Tính toán thiết kế máy tách hạt ngô

Mục lục
Nếu các bạn cần bản vẽ chi tiết, vui lịng liên hệ qua gmail


TỔNG QUAN
1.1.

Giới thiệu về cây ngơ.

1.1.1. Lịch sự và nguồn gốc cây ngơ.
Ngơ cịn gọi là bắp, tên khoa học là Zea mays . Trong tiếng Anh “maize” xuất phát
từ tiếng Tây Ban Nha (maíz) là thuật ngữ trong tiếng Taino để chỉ loài cây này, là từ
thông dụng Vương quốc Anh để chỉ cây ngô. Tại Hoa Kỳ, Canada và Australia, thuật ngữ
hay được sử dụng là corn, là từ trước đây dùng để gọi cho một loại cây lương thực, hiện
nay thuật ngữ này dùng để chỉ cây bắp, là dạng rút gọn của "Indian corn" là “cây lương
thực của người Anh điêng”.

1.2.

Quy trình cơng nghệ sản xuất ngơ thành phẩm.
Quy trình cơng nghệ sản xuất hạt ngô khi được hái khỏi cây đến khi thành phẩm là

qui trình tương đối phức tạp, phải trải qua nhiều công đoạn chế biến và gia công. Trong
mỗi công đoạn chế biến, thành phần của bắp ngô thì bị phá huỷ, mất mát các chất có ảnh
1


hưởng tốt đến chất lượng sản phẩm, đồng thời loại bỏ các chất có ảnh hưởng xấu. Tuy
nhiên q trình sản xuất tuỳ thuộc vào trình độ kỹ thuật, cơng nghệ, hệ thống thiết bị của
từng nhà máy.
1.2.1. Thu hoạch.

Ngô sau khi đã già và đạt đủ độ cứng của hạt thì sẽ được thu hoạch. Đó là lúc tinh
bột và chất khơ được tích lũy tối đa, khối lượng hạt được cao nhất, hạt chắc, khi phơi khô
không bị nhăn. Biểu hiện của ngơ chín hồn tồn là bẹ lá và lá chuyển màu vàng và chớm
khô, râu ngô khơ và đen, hạt cứng và có màu đặc trưng.
Hiện nay công việc này ở nước ta chủ yếu được thực hiện thủ công. Thông thường
người ta tiến hành thu hoạch vào những ngày trời nắng để tránh ngô bẻ về bị hư hỏng.
1.2.2. Bóc bẹ.
1.2.2.1. Bóc bẹ thủ cơng (bằng tay).
Ngô sau khi được hái về sẽ được tiến hành bóc bẹ. Thơng thường bóc bẹ thủ cơng
năng suất thấp, chỉ phù hợp với sản xuất nhỏ.
1.2.2.1.

Bóc bẹ bằng máy.

Ngô sau khi được hái về sẽ được tiến hành bóc bẹ. Máy bóc bẹ từ ngơ cịn ngun
bẹ, sau khi bóc bẹ xong sẽ chuyển qua tách hạt.
1.2.3. Tách hạt.
1.2.3.1.

Tách hạt thủ công.

Ngô sau khi được hái về sẽ được tiến hành bóc vỏ rồi tách hạt. Sau đó hạt ngơ sẽ
được đem phơi khơ, người ta cũng có thể phơi khơ rồi mới bóc vỏ, tách hạt.Có hai cách
tách hạt thủ công:
−

Dùng dùi ủi tách một số hàng khơng kề nhau trên quả ngơ sau đó dùng
tay xoay, chà quanh trái ngô để tách hết các hạt ra.

Dùng chày, cây đập lên đống ngô đã được phơi khô cho cứng hạt. Các hạt ngô sẽ tự

động được tách ra khỏi cùi. Phương pháp này tuy nhanh hơn phương pháp trên song hạt
không được tách hết, phải tốn công tách lạibằng
1.2.3.2.

Tách hạt bằng máy.

Ở nước ta chủ yếu dùng các loại máy sau:
−

Máy tách hạt từ quả ngô đã được bóc vỏ. loại máy này cho năng suất cao
song phải tốn nhiều thời gian và nhân cơng bóc vỏ.
2


−

Máy tách hạt từ quả ngơ cịn ngun vỏ. loại máy này cho năng suất rất
cao. Giảm được thời gian và lượng nhân cơng nhiều.

Ngồi ra cịn có loại máy thu hoạch ngơ có thể tiến hành đồng thời thu hoạch, bóc
vỏ và tách hạt. Loại máy này có rất nhiều ưu điểm song ở nước ta chưa chế tạo được phải
nhập từ nước ngoài về nên giá thành rất đắt, chưa có nhiều ở nước ta.
Hạt ngơ sau khi tách sẽ được phơi khô và vận chuyển đến nơi chế biến thành thành
phẩm.
1.2.4. Phân loại.
Ngô sau khi được tách hạt sẽ được phân loại để nâng cao chất lượng sản phẩm.
1.2.5. Phơi khô.
Phơi khô bắp ngô là khâu quan trọng nhất trong quá trình sản xuất nguyên liệu.
Trong quá trình phơi khơ cần phải biết xác định bắp ngơ khi nào là đạt yêu cầu do
phòng kỹ thuật đề ra.

1.2.6. Bảo quản.
Bắp sau khi đã được phơi khơ thì sẽ đưa vào kho để bảo quản để làm nguyên
liệu cho chế biến thực phẩm, thức ăn chăn nuôi.
Trong khi bảo quản cần thường xuyên kiểm tra phát hiện và phòng trừ các loại
chim, chuột, sâu, nấm mốc và cần loại bỏ ngay cái hạt bị hư, có hiện tượng ẩm ướt
phải phơi lại ngay.
1.3.

Giới thiệu quá trình tách hạt bằng máy.

1.3.1. Mục đích.
Mục đích tách hạt : Lấy hạt ra khỏi cùi ngô. Quy định và tiêu chuẩn hạt sau khi
tách:
− Hạt khơng cịn dính gốc liên kết cùi.
− Khi tách không được làm vỡ hạt.
− Hạt chắc không lẫn lên các hạt lép.
− Làm sạch các phần tử nhỏ
1.3.2. Đặc điểm của quá trình tách hạt.
Tách hạt là khâu quan trọng, cần chọn sao cho khi bắp ngô đi qua bộ phận tách
3


hạt phải tách được tồn bộ các hạt ngơ khơng được có hạt sót lại, khơng gây hư hỏng
hạt và khơng làm vỡ hạt. Phương của lực tách ngơ có thể theo các phương sau:
−

Tách hạt ngô bằng lực hướng trục của bắp ngô.

−

Tách hạt bằng lực nén vào theo phương bán kính của bắp ngơ.

−

Tách hạt ngơ bằng lực có phương pháp tuyến với bắp ngơ.

−

Tách hạt ngơ bằng lực tác dụng có phương song song với trục bắp ngô.

1.3.3. Các chỉ tiêu làm việc của máy tách hạt ngơ.
Các chỉ tiêu làm việc chính của máy tách hạt ngô:
Chỉ tiêu chất lượng của máy bao gồm: tỉ lệ vỡ hạt, tỉ lệ sót hạt, tỉ lệ hạt theo lõi, độ
sạch của sản phẩm.
Chỉ tiêu năng lượng: cơ bản là chi phí năng lượng.
Chỉ tiêu kinh tế - kĩ thật của máy: năng suất chi phí trực tiếp và chi phí gián tiếp cho
việc tách hạt, thời gian thu hồi vốn.
1.3.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm việc của trống tách hạt.
Quá trình làm việc của cơ cấu tách hạt chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố: tính chất cơ
lí của bắp ngơ ( độ ẩm, kích thước…), các thơng số, kết cấu của buồng tách, các thông số
động học ( vận tốc đỉnh răng… ) và chế độ cung cấp tải trọng.
1.3.4.1. Ảnh hưởng của độ ẩm giữa hạt và lõi.
Khi độ ẩm của hạt ngô và lõi tăng sẽ ảnh hưởng xấu đến quá trình tách hạt. Bởi
vì, độ ẩm cao nên hạt khó tách ra khỏi lõi hơn do mối liên kết giữa hạt và lõi bền
vững và độ chặt giữa các hạt trên bắp ngô lớn hơn.
1.3.4.2. Ảnh hưởng của vận tốc đỉnh răng.
Khi tăng vận tốc đỉnh răng trống thì ngơ sẽ được tách sạch hơn nhưng độ hư
hỏng hạt lại cao hơn. Ngược lại khi giảm vận tốc xuống độ hư hỏng hạt lại giảm
nhưng tỉ lệ sót hạt lại tăng. Vận tốc đỉnh răng còn ảnh hưởng đến quá trình làm việc
của bộ phận làm sạch là sàng và quạt. Bởi vì, tăng vận tốc trống, độ vỡ hạt và lõi cao

hơn, độ sạch của sản phẩm bị giảm và tỉ lệ hao hụt tăng.
1.3.4.3. Ảnh hưởng của khe hở giữa đỉnh răng máng trống.
Khe hở tẽ của máy trong tất cả các kết cấu đều được tính tốn dựa vào kích
thước của bắp ngơ và lõi. Khe hở này vần phải nhỏ hơn đường kính bắp ngơ. Khe hở
này có ảnh hưởng trực tiếp đến tỉ lệ sót hạt, tỉ lệ vỡ hạt, tỉ lệ gãy lõi. Khe hở tăng thì
4


tỉ lệ hạt vỡ giảm, tỉ lệ hạt sót tăng đồng thời chi phí năng lượng giảm.
Khả năng thơng qua của máy tách hạt được xác định bởi lượng thông qua của cả
bộ phận tách và cơ cấu sàng, quạt. Giữ được tải trọng ở mức thích hợp thì các chỉ tiêu
chất lượng làm việc đạt giá trị cao nhất.
1.3.5. Phân loại.
Trên thế giới hiện nay có rất nhiều loại máy tách hạt ngơ khác nhau. Có thể
phân loại theo các phương pháp sau.
1.3.5.1. Theo yêu cầu sản phẩm.
Theo yêu cầu sản phẩm máy tách hạt ngơ có thể chia làm 2 loại: loại tách ngô
giống và tách ngô thương phẩm.
−

Loại máy tách ngơ giống chỉ tách ngơ đã bóc bẹ và được phơi, sấy giữ
độ ẩm của hạt xuống cịn 18% - 20%. Máy tách ngơ giống thường dùng
là: 6ML61 ( CH Pháp ), 2A (Hoa Kỳ) và TN-4M, TNG-4C (Việt Nam)…

−

Loại máy tách ngô thương phẩm thường dùng để tách hạt ngơ đã được
bóc bẹ với độ ẩm cho phép cao hơn, nhưng gần đây đã xuất hiện nhưng
loại máy tách được cả ngơ chứa bóc bẹ có độ ẩm hạt cao.

1.3.5.2. Theo khả năng di động của máy.
Theo khả năng di động của máy, máy có thể chia ra các loại : máy cố định,
máy bán cố định và máy tự hành.
−

Máy cố định thường được dùng trong các xưởng ché biến như máy
MkπY-12, MkπY-30 ( CHLB Nga), Saksonia (CHLB Đức), các máy
tách ngô giống TN-4M, TNG-4C (Việt Nam)…

−

Máy bán cố định là máy có thể di chuyển trong khoảng cách ngắn trong
khu vực xưởng.

−

Máy tách ngô tự hành là loại máy lắp sau máy kéo hoặc dùng sức kéo
của động cơ để di chuyển trên đường. Các loại máy này dễ dàng di
chuyển đến vùng nguyên liệu để tách ngô.

1.3.5.3. Theo cách cấp liệu.
Theo cách cấp liệu máy tách hạt ngơ có thể chia làm các loại: cấp liệu thủ công
và cấp liệu cơ giới.
5


−

Cấp liệu thủ cơng thường là các loại máy có suất thấp và trung bình từ 28 tạ/h.

−

Máy cấp bằng cơ giới là các loại máy có năng suất cao trên 10 tạ/h.
Các máy này thường làm việc trong các dây chuyền sản xuất.

Thông thường người ta thường phân loại theo nguyên lí làm việc của bộ phận
tách hạt. Theo cách phân loại này có các lọai máy: Máy tách hạt theo nguyên lí trục
vít- ống vít, máy tách hạt theo nguyên lí phân li dọc trục.

6


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ TÁCH HẠT NGÔ
VÀ XÂY DỰNG SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC MÁY.
1.4.

2.1. Giới thiệu về công nghệ tách hạt ngô.

2.1.1. Thông số một số máy tách hạt ngô hiện nay.
2.1.1.1. Máy tách hạt ngô tự hành HMTN-07.
Thông số:
− Động cơ: Đầu nổ D15
− Tốc độ máy: 1200v/ph.
− Năng suất: 6-7 tấn/h
− Kích thước (DxCxR): 230 x 176 x 110cm
− Trọng lượng máy: 327kg (không động cơ)

2.1.1.2. Máy tách hạt ngô siêu sạch HMQ-03.
Thông số:
− Công suất: 500-700kg/h.

− Tốc độ (Vịng/phút): 1200.
− Cơng suất động cơ: 3kw.
− Điện năng:220V-50Hz.
− Trọng lƣợng (kg): 55
Tính năng: Máy tách đƣợc nhiều bắp cùng lúc đạt hiệu quả cao, tách sạch
7


ngơ, máy có hệ thống quạt gió thổi sạch mày ngơ, khơng vỡ lõi, máy chạy êm ít
hỏng hóc

2.1.2. Các phương pháp tách hạt ngô hiện nay.
Máy tách hạt theo nguyên lí trục vít - ống vít.

1 . Động cơ ;
2. Bộ truyền đai ;
3. Phễu;
4. Trục vít ;
5. Ống vít;
6. Quạt đẩy lõi, bẹ;
7. Sàng;
8


8. Cửa ra hạt .

Máy tách hạt dùng nguyên lý trục vít ống vít, loại máy này dùng trục vít để vừa phá
vỡ liên kết giữa hạt và cùi vừa vận chuyển hạt đi ra ngồi ống bao, cùi thì được phóng ra
miệng thốt. Loại máy này cho năng suất khá cao, kết cấu đơn giản dễ chế tạo dễ vận
hành. Song nó có nhược điểm là ngơ phải được bóc vỏ trước khi sạc nên tốn nhiều cơng

lao động, ngơ cần phải có độ ẩm thấp thì tách mới cho năng suất khá cao và hạt được tách
sạch khỏi cùi.
Nguyên lý làm việc :
Động cơ (1) truyền chuyển động đến trục vít (4) qua bộ truyền đai thang (2). Trái
ngơ được đưa vào qua máng (3),trục xoay nó vừa vận chuyển trái ngơ ,vừa ép ngơ vào ống
vít ,lực ép của trục vít ép hạt ngơ văng ra khỏi cùi,cùi sẽ bị trục vít đẩy xuống cuối ống
và đánh văng ra ngồi, Hạt ngơ sau khi tách sẽ rớt xuống máng (9) và chảy ra ngồi, cịn
cùi ngơ theo máng (7) rớt ra ngồi.
1.4.1.1.

Máy tách hạt theo ngun lí phân li dọc trục.

Máy tách hạt dùng nguyên lý phân ly dọc trục: ngô nguyên vỏ được đưa từ bàn cấp
liệu vào cửa vào . Trong quá trình làm việc, ngơ sẽ nằm giữa các khoảng của vít xoắn và
răng trống tách. Dưới tác động của trống tách, ngô sẽ chuyển động dọc theo trục trống
đồng thời xoay quanh trục của nó tạo ra lực trượt trên hạt. Q trình tách hạt xãy ra giống
như tách bằng tay. Hạt được tách lọt qua máng 5 rơi xuống sàn lỗ tròn 6, được làm sạch
bằng quạt thổi rồi theo cửa ở phần gom hạt, rơi vào thùng hứng; lõi và bẹ bắp được hắt
qua cửa . Loại máy này mang những ưu điểm của loại máy trên ngồi ra nó cịn có các ưu
điểm hơn máy trên là:
− Ngơ khơng cần phải bóc vỏ.
− Năng suất cao hơn góp phần thu hoạch đúng thời vụ, giảm chi phí sản xuất
tổn thất khi thu hoạch.
− Yêu cầu độ ẩm không cần thấp lắm (< 39%), ngơ sau khi hái về có thể
tách được ngay.
− Hạt được tách sạch khỏi cùi.
9


− Hạt ít bị vỡ khi sạc.

Làm việc theo nguyên lý phân ly dọc trục ở nước ta hiện nay có hai losau :

1- Động cơ;
2- Phễu cấp liệu; 3- Trống tách;
4- Nắp trống;
5- Máng trống;
6- Sàn lắc lỗ tròn;
7- Cửa ra lõi;
8- Trục truyền động cho cơ cấu lắc;
9- Cửa ra hạt;
10- Quạt thổi

10


2.2. Lựa chọn nguyên lí làm việc và chọn sơ đồ động.
2.2.1. Lựa chọn nguyên lí làm việc.
 Lựa chọn nguyên lí làm việc cho bộ phận tách hạt.

Để phù hợp với thực tế sản xuất chế tạo máy từ các yêu cầu như:
− Khi tách không được làm vỡ hạt.
− Khơng được để sót hạt trên cùi. An tồn trong sử dụng.
− Dễ vận hành và sữa chữa thay thế.
− Năng suất cao.
Từ đó chọn máy tách hạt làm việc theo nguyên lý phân ly dọc trục. Phương pháp
này cho kết cấu máy đơn giản, dễ chế tạo và sữa chữa thay thế, dễ vận hành và di chuyển,
giá thành sản xuất thấp, nhanh thu hồi vốn phù hợp với điều kiện thực tế của đất nước
Việt Nam chúng ta.

11

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC VÀ TÍNH TỐN ĐỘNG
LỰC HỌC CHO MÁY
3.1. Bộ phận phễu nạp
Xác định các thông số của phễu nạp là một việc hết sức cần thiết, nhằm đảm bảo máy
hoạt động hết công suất và nhằm tránh hiện tượng tắc nghẹn do quá tải.
Theo điều kiện năng suất ta có :
Q = F.v.k (m3/s)
Trong đó:
-

F : tiết diện cửa thông nguyên liệu .
v: vận tốc của ngô qua cửa thông

-

k = 0,5 : Hệ số nạp đẩy của lỗ.

-

Q = 300 ( Kg/h )=1,5 ( M3/h )

Với vận tốc rơi tự do :
v = 2 gh = 2.9,8.0.3 = 2, 42

(m/s)

Trong đó:
-

h: khoảng cách quả ngô bắt đầu rơi đến cơ cấu nạp, chọn h = 0,3

Vì ta thiết thiết kế cửa nạp nguyên liệu có tiết diện mặt cắt là hình chữ nhật nên ta có:
F = a.b
Với : a: chiều rộng lỗ.
b: chiều dài
Ta có:

F=

Q
1,5
=
= 0, 00034( m 2 )
3600.2, 42.0,5 3600.2, 42.0,5

12


M
a=0,15(m)=150mm
b=225(m
Vậy phiễu nạp có diện tích: 150 x 225 (mm).
3.2. Chọn động cơ điện.
Chọn động cơ điện bao gồm những việc chính là chọn kiểu động cơ, chọn cơng suất
động cơ, chọn cơng suất điện áp và số vịng quay của động cơ.
Chọn loại kiểu động cơ điện nhằm mục đích để động cơ làm việc phù hợp với vai trị
truyền động của máy, phù hợp với mơi trường bên ngồi, vận hành được an tồn và ổn
định.

Chọn đúng cơng suất động cơ có một ý nghĩa kinh tế hợp lý. Nên chọn công suất động
cơ bé hơn công suất phụ tải thì động cơ ln ln làm việc trong điều kiện quá tải, nhiệt
độ động cơ sẽ tăng lên quá nhiệt độ cho phép, động cơ chóng hỏng. Ngược lại, nếu chọn
cơng suất động cơ lớn q thì sẽ tăng vốn đầu tư, khuôn khổ cồng kềnh, động cơ luôn
làm việc non tải, hiệu suất sử dụng sẽ thấp.
Động cơ điện được chọn sao cho trong quá trình làm việc có thể sử dụng hết cơng suất
của bản thân nó, nhưng phải thỏa mãn 3 điều kiện :
- Động cơ khơng phát nóng q nhiệt độ cho phép.
- Có khả năng q tải trong thời gian ngắn.
- Có mơmen mở máy đủ lớn để thắng mômen cản ban đầu phụ tải khi mới khởi động.
• Cơng suất làm việc của trống tách hạt.

Theo cơng thức năng suất ta có :
Q = 47.D2.S.n.k ( Công thức XVII-16, Tài liệu [8])
Trong đó:
S: bước xoắn , chọn S= 200 mm n: số vòng quay của trống tách.
k: hệ số đẩy, chọn k=0.9.
Đường kính đỉnh răng lớn nhất của trống tách hạt theo thiết kế: D = 234 mm. Vậy số
vòng quay mà trồng tách cần đạt được là :
n=

q
300
=
= 647
2
−3
47.d .S .k 47. 234.10 .200.10 −3.0, 9

(

Giả thiết lực đập của trống tách là: P = 150 N.

)


Vận tốc của trống tách hạt là:
n=

q
300
=
= 647
2
−3
47.d .S .k 47. 234.10 .200.10 −3.0, 9

(

)

Công suất làm việc của trống tách hạt là:
N=

Pυ 150.7,9
=
= 1,19( kW )
1000
1000

Công suất cần thiết của động cơ cung cấp cho trống tách:
N lυ
η
2
η = nol .nd = 0,99 .0,95 = 0,93
N tt =

Hiệu suất chung:
Trong đó
-

nol : hiệu suất làm việc của ổ lăn

-

nd : hiệu suất làm việc của đai

N tt =

N lυ
1, 2
=
= 1, 279( kW )
η
0,93

Dựa vào các thơng số tính toán ở trên, để phù hợp với yêu cầu ta chọn động cơ
loại động cơ điện che kín, có quạt gió, tốc độ 1450 (v/ph), cơng suất 1,5 kW
3.3. Phương án lựa chọn cơ cấu truyền động.
3.3.1. Bộ truyền đai.

 Ng
uyê
n
lý:


Bộ truyền đai hoạt động theo nguyên lý ma sát: Công suất sinh ra từ bánh chủ
động (1) truyền cho bánh bị động (2) nhờ ma sát sinh ra giữa dây đai (3) và bánh
đai (1) (2).
Ma sát sinh ra giữa hai bề mặt được xác định bằng công thức :
Fms = f.N
Như vậy, để có lực ma sát thì cần thiết cần phải có lực pháp tuyến. Trong bộ
truyền đai, để tạo lực pháp tuyến thì phải tạo lực căng đai ban đầu, ký hiệu là F 0.
 Phân loại:
- Theo thiết diện đai: Bao gồm đai dẹt, đai hình thang, đai răng lược, đai trịn, đai răng,
đai lục giác.


- Theo kiểu truyền động: Truyền động giữa hai trục song song cùng chiều, truyền
động giữa hai trục song song ngược chiều, truyền động giữa các trục chéo nhau.
 Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng:
 Ưu điểm:

- Có thể truyền động giữa các trục cách xa nhau (<15m).
- Làm việc êm, không gây ồn nhờ vào độ dẽo của đai nên có thể truyền động với vận
tốc lớn.
- Nhờ vào tính chất đàn hồi của đai nên tránh được dao động sinh ra do tải trọng
thay đổi tác dụng lên cơ cấu.
- Nhờ vào sự trượt trơn của đai nên đề phòng sự quá tải xảy ra trên động cơ.
- Kết cấu và vận hành đơn giản.

 Nhược điểm:

- Kích thước bộ tuyền đai lớn so với các bộ truyền khác: xích, bánh răng.
- Tỉ số truyền thay đổi do hiện tượng trượt trơn giữa đai và bánh đai (ngoại trừ
đai răng).
- Tải trọng tác dụng lên trục và ổ lớn (thường gấp 2-3 lần so với bộ truỵền bánh răng)
do phải có lực căng đai ban đầu (tạo áp lực pháp tuyến lên đai tạo lực ma sát).
- Tuổi thọ của bộ truyền thấp.
3.3.2. Bộ truyền xích.
Nguyên lý

Bộ truyền xích thực hiện truyền động từ bánh xích chủ động sang bánh xích bị
động nhờ vào sự ăn khớp giữa răng trên đĩa xích và các mắc xích.
 Phân loại:
Theo cơng dụng chung, xích được chia làm ba loại:


- Xích kéo.
- Xích tải.
- Xích truyền động.
Trong chương trình chúng ta chỉ tìm hiểu về xích truyền động mà thơi. Xích
truyền động được chia làm 3 loại chính: xích ống, xích con lăn và xích răng.
 Ưu nhược điểm và phạm vi sử
dụng: Ưu điểm:
- Khơng có hiện tượng trượt như bộ truyền đai, có thể làm việc khi có q tải đột ngột,
hiệu suất cao.
- Khơng địi hỏi phải căng xích, nên lực tác dụng lên trục và ổ nhỏ hơn.
- Kích thước bộ truyền nhỏ hơn bộ truyền đai nếu cùng cơng suất.
- Góc ơm khơng có ý nghĩa như bộ truyền đai nên có thể truyền cho nhiều bánh
xích bị dẫn.

Nhược điểm:
- Bản lề xích bị mịn nên gây tải trọng động, ồn.
- Có tỉ số truyền tức thời thay đổi, vận tốc tức thời của xích và bánh bị dẫn
thay đổi.
3.3.3. Bộ truyền bánh răng.
 Nguyên lý:
- Bộ truyền bánh răng thực hiện truyền chuyển động giữa hai trục với tỷ số truyền
xác định nhờ vào sự ăn khớp của các răng trên bánh răng.
- Có thể truyền chuyển động giữa các trục song song, cắt nhau, chéo nhau hay biến
đổi chuyển động quay thành tịnh tiến.
 Phân loại:
+ Theo sự phân bố giữa các trục:
Truyền động giữa các trục song song: bánh răng trụ.
- Truyền động giữa các trục cắt nhau: bánh răng côn.
- Truyền động giữa hai trục chéo nhau: bánh răng côn xoắn, trụ xoắn.
+ Theo sự phân bố giữa các răng trên bánh răng
- Bộ truyền ăn khớp ngoài.
- Bộ truyền ăn khớp trong.


 Ưu nhược điểm:
o Ưu điểm:
-

Kích thước nhỏ, khả năng tải lớn.
Tỉ số truyền khơng đổi do khơng có hiện tượng trơn trượt.
Hiệu suất cao
Khả năng làm việc với vận tốc lớn, công suất cao.
Tuổi thọ cao
o Nhược điểm:

-

Chế tạo phức tạp
Địi hỏi chính xác cao
ổn định vận tốc lớn

3.3.4. Tính tốn bộ truyền đai từ puli động cơ đến puli trống tách
• Chọn loại đai.
Ta chọn loại đai hình thang vì có sức bền và tính đàn hồi cao, ít chịu ảnh
hưởng của nhiệt độ và độ ẩm. Giả thiết vận tốc của đai v > 5 m/s, có
thể dùng được 2 loại đai A và ( Bảng 5-11 Trang 92 – TL[3]). Ta
chọn phương án đai B
−

Tiết diện đai: B

−

Kích thước tiết diện đai a x h: 17 x 10,5


−

Diện tích tiết diện F(mm2): 138

• Định đường kính bánh đai nhỏ.
Định đường kính bánh đai nhỏ: D1
(mm) = 70 Kiểm nghiệm vận tốc đai:
υ=

π .D1.ndc 3,14.70.1450
=
= 5,3
60.1000
60.1000

V=5,3 m/s. < vmax = (30 ữ 35) m/s.
ã Tớnh ng kớnh bỏnh đai lớn.
D2 =

ndc
1450
(1 − ξ ).D1 =
(1 − 0, 02).70 = 153, 74( mm
ntr
647

với = 0,02 hệ số trượt đai thang.
Lấy theo tiêu chuẩn : D2 (mm) = 150 ( Bảng 5-15 Trang 93 –
TL[3]) Số vòng quay thực của trục bị dẫn n2’ :
n2' = (1 − 0, 02).1450.

D2
70
= (1 − 0, 020.1450.
= 663,1(v / ph)
D1
150

• Chọn sơ bộ khoảng cách trục:
Ta chọn A = 720 mm.
• Tính chiều dài đai L theo khoảng cách trục A sơ bộ:
( D2 − D1 ) 2
π
L = 2. A + ( D1 + D2 ) +
2
4. A

π
(150 − 70) 2
L = 2.720 + (150 + 70) +
= 1787, 79mm
2
4.720

Lấy L theo tiêu chuẩn: L = 1780 mm ( Bảng 5-12 Trang 92 – TL[3]) Chọn đai loại B72
Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ: Số vòng quay trong

u=

v 5.3.103
=
= 2,98 ≤ umax = 10
L
1780

Vậy L=1780 mm thỏa mãn điều kiện
• Xác định chính xác khoảng cách trục A theo chiều dài đai đã lấy
theo tiêu chuẩn.

1


2 L − π ( D1 + D2 ) +  2 L − π ( D1 + D2 ) 2 − 8( D1 + D2 ) 2 


A=
8


1


2.1780 − π (150 + 70) +  2.1780 − π ( 150 + 70 ) 2 − 8(150 + 70) 2 


A=
= 716m
8

Vậy A = 716 mm
Khoảng cách nhỏ nhất cần thiết để mắc đai: Amin = A - 0,015L = 689 (mm)
Khoảng cách lớn nhất để tạo lực căng : Amax = A + 0,03L = 769 (mm)
• Xác định số đai cần thiết
Chọn ứng suất căng ban đầu 1,2N / mm2 ,theo bảng 5-17, trang 95TL[3] ta được ứng suất có cho phép [ ]o = 1,51 N/mm2
Các hệ số :
Tra bảng 5.6 (TL3): Ct = 1
Tra bảng 5.18 (TL3): Cα = 0,98
Tra bảng 5.19 (TL3): Cv = 1,04
Số đai tính theo cơng thức :

Z≥

1000 N
1000.1, 27
=
= 1,12
5,3.1, 51.0, 98.1, 04.138
V .Ct .Cα .Cυ .F σ p 
o

Lấy số đai: Z = 2
• Định các kích thước chủ yếu của bánh đai.
Các kích thước t, S, h0 tra theo bảng 10-3 ( TL1 ): t = 20; S = 12,5; h0 = 5.
Chiều rộng bánh đai (công thức 5.23-TL3
B = (Z-1).t + 2S = (2-1).20 + 2.12,5 = 45 mm
Đường kính ngồi cùng của bánh đai: (cơng thức 5.24-TL[3])
Bánh dẫn:
Dn1 = D1 + 2h0 = 70+ 2. 5 = 80 mm
Bánh bị dẫn:
Dn2 = D2 + 2h0 = 150+ 2.5 = 160 mm
• Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục.
Tính lực căng ban đầu

( công thức 5.25-TL[3]):

=1,2.138 = 165,6 N
Lực tác dụng lên trục R ( công thức 5.26-TL[3]):
R = 3 Zsin = 3.165,6.2. sin = 992 N
3.4. Tính, chọn trục, then, gối đỡ cho trục trống tách.

3.4.1 Tính tốn thiết kế trục trống tách.
• Chọn vật liệu.
Chọn vật liệu: thép CT5 không nhiệt luyện để chế tạo trục.
Thép CT5 (đường kính phơi <100mm): σbk = 550 N/mm2
σch = 280 N/mm2
• Tính sơ bộ trục.
Ta có :
d ≥ C. 3

N
(mm)
n

Trong đó :
d – đường kính trục (mm).
N – cơng suất truyền (kw), N=1.27 kW
n – số vịng quay trong một phút của
trục(v/ph).n=647 (v/ph) C – hệ số tính tốn (130 ÷
110). Chọn C = 130.
Tính sơ bộ trục trống tách:
≥ C. 3

N
1, 27
= 130. 3
= 16, 2(mm)
n
647

d
Tính gần đúng khoảng cách trục
Với Rđ1 = 992 N
P=150 N
Ta chọn khoảng cách trục như hình

Tính phản lực ở các gối trục :


∑mAy = (Rđ1 ).118– RBy.892 – 345,5.P = 0
RBy =

( Rd 1 ) = ( 992 ) .118 − 446.150 = 56 N
840

892

RAy = − Rd − RBy − P = − ( 992 ) − 56 − 150 = −1198 N

Vì khơng có ngoại lực tác dụng lên trục theo phương x nên ta khơng tính Mux cho trục
này .
Tính momen uốn tại tiết diện nguy hiểm :
Xét tiết diện tại vị trí gối đỡ : tiết diện m-m. Muy = Rđ.118 = 992.118= 117056(N.mm)
M u = M 2uy + M 2ux = M 2uy = 117056( N .mm)

Tính đường kính trục tại tiết diện này theo cơng thức :
d≥

3

M td
(mm
0,1[ σ ]

M td = M u2 + 0, 75.M x2

9,55.106.1, 27
Mx =
= 18746( N .mm)
647
M td = M u2 + 0, 75.M x2 = 1170562 + 0, 75.18746 2 = 118176( N .mm)

[ σ ] = 70 N / mm
d≥

3

118176
= 25, 6mm
0,1.70

Đường kính ngõng trục lắp ổ lấy d=25 mm, chọn đường kính của tiết diện lắp
bánh đai lấy bằng 20 mm, chọn đường kính của tiết diện trống tách lấy d=32 mm,
chọn đường kính tiết diện lắp mặt bích lấy d=30
Bảng 14P (TL[3]) chọn ổ lăn cỡ trung d = 25 mm, D = 62 mm, B = 17mm.
Chiều dài trục: L = 840 mm.
• Tính chính xác trục
Xét tiết diện tại A
Theo công thức (7-5), TL[3]
n=

nσ .nτ
nσ2 + nτ2

≥ [ n]


Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kỳ đối xứng
σ a = σ max = σ min =

Mu
;
W

σm = 0
nσ =

Vậy:

σ −1
kσ
.σ
ε0 a

Bộ truyền làm việc 1 chiều nên ứng suất tiếp xoắn biến đổi theo chu kỳ mạch động .
τa =τm =

τ max M x
=
2

2Wo

Vậy:
Giới hạn mỏi uốn và xoắn
σ −1 = 0, 45.σ b = 0, 45.550 = 250 N / mm

τ −1 = 0, 25.σ b = 0, 25.550 = 138 N / mm2

σa =

Mu
W

M u = 117056 N .mm

σa =

M u 117056
=
= 77 N / mm 2
W
1520

τa =τm =

Mu
2.Wo

π .d 3 π .253
=

= 3054mm3
16
16
M x = 18746 N .mm
Wo =

τa =τm =

Mx
18746
=
= 3, 06 N / mm 2
2.Wo 2.3054

Chọn hệ sốσ và υτ theo vật liệu ,đối với thép Cacbon trung bình σ =0,1, τ =
0,05 Hệ số tăng bền β=1
Chọn các hệ số K σ,Kτ,εσvà ετ :
Theo bảng 7-4 TL[3] ,lấy εσ =0,89 ;ετ =0,8
Theo bảng 7-8 TL[3] ,tập trung ứng suất do rãnh then Kσ= 1.63; Kτ=1.5
Tỷ số:

Kσ 1, 63
=
= 1,83
ε σ 0,89


Kτ 1,5
=
= 1,88

ετ 0,8

Tập trung ứng suất do lắp căng,với kiểu lắp ta chọn T3 áp suất sinh ra trên bề mặt
ghép ≥30N/mm2.Tra bảng 7-10,TL3 ta có:
Kσ
= 2,35
εσ
Kτ
K
= 1 + 0, 6( σ − 1)
ετ
εσ
Kτ
K
= 1 + 0, 6( σ − 1) = 1 + 0, 6(1,83 − 1) = 1,5
ετ
εσ

Thay các trị số ta tìm được vào cơng thức tính nσ và nτ:
nσ =

nσ =

138
= 29,1
1,5.3, 06 + 0,05.3, 06

n=

Hệ số an toàn cho phép

250
= 2, 75
1,83.49, 6

2, 75.29,1
2, 752 + 29,12

= 2, 73

[ n ] ≥ 1,5 . Vậy trục thỏa mãn điều kiện

3.4.2. Tính chọn then
Để cố định bánh đai theo phương phapstuyeens, nói cách khác là để truyền momen
và chuyển động từ trục đến bánh đai hoạc ngược lại ta dùng then.
Theo đường kính trục để lắp then: d=20 mm. Ta chọn then bằng. Tra bảng 7-23
[TL3] ta có:

B=6; h=6; t=3,5; t1=2,6; k=2,9; l=0,8.lm=0,8.45=36
Kiểm nghiệm sức bên dập theo công thức 7-12 [TL3]:
σd =

2M x
< [σ ]d ( N / mm 2 )
dkl


2
tra bảng [σ ]d = 150( N / mm )

σd =

2.18746
= 14, 4( N / mm 2 ) < [σ ]d ( N / mm 2 )
25.2,9.36

Kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức 7-12 [TL3]:
2M x
< [τ ]c ( N / mm 2 )
dbl
2
Tra bảng 7-21 [TL3]: [τ ]c = 120( N / mm )
2.18746
τc =
= 7 < [τ ]c
25.6.36

τc =

3.4.3. Chọn gối đỡ
Trục trống tách có lực dọc trục rất nhỏ nên ta bỏ qua lực dọc trục chọn ổ bi đỡ
tra bảng 17P ứng với d=25mm ta có đường kính ngồi ổ D=62mm bề dộng B=17