Tài liệu Đề tài Tính toán thiết kế hệ dẫn động thuỷ lực các cơ cấu của thiết bị lò đốt phế thải bệnh viện dựa trên công nghệ lò đốt của áo: Tính toán thiết kế hệ dẫn động thuỷ lực các cơ cấu của thiết bị lò đốt phế thải bệnh viện dựa trên công nghệ lò đốt của áo
MỤC LỤC.
Trang
Chương 1: Tổng quan về xử lý phế thải công nghiệp , đặc biệt
phế thải bệnh viện trên thế giới và Việt Nam
...................
1
1. Tổng quan về xủ lý phế thải trên thế giới
...................
1
2. Giới thiệu tổng quan về quá trình thu gom và xử lý phế
thải y tế trên thế giới và Việt Nam.
...................
3
Chương 2 : Đặc tính kỹ thuật của lò đốt
...................
8
1 . Đặc tính kỹ thuật của lò đốt
...................
8
2 . Hệ thống dẫn động các cơ cấu lò đốt
...................
9
3. Quy trình vận hành lò đốt và quá trình đốt
...................
10
3.1 Quy trình vận hành lò đốt và quá trình đốt
...................
10
3.2 Quy trình đốt và xử lý tro xỷ sau khi đốt
...................
12
Chương 3 : Nguyênl ý làm việc và các kích thước cơ bản
của lò đốt phế thải bệnh viện
..................
14
1. ...
75 trang |
Chia sẻ: hunglv | Lượt xem: 1179 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Đề tài Tính toán thiết kế hệ dẫn động thuỷ lực các cơ cấu của thiết bị lò đốt phế thải bệnh viện dựa trên công nghệ lò đốt của áo, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Tính toán thiết kế hệ dẫn động thuỷ lực các cơ cấu của thiết bị lò đốt phế thải bệnh viện dựa trên công nghệ lò đốt của áo
MỤC LỤC.
Trang
Chương 1: Tổng quan về xử lý phế thải công nghiệp , đặc biệt
phế thải bệnh viện trên thế giới và Việt Nam
...................
1
1. Tổng quan về xủ lý phế thải trên thế giới
...................
1
2. Giới thiệu tổng quan về quá trình thu gom và xử lý phế
thải y tế trên thế giới và Việt Nam.
...................
3
Chương 2 : Đặc tính kỹ thuật của lò đốt
...................
8
1 . Đặc tính kỹ thuật của lò đốt
...................
8
2 . Hệ thống dẫn động các cơ cấu lò đốt
...................
9
3. Quy trình vận hành lò đốt và quá trình đốt
...................
10
3.1 Quy trình vận hành lò đốt và quá trình đốt
...................
10
3.2 Quy trình đốt và xử lý tro xỷ sau khi đốt
...................
12
Chương 3 : Nguyênl ý làm việc và các kích thước cơ bản
của lò đốt phế thải bệnh viện
..................
14
1. Cơ cấu nâng thùng phế thải lò đốt
..................
14
1.1 Sơ đồ nguyên lý làm việc và kích thước cơ cấu nâng
thùng
..................
14
1.2. Khảo sát lực tác dụng lên cơ cấu theo phương pháp
hoạ đồ
..................
17
1.3. Tính toán kích thước tay đòn nâng thùng
..................
19
1.4. Tinh toán chọn ổ lăn 2 gối CC
..................
23
2. Tính toán kích thước cơ cấu kẹp thùng
..................
24
3. Tính toán cơ cấu nâng cửa lò
..................
31
3.1. Nguyên lý làm việc
..................
32
3.2. Tính toán lực tác dụng lên đầu pít tông
..................
32
3.3. Tính chọn cáp và puly
..................
34
3.4. Tính toán kích thước chốt tạii khớp liên kết
..................
36
4. Nguyên lý làm việc, kích thước cơ cấu đẩy phế thải rắn.
..................
37
4.1. Nguyên lý làm việc.
..................
37
4.2. Kích thước cơ bản của cơ cấu.
..................
37
4.3. Tính lực tác dụng lên cơ cấu đẩy rác.
..................
38
5. Nguyên lý làm việc cơ cấu đẩy tro.
..................
38
5.1. Nguyên lý làm việc.
..................
38
5.2. Tính lượng nước cần thiết để làm mát tấm đẩy tro.
..................
40
Chương 4 : Thiết kế hệ thống thủy lực dẫn động các cơ cấu
..................
45
1.1. Sơ đồ truyền động và cách bố trí các phần tử thủy lực.
..................
45
2.1.Tính chọn các xylanh thủy lực.
..................
45
2.2. Tính chọn động cơ dẫn động cho bơm.
..................
55
2.3. Tính toán thiết kế bộ truyền đai.
..................
57
2.4. Tính chọn đường ống dẫn dầu thuỷ lực.
..................
59
2.5. Chọn dầu thuỷ lực
..................
61
Chương 5: Điều khiển hệ truyền động thuỷ lực và các thiết bị.
..................
62
1.1. Sơ đồ mô tả quy trình vận hành lò đốt.
..................
62
1.2. Thuyết minh sơ đồ mạch điện .
..................
63
1.3. Tính chọn các khí cụ điện cho mạch động lực và
mạch điều khiển .
..................
64
2. Phương án điều khiển điện tử.
..................
67
2.1. Sơ đồ quá trình làm việc của mạch điều khiển.
..................
67
2.2. Thuyết minh quá trình làm việc mạch điều khiển.
..................
68
Kết luận
..................
69
Tài liệu tham khảo
..................
70
LỜI NÓI ĐẦU.
Ngày nay với sự bùng nổ dân số toàn cầu , lượng phế thải do con người thải ra ngày càng nhiều . Vấn đề xử lý lượng rác thải ngày càng nhiều sao cho có hiệu quả và đảm bảo vệ sinh môi trường là vấn đề mà tất cả các quốc gia trên thế giới đều quan tâm đặc , biệt là những nguồn phế thải độc hại mà phế thải y tế là một trong những nguồn phế thải độc hại có nguy cơ lây nhiễm cao.
Xử lý phế thải y tế theo phương pháp đốt là một trong những phương pháp có hiệu quả cao , đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh môi trường . Đây là phương pháp được nhiều nước trên thế giới áp dụng rộng rãi . Nhưng đối với Việt Nam đây là một phương pháp xử lý còn mới .
Trong đợt làm đồ án tốt nghiệp này em được giao nhiệm vụ:
Tính toán thiết kế hệ dẫn động thuỷ lực các cơ cấu của thiết bị lò đốt phế thải bệnh viện dựa trên công nghệ lò đốt của áo. Đây là một công nghệ mà hiện nay đang được áp dụng rất rộng rãi ở các nước đang phát triển như nước ta.
Trước yêu cầu thực tế đó, việc nghiên cứu chế tạo một số bộ phận tiến tới toàn bộ thiết bị của lò nhằm giảm giá thành là một thách thức đối với các kỹ sư cơ khí.
Đây là đề tài còn mới , nhưng trong quá trình thực hiện em đã được PGS – TS Đỗ Xuân Đinh , TS Vũ Công Hoè và các thầy giáo trong bộ môn cở cơ khí đã nhiệt tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện để em hoàn thành đúng thời hạn đồ án tốt nghiệp này . Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên đồ án này không tránh khỏi nhiều thiếu sót , em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo để đề tài được hoàn thiện và mang tính khả thi cao.
Em xin chân thành cảm ơn.
Hà nội , ngày 10 / 6 / 2002.
Sinh viên thực hiện
Vò Thu Trang.
Chương I :
TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ PHẾ THẢI CÔNG NGHIỆP, ĐẶC BIỆT PHẾ THẢI BỆNH VIỆN TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT Nam.
I, Tổng quan về tình hình xử lý phế thải trên thế giới:
Ngày nay với sự bùng nổ dân số thế giới toàn cầu, số lượng người ngày càng tăng lên, cùng với sự phát triển về khoa học kỹ thuật, đời sống con người cũng ngày càng tăng, các nhu cầu của con người cũng được ngày càng đáp ứng đầy đủ và đi kèm theo nó cũng xuất hiện nhiều vấn đề mà con người cần phải giải quyết. Một trong những vấn đề đó là tìm ra những cách thức xử lý lượng phế thải ngày càng nhiều góp phânf giữ gìn cho môi trường trong sạch
Hiện nay tất cả các nước trên thế giới đều áp dụng cho mình các phương pháp xử lý rác thải sao cho phù hợp với điều kiện kinh tế và đặc điểm của nước mình. Và đạt được hiệu quả cao trong xử lý còng nh áp dụng từng cách xử lý cho từng loại rác phù hợp, người ta chia phế thải thành 2 loại: phế thải hữu cơ và phế thải vô cơ. các loại phế thải chứa prôtêin và các hợp chất hữu cơ( xác động vật, phân gia xúc và người, các chất thải của ngành công nghiệp thực phẩm, các loại chai lọ chựa chứa thành phần hữu cơ…). Phế thải vô cơ là các phế thải vô cơ nh gạch, ngói và các loại phế thải khác.
I-1, Các phương pháp xử lý rác thải:
I-1.1. Phương pháp chôn lấp:
Phương pháp chôn lấp là một trong những phương pháp xử lý đã có từ khá lâu đời, phương pháp này hiện nay vẫn là một trong những phương pháp phổ biến và chủ yếu ở các nước trên thế giới, đặc biệt là những nước có lãnh thổ rộng lớn, chậm phát triển.
Nội dung của phương pháp này là rác thải của người dân được thải ra và công ty vệ sinh môi trường sẽ có một bộ phận đi thu gom rác cùng các bộ phận chuyên dùng. Rác au khi được thu gom sẽ được các xe thu gom này đưa đến nơi chôn lấp, nơi chôn lấp là một nơi được bố trí xa nơi dân cư, nó có thể là một hố đào sẵn, hoặc có khi cũng làcả một thung lũng có sẵn, rác sẽ đưa xuống hố và chôn lấp.
Ưu, nhược điểm:
Phương pháp chôn lấp có ưu điểm là đơn giản, chi phí cho việc xử lý phế thải thấp, Ýt tốn kém nhưng nó lại có những nhược điểm sau: phải tốn diện tích đất cho việc chôn lấp.
_ Nhược điểm: là nó dễ gây ô nhiễm cho nguồn nước ngầm. Để khắc phục nhược điểm này, hố trước khi đưa phế thải xuống đã được họ đổ lót một lớp cát, sau đó lót giấy bóng lên trên, sau đó mới đưa phế thải xuống chôn lấp.
I-1.2. Phương pháp tái chế:
Ngày nay với nguồn cung cấp vật liệu phục vụ cho công việc sản xuất ngày càng khan hiếm, trong khi lượng phế thải ngày càng nhiều lên và người ta đã ra phương pháp tận dụng nguồn nguyên liệu còn lại trong rác thải đã được tái chế phục vụ cho sản xuất. Rác thải sau khi được thải ra người ta tiến hành phân loại để đưa vào xử lý, phế thải thường sử dụng trong phương pháp tái chế là các loại phế thải công nghiệp. Đứng đầu thế giới trong việc ứng dụng phương pháp này là Nhật Bản. Nhật là một nước có trình độ kinh tế kỹ thuật phát triển cao vào loại nhất nhì thế giới nhưng nước Nhật cũng là một đất nước nhỏ bé, tài nguyên thiên nhiên nghèo nàn, nếu không muốn nói là không có. Vì thế người Nhật tận dụng triệt để lượng phế thải công nghiệp vào việc tái chế làm nguyên liệu sản xuất. Phế thải được thu gom đưa đến các nhà máy tái chế, sau khi tái chế phế thải còn lại được đem đi chôn.
_ Ưu, nhược điểm của phương pháp tái chế phế thải:
Tận dụng được nguồn nguyên liệu dư thừa, làm giảm đến mức tối thiểu rác thải ra sau khi tái chế. Điều này không chỉ có ý nghĩa về mặt kinh tế và về mặt môi trường mà nó cũng làm giảm đáng kể mức ô nhiễm, làm giảm diện tích đất dùng cho chôn lấp…
_ Nhược điểm: phương pháp này đòi hỏi tốn kém chi phí cho việc đầu tư thiết bị xử lý, nó chỉ phù hợp với những nền kinh tế phát triển cao.
I-1.3. Phương pháp vi sinh:
Phương pháp vi sinh hay còn gọi là phương pháp lên men yếm khí. Phương pháp thường được áp dụng với phế thải gồm prôtêin nh phân các loại gia súc, các phế thải của ngành công nghiệp thực phẩm.. Phế thải sau khi thu gom sẽ được đưa đến các bể chứa kín. ở đây quá trình lên men và phân hủy nhờ các vi sinh vật, sản phẩm của quá trình là các hợp chất hyđrô cácbon, chủ yếu là các khí mêtan sẽ được đưa đến các nơi cần sử dụng.
Đây là các phương pháp thường được ứng dụng nhiều ở nông thôn, trang trại nơi lượng phân gia súc dồi dào, úc và Niu-di-lân là 2 nước dẫn đầu thế giới về phương pháp này. Ưu điểm của phương pháp nàylà đảm bảo được vệ sinh môi trường, tận dụng được nguồn nguyên liệu bổ xung.
Nhược điểm: vốn đầu tư ban đầu tương đối cao.
I-1.4. Phương pháp đốt:
Đốt là phương pháp xử lý rác thải mới ra đời. Phương pháp đốt được dùng chủ yếu để xử lý các loại phế thải có nguy cơ lây nhiễm cao, độc hại nh các loại phế thải bệnh viện, tất cả các loại phế thải về y tế. Hiện nay trên thế giới đều áp dụng phương pháp này, rác thải bệnh viện sẽ được thu gom bằng các xe chuyên dùng rồi được đưa đến các lò đốt để xử lý, sau khi qua xử lý lượng tro còn lại sẽ được đem đi chôn lấp.
II) Giới thiệu tổng quan về quá trình thu gomvà xử lý phế thải y tế trên thế giới và Việt Nam:
II-1. Phân loại phế thải bệnh viện:
Phế thải bệnh viện được chia làm bốn nhóm chính sau:1) Nhóm A : bao gồm các loại phế thải gây nhiễm như các bộ phận cắt bỏ của cơ thể, dịch của cơ thể, chất bài tiết, bông băng, gạc nhiễm khuẩn, nhiễm trùng, quần áo, găng tay có nhiễm bẩn, nhiễm trùng, các bệnh phẩm, mẫu nuôi cấy, mẫu xét nghiệm và các vật phẩm lây nhiễm, nhiễm trùng khác.
2) Nhóm B : gồm bơm kim tiêm, dao mổ, kẹp, kéo đã qua sử dụng, các loại chai lọ, hộp mảnh thủy tinh, can nhựa, các mảnh xương gẫy vỡ.
3) Nhóm C: gồm các thuốc bị hỏng, thuốc đã quá hạn sử dụng hoặc thuốc còn thừa, thuốc độc đối với tế bào vắc xin, huyết thanh, hoá chất, thuốc thử.
4) Nhóm D: là loại phế thải được thải ra có thể ở dạng lỏng, rắn, khí.
Dạng rắn: gồm các lọ nhỏ, thùng can đựng, bơm kim tiêm, dụng cụ thủy tinh, Giấy thấm, giẻ lau sàn có dính chất phóng xạ, phân của bệnh nhân được điều trị và chẩn đoán bằng phóng xạ.
Dạng lỏng: gồm các loại dung dịch trong chẩn đoán và điều trị còn thừa, nước tiểu của bệnh nhân được chẩn đoán và điều trị bằng phương pháp phóng xạ.
Dạng khí: ứng dụng làm sàn của khí Kr95, Xe115, khí thoát ra từ các kho chứa đặc biệt nhất là từ các kho chứa Radium, khí hơi từ các lò đốt.
II-2. Quá trình thu gom phế thải:
Sau khi phế thải y tế được phân làm 4 loại trên thì tùy từng loại phế thải sẽ được đem thu gom vào các loại túi khác nhau nh các loại bao túi chất dẻo màu vàng, chai lọ, can nhựa, hộp giấy cáctông… Sau đó các loại phế thải này sẽ được cho vào thùng và đưa đến các lò đốt của bệnh viện hoặc được chuyên chở bằng các xe chuyên dùng chở đến các lò đốt tập trung.
II-3. Các phương pháp xử lý phế thải bệnh viện:
Hiện nay đang tồn tại 2 phương pháp xử lý phổ biến, là phương pháp tẩy uế, phương pháp đốt.
II-3.1. Phương pháp tẩy uế:
Phế thải truyền nhiễm( từ các phòng cách ly phải được tẩy uế trược khi thải bỏ để tránh phân tán vi sinh vật gây bệnh ra môi trường. Có thể tẩy uế bằng phương pháp hoá học, nhiệt hay chiếu xạ. Nếu tẩy uế thực hiện đảm bảo thì sau khi tẩy uế hầu hết các phế thải bệnh việncó thể vận chuyển như những phế thải thông thường khác. những phế thải từ những khoa phòng cách ly không tẩy uế vẫn xem là nguy hiểm và được chuyển đi phân loại sau tẩy uế. Trong quá trình tẩy uế các tiêu chuẩn làm sạch và vệ sinh luôn kuôn được đưa lên hàng đầu.
II-3.2. Xử lý phế thải theo phương pháp đốt:
Đối với phế thải y tế thì xử lý bằng phương pháp đốt cháy là phương pháp an toàn và hiệu quả. Trong phế thải y tế cần phải đốt có hàm lượng chất cháy khá lớn, nhiệt trị của chất thải cũng khá cao. Khi bị đốt cháy trong các buồng đốt, nhiệt lượng này được sử dụng làm bay hơi nước trong phế thải và nâng cao nhiệt lượng buồng đốt cũng như nhiệt lượng khói thải. Buồng đốt được chia làm 2 buồng, buông đốt cấp 1 được duy trì một nhiệt độ từ 900-9500C để xử lý các chất độc hại đioxin và Fuham trong khói thải, buồng đốt cấp 2 được bố trí hệ thống nhiên liệu bổ xung. ở buồng đốt này nhiệt độ có thể lên tới 12000C, thời gian lưu khói thải khoảng 2 giây, nhờ đó bụi và các chất khí độc hại trong khói thải nhỏ hơn tiêu chuẩn cho phép trước khi thải ra môi trường.
So với phương pháp tẩy uế, phương pháp đốt có những ưu điểm sau:
+ An toàn về sinh học khi xử lý.
+ Không gây ô nhiễm trong quá trình xử lý rác thải.
+ Giải quyết được vấn đề thẩm mỹ và tâm lý đối với cộng đồng dân cư sống xung quanh bệnh viện.
+ Không đòi hỏi diện tích mặt bằng rộng, có thể kết hợp với các hiện trạng quy hoạch của các bệnh viện.
+ Giảm thể tích phế thải còn lại khoảng 5 – 15% nên diện tích chôn lấp không đáng kể.
Với những ưu điểm trên, việc xử lý rác thải y tế tại chỗ bằng lò đốt là một trong những xu hướng tất yếu được áp dụng nhiều trên thế giới cũng như ở Việt Nam nhằm giải quyết các nguồn phế thải gây ô nhiễm và độc hại một cách chủ động và hợp lý.
Hiện nay hầu hết các nước trên thế giới đều đã áp dụng phương pháp này để xử lý phế thải bệnh viện. Dẫn đầu trong lĩnh vực này là Nhật Bản, do đặc điểm về điều kiện tự nhiên, đất đai khan hiếm nên đốt là một trong những phương pháp rất được ưu tiên, hơn 30% lượng phế thải của Nhật mà chủ yếu là phế thải y tế, độc hại được xử lý theo phương pháp này. Còn ở Việt Nam, từ trước đến nay phế thải y tế rất Ýt được quan tâm, hầu hết rác thải chỉ được xử lý qua và đem chôn lấp gây ô nhiễm môi trường và tăng nguy cơ ô nhiễm cao. Tuy nhiên gần đây chính phủ và bộ y tế đã có kế hoạch cho việc xử lý phế thải y tế cho cả nước. Dự kiến trong tương lai sẽ trang bị lò đốt cho tất cả các bệnh viện lớn ở hầu hết các tỉnh thành. Riêng ở thành phố Hồ Chí Minh đã đi đầu trong cả nước về vấn đề này, thành phố đã trích một phần ngân sách nhập khẩu lò đốt công suất vừa của áo để tiến hành xử lý phế thải y tế cho toàn bộ các bệnh viện nằm trên địa bàn.
CHƯƠNG 2: ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA LÒ ĐỐT.
1. Đặc tính kỹ thuật của lò đốt.
Đặc tính kỹ thuật của lò đốt được viết dựa trên đặc tính kỹ thuật lò đốt công suất vừa do áo chế tạo hiện đang được vận hành ở công ty xử lý phế thải môi trường đô thị ở Tây Mỗ, đây là lò đốt có công suất cũng như nguyên lý làmviệc của các thiết bị tương đương với lò thiết kế.
Lò đốt có nhiệt độ buông đốt cao, có biện pháp điều chỉnh nhiệt độ, lượng cấp không khí, cấp nhiên liệu đốt bổ xung, lượng phế thải cấp vào. lò có buồng đốt cấp 1 và 2, công suất đốt 450- 470 kg/h, đốt theo mẻ, phế thải đốt là phế thải bệnh viện, kể cả bệnh phẩm, nhựa, cao su.
+ Quy trình nạp liệu: để đạt hiệu quả cao trong quá trình đốt phế thải rắn thì việc nạp phế thải vào cần phải được cân trước khi đưa vào lò. Phế thải được nạp vào lò theo mẻ một cách định kỳ. ở đây mỗi mẻ 12 phút ,khối lượng mỗi mẻ đốt là 90 kg
+ lò đốt có chiều cao 2,8m không kể ống khói, chiều rộng cao 2m, chiều dài 3,9m, phần ống khói cơ bản cao 4,5 m, tuỳ theo nơi lắp đặt có thể kéo dài thêm ống khói cho phù hợp với điều kiện môi trường. Khi đó cần chú ý đến neo giữ ống khói, phía cửa lò cần có diện tích đủ lớn để vận hành thuận tiện.
+ Tường lò kết cấu thành 2 lớp: Gạch chịu lửa đặc biệt dày 110mm và bông thủy tinh cách nhiệt dày 100mm, toàn bộ vật liệu chịu lửa phải phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế, gạch chịu lửa phải chịu được nhiệt độ khoảng 15000C.
+ Trần nóc được làm từ vật liệu cách nhiệt đúc nguyên khối dày 200mm.
+ Cửa lò để cung cấp phế thải và thải xỉ. Đây là loại cửa sập, có độ bền cao, được bọc vật liệu cách nhiệt, chiều dày cửa là 310 mm và cao 1000 mm chiều rộng 1500 mm. Trong buồng thứ cấp có lắp một đầu lỗ 150mm để làm sạch buồng.
+ ống khói chế tạo bằng thép dày 4mm, gạch chịu lửa có đường kính trong, đường kính ngoài. Vách ống khói phần cơ bản được xây bằng vật liệu chịu lửa dày 50mm.
+ Đỉnh ống khói lắp một bộ dập tàn lửa 3 lớp lưới bằng thép không rỉ cao tối thiểu 450 mm với 4 thanh đỡ bằng thép.
+ Lò đốt gồm 2 buồng đốt: sơ cấp và thứ cấp, các buông đốt có quạt gió, động cơ có rơ-le quá tải va một hệ thống đánh lửa cùng hệ thống đảm bảo an toàn. Các buồng đốt, rơ-le thời gian và rơ-le nhiệt được đấu nối trước với nhau, chỉ chừa một đầu cắm một pha với điện áp 220V. Các ống cách điện và ống nối được đặt trên các giá đỡ và được kẹp chặt. Rơ - le nhiệt được đặt trong hộp bằng thép. Mỗi rơle thời gian kiểm soát thời gian cháy, rơle nhiệt kiểm soát chế độ nhiệt hay điều chỉnh chế độ phun dầu.
+ Buồng đốt sơ cấp có công suất 12000-20000 kcal/h. buồng đốt này được kiểm sát bằng rơle thời gian chia độ 0-1 giờ đặt trong hộp bảo vệ. Để đảm bảo an toàn cũng nh là hiệu quả đốt, thì buồng đốt chỉ hoạt động khi cửa lò được đóng.
+ lò đốt thứ cấp có công suất khoảng . Buồng đốt này được kiểm soát bằng bản lề cảm biến có thể điều chỉnh được, có khả năng kiểm soát nhiệt tăng ở buồng đốt thứ cấp và giảm ở buồng đốt sơ cấp. Để đảm bảo kiểm soát tối đa mức ô nhiễm, buồng đốt này sẽ tiếp tục hoạt động sau khi buồng đốt sơ cấp ngừng đốt cho đến khi nhiệt trong buồng sơ cấp giảm tới nhiệt độ đặt trước.
Hệ thống cấp nhiệt:
Năng lượng cung cấp nhiệt cho lò đốt là dầu hoả, dầu từ binh qua bơm và phân phối đến các vòi đốt, ở lò thiết kế ta bố trí 3 vòi phun với khoảng cách giữa các vòi là 450mm, hệ thống cung cấp khí vào lò cũng có nguyên lý làm việc giống hệ thống cung cấp dầu.
Để đạt hiệu quả cháy tối ưu cũng nh hiệu suất đốt phế thải cao. ở 2 hệ thống phun dầu và cấp khí sẽ được trang bị hệ thống điều khiển chế độ nhiệt, cấp khí tự động đảm bảo chế độ hoạt động của hệ thống vòi phun và cấp khí làm việc phù hợp với từng chế độ đốt, hệ thống này có nhiệm vụ Ên định thời gian, tự động điều chỉnh chế độ nhiệt.
2. Hệ thống dẫn động các cơ cấu lò đốt:
Hiện nay có 2 phương án, phương án dẫn động thủy lực và phương án dẫn động cơ khí. việc lựa chọn phương án nào phụ thuộc vào kết cấu và điều kiện làm việc cụ thể của lò cũng nh ưu nhược điểm của từng phương án.
2.2.1 Ưu nhược điểm của phương án dẫn động thủy lực:
ưu điểm:
+ Có khả nămg điều chỉnh vô cấp và tự động điều chỉnh vận tốc chuyển động của bộ phận làm việc trong các máy ngay cả khi máy đang làm việc.
+ Truyền được công suất lớn.
+ Cho phép đảo chiều cơ cấu làm việc một cách dễ dàng.
+ Có thể đảm bảo máy làm việc ổn định, không phụ thuộc vào tải trọng bên ngoài.
+ Do chất lỏng làm việc chủ yếu là dầu nên các chi tiết được bôi trơn.
+ Truyền động êm, Ýt tiếng ồn.
+ Độ nhạy, độ chính xác cao có khả năng truyền chuyển động giữa các chi tiết ở khoảng cách lớn.
Nhược điểm :
Do các chi tiết làm việc ở áp suất cao nên khó làm kín , giá thành của bộ truyền thuỷ lực tương đối cao.
Trên cơ sở đặc tính kỹ thuật của lò đốt , cũng nh quy trình vận hành và xử lý phế thải ta lựa chọn phương án dẫn động thuỷ lực.
2.2.2 Ưu nhược điểm của phương án dẫn động cơ khí :
Ưu điểm :
_ Có tỷ số truyền lớn.
_ Có khả năng tự hãm.
_ Kích thước các bộ truyền nhỏ gọn.
Nhược điểm :
_ Hiệu suất thấp , nhiệt sinh nhiều nên thường dùng các biện pháp làm nguội.
_ Thường dùng vật liệu làm giảm ma sát tương đối đắt.
Căn cứ vào quy trình công nghệ xử lý phế thải , cũng như kích thước của lò đốt ta lựa chọn phương án dẫn động thuỷ lực .
3. Quy trình vận hành lò đốt và quá trình đốt:
3.1. Quy trình vận hành:
Phế thải của bệnh viện được đựng trong các hôp các-tông, túi nilông… và chứa trong các thùng đựng rác tiêu chuẩn đưa đến lò, người công nhân sẽ đẩy xe chứa rác vào cơ cấu nâng thùng. Khi hệ thống dẫn động làm việc, xylanh quay tác động đến cơ cấu kẹp thùng, kẹp chặt thùng vào giá nâng.
Sau đó cơ cấu nâng làm việc, xylanh 4 kéo xuống thông qua tay đòn 3 và thanh nối 4, thùng rác và xe di chuyển lên trên theo ray dẫn hướng 5. Khi xylanh thực hiện hết hành trình, thùng rác lên tới vị trí quy định và trút rác vào buồng chứa. Sau đó xylanh 4 hồi về vị trí đầu đưa thùng rác về vị trí ban đầu.
Tiếp theo, cơ cấu mở cửa lò làm việc. Xylanh 4 rút về vị trí đầu và thông qua hệ thống puly 3 , cửa lò 1 được kéo lên mở cửa lò ra. Tiếp theo cơ cấu đẩy rác từ buồng chứa vào trong buồng rác làm việc. Xylanh đẩy ra và tấm gạt , gạt phế thải vào buồng đốt. Hành trình của xylanh đẩy là 2200 mm. Sau đó xylanh trở về vị trí làm việc ban đầu, lúc này xylanh nâng cửa lò mới trở về vị trí ban đầu. Tiếp theo một thời gian đốt cơ cấu đẩy tro làm việc đẩy tro ra ngoài buồng đốt để đưa ra ngoài về cấu tạo và nguyên lý làm việc của cơ cấu đẩy tro giống đẩy rác, chỉ khác là hành trình xylanh đẩy tro là 2000 mm.
3.2. Quy trình đốt và xử lý tro xỉ sau khi đốt:
a, Quy trình đốt:
Phế thải của bệnh viện được đựng trong các hộp các-tông, túi nilông…được đưa vào lò đốt qua cửa nạp ở buồng sơ cấp. Khi cửa nạp ở buồng sơ cấp mở thì lò đốt sẽ ngừng hoạt động, buồng đốt sơ cấp chỉ hoạt động khi nào cửa lò được đóng. Điều đó giúp cho sự hoạt động của lò đốt cũng nh người điều khiển lò đốt được an toàn và được hiệu quả cao.
Vì phế thải bệnh viện có độ Èm cao, khoảng 40-60% nên ở buồng đốt sơ cấp, phế thải được sấy khô đồng thời nhiên liệu đốt được phun ở dạng sương sẽ làm tăng nhiệt độ của buồng này. Phế thải này được cháy và khí hoá đi lên buồng đốt thứ cấp để đốt nốt những chất mà chưa được đốt ở buồng đốt sơ cấp, ở đây nhiên liệu đốt được phun ở dạng sương. Thời gian khí lưu lại ở buồng đốt thứ cấp khoảng 2 giây.
Sự cân bằng năng lượng giữa 2 buồng đốt này là vấn đề quan trọng, chúng phải có kích cỡ phù hợp. Nếu quá nhiều năng lượng được tạo ra trong buồng đốt sơ cấp thì khi cháy khí tạo ra sẽ tăng lên và dẫn đến tốc độ cao hơn trong buồng đốt thứ cấp khiến cho thời gian lưu cháy ngắn, khi cháy sẽ không đủ ôxy hoá hoàn toàn. Quá trình không cân bằng này sẽ tạo ra khói đen và mùi.
Ngược lại nếu quá Ýt năng lượng được tạo ra trong buồng đốt sơ cấp thì khi ra khỏi buồng đốt sau sẽ sạch nhưng năng suất đốt sẽ giảm và tiêu hao nhiên liệu ở buồng đốt thứ cấp sẽ tăng lên.
Để duy trì sự cân bằng sự tối ưu của lò đốt, khí phế có nhiệt trị cao rất khác cấp vào lò đốt có hệ thống kiểm soát và điều khiển tự động chế độ đốt nên có thiết bị phun hoạt động phù hợp.
b.Xử lý tro xỉ sau khi đốt.
Khi đốt phế thải rắn sẽ sinh ra những chất dạng rắn khác nhau.Số lượng và thành phần của sản phẩm cháy phụ thuộc vào thành phần của nhiên liệu và điều kiện đốt cháy. Tro xỉ sinh ra khi đốt cháy nhiên liệu.Chúng đượcn hình thành chủ yếu từ không dùng được Silicát không hoà tan trong nước, ôxits nhôm và ôxít sắt.
Tro, xỉ sinh ra trong quá đốt cháy sẽ đươc đưa chôn lấp ở khu riêng trong bãi chôn lấp phế thải sinh hoạt. To xỉ của phế thải bệnh viện chỉ chiếm 5 đến 10% so với lượng phế thải ban đầu và nh sẽ giảm được diện rất lớn.
Chương III.
NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CÁC CƠ CẤU CỦA LÒ ĐỐT PHẾ THẢI BỆNH VIỆN.
1. Cơ cấu nâng thùng phế thải của lò đốt.
1.1Sơ đồ nguyên lý làm việc và kích thước của cơ cấu nâng thùng.
1.1.1.Sơ đồ nguyên lý làm việc. ( H1 )
Giá nâng 2 được chạy trong ray dẫn hướng có tiét diện chữ U , giữa giá nâng và tay đòn được liên kết bằng một thanh cứng JH1 , hai đầu J và H1 là hai đầu khớp . tay đòn ,M , O , I , J , là một thanh cứng , tại J là khớp liên kết với thanh nối 3
Tại O là gối đỡ , đòn nâng chuyển động xung quanh gối O. Khi xilanh 5 làm việc ( kéo xuống ) điểm M di chuyển xuống , đòn nâng được nâng lên và thông qua thanh nối 3 giá nâng sẽ được kéo lên .
Hình 1
1 _ Thùng chứa phế thải. 4 _ Tay đòn nâng.
2 _ Giá nâng. 5 _ Xylanh nâng.
3 _ Thanh nối giữa giá nâng và tay đòn 6 _ Thùng chứa phế thải của lò đốt.
1.1.2Tính toán kích thước cơ cấu nâng thùng ( H1 ).
để phục vụ cho việc tính toán ta tính trước một số thông số sau. ( H2 ).
Bài toán đặt ra là cho biết khoảng cách hai bánh xe l = 400 (mm), góc nghiêng a = 450 tìm bán kính cung tròn R, độ dài BC.
4002 =R2 + R2
=> R = = 282,8 (mm).
BC = AC.cos45o = 100.cos45o = 70,7 = AB
Hình 2
- Các kích thước đã biết.
+ Kích thước miệng thùng chứa phế thảI của lò đốt là 1100 mm.
+ Khoảng cách từ mép thùng chứa phế thảI của lò đốt đến tâm O theo phương ngang là 62 mm , theo phương đứng là 50 mm ( Đẻ tiện bố trí cho các cơ cấu sau này một cách hợp lý ).
+ Hình chiếu của tay đòn OI theo phương nằm ngang là I I2 khi đó sẽ có kích thước.
I I2 = 62+1100 + 282,8.2 + 100 = 1828 mm.
+Khoảng cách từ ray dẫn hướng đến đoạn IJ là 100 mm .
+Cho độ dàI đoạn IJ là x.
Giả sử thanh cứng nối giữa tay đòn với cơ cấu nâng tại hai khớp J và H và có độ dài bbằng đoạn JH. Khi cơ cấu làm việc tay đòn OI quay một góc 90o thì điểm H di chuyển lên , điểm J có vị trí mới là J1 . Ta luôn thấy đoạn J1H > JH . Điều này xảy ra khiến cơ cấu không làm việc được theo mong muốn . Vì vậy để cơ cấu làm việc ta tăng đoạn JH bằng cách bố trí khớp H1 cách khớp H một đoạn l . Đoạn l này phảI có độ lớn sao cho.
J1H1 = JH.
Với các kích thước đã biết ta tiến hành tính đoạn l.
JH = IH –IJ = 2053,5 – x.
JH12 = l2 + JH2 = l2 + ( 2053,5 – x )2
J1H12 = J1H22 + H1H22
J1H1 = JM – H2M = 1828 – H2M
H2M = ( x-303,5 ).0,17 + ( 1828 – ( x-303,5 ) ).0,17 + 0,7.l
Cos45o = 0,7 tg = 303,5/1828 = 0,17
H2M = 310,76 + 0,7.l
J1H2 = 1828 – (310,76 + 0,7.l ) = (1517,24 – 0,7.l )
J1H22 = ( 1517,24 – 0,7.l )2
H1H2 = 1828 – [382,8 + 70,7 + 0,7.l – ( x- 303,5 )]
H1H22 = ( 1678 – 0,7.l – x )2
J1H12 = ( 1517,24 – 0,7.l )2 + ( 1678 – 0,7.l – x )2
J1H12 = JH12
l2 + ( 2053,5 – x )2 = ( 1517,24 – 0,7.l )2 + ( 1678 – 0,7.l – x )2
0,02.l2 + 1,4.( 3195,24 – x ).l – 751.x – 900838,9 = 0
Tương ứng với mỗi giá trị của x thay vào phương trình ta sẽ tìm được giá trị của l để đảm bảo về mặt kết cấu, độ cứng vững cũng như sự gọn nhẹ của cơ cấu ta chọn.
x = 380 mm
l = 266,6 mm
Khảo sát lực tác dụng lên cơ cấu nâng bằnh phương pháp hoạ đồ
1.2.1 Tính toán trọng lượng thùng và cơ cấu nâng:
P = Pt + Pc + Wc.
Trong đó:
Pt: Trọng lượng thùng + trọng lượng phế thải.
Ở đây do công suất là 450kg/h, trong 1 giờ lò thực hiện 5 mẻ đốt, mỗi mẻ 12 phót. Do đó khối lượng phế thải cho 1 mẻ đốt là 90 kg. 90 kg là sẽ cho vào 2 thùng và nâng lên.
Pt = (Prác+ Pthùng).k
k: Hệ số chứa rác k = 1,1.
Pt= 10(45 + 10).1,1= 605 (N).
Pc: Trọng lượng của các cơ cấu, ta lấy sơ bộ Pc= 40.10= 400 N.
Wc: Lực cản di chuyển khi cơ cấu di chuyển làm việc.
Wc =
Với:
F: áp lực lên 1 bánh xe
F = = 220 (N).
: hệ số cản lăn. Tra bảng = 0,15 (mm).
f: Hệ số ma sát ổ trục quy về đường kính ngõng trục f =0,88(tra bảng đối với ổ trượt)
d, dR: Đường kính ngõng trục, đường kính bánh xe. DR= 50 (mm), d =14 (mm).
k: hệ số ma sát kể đến thành bánh xe. k = 2,5(tra bảng).
Tất cả các hệ số trên được tra trong giáo trình máy và thiết bị nâng chuyển.
Wc= = 56 (N).
Vậy ta có trọng lượng của thùng rác và cơ cấu nâng là:
P = 605 + 400 + 56 = 1061 (N).
1.2.2.Khảo sát lực tác dụng lên cơ cấu nâng bằng phương pháp hoạ đồ
Để khảo sát lực tác dụng lên pit tông. Ta chia hành trình di chuyển của giá nâng thành mười hai đoạn bằng nhau. Sáu đoạn đầu giá nâng chuyển động trong đoạn thẳng, sáu đoạn sau giá nâng chuyển động trong cung cong.
Công thức tính giá trị của lực F tại từng vị trí.
P1 = P.cosa.
Trong đó:
P: Trọng lượng thùng rác và cơ cấu nâng.
P1: Lực tác dụng lên thanh cứng.
F1 = F2
F1: lực thanh cứng tác dụng lên tay đòn.
F2: lực tay đòn tác dụng lên thanh cứng.
M0 = F2.lf2- F.lf = 0
lf2: Cánh tay đòn của lực F2 so với tâm O
lf: Cánh tay đòn của lực F so với tâm O
F = F2.lf2/lf
Sau khi lập hoạ đồ di chuyển của giá nâng tại mười hai vị trí ta có bảng giá trị các thông số cần thiết sau.
1.3.Tính toán kích thước tay đòn nâng thùng.
1.3.1.Từ nguyên lý làm việc của cơ cấu ta có mô hình tính như sau. ( H4 )
_ Từ sơ đồ chung ta có sơ đồ tính thanh BB1 và biểu đồ nội lực ( hìnhvẽ 5 )
Trong đó giá trị của lực F được tính nh sau.
F = P/2.
P _ giá trị ngoại lực tác dụng lên tay đòn nâng
P = 1060 ( N )
F = 1060/2 = 530 ( N )
ở trong đoạn cong còn có các thành phần lực cắt, lực dọc nhưng giá trị của chúng là nhá so với giá trị của mômen uốn nên ta bá qua, sai số này sẽ được bù lại bằng cách lấy tăng kích thước tiết diện của thanh.
Chọn vật liệu thép CT3 có:
E = 2,1.105 N/mm2.
Chọn thanh có tiết diện hình vuông:
M _ mômen uốn tại tiết diện cógiá trị lớn nhất M = 968840 ( N )
Wu _ mômen kháng uốn của tiết diện hình vuông.
Wu = a3/ 6 = 6055,25
a = 33 mm
Ta lấy thanh có tiết diện a = 35 mm.
1.3.2 Sơ đồ tính thanh CC: ( H . 6 )
F2: lực tác dụng lên đầu cánh tayđòn B.
cánh tay đòn của lực F2 so với tâm O.
M1 = F0.lf = 17612,34.106,6 = 1877477,5 Nmm
F_ lực tác dụng lên điểm A.
lf_ cánh tay đòn của lực tác dụng lên điểm A so với tâm O.
F1 = F.cos150 = 17612,34.cos150 = 17012 N.
Thanh CC chịu uốn và xoắn đồng thời.
Chọn vật liệu thép hợp kim thấp có:
theo thuyết bền ứng suất tiếp lớn nhất:
Wu = 0,1.D3.
D = 54,81 mm.
Chọn D = 60 mm.
1.3..3. Tính toán kích thước đường kính chốt tại khớp liên kết đầu pittông với tay cần:
Giá trị lực tác dụng là:
Chọn vật liệu làm chốt là thép CT3 có:
Ta có công thức:
d_ đường kính chốt (mm).
Chọn chốt có đường kính d = 20 mm.
1.4. Tính toán chọn ổ lăn cho 2 gối CC:
Hai gối CC chịu lực hướng kính P = 9001 N.
Khả năng tải động của ổ:
C = P. L1/q.
P_ tải trọng tương đương.
P = (X.V.Fr + Y.Fa).Kđ.KT.
Fr_ tải trọng hướng tâm. Fr = 9001 N.
Fa_ tải trọng dọc trục. Fa = 0.
V_ hệ số phụ thuộc vòng ổ quay, vòng trong quay trọn V = 1.
X_ hệ số tải hướng tâm vì Fa = 0. Tra bảng 17.1 sách chi tiết máy trang 101 ta có X = 1.
Kđ hệ số xét đến ảnh hưởng của tải trọng động. Tra bảng 17.2 sách chi tiếtmáy trang 102 với tính chất tải trọng nhẹ va đập nhẹ ta có: Vđ = 1,1.
KT_ hệ số xét đến ảnh hưởng của nhiệt độ. Với nhiệt độ to < 1250, có KT = 1.
P = 1.1.9001.1,1.1 = 9901,1 N.
L = 60.10-6.n.Ln.
n_ số vòng quay của ổ trong một phút. ở đây số vòng quay của ổ:
1 < n < 10.
Ta lấy: n = 10 vòng/phút.
Lh_ tuổi thọ của ổ tính bằng giờ. Lấy Lh = 600 giê.
L = 60.10-6.10.600 = 0,78.
q_ số mũ, với ổ bi đỡ q = 3.
C = 9901,1.0,961/3 = 8,7 KN.
Chọn ổ ký hiệu 204 có.
C = 10 KN , d = 20 mm , D = 47 mm , B = 14 mm.
Co = 6,3 KN.
_ Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ.
Po < Co
Po _ Tải trọng tĩnh tương đương.
Co _ Khả năng tải tĩnh của ổ.
Po = Xo.Fr + Yo.Fa
Fa _ lực dọc trục Fa = 0
Fr _ lực hướng tâm Fr = 9001 N
Xo _ Hệ số tải trọng tĩnh ( bảng 17.4 trang 104 , Chi Tiết Máy ).
Xo = 0,6
Po = 9001.0,6 = 5,4 (KN )
Ta nhận thấy Po < Co .Vậy ổ đã trọn thoả mãn điều kiện làm việc của cơ cấu.
2. Tính toán kích thước cơ cấu kẹp thùng:
2.1. Sơ đồ nguyên lý làm việc.( Hình vẽ 2.1)
Trên càng kẹp của 2 khớp , một khớp bản lề 3 gắn trên giá nâng và một khớp trượt được liên kết với khớp hình 5 . Khớp hình 5 đượcdẫn động trực tiếp bởi xylanh quay 6 . Lò xo 7 luôn luôn ở trạng thái kéo . Khi khớp hình quay một góc 90o nhờ xylanh quay dẫn động đầu khớp trượt 4 sẽ trượt trên khớp hình 5 , càng kẹp mở ra , lò xo 7 bị kéo căng khi khớp hình quay một góc 90o càng kẹp sẽ đóng lại kẹp lấy thùng phế thải , lực kẹp thùng phế thải trên càng kẹp nhờ lực kéo lò xo 7.
2.2 Kích thước cơ cấu kẹp thùng.
_ kích thước càng kẹp được xác định thông qua chu vi của thùng phế thải và sự cân đối giữa kích thước của giá nâng . Trên cơ sở đó ta có kích thước của càng kẹp nh hình vẽ .
_ kích thước của khớp hình 5:
Biên dạng của khớp hình 5 đuợc xác định thông qua quỹđạo chuyển động của đầu khớp trượt 4.
Bằng phương pháp hoạ đồ ta dựng biên dạng của khớp hình 5 như hình vẽ. ( h.3).
Cách dùng :
Khi càngkẹp xoay quanh khớp A , đầukhớp trượt C sẽ chuyển động trên cung tròn BC bán kính AB , tại vị trí AbB càng kẹp mở không kẹp thùng tại vị trí AC càng kẹp đóng kẹp lấy thùng .Biên dạng của khớp hình phải có hình dạng sao cho khi khớp hình quay 900 thì càng kẹp quay 45o từ vị trí AC đến vị trí AB.
Để thoả mãn điều kiện này ta tiến hành dựng biên dạng khớp hình như sau .
+ Từ tâm O khớp hình kẻ đường thẳng OB . Là điểm chung giữa khớp hình và càng kẹp .
+ Từ tâm O kẻ đưòng thẳng OD vuông góc với OC và có độ dài .
Từcác kích thước đã biết ta tính được góc BOD = 1460 .
+ Dông 15 tia có gốc tại O cách đều nhau và chia góc BOD thành 15 phần bằng nhau.
+ Cho góc BOD quay mộtgóc 900 quanh góc O theo chiều nh hình vẽ .
Các tia nằm trong góc BOD lần lượt giao với cung tròn BC .
+ Tập hợp những điểm nằm trên các tia và giao với cung tròn BC tạo nên một đường cong BD .
+ Điều kiện để khớp hình có thể làm việc được là khi khớp hình xoay một góc 90o biên dạng của nó luôn cắt cung tròn BC tại một điểm .
+ tập hợp những điểm nằm trong khoảng giới hạn của đường cong BD và đương tròn tâmO bán kính OD là miền làm việc của khớp hình ở phần bên phải ( cách dựng biên dạng khớp hình phần bên phải tương tự ) để cho việc chế tạo biên dạng khớp hình đơn giản ta các các kích thước như hình vẽ. ( h .4 )
Hình 2.4.
2.3 Tính toán thiết kế lò xo và giá trị mô men xoắn trên trục xylanh quay.
2.3.1 Tính lò xo (H. 2.5 )
Lò làm việc ở trạng thái chịu kéo .
_ Lực căng ban đầu được tính thông qua lực càng kẹp , kẹp vào thùng phế thải.
Do càng kẹp chỉ có tác dụng giữ thùng khi thùng chuyển động trong cung cong, cùng với kích thước của càng kẹp _ Cho áp lực phân bố trên càng kẹp q có giá trị q = 0,5 N.
Hình 2.5
_ Lấy mômen với điểm A .
F1 = F2 = 144,35 N.
_ Từ đó ta có lực căng ban đầu của lò xo.
Fmin = 288,7 N
_ Chuyển vị tương ứng x = 78 mm.
_ Chọn vật liệu làm lò xo thép cấp I có đườngkính dây lò xo từ 4 đến 6 mm. Từ đó tra bảng 19.2 có b = 1500 MPa, ứng suất xoắn cho phép = 0,3. b
= 0,3. 1500 = 450 MPa
_ Chọn c = D/d = 6 ( theo bảng 19.1 ) lấy k = 1,24
_ Cho lực căng lớn nhất Fmax = 600 N
Từ đó ta tính đường kính dây.
mm.
d _ đường kính dây.
k _ hệ số xét đến độ cong của dây k = 1,24 ( Bảng 19_2 ).
c _ tỷ số giữa đường kính trung bình và đường kính dây lò xo. chọn c = 6.
_ ứng suất xoắn cho phép = 450 MPa.
lấy d = 5 mm nh vậy đường kính d tìm được phù hợp với các giả thiết đã cho từ ban đầu.
D = c.d
D = 5.6 = 30 mm
D _ đường kính trung bình.
_ Tính số vòng làm việc của lò xo.
x _ chuyển vị tương ứng của lò xo khi chịu tác dụng của lực Fmax
x = 78 mm
G _ môdun đàn hồi trượt , đói với lò xo thép lấy G = 8.104 MPa
n _ số vòng làm việc của lò xo
n = 58 vòng
_ Số vòng thực tế của lò xo
no = n + 2 = 58 + 2 = 60 vòng
_ Chiều dài của lò xo khi chưa chịu ngoại lực.
Ho = n.d + 2.hm
hm _ chiều cao một đầu móc.
hm = 0,8.D = 0,8.6 = 4,8
Ho = 60.5 + 2.4,8 = 309,6 mm
2.3.2. Tính mômen xoắn tác dụng lên đầu pít tông
Từ nguyên lý làm việc của cơ cấu kẹp thùng . Ta thấy mômen xoắn trên trục xylanh quay lớn nhất khi càng mở ra một góc 45o và lực căng lò xo khi đó là lớn nhất .
Từ kết quả tính của các phần trước ta có mô hình tính H 2.6
Hìmh 2.6
Lấy cân bằng mômen với điểm A
F2 = F1.43,2 / 45,4.
F1 _ lực kéo lò xo tác dụng lên càng kẹp .
F1 = 600 N .
F2 = 600.43,2 / 45,4 = 570 N .
Mômen cản trên trục quay chính là mômen cản do hai lực masát sinh ra khi khớp hình xoay theo chiều như hình vẽ.
Fms = F2.k
k _ hệ số ms sát giữa đầu khớp trượt và khớp hình khi khớp hình xoay lấy
lấy k = 0,3.
Fms = 570.0,3 = 171 N.
Mômen cản M = Fms.( 72,6 + 132,2 ).
M = 171. ( 72,6 + 132,2 ) = 35020,8 Nmm = 3502,08 Ncm.
3. Tính toán cơ cấu nâng cửa lò.
3.1 Sơ đồ nguyên lý làm việc
1 _ Cửa lò 2 , 3 _ Puli đổi hướng.
4 _ Xylanh kéo 5 _ Ray dẫn hướng.
6 _ Cáp kéo.
Khi xylanh bốn làm việc đầu pít tông được kéo xuống , thông qua hai puli đổi hướng cáp 6 sẽ kéocửa lò chuyển động đi lên theo thanh dẫn hướngcửa lò được mở ra. Khi đầu pít tông 4 chuyển động đi lên, nhờ trọng lượng bản thân cửa lò tự hạ xuống cửa lò được đóng lại.
Thông qua kích thước của lò đốt ta có kích thước của lò đốt nh sau ( hình vẽ )
Tính toán lực tác dụng lên đầu pít tông
_ Theo sơ đồ nguyên lý làm việc nh trên, hệ puli chỉ có tác dụng làm đổi hướng của lực bội suất của hệ puli bằng một . Vì vậy lực tác dụng lên đầu pít tông có giá trị bằng trọng lượng cửa lò.
3.2.1 Tính trọng lượng cửa lò
/
1 _ Thép. 3 _ Bông thuỷ tinh.
2 _ Gạch chịu lửa. 4 _ Gạch chịu lửa.
Từ cấu tạo mặt cắt cửa lò cùng với các chi tiết , ta xác định trọng lượng cửa lò.
Pcl = Pt + Pg + Pb.
Pt _ Trọng lượng tấm thép bọc bên ngoài
Pg _ Trọng lượng khối gạch chịu lửa.
Pb _ Trọng lượng bông thuỷ tinh.
Pt = V.t.g
V _ thể tích các tấm thép bọc cửa lò.
V = 2.1,1.0,33.0,005 + 2.1.0,005.0,003 + 2.1,1.1.0,005 = 0.01793 (m3)
t _ khối lượng riêng của thép t = 7850 ( kg / m3 )
Pt = 7850.0,01793.10 = 1407,5 N
Pg = Vg. g.g
Vg _ thể tích khối gạch chịu lửa.
Vg = 2.1.0,11.1,1 = 0,242 m3
g _ khối lượng thể tích của gạch g = 1400 kg / m3
Pg = 1400.0,242.10 = 3388 N.
Pb = Vb. b.g
Vb _ thể tích khối bông thuỷ tinh
Vb = 0,11.1.1,1 = 0,121 m3
b _ khối lượng thể tích của bông thuỷ tinh. b = 150 kg / m3
Pb = 150.0,121.10 = 181,5 N
Trọng lượng cửa lò.
Pcl = 1407,5 + 3388 + 181,5 = 4977 N
F = Pcl / n.
F _ lực tác dụng lên đầu pít tông.
n _ hiệu suất kể đến ma sát của các puly và trục.
n = 0,98.
F = 4977 / 0,98
F = 5078,57 N.
Tính chọn cáp và puli
Ta có công thức tính chọn cáp.
Smax .n Sđ
Smax _ lực căng cáp lớn nhất trong quá trình làm việc không kể đến tải trọng động. Với sơ đồ nguyên lý làm việc nh trên bội suất cụm puly bằng 1.
Smax = F = 5078,57 N.
Sđ_ tải trọng phá hỏng cáp do nhà chế tạo xác định.
n_ hệ số an toàn của cáp khi làm việc. Giá trị n phụ thuộc vào chế độ làm việc của cáp, đối với cơ cấu nâng cửa lò ta lấy n = 5,5 tương ứng với chế độ làm việc trung bình nhẹ
Smax .n Sđ.
5078,57.5,5 Sđ.
27932,13 (N) Sđ.
Tra bảng sổ tay máy xây dựng ta chọn cáp bện đôi kiểu TK có giới hạn bền của sợi thép cấu tạo nên cáp: 200 N/mm2.
Đường kính cáp d = 11,5 mm.
Sđ = 67,95 KN.
Với cáp đã chọn ta tính toán chọn đương kính puly và kích thước vòng đỡ cáp
.
D _ đường kính puli.
dc : đường kính cáp.
e: hệ số phụ thuộc vào chế độ làm việc của cơ cấu.với chế độ làm việc trung bình nhẹ ta lấy e = 16.
Ta lấy D = 200 mm.
Tra bảng 2224 – 43. Với đường kính cáp d = 11,5 mm ta có kích thước vòng đỡ cáp:
D = 35 mm.
H = 50 mm.
3.4. Tính toán kích thước đường kính chốt tại khớp liên kết:
Giữa đầu pittông với cáp và đầu cáp với cửa lò do lực tác dụng tại 2 khớp không khác nhau nhiều nên ta tính cho đường kính chốt tại đầu pittông liên kết với cáp. Đường kính chốt tại cáp liên kết với cửa lò lấy bằng đường kính chốt liên kết giữa đầu pittông và cáp.
Ta có công thức:
Giá trị lực tác dụng là:
Chọn vật liệu làm chốt là thép CT3 có:
Chọn chốt có đường kính d = 16 mm.
4. Nguyên lý làm việc và kích thước cơ cấu đẩy phế thải rắn:
4.1, Nguyên lý làm việc:( H 3.1 )
Hình 3.1
1 _ cửa đẩy 3 , 4 _ Là các thanh dẫn hướng.
2 _ xylanh đẩy 5 _ cụm bánh xe di chuyển.
Khi xylanh 2làm việc đẩy cửa đi vào trong, rác ở trong thùng phế thải của lò đốt sẽ bị tấm gạt đẩy vào lò. Hành trình của xylanh 2 phụ thuộc vào kích thước lò( hay cụ thể là quãng đường phế thải di chuyển đến buồng đốt. Dựa vào kích thước của lò đốt ta chọn hành trình của xylanh l = 2000 mm.
Kích thước cơ bản của cơ cấu.
Tấm gạt phế thải rắn được làm từ thép tấm có độ dày 5 mm , kích .thước của tấm gạt phụ thuộc vào kích thước của thùng chứa phế thải của lò đốt . Từ kích thước này ta có kích thước tấm gạt.
_ Hai thanh 3 và 4 có nhiệm vụ dẫn hướng trong quá trình tấm gạt di chuyển.
thanh 4 được liên kết cố định với khung lò , trên thanh 4 có đặt ray dẫn hướng , thanh 3 di chuyển cùng với tấm đẩy phế thải rắn nhờ hai bánh xe di chuyển trên ray dẫn hướng , chiều dài của hai thanh dẫn hướng là 2685 mm
các kích thước khác sẽ được thể hiện cụ thể hơn trên bản vẽ.
4.3 Tính lực tác dụng lên cơ cấu đẩy rác:
Lực tác dụng lên cơ cấu đẩy rác ở đây là lực cản ma sát sinh ra khi tấm gạt phế thải di chuyển.
.
Trong đó:
N = 900 N _ bằng trọng lượng của phé thải trong thùng.
_ hệ số ma sát trượt giữa phế thải và sàn lò. = 0,25.
.
k1_ hệ số kể đến ma sát khi tấm gạt di chuyển. k1 = 1,15
F = 225.1,15 = 260 N.
Do cơ cấu làm việc với các loại phế thải khác nhau, hệ số ma sát giữa phế thải và sàn lò cũng khác nhau. Nên ta lấy lực đẩy trên đầu pittông;
F = 260.n
n _ hệ số dự trữ. Lấy n = 2
F = 260.2 = 520 (N).
_ Ta thấy lực tác dụng lên cơ cấu đẩy tro là không lớn lắm , nên các kích thước của cơ cấu được lấy chủ yếu dựa vào kích thước lò và cácyêu cầu về mặt công nghệ mà cơ cấu phải đáp ứng.
5 ) nguyên lý làm việc cơ cấu đẩy tro.
5.1 ) nguyên lý làm việc:( h 5.1 )
Hình 5.1
1 _ Tấm gạt tro. 3 _ cụm bánh xe di chuyển.
2 _ thanh dẫn hướng 4 _ vòi dẩn nước làm mát. 5 _ xylanh đẩy tro
Về mặy nguyên lý làm việc cơ cấu đẩy tro cũng giống nguyên lý làm việc cơ cấu đẩy phế thải rắn . Chỉ khác nhau về mặt kích thước tấm gạt tro và hành trình xylanh ở cơ cấu đẩy tro hành trình xy lanh là 2000 mm.
Ngoài ra khác với cơ cấu đẩy rác , trong quá trình làm việc tấm đẩy tro của cơ cấu đẩy tro luôn tiếp xúc với vùng có nhiệt độ cao ( 900o ) . Vì vậy ở cơ cấu đẩy tro còn có hệ thống dẫn nước làm mát để luôn duy trì nhiệt độ làm việc của tấm đẩy tro không quá 100o C đẩm bảo điều kiện làm việc của cơ cấu.
Thanh dẫn hướng 2 là một ống thép hình tru rỗng , ở tấm đẩy tro cũng có một đường dẫn nước . khi làm việc nước sẽ qua thanh dẫn hướng chảy vào đường dẫn nước của tấm đẩy tro và đi ra , trong quá trình làm việc dòng nước liên tục chảy tuần hoàn để duy trì nhiệt độ của tấm gạt tro ở một nhiệt độ xác định để cơ cấu có thể làm việc được.
5.2 Tính lưu lưọng nước cần thiết để làm mát tấm đẩy tro.
5.2.1 chọn nhiệt độ làm việc của tấm đây tro.
biểu đồ biểu diễn ảnh hưởn của nhiệt độ tới cơ tính của thép.
Qua biểu đồ ta thấy ở nhiệt độ từ 200oC đến 300oC thì giới hạn bền của thép là lớn nhất , ở 400 đến 500 độ thì giới hạn bền của thép chỉ đạt từ 50 đến 60 phần trăm giới hạn bền của thép ở 20oC.
Vì vậy ta chọn nhiệt độ của tấm đẩy tro khi làm việc là 100oC .
_ Nhiệt lưọng mà thép cần mất đi để hạ nhiệt độ từ 900oC xuống 100oC là .
Q = c.m .(t2 – t1)
c _ nhiệt dung riêng của thép.
c = 460 J / kg.độ.
m _ khối lượng của tấm gạt tro .
_ khối lượng riêng của thép = 7800 kg / m3.
V _ thể tích tấm gạt tro từ kích thước của tấm đẩy tro ta tính được thể tích
V = 5128,2 cm3.
m = 7800.5128,2 40 kg.
t2 _ nhiệt độ của tấm gạt trước khi hạ t2 = 900o.
t1 _ nhiệt độ của tấm gạt sau khi hạ t1 = 100o
Q = 460.40.( 900 – 100 )
Q = 14720000 J / kg.độ
Nhiệt lượng này cũng chính là nhiệt lượng mà nước cần hấp thụ để hạ nhiệt độ của tấm gạt tro xuống . Từ đó ta tính được khối lượng nước cần thiết là.
c _ nhiệt dung riêng của nước
c = 2100 J / kg.độ
t1 _ nhiệt độ nước trước khi làm mát , ta chọn.
t1 = 15oC
t2 _ nhiệt độ nước sau khi nước chạy qua tấm gạt tro để làm mát.
t2 = 80oC.
.
Khối lượng riêng của nước là 1000 kg/ m3
Thể tích khối nước cần làm mát là. V = 107,8 dm3
Thời gian cần thiết để nung nóng tấm gạt tro từ 100oC lên 900oC.
a _ chiều dày tấm gạt tro , ta lấy chiều dày .
a = 0,05 m.
F _ diện tích tấm gạt tro
F = 0,55 m2
t2 , t1 _ nhiệt độ trước và sau khi làm mát
t2 = 900oC.
t1 = 100oC.
_ hệ số truyền nhiệt
_ hệ số truyền nhiệt của thép ở OoC
= 50 kCal / m.oC.h
ttb _ nhiệt độ truyền nhiệt trung bình.
ttb = ( 900 +100 ) / 2 = 500 oC.
Vậy lưu lượng nước cần làm mát là.
Q = V / t = 107,8 / 14 = 7,7 dm3 / s
tốc độ dòng nước và tiết diện đường ống dẫn nước làm mát tấm gạt tro ( tiết diện đường ống dẫn nước là hình tròn ).
Q = v..d2/4
v _ vận tốc dòng nước m / s.
d _ đường kính đường ống dẫn nước làm mát.
ta lấy d = 40 mm
v = 7,7.10-3.4/3,14.0.042 = 6,12 m/s.
CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THUỶ LỰC DẪN ĐỘNG CÁC CƠ CẤU.
Sơ đồ hệ thống truyên động thuỷ lực và cách bố trí các phần tử thuỷ lực.
Xuất phát từ yêu cầu làm việc của hệ thống , Một bơm dẫn động cho năm động cơ làm việc , các động cơ được bố trí mắc song song . Ta có sơ đồ hệ truyền động thuỷ lực nh hình vẽ . Trong đó chức năng và nhiệm vụ của từng phần tử dược giải thích nh sau.
_ Thùng dầu :
Thùng dầu dùng để chứa dầu thuỷ lực , dung tích của thùng dầu phải lớn hơn hoặc bằng năm lần dung tích của toàn bộ các phần tử thuỷ lực , đường ống có trong sơ đồ thuỷ lực. Thùng dầu được chế tạo theo tiêu chuẩn . Dầu ở trong thùng luôn ở trạng thái tĩnh và được làm mát.
_ Bầu lọc :
Bầu lọc có nhiệm vụ loại bỏ toàn bộ các chất bẩn có trong dầu thuỷ lực . Trong quá trình làmviệc dầu đi qua các phần tử của mạch thuỷ lực sẽ không chánh khỏi hiện tượng làm bong tách những mảnh thép vụn từ các phần tử thuỷ lực và đường ống do các nguyên nhân như xâm thực , bào mòn các chi tiết .v.v.. . Bầu lọc được bố trí ở đường hồi có nhiệm vụ loại bỏ các chất bẩn có trong dầu trước khi dầu về thùng , chánh hiện tượng các chất bẩn này sẽ theo đường ống đi lên làm tăng quá trình hao mòn các chi tiết.
_ Bơm thuỷ lực :
Bơm là nguồn cung cấp năng lượng cho toàn bộ hệ thống , ta chọn bơm pít tông ro to hướng trục , đây là loại bơm có kích thước gọn nhẹ so với các loại bơm khác, có tuổi thọ và kích thước truyền động tương đối cao . Đặc biệt là có sẵn trên thị trường Việt Nam thuận tiện cho việc sửa chữa và thay thế . Vị trí của bơm được bố trí trên hình vẽ.
_ Van an toàn :
Van an tàn có nhiệm vụ bảo đảm cho hệ thống truyền động thuỷ lực được an toàn khi xảy ra hiện tưoựng quá tải . Do các động cơ thuỷ lực mắc song song và làm việc không đồng thời , nên ta bố trí một van an toàn trên dường ống chính vừa bảo vệ cho các xylanh , bơm và toàn bộ hệ thống thuỷ lực.
_ Cơ cấu phân phối chất lỏng :
Cơ cấu phân phối chất lỏng có nhiệm vụphân phối chất lỏng từ bơm tới các xylanh theo mét quy luật nhất định . Trong sơ đồ trên ta bố trí năm cơ cấu phân phối chất lỏng loại bốn cửa hai vị trí làm việc điều khiển điện từ , để điều khiển quá trình làm việc của các cơ cấu.
_ Van tiết lưu :
Ta bố trí năm van tiết lưu nằm trên đường vào của năm xylanh , nó có nhiệm vụ làm ổn định dòng chất lỏng từ bơm tới trước khi vào các xylanh . Ngoài ra nó còn có nhiệm vụ hạn chế sự dao động áp suất chất lỏng do va đập giữa các chi tiết làm việc.
_ Van một chiều :
Van một chiều chỉ cho phép chất lỏng đi qua một chiều nhất định , trong hệ thống trên ta bố trí bốn van một chiều . Một van bố trí trước bơm ngăn cản chất lỏng về bơm khi hệ thốg không làm việc . Ba vancòn lại bố trí ở đường vào của ba xylanh 6 , 7 , 8 có nhiệm vụ giữ cố định đầu pít tông , chánh hiện tượng dao động khi ngắt lệnh điều khiển cơ cấu phân phối chất lỏng.
_ Van hồi :
Ta bố trí ba van hồi điều khiển kiểu điện từ được mắc song song với ba van một chiều , khi ba xy lanh 6 , 7 , 8 đảo chiều thì các van hồi sẽ làm việc , dầu sẽ qua van hồi về thùng.
_ Đồng hồ đo áp lực :
Đồng hồ đo áp lực cho ta biết được áp suất làm việc của dầu trong hệ thống khi làm việc đẻ tiện cho quá trùnh theo dõi và kiểm tra . Ta bố trí đồng hồ đo áp lực ở đường ống chính và sau bơm.
2.1 Tính chọn các xylanh thuỷ lực.
2.1.1Từ kết quả tính phần trước ta thấy tuy xylanh đẩy tro có lực cản khônh lớn so với các xylanh khác, nhưng nó là xylanh làm việc ở trạng thái thuận. Có hành trình pít tông lớn nên trong quá trình làm việc ngoài đảm bảo điều kiện bền cần pít tông còn phải đảm bảo điều kiện cứng , điều kiện ổn định . Vì thế ta tính trọn thông số bơm thoả mãn các điều kiện làm việc của xylanh đẩy tro .Từ bơm trọn được ta tính trọn thông số các xylanh khác , nếu các xylanh được trọn không đáp ứng được các điều kiện làm việc ta tính trọn lại bơm và tính lại từ đầu.
_ Ta chọn trước đường kính cần pít tông d = 28 mm.
_ Đường kính trong của xylanh D = 40 mm.
_ Vận tốc di chuyển của đầu cần pít tông v = 0.1 mm/s.
Từ đó ta tính được lưu lượng vào xylanh.
Q = v.S
S _ diện tích phần làm việc của pít tông.
S = p.D2/ 4 = 3,14.402/ 4 = 1256,6 mm2.
Q = 0,1.1256,6.10.60.10-4 =7,54 (l/p).
Lưu lượng thực tế của bơm.
Qb = k . ( Q/ hd + htl )
hd _ hệ số tổn thất lưu lượng dọc đường ta lấy hd = 0,8
htl _ hệ số tổn thất lưu lượng qua tiết lưu. Ta chọn tiết lưu loại DR16 do nga chế tạo có htl = 0.15 l/p.
k _ hệ số tổn thất lưu lượng do đặc diểm của hệ thống truyền động thuỷ lực , do các xylanh mắc song song và làm việc không đồng thời. Khi mét xylanh làm việc các xylanh khác không làm việc nhưng lưu lượng từ bơm vẫn tới các van phân phối của các xylanh này về thùng .
Ta lấy k = 1,5
Þ Qb = 1,5. ( 7,54/ 0,8 + 0,15 ) = 14,36 ( l/p ).
Ta lấy lưu lượng của bơm là Qb = 15 ( l/p )
Căn cứ vào giá trị ngoại lực tác dụng lên các cơ cấu , cũng nh sự tương quan về mặt kích thước của các phần tử thuỷ lực .
Ta chọn áp suất làm việc của bơm P = 12 MPa.
Sau khi chọn được áp suất và lưu lượng làm việc của bơm , ta tiến hành tính chọn các phần tử thuỷ lực nếu các phần tử đã được chọn không đáp ứng dược các yêu cầu của mạch thuỷ lực . Ta sẽ tiến hành chọn lại áp suất và lưu lượng làm việc của bơm sau đó tính lại từ đầu.
Þ Lực đẩy trên đầu pít tông của cơ cấu đẩy tro.
F = p.S
p _ áp suất làm việc của bơm p = 12 MPa = 12 N/mm2.
S diện tích phần làm việc của pít tông .
S = p.D2/ 4
S = 3,14.402/ 4 = 1256,6 mm2
Þ F = 12 .1256,6 = 15079,6 N.
Giá trị lực thực tế trên cần pít tông khi kể đến ma sát bộ phận làm kín.
Fk = F.nc
nc _ hiệu suất cơ lấy nc = 0,9.
Fk= 15079,6 . 0,9
Fk = 13571,6 N.
Ta thấy giá trị lực F = 113571,6 N lớn hơn rất nhiều so với giá trị ngoại lực tác dụng lên đầu pít tông nhưng ta vẫn phải chấp nhận lấy đường kính trong của xylanh lớn để đảm bảo yêu cầu về mặt công nghệ.
_ vận tốc di chuyển của đầu pít tông khi cần đẩy ra.
v = 0,1 m/s
_ Vận tốc hồi của pít tông
vh = Q/Ah
Ah _ diện tích phần làm việc của pít tông.
Ah = p.( D2 – d2)/ 4
Ah = 3,14.( 402 – 282)/ 4 = 640,88 mm2
Þ
Vận tốc hồi v = 0,19 m/s là hợp lý vì rút ngắn thời gian xylanh nằm trong lò.
_ Tính kiểm tra ổn định của cần pít tông khi làm việc.
Ta kiểm tra ổn định của cần pít tông khi làm việc trong trường hợp làm việc bất lợi nhất.
Khi đó hành trình pít tông là lớn nhất l = 2200 mm.
pít tông gặp lực cản lớn nhất có thể F = 15079,6 N
Chọn vật liệu làm pít tông thép CT3 có E = 2,1.105 Mpa = 2,1.107 N/cm2
Pth =
_ hệ số phụ thuộc vào dạng liên kết hai đầu thanh = 0,5.
l_ hành trình lớn nhất của pít tông l = 2200 mm = 220 cm
E _ mô đun đàn hồi của thép E = 2,1.105 Mpa = 2,1.107 N/cm2
J _ mô men quán tính nhỏ nhất của mặt cắt ngang .
Jmin = 0,05D4
Jmin = 0,05.284
Jmin = 3,07 cm4
Pth =
Ta thấy Pth = 52586,26 N > F = 15079,6 N . vậy pít tông đảm bảo điều kiện ổn định khi làm việc.
Về lực cản và nguyên lý làm việc của cơ cấu đẩy phế thải rắn không khác nhau nhiều so với cơ cấu đảy tro . Vì vậy ta chọnh xylanh dẫn động cho cơ cấu đẩy phế thải rắn có cùng thông số với xylanh dẫn động cho cơ cấu đây tro , chỉ khác nhau về hành trình pít tông
2.1.2 Tính chọn xy lanh nâng thùng.
Diện tích phần làm việc của pít tông.
A = Q/v
Q _ lưu lượng từ bơm tới xylanh
Q = Qb.hd.2/3 – htl
hd _ hệ số tổn thất lưu lượng dọc đường ta lấy hd = 0,8.
htl _ hệ số tổn thất lưu lượng qua tiết lưu .
Ta chọn tiết lưu loại DR32 có hệ số tổn thất lưu lượng htl = 0,24 l/p.
Q = 15.0,8.2/3 – 0,24 = 7,76 l/p
v _ vận tốc di chuyển của đầu pít tông v = 0,057 m/s
A = 2269 mm2
Do xy lanh làm việc ở trạng thái nghịch nên diện tích phần làmviệc là.
A = p. ( D2 –d2 )/ 4.
Þ D2 –d2 = 4.A/ p
D2 –d2 = 4.2269/ 3,14
D2 –d2 = 2888,98
D _ đường kính trong của xylanh.
d _ đường kính đầu pít tông.
đương kính pít tông phải có kích thước đủ lớn để đảm bảo điều kiện bền , điều kiện ổn định.
Sp = F/[].
[] _ ứng suất cho phép của vật liệu làm pit tông , chọn thép 20X có .
[] = 270N/ mm2.
Sp = 17612,34/3,14
Sp = 65,23 mm2.
d2 = 4.S/= 4.65,23/3,14
d2 = 83,05.
d = 9,1 mm.
Chọn d = 40 mm.
Þ D2 = 2888,98 + d2 = 2888,98 + 402
D2 = 4488,98
D = 66,99
Ta lấy D = 70 mm
_ Giá trị lực trên đầu pít tông khi làm việc
F = p.A
A _ diện tích phần làm việc của pít tông
A = p.( D2 – d2 )/ 4
A = 3,14.( 702 – 402 )/ 4
A = 2591,8 mm2
p _ áp suất làm việc của bơm p = 12 N/mm2
F = 12.2591,8
F = 31101,76 N
Giá trị lực thực tế trên cần pít tông khi kể đến ma sát bộ phận làm kín.
Fk = F.nc
nc _ hiệu suất cơ lấy nc = 0,9.
Fk= 31101,76 . 0,9
Fk = 27991,59 N.
Ta nhận thấy giá trị lực Fk = 27991,59 N lớn hơn giá trị ngoại lực F = 17612 N đặt lên đầu pít tông, điều này đảm bảo thoả mãn điều kiện làm việc của xylanh
_ vận tốc của đầu pít tông khi pít tông thu về.
vh = Q/ A
Q _ Lưu lượng từ bơm tới xylanh. Q = 7,76 l/p
A _ diện tích phần làm việc của pít tông A = 2591,8 mm2
vh = 0,049 m/s
vận tốc này tuy nhỏ hơn giá trị vận tốc ta đã giả thiết ban đầu v = 0,057 m/s nhưng vẫn đảm bảo điều kiện làm việc của cơ cấu
_ Vận tốc của pít tông khi pít tông được đẩy ra.
v = Q/ A
A _ diện tích trong của xylanh
A = p.D2/ 4
A = 3,14.702/4
A = 3848,45 mm2
Þ
v = 0,034 m/s.
2.1.3 Tính trọn xylanh nâng cửa lò
Diện tích phần làm việc của pít tông.
A = Q/v
Q _ lưu lượng từ bơm tới xylanh
Q = Qb.hd.2/3 – htl
hd _ hệ số tổn thất lưu lượng dọc đường ta lấy hd = 0,8.
htl _ hệ số tổn thất lưu lượng qua tiết lưu .
Ta chọn tiết lưu loại DR32 có hệ số tổn thất lưu lượng htl = 0,24 l/p.
Q = 15.0,8.2/3 – 0,24 = 7,76 l/p
v _ vận tốc di chuyển của đầu pít tông v = 0,3 m/s
A = 431,1 mm2
Do xy lanh làm việc ở trạng thái nghịch nên diện tích phần làmviệc là.
A = p. ( D2 –d2 )/ 4.
Þ D2 –d2 = 4.A/ p
D2 –d2 = 4.431,1 / 3,14
D2 –d2 = 548,9
D _ đường kính trong của xylanh.
d _ đường kính đầu pít tông.
đường kính pít tông phải có kích thước đủ lớn để đảm bảo điều kiện bền , điều kiện ổn định.
Sp = F/[].
[] _ ứng suất cho phép của vật liệu làm pit tông , chọn thép 20X có .
[] = 270N/ mm2.
Sp = 5078,57/270
Sp = 18,8 mm2.
d2 = 4.S/= 4.18,8/3,14
d2 = 23,9.
d = 4,98 mm.
Chọn d = 25 mm.
Þ D2 = 548,9 + d2 = 548,9 + 252
D2 = 1173,9
D = 34,26
Ta chọn D = 40 mm
_ Giá trị lực trên đầu pít tông khi làm việc
F = p.A
A _ diện tích phần làm việc của pít tông
A = p.( D2 – d2 )/ 4
A = 3,14.( 402 – 252 )/ 4
A = 765,7 mm2
p _ áp suất làm việc của bơm p = 12 N/mm2
F = 12 . 765,7
F = 9189,16 N
Giá trị lực thực tế trên cần pít tông khi kể đến ma sát bộ phận làm kín.
Fk = F.nc
nc _ hiệu suất cơ lấy nc = 0,9.
Fk= 9189,16 . 0,9
Fk = 8270,24 N.
Ta nhận thấy giá trị lực Fk = 8270,24 N lớn hơn giá trị ngoại lực F = 5078,57 N đặt lên đầu pít tông, điều này đảm bảo thoả mãn điều kiện làm việc của xylanh
_ vận tốc của đầu pít tông khi pít tông thu về.
vh = Q/ A
Q _ Lưu lượng từ bơm tới xylanh. Q = 7,76 l/p
A _ diện tích phần làm việc của pít tông A = 765,7 mm2
vh = 0,17 m/s
vận tốc này tuy nhỏ hơn giá trị vận tốc ta đã giả thiết ban đầu v = 0,3 m/s những vẫn đảm bảo điều kiện làm việc của cơ cấu
_ Vận tốc của pít tông khi pít tông được đẩy ra.
v = Q/ A
A _ diện tích trong của xylanh
A = p.D2/ 4
A = 3,14.402/4
A = 1256,63 mm2
Þ
v = 0,1 m/s.
2.1.4 Tính trọn xylanh quay dẫn động cho cơ cấu kẹp thùng
Ta có mô men cản lớn nhất trên trục xylanh quay
M = 2482,9 Ncm
Lưu lượng từ bơm tới xylanh là.
Q _ lưu lượng từ bơm tới xylanh
Q = Qb.hd.2/3 – htl
Qb _ lưu lượng từ bơm tới xylanh
hd _ hệ số tổn thất lưu lượng dọc đường ta lấy hd = 0,8.
htl _ hệ số tổn thất lưu lượng qua tiết lưu .
Ta chọn tiết lưu loại DR32 có hệ số tổn thất lưu lượng htl = 0,24 l/p.
Q = 15.0,8.2/3 – 0,24 = 7,76 l/p
Chọn xylanh quay loại hai cánh gạt có các kích thước nh sau.(hình vẽ)
D _ đường kính ngoài cánh gạt ( bằng đường kính trong của xylanh ).
Chọn D = 60 mm.
d _ đường kính trục quay của xylanh.
Chọn d = 30 mm.
Thay vào công thức tính mô men xoắn ta có .
M = Z.p.b.( D2 – d2 )/ 8
p _ áp suất làm việc của bơm p = 7 N/mm2
Z _ số cánh gạt của xylanh Z = 2
b _ chiều rộng cánh gạt ( dọc theo trục xylanh ) mm
M _ mô men xoắn trên trục xylanh
M = 24829 Nmm
Þ
Ta lấy b = 20 mm.
Tính kiểm tra mô men xoắn trên trục xylanh khi làm việc .
M = Z.p.b.( D2 – d2 )/ 8
M = 2.12.20.( 602 – 302 )/ 8
M = 162000 Nmm
Ta thấy giá trị mô men xoắn trên trục xylanh khi làm việc lớn hơn giá trị mô men của ngoại lực đặt trên trục xylanh, điều này đảm bảo điều kiện làm việc của xylanh
_ Vận tốc góc của xylanh.
Q _ lưu lượng từ bơm tới xylanh Q = 7,76 l/p
w = 9,58 rad/s
Vận tốc này là có thể chấp nhận được, vì muốn giảm vận tốc góc xuống thì ta phải tiếp tục tăng kích thước cánh gạt lên dẫn đến mô men xoắn trên trục xylanh sẽ thừa nhiều và kích thước xylanh cũng lớn lên.
Sau khi tính xong ta có bảng thống kê các thông số của các xylanh đã chọn.
Các thông số
xylanh quay
xylanh nâng thùng
xylanh mở cửa lò
xylanh đẩy phế thải rắn
xylanh đẩy tro
hành trình (mm )
212
1000
2000
2200
Đường kính trong xylanh(mm)
60
70
40
40
40
Đường kính đầu pittông (mm)
30
40
25
28
28
Vận tốc theo chiều thuận (m/s)
Vận tốc quay w = 9,58 rad/s
0,034
0,1
0,1
0,1
Vận tốc theo chiều nghịch (m/s)
0,049
0,17
0,19
0,19
2.2 Tính chọn động cơ dẫn động cho bơm.
theo phần trên ta chọn pít tông rô to hướng trục có các thông số sau:
Q= 15 l/p = 0,00025 m3/s
p = 12 MPa = 12 . 106 N/m2.
Công suất của bơm là :
P = Q . p
P= 0,00025 . 12 . 106 = 3000 W
P = 3 Kw
Xác định thể tích hình học bị choán chỗ và tính số vòng quay của bơm
Qb= Vg.n/1000.
Qb : lưu lượng bơm; Qb= 15 l/p.
Vg: Thể tích hình học bị choán chỗ; Vg cm3.
n : số vòng quay của trục bơm (vòng/phút)
Ta lập bảng chọn các thông số:
n (vòng/phút)
250
200
150
Vg(cm3)
60
75
100
Qua các giá trị trên ta chọn tốc độ quay của trục bơm n = 200 vòng/phút, và khi đó thể tích hình học bị choán chỗ Vg=75 cm3 (hình vẽ).
2.2.1. Tính chọn động cơ điện dẫn động cho bơm.
Pđc= P/n.
n : Hiệu suất bộ truyền đai, ta dùng bộ truyền đai dẫn động cho bơm n = 0,94.
P : Công suất của bơm, P = 3 Kw.
Pđc= 3 / 0,94 = 3,19 Kw.
Tra bảng P1.2 ta chọn động cơ điện AOC2 có các thông số sau:
Kiểu động cơ AOC2.
Công suất P = 3,5 Kw.
Vận tốc quay n = 630 vòng/phút.
2.3. Tính toán thiết kế bộ truyền đai.
Ta có các số liệu ban đầu.
Công suất động cơ P = 3,5 Kw.
Số vòng quay trong 1 phút của động cơ n= 630 vòng/phút.
Số vòng quay trong 1 phút của trục quay nhanh n = 200 v/p
Chọn loại đai . tính mô men xoắn trên trục dẫn.
T1 = 9550.3,5/ 630 = 53,05 Nmm.
Theo bảng 13.5 ta chọn đai hình thang loại A hoặc loại YO. Ta tính theo hai phương án.
Định đường kính bánh đai
+ Đường kính bánh đai nhỏ d1= 1,2 d1min; ( d1mintra theo bảng 13.5) lấy theo tiêu chuẩn (mm)
+ Tỉ số truyền u = 360/200 = 3,15. Đường kính bánh đai lớn
d2= u.d1 (mm)
+ Tính lại số vòng quay thực n’ (v/p)
Sai số vòng quay cho phép.
(n’ – n)/n
ta thấy sai số nhỏ hơn trị số cho phép.
+ Vận tốc đai v =p.d1.n1/60.1000 m/s
khoảng cách trục a chọn theo bảng 13.16 , với u = 3,15 ta lấy a = 3,2d1 (mm)
Tính chiều dài đai L ( mm) theo công thức.
và quy tròn theo tiêu chuẩn
Xác định lại khoảng cách trục a (mm) theo công thức
Tính góc ôm a1theo công thức :
a1= 180 – 57o(d2 – d1)/a
Xác định số đai cần thiết x theo công thức :
x³ .
R – Công suất cần truyền.
[R] – Công suất cho phép của 1 đai.
[R]= (Ro.Ca.Cl + DT1.n1/9550).
Ro – Công suất truyền được bởi 1 đai (hình 13.13)
Ca - Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ôm (bảng 13.11)
Cl - Hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài đai đến tuổi thọ đai (Bảng 13.12)
DT1 – Sè gia mô men xoắn (Nm) tra bảng 13.13; sè gia mô men xoắn phụ thuộc vào tỷ số truyền
[R]
kd – Hệ số tải trọng động
Số đai x tính được.
Ta lấy số đai
Tính lực tác dụng lên trục .
Fl= 2.Fo.sin(a1/2)
Fo – Lực căng ban đầu của đai.
Fo=so.A1.
A1 – Diện tích tiết diện 1 đai (mm2).
so – ứng suất căng ban đầu (MPa)
Fo
Chiều rộng bánh đai B.
t (mm) tra bảng 13.6
s (mm) tra bảng 13.6
B = (x - 1).t + 2.s (mm)
A
100
315
630
0%
3,3
320
1320
315,75
141,180
3,5 Kw
0,8
0,89
0,87
1,2
0,67
1
5,22
5
81
1,2
186,5
1,2
15
10
80
YO
80
250
625
0,79%
2,64
256
1060
256,7
142,250
3,5Kw
0,6
0,9
0,93
1,8
0,62
1
5,64
6
56
1,2
127,8
1,2
12
8
76
Ta chọn đai theo phương án YO do kích thước gọn hơn và lực tác dụng lên trục nhỏ hơn so với phương án A.
2.4. Tính chọn đường ống dẫn dầu mạch thuỷ lực .
a . Tính chọn đường ống dẫn dầu ở mạch nhánh
Việc tính chọn đường kính ống dẫn dầu có liên quan đến hệ số tổn thất lưu lượng dọc đường , nếu đường kính lớn vận tốc dòng chất lỏng nhỏ hệ số tổn thất sẽ nhỏ , nhưng hệ số tổn thất cục bộ lại tăng tại những mặt cắt có tiết diện thay đổi đột ngột , như cửa vào và ra của các van phân phối , cửa vào và ra của xylanh , đồng thời cũng gây ra cồng kềnh về mặt kết cấu . Vì vậy chọn đường kính hợp lý phù hợp lưu lượng và áp suất làm việc của bơm sẽ làm tăng hiệu suất truyền động của hệ thuỷ lực.
Do đặc điểm của mạch thuỷ lực , năm cơ cấu được mắc song song lưu lượng tại các nhánh không khác nhau nhiều nên ta chọn đường kính ống dẫn dầu tại các nhánh là bằng nhau.
Đường kính ống dẫn dầu tại các nhánh là.
do2 = 4.Q / .v
Q _ lưu lượng dầu qua ống ( ta lấy lưu lượng dầu tại nhánh có giá trị lớn nhất , theo kết quả tính ở phần trên lưu lượng qua nhánh dẫn động xylanh đẩy tro là lớn nhất .
Q = 7,85 l/p
v_ vận tốc dầu chảy trong ống , với lưu lượng qua ống là 7,85 l/p ta lấy vận tốc dầu chảy là v = 200 cm/s.
d2 = 4.7,85.103/3,14.200.60 = 0,83 cm.
d = 0,9 cm Ta lấy đường kính d = 10 cm = 10 mm.
_ Tính chiều dày ống.
t = n.d.pb / 2.( - pb.n ).
t_ chiều dày thành ống mm.
d_ đường kính trong của ống d = 10 mm.
p_ áp suất làm việc của bơm pb = 12 N/mm2
n_ hệ số an toàn chọn n = 4.
_ ứng suất bền của vật liệu làm ống , chọn thép có = 380 N/mm2.
t = 4.10.12 / 2.( 380 – 12.4 ) = 0,72 mm.
Vậy ta chọn ống có chiều dầy t = 3 mm.
b ) tính chọn đường kính ống dẫn dầu ở mạch chính.
Đường kính ống dẫn dầu tại mạch chính là.
do2 = 4.Q / .v
Q _ lưu lượng dầu qua mạch chính
Q = 15 l/p
v_ vận tốc dầu chảy trong ống , với lưu lượng qua ống là 15 l/p ta lấy vận tốc dầu chảy là v = 200 cm/s.
d2 = 4.15.103/3,14.200.60 = 1,59 cm.
d = 1,26 cm Ta lấy đường kính d = 1,5 cm = 15 mm.
_ Tính chiều dày ống.
t = n.d.pb / 2.( - pb.n ).
t_ chiều dày thành ống mm.
d_ đường kính trong của ống d = 15 mm.
p_ áp suất làm việc của bơm pb = 12 N/mm2
n_ hệ số an toàn chọn n = 4.
_ ứng suất bền của vật liệu làm ống , chọn thép có = 380 N/mm2.
t = 4.15.12 / 2.( 380 – 12.4 ) = 1,08 mm.
Vậy ta chọn ống có chiều dầy t = 3 mm.
2.5.Chọn dầu thuỷ lực.
Loại dầu được chọn dẫn động cho hệ thống thuỷ lực phải đáp ứng được các yêu cầu sau.
_ Có khả năng bôi trơn tốt các bề mặt tiếp xúc trong điều kiện nhiệt độ , áp suất thay đổi lớn.
_ Độ nhớt của dầu Ýt thay đổi trong khoảng nhiệt độ làm việc.
_ Giữ được tính chất của mình về mặt cơ học , hoá học trong điều kiện làm việc , cũng như trong bảo quản.
_ Không gây độc hại với con người , và ô nhiễm môi trường.
_ It bị khí hoà tan vào trong chất lỏng
_ Không cháy ( Ýt bén lửa ) giá thành dẻ , dễ sản xuất.
Trên cơ sở các yêu cầu trên ta chọn loại dầu.
Dầu
Tiêu chuẩn
Độ nhớt động học (cSt )
Nhiệt độ làm việc oC
Nhiệt độ ngưng tụ oC
Khối lượng riêng(kg/m)
Công nghiệp 20
GOCT
1707-51
17-23
0-50
-20
881-909
CHƯƠNG IV ĐIỀU KHIỂN HỆ TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC VÀ CÁC THIẾT BỊ
. Trên cơ sở quy trình vận hành và công nghệ đốt phế thải bệnh viện . Ta thiết lập mạch điện điều khiển hệ truyền động thuỷ lực và các thiết bị theo quy trình vận hành của lò đốt .
Hiện nay có nhiều phương án để thiết lập mạch điều khiển hệ truyền động thuỷ lực . Mỗi một phương án có một ưu nhược điểm khác nhau . Việc lựa trọn phương án nào đều xuất phát từ những chỉ tiêu nh , hệ thống làm việc ổn định an toàn , thuận tiện cho việc thay thế sửa chữa giá thành hạ.v.v..
Trên cơ sở đó ta đề xuất hai phương án thiết lập mạch điều khiển . Phương án mạch điều khiển kiểu điện từ , và phương án kiểu điện tử.
1. Phương án kiểu điện từ.
Phương án thiết lập mạch điều khiẻn kiểu điện từ là phương án dùng các khí cụ điện nh công tắc tơ , công tắc hành trình , rơle thời gian v.v.. Từ các khí cụ điện này ta tiến hành láp ráp , phối hợp chúng lại với nhau trong một mạch điện để thực hiện một công việc nào đó đã được định trước.
1.1 Sơ đồ mô tả quy trình vận hành lò đốt.
Từ quy trình vận hành của lò đốt ta có sơ đồ mô tả quá trình làm việc của mạch điều khiển theo quy trình vận hành của lò đốt.
1.2 Thuyết minh sơ đồ mạch điện .
Các kí hiệu dùng trong sơ đồ.
RG , KA , KB _ là các công tắc tơ có nhiệm vụ đóng mở các tiếp điểm KA , KB , RG.
RT _ là các rơle thời gian.
KH _ công tắc hành trình.
C , _ công tắc bấm.
KH1 _ Bố trí cuối hành trình kẹp thùng phế thải.
KH2 _ Bố trí cuối hành trình nâng thùng phế thải.
KH3 _ Bố trí cuối hành trình hạ thùng phế thải.
KH4 _ Bố trí cuối hành trình nhả kẹp thùng phế thải.
KH5 _ Bố trí cuối hành trình cơ cấu nâng cửa lò.
KH6 _ Bố trí cuối hành trình cơ cấu đẩy phế thải rắn.
KH7 _ Bố trí đầu hành trình cơ cấu đẩy phế thải rắn.
KH8 _ Bố trí đầu hành trình cơ cấu nâng cửa lò.
KH9 _ Bố trí cuối hành trình cơ cấu đẩy tro ở hành trình 1.
KH10 _ Bố trí đầu hành trình cơ cấu đẩy tro.
KH11 _ Bố trí cuối hành trình cơ cấu đẩy tro ở hành trình 2.
_ Ên nót pi1 khởi động động cơ ĐK2 dẫn động cho bơm . Hệ thống thuỷ lực làm việc.
_ Ên nót pi hệ thống điều khiển làm việc.
Công tắc tơ RG có điện đóng tiếp điểm RG làm cho cơ cấu kẹp thùng làm việc kéo theo rơle thời gian 1RT có điện . Kh kết thúc quá trình kẹp càng kẹp tác động đến công tắc hành trình KH1 , 1KA mất điện 2KA có điện đóng cơ cấu nâng thùng làm việc . Đến cuối hành trình nâng giá nâng tác động vào công tắc hành trình KH2 . 2KA mất điện , 3KA có điện . Rơle thời gian duy trì sự làm việc của cơ cấu gây rung trong 10s ( đẻ đổ phế thải vào buồng chứa của lò đốt ) suađó ngừng làm việc , 3KA mất diện , 2KB có điện cơcấu hạ thùng làm việc đén cuối hành trình hạ gia nâng tác động vào KH3 , 2KB mất điện , 1KB có điện , cơ cấu kẹp thùng nhả kẹp thùng ra , cuối hành trình nhả càng kẹp tác động vào KH4 , 1KB mất điện 4KA có điện cửa lò được nâng lên , cuối hành trình nâng cơ cấu nâng cửa lò tác động vào KH5 , 4KA mất điện 5KA có điện cơ cấu đẩy phế thải rắn làm việc , đến cuôi hành trình cơ cấu đẩy phế thải rắn tác động vào KH6, 5KA mất điện , 5KB có điện , cơ cấu đẩy phế thải hồi về vị trí ban đầu và tác dụng vào KH7 , 4KB có điện hạ cửa lò xuống . Cơ cấu hạ cửa lò tác động vào KH8 , 4KB mất điện . Rơle thời gian RT2 tính giờ sau bốn phút tiếp điểm RT2 đóng lại , trong khi đó RT3 vẫn duy trì mạch điện đến khi cơ cấu đẩy tro thực hiện xong ở hành trình một thì mơ tiếp điểm RT3 . ( thời gian rơle RT3 duy trì trong 7,5 phút . Cuối hành trình đẩy tro 1 . Cơ cấu đẩy tro tác động KH9 , 6KA1 mất điện , 6KB1 có điện hồi cơ cấu đẩy tro về vị trí ban đầu và tác động vào KH10 , 6KB1 mất điện , RT4 , RT5 , tính thời gian duy trì các tiếp điểm RT5 và RT4 , RT4 duy trì trong sáu phút RT5 duy trì trong 8 phót , sau sáu phút RT4 đóng mạch , 6KA2 có điện cơ cấu đẩy tro ở hành trình 2 và tác động vào KH11 , 6KA2 mất điện 6KB2 có điện hồi cơ cấu đẩy tro ở hành trình 2 và đông thời ngắt điện điều khiển của mạch kết thúc một chu kì làm việc . Sau đó ta án nút pi mạch điện thực hiện lại quá trình làm việc.
1.3 Tính trọn các khí cụ điện cho mạch động lực và mạch điều khiển.
a ) Tính chọn áptômat , Rơle nhiệt , Công tắc tơ cho mạch động cơ ĐK2 dẫn động cho bơm.
Theo phần trên ta đã tính chọn động cơ dẫn động cho bơm có các thông số :
_ Công suất động cơ P = 3,5 Kw.
_ Hệ số công suất cos = 0,86.
_ Điện áp định mức U = 380 V.
áp tô mát được phải có dòng điện định mức .
Iapto > Ipt
Ngoài ra áp tô mát được chọn phải đảm bảo chịu được dòng điện quá tải ngắn hạn khi mở máy động cơ .
Vì vậy ta chọn dòng điện định mức qua áp tô mát.
Iapto = 1,5.Ipt
Iapto = 1,5.6,18 = 9,27 A.
Giá trị dòng điện này cũng chính là gí trị dòng điện ta dùng chọn Rơle nhiệt , Công tắc tơ , Rơle thời gian.
a ) Tính chọn áptômat , Rơle nhiệt , Công tắc tơ cho mạch động cơ ĐK1 dẫn động cho cơ cấu gây rung và các cuộn hút điều khiển đóng mở các tiếp điểm các cơ cấu phân phối chất lỏng .
_ Công suất động cơ gây rung và công suất cuộn hút P = 1 Kw.
_ Hệ số công suất cos = 0,89.
_ Điện áp định mức U = 380 V.
áp tô mát được phải có dòng điện định mức .
Iapto > Ipt
Ngoài ra áp tô mát được chọn phải đảm bảo chịu được dòng điện quá tải ngắn hạn khi mở máy động cơ
Vì vậy ta chọn dòng điện định mức qua áp tô mát.
Iapto = 1,5.Ipt
Iapto = 1,5.1,7 = 2,56 A.
Giá trị dòng điện này cũng chính là gí trị dòng điện ta dùng chọn Rơle nhiệt , Công tắc tơ , Rơle thời gian.
_ Ưu nhược điểm của phương án kiểu điện từ.
Ưu điểm :
Phương án này được áp dụng rộng rãi cho những mạch điều khiển đơn giản , làm việc ổn định , độ tin cậy cao , giá thành hạ
Nhược điểm :
Với những mạch điều khiển phức tạp , cần phải thực hiện nhiều công việc thì mạch điện trở nên cồng kềnh phức tạp từ đó khả năng làm việc , độ tin cậy và ổn định giảm . Thậm chí ở những mạch phức tạp , mà chỉ bằng các khí cụ điện trên thì không thể thực hiện được.
2. Phương án điều khiển điện tử
Ngày nay với sự phát triển ngày càng cao của nghành công nghệ thông tin , điện điện tử . Việc ứng dụng những thành tựu của nghành này vào cuộc sống ngày càng phổ biến . Vói những mạch điều khiển yêu cầu sự làm việc phức tạp , thì tất cả các công việc đều được lập trình sẵn và cài đặt trong các CPU ( bộ xử lý trung tâm ) . Các tín hiệu từ bên ngoài sẽ được phản hồi lại CPU tại đây các tính hiệu sẽ được xử lý theo nhưngx trương trình đã cài đặt sẵn , sau khi xử ký xong CPU sẽ phát tín hiệu tới các cơ cấu chấp hành để thực hiện các công việc.
2.1. Sơ đồ thuật toán mô tả quá trình làm việc của mạch điều khiển.
2.3 Thuyết minh quá trình làm việc của mạch điều khiển.
_ JP 11 là nguồn cung cấp điện cho mạch điều khiển . Khi ta bấm công tắc cho mạch làm việc , JP 11 sẽ chỉnh lưu dòng xoay chiều thành dòng một chiều, dòng một chiều sẽ được qua bộ lọc trước khi cung cấp cho mạch , hiệu điện thế trong mạch điều khiển U = 5 V , dòng điện I = 5 A.
_ JP 12 , JP 14 là nơi phản hồi các tín hiệu từ bên ngoài vào CPU , tai đây các tín hiệu sẽ được CPU xử lýt heo trương trình đã được cài đặt sẵn , sau khi xử lý xong CPU phát tín hiệu điều khiển tới cơ cấu chấp hành , các tín hiệu này sẽ được khuếch đại trước khi đến các cơ cấu chấp hành.
_ CPU là bộ xử lý trung tâm nơi xử lý các tín hiệu từ bên ngoài đưa vào , sự làm việc của CPU phụ thuộc vào các trương trình đã được cài đặt sẵn trong nã .
_ Khi hệ thống làm việc gặp sự cố ta có thể bấm Pause ngừng làm việc của hệ thống , sau khi khắc phục xong sự cố ta Ên Reset hệ thống tiếp tục làm việc .
_ Ưu nhược điểm của phương án :
Đây là phương án phù hợp cho những mạch yêu cầu với những công việc phức tạp , độ tin cậy và chính xác cao . Có khả năng điều khiển linh hoạt những công việc phức tạp . phương án này khắc phục được nhược điểm của phương án trước là sau mỗi chu kỳ làm việc ta có thể điều chỉnh thời gian làm việc của hệ thống sao cho phù hợp với từng loại phế thải , tiết kiệm năng lượng và nâng caonăng suất của lò đốt. Nhược điểm của phương án là giá thành tương đối cao so với phương án đầu.
KẾT LUẬN.
Đồ án tốt nghiệp của em là , tính toán thiết kế hệ dẫn động thuỷ lực các cơ cấu của thiết bị lò đốt phế thải bệnh viện , bao gồm năm chương .
Chương 1 : trong chương này em đã giới thiệu được một cách khái quát nhất về tình hình sử lý phế thải công nghiệp , đặc biệt là phế thải bệnh viện ở thế giới và Việt Nam .
Chương 2 : trên cơ sở lò đốt phế thải bệnh viện được lắp đặt ở tây mỗ có công suất tương đương với lò đốt thiết kế em đã trình bày được các thông số cơ kết cấu của lò đốt .
Chương 3 : trong phần nay đã trình bày nguyên lý cơ bản và tính toán kích thước
các cơ cấu , cơ cấu kẹp thùng , cơ cấu nâng hạ thùng , cơ cấu nâng hạ cửa lò , cơ cấu đẩy phế thải rắn , cơ cấu đẩy tro, phục vụ cho những yêu cầu về mặt công nghệ của quá trình xử lý phế thải.
Chương 4 : trên cơ sở các kết quả đã tính toán ở chương 3 em đã tính toán lựa chọn các phần tử thuỷ lực dẫn động cho các cơ cấu .
Chương 5 : trong chương này em đã tính toán thiết kế mạch điện điều khiển hệ truyền động thuỷ lực của các thiết bị theo phương án thứ nhất và giới thiệu phương án thứ hai .
TÀI LIỆU THAM KHẢO.
[I]. Vũ Liêm Chính, Đỗ Xuân Đinh, Nguyễn Văn Hùng, Trương Quốc Thành, Hoa Văn Ngũ, Trần Văn Tuấn - Sổ tay Máy xây dựng - Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật . Hà Nội 2000.
[II]. Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lâm - Thiết kế chi tiết máy - Nhà xuất bản giáo dục - 1998.
[III]. TS.Đỗ Xuân Tùng (chủ biên), TS.Trương Tri Ngộ, KS.Nguyễn Văn Thanh - Trang bị điện Máy Xây dựng - Nhà xuất bản Xây Dựng . Hà Nội 1999.
[IV]. Ngô Hồng Quang - Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện - Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật . Hà Nội - 2001.
[V]. TS. Trương Quốc Thành (chủ biên), TS.Phạm Quang Dũng - Máy và thiết bị nâng - Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật- Hà Nội-1999.
[VI]. Nguyễn Y Tô - Sức bền vật liệu - Nhà xuất bản Xây Dựng . Hà Nội 1998.
[VII]. Phùng Văn Lự ( chủ biên ) , Phạm Duy Hữu , Phan Khắc Trí
Vật liệu xây dựng – Nhà xuất bản Giáo Dục
[VIII]. Nguyễn Xuân Khang ( Chủ biên ) , Lê Quý Thuỷ – Bơm thuỷ lực ( tài liệu nghiên cứu tính toán thiết kế ) – Nhà xuất bản Bộ giao thông vận tải . Viện khoa học kỹ thuật GTVT.
[IX]. Hoàng Thị Bích Ngọc ( Chủ biên ) - Máy thuỷ lực thể tích – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật ( Hà Nội 2000 ).
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 30013.doc