10. Ưu, nhược điểm của phương pháp lọc băng tải.................................. 19
11. Phương pháp lọc bằng khung bản...................................................... 19
12. Nguyên lý hoạt động.......................................................................... 20
13. Ưu, nhược điểm của phương pháp lọc bằng khung bản...................... 20
14. Cấu tạo của máy ép khung bản......................................................... 20
15. Quy trình lọc bằng máy ép khung bản............................................... 21
16. Kết luận chương II............................................................................. 22
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ SẢN PHẨM................................................... 24
1. Cấu tạo của máy ép khung bản........................................................... 24
2. Chọn hệ thống bơm............................................................................. 25
4. Phân tích lựa chọn tấm khung bản và tấm vải lọc cho máy ép............ 27
5. Phân tích lựa chọn tấm khung bản....................................................... 27
6. Phân tích lựa chọn tấm vải lọc............................................................. 29
7. Tính toán và chọn hệ thống thủy lực................................................... 30
8. Phân tích và chọn bơm thủy lực........................................................... 30
8.1. Bơm bánh răng................................................................................. 30
8.2. Bơm bánh răng ăn khớp ngoài......................................................... 30
8.3. Bơm bánh răng ăn khớp trong.......................................................... 31
8.4. Bơm trục vít..................................................................................... 32
8.5. Bơm cánh gạt.................................................................................... 33
9. Nguyên lý hoạt động........................................................................... 33
10. Ưu, nhược điểm của bơm................................................................... 34
11. Bơm piston........................................................................................ 35
12. Tính toán chọn xy lanh...................................................................... 35
13. Chọn cơ cấu ray trượt cho gối di động............................................... 37
14. Thiết kế khung máy ép...................................................................... 38
15. Thiết kế cụm thân trên........................................................................ 38
16. Thiết kế cụm gối cố định (phía bơm màng)........................................ 41
17. Thiết kế cụm gối di động................................................................... 42
18. Thiết kế cụm gối cố định (phía động cơ)............................................ 43
19. Thiết kế cụm thân dưới....................................................................... 44
20. Thiết kế hai cụm chân số 2 và 5......................................................... 47
21. Thiết kế cụm đỡ bơm màng............................................................... 48
22. Thiết kế cụm đỡ thùng dầu................................................................ 49
23. Thiết kế máng dẫn nước..................................................................... 50
24. Tính toán kiểm nghiệm các mối lắp trong kết cấu.............................. 51
25. Lắp ghép theo mối hàn....................................................................... 52
26. Kiểm nghiệm mối hàn giáp mối......................................................... 52
27. Kiểm nghiệm mối hàn góc................................................................. 54
28. Ứng suất và biến dạng khi hàn........................................................... 56
29. Khái niệm về ứng suất và biến dạng khi hàn..................................... 56
30. Các biện pháp giảm ứng suất và biến dạng khi hàn........................... 57
31. Lắp ghép theo bu lông........................................................................ 59
32. Kết luận chương III............................................................................. 64
CHƯƠNG IV: HƯỚNG DẪN LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH.................... 67
1. Quy trình lắp đặt................................................................................. 67
2. Kiểm tra các cụm lắp trước khi lắp đặt................................................ 67
3. Kiểm tra các cụm chi tiết, các chi tiết tiêu chuẩn.................................. 68
4. Tiến trình lắp đặt máy ép khung bản................................................... 70
5. Hướng dẫn vận hành máy ép bùn khung bản...................................... 73
6. Quy trình vận hành máy ép khung bản............................................... 74
7. Kiểm tra các sự cố thường gặp và cách khắc phục............................... 75
8. Hướng dẫn bảo trì, bảo dưỡng máy ép bùn khung bản........................ 78
9. Xử lý sự cố trong quá trình làm việc.................................................... 79
10. Kết luận chương IV............................................................................ 80
KẾT LUẬN................................................................................................ 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................... 82
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, trong thời đại công nghiệp hóa, hiện điện hóa với sự phát triển của các loại máy móc trang thiết bị. Các nhà máy xí nghiệp cũng xuất hiện nhiều lên đi cùng với đó là vấn nạn về ô nhiễm môi trường, chất thải từ các khu công nghiệp. Vấn đề xử lý ô nhiễm môi trường hay xử lý chất thải được lãnh đạo nhiều công ty đặc biệt quan tâm. Ngoài việc chú trọng xử lý ô nhiễm môi trường thì tầm quan trọng của việc xử lý chất thải công nghiệp cũng không hề nhỏ. Nắm bắt được sự cần thiết của việc xử lý nước thải nói trên nhóm tác giả đã có ý tưởng thiết kế máy biến chất thải lỏng thành chất thải rắn vừa thuận tiện cho việc vận chuyển đồng thời cũng thuận tiện cho việc xử lý. Để giải quyết vấn đề trên nhóm tác giả xây dựng ý tưởng "Thiết kế Máy ép khung bản hay máy ép bùn khung bản”. Trong nội dung thiết kế nhóm tác giả xin trình bày một số nội dung sau:
CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
CHƯƠNG II: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ SẢN PHẨM
CHƯƠNG IV: CÁCH LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH MÁY
Từ lý thuyết đến thực tế là cả một quá trình tìm hiểu, với sự hướng dẫn của thầy:Ths……………. đã củng cố cho nhóm tác giả thêm kiến thức về thực tế khi thiết kế, chế tạo cũng như lắp ráp. Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn thầy. Với hy vọng sản phẩm của nhóm tác giả sau khi thiết kế sẽ phục vụ trong công tác xử lý chất thải tại các cơ sở nên nhóm tác giả mong được sự góp ý thêm của các thầy và các đồng nghiệp để sản phẩm hoàn thiện hơn.
Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, Ngày….tháng….năm 20…
Nhóm tác giả thực hiện
....................
CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
1. Cơ sở lý thuyết chung về bùn thải
1.1. Khái niệm, đặc điểm của bùn thải
1.1.1. Khái niệm bùn thải
Nước thải bùn đã được định nghĩa như là một hỗn hợp nhớt, hỗn hợp bán rắn bao gồm chất hữu cơ chứa vi sinh vật, kim loại độc hại, hóa chất hữu cơ tổng hợp, hoặc sản phẩm chất rắn được tách ra khỏi nước thải công nghiệp ở các cơ sở được gọi là bùn thải.
1.1.2. Đặc điểm bùn thải
Bùn thải có chứa một năng lượng bằng 10 lần số năng lượng cần thiết để xử lý nó. Trung bình, sấy khô nước thải bùn có chứa năng lượng than non. Chính xác hơn nước thải bùn có chứa khoảng 7780 Btu/pound. Vì vậy nó có thể sử dụng năng lượng sẵn có trong nước thải bùn để thu hồi năng lượng từ bùn thải trong chất thải thành năng lượng, công nghệ như khí hóa sinh khối.
Bùn thải có thể là tác nhân trực tiếp gây ô nhiễm tức thời cũng như lâu dài tới môi trường. Mặt khác bùn thải nếu không quản lý tốt thì có thể gây ô nhiễm tới nguồn nước, phát sinh dịch bệnh ảnh hưởng đến hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng. Do đó xử lý bùn thải là nhiệm vụ không thể thiếu được trong xử lý nước.
Tại các cơ sở việc xả và thải chất thải công nghiệp ra ngoài môi trường tính theo từng ngày và từng giờ, lượng nước thải này không được sử lý kịp thời chúng tích tụ. Sau một khoảng thời gian, các vi sinh vật và hóa chất có chứa trong đó bắt đầu phân hủy. Thứ nhất chúng gây ô nhiễm về không khí tạo ra mùi hôi thối khó chịu. Thứ hai bản chất nước thải đã chứa nước khi bị phân hủy chúng hòa vào nước, sau đó thẩm thấu đi xuống lòng đất xâm nhập vào khu vực nước ăn hình thành sự ô nhiễm nguồn nước làm ảnh hưởng nghiêm trọng tới hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng.
2. Phân loại bùn thải
Đặc tính phân loại bùn là cơ sở để chọn phương pháp xửa lý, chính nó cũng cho sự dự đoán mức độ tối ưu của các thiết bị sử dụng.
Bùn thải của hệ thống xử lý nước được xác định là chất thải nguy hại nếu thuộc một trong những trường hợp sau:
pH ≥ 12,5 hoặc pH ≤ 2,0;
Trong mẫu bùn thải phân tích có ít nhất 01 thông số (quy định tại bảng 1.1) có giá trị đồng thời vượt cả 2 ngưỡng Htc và Ctc.
3. Các yếu tố đặc trưng bản chất của bùn
Tổng lượng chất rắn (Total Solid): Được tính bằng g/l hoặc % trọng lượng và được xác định bằng cách sấy bùn ở 105ºC cho tới khi trọng lượng không đổi. Đối với bùn lỏng nói chung nó gần với hàm lượng của huyền phù được xác định bởi bộ lọc hoặc bộ lọc trung tâm.
Hàm lượng các chất bay hơi (VS- Volatile Solids): Được tính bằng % trọng lượng TS. Nó được xác định bằng cách hóa khí trong lò từ 550-600ºC.
Đối với bùn hữu cơ ưa nước, nó thường gắn với hàm lượng chất hữu cơ và đặc tính của hàm lượng các chất chứa nitơ.
4. Các phương pháp xử lý bùn thải
Tất cả bùn cần xử lý trước khi thải ra môi trường, tuy nhiên cũng có thể sử dụng lại. Điều đó phụ thuộc vào sự phân loại bùn cũng như bản chất của bùn đã nêu ở trên.
Xử lý bùn phải đáp ứng được hai mục tiêu sau:
- Giảm thể tích bùn cô đặc, hoặc khử nước bằng sấy khô tự nhiên, tách bằng cơ học hoặc khử nước bằng sấy nóng hay thiêu đốt.
- Giảm khả năng lên men hay phân hủy bùn gây ô nhiễm môi trường bằng phân hủy do các vi khuẩn kỵ khí, ổn định hóa học, sấy khô, khử trùng và thiêu đốt trong giai đoạn cuối cùng.
5. Điều kiện thực tiễn của công ty sản xuất
Công ty cổ phần Việt Vương là một công ty lớn có quy mô sản xuất về cơ khí lớn nhất nhì miền bắc trong lĩnh vực cơ khí giao thông. Công ty chuyên nghiên cứu và sản xuất các kết cấu cơ khí có kích thước và khối lượng lớn phục vụ cho ngành giao thông vận tải, ví dụ như: Các thiết bị giào chắn, lan can bảo vệ an toàn trên đường cao tốc, cột điện…
Với các loại mặt hàng cơ khí nói trên, hầu hết các sản phẩm của công ty trong quá trình sản suất để có thể đưa được ra ngoài thị trường thì sau khi được gia công cơ xong các sản phẩm cần được mạ kẽm. Quá trình mạ kẽm gồm 2 quá trình: Thứ nhất đó là quá trình làm sạch bề mặt trong bể chứa axit loãng, quá trình này tẩy sạch những lớp mảng bám hay gỉ sắt có trên sản phẩm để đảm bảo sau khi đưa vào bể kẽm, kẽm sẽ bám đều trên sản phẩm và không bị bong tróc.
Với khối lượng chất thải từ bể làm sạch bằng axit lớn như thế, nếu không được phân loại và xử lý đúng theo quy định về an toàn vệ sinh môi trường thì việc xả thải trực tiếp ra môi trường sẽ làm ô nhiễm môi trường và làm ảnh hưởng lớn đến cuộc sống sinh hoạt của người dân ở khu vực đó.
8. Kết luận chương I
Trong chương I, nhóm tác giả đã tập trung giới thiệu và làm rõ khái niệm về bùn thải, đặc điểm của bùn thải và cách phân loại chất bùn thải. Bùn thải công nghiệp là một hỗn hợp phức tạp các tạp chất khác nhau, chứa trong nó nhiều loại chất hóa học độc hại. Dựa vào thành phần hóa học cũng như mức độ nguy hại với môi trường mà chất bùn thải được phân chia ra các loại khác nhau.
Với các khái niệm và đặc điểm của bùn thải đã được giới thiệu, cho thấy mức độ nguy hại của bùn thải với môi trường sinh sống của con người nếu chúng không được xử lý trước khi đưa ra môi trường tự nhiên, từ đó cần có các biện pháp xử lý mức độ độc hại của bùn thải để làm giảm thiểu tối đa mức độ ô nhiễm môi trường do bùn thải gây ra.
CHƯƠNG II: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
1. Nguyên lý, ưu, nhược điểm của các dạng ép bùn
Trên thế giới hiện nay có rất nhiều hãng sản xuất các thiết bị ép bùn và sử dụng các nguyên lý tách ép khác nhau có thể kể đến một số phương pháp sau: Phương pháp lọc chân không, phương pháp lọc ly tâm, phương pháp lọc băng tải, phương pháp lọc khung bản… Việc lựa chọn nguyên lý phù hợp với điều kiện sản xuất thực tế ở Việt Nam giúp giảm thời gian chế tạo, giảm chi phí thiết bị, đem lại hiệu quả cao.
3. Nguyên lý hoạt động
Cho huyền phù vào một bên vách ngăn lọc rồi tạo lên trên bề mặt lớp huyền phù một áp suất P1, dưới tác dụng của áp suất P1 pha liên tục chảy qua phía bên kia nhờ việc xuyên qua các mao dẫn trên các vách ngăn lọc, còn pha phân tán bị giữ lại trên vách ngăn lọc. Pha liên tục xuyên qua vách ngăn lọc được gọi là nước lọc, còn pha phân tán bị giữ lại tạo thành bã lọc.
4. Ưu, nhược điểm của phương pháp lọc chân không
4.1. Ưu điểm
- Không đòi hỏi công nhân vận hành phải có kỹ thuật cao
- Ít bảo trì, bảo dưỡng do vận hành liên tục
4.2. Nhược điểm
- Gây tiêu tốn năng lượng và gây ồn
- Nước sau lọc có hàm lượng cặn lơ lửng cao.
6. Nguyên lý hoạt động
Làm khô cặn theo nguyên tắc lắng và ép cặn bằng lực ly tâm. Dung dịch cặn sau khi được bơm vào máy theo ống cố định đặt ở dọc tâm máy, nằm trong lõi của trục bánh vít chuyển động chậm và ngược chiều cùng với thùng quay để dốn cặn khô đến cửa xả cặn.
Cặn sẽ đi ra khỏi đầu ống đặt ở cuối thùng quay, cặn chịu tác động của lực ly tâm dính vào mặt trong của thùng, nước vào và ra được tháo qua lỗ đặt ở cuối thùng quay.
9. Nguyên lý hoạt động
Đầu tiên thùng đựng cặn và đầu phân phối đi vào đoạn đầu của băng tải ở đoạn này nước được lọc qua băng tải bằng phương pháp lọc trọng lực đi qua cần gặt để san đều cặn trên toàn bộ bề mặt băng tải, rồi đi qua 2 trục ép có lực ép tăng. Hiệu suất làm khô phụ thuộc vào nhiều thông số: Đặc tính cặn, cặn có trộn với hóa chất keo tụ, độ rỗng của màng lọc, tốc độ di chuyển và lực ép của băng tải.
12. Nguyên lý hoạt động
Phương pháp này dựa trên nguyên lý lọc ép qua màng nhờ vào áp suất của hỗn hợp bùn cặn, nước lọc thẩm thấu qua màng sau đó được dẫn ra bên ngoài, còn cặn bã sẽ được giữ bên trong bản lọc và được lấy ra. Cụ thể máy ép khung bản nó có cấu tạo gồm các tấm lọc được phủ bên ngoài lớp vải lọc. Các tấm lọc sẽ được nén chặt để tạo nhiều khoang lọc chứa nhiều bã bùn. Bùn được keo tụ, tạo bong trước khi được bơm vào các khoang lọc của máy bằng bơm cao áp. Các khung bản sẽ được tách rời tự động để lấy bã bùn. Vải lọc sẽ được rửa tự động để tiếp tục chu trình lọc mới.
13. Ưu, nhược điểm của phương pháp lọc bằng khung bản
13.1. Ưu điểm
- Bùn sau xử lý có hàm lượng ẩm thấp
- Nước sau lọc có hàm lượng cặn lơ lửng thấp
13.2. Nhược điểm
- Phải vận hành theo từng mẻ
- Chi phí thiết bị và nhân công vận hành cao
- Đòi hỏi công nhân vận hành và bảo trì kỹ thuật cao
Từ những phương pháp lọc bùn trên, đều với mục đích xử lý nước thải công nghiệp bằng cách biến chất thải lỏng thành chất thải rắn để dễ dàng cho việc vận chuyển cũng như là xử lý chất thải công nghiệp. Mỗi phương pháp đều có ưu, nhược điểm riêng, chọn loại phương pháp nào để sử dụng nó còn phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của nhà máy cũng như khả năng chế tạo thiết bị tại cơ sở.
16. Kết luận chương II
Trong chương II nhóm tác giả đã tập trung đưa ra so sánh, nghiên cứu khái niệm, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm của các phương pháp ép bùn hiện có trên thế giới.
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ SẢN PHẨM
1. Cấu tạo của máy ép khung bản
Dựa vào từng bước trong quá trình lọc ép bùn bằng khung bản, nhóm tác giả xây dựng được cấu tạo một máy ép bùn khung bản sẽ bao gồm các bộ phận.
- Cụm lắp thân trên
- Cụm lắp thân dưới
2. Chọn hệ thống bơm
Hệ thống bơm được lắp vào phần đầu vào của thiết bị, nó có tác dụng tạo ra lực hút và đẩy để hút dòng chất thải từ bể ra và đẩy chúng lên vị trí công tác, nó cũng đồng thời tạo ra lực ép để tạo độ chặt khít cho bùn.
Bơm màng ngoài chức năng thông thường là bơm chất thải bùn vào hệ thống thì nó còn đặc biệt có thêm chức năng tạo ra dòng khí nén mà các loại bơm khác không có, chính dòng khí nén này thổi nước ra ngoài để tạo ra những bánh bùn khô, độ ẩm của bánh bùn phụ thuộc vào dòng khí nén này.
Do trong 1 lít chất lỏng có chứa 10% tạp chất bùn nên thể tích thực sự cần bơm để thu được 303 kg bùn là 164,7x10=1647 (l).
Mỗi mẻ bơm lại mất 3 tiếng (180 phút) nên lưu lượng của bơm cần đạt là: 1647/180 = 9 (l/p)
Từ đây ta sẽ chọn loại bơm màng có lưu lượng từ 9 (l/p) trở lên.
3. Phân tích lựa chọn tấm khung bản và tấm vải lọc cho máy ép
3.1. Phân tích lựa chọn tấm khung bản
Trong hệ thống, tấm khung bản giữ một vị trí quan trọng nó trực tiếp tham gia vào quá trình ép bùn. Bùn sau khi được đưa vào hệ thống làm việc nhờ bơm màng, chúng đi qua các tấm khung bản nhờ các lỗ đã được bố trí sẵn trên khung bản. Do có kết cấu đặc biệt kết hợp với tấm vải lọc, bùn sẽ được giữ lại trong các tấm khung bản. Trên mỗi tấm khung bản hai mặt của nó sẽ được thiết kế lõm vào và tại vị trí này bùn sẽ được giữ lại ở đây.
Như vậy vật liệu làm khung bản ngoài khả năng chịu được sự ăn mòn còn phải chịu được lực nén từ xy lanh không những thế nếu thiết bị làm việc liên tục còn sinh ra nhiệt nên vật liệu làm khung bản phải chịu được sự ăn mòn, chịu được lực ép, chịu được nhiệt. Để chọn tấm khung bản cho thiết bị ta cần chọn vật liệu làm khung bản phải đáp ứng được những yêu cầu trên.
3.2. Phân tích lựa chọn tấm vải lọc
Tấm vải lọc cũng có nhiệm vụ tương tự như tấm khung bản, nếu như tấm khung bản có nhiệm vụ giữ bùn và tạo độ khít chặt cho bùn thì tấm vải lọc ngăn không cho bùn đi qua, giữ toàn bộ những gì vượt quá kích thước các lỗ nhỏ ở trên tấm vải lọc. Khi lắp đặt người ta sẽ bố trí các tấm vải lọc đan xen các tấm khung bản. Nghĩa là cứ hai tấm khung bản liền nhau sẽ được bố trí hai tấm vải lọc
Các tấm vải lọc cũng được các hãng sản xuất làm theo tiêu chuẩn nhất định, do đó việc tìm cũng dễ dàng. Qua tìm hiểu nhóm tác giả chọn loại tấm vải lọc của công ty Thiên Long với thông số kỹ thuật được nhà sản xuất đưa ra.
- Độ dày của sản phẩm: 0,5-2,2mm
- Mức chịu nhiệt: 120⁰C
- Độ PH:1-14
- Chất liệu: PP,PE
- Kích thước tiêu chuẩn: 500x500mm, 630x630, 700x700, 800x800…
- Đặc tính: Chịu hóa chất, có độ bền hóa học cao, làm việc ở nhiệt độ cao không biến dạng…
5. Thiết kế khung máy ép
5.1. Thiết kế cụm thân trên
Chức năng, nhiệm vụ của cụm thân trên: Cụm thân trên hay cụm công tác là một bộ phận quan trọng của máy, nó đảm nhiệm vai trò làm việc chính của thiết bị. Cụm thân trên chứa các tấm khung bản và vải lọc, một đầu của cụm thân trên được nối với bơm màng để dẫn dòng chất thải đi vào hệ thống làm việc và đầu bên kia thì được gá xy lanh. Cánh của 2 thanh U thuộc cụm thân trên được lắp ghép với ray trượt để dẫn hướng cho bàn ép di động khi thiết bị đóng mở các tấm khung bản. Để cho thiết bị làm việc ổn định thì sau khi hàn xong cụm thân trên sẽ được gia công lại một vài vị trí.
Cụm thân trên bao gồm: Gối cố định (phía bơm màng), gối di động, gối cố định (phía động cơ), piston-xylanh, con trượt-ray, kệ đỡ hộp điều khiển, các thanh U, thép tấm tiêu chuẩn. Cụm thân trên của máy được lắp ghép bằng mối hàn và sử dụng bu lông-đai ốc.
Các vị trí sử dụng bu lông là cơ cấu ray-trượt được lắp với cánh của thép U200 nằm đối xứng 2 bên và sử dụng 4 bu lông M10 mỗi bên, mặt bích của xy lanh lắp ghép với gối cố định (phía động cơ) sử dụng 6 bu lông M16, con trượt của cơ cấu con trượt-ray lắp ghép với gối di động, có hai con trượt ở hai bên và sử dụng 2 bu lông M10 mỗi bên, mặt bích của gối di động được lắp ghép với mặt bích của piston sử dụng 4 bu lông M14.
5.2. Thiết kế cụm gối cố định (phía bơm màng)
Chức năng, nhiệm vụ của gối cố định (phía bơm màng): Gối cố định là một cụm nhỏ thuộc cụm thân trên, gối cố định nằm ở phía vị trí bơm màng và được nối với bơm màng để dẫn chất thải vào hệ thống ép. Gối cố định có nhiệm vụ giữ các tấm khung bản khi ép, nghĩa là khi thiết bị hoạt động piston đẩy gối di động dịch chuyển để xếp các tấm khung bản lại với nhau khi đó gối cố định ở đầu bên.
Tấm số 7 được đặt trên nền phẳng sau đó lần lượt ta hàn hai tấm số 3 vào, tiếp sau đó là hai tấm số 4 tạo thành 4 tấm chạy xung quanh, tiếp sau đó ta hàn thêm tiếp hai tấm số 4 vào giữa, cuối cùng là hàn các tấm số 8 và tấm số 2. Các kích thước cụ thể được xem trong bản vẽ.
5.3. Thiết kế cụm gối di động
Chức năng, nhiệm vụ của cụm gối di động: Cụm gối di động cũng là một cụm nhỏ của cụm thân trên. Nhiệm vụ của cụm gối di động đó là xếp khít và tách rời các tấm khung bản khi bắt đầu và kết thúc một chu trình ép. Một bên của cụm gối sẽ liên kết với đầu piston để nhận lực truyền từ piston, bên còn lại liên kết với một tấm khung bản.
5.5. Thiết kế cụm thân dưới
Chức năng, nhiệm vụ của cụm thân dưới: Cụm thân dưới và cụm thân trên là hai bộ phận quan trọng của khung máy. Nếu như cụm thân trên có nhiệm vụ tạo ra không gian làm việc cho các chuyển động chính của máy khi hoạt động thì cụm thân dưới đảm nhiệm vai trò đỡ cụm thân trên để tạo nên một máy cứng vững.
5.7. Thiết kế cụm đỡ bơm màng
Chức năng, nhiệm vụ của cụm đỡ bơm màng: Cụm đỡ bơm màng được chế tạo để thêm vào cụm thân dưới, nó có nhiệm vụ chính là đỡ bơm màng. Dựa vào chức năng làm việc của cụm đỡ bơm màng ta xây dựng được kết cấu cụm đỡ bơm màng.
Chi tiết số 1 sau khi được chấn đạt yêu cầu và gia công 4 lỗ ϕ11 sẽ tiến hành hàn ba tấm chi tiết số 2. Các kích thước cụ thể được xem trong bản vẽ.
Tại những vị trí hàn của cụm đỡ bơm màng đều được thực hiện bằng mối hàn góc.
Lưu ý: tất cả các chi tiết rời khi được chế tạo cần sửa bavia, kiểm tra đạt kích thước thì mới tiến hành hàn cụm. Hàn cụm xong nếu biến dạng vượt mức cho phép cần tiến hành sửa biến dạng.
6. Tính toán kiểm nghiệm các mối lắp trong kết cấu
Trong thiết bị của ta các cụm chi tiết hay các chi tiết con được lắp ghép với nhau chủ yếu là lắp ghép theo mối hàn (mối ghép không tháo được) và lắp ghép có ren (mối ghép tháo được) cụ thể là lắp ghép theo bu lông. Để hiểu hơn về 2 loại lắp ghép này ta sẽ đi tìm hiểu cụ thể từng cái.
9. Kiểm nghiệm mối hàn góc
a) Mối hàn góc chịu kéo, nén
Tại gối bên trái gối ép cố định nơi dẫn đường nước thải vào ta cũng hàn 2 tấm ở 2 bên với đường hàn chạy dọc theo chiều rộng của tấm để tạo khe hở cho bàn ép di động di chuyển bên trong. Tại vị trí này ta thực hiện mối hàn góc
Tại vị trí này đường hàn chịu tác dụng trọng lực của gối ép cố định nên mối hàn chịu lực nén do đó ta cũng sẽ kiểm nghiệm bền với mối hàn này.
b) Mối hàn góc chịu uốn
Tại vị trí 2 gối, thanh thép U200 nằm ngang được hàn vào tạo thành khung. Đây là vị trí đặt ray trượt của bàn ép di dộng, thanh U được hàn vào và chịu tác dụng trọng lực của bàn ép di động từ trên nén xuống, sinh ra bị uốn tại vị trí hàn. Tại đây ta cũng kiểm nghiệm bền uốn với mối hàn này.
- h: Là chiều cao mối hàn (mm)
Do chiều cao mối hàn: h=k.cos45⁰=0,7.k và k=S (trong trường hợp các tấm có chiều dày không bằng nhau thì không được chọn theo tấm có chiều dày nhỏ hơn)
- L: Là chiều dài đường hàn cả 2 phía (mm), L=240mm=24cm S: Chiều dày tấm cần hàn (mm), S=10mm=1cm
10. Ứng suất và biến dạng khi hàn
Trong quá trình hàn, do nhiệt độ giữa các vùng kim loại chênh nhau rất cao do vậy thường sinh ứng suất và biến dạng, các ứng suất và biến dạng này làm kết cấu giảm khả năng làm việc hoặc không đủ điều kiện để làm việc vì vậy trong quá trình hàn cần chú ý những nguyên nhân sinh ra ứng suất và biến dạng để có thể hạn chế hoặc triệt tiêu chúng.
12. Các biện pháp giảm ứng suất và biến dạng khi hàn
a) Các biện pháp về kết cấu và công nghệ
Trong quá trình gia công các kết cấu để hạn chế các biến dạng xảy ra khi thiết kế các kết cấu hàn cần chú ý:
- Sử dụng vật liệu có tính hàn tốt, có độ bền dẻo cao.
- Khi lắp ghép kết cấu cần tránh những mối hàn đính tạo thành những mối ghép cứng, sử dụng đồ gá sao cho khi kim loại có thể tự do co giãn.
- Đối với các tấm được chế tạo từ các tấm nhỏ, trước hết phải hàn các mối hàn ngang để tạo thành các dải hàn riêng biệt sau đó hàn các dải này với nhau tạo thành tấm lớn.
- Khi hàn các kết cấu dầm cần hàn các mối hàn nối các tấm đế, tấm vách sau đó mới bắt dầu hàn các mối hàn góc liên kết giữa các tấm đế và vách.
- Khi hàn nhiều lớp, nhiều đường thì các tấm sau có hướng ngược với các tấm trước.
b) Các biện pháp khử biến dạng
Trong các trường hợp các đường hàn được bố trí đối xứng nhau thì cần hàn cả 2 phía đồng thời, như vậy biến dạng sinh ra cả 2 phía sẽ có chiều ngược nhau, kết quả là chúng bị triệt tiêu hoặc sẽ bị giảm xuống còn nhỏ nhất. nếu khi hàn 1 số kết cấu có thể tạo ra được biến dạng ngược thì cố gắng lắp ghép để khi hàn tạo thành các biến dạng ngược, thông thường hàn các kết cấu tấm dễ thực hiện phương pháp này.
c) Kẹp chặt chi tiết khi hàn
Chi tiết được kẹp chặt bằng các loại đồ gá có đủ độ cứng vũng để trong quá trình hàn biến dạng sinh ra sẽ bị không chế cưỡng bức, sử dụng phương pháp này trong quá trình gia công cần tính đến sự tăng nguội ứng suất.
d) Phương pháp nội ứng suất
Phương pháp tạo lực ép lên mối hàn: Đây là phương pháp mà sau khi hàn xong người ta dùng các biện pháp tác dụng lên mối hàn các lực ép đủ lơn để triệt tiêu các ứng suất tồn tại trong mối hàn, cũng có thể thực hiện bằng cách dùng máy cán để cán mối hàn sau khi đã hàn.
13. Lắp ghép theo bu lông
Ngoài những vị trí cần hàn ra thì người ta còn sử dụng bu lông tham gia vào lắp ghép vì bu lông dễ tháo lắp, tháo lắp được nhiều lần nó phù hợp cho quá trình tháo lắp vận chuyển. Để cho quá trình vận chuyển thiết bị của ta không bị cồng kềnh ta cũng sử dụng bu lông vào các vị trí như: Mặt bích được gá vào bàn gá piston, mặt bích được ghép với bàn ép di động, cơ cấu ray trượt, cụm thân trên và cụm thân dưới, bích bắt xuống chân bê tông… Đó là những vị trí ta sử dụng bu lông thay cho mối ghép hàn.
14. Kết luận chương III
Trong chương III, nhóm tác giả đã tập trung đưa ra thiết kế kết cấu cụ thể phần khung máy, từng bộ phận cấu tạo nên khung máy. Dựa vào việc lựa chọn các sản phẩm tiêu chuẩn có sẵn trên thị trường để đưa ra các lập luận thiết kế các bộ phận còn lại dựa theo các sản phẩm tiêu chuẩn, đảm bảo được công suất làm việc của máy cũng như đảm bảo được các chức năng cần thiết của các khâu liên quan với nhau.
Dựa vào nguyên lý hoạt động của máy ép bùn khung bản là nhờ vào áp suất được bơm vào với áp lực cao của hỗn hợp bùn thải được lọc thẩm thấu qua các lớp vải lọc, cặn bã sẽ được giữ lại, nước lọc sẽ thẩm thấu qua màng lọc và được dẫn ra ngoài ta lựa chọn kết cấu của máy ép bùn khung bản bao gồm 7 cụm chi tiết.
+ Cụm bơm màng có chứ năng cung cấp dòng chất bùn lỏng với áp suất cao vào hệ thống làm việc.
+ Cụm thân trên có chứ năng là bộ khung đỡ các khung bản, đỡ xylanh thủy lực và thực hiện quá trình ép bùn chính của máy.
+ Cụm thân dưới có chứ năng liên kết với cụm thân trên để đỡ cụm thân trên, tạo khoảng trống để lấy bùn sau khi ép cũng như dẫn dòng nước lỏng sau khi lọc ra ngoài.
CHƯƠNG IV: HƯỚNG DẪN LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH
1. Quy trình lắp đặt
Sau khi đã có đầy đủ các cụm chi tiết để cấu thành máy ép bùn khung bản, ta tiến hành kiểm tra lần cuối tất cả các cụm chi tiết, các cụm chi tiết và chi tiết tiêu chuẩn đặt mua khác đã đảm bảo được đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật để ra chưa để chuẩn bị cho quá trình lắp đặt tại phân xưởng làm việc của công ty. Quá trình kiểm tra này bao gồm:
- Kiểm tra các cụm lắp đã qua gia công dựa trên các yêu cầu của bản vẽ kỹ thuật.
- Kiểm tra số lượng, chất lượng các cụm chi tiết và các chi tiết tiêu chuẩn được đặt mua ngoài thị trường dựa trên các yêu của về chủng loại, số lượng chi tiết và các thông số kỹ thuật liên quan phù hợp với công suất làm việc của máy.
2. Kiểm tra các cụm lắp trước khi lắp đặt
a) Cụm công tác (Cụm thân trên)
Cụm thân trên sau khi đã gia công và lắp ghép cần đảm bảo các yêu cầu sau:
+ Các mối hàn tại các vị trí hàn không bị biến dạng, hàn đúng theo yêu cầu kỹ thuật của từng mối hàn đã ghi rõ trong bản vẽ lắp.
+ Đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật về độ song song giữa các bề mặt chi tiết của cụm lắp (Độ song song giữa mặt đáy của các cụm gối đỡ).
b) Cụm chân đế (Cụm thân dưới)
Cụm thân dưới sau khi được hàn các cụm nhỏ và mang đi gia công trên máy phay cần đảm bảo các yêu cầu sau:
+ Các mối hàn tại các vị trí hàn không bị biến dạng, hàn đúng theo yêu cầu kỹ thuật của từng mối hàn đã ghi rõ trong bản vẽ lắp.
+ Đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật về độ song song giữa các bề mặt chi tiết của cụm lắp (độ song song giữa các bề mặt tham gia lắp ghép với cụm thân trên, bề mặt đặt ray trượt). Ngoài ra cần phải đảm bảo độ vuông góc giữa các mặt đáy của các cụm chân đế với các mặt bên của cụm chân đế sau khi đã gia công phay.
4.Tiến trình lắp đặt máy ép khung bản
Khi đã kiểm tra đầy đủ các thiết bị, các cụm chi tiết cấu thành máy ép khung bản và đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đề ra ta tiến hành lắp đặt các cụm chi tiết lại với nhau để tạo nên một máy ép khung bản hoàn chỉnh tại phân xưởng của công ty. Quá trình lắp đặt trải qua các bước sau:
4.1. Bước 1: Lắp cụm thân dưới (cụm chân đế)
Lắp cụm thân dưới (cụm chân đế) vào vị trí các cột bê tông đã được bố trí phù hợp trong phân xưởng xử lý chất thải của công ty, vị trí đặt máy ép khung bản được tính toán sao cho gần nhất với bể chất thải và dễ dàng vận chuyển chất thải rắn sau khi đã lọc đem đi xử lý công nghiệp.
4.2. Bước 2: Lắp cụm công tác (cụm thân trên)
Lắp cụm thân trên (cụm công tác) vào vị trí ăn khớp với cụm thân dưới, căn chỉnh độ ăn khớp giữa các bộ phận và các kích thước đã quy định.
Kiểm tra độ thăng bằng cụm thân dưới bằng cân thủy lực chuyên dụng, căn chỉnh kỹ lưỡng để đạt độ thăng bằng tốt nhất. Sau khi đã căn chỉnh ,tại vị trí các lỗ lắp ghép với cụm thân dưới, dùng bu lông - đai ốc để siết chặt chân đế cụm thân dưới, dùng vòng đệm để chống tháo trượt trong quá trình làm việc.
4.4. Bước 4: Lắp cụm động cơ và thùng dầu
Dùng bu lông - đai ốc siết chặt chân đế của thùng dầu xuống tấm khung đế đỡ cụm động cơ và thùng dầu thuộc cụm thân dưới, dùng vòng đệm để tránh tháo trượt trong quá trình động cơ làm việc bị rung lắc.
Qúa trinh lắp đặt cụm động cơ và thùng dầu cũng cần chú ý tránh gây ra va đập làm hỏng động cơ, biến dạng hoặc gây nứt cac mối hàn tại các góc của thùng dầu để tránh cho dầu trong thùng bị chảy ra ngoài. Ngoài ra còn phải tránh va đập làm hỏng đồng hồ đo áp suất bơm dầu.
4.6. Bước 6: Lắp hộp điều khiển
Hàn hộp điều khiển vào khung đỡ ở cụm thân trên, trong quá trình hàn tránh gây hiện tượng cong vênh hoặc làm biến dạng hộp điều khiển. Sau khi hàn kiểm tra hộp điều khiển đã đạt yêu cầu chưa sau đó tiến hành nối điện với nguồn điện 3 pha công nghiệp tại nhà máy để cấp điện cho máy ép hoạt động.
Trong quá trình nối điện cần đảm bảo các nguyên tắc an toàn điện. Sau khi đã nối điện xong cần kiểm tra máy ép có bị dò gỉ điện hay không vì các kết cấu khung máy đều là các kết cấu thép. Nếu bị dò gỉ điện cần có biện pháp xử lý và khắc phục ngay.
8. Hướng dẫn bảo trì, bảo dưỡng máy ép bùn khung bản
- Một máy sản xuất nào cũng cần làm tốt khâu này, nếu lơ là sẽ phát sinh nhiều nguy cơ tiềm ẩn gây hư hại cho máy ép bùn khung bản, nhanh hỏng các phụ kiện, tắc nghẽn, mục nát các bộ phận kim loại...
- Quy định bảo trì, bảo dưỡng bao gồm các công việc sau:
- Dựa vào thời gian hoạt động của máy để có kế hoạch bảo trì máy ép cho phù hợp, cụ thể nên bảo trì toàn bộ máy từ 3-4 tháng làm việc liên tiếp, mỗi lần bảo trì kéo dài từ 3-4 ngày.
- Sơn mới các lớp sơn phủ và sơn chống gỉ lên toàn bộ khung của máy ép, sơn cách điện các bộ phận có nguy cơ bị dò gỉ điện cao.
9. Kết luận chương IV
Ở chương cuối này nhóm tác giả tập trung vào việc hướng dẫn cách lắp đặt, vận hành máy ép bùn khung bản tại nhà máy. Với việc đưa ra các yêu cầu kiểm tra nhằm đảm bảo chất lượng của các chi tiết và cụm chi tiết sau khi đã đặt mua ngoài thị trường cũng như các chi tiết và cụm chi tiết được gia công chế tạo, sẽ đảm bảo được các yêu cầu kỹ thuật đề ra khi thiết kế máy ép bùn, sẵn sàng cho quá trình lắp đặt và đưa vào vận hành sản xuất.
Với việc xây dựng một tiến trình lắp đặt lần lượt qua các bước, các cụm chi tiết sẽ được lắp đặt đúng vị trí và lần lượt được liên kết với nhau thông qua các mối ghép bu lông – đai ốc, hoàn thiện đầy đủ kết cấu của máy ép bùn như trong bản thiết kế. Khi quá trình lắp đặt đã hoàn tất, tiến hành quy trình vận hành máy theo từng bước đã nêu trên, chú ý vận hành theo các bước đã quy định thứ tự và kiểm tra độ ổn định của máy khi làm việc trong khoảng thời gian vận hành ban đầu.
KẾT LUẬN
Sau một khoảng thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp, dưới sự hướng dẫn của thầy:Ths……..……. đã giúp nhóm tác giả có thêm kiến thức về thiết kế, có cái nhìn tổng quan hơn về những bài toán thiết kế máy. Nhờ có sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy đã làm cho bài toán thiết kế máy của nhóm tác giả được hoàn thiện hơn, trau chuốt hơn. Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn thầy. Từ bài toán thiết kế máy để xử lý lượng bùn thải tại công ty Cổ phần Việt Vương dưới sự hướng dẫn, góp ý của thầy nó có thể vươn tầm đến các sơ sở, xí nghiệp khác. Phù hợp với thị trường trong nước.
Ban đầu bài toán thiết kế máy của nhóm tác giả còn đơn giản và sơ sài vì bản chất việc thiết kế máy này chỉ nhằm phục vụ mục đích sử dụng tại công ty. Nhưng sau một khoảng thời gian nghiên cứu, tìm hiểu kết hợp với sự hướng dẫn của thầy thì bài toán thiết kế máy của nhóm tác giả không đơn thuần chỉ phục vụ mục đích sử dụng tại công ty mà nó còn đáp ứng được mục đích sử dụng cho các công ty, xí nghiệp khác bằng những cải tiến, thay đổi về kết cấu để phù hợp với mục đích sử dụng tại các cơ sở.
Ngoài những kinh nghiệm về thiết kế thì trong quá trình làm đồ án nhóm tác giả còn hiểu thêm về những kinh nghiệm khi chế tạo thực tế. Từ việc hàn thế nào để tránh biến dạng cong vênh, giảm sai lệch về kích thước cũng như biến dạng về kết cấu. Cho đến việc chọn chuẩn để gia công sau hàn tại những bề mặt tham gia lắp ghép yêu cầu độ chính xác cao…
Với hy vọng sản phẩm thiết kế của nhóm tác giả sau khi chế tạo có thể phục vụ cho mục đích xử lý chất thải tại các cơ sở nên nhóm tác giả mong được sự góp ý thêm của các thầy và các đồng nghiệp để sản phẩm hoàn thiện hơn.
Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1: Nguyễn Trường Sinh, Sổ tay vẽ kỹ thuật, Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự, Hà Nội 2001.
2: Ninh Đức Tốn, Sổ tay dung sai lắp ghép, Nhà xuất bản giáo giục, Hà Nội 2005.
3: Nguyễn Thúc Hà, Bùi Văn Hạnh, Giáo trình công nghệ hàn, NXBGD-2002. [1]
4: Đỗ Quyết Thắng, Chi tiết máy (Tập 1+ Tập 2), Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự, Hà Nội 2008. [2]
5. Cẩm nang hàn, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
6. Catalog con trượt – ray HIWIN