Nhằm vào các vấn đề dễ thất thoát linh kiện, hiệu quả sàng lọc thấp và tiêu thụ năng lượng cao của hệ thống hiện cómàn hình trommel phân trộnđược sử dụng trong ngành công nghiệp làm phân trộn, một màn hình trommel, một chế độ truyền dẫn mới đã được thiết kế và một thiết bị màn hình làm sạch đã được bổ sung. Mô hình toán học về chuyển động của hạt vật liệu của máy sàng con lăn đã được thiết lập, các thông số cấu trúc của các bộ phận chính được xác định và các yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc của máy sàng con lăn đã được thử nghiệm và phân tích. Dựa trên hiệu quả sàng lọc tối ưu, sự kết hợp thông số tối ưu giữa hiệu quả sàng lọc và mức tiêu thụ điện năng được phân tích bằng cách sử dụng thử nghiệm ba yếu tố và năm cấp độ với khối lượng cấp liệu, tốc độ quay và Góc nghiêng của máy sàng trống làm yếu tố thử nghiệm. Kết quả cho thấy khi tốc độ cấp liệu là 39,6t/h thì tốc độ con lăn là 12,4r/phút và góc con lăn là 5,6? Khi đó, hiệu quả sàng lọc của máy sàng con lăn là tốt nhất, hiệu suất sàng lọc là 96%, điện năng tiêu thụ là 2,55kW. Theo thử nghiệm tại nhà máy, trong điều kiện kết hợp tham số tối ưu, hiệu suất sàng lọc là 95%, mức tiêu thụ điện năng là 2,69kW và sai số tương đối giữa mô hình và kết quả dự đoán là 1,1% và 5,5%, đáp ứng yêu cầu chất lượng sàng lọc vật liệu.
Với việc dần dần cải thiện điều kiện sống của người dân, theo Đề cương Phát triển Dinh dưỡng và Thực phẩm Trung Quốc (2014-2020), thịt và trứng của quốc gia
Tỷ lệ và mức tiêu thụ sữa tăng dần qua từng năm (1-4). Đồng thời, ngành chăn nuôi-quy mô lớn phát triển nhanh chóng và các cơ sở chăn nuôi gia súc, gia cầm quy mô lớn dần dần dẫn đến tình trạng ô nhiễm phân gia súc, gia cầm trở thành yếu tố quan trọng đe dọa hoạt động sản xuất của nhà máy và sức khỏe người dân [5-6]. Ủ phân chuồng là một trong những phương pháp quan trọng nhất trong xử lý phân chuồng
Nhẫn. Thiết bị sàng lọc là thiết bị quan trọng để đảm bảo quá trình ủ phân gia súc, gia cầm diễn ra suôn sẻ. Trong quá trình ủ phân, cần có các thiết bị lớn như máy quay và thùng ủ thẳng đứng để đảo hoặc khuấy nguyên liệu ủ nhằm tạo ra môi trường lên men tốt. Nếu có nhiều đá, nhựa, dây thừng và các mảnh vụn khác,-sự va chạm lâu dài với các bộ phận khuấy trong thiết bị sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị làm phân trộn hoặc thậm chí trực tiếp phá hủy thiết bị làm phân bón. Đồng thời, do cần bổ sung một lượng lớn chất độn chứa carbon trong quá trình ủ phân để đảm bảo nguyên liệu có giá trị pH, hàm lượng nước, tỷ lệ nitơ cacbon và kích thước hạt của nguyên liệu thô thích hợp, nên sau quá trình ủ phân cần phải loại bỏ các chất độn lớn không phản ứng, chỉ giữ lại phân bón. Do đó, thiết bị sàng lọc không chỉ có thể loại bỏ tạp chất khỏi nguyên liệu ở giai đoạn-phân trộn trước, giảm tổn thất của thiết bị ủ phân mà còn đảm bảo xử lý trơn tru các nguyên liệu tiếp theo trong giai đoạn-ủ phân, tái chế chất độn để kiểm soát chi phí.
Đối với vấn đề sàng lọc vật liệu phân trộn, sự phát triển trong nước của các thiết bị sàng lọc khác nhau, bao gồm màn hình trommel phân trộn, màn hình lắc, màn hình con lăn, màn hình con lăn, v.v.. 14]
Việc rung màn hình-chi phí đầu tư một lần là nhỏ nhưng do đặc tính hoạt động của nó, mức độ hư hỏng của các vật cứng trên bề mặt màn hình lớn hơn và việc dán màn hình dễ dàng gây bất tiện cho việc vệ sinh. Sàng đĩa có khả năng xoay vật liệu mạnh và chống mài mòn, nhưng công dụng của nó bị hạn chế bởi khẩu độ, không phù hợp để sàng lọc vật liệu sau giai đoạn ủ phân. Là thiết bị sàng quay, máy sàng lăn hoạt động trơn tru và được sử dụng rộng rãi trong việc phân loại, tuyển chọn và phân loại khoáng sản [15-23], nhưng hiếm khi được báo cáo trong ngành sản xuất phân trộn. Chế độ truyền động cơ học truyền thống của máy sàng con lăn được một số doanh nghiệp sử dụng rất phức tạp khi lắp đặt và áp dụng trực tiếp trong ngành sản xuất phân bón. Do công suất xử lý cao nên thường xuyên xảy ra hiện tượng gãy trục và các hiện tượng khác, đồng thời do đặc thù của vật liệu làm phân trộn (độ ẩm cao và ăn mòn mạnh) nên kết cấu nan hoa rất dễ bị hư hỏng. Hiện nay, hầu hết các thiết bị sàng lọc phân trộn đều được mượn từ các ngành khác, điều này giải quyết được một số vấn đề về sàng lọc nguyên liệu làm phân trộn. Tuy nhiên, nó không thể thích ứng tốt với đặc tính của vật liệu ủ phân, dễ bị dán sàng, dễ bị ăn mòn các bộ phận và tiêu thụ điện năng cao dưới công suất xử lý lớn, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng hoạt động sàng lọc.
Để giải quyết các vấn đề như chế độ truyền động cơ học phức tạp của màn hình trommel phân trộn truyền thống, màn hình dán dễ dàng, hiệu suất sàng lọc thấp và tải trọng lớn áp dụng trong ngành công nghiệp ủ phân, bài báo này thiết kế máy sàng lọc bánh xe hỗ trợ kiểu truyền động bên ngoài, chế độ truyền động loại trục trung tâm được chuyển đổi sang chế độ truyền động của bánh răng xích con lăn, tăng khả năng chịu lực của màn hình con lăn, tránh hư hỏng do ăn mòn của bộ truyền động và các bộ phận hỗ trợ; Đồng thời, thiết bị lau màn hình được bổ sung. Trong quá trình vận hành màn hình con lăn, màn hình được chải và cạo liên tục để đảm bảo màn hình con lăn không bị dán vào diện tích lớn, nâng cao hiệu quả sàng lọc và giảm tải cho con lăn. Phân tích hồi quy và phân tích bề mặt đáp ứng được sử dụng để thu được sự kết hợp thông số làm việc tốt nhất, cung cấp cơ sở lý thuyết và kỹ thuật để cải thiện hơn nữa hiệu suất sàng lọc.
Cấu trúc chính của máy sàng con lăn được thể hiện trên Hình 1, phù hợp cho việc làm sạch vật liệu và loại bỏ tạp chất. Máy sàng con lăn chủ yếu bao gồm đầu vào và đầu ra, hệ thống truyền động, thiết bị làm sạch màn hình, khung và vỏ ngoài, con lăn và các bộ phận chính khác.
1.2 Nguyên lý làm việc Công suất đầu ra của động cơ được kết nối với công suất đầu vào của bộ giảm tốc để cung cấp đủ công suất vận hành cho máy sàng trống, đồng thời công suất cần thiết cho vòng quay trống được khớp và truyền qua bộ truyền động xích đôi hoặc hàng đơn. Vật liệu phân trộn được vận chuyển bằng băng tải và đi vào khoang bên trong của sàng lăn dưới tác động của cốt liệu ở miệng vật liệu của con người. Trống quay tốc độ cao-sử dụng thiết bị tấm sao chép trên thành bên trong để sao chép vật liệu liên tục đến điểm cao nhất của khoang bên trong, sau đó sử dụng trọng lực để rơi xuống và các hạt vật liệu liên tục đi qua màn hình thông qua quá trình này. Và do trống được đặt trên khung với một Góc nghiêng nhất định nên trong mỗi quá trình sao chép vật liệu, các hạt vật liệu dần dần di chuyển đến cổng xả, thông qua các hạt chuyển động qua lại này, các hạt đủ tiêu chuẩn qua màn hình vào băng tải bên dưới thiết bị, bước tiếp theo được thực hiện, các vật liệu không đủ tiêu chuẩn sẽ được thu gom tại cổng xả.
Trống sàng là bộ phận làm việc cốt lõi của màn hình trống. Liệu vật liệu có thể được sàng lọc một cách hiệu quả trong quá trình sàng lọc hay không phụ thuộc vào các đặc tính của trống, bao gồm đường kính trống, chiều dài trống và Góc nghiêng của màn hình trống và các thông số cấu trúc khác, cũng như tốc độ trống và các thông số chuyển động khác. Dạng chuyển động của các hạt vật chất trên bề mặt sàng quyết định hiệu quả sàng lọc cuối cùng của thiết bị sàng ở một mức độ nhất định [24]. Chuyển động của các hạt trong trống được phân tích và thu được mối quan hệ giữa các tham số cấu trúc và các tham số chuyển động, rất hữu ích để xác định các tham số cấu trúc cơ bản và mô hình chuyển động cơ bản của trống, đồng thời cung cấp cơ sở lý thuyết và hướng thiết kế cho thiết kế màn hình trống trong tương lai.
2.1 Động lực học Phân tích các hạt trong màn hình Định luật chuyển động của một hạt trong trống được thể hiện trên Hình 2. Đường chấm là đường chuyển động của các hạt trong một chu kỳ chuyển động. Không xét đến va chạm, đường chuyển động của các hạt trong trống gồm có cung tròn dọc theo thành trong của trống ở phần trước và đường parabol cách xa thành trống ở phần sau. Các hạt lọt vào bề mặt sàng, lực ma sát do trống tạo ra và trọng lực của chính nó, các hạt cùng với trống thực hiện chuyển động tròn, trong quá trình chuyển động, khi lực tổng hợp không đủ để cung cấp lực ly tâm cần thiết cho chuyển động tròn, các hạt vật chất từ trống, ở một tốc độ nhất định, thực hiện chuyển động parabol và quay trở lại bề mặt sàng.
Chuyển động của các hạt trong quá trình sàng lọc thực tế được thể hiện trên Hình 3.
Vì vậy, mô hình toán học được thiết lập. Thứ nhất, người ta giả định rằng không có sự trượt tương đối giữa hạt và bề mặt màn chắn, và vì đây là phép phân tích hạt đơn lẻ nên điều đó là cần thiết.
Bỏ qua tương tác giữa các phân tử. Phân tích lực chuyển động của hạt được thể hiện trong HÌNH. 4. Trong trường hợp này, Góc giữa hạt và mặt phẳng ngang là .
2.3 Thiết bị truyền động là sự tiếp xúc quá mức giữa trục quay của máy sàng con lăn trục trung tâm truyền thống và vật liệu ủ, dẫn đến hư hỏng do ăn mòn và tải trọng ở trục trung tâm dẫn đến trục bị gãy, cũng như chi phí cao của bánh răng bên ngoài chia lưới bánh răng lớn, chế độ truyền bánh răng và xích bên ngoài được thiết kế đặc biệt, như trong Hình 6. Về mặt truyền động, xích sử dụng loại phân đoạn. Như được hiển thị trong Hình 7, xích phân đoạn được nối thông qua vấu đỡ và xích được nối cố định với thành ngoài của con lăn bằng vấu đỡ. Khác với chuỗi tích hợp truyền thống chỉ có một khớp nối, chìa khóa được vuốt một cách hiệu quả, có thể thay thế toàn bộ chuỗi một cách hiệu quả nếu nó bị hỏng một phần và tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo trì. Về mặt hỗ trợ tổng thể, trọng lượng xi lanh sàng ban đầu từ trục và nan hoa đều chịu lực cho bốn bánh xe hỗ trợ và mặt đỡ, chìa khóa có khả năng xử lý cao, trục chính chịu mômen truyền quay và chịu trọng lượng tổng thể của xi lanh sàng có thể gây gãy trục, hư hỏng nan hoa, hư hỏng màn hình và các vấn đề khác. Không có phụ tùng thay thế trong sàng, giúp giảm sự tiếp xúc giữa vật liệu phân trộn và các bộ phận của thiết bị và giảm tổn thất do ăn mòn. Về mặt tải trọng, cơ cấu truyền động đặt bên ngoài trống làm tăng mô-men xoắn do động cơ truyền tới trống và tải trọng mà màn trống có thể chịu được cũng tăng theo.
Thông qua mô phỏng, đã thu được mô-men xoắn cực đại của trống trong quá trình sàng lọc lượng cấp liệu tối đa và vị trí xích được tính toán
Đối với tải trọng tiếp tuyến, xích 28A có khớp cấp A{1}}P{2}}mm được chọn và tải trọng kéo của nó là 200MPa.
Đường kính của vòng nơi đặt dây xích là 1540mm, chiều cao của giới hạn dây xích là 41,5mm, số mắt xích được tính là z =112.38 và số mắt xích chẵn được lấy là 112 sau khi làm tròn. Tốc độ đầu ra của bộ giảm tốc là 93r / phút và tốc độ tối đa theo yêu cầu của thử nghiệm muộn là 14r / phút, nghĩa là tỷ số truyền là 6,64 và công thức tính số bánh răng z là
2.4 Thiết bị sàng lọc Do độ ẩm của vật liệu ủ phân cao hơn so với vật liệu sàng lọc thông thường nên khi sàng lọc vật liệu có tỷ lệ hao hụt lớn, dẫn đến sàng lọc dạng dán. Để giải quyết vấn đề này, thiết bị sàng lọc được thêm vào.
Như được thể hiện trong thiết bị làm sạch màn hình trommel phân trộn bao gồm lưới sàng, con lăn bàn chải làm sạch màn hình, khung đỡ và cơ cấu ổn định lò xo. Được đặt trên mặt nghiêng của con lăn, sử dụng trọng lực và cơ cấu lò xo của chính nó do lực đàn hồi tạo ra, con lăn bàn chải làm sạch và màn chắn chắc chắn, hai đầu của con lăn bàn chải làm sạch thông qua ổ trục và giá đỡ được kết nối để đảm bảo rằng con lăn bàn chải làm sạch có thể được cố định cùng với vòng quay của con lăn. Đồng thời, cấu hình được điều khiển bằng lò xo để hấp thụ con lăn bàn chải làm sạch thông qua khung hỗ trợ để mang lại loại rung, anh ta cộng với màn hình con lăn để hoàn thành việc điều khiển loại chỉ vận chuyển của nó.
