng tải mang đến đầu kia. Trong nhiều trường hợp cần phải tháo liệu giữa chừng có
thể dùng các tấm gạt hoặc xe tháo di động. Thông thường puli căng là puli ở vị trí
nạp liệu, còn puli dẫn động ở phía tháo liệu vì với cách bố trí như vậy nhánh băng
SVTH: Nguyễn Đình Linh

7


Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển lúa mì từ cảng lên kho trung chuyển

phía trên sẽ là nhánh thẳng giúp mang vật liệu đi dễ dàng hơn. Để tránh hiện tượng
trượt, giữa puli và băng cần có một lực ma sát đủ lớn, do đó băng cần phải được căng
thẳng nhờ puli căng được đặt trên một khung riêng có thể kéo ra phía sau được.

Hình 2.1 – Máy vận chuyển dạng băng tải
a- Với băng tải nằm ngang; b- Với băng tải hình máng;
1- Trục căng; 2- Băng tải; 3- Xe dỡ liệu; 4- Trục lăn; 5- Khung;
6- Trục dẫn; 7- Bộ truyền động; 8- Động cơ; 9- Cơ cấu làm căng
a. Ưu điểm
 Vận tốc vận chuyển 4m/giây
 Có thể vận chuyển vật liệu rời và đơn chiếc theo các hướng nằm ngang, nằm
nghiêng và kết hợp (ngang – nghiêng).
 Vận chuyển được khoảng cách tương đối xa có cấu tạo đơn giản, độ bền cao,
an toàn trong quá trình sử dụng.
 Hiệu quả kinh tế cao, tiêu thụ năng lượng ít.
 Dễ vận hành và bảo dưỡng, chế độ làm việc ổn định.
b. Nhược điểm
 Chiếm diện tích và không gian lắp đặt.
 Khó có thể vận chuyển vật liệu dẻo và kết dính.

SVTH: Nguyễn Đình Linh

8


Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển lúa mì từ cảng lên kho trung chuyển

 Độ dốc cho phép không cao (thường 160 – 240 tùy theo tính chất vật liệu cần
vận chuyển)

 Không thể vận chuyển theo đường cong được.
2.1.2.1.2 Vít tải
Vít tải được dùng để vận chuyển các nguyên vật liệu rời theo hướng mặt phẳng
ngang và nghiêng với khoảng đến 40m. Chi tiết chính của vít tải là cánh vít xoắn
chuyển động quanh một vỏ kín có tiết diện độ tròn ở dưới, khi cánh vít chuyển động
nó đẩy vật liệu di chuyển trong vỏ. Khi vận chuyển vật liệu không bám vào cánh xoắn
mà nhờ trọng lượng của nó và lực ma sát giữa vật liệu và vỏ máng, do đó vật liệu
chuyển động trong máng theo nguyên lí truyền động vít – đai ốc. Trong các vít tải vật
liệu được dịch chuyển tương tự như một đai ốc chuyển động dọc theo một đinh ốc
quay.

Hình 2.2 – Vít tải
1 - Dẫn động điện; 2 - Ổ đầu mút ; 3 - Cửa quan sát;
4 - Ổ giữa; 5 - Vít ; 6 - Ông tháo liệu; 7 – Máng

SVTH: Nguyễn Đình Linh

9


Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển lúa mì từ cảng lên kho trung chuyển

a. Ưu điểm
 Kích thước nhỏ gọn và giá thành vận chuyển thấp hơn các máy vận chuyển
khác.
 Vận hành, thao tác, sủa chữa đơn giản, dễ dàng.
 Bộ phận công tác nằm trong máng kín, do đó không bị tổn thất khi làm việc.
 Không gây tiếng ồn lớn lúc làm việc.
b. Nhược điểm
 Chiều dài vận chuyển bị giới hạn (thường không quá 30m với năng suất tối đa

100 tấn/h).
 Vật liệu vận chuyển bị nghiền nát một phần khi vận chuyển.
 Hiệu suất thấp, công suất truyền động cao.
2.1.2.1.3 Gàu tải
Gàu tải dùng để vận chuyển lên cao các dạng vật liệu rời (dạng bột, hạt,…)
theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng trên 500. Được sử dụng rộng rãi trong một số
ngành công nghiệp lương thực thực phẩm, công nghiệp than và xây dựng.
Cấu tạo của gàu tải gồm có hai puli đặt trong một thân làm bằng thép mỏng.
Một đai dẹt trên đó có bắt các gàu múc được mắc vào giữa hai puli. Puli trên cao được
truyền động quay nhờ động cơ điện thông qua hộp giảm tốc, còn puli dưới được nối
với bộ phận căng đai có nhiệm vụ giữ cho đai có đủ độ căng cần thiết bảo đảm đủ lực
ma sát giữa đai và puli. Vật liệu được mang lên cao nhờ các gàu múc di chuyển từ
dưới lên. Gàu múc vật liệu từ phía chân gàu đi lên phía trên và đổ ra ngoài theo hai
phương pháp chủ yếu là đổ nhờ lực ly tâm và nhờ trọng lực. Ở phương pháp ly tâm,
gàu chứa đầy vật liệu khi đi vào phần bán kính cong của puli trên sẽ xuất hiện lực ly
tâm, có phương thay đổi liên tục theo vị trí của gàu. Hợp lực của trọng lực và lực ly
tâm làm cho vật liệu văng ra khỏi gàu và rơi xuống đúng vào miệng ống dẫn vật liệu
ra. Lực ly tâm sinh ra phụ thuộc vào vận tốc quay của puli, nếu số vòng quay của puli
lớn, lực ly tâm lớn làm vật liệu văng ra ngoài sớm hơn, rơi trở lại chân gàu. Nếu quay
chậm, lực ly tâm nhỏ vật liệu ra khỏi gàu chậm và không văng xa được, do đó vật

SVTH: Nguyễn Đình Linh

10


Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển lúa mì từ cảng lên kho trung chuyển

liệu không rơi đúng vào miệng ống dẫn vật liệu. Số vòng quay của puli phải phù hợp
mới có thể đổ vật liệu đúng vào miệng ống dẫn vật liệu ra.

10

Hình 2.3 – Gàu tải
1- Bộ phận kéo; 2- Gàu; 3- Vỏ gàu tải;
4- Tang căng; 5- Miệng nạp liệu;
6- Guốc hãm; 7- Ống tháo liệu;
8- Đầu dẫn động; 9- Tang dẫn động
10- Dây đai.

SVTH: Nguyễn Đình Linh

11


Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển lúa mì từ cảng lên kho trung chuyển

a. Ưu điểm
 Cấu tạo đơn giản, kích thước chiếm diện tích nhỏ.
 Có khả năng vận chuyển lên độ cao khá lớn 50 – 55 m.
 Năng suất cao (đến 500tấn/giờ).
b. Nhược điểm
 Không thể vận chuyển vật liệu có kích thước lớn.
 Không cho phép quá tải
2.1.2.2 Vận chuyển bằng khí nén
2.1.2.2.1 Khái niệm
Nguyên tắc hoạt động của thiết bị vận chuyển bằng khí nén dựa trên sự vận
chuyển vật liệu rời hoặc vật liệu dạng kiện nhỏ dưới tác dụng của dòng khí trong
đường ống vận chuyển. Các vật liệu rời, bột được di chuyển trong đường ống ở trạng
thái lơ lửng nhờ dòng không khí chuyển động. Nguyên tắc chuyển động cơ bản là

nhờ sự chênh lệch áp lực ở đầu và cuối đường ống chuyển. Áp lực được tạo thành
bằng cách giảm áp suất của không khí hút hoặc tăng áp suất của không khí đẩy. Vận
tốc của dòng khí thường bằng hoặc lớn hơn vận tốc thăng bằng của hạt rắn.
Thiết bị vận chuyển bằng khí nén được sử dụng rộng rãi ở các công trình xây
dựng lớn, trong các xí nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng như cát, đá răm nhỏ, đặc biệt
là để vận chuyển xi măng. Ở các cảng sông, cảng biển chúng được dùng vận chuyển
hàng dạng hạt, dạng bột từ tàu lên bờ, từ bờ xuống tàu.
a. Ưu điểm
-

Quá trình chất, dỡ và vận chuyển có thể được cơ giới hoàn toàn

-

Có khả năng phối hợp sự vận chuyển với một vài nguyên công công nghệ
khác nhau (như hút các phần nhỏ ra, sấy,…)

-

Chiều dài vận chuyển lớn tới 1800m, năng suất tới 300tấn/giờ

b. Nhược điểm

SVTH: Nguyễn Đình Linh

12


Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển lúa mì từ cảng lên kho trung chuyển

-

Tiêu tốn năng lượng cao

-

Thiết bị không thể dùng để vận chuyển các laoị vật liệu dẻo và dính ướt.

2.1.2.2.2

Phân loại

Theo tổn thất áp suất được tạo thành có thể chia hệ thống vận chuyển khí động
làm 3 loại:
 Các hệ thống áp suất thấp, trong đó tổn thất áp suất thấp không vượt quá 5.10 3
N/m2.
 Các hệ thống áp suất trung bình, trong đó tổn thất áp suất thấp lớn nhất không
vượt quá 104 N/m2.
 Các hệ thống áp suất cao, trong đó tổn thất áp suất lớn hơn 104 N/m2.
a) Hệ thống vận chuyển bằng khí động ở áp suất thấp và trung bình
 Nguyên lý: Vật liệu được cấp vào và vận chuyển trong đường ống nhờ có độ
loãng (độ chân không của không khí trong ống dẫn), hệ thống này còn được gọi là hệ
thống chân không.

Hình 2.4 – Thiết bị vận chuyển khí nén kiểu hút với áp suất thấp và trung bình
Vật liệu (1) được hút từ đống vật liệu qua một hoặc nhiều vòi hút (2), ở tại đầu
hút không khí và vật liệu được hòa trộn tạo thành hỗn hợp (bao gồm không khí và vật
SVTH: Nguyễn Đình Linh

13

Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển lúa mì từ cảng lên kho trung chuyển

liệu) gọi là hỗn hợp khí. Hỗn hợp khí chuyển động thành một dòng liên tục trong ống
mềm (3). Hỗn hợp từ đường ống dẫn đi vào bộ phận dỡ liệu (4), tại đây do diện tích
mặt cắt lớn nên tốc độ chuyển động của dòng hỗn hợp khí giảm xuống đột ngột, cùng
với tác dụng của trọng lượng bản thân của các phần tử mà vật liệu được lắng xuống,
đi qua van (6), còn không khí lẫn bụi tiếp tục đi vào bộ phận lọc bụi (7), không khí
được lọc sạch bụi, không khí sạch đi qua quạt gió (8) ra ngoài môi trường.
 Đặc điểm: Các thiết bị kiểu hút có kết cấu đơn giản, trọng lượng không lớn,
kích thước nhỏ, nhược điểm của chúng là năng suất không lớn, khoảng cách và độ
cao vận chuyển nhỏ do hạn chế trị số chân không trong hệ thống.
b) Hệ thống vận chuyển bằng khí động với áp suất cao

Hình 2.5 – Thiết bị vận chuyển bằng khí với áp suất cao
 Nguyên lý: Trong hệ thống này cấp vật liệu và vận chuyển vật liệu nhờ lực
đẩy của dòng không khí chuyển động trong đường ống dẫn.
Vật liệu đi từ phễu cấp liệu qua van quay vào ống dẫn nhờ vào áp lực không khí
do máy nén tạo ra, vật liệu được di chuyển theo đường ống dẫn đi vào bộ phận dỡ
liệu, ở đây có tiết diện lớn nên tốc độ chuyển động của dòng khí giảm xuống đột ngột
cùng với tác dụng của trọng lực bản thân các phần tử vật liệu lắng xuống rồi qua van

SVTH: Nguyễn Đình Linh

14


Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển lúa mì từ cảng lên kho trung chuyển

chuyển hướng rồi xuống phiễu chứa, không khí chứa bụi vào bộ lọc bụi và đưa khí
sạch ra môi trường bên ngoài.
 Đặc điểm: So với hệ thống vận chuyển theo kiểu hút thì vận chuyển theo kiểu
đẩy có những ưu điểm như: có khả năng vận chuyển vật liệu đi xa hơn và vận chuyển
vật liệu với nồng độ hỗn hợp cao hơn. Nhưng nó không thể hút được tại các vị trí nạp
liệu.
Để đảm bảo cho các hệ thống vận chuyển bằng không khí làm việc không bị
ngưng trệ và đáng tin cậy, cần chọn tốc độ không khí như sau:
 Trường hợp vận chuyển hạt trong các ống dẫn thẳng đứng lấy v = 22 m/s khi
nồng độ là µ ≤ 4 kg/kg và v = 25 m/s khi µ > 4 kg/kg.
 Trường hợp vận chuyển hạt trong các ống dẫn nằm ngang khi µ = 1 ÷ 4 kg/kg
v ≥ 18 ÷ 22 m/s.

SVTH: Nguyễn Đình Linh

15


Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển lúa mì từ cảng lên kho trung chuyển

2.2 Phương pháp nghiên cứu

Hình 2.6 Quá trình thiết kế (theo Đại học Twente, Hà Lan)

SVTH: Nguyễn Đình Linh

16