Máy sàng hạt gạo

Lúa là lương thực chính của phần đông người trên thế giới, là sinh kế chủ yếu của nông dân. Bên cạnh đó nó chính là nguồn cung cấp năng lượng lớn nhất cho con người, bình quân 180 - 200 kg gạo/ người/ năm tại các nước châu Á, khoảng 10 kg/ người/ năm tại các nước châu Mỹ. Dân số nước ta trên 80 triệu và 100% người Việt Nam sử dụng lúa gạo làm lương thực chính. Trong kinh tế gạo là sản phẩm xuất khẩu chính trong nước, thương hiệu gạo Việt Nam nằm thứ hai thế giới. Đối với ẩm thực gạo được chế biến thành các loại món ăn ngon lạ miệng. Ngoài ra gạo còn là nguyên liệu chính tạo nên món bánh chưng, bánh giầy món ăn truyền thống xuất hiện rất nhiều trong các dịp lễ, Tết. Để làm ra sự tinh hoa ấy để nuôi sống con người không phải là điều dễ dàng. Từ đó có thể thấy tầm quan trọng của việc sàng lọc, chế biến gạo trong công nghiệp hiện nay.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN THIẾT KẾ MÁY -o0o - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Đề tài: THIẾT KẾ MÁY SÀNG PHÂN LOẠI KÍCH CỠ GẠO NĂNG SUẤT 2.5 TẤN/GIỜ GVHD: Th.S Nguyễn Văn Thạnh SVTH: Nguyễn Trần An Khang MSSV: 1810982 Tp Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng năm 2022 i LỜI NĨI ĐẦU Luận văn tốt nghiệp mơn đặc biệt quan trọng tất sinh viên, đánh dấu kết thúc thời sinh viên khởi đầu đường nghiệp Đối với thân em, kỷ niệm dấu ấn đậm nét mái trường Đại Học Bách Khoa ĐHQG Tp.HCM, đánh giá lực cuối trước trở thành kỹ sư Lời nói đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến trường Đại Học Bách Khoa – ĐHQG Tp.HCM tạo tất điều kiện, sở vật chất tốt để giúp em toàn sinh viên học tập, nghiên cứu tìm hiểu kiến thức kỹ thuật suốt năm vừa qua, nhờ vào hỗ trợ đầy đủ mà em tự thân thực thí nghiệm để trực quan kiến thức học sách Em xin cảm ơn tất thầy cô, đặc biệt thầy cô khoa Cơ khí cho em kiến thức kỹ vơ q báu để em tự tin vững bước đường trở thành kỹ sư Em xin đặc biệt cảm ơn thầy Nguyễn Văn Thạnh, giảng viên hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành luận văn Sau thời gian tham gia khóa thực tập tốt nghiệp thầy hướng dẫn, em học hỏi nhiều kiến thức hay lĩnh vực khí nói chung lĩnh vực thiết kế máy nói riêng Thầy truyền động lực cho em đặt nhiều tâm huyết với nghề Nhờ có niềm đam mê đó, em chủ động tìm hiểu thấy lĩnh vực sản xuất nông sản, lương thực thực phẩm nước ta nhiều hạn chế Qua trình nghiên cứu để làm đề cương luận văn tốt nghiệp, thầy hướng dẫn nhiệt tình góp ý cho em thiếu xót kiến thức tổng kết kiến thức từ môn học liên quan lại, từ em có góc nhìn tổng quan đề tài này, sau em phát triển đề cương thành luận văn tốt nghiệp Em xin cảm ơn người bạn khoa Cơ Khí, không ngại bỏ thời gian để hướng dẫn em sử dụng phần mềm để áp dụng cho đề tài Cuối em xin chúc tất người có thật nhiều sức khỏe điều tốt đẹp đến Tp.HCM, ngày tháng năm 2022 ii MỤC LỤC Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.Lời mở đầu Các loại máy sàng phổ biến Nguyên lý hoạt động: Chương 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ Các phương án thiết kế: 1.1 Máy sàng lắc ngang: 1.2 Máy sàng rung có hướng: 11 1.3 Máy sàng rung vô hướng: 12 Lựa chọn phương án thiết kế: 13 2.1 Mục tiêu lựa chọn phương án: 13 2.2 Lựa chọn phương án: 13 Chương 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY SÀNG RUNG VƠ HƯỚNG 14 Lý thuyết tính tốn sàng rung: 14 1.1 Xác định số vòng quay trục lệch tâm: 14 1.2 Tính tốn độ cứng lị xo đối trọng: 14 1.3 Xác định suất máy sàng rung: 17 1.4 Xác định công suất máy sàng rung: 17 Tính tốn sàng rung 19 2.1 Tính tốn kích thước lưới sàng 19 2.2 Tính khối lượng sàng vật liệu sàng 22 2.3 Tính tốn độ cứng lò xo đối trọng 23 2.3 Lựa chọn động 26 2.4 Tính tốn, thiết kế truyền đai 28 2.5 Tính tốn thiết kế trục rung 35 2.6 Chọn ổ lăn 41 2.7 Thiết kế khung đỡ sàng 45 Chương 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 58 iii 4.1 Mạch điều khiển 58 4.2 Mạch động lực 58 4.2.1 Cầu dao 58 4.2.2 Cầu chì 59 4.2.3 Rơ le nhiệt 59 4.2.4 Contactor 60 Chương 5: BẢO TRÌ, BẢO DƯỠNG 61 5.1 Bảo trì: 61 5.2 Bảo dưỡng: 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 Danh mục Hình ảnh HÌNH 1.1 Máy sàng lắc HÌNH 1.2 Máy sàng đảo HÌNH 1.3 Máy sàng rung chữ nhật HÌNH 1.4 Máy sàng rung tròn HÌNH 2.1 Sơ đồ nguyên lý phương án HÌNH 2.2 Cân thùng sàng bố trí thành hàng ngang đối xứng qua tâm quay 10 HÌNH 2.3 Cân thùng sàng bố trí thành hai lớp 10 HÌNH 2.4 Sơ đồ nguyên lý phương án 11 HÌNH 2.5 Sơ đồ nguyên lý phương án 12 HÌNH 3.1 Biên dạng lỗ sàn 20 HÌNH 3.2 Động Parma 2,2kW cực 27 HÌNH 3.3 Sơ đồ đặt lực trục 36 HÌNH 3.4 Biểu đồ Momen 37 HÌNH 3.5 Phát thảo kết cấu trục 39 HÌNH 3.6 Thơng số kích thước ổ lăn 42 HÌNH 3.7 Thơng số tải trọng ổ lăn 43 HÌNH 3.8 Cụm ổ bi có gối đỡ SKF UCP-308 44 HÌNH 3.9 Khung đỡ sàn 45 HÌNH 3.10 Sơ đồ đặt lực 46 HÌNH 3.11 Thơng số vật liệu 46 HÌNH 3.12 Kết tính tốn 48 HÌNH 3.13 Chuyển vị 49 iv HÌNH 3.14 Lực tác dụng theo phương x 49 HÌNH 3.15 Lực tác dụng theo phương y 50 HÌNH 3.16 Lực tác dụng theo phương z 50 HÌNH 3.17 Momen theo phương x 51 HÌNH 3.18 Momen theo phương y 51 HÌNH 3.19 Momen theo phương z 52 HÌNH 3.20 Ứng suất lớn 52 HÌNH 3.21 Ứng suất nhỏ 53 HÌNH 3.22 Ứng suất uốn lớn theo phương x 53 HÌNH 3.23 Ứng suất uốn nhỏ theo phương x 54 HÌNH 3.24 Ứng suất uốn lớn theo phương y 54 HÌNH 3.25 Ứng suất uốn nhỏ theo phương y 55 HÌNH 3.26 Ứng suất momen uốn gây 55 HÌNH 3.27 Ứng suất cắt theo phương x 56 HÌNH 3.28 Ứng suất cắt theo phương y 56 HÌNH 3.29 Ứng suất cắt 57 HÌNH 41 Cầu dao Hager - MU250A 59 HÌNH 4.2 Cầu chì ABB OFAF0H100 59 HÌNH 4.3 Rơ le nhiệt MT-150 (80-105A) LS 60 HÌNH 4.4 Contactor MC-130a AC380 LS 61 Danh mục bảng biểu Bảng 1.1 Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) gạo trắng (TCVN 11888:2017 Bảng 3.1 Bảng tra P0 32 Bảng 3.2 Thông số cho truyền đai 34 Bảng 3.3 Thông số then 39 Bảng 3.4 Kết kiểm nghiệm trục 41 v Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.Lời mở đầu Lúa lương thực phần đơng người giới, sinh kế chủ yếu nơng dân Bên cạnh nguồn cung cấp lượng lớn cho người, bình quân 180 - 200 kg gạo/ người/ năm nước châu Á, khoảng 10 kg/ người/ năm nước châu Mỹ Dân số nước ta 80 triệu 100% người Việt Nam sử dụng lúa gạo làm lương thực Trong kinh tế gạo sản phẩm xuất nước, thương hiệu gạo Việt Nam nằm thứ hai giới Đối với ẩm thực gạo chế biến thành loại ăn ngon lạ miệng Ngồi gạo cịn ngun liệu tạo nên bánh chưng, bánh giầy ăn truyền thống xuất nhiều dịp lễ, Tết Để làm tinh hoa để nuôi sống người điều dễ dàng Từ thấy tầm quan trọng việc sàng lọc, chế biến gạo công nghiệp Gạo đạt chất lượng cao trước hết cần phải phân loại gạo kích cỡ khác Bảng 1.1 Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) gạo trắng (TCVN 11888:2017 Thóc Tỷ lệ hạt theo chiều dài, % Thành phần hạt, % khối lượng khối lượng Nhóm Hạng gạo gạo hạt dài lẫn, số % khối hạt/kg, lượng, không không lớn lớn Hạt dài, L > Hạt ngắn, L Gạo Độ ẩm, Hạt 7,0 mm 60 Tấm Tấm nhỏ 75 ≥ 60 ≤7b ≤ 0,2 14,0 10 % - > 75 ≥ 55 ≤ 12 c ≤ 0,3 14,0 15% - > 70 ≥ 50 ≤ 17 d ≤ 0,5 14,0 20% - > 70 ≥ 45 ≤ 22 e ≤ 1,0 14,5 25% - > 70 ≥ 40 ≤ 27 f ≤ 2,0 10 14,5 loại B Gạo hạt ngắn Trong : a Chiều dài từ 0,5 L đến 0,8 L (L chiều dài trung bình hạt gạo); b Chiều dài từ 0,35 L đến 0,75 L; c Chiều dài từ 0,35 L đến 0,7 L; d Chiều dài từ 0,35 L đến 0,65 L; e Chiều dài từ 0,25 L đến 0,6 L; f Chiều dài từ 0,25 L đến 0,5 L Để phục vụ cho việc lọc đưa kết tốt người ta sử dụng máy sàng phân loại gạo sàng với cỡ mắt sàng khác Trên thị trường có nhiều hãng chế tạo loại máy sàng máy hãng Hải Tín, Bùi Văn Ngọ, Sơn Hịa, Mặc dù có nhiều hãng chế tạo máy phân loại kích cỡ gạo cơng trình nghiên cứu thiết kế máy cịn chưa có Đặc biệt, vấn đề thiết kế hợp lý thiết kế tối ưu thông số máy tần số rung biên độ rung v.v… chưa thấy đề cập Từ vấn đề nêu trên, nói việc thiết kế chế tạo máy phân loại kích cỡ gạo để phục vụ cho việc sản xuất giải pháp mang lại hiệu cao Trên sở nguyên lý loại máy phân loại kích cỡ gạo hãng giới thiệu, nghiên cứu để tính tốn, thiết kế thơng số kỹ thuật chế tạo máy Các loại máy sàng phổ biến -Máy sàng có nhiều loại khác loại có chức khác :máy sàng rung ,sàng lắc, sàng đảo, … + Sàng lắc : dùng nhà máy lúa gạo,bột, thức ăn gia súc,… loại sàng cho suất đạt hiệu cao nhất, có độ bền tốt có khả phân loại nhiều loại mặt hàng lúc trình vận hành để đạt hiệu cao loại giá thành cao có cấu tạo phức tạp khó gia cơng HÌNH 1.1 Máy sàng lắc + Sàng đảo : cấu tạo loại tương tự sàng lắc chuyển động theo phương nằm ngang xoay vịng trịn Loại dùng nhà máy gạo để phân loại với gạo HÌNH 1.2 Máy sàng đảo + Sàng rung: có cấu tạo đơn giản sàng lắc phổ biến thơng dụng & giá thành rẻ ,cho suất cao sàng lắc chất lượng thành phẩm không cao dùng nhiều nhà máy bột,thức ăn gia súc HÌNH 1.3 Máy sàng rung chữ nhật +Chuyển vị: HÌNH 3.13 Chuyển vị +Lực tác dụng theo phương x (Fx): HÌNH 3.14 Lực tác dụng theo phương x 49 +Lực tác dụng theo phương y (Fy): HÌNH 3.15 Lực tác dụng theo phương y +Lực tác dụng theo phương z (Fz): HÌNH 3.16 Lực tác dụng theo phương z 50 +Momen theo phương x (Mx): HÌNH 3.17 Momen theo phương x +Momen theo phương y (My): HÌNH 3.18 Momen theo phương y +Momen theo phương z (Mz): 51 HÌNH 3.19 Momen theo phương z +Ứng suất lớn (Smax) HÌNH 3.20 Ứng suất lớn +Ứng suất nhỏ (Smin): 52 HÌNH 3.21 Ứng suất nhỏ +Ứng suất uốn lớn nhỏ theo phương x (Sxmax Sxmin) HÌNH 3.22 Ứng suất uốn lớn theo phương x 53 HÌNH 3.23 Ứng suất uốn nhỏ theo phương x + Ứng suất uốn lớn nhỏ theo phương y (Symax Symin) HÌNH 3.24 Ứng suất uốn lớn theo phương y 54 HÌNH 3.25 Ứng suất uốn nhỏ theo phương y +Ứng suất momen uốn gây ra: HÌNH 3.26 Ứng suất momen uốn gây 55 +Ứng suất cắt theo phương x (Tx): HÌNH 3.27 Ứng suất cắt theo phương x + Ứng suất cắt theo phương y (Ty): HÌNH 3.28 Ứng suất cắt theo phương y 56 +Ứng suất cắt : HÌNH 3.29 Ứng suất cắt 57 Chương 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 4.1 Mạch điều khiển Đối với máy sàng rung, mạch điều khiển yêu cầu phải có chức là: Nút mở máy, nút tắt máy Trong trường hợp cần dừng máy khẩn cấp cần nhấn nút tắt máy để ngắt điện động cơ, hệ thống lò xo sàng hấp thụ dao động để chuyển thành dao động tắt dần thêm vào lực ma sát ổ lăn giúp máy hãm động ngừng hoạt động 4.2 Mạch động lực Mạch động lực máy sàng rung nối – tam giác để khởi động máy Các linh kiện có mạch động lực: Cầu dao, cầu chì, rơ le nhiệt, contactor, timer 4.2.1 Cầu dao Cầu dao dùng để đóng ngắt đồng thời dây pha dây trung hòa Hiện thị trường có loại cầu dao chống rị rỉ điện dành cho điện công nghiệp Dựa cường độ dòng điện động hoạt động ta chọn loại cầu dao phù hợp với nhu cầu sử dụng Theo động chọn ban đầu, ta chọn loại cầu dao Hager - MU250A với thơng số sau đây: _Dịng định mức 50A _Dịng cắt 6kA 58 HÌNH 4.1 Cầu dao Hager - MU250A 4.2.2 Cầu chì Cầu chì thiết bị bảo vệ ngắn mạch Cầu chì có tác dụng bảo vệ q tải cho đường dây, bảo vệ tải cho động có dịng điện mở máy q lớn Chọn cầu chì ABB OFAF0H100 với thơng số sau: _Dịng định mức 100A _Điện áp ~ 500V HÌNH 4.2 Cầu chì ABB OFAF0H100 4.2.3 Rơ le nhiệt Rơ le nhiệt lắp đặt nhằm bảo vệ thiết bị điện đặc biệt động điện tải trình hoạt động 59 Chọn rơ le nhiệt MT-150 (80-105A) LS với thông số sau: _Số cực: _Dòng điện làm việc: 80-105A _Xung điện áp: kV HÌNH 4.3 Rơ le nhiệt MT-150 (80-105A) LS 4.2.4 Contactor Contactor hay khởi động từ, thiết bị trung gian nhằm tạo ngắt mạch điện Vì người ta thường dùng contactor để tắt mở động Chọn contactor MC-130a AC380 LS với thông số sau: _Số cực: _Dòng định mức: 130V _Tiếp điểm phụ: 2NO + 2NC 60 HÌNH 4.4 Contactor MC-130a AC380 LS Chương 5: BẢO TRÌ, BẢO DƯỠNG 5.1 Bảo trì: Để đảm bảo máy hoạt động tốt khơng xảy lỗi trình vận hành, ta phải thường xuyên kiểm tra, bảo trì phận công tác máy _Đối với ổ lăn: Định kỳ tháng bơm mỡ lần _Đối với đai: + Định kỳ tháng kiểm tra căng đai lần + Định kỳ tháng thay dây đai lần _Đối với mối ghép bu lông: Cứ tuần nên kiểm tra xiết lại _Đối với hệ thống lò xo: + Định kỳ tháng kiểm tra lần +Định kỳ tháng thay lò xo lần 5.2 Bảo dưỡng: Để phận làm việc trơn tru, ta cần phải liên tục bảo dưỡng phận làm việc máy _Đối với ổ lăn, ta sử dụng loại mỡ bôi trơn SKF LGGB để bơm vào đầu bơm mỡ ổ nhằm giúp bôi trơn giải nhiệt cho ổ trình làm việc 61 _Đối với đai, phải thường xuyên kiểm tra căng đai nhằm tránh đai bị chùng dẫn đến hiệu suất làm việc không mong muốn 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh, Chất (2008) Cơ sở thiết kế máy chi tiết máy [2] Tôn, Thất Minh (2010) Máy thiết bị chế biến lương thực Bách Khoa-Hà Nội [3] Lộc, Nguyễn Hữu (2011) Cơ sở thiết kế máy, Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP [4] Lê Khánh, Đ., & Vũ Tiến, Đ (2007) Vẽ kỹ thuật khí 63