Luận văn Nghiên cứu phát triển đầu ép côn máy ép thanh củi trấu chịu mòn, nhiệt (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu phát triển đầu ép côn máy ép thanh củi trấu chịu mòn, nhiệt (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THỊ THANH HẢI NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN ĐẦU ÉP CÔN MÁY ÉP THANH CỦI TRẤU CHỊU MÒN, NHIỆT S K C 0 0 3 9 5 9 NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ- 605204 S KC 0 0 4 2 0 7 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2014
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THỊ THANH HẢI NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN ĐẦU ÉP CÔN MÁY ÉP THANH CỦI TRẤU CHỊU MÒN, NHIỆT NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 Hướng dẫn khoa học: TS. LÊ CHÍ CƯƠNG PGS.TS NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 / 2013
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH  LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THỊ THANH HẢI NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN ĐẦU ÉP CÔN MÁY ÉP THANH CỦI TRẤU CHỊU MÒN, NHIỆT NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 Hướng dẫn khoa học: 1. PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG 2. PGS. TS LÊ CHÍ CƯƠNG Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2014.
4. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Học viên đóng kèm xác nhận này vào quyển LVTN) Họ và tên học viên: Nguyễn Thị Thanh Hải MSHV: 10085204007 Chuyên ngành: Ngành Kỹ Thuật Cơ Khí Khóa: 2010 – 2012B Tên đề tài: “Nghiên cứu phát triển đầu ép côn máy ép thanh củi trấu chịu mòn, nhiệt” Học viên đã hoàn thành LVTN theo đúng yêu cầu về nội dung và hình thức (theo qui định) của một luận văn thạc sĩ. Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2014 Giảng viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) i
5. LÝ LỊCH KHOA HỌC (Dùng cho nghiên cứu sinh & học viên cao học) I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC Họ & tên: Nguyễn Thị Thanh Hải Giới tính: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 28/28/1987 Nơi sinh: Nghệ An Quê quán: Nghệ An Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 43 đường 11, Tăng Nhơn Phú B, Q9, Tp. HCM. Điện thoại cơ quan: Điện thoại di động: 0902824523 Fax: E-mail: Hainguyenspkt@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 1. Đại học: Hệ đào tạo: Chính Quy Thời gian đào tạo : 09/2005 đến 08/2010 Nơi học (trường, thành phố): ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp. HCM Ngành học: Thiết Kế Máy III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 02/2012 Trường Cao đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng Giảng viên Ngày tháng năm 2014 Người khai ký tên Nguyễn Thị Thanh Hải ii
6. LỜI CAM KẾT Tôi xin cam đoan luận văn tốt nghiệp này là công trình do chính tôi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2014 Nguyễn Thị Thanh Hải iii
7. LỜI CẢM ƠN Trong khoảng thời gian học tập ở trường, tôi đã học hỏi được rất nhiều kiến thức, kinh nghiệm quý báu từ quý Thầy Cô, bạn bè, đồng nghiệp. Điều đó đã giúp tôi có thể hoàn thành tốt luận văn Thạc sĩ này. Tác giả xin viết lời cảm ơn này để bày tỏ lòng tri ân chân thành của mình đến: Thầy PGS.TS. Nguyễn Ngọc Phương, PGS.TS. Lê Chí Cương– trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, các thầy đã luôn tận tình hướng dẫn và động viên, cung cấp tài liệu, giúp tôi có những lời khuyên, định hướng và bước đi đúng đắn trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Các Thầy Cô giáo trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, những người đã tận tình truyền đạt những kiến thức nền tảng bổ ích trong suốt chương trình học Thạc sĩ tại trường. Gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã tạo điều kiện, luôn ở bên hỗ trợ và động viên tinh thần cho tôi những lúc khó khăn nhất. Và cuối cùng, xin gửi lời chúc sức khỏe, hạnh phúc và thành công đến quý Thầy Cô, những người thân, bạn bè và đồng nghiệp của tôi. Tôi xin chân thành cảm ơn! iv
8. TÓM TẮT Máy ép thanh củi trấu để sản xuất thanh củi trấu phục vụ tiêu dùng và sản xuất công nghiệp đã góp phần nâng cao giá trị sử dụng của trấu. Tuy nhiên, một trong các tồn tại lớn nhất của máy ép củi trấu trục vít là đầu ép côn bị mài mòn rất nhanh do ma sát và nhiệt. Vấn đề này làm tăng chi phí sản xuất thanh củi trấu và thời gian sản xuất bị kéo dài do phải thường xuyên dừng máy thay đầu ép côn. Luận văn trình bày các kết quả nghiên cứu phát triển đầu ép côn máy ép thanh củi trấu cơ cấu trục vít trên cơ sở nghiên cứu xác định vật liệu chế tạo thay thế và cải tiến hình dạng giúp tăng tuổi thọ đầu ép côn. Các đóng góp của luận văn giúp tiết kiệm chi phí sản xuất, giảm thời gian dừng máy và qua đó nâng cao hiệu quả làm việc của thiết bị, làm tăng giá trị gia tăng của vỏ trấu. v
9. ABSTRACT Briquette press machines aim to produce briquettes for serving daily life activities and industry are playing a role in improving value in use of rice husk. However, one of the problemsstill reamain is high wear taper die in screw press machine. This issue is the reason cause increasing productive cost and machine downtime for replacing equipment. The thesis presents the results of research to developing of taper die in screw press machine base on studying to identify alternative materials and improve shapes of a taper die. The contribute of research results will help to save the cost, decrease the machine downtime, enhance the life of taper die and improve rice husk’s value. vi
10. MỤC LỤC XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN i LÝ LỊCH KHOA HỌC ii LỜI CAM KẾT iii LỜI CẢM ƠN iv DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT x MỤC LỤC HÌNH ẢNH xi DANH SÁCH CÁC BẢNG xiv Chương 1: GIỚI THIỆU 1 1. Mục tiêu đề tài 3 2. Nội dung nghiên cứu 3 3. Phạm vi và giới hạn nghiên cứu 4 4. Luận điểm mới của đề tài 4 5. Phương pháp nghiên cứu 4 6. Bố cục của luận văn tốt nghiệp 5 Chương 2: TỔNG QUAN 6 2.1. Trấu 6 2.2 Máy ép thanh củi trấu cơ cấu trục vít 7 2.2.1 Vai trò và chức năng 7 2.2.2 Sơ đồ động 8 2.2.3 Sơ đồ nguyên lý 8 2.2.4 Ưu điểm 9 2.2.5 Nhược điểm 9 vii
11. 2.3 Đầu ép côn 10 2.3.1 Hình dạng đầu ép 10 2.3.2 Vật liệu và phương pháp chế tạo 11 2.3.3 Điều kiện làm việc và dạng hỏng 12 2.4 Các nghiên cứu liên quan đề tài 13 2.4.1. Các nghiên cứu ngoài nước 13 2.4.2 Các nghiên cứu trong nước 18 2.4.3 Kết luận 20 Chương 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 21 3.1. Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) 21 3.2 Phân tích phần tử hữu hạn (FEM) cho bài toán tiếp xúc 3D 24 3.3 Lý thuyết về hiện tượng mòn 30 3.4 Các loại vật liệu chịu mòn – chịu nhiệt 33 3.4.1 Các thuộc tính của vật liệu chịu mòn 33 3.4.2 Các thuộc tính của vật liệu chịu nhiệt 34 Chương 4: XÁC ĐỊNH VẬT LIỆU ĐẦU ÉP CÔN 37 CHỊU MÒN, NHIỆT 37 4.1 Lựa chọn vật liệu đầu ép côn chịu mòn, nhiệt 37 4.1.1 Các yêu cầu của đầu ép côn 37 4.1.2 Cơ sở lựa chọn và các vật liệu thích hợp 37 4.2 Xác định vật liệu chịu mòn, nhiệt phù hợp 38 4.2.1 Mô hình bài toán 38 4.2.2 Chọn vật liệu chế tạo đầu ép 39 4.2.3 Áp đặt điều kiện biên 41 4.2.4 Kết quả phân tích mô hình các vật liệu 42 viii
12. 4.2.5 Nhận xét kết quả phân tích vật liệu 48 Chương 5: CẢI TIẾN HÌNH DẠNG ĐẦU ÉP CÔN 50 5.1 Các phương án thiết kế hình dáng đầu ép 51 5.2 Phân tích đánh giá các phương án 56 5.2.1 Phân tích đánh giá phương án 1 – Côn bậc 56 5.2.2 Phân tích đánh giá phương án 2 – Fillet 59 5.2.3 Phân tích đánh giá phương án 3 – Bo cung 61 5.2.4 Phân tích đánh giá phương án 4 - Bo cung – côn 63 5.2.3 Phân tích đánh giá phương án 5 - Bo cung – côn – tăng chiều dài 65 5.2.4 Phân tích tổng hợp kết quả 67 5.3 Nhận xét kết quả phân tích phương án hình dạng đầu ép 68 Chương 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 6.1 Kết luận 71 6.2 Hướng nghiên cứu phát triển 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC 75 ix
13. DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ASABE American Society of Agricultural and Biological Engineers CAD Computer Aided Design ĐH SPKT Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật FEM Finite Element Method FIA Fundaraising Institute Australia PP PTHH Phương pháp Phần Tử Hữu Hạn x
14. MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Các ứng dụng của vỏ trấu 1 Hình 1.2: Thanh củi trấu và than trấu 2 Hình 1.3: Lò sưởi và lò hơi đốt bằng củi trấu 2 Hình 2.1: Thành phần hạt lúa 6 Hình 2.2: Sơ đồ động máy ép kiểu trục vít 8 Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý máy ép kiểu trục vít 8 Hình 2.4: Máy ép thanh củi trấu bằng cơ cấu trục vít 9 Hình 2.5: Hình dạng khuôn ép của máy ép trấu trục vít 10 Hình 2.6: Hình dạng đầu ép côn 11 Hình 2.7: Quy trình đúc kim loại bằng khuôn cát 12 Hình 2.8: Trục vít và đầu ép bị mòn 12 Hình 2.9: Trục vít trước và sau khi bị mòn 13 Hình 2.10: Chế tạo thân trục vít 14 Hình 2.11: Chu kỳ nhiệt luyện đối với thép công cụ ở nhiệt độ cao 15 Hình 2.12: Cấu trúc lớp phủ bề mặt 16 Hình 2.13: Quy trình sản xuất gạch ceramics 16 Hình 2.14: Quan hệ giữa hệ số ma sát với số chu kỳ thí nghiệm 17 Hình 2.15: Hình dạng của mặt bích và các diện tích mòn nhiều nhất 17 Hình 2.16: Phân bố mòn bề mặt khuôn trên và khuôn dưới 18 Hình 2.17: Kết quả khảo sát biến dạng ống lót xilanh 19 Hình 2.18: Kết quả khảo sát ứng suất biến dạng ống lót xilanh 19 Hình 3.1: Phân tích FEM liên hệ giữa mô hình vật lý & mô hình toán học 22 Hình 3.2: Minh hoạ được dùng cho phương trình 26 Hình 3.3: Sự phụ thuộc lượng mòn U theo thời gian t và quãng đường ma sát L 30 Hình 3.4: Đồ thị nguyên tắc tốc độ mòn phụ thuộc vào vận tốc trượt 31 Hình 3.5: Quan hệ giữa cường độ mòn và áp suất 32 Hình 3.6: Độ cứng vật liệu theo các cấu trúc tế vi và khả năng chống mòn 34 Hình 3.7: Độ bền nhiệt giữa các pha thép không gỉ 35 xi
15. Hình 4.1: Kích thước đầu ép côn biên dạng thẳng 38 Hình 4.2: Mô hình vật lý 39 Hình 4.3: Áp đặt điều kiện biên toàn mô hình 41 Hình 4.4: Áp đặt điều kiện biên ¼ mô hình 42 Hình 4.5: Chuyển vị và ứng suất trên đầu ép côn bằng thép C45 với trấu 43 Hình 4.6: Áp suất pháp tuyến trên mặt phẳng tiếp xúc giữa thép C45 với trấu 43 Hình 4.7: Chuyển vị và ứng suất trên mặt tiếp xúc giữa thép SUJ2 với trấu 44 Hình 4.8: Áp suất pháp tuyến trên mặt phẳng tiếp xúc giữa thép SUJ2 với trấu 44 Hình 4.9: Chuyển vị và ứng suất trên đầu ép côn thép SUS304 với trấu 45 Hình 4.10: Áp suất trên mặt phẳng tiếp xúc giữa thép SUS304 với trấu 45 Hình 4.11: Chuyển vị và ứng suất trên đầu ép côn thép S32205 với trấu 46 Hình 4.12: Áp suất pháp tuyến trên mặt phẳng tiếp xúc giữa thép S32205 với trấu 46 Hình 4.13: Chuyển vị và ứng suất trên mặt tiếp xúc giữa thép SUS410 với trấu 47 Hình 4.14: Áp suất trên mặt phẳng tiếp xúc giữa thép SUS410 với trấu 47 Hình 4.15: Biểu đồ so sánh áp suất pháp tuyến trên mặt tiếp xúc của các vật liệu 48 Hình 5.1: Hình dạng đầu ép côn thực tế 50 Hình 5.2: Hình dạng đầu ép theo phương án 1 51 Hình 5.3: Hình dạng đầu ép theo phương án 2 52 Hình 5.4: Hình dạng đầu ép theo phương án 3 53 Hình 5.5: Hình dạng đầu ép theo phương án 4 54 Hình 5.6: Hình dạng đầu ép theo phương án 5 55 Hình 5.7: Chuyển vị và ứng suất trên đầu ép côn phương án 1 – thép S32205 57 Hình 5.8: Áp suất pháp tuyến trên mặt tiếp xúc phương án 1 – thép S32205 57 Hình 5.9: Chuyển vị và ứng suất trên đầu ép côn phương án 1 – thép SUJ2 58 Hình 5.10: Áp suất pháp tuyến trên mặt tiếp xúc phương án 1 – thép SUJ2 58 Hình 5.11: Kết quả chuyển vị và ứng suất phương án 2 – thép S32205 59 Hình 5.12: Áp suất trên mặt tiếp xúc phương án 2 – thép S32205 59 Hình 5.13: Kết quả chuyển vị và ứng suất phương án 2 – thép SUJ2 60 Hình 5.14: Áp suất trên mặt tiếp xúc phương án 2 – thép SUJ2 60 Hình 5.15: Kết quả chuyển vị và ứng suất phương án 3 – thép S32205 61 xii
16. Hình 5.16: Áp suất trên mặt tiếp xúc phương án 3 – thép S32205 61 Hình 5.17: Kết quả chuyển vị và ứng suất phương án 3 – thép SUJ2 62 Hình 5.18: Áp suất trên mặt tiếp xúc phương án 3 – thép SUJ2 62 Hình 5.19: Kết quả chuyển vị và ứng suất phương án 4 – thép S32205 63 Hình 5.20: Áp suất trên mặt tiếp xúc phương án 3 – thép S32205 63 Hình 5.21: Kết quả chuyển vị và ứng suất phương án 4 – thép SUJ2 64 Hình 5.22: Áp suất trên mặt tiếp xúc phương án 4 – thép SUJ2 64 Hình 5.23: Kết quả chuyển vị và ứng suất phương án 5 – thép S32205 65 Hình 5.24: Áp suất trên mặt tiếp xúc phương án 5 – thép S32205 65 Hình 5.25: Kết quả chuyển vị và ứng suất phương án 5 – thép SUJ2 66 Hình 5.26: Áp suất trên mặt tiếp xúc phương án 5 – thép SUJ2 66 Hình 5.27: Áp suất tiếp xúc theo chiều dài đầu ép các phương án – thép S32205 67 Hình 5.28: Áp suất tiếp xúc theo chiều dài đầu ép các phương án – thép SUJ2 68 xiii
17. DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1: Vật liệu thích hợp cho khuôn rèn nóng 15 Bảng 4.1: Các vật liệu mới đề nghị 40 Bảng 4.2: Các thông số vật lý và cơ học của các vật liệu 40 Bảng 4.3: Bảng các thông số hóa học của vật liệu 41 Bảng 4.4: Hệ số ma sát giữa trấu và các vật liệu khảo sát 41 Bảng 5.1: Thông số kích thước của đầu ép côn biên dạng thẳng 50 Bảng 5.2: Hình dạng và kích thước của đầu ép côn phương án côn bậc 52 Bảng 5.3: Hình dạng và kích thước của đầu ép côn phương án Fillet 53 Bảng 5.4: Hình dạng và kích thước của đầu ép côn phương án bo cung 54 Bảng 5.5: Hình dạng và kích thước phương án Bo cung – côn 55 Bảng 5.6: Hình dạng và kích thước phương án Bo cung – côn – tăng chiều dài 56 Bảng 5.7: Áp lực trên mặt tiếp xúc các phương án – thép S32205 67 Bảng 5.8: Áp lực trên mặt tiếp xúc các phương án – thép SUJ2 68 xiv
18. Chương 1: GIỚI THIỆU Ở Việt Nam, vỏ trấu và các loại phế phẩm nông nghiệp như bã mía, xơ dừa, rơm rạ, là các loại chất đốt quen thuộc với người nông dân, đặc biệt là khu vực các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long (Vĩnh Long, Sóc Trăng, ) nơi có sản lượng lúa gạo lớn nhất cả nước. Vỏ trấu được sử dụng làm chất đốt hàng ngày như để đun nấu, hay trong sản xuất như để nung gạch hoặc sấy nông sản. Hình 1.1: Các ứng dụng của vỏ trấu Tuy nhiên, do các vấn đề về vận chuyển, lưu trữ, xử lý và đốt trực tiếp các loại phế phẩm nông nghiệp thường đạt được hiệu quả nhiệt thấp và tác động xấu đến môi trường. Mỗi năm ở Việt Nam có khoảng 3.6 triệu tấn trấu từ các nhà máy xay xát được thải ra. Do không có biện pháp xử lý nên đa phần trấu bị đổ xuống kênh rạch, gây ô nhiễm và làm ảnh hưởng đến đời sống của người dân. Thêm vào đó một lượng lớn tro cacbon chưa đốt cháy hết cần phải được xử lý tiếp. Để sử dụng hiệu quả nguồn năng lượng nhiệt từ trấu, các nhà chế tạo ở Việt Nam và trên thế giới đã chế tạo máy ép sinh khối bằng nhiều cơ cấu như ép đùn bằng trục vít, ép con lăn, piston thủy lực để ép ra các dạng viên nhiên liệu nhỏ hoặc thanh củi trấu. 1
19. (a) Thanh củi trấu (b) Than trấu Hình 1.2: Thanh củi trấu và than trấu Thanh củi trấu có thể được sử dụng ở những nơi cần đốt cháy gỗ hoặc than đá để tạo ra nhiệt. Ví dụ: đốt cháy trong bếp lò, lò nung để cung cấp năng lượng nhiệt cho nồi hơi, công nghiệp chế biến thực phẩm (như sản xuất rượu, tiệm bánh, cantin, nhà hàng, sấy nông sản, ); trong các xưởng sản xuất lò gạch, nồi nung, hay làm nhiên liệu cho khí hóa, làm than trong lò; hoặc trong đời sống hàng ngày như đun nấu và sưởi ấm. (a) Lò sưởi (b) Lò hơi Hình 1.3: Lò sưởi và lò hơi đốt bằng củi trấu 2
20. Hiện nay, nhờ các ưu điểm như khả năng ép liên tục, ít hao tốn nguyên liệu , công nghệ ép bằng trục vít đã được phổ biến rộng rãi và trở thành công nghệ ép quan trọng, thường dùng sản xuất trong thương mại. Trong các bộ phận của máy ép củi trấu thì đầu ép là một trong những thành phần quan trọng nhất của máy ép trấu, quyết định đến chất lượng sản phẩm và hiệu quả kinh tế. Tuy nhiên liên quan đến phần này còn một số vấn đề cần giải quyết. Đầu ép bị mài mòn lớn, dẫn đến hư hỏng và phải thay thế nhiều lần. Theo khảo sát thì cứ 18 ÷ 20 giờ nhà sản xuất phải thay đầu ép mới một lần. Điều đó làm ảnh hưởng đến công suất làm việc, mất thời gian cho quá trình bảo trì và cân chỉnh máy. Với thực tế như trên, bên cạnh các yếu tố ảnh hưởng đến điều kiện làm việc của khuôn ép như nhiệt luyện, gia công thì việc nghiên cứu tìm ra các loại vật liệu để thay thế và giải pháp cải tiến hình dạng khuôn ép là một trong những yếu tố quan trọng nhất để giảm thiểu ma sát mài mòn và chi phí thay mới, nâng cao độ tin cậy, chất lượng và tuổi thọ của thiết bị. Để phục vụ cho mục đích sản xuất đồng thời khắc phục các nhược điểm nêu trên, đề tài “Nghiên cứu phát triển đầu ép côn máy ép thanh củi trấu chịu mòn, nhiệt” đã được triển khai thực hiện. 1. Mục tiêu đề tài Đề tài được thực hiện với mục đích chính là nâng cao tuổi thọ và chất lượng làm việc cho đầu ép côn máy ép thanh củi trấu. Để đạt được điều đó, đề tài tập trung giải quyết hai mục tiêu sau: - Xác định vật liệu chế tạo đầu ép côn chịu mòn, nhiệt. - Phát triển, cải tiến hình dạng đầu ép côn chịu mòn. 2. Nội dung nghiên cứu Nhiệm vụ của đề tài “Nghiên cứu phát triển đầu ép côn máy ép thanh củi trấu chịu mòn, nhiệt” tập trung vào các vấn đề sau: - Tổng quan về trấu, máy ép thanh củi trấu cơ cấu trục vít và đầu ép côn. - Tổng quan về ma sát và mài mòn. - Tổng quan phương pháp phần tử hữu hạn cho bài toán tiếp xúc 3D. - Nghiên cứu xác định vật liệu cho đầu ép côn chịu mòn, nhiệt. 3
21. - Nghiên cứu khảo sát hình dạng đầu ép côn chịu mòn. 3. Phạm vi và giới hạn nghiên cứu Do tính đa dạng của các thiết bị ép sinh khối, tác giả tập trung nghiên cứu phát triển đầu ép côn của máy ép thanh củi trấu cơ cấu trục vít. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ mòn của một chi tiết như áp suất trên mặt tiếp xúc, hình dạng chi tiết, tải trọng, lực ma sát, vận tốc trượt, độ nhám bề mặt, tần số tiếp xúc, Tuy nhiên vì hạn chế về mặt thời gian, đề tài chỉ tập trung nghiên cứu mòn đầu ép côn bằng việc khảo sát áp suất trên mặt tiếp xúc để xác định được vật liệu và hình dạng đầu ép phù hợp chịu mòn. - Nghiên cứu máy ép thanh củi trấu bằng cơ cấu trục vít. - Nghiên cứu đầu ép côn. - Nghiên cứu về ma sát và mài mòn. - Nghiên cứu phương pháp phần tử hữu hạn cho bài toán 2 trường cơ - tiếp xúc. - Nghiên cứu xác định vật liệu thích hợp cho đầu ép chịu mòn, nhiệt cao. - Nghiên cứu phát triển hình dạng của đầu ép giúp giảm mòn. 4. Luận điểm mới của đề tài Để nâng cao tuổi thọ và năng suất làm việc của đầu ép côn, dựa vào cơ sở lý thuyết về ma sát và mài mòn, đề tài nghiên cứu, khảo sát áp suất trên mặt tiếp xúc để đánh giá độ mài mòn chi tiết. Từ đó giúp xác định loại vật liệu và phát triển kết cấu của đầu ép côn chịu được mòn, nhiệt phù hợp. 5. Phương pháp nghiên cứu - Thu thập các tài liệu liên quan đến các vấn đề nghiên cứu. - Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến độ mòn của chi tiết. - Nghiên cứu các cơ sở lựa chọn các loại vật liệu có khả năng chịu ma sát và mài mòn. - Nghiên cứu cải tiến kết cấu hình dạng của đầu ép dựa vào việc khảo sát yếu tố ảnh hưởng mòn. - Nghiên cứu, khảo sát, tính toán và mô phỏng ảnh hưởng của áp suất pháp tuyến trên mặt tiếp xúc có ảnh hưởng đến độ mài mòn của đầu ép côn máy ép thanh củi 4