(Đồ án tốt nghiệp) nghiên cứu, tính toán thiết kế và mô hình hóa máy tuốc vỏ lạc

GIỚ I THI Ệ U T Ổ NG QUAN

Tính c ấ p thi ế t c ủa đề tài

1.1.1 Gi ớ i thi ệ u v ề cây đậ u ph ộ ng Đậu phộng (tên khác: lạc, đậu phộng; tên khoa học: Arachis hypogaea), là một loài cây thực phẩm thuộc họ Đậu có nguồn gốc tại Trung và Nam Mỹ

Nó là loài cây thân thảo hàng năm tăng có thể cao từ 30–50 cm Lá mọc đối, kép hình lông chim với bốn lá chét, kích thước lá chét dài 1–7 cm và rộng

1–3 cm Hoa dạng hoa đậu điển hình màu vàng có điểm gân đỏ, cuống hoa dài 2–4 cm Sau khi thụ phấn, quả phát triển thành một dạng quả đậu dài 3–

7 cm, chứa 1-4 hạt (ánh), và quả (củ) thường dấu xuống đất để phát triển Trong danh pháp khoa học của loài cây này thì phần tên chỉ tính chất loài có hypogaea nghĩa là "dưới đất" để chỉ đặc điểm quả được dấu dưới đất Trong cách gọi tên tiếng Việt, từ "lạc"

Theo nghiên cứu của y học hiện đại, thành phần hóa học có trong đậu phộng bao gồm:

- Hạt chứa 3-5% nước, chất đạm 20-30%, chất béo 40-50%; chất bột 20%, chất vô cơ 2-4% Nhân lạc chứa dầu lạc gồm các glycerid của acid béo no, không no, acid oleic, acid linoleic, acid palmitic, acid stearic, acid hexaconic,…

- Đậu phộng rất giàu chất dinh dưỡng, cung cấp hơn 30 chất dinh dưỡng thiết yếu và dinh dưỡng thực vật Đậu phộng làmột nguồn tốt của niacin, folate, chất xơ,vitamin

- Đặc biệt, đậu phộng chứa hợp chất resveratrol có tính chống oxy hóa mạnh, làm tăng cholesterol tốt HDL giúp hệ tuần hoàn khỏe mạnh, máu huyết lưu thông tốt, da dẻ hồng hào

1.1.2 Công d ụ ng c ủa cây đậ u ph ộ ng

- Hạt đậu phộng dùng làm thực phẩm trực tiếp: Quảđậu phộng chưa tách vỏ

- Đậu phộng luộc: Hạt đậu chưa chín hoặc đã chín được luộc để làm món ăn chơi

Hình 1 1 Cây đậ u ph ộ ng

Nghiên cứu, tính toán và thiết kế máy bóc vỏ hạt lạc năng suất 300kg/h

Hình 1 2 Đậ u ph ộ ng lu ộ c

Hình 1 3 Đậ u ph ộ ng rang

- Hạt đậu phộng đã tách vỏ (nhân đậu)

- Hạt đậu phộng đã tách vỏ là hạt dầu béo được chế biến thành nhiều dạng thức ăn ngon:

- Hạt đậu phộng rang muối dùng làm món ăn chơi: Hạt đậu rang được dùng làm món ăn chơi rất phổ biến

- Hạt đậu phộng rang đâm nhuyễn được dùng làm muối chấm: Món muối đậu phọng được làm từ nhân đậu rang đâm nhỏ, trộn với muối và đường làm món chấm phổ biến để ăn với xôi, cơm nếp, ở Miền Nam thường gọi là muối mè (đôi khi cũng có cả hạt mè rang)

- Hạt đậu phộng rang đâm nhuyễn dược rắc vào món ăn: Nhiều loại thực phẩm như kem, bánh bò, bánh cuốn, bánh ít trần, chè trôi nước, nộm, gỏi và các món xào, nấu được tẩm hạt đậu phộng rang đâm nhuyễn như món gia vịđể tạo chất thơm và béo.

- Kẹo, bánh đậu phộng: Đậu phộng nguyên hạt, nửa hạt hoặc hạt đậu phộng đâm nhỏ được tẩm đường làm mứt, kẹo và nhân bánh các loại rất phổ biết ở các nước

- Chè đậu phộng: Đậu phộng dùng để nấu chè thưng,chè nếp như các loại đậu khác

- Xôi đậu phộng: Đậu phộng cũng được dùng để nấu xôi như các loại đậu khác

- Bơ đậu phộng: Bơ đậu phộng là một loại bơ được làm từ hạt đậu phọng rang Loại bơ này là một loại thực phẩm phổ biến ở Bắc Mỹ, Hà Lan, Vương quốc Anh, Úc và một số nước Châu Á như Philippines và Indonesia Loại bơ này được ăn kèm với bánh sandwich, mứt, sô cô la, phomat hoặc trộn với rau Hoa Kỳ là một nước xuất khẩu hàng đầu của bơ đậu phộng

Hình 1 4 Bơ đậ u ph ộ ng

- Sữa đậu phộng: Sữa đậu phộng là một thức uống không có lactose được tạo ra bằng cách sử dụng đậu phộng ngâm nước và xay, lọc, đun chín để uống Sữa đậu phộng được dùng như một loại thức uống thay sữa, nó thích hợp cho những người không dung nạp lactose Tương tự như trong sản xuất sữa hạnh nhân, sữa đậu nành, và sữa gạo

- Các bộ phận của cây đậu phộng dùng làm thuốc

+ Các bộ phận của cây đậu phộng dùng làm thuốc rất quý là thân, cánh, lá, củ, nhân và màng bọc ngoài của nhân, dầu lạc đều là những vị thuốc đã được sử dụng từ lâu đời trong Đông y và trong dân gian

+ Hạt đậu phộng có vị ngọt, bùi, béo; có tác dụng bổ tỳ, dưỡng vị, nhuận phế, lợi tràng, tiêu đờm, điều hòa huyết khí, tiêu sưng, cầm máu, lợi tiểu, tăng tiết sữa, mát họng, giảm cholesterol, chống lão hóa

+ Người Trung Quốc đặt cho loại hạt này những cái tên như quả trường sinh, đường nhân đậu

+ Đậu phộng được dùng để chữa bệnh suy nhược (làm việc quá sức), lao lực, làm dịu các cơn đau bụng, và phối hợp với quế, gừng, làm dịu các cơn đau bụng kinh Thân và lá dùng chữa bệnh trướng khí ruột kết

+ Hoặc ăn nhiều lạc rang quá sẽ dễ bị động hỏa (người cồn cào khó chịu) Tuyệt đối không ăn lạc đã bị nấm mốc

+ Vỏ lụa (lớp vỏ mỏng bao ngoài nhân lạc) có tác dụng cầm máu, chữa xuất huyết, và kích thích tủy sống tạo ra tiểu cầu

+ Vỏ lạc (vỏ cứng bọc ngoài nhân lạc, vẫn dùng để đun nấu thay củi): Có tác dụng hạ huyết áp và giảm mỡ máu

+ Cành, lá cây lạc: Ngoài tác dụng hạ huyết áp và giảm mỡ máu, còn có tác dụng an thần, chống mất ngủ

Ý nghĩa khoa họ c và th ự c ti ễ n c ủa đề tài

- Từ thực tiễn nêu trên thì các xưởng ép dầu truyền thống hay là các xưởng làm kẹo có đậu phộng đa số rất thu công Đặc biệt khâu bóc tách đậu phộng để lấy nhân

- Đề tài đưa ra giúp chúng ta có thể áp dụng bóc vỏ đậu phộng bằng máy với năng suất cao gấp nhiều lần so với bóc tay.Như vậy ta có thể nâng cao năng suất ép dầu lên cung như bớt gánh năng cho người lao động và giảm được giá thành sản phẩm

- Nếu bóc bằng tay 1 người bóc 50kg trên ngày nhưng nếu băng máy thì đạt tầm 500kg/8h gấp nhiều lần.

M ụ c tiêu nghiên c ứ u c ủa đề tài

- Tăng năng suất ,tăng số lượng sản phẩm khi bước vào vụ thu hoạch lạc

- Giảm sức lao động của con người, đem đến việc giảm chi phí thuê nhân công

- Đáp ứng nhu cầu các cơ sở sản xuất dầu phộng, các mặt hàng khác

- Phát triển khoa học kĩ thuật đáp ứng cuộc sống,cơ khí hóa nông nghiệp.

Đối tượ ng và ph ạ m vi nghiên c ứ u

- Việc dùng máy bóc vỏ đâu phộng với bộ dao đạt năng suất đáp ứng nhu cầu thực tiễn

- Nghiên cứu việc bóc vỏ đậu phộng ở khu vực miền Trung và các tỉnh lân cận ở thời điểm hiện tại Bao gồm cả việc bóc thủ công và dùng máy.

Phương pháp nghiên cứ u

1.5.1 Cơ sở phương pháp luậ n:

- Dựa vào nguyên lý bóc hạt ngũ cốc đã được phát triển từ lâu đời

- Dựa vào các mô hình máy đã được thực hiện

1.5.2 Các phương pháp nghiên cứ u c ụ th ế :

Sử dụng các phương pháp thu thập thông tin bao gồm quan sát các loại dao và mô hình đã có ngoài thị trường ở các xưởng xay bóc hạt ngũ cốc như gạo,đậu xanh,đậu phộng…… quan sát được các cơ cấu xay xát vỏ.Tìm kiếm thông tin trên mang Đồng thời sử dụng phương pháp phân tích và tổng kết kinh nghiệm dựa trên những thông tin thu thập được.

Đặ c tính c ủ a máy bóc tách v ỏ đậ u ph ộ ng

- Máy phải bóc tách sạch vỏ, tránh việc vỡ hạt Phải phân loại được vỏ, hạt, và hạt lép vì các loại trên được dùng nhiều vào các mục đích khác nhau (vỏ dùng làm chất đôt Hạt dùng để ép dầu, hạt giống, chế biến v.v Hạt lép được dùng để ép lấy bánh dầu dùng làm thức ăn gia súc hoặc phân bón)

- Giá thành hợp lý và năng suất phù hợp với từng cơ sở Các cơ sở ép dầu hiện nay thuộc hàng nhỏ lẻ và có nhu cầu cung cấp đầu vào khác nhau Vì vậy ta chế tạo máy phải phù hợp với điều kiện sử dụng và giá thành hợp lý với người lao động mà có xuất xứ từ nông thôn này.

Các t ồ n t ạ i c ủ a máy bóc tách v ỏ đậ u

- Về các loại máy của nước ngoài sản xuất ta có thể thấy kích thước máy lớn, cồng kềnh và chi phí đầu tư cao (khoảng 60 triệu đồng một máy) hư hỏng khó sửa chữa thay thế hoặc sửa chữa với chi phí đắt đỏ Các máy này chạy với công suất lớn, và phụ thuộc vào vùng miền nên kích thước lồng quay không phù hợp với hạt đậu Việt Nam nên dẫn đến vỡ hạt hoặc không tách hết được hạt Hơn nữa máy yêu cầu đầu vào phải nhiều nếu không sẽ hoạt động không chính ổn định như không tách được vỏ, hạt v.v

- Về máy ở Miền trung và một số vùng lân cận thì có kích thước nhỏ hơn, phù hợp với hạt đậu của vùng miền Tuy nhiên cơ cấu bóc, tách, lại không hoạt động thực sự hiệu quả và đa dạng.

M ụ c tiêu c ần đạ t nghiên c ứ u c ủa đề tài

Từ các tồn tại với các máy khối lượng lớn năng suất lớn và gia thành đắt đỏ ta nghiên cứu làm sao đó để chế tao máy cở nhỏ với công suất phù hợp với hô gia đình và giá thành hợp lý

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT LẠC KHÔ 2.1 Quy trình: Đầ u vào Phôi

Phân lo ạ i Đóng gói Thành ph ẩ m

Quy trình bóc vỏ lạc được thực hiện qua 4 bước:

Bước 1: Quá trình chuẩn bị phôi: quả đậu phộng chưa được bóc vỏ đã được phơi khô Bước 2: Quá trình bóc vỏ: dựa vào các nguyên lí về má sát, va đập, tính toán lực cần thiết để bóc vỏ đậu phộng để thực hiện cơ cấu bóc vỏ

Bước 3: Phân loại: dựa vào cơ cấu phân loại để phân loại sản phẩm ví dụ: sàng lắc, sàng rung, quạt gió…

Bước 4: Đóng gói: sau khi đã phân loại, hạt đậu phộng được đóng gói trong bao nilon để đảm bảo về độ ẩm cũng như giữ được thời gian bảo quả

2.2 Bóc vỏ a Quá trình tách vỏ thủ công Đậu phộng sau khi phơi khô sẽ được đem đóng thành bao và lưu trữ Sau đó có thể đem tách bóc vỏ

Thông thường vỏ thường được tách bóc bằng thủ công bằng tay với năng suất không cao

Nhược điểm của phương pháp này là năng suất rất thấp, chỉ phù hợp với hộ sản xuất nhỏ và có lao động nông nhàn, năng suất trung bình của việc bóc bằng tay khoảng 50 Kg/ngày b Quá trình tách vỏ bằng máy

Sau khi đậu phộng được thu hoạch đem về phơi qua và lưu trữ Sau đó được đem tách bóc vỏ bằng máy Đậu phộng còn nguyên vỏ sẽ được cho vào máy bóc vỏ lấy nhân Máy tách bóc vỏ từ quả ( củ ) đậu phộng còn nguyên vỏ , đa số các loại máy này cho năng suất rất cao, giảm được thời gian và lượng công nhân nhiều

Thành phần chủ yếu của vỏ là xenlulo và hemixenlulo hầu như không chứa dầu hoặc chứa rất ít, hơn nữa vỏ đảm nhiệm chức năng bảo vệ cơ học cho quả hoặc hạt dầu nên độ bền của vỏ lớn hơn nhân rất nhiều (nếu để vỏ sẽ gây khó khăn cho quá trình ép) Mặt khác, muốn hiệu suất tách dầu cao, các tế bào nhân cần phải được phá vở triệt để nhằm giải phóng dầu ra ở dạng tự do nên phải qua công đoạn nghiền, chính vì vậy bóc và tách vỏ trước khi nghiền nhằm vào các mục đích sau:

- Tạo điều kiện cho việc nghiền nhân được dễ dàng, đạt độ nhỏ mong muốn,

- Giảm tổn thất dầu trong sản xuất vì vỏ có tính hút dầu cao

Ngoài ra, vỏ là nơi tập trung nhiều chất màu, nếu không bóc vỏ trước khi ép, dưới ảnh hưởng của nhiệt độ cao chát màu tan mạnh vào dầu làm cho dầu có màu xấu Để hiệu suất bóc vỏ cao, khối nguyên liệu phải đồng đều về kích thước do đó cần phải phân loại trước khi bóc tách vỏ Người ta thường dùng sàng để phân loại

Ngoài ra, trong quá trình bóc tách vỏ, độ ẩm của nguyên liệu đóng vai trò rất quan trọng Nếu nguyên liệu quá khô khi vào máy xát sẽ làm cho nguyên liệu nát nhiều, các vụn vỡ này theo quạt hút ra ngoài làm tổn thất nguyên liệu, trong trường hợp nguyên liệu quá ẩm, vỏ không đủ độ dòn cho việc bóc tách nên hiệu suất kém Một số nguyên liệu có vỏ mỏng và dai như đậu nành không cần phải bóc tách vỏ vì gây quá nhiều tổn thất

Mỗi loại nguyên liệu chứa dầu có độ bền cơ học khác nhau nên đối với mỗi loại nguyên liệu khác nhau người ta dùng các loại máy bóc vỏ có cơ cấu khác nhau loại

2.3 Phân loại a Phân loại bằng sàng

Sử dụng sàng để phân loại sản phẩm có nhiều ưu điểm như:

- Thời gian phân loại nhanh

- Có thể phân loại thành nhiều thành phẩm khác nhau như: quả chưa được bóc, quả đã bóc lấy nhân và quả lép hay bị vỡ

- Thực hiện phân loại một cách tự động giúp giảm sức lao động của con người

- Bên cạnh đó nhược điểm của sàng là: cần có thiết bị và cơ cấu sàng gây tốn chi phí

Nghiên cứu, tính toán và thiết kế máy bóc vỏ hạt lạc năng suất 300kg/h b Phân loại bằng tay

Dùng tay để phân loại các hạt đậu bằng mắt Phân loại bằng tay dựa chủ yếu vào người lao động với năng suất thấp c Phân loại bằng quạt gió

Dùng quạt gió để thổi những bụi, bẩn có trong đậu sau khi bóc

2.4 Đóng gói a Bảo quản trong bao tải, chum vại, thùng phuy, gỗ… cách ly:

Lạc giống thật khô (khi hạt tách khỏi vỏ, lắc thấy long là được), sạch được đóng gói trong bao tải có túi nilon, chum vại, thùng phuy, gỗ, … có lót lớp vôi dưới đáy và bịt chặt bằng nilon trên đầu túi cho vào bao tải, thùng phuy, gỗ Cũng có thể cho lạc vào chum vại (có lót lớp vôi dưới đáy) rồi phủlên trên 1 ít lá xoan, sau đó buộc nilon… Lạc giống không nên giữ quá 1 năm b Bảo quản lạc trong thùng xốp dày 15cm cách ly:

Sau khi thu hoạch lạc, phơi khô, để nguội rồi mới bỏ vào trong thùng xốp (Thùng xốp có bề dày 15cm, tùy theo số lượng giống cất giữ mà chọn thùng xốp to hay nhỏ) sau đó đậy nắp lại và dùng băng keo dán kín không cho không khí bên ngoài và bên trong trao đổi với nhau Thùng xốp được đựng trong khung sắt được bao quanh bằng lưới mắt cáo để không cho chuột phá hoại c Bảo quản trong can nhựa cách ly chôn dưới đất sâu 1m:

Sau khi thu hoạch lạc, phơi khô, để nguội rồi mới bỏ vào can nhựa, tùy theo lượng giống mà chọn can nhựa lớn hay nhỏ Sau khi bỏ vào can nhựa đậy nắp can lại và dùng băng keo bịt kín không cho nước vào Theo kinh nghiệm cất giữ giống thì cần bỏ can nhựa vào túi ni lon buộc chặt rồi chôn xuống đất sâu khoảng 1m

Nghiên cứu, tính toán và thiết kế máy bóc vỏ hạt lạc năng suất 300kg/h d Bảo quản lạc ngoài đồng ruộng (Gieo lại vụ Hè-Thu năm sau)

(Áp dụng cho lạc vụĐông-Xuân)

Bảo quản lạc ngoài đồng ruộng: Sau khi thu hoạch Lạc Đông Xuân, những nơi có điều kiện nước tưới có thể gieo lạc vụ Hè Thu để làm giống cho vụ Đông Xuân năm sau Nếu bảo quản theo các phương pháp trên thì có thể bảo quản giống lạc từ 5-6 tháng mà tỷ lệ nảy mầm đạt 80-92% [2]

2.5 Yêu cầu kĩ thuật trước và sau khi bóc vỏ lạc

Yêu cầu đối với đầu vào:

Hạt đậu phộng phải đảm bảo các yêu cầu sau: [7] Độ ẩm 10 %

Nhân lạc mốc, ôi hoặc bị thối tối đa 0,2 % khối lượng

Tạp chất bẩn tối đa 0,1 % khối lượng

Tạp chất hữu cơ và vô cơ khác tối đa 0,5% khối lượng

Yêu cầu đối với đầu ra: [7] Độ ẩm 9,0% Độ vỡ nhân Tối đa 10%

Phân lo ạ i

Sử dụng sàng để phân loại sản phẩm có nhiều ưu điểm như:

- Thời gian phân loại nhanh

- Có thể phân loại thành nhiều thành phẩm khác nhau như: quả chưa được bóc, quả đã bóc lấy nhân và quả lép hay bị vỡ

- Thực hiện phân loại một cách tự động giúp giảm sức lao động của con người

- Bên cạnh đó nhược điểm của sàng là: cần có thiết bị và cơ cấu sàng gây tốn chi phí

Nghiên cứu, tính toán và thiết kế máy bóc vỏ hạt lạc năng suất 300kg/h b Phân loại bằng tay

Dùng tay để phân loại các hạt đậu bằng mắt Phân loại bằng tay dựa chủ yếu vào người lao động với năng suất thấp c Phân loại bằng quạt gió

Dùng quạt gió để thổi những bụi, bẩn có trong đậu sau khi bóc

Đóng gói

a Bảo quản trong bao tải, chum vại, thùng phuy, gỗ… cách ly:

Lạc giống thật khô (khi hạt tách khỏi vỏ, lắc thấy long là được), sạch được đóng gói trong bao tải có túi nilon, chum vại, thùng phuy, gỗ, … có lót lớp vôi dưới đáy và bịt chặt bằng nilon trên đầu túi cho vào bao tải, thùng phuy, gỗ Cũng có thể cho lạc vào chum vại (có lót lớp vôi dưới đáy) rồi phủlên trên 1 ít lá xoan, sau đó buộc nilon… Lạc giống không nên giữ quá 1 năm b Bảo quản lạc trong thùng xốp dày 15cm cách ly:

Sau khi thu hoạch lạc, phơi khô, để nguội rồi mới bỏ vào trong thùng xốp (Thùng xốp có bề dày 15cm, tùy theo số lượng giống cất giữ mà chọn thùng xốp to hay nhỏ) sau đó đậy nắp lại và dùng băng keo dán kín không cho không khí bên ngoài và bên trong trao đổi với nhau Thùng xốp được đựng trong khung sắt được bao quanh bằng lưới mắt cáo để không cho chuột phá hoại c Bảo quản trong can nhựa cách ly chôn dưới đất sâu 1m:

Sau khi thu hoạch lạc, phơi khô, để nguội rồi mới bỏ vào can nhựa, tùy theo lượng giống mà chọn can nhựa lớn hay nhỏ Sau khi bỏ vào can nhựa đậy nắp can lại và dùng băng keo bịt kín không cho nước vào Theo kinh nghiệm cất giữ giống thì cần bỏ can nhựa vào túi ni lon buộc chặt rồi chôn xuống đất sâu khoảng 1m

Nghiên cứu, tính toán và thiết kế máy bóc vỏ hạt lạc năng suất 300kg/h d Bảo quản lạc ngoài đồng ruộng (Gieo lại vụ Hè-Thu năm sau)

(Áp dụng cho lạc vụĐông-Xuân)

Bảo quản lạc ngoài đồng ruộng: Sau khi thu hoạch Lạc Đông Xuân, những nơi có điều kiện nước tưới có thể gieo lạc vụ Hè Thu để làm giống cho vụ Đông Xuân năm sau Nếu bảo quản theo các phương pháp trên thì có thể bảo quản giống lạc từ 5-6 tháng mà tỷ lệ nảy mầm đạt 80-92% [2]

Yêu c ầu kĩ thuật trướ c và sau khi bóc v ỏ l ạ c

Yêu cầu đối với đầu vào:

Hạt đậu phộng phải đảm bảo các yêu cầu sau: [7] Độ ẩm 10 %

Nhân lạc mốc, ôi hoặc bị thối tối đa 0,2 % khối lượng

Yêu cầu đối với đầu ra: [7] Độ ẩm 9,0% Độ vỡ nhân Tối đa 10%

Nghiên cứu, tính toán và thiết kế máy bóc vỏ hạt lạc năng suất 300kg/h.

PHÂN TÍCH CÁC LOẠ I MÁY BÓC V Ỏ L Ạ C KHÔ HI Ệ N CÓ

M ộ t s ố lo ạ i máy bóc v ỏ hi ệ n có

Máy bóc vỏ đậu phông nước ngoài sản xuất

- Máy bóc vỏđậu Hongxin HX

Hình 3 1 Máy bóc v ỏ đậ u Hongxin HX

Nơi xuất xứ: Trung Quốc (Đại lục) Điện áp 380V

Năng lực sản xuất 500kg/h

- Máy bóc vỏđậu Trung Quốc

Hình 3 2 Máy bóc v ỏ đậ u Trung Qu ố c s ả n xu ấ t

- Máy bóc vỏđậu phông trong nước sản xuất

Hình 3 3 Máy bóc v ỏ đậ u công ngh ệ Vi ệ t Trung

Trọng lượng (không có động cơ điện): 100 kg

Và một số máy bóc vỏđậu tự chế tại các xưởng sản xuất tư nhân.

Hình 3 4 Máy bóc v ỏ đậ u t ự ch ế c ủ a nông dân Trà Vinh Máy được làm bằng gỗ với thông số sau:

Khối lượng: trên dưới 200kg

Các phương án để bóc tách v ỏ đậ u

3 2.1 Phương án 1: máy xay có Rulo ma sát (nguyên lý ma sát) :

Máy gồm một trục bằng thép bên ngoài có một lớp ma sát bằng cao su hoặc đá nhám và một mặt cong ẳ đường trũn cũng phủ một lớp ma sỏt, hai bộ phận này lắp rỏp với nhau với khoảng hở tùy theo kích thước của loại hạt cần bóc vỏ Khi hoạt động thì phần mặt cong luôn luôn cố định với thân máy còn phần trục sẽ quay với tốc độ không đổi khoảng 150-300 vòng/phút, hạt chưa bóc từ phễu chứa liệu chảy xuống khe hở giữa rulo và mặt cong, chính sự cọ xát gây ra giữa hạt và hai mặt ma sát sẽ làm cho vỏ hạt bị vỡ và tách ra

Với loại rulo làm bằng đá nhám thì hạt bóc ra thường bị nát vụn nhiều, hiệu quả không cao vì mặt tiếp xúc là mặt cứng, còn với rulo có mặt ma sát bằng cao su do có đặc tính đàn hồi nên hạt bóc ra sẽ nguyên vẹn, ít bị vỡ nát, chất lượng thành phầm cao tuy nhiên khó chế tạo và nhanh mòn, ưu điểm của máy là hạt bóc ra có chất lượng cao, năng suất làm việc của máy cao, bên cạnh đó máy cũng có nhược điểm là khó chế tạo nên gia thành tương đối cao, không phù hợp với quy mô sản xuất hộ gia đình

Hình 3 5 Máy xay rulo ma sát Ứng dụng:Phương pháp trên thường sử dụng cho công đoạn bóc tách các loại hạt có vỏ mềm, dẻo như hạt cà phê, hạt điều v.v

3 2.2 Phương án 2 :phá vỡ v ỏ li ệ u d ựa trên nguyên lý va đậ p:

Phá vở vỏ nguyên liệu do kết quả của sự va đập lên một bề mặt rắn, phương pháp này dựa trên cơ sở nguyên liệu chuyển động với vận tốc nào đó va đập lên một bề mặt rắn cũng đang chuyển động

2: các lưỡi búa va đập

Hình 3 6 Nguyên lý dùng va đậ p bóc v ỏ đậ u Ứng dụng: Phương pháp này hay dùng cho việc phá vỡ các loại hạt có vỏ cứng và hạt cứng như hạt dẻ, hạt điều, hạt hạnh nhân v.v Nhược điểm của phương pháp này là khi phá vỡ vỏ với lực va đập mạnh và liên tục như vậy rất dễ gây vỡ nhân hạt

3 2.3 Phương án 3 phá vỡ v ỏ li ệ u d ựa vào cơ cấu dao tĩnh độ ng:

Phá vỡ vỏ nguyên liệu dựa vào lực cắt bằng các cơ cấu dao, nguyên lý cơ bản của phương pháp này là khi nguyên liệu vào khe giữa của các dao chuyển động và dao tĩnh, các lưỡi dao bố trí trên các đĩa sẽ xát vỏ, giải phóng nhân

Hình 3 7 Nguyên lý dao tĩnh động

1: Thanh dao tĩnh gắn trên bộ phận vỏ lồng quay

3: Thanh dao động gắn với trục quay

4: Trục quay Ứng dụng: Phương pháp này đơn giản, hoạt động hiệu quả và năng suất cao Tuy nhiên vì cấu tạo và phương pháp phá vỡ nên máy cần công suất lớn, chỉ làm việc với các loại hạt có cấu tạo vỏ bao dài và mảnh, có hạt cứng như đậu nành, đậu xanh v.v

3.2.4 Phương án 4: bóc tách d ựa vào nguyên lý ép điề u ch ỉnh đươc khe hở :

Phá vở vỏ nguyên liệu bằng lực nén ép trong các khe của các trục quay Nguyên lý cơ bản ở đây là khi nguyên liệu rơi vào khe của các trục quay, hạt bị nén, vỏ bị xé nứt và tách ra khỏi nhân

Hình 3 8 Nguyên lý ép v ỏ có điề u ch ỉ nh khe h ở

Máy xay hai dĩa đá có thể tách vỏ của nhiều loại ngũ cốc khác nhau, tuy nhiên thực tế chỉ sử dụng tách vỏ lúa gạo, các loại hạt khác ít sử dụng

Máy gồm hai dĩa bằng gang hoặc bằng thép đặt nằm ngang, trên mặt dĩa có đắp một lớp đá nhân tạo làm bằng hỗn hợp bột đá và xi măng kết dính cao, được gia công thật phẳng và vuông góc với trục bằng các dụng cụ chuyên dùng.Trên mặt đá có thể có các rãnh để tăng khả năng bóc vỏ và vận chuyển hạt Dĩa trên có lỗ nhập liệu giữa tâm, được lắp trên 3 điểm treo có thể điều chỉnh nâng lên hạ xuống được để thay đổi kích thước khe hở giữa hai mặt đá và điều chỉnh độ song song của khe hở Dĩa dưới được truyền động quay bằng động cơ điện thông qua đai truyền, thông thường số vòng quay n0-

300 v/ph Đường kính của dĩa trong khoảng 0,6-1,4 m

Hạt vào lỗ nhập liệu của dĩa trên, đi vào khe hở giữa 2 dĩa đá Do kích thước khe hở nhỏ hơn đường kính hạt nên vỏ chịu lực nén từ 2 phía của dĩa đá, đồng thời do tác động quay của dĩa làm hạt lăn trong khe, dễ dàng hơn nhờ tác dụng của lực ly tâm Hỗn hợp sau khi xay gồm có nhân hạt, vỏ và một tỉ lệ nhất định hạt (15-20 %) còn chưa xay được

Nghiên cứu, tính toán và thiết kế máy bóc vỏ hạt lạc năng suất 300kg/h toàn bề mặt dĩa Nếu khe hở không đều, nguyên liệu theo chỗ rộng đi ra ngoài, do đó không tách vỏ được Sau một thời gian làm việc, bề mặt làm việc bị mòn, làm các hạt đá có thể bị bong ra, khi đó cần làm lại bề mặt đá Việc khắc phục này có thể tiến hành ngay nơi sản xuất

Năng suất máy thường từ 1 t/h đến 4 t/h

Máy làm việc ổn định, ít hư hỏng, dễ sửa chữa Năng suất lớn so với các máy tách vỏ khác Tuy nhiên quá trình điều chỉnh khe hở làm việc giữa 2 dĩa đá tương đối khó, đòi hỏi phải có tay nghề, kinh nghiệm Ngoài ra do bề mặt làm việc cứng nên dễ làm gãy nát nhân hạt, giảm tỉ lệ hạt nguyên sau khi xay, và có nguy cơ lẫn sạn đá trong hạt thành phẩm vì vậy hiện nay ngày càng ít đựơc sử dụng

Vậy vỏ đậu bị vỡ và tách hoàn toàn khỏi nhân hạt Rãnh trên mặt đá giúp hạt tách vỏ nhanh hơn và di chuyển ra ngoài dễ dàng hơn nhờ tác dụng của lực ly tâm Hỗn hợp sau khi xay gồm có nhân hạt, vỏ trấu và một tỉ lệ nhất định hạt (15-20 %) còn chưa xay được Vỏ lạc và hạt chưa xay được sẽ được tách ra, nhân hạt đưa vào chế biến tiếp Tùy theo cỡ hạt đem bóc vỏ mà khe hở giữa hai dĩa được điều chỉnh bằng các điểm treo của dĩa trên Khe hở phải thật đồng đều để quá trình tách vỏ được thực hiện trên toàn bề mặt dĩa Nếu khe hở không đều, nguyên liệu theo chỗ rộng đi ra ngoài, do đó không tách vỏ được Sau một thời gian làm việc, bề mặt làm việc bị mòn, làm các hạt đá có thể bị bong ra, khi đó cần làm lại bề mặt đá Việc khắc phục này có thể tiến hành ngay nơi sản xuất

Năng suất máy thường từ 1 t/h đến 4 t/h

Máy làm việc ổn định, ít hư hỏng, dễ sửa chữa Năng suất lớn so với các máy xay khác Tuy nhiên quá trình điều chỉnh khe hở làm việc giữa 2 dĩa đá tương đối khó, đòi hỏi phải có tay nghề, kinh nghiệm Ngoài ra do bề mặt làm việc cứng nên dễ làm gãy nát nhân hạt, giảm tỉ lệ hạt nguyên sau khi xay, và có nguy cơ lẫn sạn đá trong hạt thành phẩm vì vậy hiện nay ngày càng ít đựơc sử dụng. Ứng dụng:Phương pháp này thường ứng dụng cho các loại hạt có kích thước nhỏ, vỏ dính liền hạt Không thể tách bằng các phương pháp khác như lúa, lúa mì v.v Phương pháp này có độ hiệu quả không cao, không thể tách rời hạt và vỏ

3.2.5 Phương án 5: bóc tách dựa vào nguyên lý va đậ p và ép:

L ự a ch ọn phương án thích hợp để ch ế t ạ o máy bóc tách v ỏ đậ u ph ộ ng

Từ 5 phương án trình bày trên ta nhận thấy:

Phương án 5 là phương án phù hợp nhất để chế tạo máy bóc tách vỏ đậu phộng

- Máy hoạt động dựa trên các cơ sở nguyên lý của bóc tách vỏ hạt ngũ cốc: va đập và ép vỏ hạt

- Hạt từ phễu chứa, rơi xuống guồng quay gồm có dao va đập có lưỡi va đập được bọc bằng cao su, và được ép qua các khe do các thanh thép ngang tạo thành

Hình 3 10 Nguyên lý bóc tách v ỏ đậ u ph ộ ng

Hạt đậu được cho vào từ phễu (1) rơi xuống buồng phá vỏ Ở đây các hạt đậu rơi xuống sẽ bị dao va đập (2) tác động lực khiến cho các hạt đậu đập mạnh vào thành buồng và bị ép vào các khe hở do các thanh va đập tĩnh (4) khiến vỏ hạt bị vỡ ra và rơi xuống

XÁC ĐỊ NH CÁC THÔNG S Ố KĨ THUẬT BAN ĐẦ U C Ủ A MÁY

Năng suấ t, hi ệ u su ấ t

Năng suất và hiệu suất của máy được thể hiện qua bảng dưới đây:

Tỉ lệ hạt chưa bóc 1500 vòng/phút, quạt có vận tốc trung bình với ns = 800 -1400 vòng/phút, quạt có vận tốc chậm với n s = 500 -700 vòng/phút, quạt rất chậm với n s < 500 vòng/phút Vậy dựa theo hệ số cao tốc và yêu cầu của đề tài, ta chọn quạt gió có vận tốc trung bình với n s = 800 -1400 vòng/phút (ta chọn n s = 1000 vòng/phút)

Ta tính được số vòng quay của quạt n = 𝑛 𝑠 × (

Nếu bỏ qua sự biến đổi khối lượng riêng của khí, thì công suất cần thiết của quạt xác định theo công thức

H: áp lực, mm cột nước g: gia tốc trọng trường 10m/s 2 ɳ : hiệu suất chung, ɳ = 0.4-0.6 (chọn bằng 0,5)

Dựa vào các tính toán công suất cho guồng quay đậu và công suất cần thiết cho quạt gió Ta có được công suất cần thiết của động cơ điện

Dựa vào các thông số tính toán ở trên, để phù hợp với yêu cầu ta chọn động cơ loại động cơ điện che kín, có quạt gió ký hiệu AO2(AOJI2)22-4 có công suất 1,5 Kw, số vòng quay 1420 vòng/phút [5.1]

THIẾ T K Ế ĐỘ NG H Ọ C TOÀN MÁY

Phương án lự a ch ọn cơ cấ u truy ền độ ng

- Bộ truyền đai hoạt động theo nguyên lý ma sát: Công suất sinh ra từ bánh chủ động (1) truyền cho bánh bị động (3) nhờ ma sát sinh ra giữa dây đai (3) và bánh đai (1) (2)

- Ma sát sinh ra giữa hai bề mặt được xác định bằng công thức:

Fms = f.N Như vậy, để có lực ma sát thì cần thiết cần phải có lực pháp tuyến Trong bộ truyền đai, để tạo lực pháp tuyến thì phải tạo lực căng đai ban đầu, ký hiệu là F 0

- Theo thiết diện đai: Bao gồm đai dẹt, đai hình thang, đai răng lược, đai tròn, đai răng, đai lục giác

- Theo kiểu truyền động: Truyền động giữa hai trục song song cùng chiều, truyền động giữa hai trục song song ngược chiều, truyền động giữa các trục chéo nhau Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng: Ưu điểm:

- Có thể truyền động giữa các trục cách xa nhau (120°(thỏa mãn) b.8) Xác định sốđai Z cần thiết

Chọn ứng suất căng ban đầu  0 1,2N/mm 2

Và theo trị số D1,tra bảng [5.11] tìm được ứng suất có ích cho phép

Các hệ số Ct – hệ số tải trọng [5.12] = 1

Cα – hệ số ảnh hưởng góc ôm [5.13] =0,91

Cv – hệ số ảnh hưởng của vận tốc [5.14] =1,04

Trong đó F – diện tích tiết diện đai [5.16] v – vận tốc đai

Lấy số đai Z=1 b.9) Định kích thước chủ yếu của bánh đai:

B=(Z-1)t +2S= 2.10 mm [5.18] Đường kính ngoài cùng của bánh đai [5.19]

Bánh bị dẫn : Dn2 = D2 +2h0 50+2.2,855.6 b.10) Tính lực căng ban đầu S 0 [5.20]

Lực tác dụng lên trục R [5.21]

6.1.2 Tính toán b ộ truy ền đai từ động cơ đế n tr ụ c cánh qu ạ t: a) Chọn loại đai thang:

 Chọn loại đai và tiết diện đai

- Chọn loại đai thang thường vì v ≤ 10 m/s, hơn nữa đai thang thường được sử dụng phổ biến và công suất động cơ N = 1.5kw nên chọn đai:

-Với thông số tiết diện O a x h = 13 x 8 (mm) [5.22]

- Diện tích tiết diện F(mm²)= 81 [5.23] b.1) Đường kính bánh đai nhỏ

-Được chọn theo [5.24] theo tiết diện đai  D 10 (mm)

- Kiểm nghiệm vận tốc đai : 7.43( / )

V < V max =(30-35)m/s b.2) Tính đường kính D2 của bánh đai lớn:

=0,01÷0,02 hệ số trượt đai thang

-Chọn bánh đai tiêu chuẩn [5.25] D 2 0 (mm)

-Sai lệch u nằm trong phạm vi (3÷5%)

-Chọn : D10 ; D20 (mm) b.3) Chọn sơ bộ khoảng cách trục A [5.26]

A=D20 (mm) b.4)Tính chiều dài đai L theo khoảng cách trục A sơ bộ [5.27]

- Qui tròn theo tiêu chuẩn [5.28]

- Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ:

- Vậy L0 thỏa mãn điều kiện b.5) Tính chính xác lại khoảng cách trục A theo chiều dài đai đã lấy theo tiêu chuẩn:

Khoảng cách nhỏ nhất cần thiết để mắc đai:

Khoảng cách lớn nhất để tạo lực căng :

1 >120°(thỏa mãn) b.7) Xác định sốđai Z cần thiết

Chọn ứng suất căng ban đầu  0 1,2N/mm 2

Tính toán thi ế t k ế tr ụ c chính

Tìm được ứng suất có ích cho phép

Các hệ số Ct = 1.6 ; Cα = 0,95 ; Cv = 1,03

Lấy số đai Z=1 b.8) Định kích thước chủ yếu của bánh đai:

B = (Z-1)t + 2S = 2.8 = 16mm [5.35] Đường kính ngoài cùng của bánh đai [5.36]

Bánh bị dẫn : Dn 2 = D2 +2h0 0 + 2.2,8 = 155.6 b.9) Tính lực căng ban đầu S 0 [5.37]

Lực tác dụng lên trục R [5.38]

6.2 Tính toán thiết kế trục chính

Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 có σ b = 600MPa, σ ch = 300 N/mm 2 ; độ rắn HB170÷220

6.2.2 Xác đị nh sơ bộ đườ ng kính tr ụ c: a, Tính sơ bộ trục

Trong đó: d – đường kính trục

N – công suất truyền n – số vòng quay trong một phút của trục

C – hệ số tính toán (130 ÷ 110) Chọn C = 130 (C 110-130)

Nghiên cứu, tính toán và thiết kế máy bóc vỏ hạt lạc năng suất 300kg/h dtc5 ≥ 130√ 3 0.54 473 = 13.6 mm [5.40]

Tra bảng [5.42] chọn bề rộng ổ lăn cỡ trung là 13mm

6.2.3: Xác đị nh kho ả ng cách gi ữ a các g ối đỡ tr ục và điểm đặ t l ự c:

Ta chọn các khoảng cách như hình sau :

Hình 6 3 Sơ đồ l ự c tác d ụ ng lên tr ụ c chính 5

Tính phản lực ở các gối trục :

Vì không có ngoại lực tác dụng lên trục theo phương X nên ta không tính Mux cho trục này

 Tính momen uốn tại tiết diện nguy hiểm :

Xét tiết diện tại vị trí đặt bánh đai :

Ta có biểu đồ sau:

Hình 6 4 Bi ểu đồ momen tr ụ c chính 5

Tính đường kính trục tại tiết diện này theo công thức :

  67 N / mm 2 (Theo bảng 7-2 ,TKCTM) mm d 12.5

 Đường kính ngõng trục lắp ổ lấy dmm và đường kính của tiết diện lắp bánh đai lấy bằng 17 mm [5.43]

Nghiên cứu, tính toán và thiết kế máy bóc vỏ hạt lạc năng suất 300kg/h σ a =σ max =σ min W

Bộ truyền làm việc 1 chiều nên ứng suất tiếp xoắn biến đổi theo chu kỳ mạch động τ a = τ m o x

Giới hạn mỏi uốn và xoắn:

Chọn hệ số φσ và φτ theo vật liệu ,đối với thép Cacbon trung bình φσ =0,1 và φτ =0,05

Chọn các hệ số K σ,Kτ,εσvà ετ :

Theo [5.46],tập trung ứng suất do rãnh then Kσ= 2; Kτ=2,1

Tập trung ứng suất do lắp căng,với kiểu lắp ta chọn T3 áp suất sinh ra trên bề mặt ghép ≥30N/mm 2 Tra bảng 7-10 ta có : 2,3

Thay các trị số ta tìm được vào công thức tính nσ và nτ:

Hệ số an toàn cho phép [n] > 1,5 Vậy trục thỏa mãn điều kiện

6.2.5 Ki ể m tra b ề n tr ụ c 1 l ầ n n ữ a thông qua RDM Để chắc chắn kết quả tính toán không còn sai sót, ta dùng phần mềm RDM để kiểm tra lại Sau khi thiết lập các thông số tương tự các thông số đã tính ở được kết quả bằng RDM như sau:

Hình 6 5 Bi ểu đồ mômen trong Rdm

Tính theo lý thuyết Tính bằng phần mềm RDM

Hình 6 6 Bi ểu đồ ứ ng su ấ t tr ụ c trong Rdm

Tính toán thi ế t k ế tr ụ c qu ạ t

Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 có σb = 600MPa, σch = 300 N/mm 2 ; độ rắn HB170÷220

6.3.2 Xác định sơ bộ đườ ng kính tr ụ c: a, Tính sơ bộ trục

Trong đó : d – đường kính trục

Nghiên cứu, tính toán và thiết kế máy bóc vỏ hạt lạc năng suất 300kg/h n – số vòng quay trong một phút của trục

C – hệ số tính toán (130 ÷ 110) Chọn C = 130

Tính sơ bộ trục quay quạt gió dtc5 ≥ 130√ 3 0.78 986 = 12mm [5.48]

Tra bảng chọn bề rộng ổ lăn cỡ trung là 13mm.

6.3.3 Xác đị nh kho ả ng cách gi ữ a các g ối đỡ tr ục và điểm đặ t l ự c:

Ta chọn các khoảng cách như hình sau :

Hình 6 7 Sơ đồ l ự c tác d ụ ng lên tr ụ c qu ạ t 1

Tính phản lực ở các gối trục :

Vì không có ngoại lực tác dụng lên trục theo phương X nên ta không tính Mux cho trục này

Ta có biểu đồ sau:

Hình 6 8 Bi ểu đồ momen l ự c tác d ụ ng lên tr ụ c qu ạ t 1

Tính đường kính trục tại tiết diện này theo công thức :

 Đường kính ngõng trục lắp ổ lấy dmm và đường kính của tiết diện lắp bánh đai lấy bằng 12 mm Chọn ổ lăn loại cở trung D7mm và bề rộng 12mm [5.51]

Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kỳ đối xứng :

Nghiên cứu, tính toán và thiết kế máy bóc vỏ hạt lạc năng suất 300kg/h σ a =σ max =σ min W

Bộ truyền làm việc 1 chiều nên ứng suất tiếp xoắn biến đổi theo chu kỳ mạch động τ a = τ m o x

Giới hạn mỏi uốn và xoắn:

Chọn hệ số φσ và φτ theo vật liệu ,đối với thép Cacbon trung bình φσ =0,1 và φτ =0,05

Chọn các hệ số K σ,Kτ,εσvà ετ : lấy εσ =0,93 ;ετ =0,85 [5.53] tập trung ứng suất do rãnh then Kσ= 2; Kτ=2,1 [5.54]

Tập trung ứng suất do lắp căng,với kiểu lắp ta chọn T 3 áp suất sinh ra trên bề mặt ghép ≥30N/mm 2 Ta có : 2,3

Thay các trị số ta tìm được vào công thức tính nσ và nτ:

Hệ số an toàn cho phép [n] thường lấy bằng 1,5-2,5 Vậy trục thỏa mãn điều kiện

6.3.5 Ki ể m tra b ề n tr ụ c l ạ i b ằ ng Rdm: Để chắc chắn kết quả tính toán không còn sai sót, ta dùng phần mềm RDM để kiểm tra lại Sau khi thiết lập các thông số tương tự các thông số đã tính ở được kết quả bằng RDM như sau:

Hình 6 9 Bi ểu đồ mômen trong Rdm

Tính theo lý thuyết Tính bằng phần mềm RDM

Hình 6 10 Bi ểu đồ ứ ng su ấ t trong Rdm

Tính toán chu ỗi kích thướ c tr ụ c

- Giả sử các khâu thành phần được chết tạo cùng cấp chính xác

- Gọi am là hệ số cấp chính xác của tất cả các khâu thành phần

Do vậy ta lấy IT11 là cấp chính xác

Lấy A 2 = 110 để tính ta có

Tra bảng giá trị dung sai của (m + n -1) khâu thành phần còn lại

LẬ P QUY TRÌNH CÔNG NGH Ệ GIA CÔNG CHI TI ẾT ĐIỂ N HÌNH

L ậ p QTCN gia công chi ti ế t tr ụ c b ị động cơ cấ u di chuy ể n c ầ u

Trục là một chi tiết quan trọng trong nhiều sản phẩm trong ngành chế tạo máy Trục là chi tiết dùng chủ yếu để truyền chuyển động, trục có bề mặt cơ bản cần gia công là các bề mặt trụ tròn xoay ngoài và bề mặt ren Các bề mặt tròn xoay thường dùng làm mặt lắp ghép Do vậy các bề mặt này thường được gia công với các độ chính xác khác nhau và cũng có nhiều bề mặt không phải gia công

- Chi tiết gia công là chi tiết dạng trục

- Các bề mặt trục có khả năng gia công bằng các dao tiện thông thường

- Đường kính các cổ trục giảm dần về hai phía

- Kết cấu của trục không đối xứng vì vậy không thể gia công trên máy chép hình thuỷ lực

- Kết cấu của chi tiết gia công 5 mặt trụ, 2 mặt đầu và 2 lỗ tâm

- Khi gia công trục chúng ta phải gia công hai lỗ tâm hai đầu làm chuẩn định vị

- Không thể thay thế trục bậc bằng trục trơn được bởi vì đây là trục vít chúng ta phải có những bậc để lắp ổlăn hay lăp trục với các bộ phận khác của máy

- Các chi tiết dạng trục được dùng rất phổ biến trong ngành chế tạo máy, chúng có bề mặt cơ bản cần gia công là mặt tròn xoay ngoài, mặt này thường làm mặt lắp ghép

- Những bề mặt làm việc của chi tiết:

+ Đoạn trục cú đường kớnh ỉ30 −0,002 +0,019 , dựng lắp ổ lăn

+ Đoạn trục cú đường kớnh ỉ25 −0,002 +0,019 , cú then dựng để lắp đai

+ Hai đoạn trục ỉ30 −0,002 +0,019 yờu cầu gia cụng đạt độ chớnh xỏc cấp 7, nhỏm bề mặt

+ Đoạn trục ỉ25 dựng để lắp bỏnh đai , yờu cầu gia cụng đạt chớnh xỏc cấp 7, nhỏm bề mặt R a = 3,2

+ Các rãnh then yêu cầu gia công đạt cấp chính xác 9, nhám bề mặt R z = 20

+ Độ khụng đồng tõm giữa cỏc bậc trục, ỉ25, ỉ30, ỉ34 < 0,02 mm

+ Nhiệt luyện đạt độ cứng 240 ÷ 260 HB Vật liệu thép C45

7.1.2: Ch ọn phương pháp chế t ạ o phôi Đối với các chi tiết dạng trục ta dùng vật liệu bao gồm thép các bon như thép 35, 40, 45; thép hợp kim như thép crôm, crôm-niken; 40X; 40; 50…

Trong bài này ta chọn vật liệu để gia công chi tiết trục là thép C45

Việc chọn phôi để chế tạo trục phụ thuộc vào hình dáng, kết cấu và sản lượng của loại trục đó Ví dụ đối với trục trơn thì tốt nhất dùng phôi thanh Với trục bậc có đường kính chênh nhau không lớn lắm dùng phôi cán nóng

Trong sản xuất nhỏ và đơn chiếc phôi của trục được chế tạo bằng rèn tự do hoặc rèn tự do trong khuôn đơn giản, đôi khi có thể dùng phôi cán nóng Phôi của loại trục lớn được chế tạo bằng cách rèn tự do hoặc hàn ghép từng phần

Trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối phôi của trục được chế tạo bằng dập nóng trên máy dập hoặc ép trên máy ép, với trục bậc có thể rèn trên máy rèn ngang và cũng có thể chế tạo bằng phương pháp đúc Đối với chi tiết trục ta không nên chọn phôi là phôi đúc vì phôi đúc cho chất lượng bề mặt không tốt với lại chi tiết đúc thường có cơ tính không cao Chúng ta có thể chọn phôi thanh với độ chính xác có thể chấp nhận được nhưng nhược điểm lớn nhất của loại phôi này là rất tốn vật liệu

Từ đó ta thấy rằng chọn phôi dập nóng là tốt nhất bởi vì loại phôi này đảm bảo được những tiêu chuẩn như: hình dáng phôi gần với chi tiết gia công, lượng dư hợp lí, có thể sản xuất phôi hàng loạt, …

7.1.3: Các yêu c ầ u l ậ p quy trình công ngh ệ

- Quy trình công nghệ gia công phải hợp lý, để rút ngắn thời gian phục vụ và thời gian gia công đảm bảo năng suất và hiệu quả kinh tế cao Đồng thời việc sắp xếp các nguyên công hợp lý sẽ tránh được hiện tượng gia công cả những phôi phế phẩm ở nguyên công trước

- Khi lập thứ tự các nguyên công cần căn cứ vào:

- Căn cứ vào độ chính xác yêu cầu, độ nhám bề mặt để chọn phương pháp gia công lần cuối cho hợp lý

- - Cần chú ý tới các nguyên công khó gia công, dễ gây phế phẩm và nên đưa các nguyên công này lên dầu quy trình công nghệ

- - Sau những nguyên công đó nên bố trí các nguyên công kiểm tra trung gian để loại trừ phế phẩm

- - Cần chú ý tới các nguyên công dễ gây biến dạng nhiều (nguyên công nhiệt luyện…) để từ đó có biện pháp làm giảm biến dạng

7.2: Thiết kế các nguyên công cụ thể

- Để có thể gia công được sản phẩm đảm bảo được năng xuất cũng như độ chính xác ta phải có đường lối công nghệ đúng đắn Phân chia ra các nguyên công (Các bước công nghệ) sao cho phù hợp, như nguyên công nào được thực hiện trước, nguyên công nào sau sao cho việc chọn chuẩn thống nhất được các bề mặt trước từ đó làm cơ sở để gia công các bề mặt sau có độ chính xác cao hơn Chính vì lý do này ta chia quá trình gia công chi tiết ra các nguyên công như sau:

 Nguyên công 1: Khỏa 2 mặt đầu kết hợp khoan 2 lỗ tâm

 Nguyờn cụng 2: Tiện thụ, tiện tinh nửa đoạn trục ỉ30, ỉ34, vỏt mộp

 Nguyờn cụng 3: Tiện thụ, tiện tinh nửa đoạn trục cũn lại ỉ25, ỉ30 ỉ34, vỏt mép

 Nguyên công 4: Phay rãnh then 6x6

 Nguyên công 5: Nhiệt luyện trục

- Khỏa 2 mặt đầu kết hợp khoan 2 lỗ tâm a Sơ đồ gá đặ t:

Nghiên cứu, tính toán và thiết kế máy bóc vỏ hạt lạc năng suất 300kg/h vị trí khoan Chi tiết được khống chế 4 bậc tự do: Quay quanh Oy, tịnh tiến theo Oy, quay quanh Oz, tịnh tiến theo Ox

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng khối V kẹp chặt b Ch ọ n máy:

- Ta chọn máy gia công là máy phay và khoan tâm LC - 700HS với các thông số sau:

Tốc độ trục chính: 200-900 vòng/phút

Tốc độ khoan: 100-1200 vòng/phút Đường kính lỗ trục chính: 90mm

Hành trình chiều dài cắt trục X: 130x400mm

Chiều cao tâm trục Z: 102mm

Cỡ bàn làm việc: 300x350mm

Tốc độ cắt: 1-6000 mm/phút Động cơ truc chính: 2HPx4 =1,5KWx4

Kích thước bàn máy: 1760x1260x1760 mm

Khối lượng của máy: 1760mm

Hình 6.12 Máy phay và khoan tâm LC-700HS c Các bướ c công ngh ệ :

 Chọn dụng cụ cắt: Kích thước cần đạt được là 580 ± 0,1mm, chọn dao cắt: dao phay mặt đầu T15K6 có các thông số D = 80 mm, Z = 5 răng (Tra theo bảng 4 - 94 trang 376 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1)

 Chế độ cắt: Gia công mặt đầu chọn t = 2 mm Theo bảng 5-125 Trang 113 Sổ tay CNCTM tập 2), ta chọn bước tiến dao S z = 0,13 mm/răng Lượng chạy dao vòng So = Sz Z = 0,13 5 = 0,65 mm/vòng Theo bảng 5 - 126 Trang 114

Sổ tay CNCTM tập 2, ta chọn Vb = 300 m/phút

 Chọn dụng cụ cắt: Chọn mũi tâm là mũi khoan tâm đuôi trụ (Bảng 4-40 Trang

319 Sổ tay CNCTM tập 1) làm bằng vật liệu thép gió P18, có các kích thước như sau:

 Chế độ cắt: Chiều sâu cắt t = 4 mm Theo bảng 5-86 Sổ tay CNCTM 2 ta chọn

S = 0,09 mm/răng Theo bảng 5-126 Sổ tay CNCTM 2, ta chọn VB = 32 m/phút

B ả ng 1.1 B ả ng ch ế độ c ắ t nguyên công 1

- Tiện thụ, tiện tinh nửa đoạn trục ỉ30, ỉ34, vỏt mộp a Sơ đồ gá đặ t:

- Định vị: Chi tiết được định vị bằng hai mũi tâm Một đầu được định vị bằng mũi tâm di động hạn chế 2 bậc tự do, còn đầu kia thì là mũi tâm cố định hạn chế 3 bậc tự do

- Kẹp chặt: Chi tiết quay nhờ tốc kẹp (đòng thời tốc cũng chống xoay cho chi tiết) b Ch ọ n máy:

- Chọn máy tiện 1K62 (Bảng 9.4 Trang 185 Sổ tay CNCTM tập 3) với các thông số d L l

Nghiên cứu, tính toán và thiết kế máy bóc vỏ hạt lạc năng suất 300kg/h c Các bướ c công ngh ệ :

- Bước 1 Gia cụng thụ phần trục cú đường kớnh ỉ30

 Điều kiện cần đạt được ∅30±0,5

 Chọn dụng cụ cắt: Chọn dao tiện thân cong có góc nghiêng 90 o , vật liệu T15 Theo bảng 4-6 Sổ tay CNCTM 1, ta chọn kích thước của dao như sau:

 Chế độ cắt: Khi gia công thô ∅30, t = 1 mm Bảng 5-60 sổ tay CNCTM 2 , ta chọn S = 0,4 mm/vòng Bảng 5-63 sổ tay CNCTM 2, ta chọn VB = 65 mm/phút, tốc độ trục chính 425 v/ph

- Bước 2: Gia cụng thụ phần trục ỉ34 làm theo bước 1

 Dụng cụ cắt: Chọn dao tiện ngoài thân thẳng gắn các mảnh thép gió với các thông số kỹ thuật sau; H = 16 mm; B = 10 mm; L = 100 mm; l = 10 mm; φ

 Chọn chế độ cắt như tiện thụ ỉ30: S = 0,4 (mm/vg), n = 425 (vg/ph)

- Bước 4: Gia cụng tinh phần trục ỉ30

 Kớch thước cần đạt được là : ỉ30±0,1 mm

HƯỚ NG D Ẫ N L ẮP ĐẶ T, V Ậ N HÀNH, B ẢO DƯỠ NG MÁY, AN TOÀN LAO ĐỘ NG

Quy trình l ắp đặ t

Sau khi đã gia công các chi tiết xong,ta tiến hành lắp ráp các chi tiết đó lại với nhau thành máy.Các bước lắp đặt được tiến hành lần lượt như sau: Đầu tiên ta lắp các chi tiết thành cụm chi tiết :

Khung máy đươc làm bằng thép V chiều dày thép 2mm và chiều rộng là 25mm Các thanh thép V được nối với nhau bằng các mối hàn chặc nên không thể tháo rời được Bao gồm:

Sử dụng các mối hàn vì nếu dùng mối ghép bu lông phai khoan nhiều lỗ làm giảm ứ ề ế ấu máy hơn nử ậ ẽ ễ ị ỏ

 Lắp đặt cụm chi tiết máy trục chính:

Là bộ phần guồng quay bao gồm 2 phần là dao va đập và lồng sóc

Dao va đập được chế tạo băng thép với 4 thép tấm 7,5x35x2mm được gắng lên trục chính bằng các mối hàn Giửa 2 tấm thép 1 bên trục se có khe hở để lắp cao su cứng tấm cao su cứng 8x35xmm Để giảm bớt sự vỡ vun hạt đậu cũng như tăng độ bền cho dao vì giảm lực va đập Trục chính có d dài 500mm

Guồng quay dưới đóng vai tro quang trong trong quá trình bóc tách vỏ đậu gồm các

Trong đó với: A: là đường kính nhân hạt đậu

B: khoảng cách các thanh thép ∅8 10mm

C: đường kính hạt đậu bao gồm cả vỏ Điếu này làm cho đâu chưa bóc vỏ bị giữ lại ở guồng và bị dao va đập hạt bóc vỏ rồi bị rớt xuống

Hình 7 4 Gu ồ ng quay trên

Guồng quay trên bao gồm các tấm thép CT3 nối với nhau bằng các mối hàn

- Hai tấm thép bán nguyệt có R bằng với bán nguyệt của guồng quay dưới thép có chiều dày 3mm

- 2 tấm thép dày 3mm 330x30mm được uốn cong theo R.Để gắn vào 2 vòng tròn bán nguyệt

Khi đã có đủ cá bộ phận ta tiến hành lắp như hình vẽ

 Lắp đặt cụm chi tiết quạt gió:

Như đã trình bày phần 4.3.2 thì quạt gió đơn giản là 4 tấm thép được hàn lên trục

 Lắp đặt các trục vào ổ bi:

Gồm có 2 trục là truc guồng quay và trục quạt gió cả 2 trục khi tính toán ở phần trên ta đều dùng ổ bi cở trung kí hiệu:

 Tiến hành lắp ổ bi và trục vào thân máy Ổ bi sau khi lắp trục vào ta tiến hành lắp cụm các chi tiết trên ổ bi vào thành máy thông qua mố ghép bu lông M10.tại vì nếu lắp cố định thì máy hoạt động 1 thời gian hao mòn kho có thể sửa chửa thay thế nên phải lắp bằng bu lông

 Tiến hành lắp các chi tiết phụ

Phểu cấp liệu được làm bằng các tấm nhôm 1mm.do đây là phần it chịu lực chủ yếu là trọng lực nguyên liệu, hơn nửa để giảm chi phí sản xuất cũng như giảm khối lượng cho máy nên dùng các tấm nhôm là hợp lý Các tấm nhôm được nối với nhau thông qua mối ghép đinh tán Do nhôm không thể hàn được

Nó được nối với buồng quay chính băng các bu lông M10

Các thành máy 2 bên ở đáy chủ yếu đều làm bằng nhôm 1mm để kết cấu máy gọn nhẹ giảm chi phí sản xuất Chúng được ghép với khung máy bằng thép thông qua mối ghép đinh tán.

 Tiến hành lắp puli vào trục: có 2 puli có vật liệu là thép

Puli ở guồng quay có đường kính là 360mm có các gân tăng cứng

Puli thứ 2 là ơ phần quạt có d0mm

Cả 2 bu ly lắp vào trục có d 1 , d2 = 12 và dùng vít siết chặt thay cho then.vì trục ở đây chỉ là 12mm quá nhỏ để làm then.nếu làm then co thể ảnh hưởng sức bền của trục

Tiến hành lắp động cơ vào máy:

Lắp động cơ vào máy thông qua cơ cấu bản lềcó 1 bu lông để ta có thểcăng đai.sau khi lắp xong động cơ ta chưa vội siết các bu lông giữ động cơ mà tiến hành hiệu chỉnh bỏ đai vào căng đai đảm bảo dây đai không bi chùng xuống sau đó khi đã xong ta mới siết và thật sự hoàn thành quá trình lắp đặt.

V ậ n hành máy

 Việc vận hành máy cần đảm bảo được các điều kiện an toàn cao về điện và khu vực hoạt động

 Mở máy: việc mở máy phải tiến hành khi không tải Sau khi máy hoạt động ổn định mới tiến hành cấp liệu

 Ngừng máy theo trình tự sau:

- Cho máy hoạt động đến khi không còn đậu ở guồng tách đậu

B ả o dưỡ ng máy

 Sau khi làm việc một thời gian các chi tiết máy bị mòn, máy làm việc giảm chất lượng, giảm năng suất và có thể gây hư hỏng phải bảo dưỡng, sửa chữa Để duy trì hoạt động ổn định liên tục của máy và nâng cao tuổi thọ máy cần có kế hoạch bảo dưỡng và sửa chữa định kỳ Tất cả những biện pháp tổ chức và kỹ thuật nhằm ngăn ngừa hư hỏng và sửa chữa máy được gọi là hệ thống sửa chữa dự phòng theo kế hoạch

Trước lúc làm việc người điều khiển máy cần kiểm tra lại toàn bộ máy, sau khi làm việc cần phải vệ sinh, nhất là các lưỡi dao

Nhằm phát hiện, khắc phục những hư hỏng xảy ra trong quá trình làm việc như kiểm tra động cơ, lò xo…

Lau chùi ,vệ sinh tránh bụi bẩn bám trên máy hay các vật thể gây ngăn cản bộ truyền

- Kiểm tra kết cấu định kỳ:

Xác định trạng thái và khả năng làm việc của máy.Kiểm tra độ rơ và độ mòn của các chi tiết máy

Tra mỡ cho ổ bi giúp máy hoạt động êm hơn

- Kiểm tra chính xác định kỳ:

Kiểm tra về dung sai kích thước của các chi tiết chuyển động

- Bảo dưỡng theo kế hoạch:

Khắc phục hư hỏng và thay thế các chi tiết hao mòn nhanh

Khảo sát toàn bộ máy, kiểm tra và sửa chữa các bộ phậnva đập vì làm băng cao su dể hao mòn

Kiểm tra tiếng ồn, chất lượng sản phẩm khi sửa chữa

Tháo các bộ phận máy ra sửa chữa

Kiểm tra, sửa chữa các động cơ điện

Kiểm tra lại toàn bộ máy về độ chính xác và chất lượng sản phẩm

- Sửa chữa lại toàn bộ máy gần giống ban đầu, cải tiến và hiện đại hóa máy

Bi ện pháp an toàn lao độ ng

 An toàn khi sử dụng và lắp đặt máy:

- Kiểm tra kỹ thuật tại chỗ để định ra khu vực an toàn cần thiết

- Các khung, môtơ điện và thiết bị khởi động nên đặt nơi đáng tin cậy

- Không được sờ tay vào bộ guồng quay khi máy làm việc

- Kiểm tra độ chắc chắn của các mối liên kết bulong đai ốc,hàn,lắp có độ dôi…

- Kiểm tra độ căng đai

- Khi khung máy đặt trên nền thì yêu cầu nền phải phẳng và có độ cứng tốt, tránh lồi lõm

 Nội quy bảo hộ lao động:

- Chỉ những nhân công hiểu rõ về cấu tạo, hoạt động của máy và nắm rõ nội quy an toàn lao động mới được sử dụng máy

- Trước khi làm việc phải kiểm tra tình trạng hoạt động các bộ phận Trong trường hợp phát hiện sự cố, phải thông báo ngay cho cán bộ kĩ thuật

- Kiểm tra sữa chữa máy chỉ được tiến hành khi máy đã ngừng hoàn toàn, chú ý an toàn điện

- Không cho trẻ em lại gần

- Ngoài những nội quy trên, bắt buộc phải nắm vững nội quy chung về bảo hộ an toàn lao động cũng như những quy định khác…

Kết quả đạt được, nhận xét, hướng phát triển của máy

- Máy có ý nghĩa thay việc bóc vỏ đậu bằng tay (thủ công) bằng việc sử dụng máy với năng xuất cao hơn Giảm sức lao động của con người, đem đến việc giảm chi phí thuê nhân công

- Máy có thểbóc đươc các loại đậu phộng mà làm hạt rất it bi nát

- Đáp ứng nhu cầu các cơ sở sản xuất bánh kẹo đâu phộng, xưởng chế biến dầu ăn

 Nhược điểm: Để thực hiện nhiệm vụ đề tài này có nhiều phương án trong xây dựng cấu trúc thiết kế cơ khí cho máy; tuy nhiên trong điều kiện cho phép về thời gian, kinh phí cũng như năng lực bản thân nên chúng em chỉ thực hiện thiết kế máy theo như cách chúng em đã trình bày trong tập đồ án này Bên cạnh đó giá thành của các chi tiết, linh kiện, thiết bị cũng như quá trình gia công chi tiết cơ khí quá cao nên chúng em chưa thể sử dụng , gia công những chi tiết , thiết bị có độ chính xác cao đểứng dụng vào máy của mình Nên hiệu quả của máy trên thực tếchưa được như mong đợi

Một số nhược điểm đó là :

- Vẫn còn lẩn lộn giửa vỏ và hạt

- Hạt bóc đôi khi có thể bị nát

- Năng suất chưa cao lắm do một phần chế tạo mô hình máy cở nhỏ công suất đông cơ nhỏ

- Khắc phục được những nhược điểm đã được nêu ở trên: Nghiên cứu chế tạo lại bộ phần guồng quay quạt gió có thể bóc tách hạt và vỏ sạch đến 98%

- Không làm hạt đậu bi nát ra

- Tính toán thiết kế máy lớn hơn đạt năng suất cao hơn

- Nghiên cứu phương án cấp hạt tự đông lên phểu.

Tiêu đề	Nghiên cứu, tính toán thiết kế và mô hình hóa máy tuốc vỏ lạc
Tác giả	Trần Hữu Hưng, Nguyễn Văn Cảnh
Người hướng dẫn	TS. Bùi Hệ Thống
Trường học	Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật
Chuyên ngành	Công nghệ Kỹ thuật Cơ khí
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	90
Dung lượng	2,74 MB