Thiết kế máy ép than tổ ong.pdf

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ MÁY ÉP THAN TỔ ONG
Người hướng dẫn: TS. DƯƠNG MỘNG HÀ
Sinh viên thực hiện: TRẦN THÁI KIÊN
Đà Nẵng, 2018

D
U
T
-
L
R
C
C
Đồ án tốt nghiệp : Thiết kế máy ép than tổ ong
Sinh viên thực hiện: Trần Thái Kiên GVHD: TS. Dương Mộng Hà 1
LỜI NÓI ĐẦU
Đồ án tốt nghiệp là giai đoạn cuối cùng trong chương trình đào tạo kĩ sư của các
trường kĩ thuật .Qua đồ án này sinh viên vận dụng và tổng hợp tất cả kiến thức đi được
để giải quyết đề tài đã được giao.Có thể xem đây là kết quả đánh giá trình học tập của
sinh viên,chuẩn bị kiến thức thật tốt cho một tân kĩ sư ra trường .
Ngày nay khoa học và công nghệ trên thế giới phát triển nhanh và không ngừng
hoàn thiện ,không ngừng vươn tới một đỉnh cao mới ,trong đó có thành tựu cơ khí
trong sản xuất.Khẳng định được vai trò của ngành cơ khí trong chiến lược cơ khí hóa
tự động hóa đất nước là việc có ý nghĩa,tạo phát triển một ngành công nghiệp cơ khí
phát triển mạnh mẽ.Ở các nước phát triển nghành công nghệ chế tạo máy luôn được
quan tâm hàng đầu .Ở ta công nghệ cũng được đưa vào sản xuất .Nghiên cứu về sản
xuất than tổ ong của chúng ta,ta thấy từ sản xuất thủ công bằng lao động chân tay, con
người đã phát minh cải tiến ra máy ép than tổ ong ngày càng tiện lợi cho năng suất cao
hơn. Hiện nay nhu cầu sử dụng than tổ ong thay thế cho nhiên liệu khác rất cần thiết,
do đó cần cải tiến máy móc để phục nhu cầu đó.
Sau 5 năm học tại trường bằng những kiến thức đã học ,những kinh nghiệm của
thầy cô, và máy móc thực tế, sau 1 thời gian khảo sát tính toán ,tham khảo tài liệu và
sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo TS.Dƣơng Mộng Hà em đã hoàn thành đề tài Thiết
kế máy ép than tổ ong .Thực tế máy ép than tổ ong có nhiều loại mỗi loại đều có ưu
nhược điểm khác nhau. Với nền kinh tế hiện vẫn khó khăn của chúng ta thì tiêu chí sản
xuất và giá thành phải được ưu tiên .Do để đáp ứng tiêu chí trên em chọn kiểu máy ép
dùng tay quay –thanh truyền kết cấu dễ chế tạo và cho năng suất cao.
Trong quá trình làm đề tài không tránh khỏi sai sót,em mong nhận được ý kiến để
được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em cảm ơn thầy đã tận tình hướng dẫn ,sửa chữa để giúp em hoàn
thành đồ án này .
Ngày 19 Tháng 5 Năm 2018
Sinh viên thực hiện
Trần Thái Kiên

D
U
T
-
L
R
C
C
Chƣơng 1:KHÁI QUÁT VỀ NGÀNH THAN VIỆT NAM VÀ NHU CẦU
SỬ DỤNG
1.1.Giới thiệu ngành than Việt Nam.
Ngành than Việt Nam đã có lịch sử khai thác hơn 100 năm ,với 75 năm truyền
thống vẻ vang, từ cuộc bãi công ngày 12/11/1936 của hơn 3 vạn thợ mỏ đã giành được
thắng lợi rực rỡ đánh dấu mốc son chói lọi trong trang sử hào hùng của dân tộc.
Năm 1994 Thủ tướng chính phủ đã có quyết định thành lập Tổng công ty Than
Việt Nam mà sau này là Tập đoàn Công Nghiệp Than –Khoáng sản Việt Nam .Sự ra
đời đó như là điểm nhấn giúp nghành than trở nên mạnh mẽ , đóng vai trò trong nền
kinh tế .
Trong suốt chặng đường vừa qua,công nhân ,cán bộ Tập đoàn Công nghiệp Than
Khoáng sản Việt Nam đã liên tiếp hoàn thành toàn diện các chỉ tiêu kế hoạch các chỉ
tiêu kế hoạch năm sau cao hơn năm trước.
Hình 1.1.Khai thác và chế biến than ở Quảng Ninh.
Trong mỗi bước đi của mình,ngành Than – Khoáng sản Việt Nam luôn góp sức
vào công cuộc xây dựng phát triển nền kinh tế.Công nghiệp than không những đáp
ứng nhu cầu của nền kinh tế quốc dân mà còn dành một phần quan trọng để xuất khẩu,
bù lỗ cho thị trường nội địa và có tích lũy,đã bảo toàn và phát triển vốn kinh doanh.

D
U
T
-
L
R
C
C
Môi trường vùng mỏ,điều kiện làm việc từng bước được cải thiện, đời sống thợ mỏ
ngày càng ổn định và nâng cao.
Năm 2010,Tập đoàn Công nghiệp Than và Khoáng sản Việt Nam (TKV) đã sản
xuất 44,8 triệu tấn than và nhiều sản phẩm điện,cơ khí, dịch vụ khác,đạt tổng doanh
thu 69,9 ngàn tỷ đồng,lợi nhuận trên 6.000 tỷ đồng,thu nhập bình quân đạt 6,2 triệu
đồng/người/tháng.Như vậy việc khai thác khoáng sản không ngừng tăng doanh thu
nhưng việc khai thác phải đi đôi với bảo tồn và sử dụng hiệu quả (Hình 1.1).
Trong năm 2011, TKV hứa hẹn sẽ đạt và vượt mục tiêu tổng doanh thu trên
70.000 tỷ đồng, đây là con số có mức tăng khá cao so với năm 2010.Không những sản
xuất và kinh doanh tốt ở trong nước,thực hiện nghị quyết của Đảng và Nhà nước về
tăng cường hợp tác quốc tế,Vinacomin cũng đã mở rộng hợp tác quốc tế trong lĩnh vực
khoáng sản sang Lào,Campuchia, CHLB Nga.Tập đoàn cũng tích cực tìm kiếm nguồn
than để trong thời gian tới đây sẽ tiến hành nhập khẩu than phục vụ cho phát điện
trong nước.
Công tác thăm dò được tăng cường,phát hiện thêm nhiều tài nguyên mới,áp dụng
công nghệ mới vào sản xuất,vào đầu tư,rồi tổ chức hiệu quả nhiều phong trào thi đua,
tham gia tích cực các hoạt động xã hội tại các địa phương. Đây là những thành tích rất
cơ bản, bảo đảm cho sự phát triển ổn định và bền vững.
Thời gian tới,TKV sẽ đẩy mạnh thăm dò khoáng sản,đảm bảo tăng trữ lượng than
và khoáng sản khác,tiếp tục quản lý và khai thác nhiều dự án quan trọng,như Titan,sắt
Thạch Khê … Bên cạnh đó,Tập đoàn tiếp tục quan tâm đến công tác an toàn lao động,
ổn định việc làm đời sống cho người lao động,tăng cường công tác thi đua khen
thưởng và tiếp tục hoàn thiện,để năng cao hiệu quả hoạt động mô hình Tập đoàn mà
Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt trong thời gian vừa qua.
1.2.Tầm quan trọng của ngành than đối với kinh tế nƣớc nhà.
Chiến lược phát triển công nghiệp luôn giữ một vai trò trọng yếu trong việc phát
triển kinh tế xã hội của các Quốc gia phát triển vì tính đến thời điểm này,công nghiệp
đang giữ vai trò chủ đạo trong cơ cấu kinh tế.Đối với Việt Nam,xác định của Đảng
chính là chiến lược của 1 năm đầu thế kỷ XXI sẽ đẩy mạnh công nghiệp hóa –hiện đại
hóa đất nước,tạo nền tảng vững chắc để đưa Việt Nam trở thành một đất nước công
nghiệp hiện đại.Vì vậy,đã xây dựng một hệ thống các chính sách công nghiệp đúng
đắn sẽ là bàn đạp,công cụ hữu ích để chính phủ thực hiện mục tiêu phát triển của
ngành công nghiệp và toàn bộ nền kinh tế nước nhà.
Hơn nửa thế kỷ đã đi qua,để lại nhiều nốt thăng trầm trong lịch sử cách mạng
phát triển ngành than,đặc biệt hơn là thời kỳ bước vào công cuộc đổi mới đất nước.
Ngành Than đã phải đối mặt với vô vàng những khó khăn,thử thách. Than bị khai thác

D
U
T
-
L
R
C
C
trái phép,mọi người hùa nhau đi làm than thì đã nhưng cả những công ty,cơ quan cũng
đua nhau làm than,tranh mua tranh bán để kiếm lợi. Chính những điều đó đã làm cho
nguồn tài nguyên Thiên Nhiên và môi trường vùng mỏ bị hủy hoại nghiêm trọng.Tất
cả những sự việc trên nguyên nhân cũng là do thiết sự tổ chức và sự thống nhất trong
quản lý của bộ máy nhà nước đã đẩy các công ty Than chính thống vào thế phải thu
hẹp sản xuất khiến ngành Than lâm vào khủng hoảng, suy thoái nghiêm trọng.Việc
khai thác than phải hiệu quả và đem lại lợi ích cao (Hình 1.2).
Không thể để tình trạng này kéo dài thêm,ngày 10/10/1994,Thủ tướng chính phủ
đã có quyết định thành lập Tổng công ty Than Việt Nam với một mong muốn lập lại
trật tự trong khai thác,kinh doanh Than, thỏa mãn nhu cầu tiêu dùng than,giải quyết
việc làm cho người lao động.
Và chính những luận điểm trên đây đã cho thấy tầm quan trọng của ngành Than
đối với nền kinh tế nước nhà.Nó không chỉ làm tăng thêm GDP mà còn là nguồn thu
nhập cũng như tạo cho những người công nhân một công ăn việc làm ổn định với mức
thu nhập khá.
Hình 1.2: Khai thác và chế biến than.
1.2.1. Thuận lợi cơ bản của ngành than.
Sau năm 1975,ngành công nghiệp than Việt Nam cũng được Chính phủ ưu tiên
trong hợp tác kinh tế giữa Việt Nam và các nước thông qua các hiệp định thương mại,
các nghị định thư cấp chính phủ bằng các con đường nhập “thiết bị toàn bộ”,“thiết bị
lẻ”,“hỗ trợ kỹ thuật”,“đào tạo chuyên gia”... Hơn 80% năng lực sản xuất của ngành

D
U
T
-
L
R
C
C
than đã được hình thành và phát triển nhờ sự giúp đỡ của Liên Xô (cũ).Các công trình
quan trọng của Việt Nam hiện nay đều được Liên Xô hỗ trợ kỹ thuật (thiết kế, cử
chuyên gia giám sát thi công, chạy thử, nghiệm thu) và cung cấp thiết bị đồng bộ.
Đội ngũ cán bộ kỹ thuật chủ chốt của ngành than cũng được các nước (Liên Xô,
Ba Lan,Trung Quốc, Đức, Romania, Tiệp Khắc, Triều Tiên) giúp đỡ đào tạo rất cơ
bản.
=> Tóm lại,từ trước năm 1986, ngành công nghiệp than Việt Nam là một trong những
ngành công nghiệp có “độ mở” tương đối cao.Tỷ lệ tổng giá trị nhập khẩu,xuất khẩu
của Việt Nam đã được “giáp mặt” với thị trường quốc tế từ lâu.
1.2.2. Những khó khăn phải đối mặt.
Khó khăn lớn nhất của ngành than là phải vượt qua chính bản thân mình cả về tư
duy phát triển cũng như năng lực quản lý. Tuy đã được các chuyên gia dự báo từ rất
sớm về yêu cầu bắt buộc phải nhập khẩu than,đã được Chính phủ và Bộ Công Thương
giao nhiệm vụ rất rõ ràng và rất cụ thể về “đảm bảo cung cấp đủ than cho nền kinh tế”,
nhưng các nhà quản lý, những người có trách nhiệm trong ngành than đến nay vẫn
“bình chân như vại”,cho rằng than ở Việt Nam không thiếu,xuất khẩu được cứ xuất,
sau này cần bao nhiêu cũng có,miễn giá bán than trong nước được Chính phủ chấp
nhận bằng giá nhập khẩu than.
Thế nhưng,đến nay,nếu so sánh theo chất lượng, giá thành và giá bán,than trong
nước đang cao hơn giá than nhập khẩu (theo điều kiện CFR) về đến cảng Hòn Nét
(Quảng Ninh),Sơn Dương Vũng Áng (Hà Tĩnh),hay Phú Mỹ (Bà Rịa - Vũng Tàu).
Ngành khai thác than của Việt Nam hiện đang có giá thành được hạch toán cao nhất
thế giới.
Khó khăn thứ hai là lợi ích nhóm đã được hình thành và đang được vận hành tối
đa trong ngành than.Từ cuối năm 1994,tại buổi làm việc với Tỉnh ủy Quảng Ninh trên
vịnh Hạ Long (trước khi tập đoàn Than và Khoáng sản - TKV - được thành lập),Tổng
bí thư Đỗ Mười đã gạch đỏ các câu trong một bài viết được đăng trên tuần báo của Bộ
Thương mại số ra ngày 14 đến 20-7-1994: “Có người đã nói đến việc Việt Nam phải
nhập khẩu than.Khả năng đó không thể loại trừ”,“Nguy cơ ngập mỏ Mông Dương hiện
nay sẽ không còn là điều khó xảy ra”, và “Chủ trương tổ chức lại ngành than theo
hướng bỏ bộ chủ quản là cần thiết và đúng lúc”.
Cả ba dự báo quan trọng cách đây hơn 21 năm đã và đang xảy ra với ngành than.
Trong đó,việc phải nhập khẩu than đang thực sự biến thành vấn đề mất an ninh về
năng lượng của đất nước và việc ngập mỏ Mông Dương đã cho thấy sự bế tắc trong
phát triển của ngành than ngày càng rõ.

D
U
T
-
L
R
C
C
Đó là hậu quả của việc lợi ích nhóm đã được đặt lên cao hơn lợi ích của cả nền
kinh tế. Hiện nay,từ giám đốc đến công nhân mỏ đều hiểu rằng,TPP đối với TKV còn
nặng nề hơn đợt mưa bão gây ngập lụt vừa qua đối với Quảng Ninh.
1.3.Nhu cầu sử dụng.
Trong những năm trở lại đây than tổ ong được đưa vào sử dụng phổ biến với
nhiều loại khác nhau về kích thước và khối lượng, về tính chất mồi,thời gian nấu,về
nhiệt lượng tỏa ra,có thể dùng than hoạt tính hoặc than thường.Nếu so sánh việc đầu tư
ban đầu và chi phí sử dụng hàng ngày của 2 hình thức đun nấu bằng than tổ ong và gas
thì dễ dàng nhận thấy dùng than tổ ong rẻ hơn rất nhiều.Đó chính là lý do vì sao khi
gas vừa tăng giá thêm, nhiều người đã trở về với việc đun nấu bằng than truyền thống.
Thế nhưng, có một điều mà hầu như ai cũng biết nhưng vẫn làm ngơ đó là sự độc hại
của than tổ ong.
Theo các chuyên gia y tế,việc người dân đun bếp than tổ ong là rất độc hại, vì
trong than tổ ong có khí độc CO2. Khi đốt,khí này được giải phóng, bay vào không khí
làm cho bầu không khí bị ô nhiễm. Khi con người hít phải khí này sẽ gây cảm giác tức
ngực, mệt mỏi vì nồng độ oxy trong máu giảm, nặng có thể bị suy hô hấp, thậm chí
dẫn đến tử vong nếu như hít thở CO2 ở nồng độ quá cao. Chưa hết, khói than tổ ong
còn là tác nhân gây nên bệnh ung thư phổi.
Khói than không chỉ ảnh hưởng trực tiếp tới người sử dụng bếp mà còn ảnh
hưởng tới những người xung quanh.Những nhóm đối tượng chủ yếu sẽ chịu ảnh hưởng
nặng nề của khói than là người già,trẻ nhỏ,phụ nữ mang thai, người bệnh.
Rõ ràng việc sử dụng than tổ ong thay thế gas giúp các gia đình tiết kiệm chi phí
không nhỏ,nhưng than tổ ong lại rất độc hại.Tuy nhiên, nếu biết sử dụng than tổ ong
đúng cách thì người dân vẫn có thể tiết kiệm mà không gây độc hại quá lớn cho sức
khỏe.Có thể hạn chế sự ảnh hưởng của khói than bằng cách đặt chỗ đun than cách xa
nơi ở,đun ở chỗ thoáng, dùng tôn có thành cao vây quanh khu vực nấu lại sao cho khói
thoát ra chỗ xa.
Đối với than hoạt tính thì việc nhen mồi mau,đỡ tốn thời gian mồi lửa nhưng chế
tạo lâu,tốn công làm giá thành cao nên ít được dùng. Hiện nay trên thị trường Đà Nẵng
thường dùng loại than cỡ trung có chiều cao 100 mm, đường kính Φ120 mm, khối
lượng trên dưới 1,5 kg,thời gian cháy 3-4 tiếng đồng hồ (Hình 1.3).

D
U
T
-
L
R
C
C
Hình 1.3. Than tổ ong thành phẩm.
1.3.1.Giới thiệu chung về than đá:
Hình 1.4.Than đá.
Than đá là một dạng không tinh khiết của carbon,hình thành từ các tàng tích của
thực vật thời tiền sử,than đá rất dễ cháy và toản rất nhiều nhiệt.Cũng như dầu khí, than
đá là nhiên liệu hóa thạch trong khi dầu khí hình thành từ tàng tích động vật,các tàng
tích thực vật này bị ép chặt và biến đổi bởi các lớp đất đá nằm trên chúng (Hình 1.4).
Có ba loại than chính, mỗi loại có hàm lượng carbon khác nhau:

D
U
T
-
L
R
C
C
-Than Antraxit
-Than Bitun
-Than Nâu
Than Antraxit là dạng than có giá trị nhất vì nó chứa xấp xỉ 95% carbon,than
Bitun chứa 70%, than nâu chứa 50%.Phần lớn than được tìm thấy trong các vỉa dưới
mặt đất.Công nghiệp khai thác mỗi năm thu được 4-5 triệu tấn.Ở Trung Quốc, Mỹ sản
lượng 1200 tỉ tấn.
Than đá là nhiên liệu chính cho các cuộc cách mạng công nghiệp cuối thế kỷ 18,
nó tạo ra công suất cho động cơ hơi nước và chế tạo thép gang.Ngày nay phần lớn than
đá được đốt trong nhà máy nhiệt điện để tạo điện năng, khi than được chưng cất,nó
giải phóng dầu và hắc ín có chứa các hóa chất để làm sản phẩm như thuốc nhuộm,sản
phẩm nhân tạo,than cốc.Than cốc được sử dụng làm nhiên liệu không khói và chế tạo
gang.
Đặc biệt đối với việc nấu nướng,chế biến thức ăn, nấu rượu…thì nguyên liệu để
cung cấp nhiệt lượng cổ điển như than, củi, rơm rạ…đến các phương pháp hiện đại
như đốt bằng ga,dầu..Trong đó than đá giữ một vai trò quan trọng bởi vì nó có giá
thành rẻ so với các loại khác và tỏa ra nhiệt lượng lớn, không phải tiếp nhiên liệu
thường xuyên.
1.3.2. Sử dụng than tổ ong.
Hình 1.5. Bếp dùng than tổ ong.

D
U
T
-
L
R
C
C
Viên than tổ ong được kết dính từ những bột than lại với nhau mục đích là để
tăng bề mặt tiếp xúc với không khí và tạo hình dạng viên than. Khi than cháy nhiệt của
viên than tập trung ở giữa vì vậy 19 lỗ của viên than phân bố không đều,số lỗ tập trung
bên ngoài nhiều hơn ở giữa.
Tùy theo nhu cầu thực tế mà người ta có thể sử dụng lò một viên hoặc lò 3 viên
than(Hình 1.5). Đối với lò 1 viên than được dùng với việc nấu nướng thông thường với
thời gian khoảng 3 tiếng, nếu như ta che miệng lò lại ngăng gió thì có thể sử dụng
được 4 tiếng. Nếu cần dùng lượng nhiệt lớn thì dùng lò 3 viên.Khi đun nấu cần phải
mồi than từ 10 – 15 phút.Trường hợp nếu cần nấu với thời gian dài thì khi viên than
đầu tiên cháy gần hết thì đưa viên than tiếp theo vào mồi.
1.4. Chọn hỗn hợp than.
Qua thời gian khảo sát thực tế với người dùng và người sản xuất,trong sản xuất
hàng loạt hiện nay thông dụng nhất là than đá + đất sét 2-5% đã hòa thành nước sau
khi phun tơi lên than,cho nên hỗn hợp than có độ kết dính cao,đảm bảo độ cứng cho
vận chuyển và đảm bảo thời gian cháy.Như vậy thành phần tạo ra hỗn hợp than gồm
có:
+Đất sét: Được khai thác ở vùng lân cận nơi sản xuất, độ kết dính phụ thuộc vào hàm
lượng đất sét rất nhiều.
+ Bột than: Khai thác ở các hầm mỏ ở Quảng Ninh, Đông Bằng Sông Hồng…vận
chuyển về nơi sản xuất, sau đó được nghiền nhỏ thông qua quá trình trộn và nghiền và
trộn thành những hỗn hợp nhất định.
+ Nước được phun đều lên hỗn hợp than 20-30%.
+ Chất mồi cháy.
Hỗn hợp than được đưa lên máy ép nhờ băng tải đưa than đến máy trộn làm đều
cho hỗn hợp trước khi ép.
1.5. Các loại than tổ ong.
Tùy vào yêu cầu thực tế của người dùng là cung cấp nhiệt và thời gian cháy, khả
năng công nghệ của máy ép than tổ ong mà người ta có thể tạo ra nhiều loại than tổ
ong với kích thước khối lượng khác nhau(Hình 1.6). Sau đây là một số sản phẩm than
tổ ong:
+ Loại lớn có đường kính Φ180 mm, chiều cao H = 180 mm, khối lượng M = 4 kg
+ Loại trung bình có đường kính Φ120 mm, chiều cao H = 100 mm, khối lượng
M = 1,65 kg
+Loại nhỏ có đường kính Φ100 mm, chiều cao H = 100 mm, khối lượng M = 1 kg

D
U
T
-
L
R
C
C
Hình 1.6.Các loại cỡ than.
Như vậy để thuận tiện việc sử dụng cho các hộ gia đình và phục vụ cho các cơ sở
gốm nhỏ ta thiết kế máy ép tạo ra sản phẩm trung bình, viên than hình trụ tròn có 19
lỗ, đường kính mỗi lỗ Φ120 mm có thể sử dụng được 3-4 tiếng trong quá trình đốt.
1.6. Một số chất phụ gia để pha trộn với than đá.
Than sau khi được khai thác ở hầm mỏ, được nghiền nhỏ thong qua máy nghiền.
Nếu chỉ cho bột than vào khuôn ép tạo thành viên than thì nó ít kết dính với nhau vì
vậy để tăng thêm độ bền cho viên than và dễ gây cháy người ta trộn thêm nước và một
số chất phụ gia để tăng độ ẩm và tăng bền để vận chuyển dễ dàng không bị đổ vỡ.
1.6.1. Trộn với than bùn.
Ta đưa thêm than bùn và nước vào 20% thể tích viên than. Thành phần có ở bùn
lầy, do những cây cối, xác động vật chết lâu ngày vùi trong bùn hình thành than bùn.
+ Ưu điểm: Dễ mồi lửa, cháy nhanh cho nhiệt lượng lớn.
+Nhược điểm: nguyên liệu than bùn ít, khó tìm, làm bẩn nhà máy, gây ô nhiễm môi
trường.
1.6.2. Trộn với đất sét.
Thành phần đất sét có độ kết dính cao nhưng sản lượng ít, đối với một số loại
bazan, đất đỏ…lẫn một ít đất sét, loại này rất nhiều trong thiên nhiên. Độ ẩm 20 –
30%.
+Ưu điểm: Dễ tìm, dễ khai thác, đem lại hiệu quả kinh tế.
+Nhược điểm: -Độ nhạy bén tương đối ít.

D
U
T
-
L
R
C
C
1.6.3.Trộn với một số phụ gia khác.
Ngoài than bùn ,đất sét ,than tổ ong có thể được trộn với một số phụ gia khác.
Than được hòa trộn với một số hợp chất nhựa cây làm cho viên than có độ kín
chỉnh lớn nhưng loại này chỉ dung trong sản xuất thủ công để phục vụ riêng cho người
sản xuất.
+Ưu điểm: Độ bén lửa tốt, dễ mồi, năng lượng nhiệt lớn.
+Nhược điểm: Hỗn hợp ít, chi phí cao.
Than được trộn với một số chất kết dính kể trên nhưng hòa thêm một số chất mồi
lửa. Loại này giá thành cao, chỉ đem lại lợi ích cho việc mồi lửa, còn người sản xuất
thì tốn giai đoạn thêm hợp chất mồi lửa vào viên than nên tốn công đoạn làm hỗn hợp
than, tốn chi phí nên loại này ít dùng.
1.7.Một số lƣu ý khi sử dụng than tổ ong.
+ Không để bếp than tổ ong trong nhà,dưới lòng đường,cột điện,gốc cây, xe máy
(những khu vực dễ gây cháy nổ)…
+ Sử dụng than sạch (không có khói, ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe).
+ Khi sử dụng,đặt bếp than ở nơi thoáng gió,rộng rãi.
+ Mua than sạch ở những cơ sở có uy tín đã được nhà nước cấp giấy chứng nhận…
Sử dụng bếp than tổ ong gây ra những căn bệnh:viêm phế quản,viêm phổi,nguy
cơ cháy nổ…Vì vậy,để tiết kiệm chi phí trong sinh hoạt,người sử dụng cần mua than
sạch (loại than không có mùi, khói, chất độc hại) ở những cơ sở có uy tín để bảo vệ
sức khỏe và môi trường sống.
1.8. Ƣu nhƣợc điểm của than tổ ong so với các nhiên liệu khác.
1.8.1. Ưu điểm.
+Lượng nhiệt lớn
+Gía rẻ phù hợp với nhiều gia đình
+Thiết bị sử dụng cho quá trình đốt đơn giản
+Dễ nhen nhóm , dễ cháy
1.8.2 .Nhược điểm.
+ Có thể gây ô nhiễm nếu không phải than sạch
+Gây ảnh hưởng đến hô hấp nên cần phải che chắn và có hệ thông dẫn khói ra khỏi
nơi sinh hoạt.
+Chủ yếu sử dụng trong công nghiệp, sử dụng trong nấu ăn thì cần có những biện
pháp sử dụng hợp lý hơn.
1.8.3.Hình ảnh than tổ ong .
Hiện nay việc sử dụng than tổ ong ngày càng phổ biến , nhiều loại mẫu mã ra đời
với sự đa dạng về kích thước (Hình 1.7), chủng loại hiện nay ở Đà Nẵng người ta sử

D
U
T
-
L
R
C
C
dụng chủ yếu loại than tổ ong có chiều cao viên than H= 100 hình trụ tròn có 19 lỗ,
đường kính mỗi lỗ Φ120 mm.Với các mẫu mã khác nhau như vậy thì lượng nhiệt do
quá trình đốt cháy than tổ ong cung thay đổi theo, tùy thuộc theo từng yêu cầu cho quá
trình đốt cháy mà chúng ta lựa chọn viên than cho hợp lý .Một số hình ảnh về mẫu mã
các loại than tổ ong
Hình 1.7.Một số loại than tổ ong phổ biến.
1.9.Kết luận .
Dưới các chính sách hỗ trợ của nhà nước ngành than đã khẳng định mình là một
ngành công nghiệp thu được một lợi nhuận lớn, mặc dù vẫn có những mặt thuận lợi
nhưng thách thức đặt ra trước mắt của ngành than là không nhỏ đặc biệt là cạnh tranh

D
U
T
-
L
R
C
C
với nguồn than được nhập từ ngoài nước.Sản phẩm tạo ra từ than đá không chỉ là than
tổ ong mà còn nhiều ứng dụng khác như làm bộ phận lọc trong máy lọc nước vv..,
trước đây, than dùng làm nhiên liệu cho máy hơi nước, đầu máy xe lửa. Sau đó, than
làm nhiên liệu cho nhà máy nhiệt điện, ngành luyện kim. Gần đây than còn dùng cho
ngành hóa học tạo ra các sản phẩm như dược phẩm, chất dẻo, sợi nhân tạo. Than chì
dùng làm điện cực. Ngoài ra than còn được dùng nhiều trong việc sưởi ấm từ xa xưa
nhưng khi cháy chúng tỏa ra rất nhiều khí CO nên cần sử dụng trong các lò sưởi
chuyên dụng có ống khói dẫn ra ngoài cũng như có các biện pháp an toàn khi sử dụng
chúng.nhưng chủ yếu than đá sử dụng chất đốt trong sinh hoạt .
=>Như vậy để hiểu hơn than đá , các phần sau sẽ thể hiện rõ hơn thông qua đề tài
thiết kế “Máy ép than tổ ong”

D
U
T
-
L
R
C
C
Chƣơng 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT, CÔNG NGHỆ ÉP THAN TỔ ONG
VÀ CÁC PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1 .Mục tiêu của quá trình sản xuất than.
Không ngừng nâng cao chất lượng than, hình dạng, kích thước viên than phù hợp
với yêu cầu người sử dụng trong những điều kiện thích hợp. Đối với nước ta hiện nay,
việc sản xuất than là vấn đề cần thiết vì than có thể thay thế một số nguyên liệu khác
như củi,dầu.. nhiệt tỏa ra nhiều và đồng đều.
Việc sản xuất than giúp giải quyết công ăn việc làm cho người lao động, cải thiện
điều kiện làm việc và khả năng làm việc của người lao đông. Từ tầm quan trọng của
than nói trên nên để thiết lập một quy trình công nghệ sản xuất than tối ưu là việc cần
thiết.
Than tổ ong bắt đầu từ than nguyên liệu khai thác ở hầm mỏ, sau đó đưa về kho
chứa nguyên liệu, đưa lên băng tải đến máy nghiền, từ máy nghiền qua máy sáng để
lọc than và những tạp chất khác, sau đó đưa tới máy trộn, trộn thêm Than bùn, các chất
phụ gia và nước làm đều thêm hỗn hợp và sau đó đến máy ép tạo ra viên than, sau đó
đẩy xuống băng tải để đưa sản phẩm đi phơi và đưa vào kho bảo quản sản phẩm và
đưa sản phẩm tới nơi tiêu thụ phục vụ cho đời sống.
2.2. Công nghệ sản xuất than tổ ong.
2.2.1. Sơ đồ quy trình sản xuất than tổ ong.
Để tạo ra được than tổ ong thành phẩm để sử dụng thì chúng ta phải theo một
quy trình sản xuất lập sẵn (Hình 2.1 ),việc thiết kế quy trình ép than tổ ong phải phụ
thuộc vào điều kiện vật tư tại nơi sản xuất dưới đây là hình ảnh thể hiện rõ hơn sơ đồ
quy trình sản xuất than tổ ong .
Muốn ép than ban đầu phải chuẩn bị các vật liệu (than +đất sét hoặc than
bùn+nước) , than được đập nghiền rồi sàng lọc các tạp chất trước khi cho vào thùng
trộn , than bùn hoặc đất sắt cũng được sấy khô và nghiền , tùy thuộc vào yêu cầu kích
cỡ cũng như một số yêu cầu khác mà chúng ta có hàm lượng thành phần trộn khác
nhau, hỗn hợp đươc phun nước trước khi cho vào thùng trộn .Dưới tác dụng máy ép
than tạo ra thành phẩm và bàn giao cho khách hàng. Đa số các than tổ ong sản xuất ra
có thể sử dụng ngay cho quá trình nung nấu, nhưng nếu để lâu hoặc dự trữ thì một số
nhà máy người ta còn sử dụng công đoạn sấy than để đảm bảo dự trữ lâu dài hơn.

D
U
T
-
L
R
C
C
Vật liệu ban đầu
Than Than bùn Đất sét Nước
Đập
Nghiền
Sàng lọc hạt
lớn và tạp chất
Nghiền
Sàng
Nghiền
Sàng
Sấy Phơi Sấy Phơi
Trộn
Máy ép
Băng tải
Sản phẩm Bàn giao cho khách hàng
Hình 2.1 .Sơ đồ quy trình sản xuất than tổ ong.
2.2.2.Máy móc phục vụ cho quá trình khai thác,một số phụ gia trong than tổ ong.
*Máy vận chuyển.

D
U
T
-
L
R
C
C
Máy vận chuyển liên tục phục vụ quá trình chuyển vật liệu rời trong phạm vi
không lớn. Căn cứ vào nguyên lý làm việc, máy vận chuyển liên tục chia làm 2 loại:
+Máy vận chuyển liên tục bằng cơ khí.
+Máy vận chuyển liên tục bằng thủy lực hoặc khí nén.
Máy vận chuyển liên tục bằng thủy lực và khí nén dùng để vận chuyển vật liệu
rắn nhờ dòng chảy của chất lỏng hay khí trong đường ống. Nước và không khí đẩy và
cuốn vật liệu làm chúng chuyển động trong đường ống theo quỹ đạo phức tạp. Máy
vận chuyển liên tục bằng cơ khí chia làm 2 loại:
+ Máy vận chuyển có bộ phận kéo, như băng tải, máy vận chuyển kiểu gàu, mấy vận
chuyển kiểu tấm…
+ Máy vận chuyển không có bộ phận kéo như vít tải, con lăn tải máng lắc.
Để vận chuyển than, đất sét đến máy nghiền và trộn một cách nhẹ nhàng, không
bụi, giảm bớt sức lực cho công nhân, ta cho băng tải hoạt động liên tục, làm đều thêm
thành phần hỗn hợp.
Nguyên lý hoạt động của băng tải.
Tấm băng được vòng qua các con lăn, tang quay. Trong đó có 1 tang chủ động
được truyền từ động cơ qua hộp giảm tốc tới bộ truyền xích. Tấm băng được đỡ bởi
các con lăn đỡ. Thông thường hệ thống dẫn động được đặt ở đầu tấm băng. Ở đây
dùng hệ thống truyền động là hộp giảm tốc, bộ truyền đai. Nhiệt độ làm việc băng tải
thấp chọn loại băng tải vải bọc cao su.
*Bộ phận đập,nghiền than đá và sang các tạp chất.
Bộ phận này gồm 2 lô cán được gắn với hệ dẫn động là động cơ và hộp giảm tốc
qua bộ truyền xích đến 2 trục cán quay ngược chiều nhau và có khe hở phù hợp. Trên
lô cán có gắn thêm các tấm thép tạo ma sát và nghiền than được dễ dàng hơn.Yêu cầu
lô nghiền phải bền cơ học như chịu mòn, chịu nhiệt tốt. Các trục của lô cán phải cân
bằng và đảm bảo độ song song. Nếu không sẽ ảnh hưởng đến khe hở giữa các lô cán
không đều.
Khi động cơ hoạt động, bộ phận truyền động làm băng tải chạy vận chuyển than
rơi xuống máng chứa bộ phận nghiền thô, 2 lô cán quay làm than xuống đều chuyển
than vụn hơn.
Than đá sau khi được nghiền qua quá trình sàng lọc để tách hạt lớn và tạp chất,
đảm bảo máy hoạt động không bị vướng làm quá tải máy và hư hỏng.Trong quá trình
sàng sẽ di chuyển tịnh tiến khứ hồi làm các hạt mịn nhỏ hơn lỗ sàng rớt xuống còn các
hạt lớn sẽ bị giữ lại. Nguyên lý hoạt động như sau:

D
U
T
-
L
R
C
C
Máy hoạt động dựa trên cơ sở tay quay – thanh truyền đường truyền từ động cơ
qua hộp giảm tốc đến cơ cấu cam, truyền chuyển động quay qua thanh truyền thành
chuyển động tịnh tiến khứ hồi làm sàn dịch chuyển để lọc than.
*Một số chất phụ gia để pha trộn với than đá.
Than sau khi được khai thác ở hầm mỏ, được nghiền nhỏ thong qua máy nghiền.
Nếu chỉ cho bột than vào khuôn ép tạo thành viên than thì nó ít kết dính với nhau vì
vậy để tăng thêm độ bền cho viên than và dễ gây cháy người ta trộn thêm nước và một
số chất phụ gia để tăng độ ẩm và tăng bền để vận chuyển dễ dàng không bị đổ vỡ .
Ngoài ra để tạo độ kết dính trong than , người ta thường sử dụng thêm than bùn
hoặc đất sét (hình 2.2),(hình 2.3). tùy thuộc vào từng vùng miền, địa lý lãnh thổ mà
người ta sử dụng đất sét hoặc than bùn.Với hàm lượng pha trộn hợp lý sẽ góp phần
duy trì sự cháy và thuận tiện cho quá trình vận chuyển.
Hình2.2.Hình ảnh về than đá, than bùn đất sét.
2.2.3. Trộn than và ép thành sản phẩm.
2.2.3.1.Trộn than.
Than đá sau khi đã sàng lọc kỹ thành bột than sẽ được hòa trộn thêm các chất

D
U
T
-
L
R
C
C
phụ gia, nước đến máy trộn để làm đều hỗn hợp chuẩn bị cho quá trì épsảnphẩm.Máy
hoạt động truyền chuyển động từ động cơ qua bộ truyền đai tới hộp giảm tốc và đến
thùng quay có gắn các tấm đảo, khi chuyển động sẽ khuấy trộn hỗn hợp.
2.2.3.2. Ép sản phẩm.
Giới thiệu chung về máy ép than tổ ong.
Đã từ lâu con người dùng phương pháp thủ công ép bột than thành viên than
nhưng năng suất thấp và tốn sức lao động, không đáp ứng đủ nhu cầu thị trường nên
các nhà thiết kế đã cho ra một số loại máy ép. Ép than tổ ong là một bước quan trọng
trong quy trình công nghệ, nó quyết định hầu như toàn bộ chất lượng, năng suất và giá
thành sản phẩm. Đối với cơ cấu truyền lực cho chày ép là tay quay – thanh truyền đảm
bảo máy cứng vững, không cồng kềnh, lực ép lớn.
Yêu cầu bột than trước khi đưa vào máy ép phải trộn đúng tỉ lệ với nước và phụ
gia để đảm bảo chất lượng viên than.
Mục đích của máy ép là tạo liên kết bền vững cho vật liệu ép để thuận lợi cho
việc vận chuyển và sử dụng than. Bộ phận tạo hình dạng sản phẩm là trục ép và
khuôn ép. Đường kính của trục ép và khuôn ép không thay đổi trong quá trình ép
nhưng vị trí thay đổi, chốt tạo lỗ cho viên than có hình côn và mặt của trục ép tiếp xúc
với viên than nối thêm lò xo đàn hồi để tạo điều kiện thuận lợi cho việc rút cần ép
khỏi viên than. Khi nguyên liệu được nạp vào buồng ép đến vị trí ép, trục ép tịnh tiến
từ trên xuống do đó nó chịu áp lực ngày càng tăng, làm cho nguyên liệu vị ép chặt lại.
Ép chặt sản phẩm luôn đi kèm với sự nghiền nát và sự kết dính của vật liệu làm
than. Do đó thường xuyên xảy ra biến dạng dẻo và biến dạng đàn hồi.
2.2.3.3.Phơi và bảo quản thành phẩm than tổ ong.
Than sau khi ép được đẩy xuống băng tải và đưa đi phơi, sau đó đưa vào kho bảo
quản.Than khi ép ra phải kiểm tra cơ tính viên than, hình dạng viên than đảm bảo góc
cạnh, và điều chỉnh độ ẩm cho phù hợp để đảm bảo việc mồi than và thời gian sử dụng
than. Kho chứa phải cao ráo, thoáng mát, che nắng mưa tới khi đưa đi tiêu thụ.
2.3.Thiết bị ép than tổ ong.
Than tổ ong được sử dụng rộng rãi ở Đà Nẵng do nhiều ưu điểm và rẻ. Trước đây
than được sản xuất chủ yếu từ các phương pháp thủ công, dùng sức người là chính.
Than được trộn đều bằng các dụng cụ thô sơ, sau đó đổ vào khuôn, dùng nắp khuôn
nén chặt, sau đó mở ra lấy viên than ra ngoài. Hiện nay phương pháp thủ công ít được
sử dụng do chất lượng viên than thấp, tốn sức nên chỉ làm ở cơ sở nhỏ, phục vụ với
nhu cầu ít.
Than được nghiền và trộn tại chỗ hoặc được chuyển từ nơi khác tới. Sau đó
chuyển than về nơi sản xuất than tổ ong. Tại đây dùng máy ép than tổ ong ép thành sản

D
U
T
-
L
R
C
C
phẩm. Cơ cấu chính của máy ép gồm 1 cần ép và một cần đẩy. Năng suất làm việc tùy
khả năng của máy. Ở đây yêu cầu là 1000 viên/giờ. Sau khi ép thì đẩy than xuống
băng tải và đi phơi. Sau đây là một số loại máy ép than tổ ong phổ biến nhất .
Hình 2.4. Một số loại máy sản xuất than tổ ong.
Hình 2.5 Một số loại máy sản xuất than tổ ong.
Ngoài ra muốn sản xuất được than tổ ong phải có nguồn cung cấp than, nguồn
cung cấp chính là công ty than miền Trung, các chi nhánh rải rác khác ở Đà Nẵng
như Hòa Phát, Non Nước… Than được nghiền và trộn tại chỗ hay chuyển từ nơi khác
tới. Sau đó chuyển than về nơi sản xuất than tổ ong. Tại đây dùng máy ép than tổ ong
ép thành sản phẩm. Cơ cấu chính của máy ép gồm 1 cần ép và một cần đẩy. Năng suất

D
U
T
-
L
R
C
C
làm việc tùy khả năng của máy. Ở đây yêu cầu là 1000 viên/giờ. Sau khi ép thì đẩy
than xuống băng tải và đi phơi. Sau một thời gian sử dụng thì các chốt bị mòn đi, do
đó các lỗ trên viên than bị nhỏ lại, khi này ta cần thay bộ chốt mới.Việc thay bộ chốt
mới nhanh, nên ít ảnh hưởng đến quá trình làm việc và giá thành vừa phải.
2.4. Các phƣơng án thiết kế.
Nói đến việc sử dụng máy móc trong ép than tổ ong thì rất đa dạng, từ những
máy đơn giản đến những máy phức tạp ,từ nhưng máy có kích thước lớn đến những
máy nhỏ, máy ép than tổ ong rất đa dạng về chủng loại và mẫu mã dưới đây thể hiện
một số loại máy ép than trong đời sống.
+ Máy ép thủ công (Hình 2.6).
+ Máy ép kiểu xoắn trục vít (Hình 2.7).
+ Máy ép dùng thủy lực (Hình 2.8).
+ Máy ép dùng cơ cấu tay quay – thanh truyền (Hình 2.9).
2.4.1. Máy ép thủ công.
Hình 2.6. Sơ đồ máy ép than bằng thủ công.
1 – Khuôn ; 2 – Đòn bẩy
Đây là phương pháp sử dụng sức người là chính tác động lên khuôn ép để tạo ra
sản phẩm.
+Nguyên lý làm việc.
Khi than được đưa vào khuôn ép ta đóng nắp khuôn lại, ấn tay đòn lần một làm
cho viên than được nén lại, sau đó mở nắp đậy ở trên và tác dụng vào tay đòn lần hai
để đưa than ra khỏi khuôn ra ngoài.
+Ưu điểm. Kết cấu gọn nhẹ, dễ vận chuyển, dễ chế tạo, lắp ráp và sửa chữa, giá thành
rẻ, dễ sản xuất phù hợp với đơn chiếc.

D
U
T
-
L
R
C
C
+Nhược điểm. Năng suất làm việc thấp, phụ thuộc nhiều vào sức người công nhân,
chất lượng viên than không đều và không đảm bảo.
+Phạm vi sử dụng. trong nhà máy, cơ sở sản xuất nhỏ…nhu cầu sử dụng than không
nhiều.Loại thủ công này hiện nay ít được sử dụng.
2.4.2. Máy ép kiểu xoắn trục vít.
Hình 2.7. Sơ đồ máy ép kiểu trục vít.
1 – Động cơ ; 2 – Hộp giảm tốc ; 3 – Cửa nạp liệu ;
4 – Buồng ép ; 5 – Trục vít ; 6 – Khuôn
+Nguyên lý hoạt động.
Máy được truyền từ động cơ sang hộp giảm tốc đến trục vít ép. Hỗn hợp than sau
khi được đưa vào cửa nạp liệu xuống buồng ép nhờ vít ép quay, bước xoắn của trục vít
tác động liên tục lên hỗn hợp tạo ra lực ép đẩy hỗn hợp ra khuôn ép, sau khi đạt kích
thước chiều dài ta cắt từng viên.
+Ưu điểm.
- Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ tháo lắp, sửa chữa.
- Máy hoạt động êm, năng suất của máy có thể cao hơn phương pháp thủ công khi ta
tăng thêm vận tốc trục vít.
- Vốn đầu tư ít, cách vận hành đơn giản, máy làm việc lien tục không gián đoạn.
+Nhược điểm.
- Do sự tiếp xúc của than với vít ép, than với thành máy lớn tạo ra ma sát nên các bộ
phận này bị mài mòn nhanh, chịu nhiệt lớn.
- Khuôn cắt viên than làm cho viên than bị biến dạng nhiều, ít kết dính nên sẽ bị hỏng
một lượng tương đối. Khắc phục ta cần nghiền than mịn và tăng độ kết dính hơn.

D
U
T
-
L
R
C
C
- Loại máy này không thể điều khiển tự động.
+Phạm vi sử dụng.loại này trong thực tế hiện nay cũng ít dùng vì sản lượng tạo phế
phẩm nhiều.
2.4.3 Máy ép dùng thủy lực.
Hình 2.8.Sơ đồ máy ép dùng thủy lực.
1 – Sống trượt ; 2 – Piston ; 3 – Hệ thống thủy lực ; 4 – Chày ép ; 5 – Khuôn ép
+ Nguyên lý hoạt động.
Động cơ hoạt động làm quay bơm dầu, dầu được hút từ bể lên qua bộ lọc, van
đảo chiều vào xi lanh tác động lên piston đẩy chày ép đi xuống khuôn và tạo ra sản
phẩm.
+Ưu điểm.
- Lực ép ổn định và lớn.
- Chuyển động êm, ít gây ồn.
- Dễ điều khiển tự động, có thể đảo chiều nhanh phòng khi quá tải.
- Tốc độ nhanh, năng suất cao.
+Nhược điểm.
- Hệ thống thủy lực phức tạp, cồng kềnh với hệ thống bể dầu và bộ phận hút, xả dầu.
- Giá thành tương đối cao.
- Yêu cầu kỹ thuật cao.

D
U
T
-
L
R
C
C
+Phạm vi sử dụng. Máy ép thủy lực được dùng trong phạm vi rộng rãi của cơ khí, tự
động hóa và các ngành khác không chỉ ép than tổ ong.
2.4.4. Máy ép dùng cơ cấu tay quay – thanh truyền.
Hình 2.9. Sơ đồ máy ép dùng cơ cấu tay quay-thanh truyền.
1 – Động cơ ; 2- Bộ truyền đai ; 3 – Hộp giảm tốc ; 4 – Bộ truyền bánh răng thẳng
5 – Tay quay ; 6 – Thanh truyền ; 7 – Con trượt ; 8 – Chày ép ; 9 – Khuôn ép
+Nguyên lý hoạt động:
Dựa trên nguyên lý biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến nhờ
thanh truyền. Khi bánh răng truyền động bởi động cơ qua hộp giảm tốc làm cho thanh
truyền chuyển động lên xuống đồng thời cần ép cũng lên xuống để ép tạo ra sản phẩm.
+Ưu điểm.
- Kết cấu đơn giản, nhỏ gọn.
- Năng suất rất cao tùy khả năng công nghệ của máy.
- Đảm bảo độ cứng vững và hạn chế máy rung.
- Dễ điều khiển tự động.
- Giá thành vừa phải, dễ sử dụng.
+Nhược điểm.
- Các chi tiết máy khá lớn.
- Làm việc không liên tục.
- Một số cơ cấu tương đối phức tạp.
- Vận tốc làm việc chậm.

D
U
T
-
L
R
C
C
+Phạm vi sử dụng.Máy ép được sử dụng rộng rãi do năng suất cao, đáp ứng nhu cầu
sử dụng than đang tăng lên.
2.4.5. Chọn phương án thiết kế máy ép than tổ ong.
Tùy nhu cầu cung cấp sản phẩm, vốn đầu tư mà việc chọn phương án thiết kế rất
quan trọng, nó quyết định giá sản phẩm, năng suất, vốn đầu tư.
Theo các phương án đã nêu ở trên cùng với sản lượng sản phẩm đã cho là 1000
viên/ giờ, để chọn phương án phù hợp. Vận tốc ép là một nhân tố cần thiết. Nếu vận
tốc nhỏ thì chất lượng viên than tốt, nhưng sản lượng không đạt yêu cầu, nếu vận tốc
lớn thì phế phẩm nhiều, chất lượng không đảm bảo, từ đó ta cần chọn vận tốc cho phù
hợp. Như vậy cơ cấu máy ép thủy lực và cơ cấu ép dùng tay quay – thanh truyền là
đạt yêu cầu. Nhưng để có máy ép thủy lực thì vốn đầu tư khá cao, chiếm nhiều diện
tích, mà sản lượng không lớn nên vận tốc không cần nhanh. Với cơ cấu ép tay quay –
thanh truyền thì vốn đầu tư vừa phải, đảm bảo sản lượng yêu cầu, cơ cấu cứng vững
cũng như không chiếm diện tích nhiều.

D
U
T
-
L
R
C
C
Chƣơng 3:TÍNH TOÁN THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY,TÍNH TOÁN
CÔNG SUẤT VÀ LỰA CHỌN ĐỘNG CƠ
3.1. Sơ đồ động học của máy.
Hình 3.1. Sơ đồ động học của máy.
Kí hiệu.
1 – Động cơ
2 – Bộ truyền đai
3 – Hộp giảm tốc
4 – Cặp bánh răng trụ răng thẳng
5 – Cơ cấu tay quay – thanh truyền
6 – Khuôn ép
7 – Cần đẩy
8 – Cần ép
9 – Thùng trộn
10 – Bộ truyền bánh răng khuyết
11 – Cặp bánh răng dẫn động băng tải
12 – Bộ truyền bánh răng nón răng
thẳng
Hệ thống dẫn động gồm: Động cơ quay truyền chuyển động qua bộ truyền đai rồi
sang hộp giảm tốc. Qua khớp nối trục vào các trục truyền động của máy. Tại đây
chuyển động được truyền cho cặp bánh răng trụ răng thẳng 4, cơ cấu tay quay – thanh

D
U
T
-
L
R
C
C
truyền 5 thực hiện chuyển động quay thành tịnh tiến đưa các cần đẩy 7 và cần ép 8
đồng thời chuyển động lên xuống. Các cặp bánh răng nón răng thẳng 12 truyền chuyển
động cho thùng trộn và khuôn ép. Trước khi vào khuôn ép qua bộ truyền bánh răng
khuyết 10 để biến chuyển động liên tục thành gián đoạn đảm bảo thời gian ép và đẩy
viên than. Cặp bánh răng khuyết mỗi lần quay làm khuôn ép quay sang vị trí mới cách
vị trí cũ góc quay 900
. Thùng trộn có các tấm đảo khi quay trộn đều hỗn hợp than và
cấp liên tục cho khuôn Trong khi đó cặp bánh răng trụ răng thẳng 11 truyền chuyển
động làm quay băng tải ra sản phẩm, đưa sản phẩm ra ngoài.
3.2 Xác định kích thƣớc kết cấu khuôn ép.
Kết cấu khuôn ép gồm có 4 lòng khuôn cách nhau 900
so với tâm khuôn được bố
trí như hình vẽ (Hình 3.2).
Hình 3.2.Kích thước khuôn ép than tổ ong.
Như vậy tùy thuộc vào các yêu cầu khác nhau mà có các loại than với kích thước
khác nhau, sau đây là hình ảnh kích thước một số loại than phổ biến nhất (Hình 3.3).

D
U
T
-
L
R
C
C
Hình 3.3.Một số kích thước than tổ ong phổ biến nhất
3.3. Tính toán lực ép.
Mục đích của máy ép là tạo liên kết bền vững cho vật liệu ép để thuận lợi cho
việc vận chuyển và sử dụng than. Bộ phận tạo hình dạng sản phẩm là trục ép và khuôn
ép. Đường kính của trục ép và khuôn ép không thay đổi trong quá trình ép nhưng vị trí
thay đổi, chốt tạo lỗ cho viên than có hình côn và mặt của trục ép tiếp xúc với viên
than nối thêm lò xo đàn hồi để tạo điều kiện thuận lợi cho việc rút cần ép khỏi viên
than. Khi nguyên liệu được nạp vào buồng ép đến vị trí ép, trục ép tịnh tiến từ trên
xuống do đó nó chịu áp lực ngày càng tăng, làm cho nguyên liệu vị ép chặt lại.
Ép chặt sản phẩm luôn đi kèm với sự nghiền nát và sự kết dính của vật liệu làm
than. Do đó thường xuyên xảy ra biến dạng dẻo và biến dạng đàn hồi.
3.3.1 .Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ép.
+Lực ép: dưới ảnh hưởng của áp suất ngoại, bỏ qua tổn thất áp suất do ma sát, yếu
tố này ở trong khoảng áp suất nào đó là một đại lượng không đổi và phụ thuộc vào loại
vật liệu, thành phần hạt của nó.
+ Độ ẩm, nhiệt độ, thời gian ép.
+ Hình dạng vật ép và mối tương quan kích thước của nó.
+ Áp suất ép riêng.
+Ma sát của sản phẩm với dụng cụ ép.
+ Chế độ ép có thể là chu kỳ hay liên tục.

D
U
T
-
L
R
C
C
+ Ảnh hưởng từ các thông số của máy: kích thước, độ cứng vững, khả năng công
nghệ của máy, độ mòn của máy..
3.3.2. Xác định lực ép và độ đầm chặt.
Mục đích của quá trình ép là làm nguyên liệu bị lèn chặt bằng cách ép nó trong
không gian kín dưới tác dụng của áp lực bên ngoài cho đến khi thu được nguyên liệu
có độ chặt và độ ẩm yêu cầu.
3.3.2.1. Trạng thái ứng suất trong khuôn khi ép.
Xét một lớp hỗn hợp có chiều dày dz, ở độ sâu z tính từ mặt dưới chày ép và giả
thiết (Hình 3.4).
-Bỏ qua ảnh hưởng của ma sát giữa hỗn hợp và chày ép, giữa hỗn hợp và tấm chặn
ở đáy khuôn.
-Áp lực ép đồng đều trên toàn mặt cắt ngang của lớp và có giá trị bằng pz.
-Áp lực (pxz) do lớp hỗn hợp tác dụng lên thành bên tỉ lệ với áp lực do chày ép gây
ra (pz) trên lớp hỗn hợp (thực nghiệm ξ = 0,30÷0,50) ξ :hệ số áp sườn
pxz = ξ.pz (3.1) [4]
-Hệ số ma sát giữa hỗn hợp và thành khuôn f không đổi (f = 0,70÷0,80)
Thể tích viên than V = π.H(R2
– n.r2
)
Hình 3.4.Sự phấn bố áp lực ép theo chiều cao hỗn hợp trong khuôn ép.
Điều kiện cân bằng ta có:
-dpz.F = pzxfUdz = ξpzfUdz (3.2) [4]
Trong đó:
pz – áp suất nén tại mặt cắt cách bề mặt trên một khoảng z.
pxz – áp suất nén từ thành bên (thực nghiệm ξ = 0,30÷0,50 – hằng số phụ thuộc
vào tiếp xúc thành khuôn – hỗn hợp).
f – hệ số ma sát thành khuôn – hỗn hợp.
U – chu vi thành khuôn.

D
U
T
-
L
R
C
C
F – diện tích mặt cắt ngang khuôn .
Giải phương trình vi phân trên ta có:
pz = pk.e-az
(3.3) [4]
Trong đó: a = ξ.f
pk – áp suất từ chày ép lên mặt trên khuôn.
Công thức trên thiết lập trên cơ sở không xét đến ảnh hưởng của lực ma sát giữa
chày ép – hỗn hợp và tấm đáy – hỗn hợp. Trong thực tế do ảnh hưởng này, ở phần trên
và phần dưới khuôn có 2 vùng hình nón (Hình 3.5) (khuôn có tiết diện ngang hình
tròn) hoặc hình chóp (khuôn có tiết diện ngang đa giác) trong đó các phần tử của hỗn
hợp hầu như không dịch chuyển ngang (gọi là hình nón hoặc hình chóp biến dạng) dẫn
tới áp lực lên thành bên của khuôn và do đó lực ma sát giữa hỗn hợp và thành bên khi
hỗn hợp chuyển động giảm.
Hình 3.5. Sự phấn bố áp lực ép theo chiều cao hỗn hợp.
Trong trường hợp này, trong vùng trên (có chiều cao h1), người ta thừa nhận áp
lực ngang pzx = k1.ξ.pz (với 0 ≤ ≤ 1), khi đó:
pz = pk. (3.4) [4]
b = ξ.f = (3.5) [4]
Tại độ sâu h1, ứng suất nén: pz = pz1 = pk. (3.6) [4]
Tương tự trong vùng dưới (chiều cao h2), pzx= k2.ξpz (với 0 ≤ k2 = ≤ 1).
pz = pz2. (3.7) [4]
Với b = ξ.f =
pz2 - ứng suất nén tại đỉnh hình côn biến dạng dưới (độ sâu H – h2)

D
U
T
-
L
R
C
C
Trong vùng giữa tuân theo quy luật hàm mũ đơn giản ở trên:
pz = pz1. (3.8) [4]
3.3.2.2.Quan hệ áp lực ép và độ đầm chặt.
Phương trình thực nghiệm N.P.AKXIÔP:
б = 1 + C.p0,25
(g/cm3
) (3.9) [4]
Trong đó:
б – độ đầm chặt của hỗn hợp (g/cm3
)
C – hệ số đầm chặt, phụ thuộc vào kích thước chiếu sáng của khuôn, chiều cao
khuôn, tính chất hỗn hợp (C = 0,40 ÷0,60). Khi H tăng thì C giảm (C.H = 0,92)
p – áp lực nén kg/cm2
3.3.2.3.Tính toán pk và б.
* Độ đầm chặt yêu cầu бyc.
Thể tích viên than: V = π.H(R2
– n.r2
) = 3,14.10.(62
– 19.0,62
) = 916 (cm3
)
Thực nghiệm viên than có khối lượng 1,65 kg.
б = = 1,8 (g/cm3
)
* Xác định độ đầm chặt theo lý thuyết бtb.
Xác định độ đầm chặt ứng với 10 lớp, mỗi lớp 1cm, ta có kết quả với :
pk = 5÷11(kg/cm2
)
Trong đó pz tính theo công thức (4.3) sau đó tính б theo công thức (2) với
C = ta có bảng sau:
Bảng 3.1.Quan hệ giữa lực ép và độ đầm chặt.
- 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 бtb
pk =5 1,81 1,79 1,77 1,75 1,74 1,72 1,70 1,69 1,67 1,65 1,64 1,72
pk =6 1,85 1,83 1,81 1,79 1,77 1,75 1,73 1,72 1,70 1,69 1,67 1,75
pk =7 1,88 1,86 1,84 1,82 1,80 1,78 1,76 1,75 1,73 1,71 1,70 1,78
pk =8 1,91 1,89 1,87 1,85 1,83 1,81 1,79 1,77 1,75 1,74 1,72 1,82
pk =9 1,94 1,91 1,89 1,87 1,85 1,83 1,81 1,79 1,78 1,76 1,74 1,83
Như vậy để ép được thì бtb ≥ бyc .
Theo cách đó vơi pk=8 KG/cm2
thì độ đầm chặt trung bình là 1,82 g/cm3
Ta chọn δ=1,82 g/cm3
để tính.
=> δ=1,82 g/cm3

D
U
T
-
L
R
C
C
3.4. Công suất dẫn động băng tải.
N1 = N0 + Nm = .(W + Wm) (3.10) [1]
Trong đó:
f là hệ số ma sát ổ đỡ các con lăn.
W là khối lượng các bộ phận chuyển động của băng tải (kg)
Wm là khối lượng vật phẩm trên một đơn vị chiều dài băng (kg/m)
V là vận tốc băng (m/ph)
l là chiều dài băng tải theo phương ngang (m)
lo là chiều dài băng điều chỉnh (m)
* Tính W và Wm
W = + + 2W1 (3.11) [1]
Wm = (3.12) [1]
W1 là khối lượng phân bố của băng tải (kg/m)
Wc là khối lượng các chi tiết quay của cụm con lăn đỡ tải
Wr là khối lượng các chi tiết quay của cụm con lăn đỡ không tải
lc là bước các con lăn đỡ tải
lr là bước các con lăn đỡ không tải
Các số liệu tra trong tài liệu [1] với chiều rộng băng 400 mm, ta có như sau:
f = 0,022 ; l0 = 66 m ; Wc = 6,6 kg ; Wr = 5 kg ; W1 = 4,5 kg/m ;
lc = 1,35 m ; lr = 3 m ; QT = 1,6 tấn/giờ = 26,67 kg/ph ; V = 6 m/ph.
W = + + 2W1 =15,6 (kg/m).
Wm = =74,08 ( kg/m);
Thay số ta có:
N1 = .( 74,08+15,6) = 0,153 (kW)
3.5. Công suất dẫn động cơ cấu ép .
3.5.1.Công suất tiêu hao cho đầm chặt.
N2 = (3.13) [4]
Trong đó: A1 là công ép chặt (Nm)
t1 là thời gian ép trong một vòng quay (s)
Công ép chặt:
A1 = F.∫ z.ds (3.14) [4]

D
U
T
-
L
R
C
C
s = H0.(1 - ) → ds = H0. 0.
pz = ( )4
→ A1 = ∫
4
.d ,δ=1,86 g/cm3
→ A1 = .[ 3
- 2 2
+ 6 - - 4ln - ] = 3845 KG.cm = 384,5 (Nm)
t1 = (3.15) [4]
với: 1 là góc hợp bởi giữa tay quay và phương thẳng đứng tại vị trí bắt đầu ép –
Chọn 1 = 600
. T là thời gian quay 1 vòng (s) – T =
Với 1 vòng quay/1 lần ép được 1 viên than, với sản lượng 1000viên/giờ, như vậy
T = 3,6s. => t1=0,6 (s)
→ N2 = = 0.65 (kW)
3.5.2.Công suất tiêu hao cho tháo sản phẩm .
N3 = (3.16) [4]
Trong đó:
A2 là công tháo sản phẩm (Nm)
t2 là thời gian đẩy trong một vòng quay (s)
Lực tháo viên than giảm từ Pmax(lúc bắt đầu đẩy) → 0 khi viên than ra khỏi
khuôn.
Pmax = Pms = .p.Fxq.f = 0,3.8.62
.3,14.10.0,7 = 1900 (KG)
Công tháo sản phẩm: A2 = . Pms.H = 0,5.1900.10 = 9500 (KG.cm) = 950 (Nm)
Tương tự ta chọn 2 = 900
, T = 3,6s.
→ N3 = = 1,05 (kW)
3.6.Công suất dịch chuyển các tấm đảo.
N4 = (3.17) [4]
Trong đó:
k là hệ số (k = 2,5 ÷ 3 s/m3
)
A3 là thông số hình học của tấm đảo, tính như sau (chọn loại 4 tấm đảo)
A3 = h1.( - ) + h2.( - ) + h3.( - )] (3.18) [4]
Với hi là chiều cao tấm đảo thứ i
rij là khoảng cách từ điểm j của tấm đảo thứ i tới tâm quay (Hình 3.6).
Độ nghiêng của các tấm đảo phải đảm bảo điều kiện góc nghiêng α nhỏ hơn góc ma
sát φ.
Với hệ số ma sát là f = 0,7 ÷ 0,8

D
U
T
-
L
R
C
C
α ≤ arctgφ = arctg (0,7 ÷ 0,8) = 350
÷ 390
Chọn α = 350
Chọn các thông số của tấm đảo như sau (Hình 3.6 ):
h1 = 0,1 m ; r12 = 0,35 m ; r11 = 0,19 m
h2 = 0,06 m ; r22 = 0,24 m ; r21 = 0,14 m
h3 = 0,08 m ; r32 = 0,26 m ; r31 = 0,16m
Hình 3.6. Kích thước thùng trộn.
Thay số ta có:
A3= 0,1(0,353
– 0,193
) + 0,06(0,243
– 0,143
) + 0,08(0,263
– 0,163
)] =0,017(m)
Gmẻ = Vmẻ.ρ – khối lượng mẻ trộn (kg)
Vmẻ là thể tích mẻ trộn - Vmẻ = 0,15 m3
ρ là khối lượng riêng hỗn hợp - ρ = (1,1÷1,3).103
kg/m3
Vậy Gmẻ = 0,15.1,3.103
= 195 (kg)
Chọn ω = 4rad/s
→ N4 = = 1,32 (kW)
3.7.Tính chọn động cơ điện.
Công suất tổng cộng của hệ dẫn động:
N = 0,153 + 0,65 + 1,05 + 1,32 = 3,17 (kW)
Hiệu suất của máy: η = (3.19)
Trong đó: η1 là hiệu suất ổ lăn : η1 = 0,99
η2 là hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ η2 = (0,96-0.98) chọn η2 =0.96

D
U
T
-
L
R
C
C
η3 là hiệu suất khớp nối η3 = 1
η4 là hiệu suất bộ truyền đai η4 = 0,95
η5 là hiệu suất hộp giảm tốc η5 = η3
1 .η2
2 = 0,9
η6 là hiệu suất bộ truyền bánh răng nón – η6 = 0,95
→ η = 0,992
. 0,962
. 1. 0,95. 0,9. 0,95 = 0,74
Vậy công suất cần thiết của động cơ là:
Nct = = = 4,28 (kW)
Trong giáo trình [2] chọn loại động cơ che kín có quạt gió hiệu AO2 – 51 – 6,
công suất N = 5,5 kW, số vòng quay n = 950 v/ph.
3.8.Phân phối tỷ số truyền
3.8.1 Xác định tỷ số truyền chung
Ta có số vòng quay trục dẫn động cơ cấu ép cố định, do 1 vòng quay ép 1 viên
than nên số vòng quay trục này là: nt = 16,72 (v/ph)
Tỉ số truyền của hệ dẫn động:
it = iđai.ihgt.ibr = (4.1)
it = 56,8.
Chọn iđai = 2,5 ; ihgt =14 → ibr 1,62.
3.8.2 Xác định công suất, số vòng quay, mômen xoắn trên các trục :
 Số vòng quay :
Trục động cơ : nđc= 950 ( v/ph)
Trục I : n1=ndc/id=950/2,5=380 (v/ph)
Trục II : n2=n1/inh=380/4,1=93 (v/ph)
Trục III : n3=n2/ich=93/3,42=27 (v/ph)
Ta có : n3=n4=27 (v/ph),tỷ số truyền ibr=1,62 mà công suất trên trục 4 bằng công
suất dịch chuyển các tấm đảo nên :n5=n4/P5=27/1,7=16,72 (v/ph)
 Công suất trên các trục :
Trục động cơ : Pđc = 5.5 KW
Trục I : PI = Pct . ηbtr . ηôl = 4.62kw
Trục II : PII = PI . ηbr . ηôl = 4.62 × 0.98 × 0.995 = 4,6kw
Trục III : PIII = PII . ηbr . ηôl = 4,64 × 0.98 × 0.995 =4,46kw
Trục IV : PIV=1,32 kw
 Mômen xoắn trên các trục :
Trục động cơ : Mxdc = 9,55×106
× (P1/n1)= 43025 N.mm

D
U
T
-
L
R
C
C
Trục I : Mx1 = 9,55×106
×(P1/n1)=116107 N.mm
Trục II :Mx2 = 9,55×106
×(P2/n2)= 473996 N.mm
Trục III :Mx3=9,55×106
×(P3/n3)=1511697 N.mm
Trục IV :Mx4=9,55×106
×(P4/n4)=1508265 N.mm
Trục V :Mx5=9,55×106
×(P5/n5)=753947 N.mm

D
U
T
-
L
R
C
C
Chƣơng 4:THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI , HỘP GIẢM TỐC , THIẾT KẾ
CÁC CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG
4.1. Phân phối tỷ số truyền.
Ta có số vòng quay trục dẫn động cơ cấu ép cố định, do 1 vòng quay ép 1 viên
than nên số vòng quay trục này là: nt = 16,72 (v/ph)
Tỉ số truyền của hệ dẫn động:
it = iđai.ihgt.ibr = (4.1)
it = 56,8.
Chọn iđai = 2,5 ; ihgt =14 → ibr 1,62.
4.2. Thiết kế bộ truyền đai.
4.2.1.Ưu nhược điểm bộ truyền đai.
* Ưu điểm:
+Cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, giá thành rẻ.
+Truyền động êm dịu.
+Do có sự trượt giữa dây đai với bánh đai cho nên khi quá tải đột ngột cũng không
gây ra hư hỏng các chi tiết của bộ truyền.
+Nhờ vào tính chất đàn hồi của đai, biên độ dao động của cơ cấu, do tải trọng thay
đổi sinh ra, không lớn.
+Có thể truyền động giữa các trục xa nhau và giữa các trục được bố trí thích hợp
trong không gian.
* Nhược điểm:
+Kích thước cồng kềnh, nhất là khi truyền công suất lớn.
+Do có trượt đai nên không đảm bảo được độ chính xác về tỷ số truyền.
+Do phải có lực căng đai ban đầu tạo nên áp lực phụ trên trục và gối đỡ.
+Dây đai dễ bị nhiễm điện và không chịu được môi trường có dầu, mỡ.
4.2.2. Tính toán bộ truyền đai.
Thông số tính toán: Nct = 4,28 kW , nv = 950 v/ph , iđai = 2,5.
Chọn bộ truyền đai cho máy thiết kế là bộ truyền đai hình thang .Để có một bộ
truyền đai tối ưu ta thiết kế hai phương án bằng cách chọn loại đai, xác định chiều dài
đai, xác định khoảng các trục, định kích thước bánh đai, xác định lực tác dụng .

D
U
T
-
L
R
C
C
Một số công thức tính toán:
* Chiều dài đai được xác định theo công thức:
A
D
D
D
D
A
L
4
)
(
)
(
2
2
2
1
2
1
2





 (4.2) [2].
* Khoảng cách trục A được tính chính xác theo chiều dài đai dựa vào công thức :
8
)
D
D
(
8
)
D
D
(
L
2
)
D
D
(
L
2
A
2
1
2
2
1
2
1
2 







π
π
(4.3) [2]
*Góc ôm của dây đai xác định theo công thức [2].
1 = 1800
- 0
1
2
57
.
A
D
D 
(4.4) [2]
2 = 1800
+ 0
1
2
57
A
D
D 
(4.5) [2]
*Số đai được xác định theo điều kiện tránh xảy ra trượt trơn giữa đai và bánh đai.
z
α
1
0
đ
1
.
.
.
]
[
.
C
C
C
C
P
k
P
Z
u

(4.6) [2]
*Xác định các kích thước chủ yếu của bánh đai
Chiều rộng bánh đai.
B = (Z - 1)t + 2S (mm) (4.7) [2]
Đường kính ngoài của bánh đai :
Dn = D + 2h0(mm) (4.8) [2]
Đường kính trong của bánh đai :
Dt = Dn – 2a(mm) . (4.9) [2]
*Lực căng ban đầu:
F0 = (4.10) [2]
4.2.2.1.Chọn loại đai.
Đai hình thang chia làm 7 loại , theo kích thước từ nhỏ đến lớn : O, A , , B , , , E
với kích thước tiết diện đai , chiều dài đai đã được tiêu chuẩn hóa .
Tùy thuộc theo từng loại đai mà chúng ta chọn các giá trị phù hợp, đảm bảo tính
kinh tế và an toàn trong quá trình hoạt động.
Theo công suất truyền ta chọn loại đai Б và có kích thước tiết diện được thể hiện
qua các thông số sau (Hình 4.1),( Hình 4.2).

D
U
T
-
L
R
C
C
Bảng 4.1.Thông số loại đai Б
Hình 4.1 Kích thước đai.
Hình 4.2. Hình ảnh đai thang
4.2.2.2.Định đường kính bánh đai .
Đường kính D1 của bánh đai nhỏ được chọn theo bảng 5.14[2].
(D1 =140-280 (mm))
=>Chọn D1 = 160(mm)
Kiểm nghiệm vận tốc của đai theo điều kiện sau đây :
)
/
(
)
35
30
(
1000
.
60
.
.
max
1
1
s
m
V
n
D
V 




(4.11) [2].
Loại đai Б
a0 = 14
h = 10,5
a = 17
h0 = 4,1
F = 138(mm2
)

D
U
T
-
L
R
C
C
Ta có :
VБ = 95
,
7
1000
.
60
950
.
160
.
14
,
3
 < Vmax = (3035) (m/s)
Vậy điều kiện được thỏa mãn .
Đường kính bánh đai lớn được tính theo công thức .
D2 = iđ.D1(1 - ξ) (4.12) [2].
Trong đó :
iđ = 2,5 . Tỷ số truyền của bộ truyền đai .
Chọn ξ = 0,02 . Hệ số trượt của đai hình thang .
Vậy : D2 = 2,5.160(1 - 0,02) = 392(mm)
Ta chọn lại giá trị đường kính bánh đai hình thang theo tiêu chuẩn cho ở bảng 5.15[2].
D2 = 400(mm) .
Với đường kính đã có ta xác định lại số vòng quay thực n2
/
của bánh bị dẩn trong
1 phút theo công thức .
n2
/
= (1 - ξ)
2
1
D
D
.n1 (4.13) [2].
Ta có : n/
2 = (1 - 0,02) . .
)
/
(
4
,
372
950
.
400
160
ph
V

Xét sai số giữa số vòng quay tính được so với số vòng quay đã có .
Ta có :
Vậy việc chọn đường kính đai là hợp lý .
4.2.2.3.Sơ bộ chọn khoảng cách trục A .
Khoảng cách trục A là một yếu tố quan trọng của bộ truyền đai và phải thỏa mãn
điều kiện.
A = 1,2 . D2 (4.14) [2].
A= 1,2 . 400 = 480(mm)
Kiểm nghiệm điều kiện khoảng cách trục A.
0,55.(160 + 400) + 10,5 ≤ A ≤ 2.(160 + 400)
318,5 ≤ A ≤ 1120
Vậy điều kiện được thỏa mãn .
4.2.2.4.Định chính xác chiều dài đai L và khoảng các trục A :
* Chiều dài đai được xác định theo công thức.
2
(D -D )
2 1
L=2A+ (D +D )+
2 1
2 4A

5%
<
%
2
%
100
.
380
4
,
372
380
%
100
2
/
2
2






n
n
n
n

D
U
T
-
L
R
C
C
L = 2 . 480 +
480
.
4
)
160
400
(
)
400
160
(
2
14
,
3 2



L = 1869(mm) .
Qui tròn giá trị chiều dài L của đai theo bảng 5 – 12[2]: L = 1900(mm) .
Chiều dài đai chọn phải thỏa mãn điều kiện số vòng chạy của đai trong một giây
phải nhỏ hơn 10(m/s) công thức kiểm tra .
max
U
L
V
U 
 (4.15) [2].
.
)
s
/
m
(
10
U
L
V
U max 


U = 18
,
4
9
,
1
95
,
7
 < Umax = 10(m/s) .
Vậy chiều dài đai chọn được thõa mãn .
* Khoảng cách trục A được tính chính xác theo chiều dài đai dựa vào công
thức 5 – 2[2] :
8
)
(
8
)
(
π
2
)
(
π
2 2
1
2
2
1
2
1
2 D
D
D
D
L
D
D
L
A








+ Khoảng cách trục A của loại đai :
A =
8
)
160
400
(
8
)]
400
160
(
14
,
3
1900
.
2
[
)
400
160
(
14
,
3
1900
.
2 2
2







A = 495(mm) .
A tính được vẫn thỏa mãn điều kiện.
4.2.2.5.Xác định và kiểm nghiệm góc ôm .
Góc ôm của dây đai xác định theo công thức .
1 = 1800
- 0
1
2
57
.
A
D
D 
2 = 1800
+ 0
1
2
57
A
D
D 
Kiểm nghiệm góc ôm theo điều kiện 1/ 2  1200
.
1 = 1800
- 0
57
.
495
160
400 
= 1520
21`> 1200
.
2 = 1800
+ 0
57
.
495
160
400 
= 2070
38`> 1200
.
Vậy góc ôm của đai thỏa mãn điều kiện .
4.2.2.6.Xác định số đai cần thiết .
Số đai được xác định theo điều kiện tránh xảy ra trượt trơn giữa đai và bánh đai.

D
U
T
-
L
R
C
C
P .k
1 đ
Z
[P] C .C .C .C
u z
α
0 1

Trong đó :
P1 - Công suất truyền (KW) - P1 = 4.28 kW
[P]0 là công suất cho phép - [P]0 = 2,2 kW
kđ – hệ số tải trọng động – kđ = 1,25
Các hệ số: Cα = 1 – 0,0025(180 – α1) = 0,92
C1 = 0,95 ; Cu = 1,12 ; Cz = 0,95.
Vậy ta có :
Z = 62
,
2
95
,
0
.
12
,
1
.
2
,
2
.
95
,
0
.
92
,
0
25
,
1
.
28
,
4

Chọn : Z = 3 (đai) .
4.2.2.7.Xác định các kích thước chủ yếu của bánh đai.
Vật liệu làm bánh đai là gang đúc.
Chiều rộng bánh đai.
B = (Z - 1)t + 2S (mm) .
B = (3 - 1).20 + 2.12,5 = 65(mm) .
Đường kính ngoài của bánh đai :
Dn = D + 2h0(mm) .
D n1 = 160 + 2.4,1 = 168,2(mm) .
D n2 = 400 + 2.4,1 = 408,2(mm) .
Đường kính trong của bánh đai :
Dt = Dn – 2a(mm) .
Dt1 = D n1 – 2a = 168,2- 2.17 = 134,2(mm) .
Dt2 = D n2 – 2a = 408,2- 2.17 = 374,2(mm) .
4.2.2.8.Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục .
Lực căng ban đầu:
F0 =
Fv = qm.V2
= 0,178.7,122
= 9,02(N).
Vậy F0 = = 131,7 (N).
Lực tác dụng lên trục:
Rđ = 2F0.Z.sin( ) = 768,3 (N).

D
U
T
-
L
R
C
C
4.3 .Thiết kế hộp giảm tốc.
4.3.1.Giới thiệu về hộp giảm tốc.
Hộp giảm tốc là cơ cấu gồm các bộ phận truyền bánh răng hay trục vít , tạo thành
một tổ hợp biệt lập để giảm số vòng quay và truyền công suất từ động cơ đến máy
công tác .Ưu điểm của hộp giảm tốc là hiệu suất cao, có khả năng truyền các công suất
khác nhau , tuổi thọ lớn là việc chắc chắn và sử dụng đơn giản.
Có rất nhiều loại hộp giảm tốc được phân theo các đặc điểm chủ yếu sau đây:
+Loại truyền động (hộp giảm tốc bánh răng trụ, răng nón , trục vít,bánh răng-trục
vít)
+Số cấp (một cấp, hai cấp ….)
+Vị trí tương đối giữa các trục trong không gian (nằm ngang-thẳng đứng….)
+Đặc điểm sơ đồ động (triển khai, đồng trục , có cấp tách đôi …)
Dựa vào nguyên lý cũng như hoạt động của máy ta chọn hộp giảm tốc loại khai
triển để đơn giản hóa thiết kế.
4.3.2.Thiết kế các bộ truyền bánh răng .
4.3.2.1. Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh( răng nghiêng).
* Chọn vật liệu.
Chọn vật liệu như sau:
Dựa trên bảng 3-8 [2]
Bánh nhỏ : Thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB1 = 210-240 chọn HB1 = 230 có:
b1 = 750 MPa ;ch1 = 450 MPa.
Bánh lớn : Thép C35, thường hóa đạt độ rắn HB2 = 140-190 chọn HB2 = 175 (độ
rắn bánh lớn thấp hơn bánh nhỏ để đảm bảo khả năng chạy mòn của răng ) có:
b2 = 520 MPa ;ch2 =270 MPa.
* Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép.
Theo bảng 6.2 với thép 45, tôi cải thiện đạt rắn HB 180…350
70
HB
2
o
lim
H 

 SH = 1,1
HB
8
,
1
o
lim
F 
 SF = 1,75
Trong đó
o
lim
H
 và
o
lim
F
 là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn
SH , SF là hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn
  HL
xH
V
R
H
o
H
H K
K
Z
Z
S 







 lim

 (4.16) [2]
Chọn sơ bộ: ZRZVKxH = 1
Với SH là hệ số an toàn theo bảng 6.2[3] đối với vật liệu đã chọn thì SH = 1,1

D
U
T
-
L
R
C
C
ZR Hệ số kể đến độ nhám mặt răng làm việc.
ZV Hệ số kể đến ảnh hưởng của vận tốc vòng.
KXH Hệ số kể đến kích thước bánh răng.
   H
HL
H
H S
K

 lim


Theo bảng 6.2[3] ta có:

lim
H
 = 2.HB + 70 (4.17) [2]
 
H lim1 = 2.230 + 70 = 530 MPa;

H lim2 = 2.175 + 70 = 420 MPa;
Theo bảng 6.2[3] có: 
F lim1 = 1,8.HB1 = 1,8.230 = 414 (MPa).

F lim2 = 1,8.HB2 = 1,8.175 = 315 (MPa).
Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở :
NHO = 30. H
4
,
2
HB (4.18) [2]
 7
4
,
2
2
7
4
,
2
1
10
.
72
,
0
175
.
30
10
.
39
,
1
230
.
30




HO
HO
N
N
NHE: Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương.
  i
i
i
i
i
HE t
t
T
T
t
n
c
N 


 /
.
/
.
.
.
.
60
3
max (4.19) [2].
C: Số lần ăn khớp trong một vòng quay.
Ti , ni, ti : Lần lượt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở chế
độ i của bánh răng đang xét.
7
2
7
3
3
2 10
.
72
,
0
10
.
8
,
33
8
1
.
)
75
,
0
(
8
7
1
.
16000
).
5
,
2
/
950
.(
60 









 HO
HE N
N
Hệ số tuổi thọ KHL :
KHL=
H
m
HE
HO N
N
với mH = 6 (bậc của đường cong mỏi).
Do đó KHL2 = 1, suy ra NHL1 > NHO1, do đó KHL1 = 1.
Ứng suất tiếp xúc cho phép
  HL
xH
V
R
H
o
H
H K
K
Z
Z
S 







 lim

 (4.20) [2]
Mà ZRZVKxH = 1 , KHL1 = 1, KHL2 = 1
 [H]1 = 482
1
,
1
1
.
530
 MPa; [H]2 = 381
1
,
1
1
.
420
 MPa;

D
U
T
-
L
R
C
C
Do đây là cặp bánh răng trụ răng nghiêng nên ứng suất tiếp xúc cho phép xác định như
sau:
σ + σ
H H
1 2
σ =
H 2
   
   
 
 
= 431,5 MPa
* Xác định ứng suất uốn cho phép.
  FL
FC
xF
S
R
F
F
o
F K
K
K
Y
Y
S
.
.
.
.
..
lim










 (4.21) [2]
Với
HB
8
,
1
o
lim
F 

SF = 1,75
Trong đó: - [Flim] là ứng suất uốn ứng với số chu kỳ cơ sở.
- SF = 1,75 tra bảng 6.2[3]
Chọn sơ bộ YR.YS.KxF = 1   
F FL F
FC
Flim.K .K /S
o
 
 .
Hệ số chu kỳ làm việc của bánh răng được xác định như sau:
KFL= (4.22) [2]
NFO = 4.106
(xác định cho mọi loại thép).
  F
max
FE
m
N 60.c. T /T .t .n .
i i i
  (4.23) [2]
Trong đó: - c là số lần ăn khớp trong một vòng quay. Nên ta có c =1.
- Ti là mômen xoắn ở chế độ i của bánh răng đang xét.
- ni là số vòng quay ở chế độ i của bánh răng đang xét.
- ti là tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét.
- mF là bậc của đường cong mỏi khi thử về uấn ở đây mF = 6.
Vậy với bánh răng lớn (lắp với trục II) ta có:
 
6
FE2
N =60.c . T /T .t .n .
max
i i i i

NFE2
6
2
7
6
6
10
.
4
10
.
98
,
7
8
1
.
)
75
,
0
(
8
7
1
.
16000
).
1
,
4
/
380
.(
1
.
60 









 FO
N
Ta có : NFE2 > NFO do đó KFL2 = 1, tương tự KFL1 = 1.
=>  236
75
,
1
414
.
1
lim
1



F
FL
o
F
F
S
K

 (MPa)
6
FE
FO N
N

D
U
T
-
L
R
C
C
=>   180
75
,
1
315
.
2
lim
2



F
FL
o
F
F
S
K

 (MPa)
Với: 
F lim1 = 1,8.HB1 = 1,8.230 = 414 (MPa).

F lim2 = 1,8.HB2 = 1,8.175 = 315(MPa).
* Xác định sơ bộ khoảng cách trục.
Công thức xác định khoảng cách trục aw của bộ truyền bánh răng trụ răng
nghiêng bằng thép ăn khớp ngoài như sau:
aw1 = 43(u1 + 1)
T .K
1 Hβ
3 2
.u .ψ
H 1 ba

 
 
(4.24) [2]
Trong đó: +T1 là mômen xoắn trên trục bánh chủ động (là trục I)
+Ka =43 :Hệ số phụ thuộc vào vật liệu
+ba = bw/aw là hệ số chiều rộng bánh răng - bảng 6.6[3]
ba = 0,3….0,5 chọn ba = 0,4
+ KH là hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều trên chiều rộng vành
răng khi tính về tiếp xúc.
+u1 là tỉ số truyền của cặp bánh răng.
Ở đây ta đã có:
Unhanh=(1,2…1,3) uchậm
+T1 = 116107 (Nmm); chọn u1 = 4,1; ba = 0,4 và [H] = 431,5(MPa)
+d = 0,53.ba.(u+1) = 0,53.0,4.(4,1+1) 1,08
Tra bảng 6.7[3] ta xác định được
KH = 1,12(Sơ đồ 5).
Thay số vào công thức xác định được khoảng cách giữa 2 trục aw:
aw1 = 43.(4,1+1). √ =164,99 (mm)
Vậy ta chọn sơ bộ aw = 180 (mm).
* Xác định các thông số ăn khớp .
Môđun :
m = (0,01  0,02). aw1 (4.25) [2]
m= (0,01  0,02).180 = 1,80  3,60 (mm)
Chọn môđun m = 2,0
Vậy chọn sơ bộ  = 10o
 cos  = 0,9848, khi đó ta có:
Số răng trên bánh nhỏ và bánh lớn lần lượt là Z1 và Z2

D
U
T
-
L
R
C
C
 
`
1
.
cos
.
.
2 1
1


u
m
a
Z w 
(4.26) [2]
Z2 = u1.Z1 (4.27) [2]
   
75
,
34
1
1
,
4
.
0
,
2
9848
,
0
.
180
.
2
1
.
cos
.
.
2 1
1 




u
m
a
Z w 
. Chọn Z1 = 35.
Z2 = u1.Z1 = 4,1.35 = 143,5 .Chọn Z2 = 144.
 Zt = Z1 + Z2 = 35 + 144= 179.
Khi đó góc nghiêng răng thực tế có giá trị xác định như sau:
 = arccos[(m.Zt)/(2.aw)] = arccos[(2,0.179/(2.180)] = 6,040
.
* Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.
Yêu cầu cần phải đảm bảo điều kiện H  [H] = 431,5 (MPa).
H = ZM ZH Z
1
2
1
1
1
.
.
)
1
.(
.
.
2
w
w
H
d
u
b
u
K
T 
(4.28) [2]
Trong đó : - ZM : Hệ số xét đến ảnh hưởng cơ tính vật liệu;
- ZH : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc;
- Z : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng;
- KH : Hệ số tải trọng tính về tiếp xúc, với KH= KH.KHV.KH
- bw : Chiều rộng vành răng.
- dw1 : Đường kính vòng chia của bánh chủ động.
Ta đã tính được các thông số:
+ T1 = 116107 (N.mm)
+bw = 0,3.aw = 0,3.180 = 54 mm .
+ dw1 = 2.aw/(u1+1) = 2.180/(4,1+1) = 70,58(mm).
+ ZM = 274 Mpa1/3
Vì bánh răng là thép, tra Bảng 6.5[3]
+
)
20
.
2
sin(
68
,
5
cos
.
2
2
sin
cos
2
Z
0



tw
H


=1,5,trong đó:
+t = tw = arctg(tg/cos) = arctg(tg20/cos6,04) 200
tgb= cost.tg = cos(20).tg(6,04) = 0,1  b = 5,68o
.
+ Z = 836
,
0
43
,
1
/
1
/
1 



Vì  = [1,88 – 3,2 (1/Z1 +1/Z2 )].cos
= [1,88 – 3,2 (1/35 +1/144 )].cos6,040
=1,43 (hệ số trùng khớp ngang)
Vận tốc bánh dẫn : v = m/s)
(
4
,
1
60000
380
.
58
,
70
.
60000
.
. 1
1



 n
dw
;

D
U
T
-
L
R
C
C
vì v < 4 m/s tra bảng 6.13[3] chọn cấp chính xác 9, bảng 6.14[3] ta xác định được :
KH = 1,13.
KHV =1+



H
H
w
w
H
K
K
T
d
b
1
1
2
(4.29) [2]
u
a
v
g w
o
H
H /

  (4.30) [2]
Trong đó: H
 =0,002 (HB1 < 350HB, dạng răng nghiêng)
go = 73, tra bảng 6.16[3].
 H
 = 0,002.73.1,4. 180 / 4,1 1,34
 KHV = 1+
1
.
02
,
1
.
116107
.
2
58
,
70
.
54
.
34
,
1
= 1,022
KH = KH.KHV.KH = 1,07.1,022.1,13 = 1,22
Thay số : H = 274.1,5.0,836. 2
58
,
70
.
1
,
4
.
54
)
1
1
,
4
.(
22
,
1
.
116107
.
2 
= 393,2 MPa
Tính chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép : [H] = [H]. ZRZVKxH.
Với v = 1,4 m/s  ZV = 1 (vì v < 5m/s ), Với cấp chính xác động học là 9, chọn
mức chính xác tiếp xúc là 8. Khi đó cần gia công đạt độ nhám là
Ra = 2,5 1,25 m. Do đó ZR = 0,95 với da< 700mm  KxH = 1.
mà [H] = 431,5.1.0,95.1 = 410 MPa.
Do đó H  [H] nên răng thoả mãn độ bền tiếp xúc.
* Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.
Theo ta có:
F 1 =
m
d
b
Y
Y
Y
K
T
w
w
F
B
F
.
.
.
.
.
.
.
2
1
1
1
1 
(4.31) [2]
Với:
m:mô đun pháp
T1:mô men xoắn trên bánh chủ động
Yêu cầu F1  [F1] ; F2  [F2]
Tính các thông số :
Theo bảng 6.7[3]: KF = 1,16 ; với v < 2,5 m/s tra bảng 6.14[3] cấp chính xác 9 thì
KF = 1,37; KFV = 1,01 bảng phụ lục P2.3[3].
KF = KF.KF.KFV = 1,16.1,37.1,01 = 1,605(hệ số tải trọng khi tính về uốn)
KF:Xét đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng

D
U
T
-
L
R
C
C
Với  = 1,43  Y = 1/ =
43
,
1
1
= 0,7;
Y = 1 - o
/140 = 1- 6,04o
/140 = 0,748;
Số răng tương đương:
ZV1 =

3
1
cos
Z
(4.32) [2]
=>ZV1 =
04
,
6
cos
35
3
= 35,59
ZV2 =

3
2
cos
Z
(4.33) [2]
=>ZV2 =
04
,
6
cos
144
3 = 146,43
Tra bảng 6.18 [3], hệ số dịch chỉnh x1= x2= 0 thì YF1 = 3,7; YF2 = 3,60.
 F 1 =
2
.
58
,
70
.
54
7
,
3
.
7
,
0
.
748
,
0
.
605
,
1
.
16107
1
.
2
= 94, 7 MPa
F2 = F1.YF2/YF1 = 94, 7.3,60/3,7 = 92,16 MPa.
Do ứng suất uốn thực tế bánh răng có thể chịu được khi làm việc xác định như
sau :
[F1]= [F1].YS .KxF.YR và [F2]= [F2].YS .KxF. YR.theo công thức (6.2)[3]
Với m = 2,0  YS = 1,08 – 0,0695.Ln(2,0) 1,02. Còn YR = 1 và KxF = 1
 [F1] = [F1].1,02.1.1 = 236.1,02 = 240,72 MPa.
 [F2] = [F2].1,02.1.1 = 180.1,02 = 183,6 MPa.
Như vậy F 1< [F 1] ; F 2< [F 2] nên răng thoả mãn độ bền uốn.
* Kiểm nghiệm răng về quá tải.
Ứng suất quá tải cho phép :
[H]max = 2,8 ch2 = 2,8. 270 = 756 MPa;
[F1]max = 0,8 ch1 = 0,8. 450 = 360 Mpa.
[F2]max = 0,8 ch2 = 0,8. 270 = 216 MPa;
Kqt=Tmax/T=2
H: tính theo công thức (6.33) [3]
H1max = H . 1
,
556
2
.
393,2 

qt
K MPa < [H]max = 756 MPa;
F1max = F1. Kqt =94, 7. 2,2 = 208,33 Mpa.
F2max = F2. Kqt = 92,16. 2,2 = 202,75 Mpa
vì F1max < [F1]max ,F2max < [F2]max nên thoả mãn quá tải.

D
U
T
-
L
R
C
C
Kết luận: Vậy cặp bánh răng ta đã tính toán được ở trên hoàn toàn đảm bảo được rằng
bộ truyền cấp nhanh làm việc an toàn.
* Thông số cơ bản của bộ truyền cấp nhanh .
+ Khoảng cách trục: aw1 = 180 mm.
+Môđun pháp bánh răng: m =2 mm.
+Chiều rộng bánh răng: b = 54mm.
+Số răng bánh răng: Z1 = 35 và Z2 = 144.
+ Góc nghiêng của răng: = 6,040
.
+Góc prôfin gốc :  = 20
.
+Góc ăn khớp t = t = arctg(tg/cos) = 200
6"
+Đường kính chia :
d1 = m.Z1/cos = 2.35/ cos 6,040
= 70,4mm.
d2 = m.Z2/cos =2.144/ cos 6,040
= 290mm.
+ Đường kính đỉnh răng :
da1 = d1 + 2.m = 70,4 + 2.2 = 74,4 mm.
da2 = d2 + 2.m = 290 + 2.2 = 294 mm.
+ Đường kính chân răng :
df1 = d1 – 2,5. m = 70,4 - 2,5.2 = 65,4mm.
df2 = d2 - 2,5.m = 290 - 2,5.2 = 285 mm
4.3.2.2.Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm.(Cặp bánh răng trụ răng thẳng)
*Chọn vật liệu:
Tương tự như đối với cặp bánh răng cấp nhanh ta chọn vật liệu như sau :
Bánh nhỏ : Thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB1 = 230 có:
b1 = 750 MPa ;ch1 = 450 Mpa
Bánh lớn : Thép C35, thường hóa đạt độ rắn HB2 = 175 có:
b2 = 520 Mpa ;ch 2 = 270 MPa.
* Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép.
  HL
xH
V
R
H
o
H
H K
K
Z
Z
S 







 lim


Chọn sơ bộ: ZRZVKxH = 1
Với SH là hệ số an toàn theo bảng 6.2[3] đối với vật liệu đã chọn thì SH = 1,1
ZR Hệ số kể đến độ nhám mặt răng làm việc.
ZV Hệ số kể đến ảnh hưởng của vận tốc vòng.
KXH Hệ số kể đến kích thước bánh răng.

D
U
T
-
L
R
C
C
   H
HL
H
H S
K

 lim


Theo bảng 6.2[3] ta có:

lim
H
 = 2.HB + 70
 
H lim1 = 2.230 + 70 = 530 MPa;

H lim2 = 2.175 + 70 = 420 MPa;
Hệ số tuổi thọ KHL :
KHL= HO HE
N N
H
m
với mH = 6 (bậc của đường cong mỏi).
Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở :
NHO = 30. H
4
,
2
HB ;
 7
4
,
2
2
7
4
,
2
1
10
.
72
,
0
175
.
30
10
.
39
,
1
230
.
30




HO
HO
N
N
NHE: Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương.
 
3
max
HE i i i i i
N 60.c.n . t . T /T .t / t
   
C: Số lần ăn khớp trong một vòng quay.
Ti , ni, ti : Lần lượt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở chế
độ i của bánh răng đang xét.
7
2
7
3
3
2 10
.
72
,
0
10
.
2
,
8
8
1
.
)
75
,
0
(
8
7
1
.
16000
.
68
,
92
.
60 









 HO
HE N
N
Do đó KHL2 = 1, suy ra NHL1 > NHO1, do đó KHL1 = 1.
 [H]1 = 482
1
,
1
1
.
530
 MPa; [H]2 = 381
1
,
1
1
.
420
 MPa;
Vì bộ truyền là bánh răng trụ răng thẳng nên :
     
  381
,
min 2
1

 H
H
H 

 (MPa).
* Xác định ứng suất uốn cho phép.
  FL
FC
xF
S
R
F
F
o
F K
K
K
Y
Y
S
.
.
.
.
..
lim











Trong đó: - [Flim] là ứng suất uốn ứng với số chu kỳ cơ sở.
- SF = 1,75 tra bảng 6.2[3]
Chọn sơ bộ YR.YS.KxF = 1  . . /
lim
o
K K S
F FL F
FC
F
 

 
  .
Theo bảng 6.2[3] có: 
F lim1 = 1,8.HB1 = 1,8.230 = 414 (MPa).

D
U
T
-
L
R
C
C

F lim2 = 1,8.HB2 = 1,8.175 = 315 (MPa).
Hệ số chu kỳ làm việc của bánh răng được xác định như sau:
KFL=
NFO = 4.106
(xác định cho mọi loại thép).
 
mF
N =60.c. T /T .t .n .
max
FE i i i

Trong đó: - c là số lần ăn khớp trong một vòng quay. Nên ta có c =1.
- Ti là mômen xoắn ở chế độ i của bánh răng đang xét.
- ni là số vòng quay ở chế độ i của bánh răng đang xét.
- ti là tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét.
- mF là bậc của đường cong mỏi khi thử về uấn ở đây mF = 6.
Vậy với bánh răng lớn ta có:
 
6
FE2
N 60.c . T /T .t .n .
max
i i i i
 
NFE2
6
2
7
6
6
10
.
4
10
.
334
,
2
8
1
.
)
75
,
0
(
8
7
1
.
16000
.
1
,
27
.
1
.
60 









 FO
N
Ta có : NFE2 > NFO do đó KFL2 = 1, tương tự KFL1 = 1.
Thay số vào ta sẽ xác định được ứng suất cho phép của bánh răng như sau:
  5
,
236
75
,
1
414
.
1
lim
1



F
FL
o
F
F
S
K

 (MPa)
  180
75
,
1
315
.
2
lim
2



F
FL
o
F
F
S
K

 (MPa)
Ứng suất quá tải cho phép:
[H]max = 2,8 . ch2 = 2,5 . 270 = 675 MPa.
[F]1max = 0,8 . ch1 = 0,8 . 450 = 360 Mpa.
[F]2max = 0,8 . ch2 = 0,8 . 270 = 216 Mpa.
=> Thỏa mãn thông số.
* Xác định sơ bộ khoảng cách trục.
aw2 = Ka(u2+1)
 
3
2
2
2
.
.
.
ba
H
H
u
K
T



Với: T2 : Mômen xoắn trên trục bánh chủ động( trục II), Nmm
T2 = 473996 (Nmm)
Ka : hệ số phụ thuộc vào loại răng ; Ka = 49,5 (bảng 6.5)[3]
Hệ số ba = bw/aw; tra bảng 6.6[3]
6
FE
FO N
N

D
U
T
-
L
R
C
C
u2 là tỉ số truyền của cặp bánh răng ta đang xét, u2 = 3,4
    68
,
0
1
42
,
3
3
,
0
.
53
,
0
1
.
53
,
0
3
,
0 1 





 u
ba
bd
ba 


Tra ở sơ đồ 5 (bảng 6.7)[3] ta được KH = 1,07
[H]=381 MPa
Thay số ta định được khoảng cách trục :
aw2= 49,5.(3,42+1). 6
,
256
68
,
0
.
42
,
3
.
)
381
(
15
,
1
.
473996
3
2
 mm
Chọn aw2 = 260 mm
* Xác định các thông số ăn khớp.
+ Môđun : m = (0,01  0,02).aw2 = 2,6  5,2 (mm). Chọn m = 3
+Tính số răng của bánh răng: trên bánh nhỏ và bánh lớn lần lượt là Z1và Z2 ta có
   
21
,
39
1
42
,
3
.
0
,
3
260
.
2
1
.
.
2
2
2
1 




u
m
a
Z w
chọn Z1 = 40
 Z2 = u2 Z1 = 3,42.40 = 136,8. Chọn Z2 = 137
Vậy Zt = Z1 + Z2 = 40 + 137 = 177 ;
+Tính lại khoảng cách trục aw2= m.Zt/2= 3.177/2 = 265.5 (mm)
* Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.
Yêu cầu cần phải đảm bảo H  [H]
H = ZM ZH Z
2
2
2
2
2
.
.
)
1
.(
.
.
2
w
w
H
d
u
b
u
K
T 
Trong đó:
T2 = 473996 Nmm;
bw2 = ba.aw = 0,3. 265,5 = 79,65mm - chiều rộng bánh răng.
u2 = 3,42.
dw2 = 2aw2/(u2+1) = 120,13mm;
ZM = 274 Mpa1/3
- Hệ số kể đến cơ tính của vật liệu.
ZH - Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc – ZH = 1,5
Z = 750
,
0
7768
,
1
1
1




.
=  
   
  7768
,
1
137
/
1
40
/
1
2
,
3
88
,
1
0
cos
.
/
1
/
1
2
,
3
88
,
1 2
1 




 o
Z
Z
KH = KH.KHVKH - Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc
KH = 1,07 ; KH = 1.
Vận tốc bánh dẫn : v = 582
,
0
60000
68
,
92
.
13
,
120
.
60000
.
. 2
2



 n
dw
m/s;

D
U
T
-
L
R
C
C
vì v < 6 m/s tra bảng 6.13[3] chọn cấp chính xác 9.
Tra bảng phụ lục P 2.3[3] ta được :
KHV =1+



H
H
w
w
H
K
K
T
d
b
2
2
2
u
a
v
g w
o
H
H /

 
Trong đó H
 =0,006 (HB2 < 350HB, dạng răng thẳng, không vát đầu răng)
go = 56, tra bảng 6.16[3].
 H
 = 0,006.56.0,582 
42
,
3
/
5
,
265 1,72
 KHV = 1+
1
.
07
,
1
.
473996
.
2
13
,
120
.
65
,
79
.
72
,
1
= 1,0163
KH = 1,07.1,0163.1 = 1,087
Thay số : H = 274.1,5.0,750. 2
13
,
120
.
42
,
3
.
65
,
79
)
1
42
,
3
.(
087
,
1
.
473996
.
2 
= 331,8MPa
Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép với v = 0,56 (m/s) < 5 (m/s) - Zv
= 1 với cấp chính xác động học là 9 chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8. Khi đó
cần gia công đạt độ nhám là Ra = 2,5 ... 1,25 m. Do đó ZR = 0,95, với da< 700mm 
KxH = 1.
 [H] = [H]. ZRZVKxH.
[H] = 381.1.0,95.1 = 361,95 MPa.
Do H  [H] nên răng thoả mãn độ bền tiếp xúc.
* Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.
F 1 =
m
d
b
Y
Y
Y
K
T
w
w
F
B
F
.
.
.
.
.
.
.
2
2
2
2 1

Yêu cầu F1  [F1] ; F2  [F2]
Tính các thông số :
Theo bảng 6.7[3] ta có KF = 1,07 ; với v < 5 m/s tra bảng 6.14[3], CCX = 9 thì
KF = 1,37;
KFV = 1,02 bảng phụ lục P2.3[3].
KF = KF.KF.KFV = 1,07.1,37.1,02 = 1,49
Với   Y = 1/ = 0,55; Y = 1;
Số răng tương đương:
ZV1 = 1
3
40
cos 1
Z

 = 40

D
U
T
-
L
R
C
C
ZV2 =
1
137
cos3
2


Z
= 137
Tra bảng 6.18[[3] ta có YF1 = 3,70, YF2 = 3,6.
 F 1 =
0
,
3
.
13
,
120
.
65
,
79
.
7
,
3
.
1
.
55
,
0
.
49
,
1
.
473996
.
2
= 100,1MPa
F2 = F1.YF2/YF1 = 103,62.3,6/3,7 = 97,39 MPa.
Do ứng suất uốn thực tế bánh răng có thể chịu được khi làm việc xác định như sau :
[F1]= [F1].YS .YxF.YR và [F2]= [F2].YS .YxF. YR.
Với m = 3  YS = 1,08 – 0,0695.Ln(3,0) 1,16. Còn YR = 1 và KxF = 1:
 [F1] = [F1].1,16.1.1 = 236,5.1,16 = 274,34 MPa.
 [F2] = [F2].1,16.1.1 = 180.1,16 = 208,8MPa.
Như vậy F 1< [F 1] ; F 2< [F 2] nên răng thoả mãn độ bền uốn.
* Kiểm nghiệm răng về quá tải.
Ứng suất quá tải cho phép :
[F1]max = 0,8 ch1 = 0,8. 450= 360Mpa.
[F2]max = 0,8 ch2 = 0,8. 270 = 216 MPa;
Kqt=Tmax/T=2,2
H1max = H . 13
,
492
2
,
2
.
8
,
331 

qt
K MPa < [H]max = 756 MPa;
F1max = F1. Kqt =101.1. 2,2 = 222,42Mpa.
F2max = F2. Kqt = 97,39. 2,2 = 214,2MPa
vì F1max < [F1]max ,F2max < [F2]max nên răng thoả mãn
Kết luận: Vậy cặp bánh răng ta đã tính toán được ở trên hoàn toàn đảm bảo được
rằng bộ truyền cấp chậm làm việc an toàn.
*Thông số cơ bản của bộ truyền cấp chậm.
+Mô đun : m = 3
+Khoảng cách trục : aw2 = 265,5 mm
+Chiều rộng vành răng : bw = 79,65 mm
+ Đường kính vòng chia :
d1 = m.Z1 = 3.40 = 120 mm
d2 = m.Z2 = 3.137 = 411 mm
+Đường kính đỉnh răng :
da1 = d1 + 2m =120+ 2.3 = 126 mm
da2 = d2 + 2m =411 + 2.3 =417 mm
+ Đường kính đáy răng :
df1 = d1 - 2,5 m = 120 – 2,5.3 = 112,5 mm

Thiết kế máy ép than tổ ong.pdf

Thiết kế máy ép than tổ ong.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Thiết kế máy ép than tổ ong.pdf

Similar to Thiết kế máy ép than tổ ong.pdf (20)

More from Man_Ebook

More from Man_Ebook (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Thiết kế máy ép than tổ ong.pdf