Đồ án điện tử tự động hóa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HUẾ
KHOA CƠ KHÍ VÀ CƠNG NGHỆ

THUYẾT MINH
ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA
TÊN ĐỒ ÁN:
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
NHIỆT ĐỘ CHO LỊ SẤY

Sinh viên thực hiện

: Tơn Thất Minh Hồng
: Trần Duy Chung

Lớp

: Kỹ Thuật Cơ Điện Tử K52

Giáo viên hướng dẫn : TS. Phạm Việt Hùng
Bộ môn GVHD

: Kỹ thuật hạ tầng đơ thị

Thừa Thiên Huế

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HUẾ

Khoa Cơ khí và Cơng nghệ

1

KHOA CƠ KHÍ VÀ CƠNG
NGHỆ
BỘ MƠN KTĐK VÀ TĐH
-------------------

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
--------------------Thừa Thiên Huế, ngày … tháng …
năm 2021

BẢN GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN
Họ và tên sinh viên: TÔN THẤT MINH HOÀNG
: TRẦN DUY CHUNG
Lớp: KỸ THUẬT CƠ –ĐIỆN TỬ K52
Giáo viên hướng dẫn: TS. PHẠM VIỆT HÙNG
Bộ môn GVHD: Kỹ thuật hạ tầng đô thị - Trường Đại họcNông
Lâm, Đại học Huế.
I. ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT
ĐỘ CHO LÒ SẤY
II. NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI:

1. Đặt vấn đề
2. Mô tả ý tưởng
3. Mô tả chi tiết máy
4. Nghiên cứu và mô tả chi tiết máy
5. Mục đích của thiết kế máy sản xuất than biochar
6. Kết luận và kiến nghị

Trưởng bộ môn

Giáo viên hướng dẫn
viên thực hiện

Sinh

2


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM
HUẾ
KHOA CƠ KHÍ VÀ CƠNG
NGHỆ
BỘ MƠN KTĐK VÀ TĐH
-------------------

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
--------------------Thừa Thiên Huế, ngày … tháng …
năm 2021

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
HỌC PHẦN ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ -TỰ ĐỘNG HÓA
Họ và tên sinh viên : TƠN THẤT MINH HỒNG
: TRẦN DUY CHUNG
Lớp: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ K52
MSSV: 18L1041022 – 18L1041004
Tên đồ án: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT

ĐỘ CHO LÒ SẤY
Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: TS. PHẠM VIỆT HÙNG
Bộ môn GVHD: Kỹ thuật hạ tầng đô thị
Nhận xét của Giáo viên hướng dẫn:
- Hình thức của đồ án:
- Thái độ của sinh viên:
- Tiến độ thực hiện:
- Nhận xét:
- Nội dung thực hiện theo yêu cầu đề tài (%), độ khó của đề tài:

Giáo viên
hướng dẫn
3


(ký ghi rõ
họ và tên)

KHOA CƠ KHÍ VÀ CƠNG
NGHỆ
BỘ MƠN KTĐK VÀ TĐH
-------------------

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
--------------------Thừa Thiên Huế, ngày … tháng …
năm 2021
PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MƠN HỌC

Họ tên sinh viên: Tơn Thất Minh Hồng - Trần Duy Chung
Mã số sinh viên : 18L1041022 – 18L1041004
Họ tên Giáo viên hướng dẫn: TS. Phạm Việt Hùng
Bộ môn GVHD: Kỹ thuật hạ tầng đô thị
Tên đồ án: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT
ĐỘ CHO LÒ SẤY
Tuần Ngày/thá
ng
lễ

Khối lượng
Đã thực hiện (%)

Tiếp tục thực hiện
(%)

GVH
D ký
tên

1
2

3

Duyệt lần 1: Đánh giá khối lượng hoàn thành
_____ % :
Được tiếp tục làm ĐA
hiện ĐA

Không tiếp tục thực

4
5
6

4


Duyệt lần 2: Đánh giá khối lượng hoàn thành
_____ % :

7

Được tiếp tục làm ĐA
hiện ĐA

Không tiếp tục thực

8
9
10

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG
LÂM HUẾ
KHOA CƠ KHÍ VÀ CƠNG
NGHỆ
-------------------

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
---------------------

Thừa Thiên Huế, ngày … tháng …
năm 2021
PHIẾU CHẤM ĐIỂM
BẢO VỆ ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ -TỰ ĐỘNG HÓA

1. Họ và tên sinh viên: Tơn Thất Minh Hồng
Trần Duy Chung
2. Lớp: Kỹ thuật cơ – điện tử k52 Khóa học: 2020-2021
3. Ngành: Kỹ thuật cơ điện tử
4. Tên đồ án: Nghiên cứu và thiết kế hệ thống điều khiển nhiệt
độ cho lò sấy
5. Phần đánh giá và cho điểm của Thành viên Hội đồng
TT

Các chi tiết đánh giá

Điểm
tối đa

1

Nội dung thực hiện tốt theo yêu cầu đồ án (thực
hiện nội

5.0

2

dung đầy đủ, kết quả tính tốn đúng, …)
Hình thức (trình bày báo cáo đẹp, theo quy định;
trình bày

2.0

Điể
m
đánh

trước Hội đồng đủ, gọn, đúng giờ, lưu loát,…)
5


3

Trả lời các câu hỏi của thành viên Hội đồng

2.0

4

Nắm vững những vấn đề liên quan nội dung đồ
án (cơ sở lý

1.0

thuyết và các ứng dụng thực tiễn, …)
Tổng

số:
6. Các nhận xét và đề nghị, câu hỏi phản biện:

10.0

....................................................................................................................
....................................................................................................................
................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
................................................................
Thành viên Hội đồng
(Ký và ghi rõ họ tên)

6


LỜI NĨI ĐẦU
Tự động hóa là một ngành cơng nghệ hoạt động dựa trên ứng
dụng các kỹ thuật cơ khí hiện đại, điều khiển tự động và các phần
mềm máy tính để vận hành và điều khiển tự động tồn bộ q
trình sản xuất.
Đây là cơng việc được nhiều người xem là nhàm chán do cứ làm
đi làm lại một quy trình sản xuất. Liệu đó có phải tất cả? Không
hẳn là như vậy đâu! Công việc này không chỉ đứng máy làm đi
làm lại một công việc mà một kỹ sư tự động hóa cịn phải quản lý
vận hành các thiết bị tự động của một dây chuyền sản xuất như:

nhà máy sản xuất xi măng, nhà máy sản xuất bia...
Một kỹ sư tự động hóa phải đảm bảo thực tập tự động hóa các
nhiệm vụ như theo dõi các hệ thống điều khiển, phát hiện những
sai sót của hệ thống để khắc phục kịp thời sao cho hệ thống hồn
thiện nhất, thêm vào đó họ cịn phải vận hành, bảo dưỡng, bảo trì
hệ thống điều khiển tự động,...
Được sự phân công của bộ môn, em thực hiện đồ án “ Điện tử tự động hóa” để ơn lại kiến thức và tổng hợp kiến thức đã học vào
một hệ thống điều khiển hồn chỉnh. Tuy nhiên, vì trình độ và khả
năng có hạn nên chắc chắn có nhiều sai sót, rất mong nhận được
những nhận xét quý báu của thầy, cô trong bộ môn để bài báo cáo
của em được hồn thiện hơn.
Với kiến thức cịn hạn hẹp, vì vậy thiếu sót là điều khơng thể
tránh khỏi, em rất mong nhận được ý kiến từ thầy cô và các bạn.
Em chân thành cảm ơn thầy TS. Phạm Việt Hùng và các thầy cơ
trong khoa CƠ KHÍ và CƠNG NGHỆ đã giúp đỡ em rất nhiều
trong quá trình thực hiện đồ án.

7


Chương I: Đặt vấn đề
Việt Nam vẫn là một nước nơng nghiệp với những thành tựu có
được theo bảng thống kê sản xuất hai loại lương thực chính ở Việt
Nam 2005, sản lượng lúa là 35,8 triệu tấn và cây ngơ đạt 3,76 triệu
tấn. Cịn về chăn ni thì theo kết quả điều tra chăn nuôi của tổng cục
thống kê, tại thời điểm 10/2012, nước ta có hơn 5 triệu con bò, 2,6
triệu con trâu, 26,5 triệu con lợn cùng hơn 308,5 triệu con gia cầm. Sự
phát triển về sản lượng lương thực và số lượng đàn gia súc cũng đồng
nghĩa với sự tăng của phế phẩm và chất thải. Theo Báo Nông Nghiệp
Việt Nam ngày 05/03/2012, hoạt động sản xuất nông nghiệp phát thải

trên 84,5 triệu tấn chất thải từ trồng trọt, 82,5 triệu tấn chất thải từ
chăn nuôi trong đó chiếm 80% chất thải chăn ni và 90% chất thải
trồng trọt chưa qua xử lý. Cách xử lý phế phụ phẩm sau thu hoạch của
bà con nông dân thường là đốt tại ruộng phát thải ra một lượng lớn khí
nhà kính gây ơ nhiễm mơi trường khơng khí nặng nề, đối với các chất
thải như phân gia súc thường được xả thẳng xuống sao hồ kênh rạch
dẫn đến gây ô nhiễm môi trường nước vô cùng nghiêm trọng.
Biochar được biết đến là sản phẩm từ quá trình đốt nóng bằng nhiệt
độ sinh khối hữu cơ trong điều kiện hiếm khí. Biochar được sử dụng
rộng rãi trong vai trị là một loại phân bón, một chất cải thiện cấu trúc
đất tạo điều kiện thích hợp cho cây trồng phát triển và tăng năng suất.
Từ quá trình sản xuất đến quá trình áp dụng biochar vào đất cũng
tương đối đơn giản và dễ làm đối với bà con nông dân. Hiện nay trên
thế giới có rất nhiều cách và thiết bị để sản xuất biochar khác nhau,
nhưng trong mơ hình đề xuất này tác giả đưa ra một mơ hình sản xuất
biochar với mục tiêu vừa tạo ra biochar vừa thu được một nguồn năng
lượng sạch cho hoạt động sinh hoạt đun nấu hàng ngày của người dân.
Từ đó, chọn đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển nhiệt
độ cho lò sấy để giúp cho cuộc sống của người dân được cải thiện hơn
vầ giúp ích nhiều hơn trong ngành nông nghiệp của nước ta.

8


Chương 2: Mơ tả ý tưởng

Hình 2.1 Mơ hình ứng dụng sản biochar từ các sinh khối

2.1. Nguyên liệu đầu vào:
Bên cạnh những sản lượng lớn thu được sẽ là một lượng lớn chất

thải từ nơng nghiệp, có thể kể đến như các chất sinh khối, phế phụ
phẩm nông nghiệp, chất thải rắn ngành chăn nuôi. Theo báo cáo của
Cục Chăn nuôi, hàng năm đàn vật nuôi thải ra 80 triệu tấn chất thải
rắn, vài chục tỷ khối chất thải lỏng và hàng trăm triệu tấn chất thải khí
và lượng chất thải từ phế phụ phẩm nông nghiệp đạt mức 84,5 triệu
tấn, đó vừa là mối nguy hại cho mơi trường vừa là nguồn sinh khối
hữu cơ dồi dào có thể sử dụng để sản xuất Biochar.

2.2. Mơ hình máy sản xuất biochar:
Do có sự thiếu tốn về tài chính và thiếu thốn về điều kiện sản xuất
nên chúng em đành phải tạm thời dừng lại ở việc thiết kế lò sản xuất
biochar. Thiết kế lò của dựa trên những sản phẩm bếp thân thiện môi
trường hiện giờ và tác giả đã cải tiến cho phù hợp với mục đích sản
xuất biochar.
9


Hình 2.2. Mơ hình máy sản xuất Biochar
Chú thích:
1. Các vật liệu sinh khối như vỏ trấu, rơm, củi,...
2. Phểu để nạp vật liệu sinh khối
3. Động cơ
4. Trục vít động cơ
5. Lò phản ứng nhiệt bằng điện theo tầng nhiệt độ
6. Của thốt khí tạo gas
7. Vỏ làm mát than có chứa nước và bộ phận xáy khơ sản phẩm than
biochar
8. Cửa lấy sản phẩm biochar

10

Chương 3: Mô tả chi tiết máy
3.1. Các vật liệu sinh khối:
Sinh khối là dạng vật liệu sinh học từ sự sống, hay gần đây là sinh
vật sống, đa số là các cây trồng hay vật liệu có nguồn gốc từ thực
vật. Được xem là nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng sinh khối có
thể dùng trực tiếp, gián tiếp một lần hay chuyển thành dạng năng
lượng khác như nhiên liệu sinh học. Sinh khối có thể chuyển
thành năng lượng theo ba cách: chuyển đổi nhiệt, chuyển đổi hóa học,
và chuyển đổi sinh hóa.
Về mặt lịch sử, con người đã khai thác các sản phẩm có nguồn gốc
từ năng lượng sinh khối khi họ bắt đầu dùng củi và cỏ khơ để
nhóm lửa sưởi ấm. Ngày nay, thuật ngữ này có thể hiểu theo hai nghĩa.
Nghĩa thứ nhất, sinh khối là vật liệu cây trồng dùng để tạo ra điện
năng (dùng turbin hơi hoặc nén khí), hoặc tạo ra nhiệt (thơng qua việc
đốt trực tiếp).
Đốt sinh khối có nguồn gốc từ thực vật thải ra CO2, nhưng nó vẫn
được phân loại là nguồn năng lượng tái tạo trong khuôn khổ pháp lý
của Liên minh Châu Âu và Liên Hiệp Quốc vì quá trình quang
hợp chu kỳ CO2 trở lại cây trồng mới. Trong một số trường hợp, việc
tái chế CO2 này từ thực vật vào khí quyển và trở lại thực vật thậm chí
có thể là CO2 âm, vì một phần tương đối lớn CO2 được chuyển đến
đất trong mỗi chu kỳ.
Xử lý sinh khối đã tăng lên trong các nhà máy điện than, vì nó có
thể thải ra ít CO2 hơn mà khơng tốn kém chi phí xây dựng cơ sở hạ
tầng mới. Tuy nhiên, đồng đốt không phải là khơng có vấn đề, thường
thì việc nâng cấp sinh khối là có lợi nhất. Việc nâng cấp lên nhiên liệu
cấp cao hơn có thể được thực hiện bằng các phương pháp khác nhau,
được phân loại rộng rãi là nhiệt, hóa học hoặc sinh hóa.

11


3.2. Phểu để nạp vật liệu sinh khối:
Phễu là một ống hoặc đường ống rộng ở phía trên và hẹp ở phía
dưới, dùng để dẫn chất lỏng hoặc bột vào một lỗ nhỏ. Phễu thường
được làm bằng thép không gỉ, nhôm, thủy tinh hoặc nhựa

3.3. Động cơ:
Motor là một thiết bị tạo ra chuyển động, như một động cơ, nó
thường được dùng để chỉ một động cơ điện hoặc một động cơ đốt
trong. Nó cũng có thể là:




Động cơ điện, một loại máy chuyển từ điện năng thành một
chuyển động cơ học.
AC motor, một động cơ điện xoay chiều.
Động cơ đồng bộ, một động cơ xoay chiều phân biệt bởi một
cánh quạt quay với cuộn dây nam châm qua với tỷ lệ giống như
xen kẽ hiện tại và kết quả từ lĩnh vực có ổ nó.

12




Cảm ứng vận động, cũng gọi là động cơ lồng sóc, một loại động

cơ khơng đồng bộ hiện ln phiên, nơi lực chính là cung cấp cho
các thiết bị quay bằng phương tiện cảm ứng điện từ.



DC Motor, một động cơ điện chạy trên điện hiện hành trực tiếp



Brushed DC động cơ điện, một nội bộ commutated động cơ điện
được thiết kế để chạy từ một nguồn năng lượng trực tiếp hiện hành



Brushless DC motor, một đồng bộ động cơ điện được cung cấp
bởi điện hiện hành trực tiếp và có một hệ thống điều khiển điện tử
đổi lẩn nhau, thay vì một hệ thống cơ khí đổi lẩn nhau dựa trên bàn
chải.

Động cơ điện, một loại động cơ điện dựa trên việc thu hút và repulsion
phí điện Servo, một động cơ điện là điều hành một servo, thường được
sử dụng trong robotics Nội bộ quạt làm mát bằng động cơ điện, một
động cơ điện có nghĩa là tự do quạt làm mát bằng một, thường được
sử dụng cho động cơ với mật độ năng lượng cao

13


3.4. Lò phản ứng nhiệt bằng điện theo tầng nhiệt độ:
Nhiệt độ buồng nhiệt độ là một quá trình nhiệt từ điện trở ở 3 phần

nhất định để chuyển nguyên liệu sinh khối đi qua tầng phần theo tầng
nhiệt độ điện trở khác nhau tạo thành than sinh học bao gồm than trấu,
than củi và các sản phẩm khác như dầu sinh học và khí gas nung ở
nhiệt độ trung bình từ 450 -500° C trong điều kiện khơng có oxy.

3.5. Trục vít động cơ:
Trục vít là một thiết bị truyền động cơ học tuyến tính được chuyển
đổi từ chuyển động quay sang chuyển động tuyến tính với ma sát rất
ít. Trục vít được sử dụng với các đai ốc bi hoạt động như một ốc vít
chính xác.

3.6. Cửa thốt khí gas:
Cửa thốt khí gas dùng là một lỗ thốt khí trong q trình buồng
đốt gia nhiệt ở trạng thái hiếm khí thốt ra cửa này tạo thành khí gas.
Khí gas này được dùng để phục vụ cho đời sống sinh hoạt của mọi
người.

3.7.
Vỏ làm mát than có chứa nước và bộ
phận sấy khô sản phẩm than biochar:
Vỏ làm mát than có chứa nước được hoạt động khi
q trình vật liệu sinh khối đi qua buồng đốt gia nhiệt
tạo thành than và đi qua bộ phận làm mát than tạo ra
than ướt.
Bộ phận xáy khơ khi q trình tạo than ướt đi qua bộ
phận xáy khô sẽ hoạt động và làm khô sản phẩm để tạo
ra được than khô.

3.8. Sản phẩm than biochar:
Than sinh học (biochar) được sản xuất từ bất kỳ vật liệu thực vật

nào (ví dụ như cành cây, vỏ trấu, rơm) có hàm lượng carbon cao. Nó
được tạo ra bởi quá trình nhiệt phân – nghĩa là được đốt trong buồng
chứa có lượng oxy hạn chế. Việc sản xuất than sinh học có thể thực
14


hiện bằng cách ủ trong các đống đất theo kiểu truyền thống, hoặc hiệu
quả hơn trong các thùng kim loại hoặc trong các hệ thống nhiệt phân
được thiết kế đặc biệt . Khi bị đốt nóng, các chất khơ của cây bắt đầu
tạo ra khí tổng hợp dễ cháy (hỗn hợp hydro và carbon monoxide), có
thể vận chuyển được nhằm duy trì lượng nhiệt cần thiết để làm giảm
tối đa diện tích bề mặt sản phẩm cuối cùng. Biochar có diện tích bề
mặt rất lớn và có khả năng trao đổi cation cao, do đó nó có khả năng
lưu giữ các chất dinh dưỡng của thực vật như N+, K+, Ca+ vv.
Tính chất xốp của vật liệu cũng có nghĩa là nó chứa được nước và
khơng khí. Do đó nó cung cấp tất cả các nhu cầu chính cho sự tồn tại
của vi sinh vật trong đất, đóng một vai trị quan trọng trong dinh
dưỡng thực vật. Biochar có thể giúp cải thiện các loại đất có độ màu
mỡ thấp. Đất màu mỡ với hàm lượng chất hữu cơ cao có diện tích bề
mặt lớn chứa nhiều vi khuẩn, các chất dinh dưỡng và các phân tử
nước. Khi chất hữu cơ giảm, đất bị mất đi tính chất này, do đó việc
đảo ngược quy trình này có thể giúp đất đai trở nên màu mỡ hơn.
Biochar cũng rất ổn định vì vậy nó trở thành một thành phần tồn
tại lâu dài trong đất; các nghiên cứu khảo cổ học ở Amazon đã phát
hiện ra các trầm tích “đất đen” có tuổi trên 500 năm vẫn giữ được độ
màu mỡ.
Than sinh học là một chất cacbon ổn định được tạo ra từ quá trình
nhiệt phân sinh khối và được sử dụng làm chất cải tạo đất. Ứng dụng
than sinh học vào đất đã mang lại những lợi ích về mặt nơng học, bao
gồm cải thiện khả năng giữ nước. Tuy nhiên, các nghiên cứu còn hạn

chế đã xác định được vai trò của các biochars khác nhau trong việc
giữ nước cho đất, đặc biệt là khi đất khô hơn khả năng hiện trường.
Mục tiêu của nghiên cứu này là để điều tra tác động của chất độn
chuồng gia cầm và máy băm dăm gỗ, được áp dụng ở các tỷ lệ khác
nhau (ví dụ: 0,5 và 10 Mg. Ha-1 được kết hợp ở độ sâu 10 cm) đối với
đất mùn, trên mối quan hệ giữa tiềm năng nước trong đất và hàm
lượng nước trong một loạt các điều kiện độ ẩm. Dựa trên phân tích
phương sai, mối quan hệ giữa tiềm năng nước và hàm lượng nước là
khác nhau (P).
15


Chương 4: Nghiên cứu và mô phỏng máy chế tạo máy
4.1. Nghiên cứu về động cơ và vòng quay trục:
4.1.1. Chọn động cơ cho máy:
Muốn chọn được động cơ phù hợp, ta phải có dữ liệu
đầu vào: mơ-men xoắn của trục dẫn động cuối cùng,
hiệu suất truyền, chế độ làm việc và loại động cơ ta sử
dụng:
Bước 1. Tính mơ-men xoắn của trục dẫn động cuối
cùng:
Tuỳ vào đặc thù của mỗi cơ hệ, ta có thể tính được
giá trị này
mơmen = lực * tay đòn
Đơn vị: lực (N); tay đòn (mm); mơ-men (Nmm)
Bước 2. Hiệu suất truyền: phải có (hoặc giả sử có) 1
hệ thống giảm tốc với n cặp truyền, m cặp ổ. Ta sẽ có
hiệu suất = tích các hiệu suất thành phần. Để chọn đơn
giản, nếu bộ truyền khơng sử dụng loại trục vít - bánh
vít, ta có thể chọn hiệu suất = 1 giá trị (0.7-0.9) để tính

tốn. Một số hiệu suất: trục vít - bánh vít: 0.6-0.72;
bánh răng thẳng: 0.9-0.95; bánh răng cơn: 0.92-0.95,
vịng bi: 0.99, bạc: 0.96-0.98
Bước 3. Chế độ làm việc liên quan đến tuổi thọ của
bộ giảm tốc và động cơ. Sau khi tính sơ bộ, phải chú ý
đến điều này để chọn loại động cơ hợp lý.

16


Bước 4. Chọn động cơ:
Cơng suất động cơ tính theo công thức:
P: công suất ĐC (KW)
T: mô-men xoắn trên trục ĐC (Nmm)
n: số vòng quay (v/ph)
- Nếu động cơ dùng loại 3 pha khơng đồng bộ thì áp
dụng ln cơng thức này.
- Nếu động cơ dùng loại khác thì ta phải vẽ đặc tuyến
mômen/công suất để chọn điểm làm việc hợp lý.
Sau khi chọn được 1 động cơ cụ thể, ta tính ngược lại
để chuẩn xác các thơng số của hệ thống truyền động.
* Cách vẽ đặc tuyến mô-men/công suất bằng thực
nghiệm:
- Dụng cụ: động cơ thử, máy đo tốc độ, hộp giảm tốc
mẫu, đồng hồ bấm giây, ròng rọc, tải trọng (sắt, bê
tơng),
cân,
đồng
hồ
đo

áp,
dịng.
- Cách thử: lắp ĐC vào hộp giảm tốc mẫu, buộc dây
vào đầu ra của giảm tốc. Đầu kia cho qua ròng rọc và
treo vật nặng. Thay đổi khối lượng vật nặng, ta đo các
thông số, vẽ đồ thị là xong.

4.1.2. Chọn hộp giảm tốc:
Tốc độ hoạt động của động cơ khá nhanh nên ta cần phải giảm tốc
độ bằng cách dùng hộp giảm tốc để giảm tốc độ quay của trục vít.
*Nguyên lý của cách làm giảm tốc độ motor:
Cách giảm tốc độ motor là phương pháp dùng hệ thống bánh răng
truyền động khiến trục motor quay chậm lại, lúc này trục motor sẽ
phát ra lực momen lớn giúp tải khỏe hơn, làm được việc nặng hơn và
độ bền cao hơn.
Ta dùng cách làm giảm tốc độ quay của mô tơ bằng điều tốc cơ:
+ Ưu điểm là: nhiều dải tốc độ để lựa chọn, có thể giảm đi siêu
chậm, còn 1/ 10000 lần trên 1 phút
+ Nhược điểm: motor sẽ dài thêm ra thì cần thêm diện tích lắp đặt:
1000 - 200 vịng / phút
17


200 - 400 vòng / phút
100 - 20 vòng / phút
50 - 10 vòng / phút
10 - 5 vòng / phút

4.2. Nghiên cứu về trục vít động cơ:
Tính tốn thiết kế bộ truyền trục vít thực hiện theo trình tự. Thơng

số đầu vào: Cơng suất truyền P trên trục vít hoặc bánh vít (hoặc
mơmen xoắn T), vận tốc góc (hoặc số vòng quay và tỷ số truyền u),
điều kiện làm việc bộ truyền.
1.Xác định tỷ số truyền
2. Dự đoán vận tốc trượt theo cơng thức:

Chọn vật liệu bánh vít, trục vít, phương pháp chế
tạo, nhiệt luyện, cấp chính xác.
3. Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép:
+ Bánh vít có răng chế tạo từ đồng thanh thiếc
Vật liệu này có giới hạn bền 300 b s < MPa , có độ
chống dính cao, ứng suất tiếp xúc cho phép được chọn
18


theo điều kiện chống tróc rỗ bề mặt và được xác định
theo cơng thức:
Trong đó,
: giới hạn bền kéo của vật liệu
: hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc trượt
: hệ số tuổi thọ
Hệ số (0,76 ÷ 0,9) được chọn theo chiều tăng độ rắn
của trục vít. Tích (0,76 ÷0,9) là ứng suất cho phép khi
Hệ số được xác định theo bảng sau:
Vận
tốc
trượt (,(m/s)



1

1,3
3

2

3

4

5

6

7

8

1,2
1

1,1
1

1,0
2

0,9
5

0,8
8

0,8
3

0,8

Hệ số tuổi thọ được xác định theo cơng thức sau:
Trong đó, : chu kỳ làm việc tương đương
với: , , số vòng quay trong một phút, mơmen xoắn
trên bánh vít và thời gian làm việc tính bằng giờ trong
chế độ làm việc thứ i.
: mơmen lớn nhất trong các giá trị
Nếu thì ta lấy chu kỳ.
+ Đối với răng của bánh vít chế tạo từ đồng thanh
không thiếc (> 300MPa ) và bằng gang, ứng suất tiếp
xúc cho phép được chọn theo điều kiện tránh dính, phụ
thuộc vào (m/s) và khơng phụ thuộc số chu kỳ ứng
suất:
( MPa )
+ Đối với bánh vít làm bằng gang
- Trục vít tơi tần số cao: ( MPa )
- Trục vít thường hóa: ( MPa )
Ứng suất tiếp xúc cho phép kiểm tra khi quá tải:
- Đồng thanh thiếc:
19

- Đồng thanh khơng thiếc:
- Gang:
trong đó: - giới hạn chảy;
- giới hạn bền uốn.
4. Xác định ứng suất uốn cho phép:
+ Đối với bánh vít bằng đồng thanh quay một chiều
Trong đó: , - giới hạn chảy và giới hạn bền của vật
liệu
- số chu kỳ tải trọng tương đương, xác định theo cơng
thức sau:
với: , ,- số vịng quay trong một phút, mơmen xoắn trên
bánh vít và thời gian làm việc tính bằng giờ trong chế
độ làm việc thứ i.
- mômen lớn nhất trong các giá trị 2i T .
Nếu thì ta lấy chu kỳ.
Nếu thì ta lấy .
+ Đối với bánh vít bằng gang
- Bánh vít quay một chiều:
với là giới hạn bền uốn vật liệu.
- Bánh vít quay hai chiều, ta nhân giá trị trên cho 0,8
Ứng suất uốn cho phép khi quá tải:
- Đối với đồng thanh:
- Đối với gang:
5. Chọn số mối ren theo tỷ số truyền u. Khi = 4 thì u =
8 ÷15 ; khi = 2 thì u =16 ÷30 ; khi =1 thì 80 u 30
Tỷ số truyền bộ truyền trục vít được chọn theo dãy
số tiêu chuẩn sau:
Dãy 1 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80
Dãy 2 9; 11,2; 14; 18; 22,4; 28; 35,5; 45; 56; 71
Tính = u (với 28 ). Tính lại tỷ số truyền u. Chọn hệ

số đường kính q theo tiêu chuẩn thỏa mãn điều kiện
(0,4 q / 0,22), thông thường chọn (q / » 0, 26).
20


6. Chọn sơ bộ theo cơng thức:
7. Tính khoảng cách trục w a theo độ bền tiếp xúc
theo cơng thức:
Tính mô đun m = và chọn m theo tiêu chuẩn:
Dãy 1 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5;
16; 20; 25
Dãy 2 1,5; 3; 3,5; 6; 7; 12
Sau đó tính tốn lại khoảng cách trục, nếu khoảng
cách trục không phải tiêu chuẩn hoặc số nguyên ta phải
tiến hành dịch chỉnh bánh vít. Nếu bộ truyền quay tay
thì ta tính mơ đun theo độ bền uốn bằng cơng thức:

8. Xác định các kích thước chính bộ truyền:
Trục vít
Thơng số hình học
Đường kính vịng chia
Đường kính vịng lăn
Đường kính vịng đỉnh
Đường kính vịng đáy
Góc xoắn ốc vít
Chiều dài phần cắt ren
trục vít

Cơng thức

Bánh vít
Đường kính vịng chia
Đường kính vịng đỉnh
Đường kính vịng đáy
Đường kính lớn nhất bánh
vit
Khoảng cách trục
21


Chiều rộng bánh vít
9. Kiểm nghiệm vận tốc trượt theo cơng thức:
- Hệ số tải trọng tính và cơng thức:
- Hiệu suất theo cơng thức:
Trong đó, : góc ma sát thay thế = arctg f ' với f ' là
hệ số ma sát thay thế.
Giá trị hệ số ma sát thay thế f ' phụ thuộc vào vận
tốc trượt, được xác định nếu vật liệu trục vít là thép và
bánh vít bằng đồng thanh có thiếc.
Hoặc f ' có thể xác định theo công thức gần đúng:
(cặp thép – đồng thanh)
Hoặc
(cặp thép – gang)
10. Nếu vật liệu bánh vít chế tạo từ đồng thanh có độ
rắn cao hoặc gang thì tính tốn lại giá trị ứng suất tiếp
xúc cho phép với vận tốc trượt vừa tìm được, giá trị vừa
tính không được nhỏ hơn 10% hoặc lớn hơn 5% giá trị
sơ bộ trên mục 3. Nếu không ta tiến hành tính tốn
thiết kế lại.
11. Xác định số răng tương đương bánh vít theo cơng

thức:
Chọn hệ số và kiểm nghiệm ứng suất uốn của bánh
vít theo cơng thức:
Thơng thường giá trị ứng suất uốn tính tốn nhỏ hơn
ứng suất uốn cho phép rất nhiều.
12. Kiểm nghiệm độ bền thân trục theo hệ số an tồn.
13. Tính tốn nhiệt theo cơng thức:
22


trong đó là nhiệt độ làm việc cho phép tùy vào loại dầu
bơi trơn, có giá trị lớn nhất .
14. Xác định giá trị các lực :

15. Kiểm tra độ bền uốn của trục theo cơng thức:
trong đó là tổng mômen uốn tương đương, xác định
theo công thức:
16. Kiểm tra độ cứng trục vít theo cơng thức:
trong đó, l : khoảng cách giữa hai ổ, sơ bộ có thể chọn l
= (0,9...1)
, - tải trọng hướng tâm và lực vòng tác dụng lên bộ
truyền
- mơmen qn tính tương đương mặt cắt trục vít, :
Giá trị độ võng cho phép [ f ] = (0,01÷ 0,005)m, với m
là mơđun trục vít. Nếu khơng thỏa mãn điều kiện trên
thì ta phải tăng hệ số đường kính q hoặc giảm khoảng
cách giữa các trục.

4.3. Nghiên cứu điều khiển nhiệt độ lò sấy:
Một lò phản ứng cố định đã được sử dụng để đánh giá ảnh hưởng

của các thơng số q trình nhiệt phân chậm đến năng suất than sinh
học từ trấu. Phương pháp của Taguchi được sử dụng cho mục đích như
vậy, trong đó bốn thơng số thay đổi theo ba cấp độ khác nhau: tốc độ
gia nhiệt (β) là 5, 10 và 20 ° C / phút; nhiệt độ (T) 300, 400 và 500 °
C; thời gian cư trú (t) của 3600, 5400 và 7200 s; khối lượng trấu (m)
23


125g, 250g và 500 g. ANOVA đã được sử dụng để xác minh ý nghĩa
thống kê của các thông số q trình. Các kỹ thuật hóa lý khác nhau đã
được thực hiện để đánh giá tiềm năng năng lượng của q trình chế
biến trấu thơng qua các q trình nhiệt hóa. Kết quả cho thấy năng
suất than sinh học cao nhất (37,71% trọng lượng) đạt được thông qua
các điều kiện thí nghiệm sau: 500 g sinh khối, β = 20 °C/phút, T = 300
°C, và t = 5400 s. Tuy nhiên, giá trị gia nhiệt cao nhất(HHV = 23,41
MJ / kg) thu được bằng cách sử dụng 125 g sinh khối, β = 10 °C /
phút, T = 500 °C, và t = 5400 s. Tuy nhiên, điều kiện tối ưu để có hàm
lượng cacbon cố định cao hơn (60,10% trọng lượng) là 500 g sinh
khối, β = 5 °C / phút, T = 500 °C và t = 7200 s. Nó cao hơn 49,05% so
với HHV đối với trấu thô.
Kết quả ANOVA cho thấy nhiệt độ là thông số quan trọng nhất đối
với quá trình nhiệt phân chậm. Hơn nữa, phương pháp của Taguchi đã
được áp dụng để xác định các mức độ của điều kiện thí nghiệm và tối
ưu hóa q trình. Đánh giá tỷ lệ năng lượng mang lại các giá trị nằm
trong khoảng từ 0,38 đến 1,77, điều này cho thấy rằng khả thi về mặt
kỹ thuật để thu được năng lượng thơng qua q trình nhiệt phân chậm
trấu.
Bộ điều chỉnh nhiệt độ là một loại máy, thiết bị được dùng để vận
hành, điều khiển các mức nhiệt độ ở trông một khoảng không gian và
thời gian nhất định.

Với những tính năng của mình nó sẽ giúp con người
chúng ta ln ln kiểm sốt được nhiệt độ và độ ẩm
trong mơi trường kín.
Hiện nay nó có khá nhiều tên gọi như: Bộ điều khiển
nhiệt kỹ thuật số, bộ cảm biến nhiệt độ, bộ điều khiển
nhiệt độ PID hay đồng hồ đo nhiệt độ…

24


Bộ điều khiển nhiệt độ lò sấy là một ứng dụng tiêu biểu
của bộ điều khiển nhiệt độ. Bên cạnh những ứng dụng
như:
Bộ điều khiển lò sấy gỗ,
Bộ điều khiển nhiệt độ lò điện trở,
Bộ điều khiển nhiệt độ lò nướng,
Hay bộ điều khiển nhiệt độ lò ấp…
Về cơ bản, mơ hình đều khiển này là ứng dụng chức
năng điều khiển vòng lặp hồi tiếp PID. Kết hợp với các
thiết bị thực thi như: cảm biến nhiệt độ, van điện từ,
điện trở sấy,…trên một hệ thống hoàn chỉnh.
Minh hoạ hoạt động của hệ thống điều khiển nhiệt độ:

25