GIỚI THIỆU
Tính cấp thiết của đề tài
- Tăng năng suất và hiệu quả sản xuất:
Việc sử dụng máy tách hạt tiêu giúp tăng cường năng suất và hiệu quả trong quá trình tách hạt, giảm thiểu sức lao động và thời gian so với phương pháp thủ công bằng tay truyền thống
- Giảm chi phí sản xuất:
Sử dụng máy tách hạt tiêu có thể giảm chi phí nhân công và tăng khả năng sản xuất, giúp tiết kiệm được rất nhiều chi phí và tăng lợi nhuận doanh nghiệp
- Tối ưu hóa quá trình sản xuất:
Máy tách hạt tiêu có thể được điều chỉnh để phù hợp với các yêu cầu cụ thể của quy trình sản xuất, từ đó tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo quá trình sản xuất diễn ra một cách trơn tru và hiệu quả
- Đáp ứng nhu cầu thị trường:
Việc sử dụng máy tách hạt tiêu giúp doanh nghiệp nhanh chóng đáp ứng được nhu cầu thị trường với sản phẩm có chất lượng đồng đều và đa dạng, từ đó tạo ra lợi thế cạnh tranh trong ngành công nghiệp chế biến tiêu.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Nghiên cứu và phát triển máy tách hạt tiêu mang lại những kiến thức mới về cách tiêu được xử lý và tách ra thành từng phần
- Nghiên cứu về cơ cấu và nguyên lý hoạt động của máy tách hạt tiêu có thể tạo ra các phát minh và công nghệ mới trong lĩnh vực tự động hóa và máy móc
- Máy tách hạt tiêu giúp tăng năng suất và hiệu quả trong quá trình chế biến tiêu, từ đó giúp doanh nghiệp tăng cường sản xuất và cạnh tranh trên thị trường
- Giảm thiểu phụ thuộc vào lao động tay chân và tăng khả năng đáp ứng nhu cầu thị trường, giúp tiết kiệm chi phí và tăng lợi nhuận của doanh nghiệp.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
- Tối ưu hóa quy trình tách hạt
- Tăng độ chính xác và đồng đều
- Giảm thiểu tổn thất và chi phí sản xuất
- Đặt an toàn lao động và vệ sinh an toàn thực phẩm lên hàng đầu
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Nguyên lý tách hạt tiêu
- Nghiên cứu, thiết kế, tính toán và chế tạo máy tách hạt tiêu trong phạm vi hộ gia đình
- Đảm bảo các yêu cầu đặt ra:
+ Bóc được tiêu ra khỏi cuống
+ Máy vận hành êm, hạn chế rung lắc
+ Dễ dàng thao tác, tháo lắp, bảo dưỡng.
Phương pháp nghiên cứu
- Phân tích và tổng hợp thông tin: Tổng hợp các thông tin về công nghệ hiện có trong việc tách hạt tiêu, bao gồm các thiết bị, quy trình và phương pháp Phân tích các nghiên cứu trước đây liên quan đến máy tách hạt tiêu để hiểu rõ hơn về những thành tựu đã đạt được và những thách thức còn phải đối mặt
- Nghiên cứu thực nghiệm: Tiến hành thử nghiệm trên các mẫu tiêu để đánh giá hiệu suất của các thiết bị máy tách hạt tiêu và đánh giá chất lượng sản phẩm Thực hiện các thí nghiệm về các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách hạt như tốc độ, áp suất, độ rung, và các thông số kỹ thuật khác của máy
- Phân tích số liệu và thống kê: Sử dụng các phương pháp thống kê để phân tích dữ liệu thu thập được từ các thực nghiệm, nhằm đánh giá sự ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau đối với hiệu suất và chất lượng sản phẩm
- Mô phỏng và mô hình hóa: Xây dựng các mô hình mô phỏng để phân tích quy trình tách hạt tiêu và dự đoán hiệu suất của các thiết bị máy tách hạt trong các điều kiện khác nhau
- Phương pháp phân tích chi phí-hiệu quả: Tiến hành phân tích chi phí-hiệu quả để đánh giá tính khả thi của việc triển khai các thiết bị máy tách hạt tiêu mới so với các phương pháp truyền thống Xác định và đánh giá các yếu tố chi phí và lợi ích liên quan đến việc đầu tư vào máy tách hạt tiêu
Yêu cầu cơ bản với máy sản xuất thực phẩm
Khi áp dụng máy sản xuất thực phẩm vào quy trình chế biến tiêu, có một số yêu cầu cơ bản mà máy cần đáp ứng để đảm bảo hiệu suất và chất lượng sản phẩm Dưới đây là một số yêu cầu cơ bản:
- Chất lượng và độ tin cậy
- Tiết kiệm năng lượng và tài nguyên
- Dễ vận hành và bảo trì
- Khả năng điều chỉnh và linh hoạt.
Kết cấu của đồ án tốt nghiệp
ĐATN “Thiết kế và thi công mô hình máy tách hạt tiêu” bao gồm 5 chương, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
Giới thiệu về tiêu
2.1.1 Khái quát lịch sử nguồn gốc của cây tiêu
Tiêu, một loại gia vị quen thuộc và quý giá, có một lịch sử phát triển dài từ thời cổ đại
Tiêu được cho là xuất xứ từ khu vực Ấn Độ và Sri Lanka Từ đó, nó đã được mang ra khỏi khu vực này và được trồng ở nhiều nơi trên thế giới
Tiêu đã được sử dụng từ thời cổ đại, được ghi nhận trong văn văn hóa Hy Lạp và
La Mã Trong thời kỳ này, nó thường được sử dụng như một loại gia vị và cũng được coi trọng về mặt y học
Các quốc gia châu Á như Ấn Độ, Sri Lanka, Indonesia và Việt Nam đã trở thành những nơi chính sản xuất hồ tiêu Trong đó, Ấn Độ được biết đến là quốc gia sản xuất hồ tiêu lớn nhất thế giới
Trong thời kỳ thế kỷ 15 và 16, tiêu trở thành một mặt hàng quý giá và được sử dụng như một loại tiền tệ trong một số giao dịch thương mại quan trọng
Trong thời kỳ thuộc địa, các cường quốc châu Âu đã đặt ra các đồn điền tiêu tại các khu vực sản xuất lớn như Ấn Độ và Indonesia Sau này, trong thời kỳ hiện đại, tiêu vẫn tiếp tục là một trong những loại gia vị quan trọng nhất trên thế giới và có giá trị thương mại cao
Tiêu được sử dụng rộng rãi trong các món ăn của nhiều quốc gia, từ Á, Âu và
Mỹ Nó được sử dụng trong nhiều loại món ăn để tăng hương vị và cũng có giá trị y tế được cho là có lợi
2.1.2 Tình hình sản xuất tiêu ở thế giới
Sản xuất tiêu trên thế giới đang ổn định và phát triển Tiêu là một loại gia vị quan trọng được sử dụng rộng rãi trong nấu ăn trên toàn thế giới, vì vậy nhu cầu cho nó luôn ổn định
Các quốc gia sản xuất tiêu chủ yếu là Ấn Độ, Việt Nam, Indonesia, và Brazil Các nước này cung cấp một lượng lớn tiêu cho thị trường quốc tế Ngoài ra, có các nước khác như Malaysia, Trung Quốc và Sri Lanka cũng đóng vai trò quan trọng trong sản xuất và xuất khẩu tiêu
Tuy nhiên, tình hình sản xuất có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như điều kiện thời tiết, biến động giá cả và các vấn đề liên quan đến môi trường Các nhà nghiên cứu và ngành công nghiệp thường theo dõi sự biến động này để dự đoán tình hình sản xuất tiêu trong tương lai và điều chỉnh kế hoạch sản xuất và kinh doanh của họ.
2.1.3 Tình hình sản xuất tiêu ở Việt Nam
Việt Nam là một trong những quốc gia hàng đầu về sản xuất và xuất khẩu tiêu trên thế giới Các khu vực Tây Nguyên và Đông Nam Bộ là nơi tập trung chính của hoạt động sản xuất tiêu trong nước
Dưới đây là một số điểm chính về tình hình sản xuất tiêu tại Việt Nam: Đắk Lắk: Đây là một trong những tỉnh có diện tích trồng tiêu lớn nhất ở Việt Nam Vùng này có khí hậu và đất đai rất thích hợp cho cây tiêu phát triển Đắk Nông: Đắk Nông cũng là một trong những tỉnh quan trọng trong việc sản xuất tiêu, với diện tích trồng tiêu ngày càng mở rộng
Gia Lai: Tỉnh này cũng góp phần lớn vào sản lượng tiêu của cả nước
Bình Phước, một tỉnh thuộc khu vực Đông Nam Bộ, có điều kiện thuận lợi cho trồng cây tiêu và là một trong những vùng sản xuất tiêu lớn
Bà Rịa - Vũng Tàu: Đây cũng là một trong những tỉnh có diện tích trồng tiêu lớn và nổi tiếng về chất lượng tiêu
Cải tiến giống cây tiêu: Việt Nam đã và đang tiến hành nghiên cứu và áp dụng các kỹ thuật mới để cải thiện chất lượng và năng suất của cây tiêu
Xuất khẩu tiêu chiếm tỷ trọng lớn trong cấu trúc xuất khẩu nông sản của Việt Nam Xuất khẩu tiêu góp phần quan trọng vào thu nhập ngoại tệ của đất nước
Tuy nhiên, như mọi nền kinh tế nông nghiệp khác, ngành sản xuất tiêu ở Việt Nam cũng phải đối mặt với các thách thức như biến đổi khí hậu, đất đai, và thị trường Để đảm bảo phát triển bền vững của ngành nông nghiệp này, cần có sự đầu tư vào nghiên cứu, công nghệ, và hỗ trợ cho các nông dân
2.1.4 Diện tích, năng suất và sản lượng tiêu ở nước ta
Diện tích trồng hồ tiêu ở Việt Nam đã có sự gia tăng đáng kể trong những năm qua Theo số liệu từ Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, diện tích trồng hồ tiêu tại Việt Nam tập trung chủ yếu ở các vùng Tây Nguyên và Đông Nam Bộ, với mức dao động từ khoảng 100.000 đến 150.000 ha
Năng suất trồng tiêu ở Việt Nam thường dao động từ 2 đến 3 tấn/ha, tuy nhiên, con số này có thể thay đổi tùy thuộc vào điều kiện thời tiết, kỹ thuật canh tác và quản lý sâu bệnh Những khu vực có kỹ thuật canh tác tiên tiến và điều kiện thổ nhưỡng tốt có thể đạt năng suất cao hơn, lên đến 3,5 - 4 tấn/ha
Sản lượng hồ tiêu của Việt Nam chiếm một tỷ trọng lớn trong tổng sản lượng tiêu toàn cầu Theo thống kê gần đây, sản lượng tiêu hàng năm của Việt Nam đạt khoảng từ 250.000 đến 300.000 tấn Sản lượng này không chỉ đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước mà còn được xuất khẩu sang nhiều thị trường quốc tế, bao gồm Hoa Kỳ, châu Âu và các nước châu Á khác
Nhu cầu tiêu dùng hạt tiêu trên thế giới đang có dấu hiệu phục hồi trở lại
Bảng 2.1: Diện tích, sản lượng và năng suất hồ tiêu Việt Nam (2017-2022)
(Nguồn: Tổng cục Thống kê Việt Nam)
• Hồ tiêu được phân loại dựa trên nhiều yếu tố, bao gồm vị trí trồng, kích thước, màu sắc, và chất lượng
- Hồ tiêu trắng: Trồng ở độ cao cao, thường có hạt nhỏ, màu trắng
- Hồ tiêu đen: Trồng ở độ cao thấp, có hạt lớn, màu đen
- Hồ tiêu lớn: Hạt có kích thước lớn, thường được sử dụng cho mục đích trang trí hoặc xay ra bột
- Hồ tiêu nhỏ: Hạt nhỏ, thường được sử dụng cho mục đích nấu ăn
- Hồ tiêu cao cấp: Hạt đồng đều, không có sự tạp chất, màu sắc đẹp và vị cay đậm đặc
- Hồ tiêu thông thường: Hạt không đồng đều, có thể có sự tạp chất, màu sắc không đồng nhất và vị cay không mạnh mẽ
• Theo quốc gia sản xuất:
- Hồ tiêu Malabar: Sản xuất ở Ấn Độ, có hương vị đặc trưng và màu sắc đậm
- Hồ tiêu Lampong: Sản xuất ở Indonesia, có hạt nhỏ và màu sắc đặc trưng
• Theo phương pháp chế biến:
- Hồ tiêu sọ: Sau khi thu hoạch, hạt được tách khỏi vỏ ngoài
- Hồ tiêu đen: Hạt được chế biến và phơi khô với vỏ ngoài vẫn được giữ lại
2.1.6 Đặc điểm và tính chất của tiêu Đặc điểm của chùm tiêu:
+ Chùm tiêu là tập hợp các hạt tiêu (quả tiêu) mọc trên một cành nhỏ
+ Mỗi chùm có thể chứa từ vài chục đến vài trăm hạt tiêu
+ Các hạt tiêu trên cùng một chùm thường có kích thước và hình dạng tương đối đồng đều
+ Chiều dài của chùm tiêu thường dao động từ 5 cm đến 15 cm, tùy thuộc vào giống tiêu và điều kiện trồng trọt
+ Chùm tiêu có dạng hình trụ, các hạt tiêu mọc dày đặc và sắp xếp theo hình xoắn ốc quanh cành tiêu
+ Khi còn non, hạt tiêu thường có màu xanh lục
+ Khi chín, màu sắc của hạt tiêu có thể chuyển sang màu đỏ hoặc vàng tùy theo giống tiêu
Tính chất của chùm tiêu:
Các hạt tiêu trên cùng một chùm thường chín đồng đều, điều này giúp việc thu hoạch trở nên thuận tiện hơn
Hạt tiêu từ chùm tiêu có mùi thơm đặc trưng và vị cay nồng, là một trong những loại gia vị quan trọng trong ẩm thực
Chùm tiêu sau khi thu hoạch có thể được sấy khô để làm tiêu đen hoặc tiêu trắng (nếu loại bỏ lớp vỏ bên ngoài)
Chùm tiêu khô có thể được bảo quản trong thời gian dài, giữ nguyên hương vị và tính chất của nó
Tiêu là một cây trồng có giá trị kinh tế cao, chùm tiêu đẹp và chất lượng tốt thường mang lại giá trị thương mại cao
Hình 2.5: Tiêu sau khi được hái.
Tổng quan công nghệ chế biến hạt tiêu
Quy trình chế biến hạt tiêu thường bao gồm các bước chính sau đây:
- Thu hoạch: Tiêu được thu hoạch khi quả chín khoảng 50-60%, sau đó được tách hạt ra khỏi cuống và phơi khô
- Sơ chế: Tiêu sau khi phơi khô được làm sạch để loại bỏ tạp chất như cành lá, đất, đá
- Chế biến: Bao gồm các công đoạn như xay xát, sàng lọc và phân loại để sản phẩm đạt tiêu chuẩn xuất khẩu
- Đóng gói: Tiêu được đóng gói trong các bao bì phù hợp, bảo đảm vệ sinh an toàn thực phẩm trước khi đưa ra thị trường
Công Nghệ Chế Biến Hiện Đại:
- Máy móc hiện đại: Nhiều cơ sở chế biến đã đầu tư vào các máy móc hiện đại như máy xay xát, máy sàng lọc tự động, và hệ thống phơi sấy tiêu bằng năng lượng mặt trời
- Công nghệ làm sạch: Sử dụng công nghệ làm sạch tiên tiến giúp loại bỏ hoàn toàn tạp chất và vi khuẩn, nâng cao chất lượng sản phẩm
- Quy trình sấy khô: Áp dụng công nghệ sấy khô tiên tiến, đặc biệt là sấy khô bằng năng lượng mặt trời và sấy nhiệt, giúp hạt tiêu giữ được hương vị và chất lượng
Tiêu Chuẩn Chất Lượng và An Toàn:
- Các sản phẩm hạt tiêu cần đạt các chứng nhận quốc tế như ISO, HACCP và GAP để đảm bảo chất lượng và an toàn thực phẩm
- Kiểm soát chất lượng: Hạt tiêu được kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt từ khâu thu hoạch đến chế biến và đóng gói, nhằm đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn xuất khẩu khắt khe
Các Dự Án và Đầu Tư Dự án công nghệ cao:
- Nhiều dự án đầu tư vào công nghệ cao đang được triển khai nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm, bao gồm các dự án hợp tác với nước ngoài để chuyển giao công nghệ
Hỗ trợ từ chính phủ:
- Chính phủ Việt Nam và các tổ chức quốc tế đang hỗ trợ người nông dân và doanh nghiệp chế biến hạt tiêu thông qua các chương trình đào tạo, cung cấp vốn và kỹ thuật tiên tiến
2.2.1 Quy trình công nghệ sơ chế hạt tiêu
Quy trình công nghệ sơ chế hạt tiêu gồm:
Hạt tiêu được thu hoạch khi chín, thường là khi hạt chuyển từ màu xanh sang màu đỏ hoặc vàng
Thời điểm thu hoạch quan trọng để đảm bảo hạt tiêu đạt chất lượng tốt nhất
- Tách hạt ra khỏi cuống:
Tiêu sau khi thu hoạch từ trên cây được tách hạt ra khỏi cuống bằng tay hoặc bằng máy
Hạt tiêu được làm sạch bằng cách loại bỏ các tạp chất, như bụi, rác và hạt tiêu không đạt chuẩn
Quá trình này có thể làm sạch bằng tay hoặc bằng máy
Hạt tiêu sau khi tách và làm sạch được phơi khô dưới ánh nắng mặt trời hoặc sấy bằng máy
Quá trình phơi khô kéo dài từ 7 đến 10 ngày để giảm độ ẩm xuống dưới 12-13% Hạt tiêu khô cần được đảo đều thường xuyên để tránh nấm mốc và lên men
Hạt tiêu được phân loại theo kích thước và chất lượng
Có thể sử dụng sàng lưới hoặc máy phân loại tự động
Hạt tiêu có thể được xử lý nhiệt để tiêu diệt các vi sinh vật có hại và côn trùng Quá trình này thường được thực hiện bằng hơi nước hoặc nhiệt độ cao
Hạt tiêu sau khi sơ chế được đóng gói trong bao bì kín, đảm bảo sự bảo quản lâu dài và giữ nguyên hương vị
Bao bì thường là túi nylon, bao tải, hoặc hộp giấy có lớp lót chống ẩm
2.2.2 Yêu cầu kỹ thuật của hạt tiêu sau sơ chế
Yêu cầu kỹ thuật của hạt tiêu sau sơ chế bao gồm:
Hạt tiêu sau sơ chế phải có độ ẩm dưới 12-13% để tránh nấm mốc và duy trì chất lượng
Hạt tiêu được phân loại theo kích thước đồng đều
Kích thước hạt thường được xác định bằng sàng lưới
- Màu sắc và hương vị:
12 Hạt tiêu phải có màu sắc đồng đều, không bị ố vàng hoặc thâm đen Hương vị phải cay nồng, thơm đặc trưng của hạt tiêu
Hạt tiêu sau sơ chế phải không chứa tạp chất như bụi, đất, rác, hoặc hạt hỏng
Tỷ lệ tạp chất tối đa thường không quá 0.5-1%
- Vi sinh vật và côn trùng:
Hạt tiêu sau sơ chế phải được xử lý để loại bỏ vi sinh vật gây hại và côn trùng Đáp ứng các tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm
- Bao bì và nhãn mác:
Bao bì phải đảm bảo kín, chống ẩm và ánh sáng để bảo quản lâu dài Nhãn mác phải ghi rõ nguồn gốc, ngày sản xuất, hạn sử dụng và các thông tin cần thiết khác.
CÁC GIẢI PHÁP VỀ VIỆC THIẾT KẾ MÁY TÁCH HẠT TIÊU
Xác định yêu cầu của đề tài và các thông số thiết kế
3.1.1 Xác định nhu cầu của khách hàng
Sau khi đã xác định được nguyên lý của máy tách hạt tiêu có trục vít quay tạo ra di chuyển dọc trục của hạt tiêu dính trên cuống và ma sát với bề mặt của ống tách tiêu thì hạt tiêu tách ra khỏi cuống làm phương án thiết kế, nhóm tiến hành khảo sát nhu cầu khách hàng với đối tượng được khảo sát là các hộ gia đình Mục đích của việc khảo sát là để nắm rõ nhu cầu khách hàng trong việc sử dụng sản phẩm máy tách hạt tiêu, dựa vào những gì khảo sát được nhóm sẽ tiến hành đánh giá và đưa ra những quyết định liên quan đến sản phẩm nhằm:
- Tìm hiểu họ đang cần những gì
- Mức giá phổ biến của máy
- Kích thước và năng suất máy
- Luôn đặt cao vấn đề an toàn lao động
Dựa vào kết quả khảo sát thực tế 40 người của nhóm đã thu được kết quả như sau:
Xin chào, nhóm chúng tôi đang nghiên cứu và sẽ thực hiện một dự án máy tách hạt tiêu, đây là loại gia vị không thể thiếu trong bữa ăn hàng ngày, bạn có quan tâm không?
Hình 3.1: Khảo sát thể hiện mức độ quan tâm của khách hàng đối với sản phẩm hạt tiêu
Bạn mong muốn năng suất của máy khoảng bao nhiêu 1 giờ?
150kg/giờ 200kg/giờ 250kg/giờ 300kg/giờ
Hình 3.2: Khảo sát thể hiện năng suất mong muốn đối với sản phẩm hạt tiêu
16 Những khó khăn gặp phải khi sử dụng các loại máy tương tự? Ồn ào Cồng kềnh Khó vận hành và bảo dưỡng
Hình 3.3: Khảo sát thể hiện những khó khăn mà khách hàng đã gặp khi sử dụng máy
Dễ bảo dưỡng Bền bỉ Độ ồn thấp
An toàn vệ sinh thực phẩm
An toàn điện Chính sách bảo hành
Hình 3.4: Khảo sát thể hiện những mong muốn của khách hàng đối với sản phẩm
Mong muốn sau khi tiêu được tách ra khỏi cuống?
Tiêu sau khi tách không bị lẫn bụi, lá và cuống
Giữ được hương vị đặc trưng của tiêu
Hình 3.5: Khảo sát thể hiện những mong muốn của khách hàng đối với tiêu sau khi sử dụng sản phẩm máy tách hạt tiêu
17 Giá thành mong muốn cho một máy tách hạt tiêu
5-7 triệu VND 7-10 triệu VND 10-15 triệu VND
Hình 3.6: Khảo sát thể hiện giá thành mong muốn của khách hàng đối với sản phẩm máy tách hạt tiêu
3.1.2 Yêu cầu thiết kế và sản phẩm
Dựa theo kết quả khảo sát, nhóm nhận thấy mỗi khách hàng đều đã đưa ra những mong muốn cũng như những yêu cầu cho sản phẩm máy tách hạt tiêu Từ những yêu cầu đó, nhóm sẽ tiến hành xác định các thông số kỹ thuật, các yêu cầu kỹ thuật cho sản phẩm để đáp ứng được nhu cầu khách hàng một cách tốt nhất
B ảng 3.1: Bảng thông số và yêu cầu kỹ thuật cho các tiêu chí của máy tách hạt tiêu
Kích thước tổng thể Tối đa là 1550 x 600 x 1200 mm
Quy mô Hộ gia đình
Trọng lượng máy Không quá 50 kg
Sử dụng và bảo trì Dễ vận hành, có hướng dẫn sử dụng và bảo trì máy
- An toàn điện theo TCVN
- Không có các góc cạnh sắc nhọn
- Có bộ phận che phần truyền động đai
- An toàn vệ sinh thực phẩm
Nguồn năng lượng sử dụng:
Sau khi thu hái tiêu, phần hạt, thân, lá phải được tách riêng, chia nhỏ rồi phơi khô rồi bảo quản Vì vậy, sau khi thu hoạch, tiêu được đưa về nhà để xử lý lần đầu, nguồn điện dùng để cấp điện cho máy tách hạt chủ yếu là điện trong gia đình, điện một pha, điện áp 220V, tần số 50Hz
Các bộ phận và chi tiết cơ khí được gia công trên máy bằng cách gia công tiện, phay, cắt, hàn, khoan, và bắt vít
Máy chế tạo đơn giản, dễ vận hành và tháo rời các bộ phận của máy, không cần người sử dụng máy có trình độ chuyên môn cao, số người vận hành máy nhiều nhất là 03 người mỗi lần vận hành máy Độ sạch của sản phẩm: Đây là yêu cầu quan trọng đặc trưng cho máy có cấu trúc và thông số hợp lý Đầu ra của máy không được có lá cây, cuống và bụi bẩn Sau khi tách hạt, quả được sấy khô hoặc phơi nắng và bán mà không cần phải chờ đợi phân loại lại bụi và lá.
Sơ đồ động của máy tách hạt tiêu
Để đáp ứng nhu cầu sản xuất hiện nay, cần lựa chọn mô hình máy thiết kế có điểm giống và một số điểm khác về kết cấu và nguyên lý hoạt động so với các máy hiện hành Máy thiết kế mới có năng suất phù hợp với quy mô hộ gia đình, đồng thời được trang bị hệ thống cánh gạt ở trong phễu có chức năng cấp phôi Kết cấu máy nhỏ gọn, thao tác vận hành máy đơn giản, thuận tiện cho người sử dụng
Sơ đồ động máy tách hạt tiêu (Hình 4.1).
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY TÁCH HẠT TIÊU
Sơ đồ động
Hình 4.1: Sơ đồ động của máy tách hạt tiêu
Trình tự tính toán
B ảng 4 1: Trình tự tính toán
STT BỘ PHẬN INPUT OUTPUT
• Năng suất của máy Q00(kg/h)
• Đường kính ngoài trục vít, chọn sơ bộ D=0,08(m)
• n (vòng/phút): tốc độ quay trục vít
• Đường kính trong của trục vít dt
• Chiều dài tổng thể đoạn vít tách hạt
• Chiều dài đoạn vít nạp
• Chiều dài đoạn vít tải
• P (KW): công suất trên trục vít
• Đường kính chính xác của trục vít
2 Ống tách tiêu • Kích thước hạt tiêu
• Kích thước các lỗ của ống tách tiêu
• Đường kính lớn nhất ống tách tiêu
• Khối lượng riêng của tiêu γ 150(kg/m 3 )
• n (vòng/phút): tốc độ quay trục vít n773 (vòng/phút)
• Năng suất của máy Q00(kg/h)
• Khối lượng chứa lớn nhất của phễu cấp liệu
• Thể tích của phễu cấp liệu V ct
• n (vòng/phút): tốc độ quay trục cánh gạt trong phễu
• Vận tốc trục quay trong phễu
• P (KW): công suất trục quay cấp liệu
• Chọn động cơ cho cánh gạt trong phễu
• Năng suất của máy Q00(kg/h)
• m(kg): khối lượng của hạt tiêu
• Công suất tiêu thụ Pquạt(KW)
I Truyền động từ động cơ đến trục vít
II Truyền động từ trục vít đến quạt
1 Truyền động đai từ động cơ đến trục vít
2 Truyền động đai từ trục vít đến quạt
1 Tính toán truyền động đai từ động cơ đến trục vít
• Xác định đường kính bánh đai
• Chiều dài đai, khoảng cách trục
2 Tính toán truyền động đai từ trục vít đến quạt
• Xác định đường kính bánh đai
• Chiều dài đai, khoảng cách trục
3 Chọn động cơ dẫn động hệ thống chính
• Phác thảo ý tưởng trên giấy
• Nguyên lý hoạt động của máy
• Tham khảo hình dáng của máy
• Xác định chiều dài máy dựa trên chiều dài trục vít để bố trí phù hợp các cụm và chi tiết
• Tinh chỉnh chính xác các kích thước phù hợp
• Bố trí chỗ ra của hạt tiêu
• Bố trí chỗ ra của lá, cuống, bụi
Tính toán thông số trục vít
4.3.1 Tính toán số vòng quay trục vít
Dựa trên số liệu được tham khảo thông số các máy đang có trên thị trường và trong tài liệu [7], rút ra được đường kính ngoài tối ưu của vít tải: Dmm Năng suất cần đạt Q00 (kg/giờ)=0,3 (tấn/giờ)
Năng suất của vít tải tính theo công thức:
Từ (4.1) suy ra số vòng quay sơ bộ của trục vít tính như sau: n = 4Q
D - đường kính ngoài của vít tải (m), D=0,08(m)
K: hệ số phụ thuộc vào bước vít và trục vít
Trong điều kiện bình thường S=D và K=1, ta có: S = K.D, S=0,08(m) n - số vòng quay của trục vít trong một phút ψ - hệ số điền đầy diện tích tiết diện ngang của trục vít trong vít tải ngang ψ = 0,40 (đối với vật liệu dạng hạt) c = 1: hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng λ=0̊ của vít tải
Khối lượng riêng của hạt tiêu γ0 kg/ m 3
Số vòng quay trục vít thực tế sau khi đã lắp puly vào trục: nđc.d1=ntrục vít.d2
4.3.2 Đường kính trong trục vít Đường kính trong được xác định theo công thức: d t ≈ 0,1 D + 35 (tài liệu [7]trang 30) (4.3) Với D = 80 (mm), Suy ra: d t ≈ 0,1.80 + 35 = 43 (mm)
Căn cứ vào đường kính tiêu chuẩn của thép ống, ta chọn d t = 42 (mm)
4.3.3 Tính toán các bước xoắn vít
Do độ nghiêng của vành, trục vít khi hoạt động có khả năng đẩy vật liệu dọc theo trục của nó, tạo ra áp suất lên vật liệu Công thức để tính áp suất sau mỗi bước vít như sau:
Pkz = Pđ1.k1.k2.ki.kz ([9] trang 30) (4.4) Trong đó:
+ Pđ1 : là áp suất đầu vào của bước vít thứ nhất, tính từ cửa nạp liệu Thường có
+ Pkz : là áp suất đầu ra của bước vít thứ z, tính từ cửa tiếp liệu của máy KG/cm 2 Nghĩa là : k i =P k i
+ Pk i : là áp suất ra sau bước vít thứ i
+ Pđ i : là áp suất vào của bước vít thứ i
Hệ số tăng áp Ki phụ thuộc vào tính chất của vật liệu và cấu tạo của trục vít
Ki được xác định bằng công thức sau:
+ e : là cơ số tự nhiên, e = 2,72
+ ϕ : hệ số áp suất biên ϕ =P b
+ Pb : áp suất bên ngoài cánh
+ Pc : áp suất ở bên trong cánh
+ f1 : hệ số ma sát của vật liệu với cánh của trục vít
+ f2 : hệ số ma sát của vật liệu với xilanh của máy
+ C, ξ : là các đặc trưng hình học của trục vít
+ r : bán kính trong của trục vít, m
+ R : bán kính ngoài của trục vít, m
24 + S : bước vít của cánh vít, m
+ ηi : hệ số cung cấp thể tích ở cánh vít thứ i
Khi các hệ số tăng áp suất bằng nhau, áp suất cuối của bước vít thứ 𝑧𝑧 sẽ là:
P k z = P d 1 K z (kG/cm 2 ) ([9]trang 31) (4.10) z : là số bước vít
Trong thực tế, người ta đã xác định được rằng k phụ thuộc vào hệ số cung cấp thể tích như sau: η 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 k 1,5 1,7 2,2 2,35 2,46 Để đạt được áp suất Pmax = 50 kg/cm² tại đầu với áp suất đầu vào Pđ = 1 kg/cm², ta có thể lựa chọn các hệ số tăng áp từ k1 đến k6 như sau: k1 = 1,5 ; k2 = 1,5 ; k3 = 1,7 k4 = 2,2 ; k5 = 2,35 ; k6 = 2,46
Vậy tương ứng sẽ có hệ số cấp thể tích η
Năng suất thể tích được xác định bởi công thức :
+ n : số vòng quay của trục trong một vòng năng suất n = 300 Kg/h
+ ρ : khối lượng riêng của hỗn hợp ρ = 150 Kg/m 3 Vậy: V 00
Mặt khác, thể tích ở mỗi bước vít có thể được xác định bằng công thức:
Vi=π.Rv 2.Si (m 3 ) ([9]trang32) (4.12) Trong đó:
Rv = Rn - Rt : diện tích vành khuyên mang liệu của bước vít thứ i
Rn : bán kính ngoài trục vít
Rt : bán kính trong trục vít
Vậy các bước vít của trục vít lần lượt từ cửa nạp liệu đến đầu ép:
+ Chiều dày cánh vít: e = 20 (mm)
2 = 19(mm) (4.14) + Góc nâng của đường xoắn vít: tgβ = Stb
2πr 0 (4.15) Trong đó: r0 = (0,3÷0,4)D ; Khoảng cách từ trung tâm trục vít đến trọng tâm tiết diện ngang của vật liệu và tại đó đặt lực ma sát với cánh vít (đơn vị: mm) r0 = 0,35D = 0,35.80 = 28 (mm) tgβ = 67
4.3.4 Khe hở vít tải và ống tách tiêu
Dưới đây là các dữ liệu quan trọng, có tác động đến hiệu suất và chất lượng của sản phẩm Dựa theo nguyên lý làm việc của máy, tiêu còn trên cuống sau khi được đoạn vít tải vận chuyển hết chiều dài của trục vít, tiêu được tách ra khỏi cuống rơi xuống lỗ của ống tách tiêu, còn cuống tiêu được vận chuyển tới cuối của trục vít và được đưa ra ngoài bằng cánh đẩy
Do đó việc xác định khe hở vít tải và ống tách tiêu đảm bảo quá trình tách hạt tiêu hiệu quả và đạt độ sạch tối đa Để xác định khe hở phù hợp ta cần bố trí các lần thử nghiệm từ đó đưa ra được lựa chọn:
Thông số đầu vào đã có: Đường kính ngoài của vít tải: D = 80 (mm) Đường kính trong của vít tải: d = 42 (mm)
Số vòng quay của trục vít tải : n = 773 (vòng/phút)
Thay đổi đường kính của ống tách tiêu để thay đổi khe hở giữa vít tải với ống tách tiêu trong quá trình thí nghiệm Đánh giá thí nghiệm bằng cách quan sát lượng hạt tiêu còn sót lại trên cuồi tiêu sau khi được tách hạt và độ sạch sản phẩm cho từng trường hợp thí nghiệm
Có 3 trường hợp thí nghiệm như sau:
Lá, cuống, bụi, sau khi tách hạt
Hạt tiêu còn trên cuống nhiều, sản phẩm lẫn lá
Lá, cuống, bụi, sau khi tách hạt Sản phẩm Nhìn nhận
Tỉ lệ hạt còn lại trên cuống không còn nhiều, sản phẩm không bị lẫn lá, cuống và bụi,
Lá, cuống, bụi, sau khi tách hạt
Hạt tiêu còn ít trên cuống, sản phẩm lẫn cuống, lá nhiều
Như vậy, ta có kết luận:
Theo các thí nghiệm đã thực hiện, nhận định được khe hở khoảng 8mm ≤ c ≤ 10mm là hiệu quả, sản phẩm được tách tối ưu, tỉ lệ còn hạt trên cuống không nhiều, sản xuất sạch không lẫn lá, bụi, cuống
- Khe hở giữa phần vít tải và máng: chọn c tải = 10 (mm)
- Để đảm bảo nạp được lượng tiêu tối đa ta chọn khoảng cách tối thiểu giữa vít cấp liệu và máng cấp liệu Tuy nhiên, trên thực tế, do ảnh hưởng của công nghệ gia
28 công nên sai số đồng tâm của lưỡi xoắn lớn, cộng với sai số đồng tâm ở hai đầu trục nên phải tránh ma sát giữa đầu lưỡi xoắn và bề mặt trong của ống tách tiêu
Ta có đường kính ngoài trục vít là khoảng 80 (mm), khe hở giữa phần vít tải và máng 10 (mm), đường kính trong của ống tách tiêu là 100 (mm) c
Hình 4.5: Khe hở trục vít và ống tách tiêu
4.3.5 Chiều dài tổng thể trục vít tách hạt Để đáp ứng yêu cầu của máy làm việc với năng suất Q đòi hỏi công suất tiêu hao thấp và chất lượng sản phẩm đảm bảo độ sạch cao, việc xác định chiều dài đoạn vít nạp liệu và đoạn vít tải trở nên quan trọng
Xác định chiều dài đoạn vít nạp liệu và đoạn vít tải liên quan đến chiều dài bước xoắn, hiệu suất thể tích của một bước xoắn và năng suất đầu ra của vít nạp liệu, vít tải trong một bước xoắn ứng với một vòng quay của trục vít
=> Do đó, việc xác định chiều dài của đoạn vít nạp liệu và đoạn vít tải dựa vào năng suất đầu ra của vít nạp liệu và vít tải
4.3.6 Chiều dài đoạn vít nạp (phần vít dùng để vận chuyển tiêu)
Qua tham khảo, các loại chiều dài của đoạn vít nạp ta có kết quả sau: Độ dài đoạn vít nạp liên quan đến việc xác định kích thước miêng nạp liệu để đảm bảo dòng vật liệu được nạp vào liên tục, không gián đoạn trong quá trình tải để tách hạt
Kích thước miêng nạp liệu phụ thuộc vào đặc điểm và tính chất của vật liệu gia công Vì vật liệu có dạng sợi, hạt rơi ra rác không đồng nhất nên kích thước miêng nạp lớn để vật liệu có khả năng điện đầy vào phần nạp liệu
Tính toán thông số ống tách tiêu
4.4.1 Kích thước lỗ của ống tách tiêu
Xét theo nguyên lý làm việc của máy, nhiệm vụ chính của đoạn vít tải và ống tách tiêu tải là tách hạt ra khỏi cuống và vận chuyển cuống tiêu ra bên ngoài, cho tiêu lọt qua các lỗ của ống tách tiêu
Vì vậy, việc xác định kích thước lỗ là rất quan trọng, điều này ảnh hưởng đến yêu cầu chất lượng của sản phẩm tiêu không bị trầy xước, lá lạc, đuôi lạc Kích thước của lưới phụ thuộc vào kích thước của hạt tiêu
Kích thước lỗ phải hợp lý để tiêu không bị nát trong quá trình thực hiện, gây trầy xước Nếu lưới quá lớn, cuống tiêu có thể dễ dàng trượt ra ngoài và lẫn vào sản phẩm Qua khảo sát thực tế các giống tiêu, kích thước hạt tiêu nằm trong khoảng 5
30 Khi thiết kế lỗ ống tách tiêu, chúng ta cần dựa vào kích thước đường kính của hạt tiêu lớn nhất để được khảo sát và đảm bảo rằng hai hạt tiêu có kích thước trung bình có thể vượt qua lỗ máng sàng mà không gặp phải sự chèn ép và trầy xước
- Đường kớnh lỗ ống tỏch tiờu ỉ10 (mm) cú sản phẩm khụng bị lẫn lỏ, cuống tiờu, vỏ hạt tiêu không bị trầy xước
- Kớch thước lỗ ống tỏch tiờu nhỏ hơn ỉ10 (mm) với sản phẩm lẫn lỏ, cuống tiờu nhiều
- Kớch thước lỗ ống tỏch tiờu lớn hơn ỉ10 (mm) ớt lẫn lỏ, tuy nhiờn hạt tiờu bị trầy xước vỏ
=> Từ đó, dựa vào kết quả nghiên cứu, lựa chọn kích thước đường kính lỗ ống tách tiờu ỉ10 (mm) là phự hợp
Hình 4.6: Kích thước hạt tiêu
Hình 4.7: Hình ảnh 3D của ống tách tiêu
Hình 4.8: Hình ảnh 3D của bộ phận máng che chắn ống tách tiêu
4.4.2 Đường kính lớn nhất ống tách tiêu
Căn cứ vào các thông số đặc trưng của vít tải và khe hở ống tách tiêuđã xác định, ta xác định được đường kính lớn nhất của ống tách tiêu như sau:
Dm: đường kính ống tách tiêu(mm)
D: đường kính ngoài của vít tải (mm) ctải: Khe hở giữa bề mặt ống tách tiêu với đỉnh cánh xoắn vít tải (mm)
Thay vào (4.16) suy ra: Dm = 80 + 2.10 = 100 (mm)
Vậy đường kính lớn nhất của ống tách tiêulà: D m = 100 mm.
Xác định công suất trên trục vít
Theo kinh nghiệm, chất lượng của trục vít có tác động đáng kể đến chất lượng sản phẩm Thông thường, người ta lựa chọn chiều dài của trục vít khoảng từ 10 đến 20 lần đường kính D để đảm bảo chất lượng sản phẩm
Công suất trên trục vít được xác định theo công thức:
Trục vít nằm ngang ta có:
367 (ω+ sin λ)(kW) (CT 12.5 trang 259, [1]) (4.17) Trong đó:
Q=0,3: năng suất làm việc (tấn/giờ)
L=1,2: độ dài vận chuyển của vật liệu theo phương ngang (m) ω: hệ số cản chuyển động của vật liệu (đối với hạt tiêu ω=1,2)
Thay số vào (4.5), ta có:
Công suất cần thiết trên trục vít:
P ct =k P trục vít η (4.18) Trong đó: k là hệ số trợ lực của máy (k=1,5÷2) Đảm bảo khả năng vượt tải của trục vít khi làm việc chọn k=2 η= ηđai.ηổ lăn.ηquạt: hiệu suất toàn bộ hệ thống của máy
Năng suất đầu ra tỉ lệ thuận với vòng quay của trục vít:
Vt=π.ηt.St.[(𝑅𝑅 𝑐𝑐 2 -𝑅𝑅 𝑜𝑜 2 )+(1-k)(2ct.Rc+𝑐𝑐 𝑡𝑡 2 )] (CT 3.35 trang 45, [10]) (4.19) Trong đó:
St: bước xoắn vít tải, mm
Rc: bán kính cánh xoắn, mm Rc=0,04(m) Đường kính trục vít 42 (mm)
Ro: bán kính trục vít, mm Ro!(mm) ηt: hiệu suất thể tích của vít tải, mm Chọn ηt=1 ct: khe hở giữa vít tải với ống tách tiêu, mm k: hệ số tính lượng tiêu còn đọng lại ở giữa khe của đoạn vít tải và ống tách tiêu k=0: trường hợp không có lượng tiêu còn đọng lại ở giữa khe của đoạn vít tải và ống tách tiêu k=1: trường hợp có tiêu còn đọng lại ở giữa khe của đoạn vít tải và ống tách tiêu
Trong trường hợp đoạn vít tải vận chuyển tiêu dọc theo trục và ra ngoài và còn để lại một phần tiêu thoát ra ngoài thông qua các lỗ trên ống tách tiêu
Thay số vào (4.19), ta có:
Khối lượng riêng vật liệu γ = 150(kg/m 3 ),
Số vòng quay trục vít n = 207(vòng/phút)
Ta có: Vt = 2,91.10 -4 γ n = 2,91.10 -4 150.207 ≈ 9(kg/phút)
Trong thực tế, do đặc điểm và tính chất của vật liệu tiêu có dạng sợi, hạt lẫn lộn, nếu khả năng nạp và tải đạt 100% dung tích chứa trong diện tích mặt cắt ngang của máng tải thì dẫn đến dễ bị tắc nghẽn gây quá tải
Do đó, khả năng nạp và tải vật liệu trong thực tế khoảng 60% vật liệu trong phần diện tích mặt cắt ngang của ống tách tiêu (Hình 4.6)
Miệng nạp liệu Máng tải
Hình 4.9: Tỉ lệ giữa khối lượng vật liệu và diện tích mặt cắt ngang (60%)
Ta có: Năng suất thực tế là: Vt = 0,6.9=5,4 (kg/phút)≈ 324 (kg/giờ)
Vậy năng suất vít tải trong một giờ làm việc là 324 (kg/giờ).
Tính toán đoạn vít nạp
4.6.1 Đường kính ngoài đoạn vít nạp
Dựa vào đường kính của ống tách tiêu và khe hở giữa vít nạp với ống tách tiêu:
Dm: đường kính lớn nhất ống tách tiêu, mm cn: khe hở giữa vít nạp và ống tách tiêu, mm
4.6.2 Đường kính trong đoạn vít nạp d n =d t Bmm
34 Trong đó: dt: là đường kính trong trục vít dn: là đường kính ngoài trục vít.
Bộ phận cấp liệu
4.7.1 Tính toán thiết kế phễu cấp liệu và cánh gạt
Thiết kế phễu cấp liệu đảm bảo máy có thể hoạt động liên tục thời gian nhất định Khối lượng thích hợp trong một thùng chứa
Thông thường, tiêu thu hoạch được bảo quản trong các bao có sức chứa khoảng
Thường thì mỗi lần một bao được nạp Do đó, bộ cấp liệu có dung lượng lưu trữ là khối lượng vật liệu chứa trong túi và dựa trên công suất máy là khoảng 5 phút một lần, tương ứng với máy có công suất 300 (kg/giờ) (khoảng 12 bao 25kg trong
Vậy khối lượng chứa lớn nhất của phễu cấp liệu:
Thể tích của phễu cấp liệu:
𝛾𝛾: khối lượng riêng của vật liệu, kg/m 3
Với hệ số chứa vật liệu của máng là φ=0,9 thì thể tích của phễu là:
𝑉𝑉 𝑐𝑐𝑡𝑡 =𝑉𝑉 𝑡𝑡𝑡𝑡 φ =0,18 0,9 = 0,2 (𝑚𝑚 3 ) (4.23) Để vật liệu tự chảy trong máng, góc α (góc nghiêng của thành máng so với mặt phẳng ngang) cần lớn hơn góc ma sát giữa vật liệu và bề mặt của thành máng:
Căn cứ vào tính chất của vật liệu và tránh lượng nạp liệu quá nhiều gây tắc nghẽn vít tải
Phễu được làm từ thép tấm dày 1mm
Hình 4.10: Kích thước phễu và cánh gạt trong phễu cấp liệu Đơn vị:mm
Hình 4.11: Kích thước của cánh gạt trong phễu cấp liệu Đơn vị:mm
4.7.2 Năng suất của phễu cấp liệu
𝑄𝑄 = 300 (kg/h): năng suất của máy
𝑓𝑓 = 0,00342(𝑚𝑚 2 ): tiết diện ngang của cánh gạt cấp liệu
𝐷𝐷= 0,066.2 = 0,132 (𝑚𝑚): đường kính bộ phận xoay cấp liệu
𝑙𝑙 = 0,21 (m): chiều dài cánh gạt trên bộ phận quay của phễu cấp liệu
𝑚𝑚 = 4: số cánh gạt trong bộ phận quay của cấp liệu γ = 150 (𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚 3 ): khối lượng riêng của tiêu chưa sơ chế
𝑘𝑘 = 0,4: hệ số điền đầy của trung bình (tiêu chưa qua sơ chế)
𝑛𝑛 (𝑣𝑣ò𝑛𝑛𝑘𝑘/ 𝑝𝑝ℎú𝑡𝑡): số vòng quay của trục cấp liệu
4.7.3 Công suất trục quay trong phễu cấp liệu
𝐹𝐹 𝑚𝑚𝑚𝑚 (N): lực ma sát phát sinh sản phẩm trượt lên nhau
𝑨𝑨𝑺𝑺𝑺𝑺 =𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐,𝟐𝟐𝟐𝟐 (𝑵𝑵/𝒎𝒎 𝟐𝟐 ) : áp suất sản phẩm lên bề mặt cánh gạt
0,0126 = 23333,33 (𝑁𝑁/𝑚𝑚 2 ) (4.27) Trong đó: γ = 150 (𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚 3 ): khối lượng riêng của tiêu chưa sơ chế
V = 0,2 (𝑚𝑚 3 ): thể tích chứa tiêu của phễu cấp liệu
𝑆𝑆 = 0,06.0,21 = 0,0126 (𝑚𝑚 2 ): diện tích bề mặt của bộ phận quay
𝑓𝑓 = 0,04 (𝑚𝑚 2 ): diện tích tiết diện của miệng bong ke trên cơ cấu cấp liệu
𝑡𝑡 = 45 (độ): góc nghiêng tự nhiên của sản phẩm khí chuyển động
𝒗𝒗: vận tốc của trục quay trên phễu cấp liệu:
60 = 0,035 (𝑚𝑚/𝑠𝑠) (4.28) Với: n = 55 (vòng/ phút): số vòng quay của trục cấp liệu
D = 0,012 (m): đường kính trục xoay cấp liệu k 1 = 2: hệ số có tính đến trở lực của sản phẩm bị đập nghiền; đối với sản phẩm là bột hay hạt nhỏ 𝑘𝑘1 = 1; đối với sản phẩm cục hoặc dễ nức vỡ 𝑘𝑘 1 = 2;
4.7.4 Chọn động cơ cho bộ phận cánh gạt trong phễu cấp liệu
Công suất của động cơ điện đối cơ cấp liệu được xác đinh theo công thức:
𝑃𝑃 𝑐𝑐𝑐𝑐 = 0,64 (𝑤𝑤): Công suất trục quay trên phễu cấp liệu
𝑘𝑘2 = 1,2: hệ số tính đến tổn thất do ma sát của các bộ phận cấp liệu khi làm việc;
𝜂𝜂 = 0,9405: hiệu suất cơ cấu dẫn động
𝜂𝜂 đ = 0,95: hiệu suất của bộ truyền đai
𝜂𝜂𝑜𝑜𝑐𝑐 = 0,99: hiệu suất của 1 cặp ổ lăn
Vì tính được số vòng quay cần thiết của cánh gạt là 55 vòng/phút Chọn động cơ giảm tốc GA25-370 có thông số như sau:
B ảng 4 2: Thông số động cơ Điện áp(V) Không tải Có tải độ(vòng/phút) Tốc Dòng điện (A) Tốc độ(vòng/phút) Dòng điện (A) Mô- xoắn men (Kg.cm)
Tính và chọn quạt
4.8.1 Xác định tốc độ đầu ra v 0 của luồng gió
Xác định được tốc độ của luồng gió tại ví trí cách quạt một khoảng là x
Hình 4.12: Cấu trúc lồng khí đầu ra
Miệng thổi tròn: v o = v max 1 + 2 xdo tgα
3,29 (CT 6−23 trang 136, [3]) (4.30) Trong đó: vo: tốc độ đầu ra, m/s α: góc khuếch tán của đoạn đầu, α o 30’ với miệng thổi tròn vmax: tốc độ gió tại tâm đạt giá trị lớn nhất, chọn do0mm x: khoảng cách từ điểm đầu đến vùng làm việc x, x0mm v o = v max 1 + 2 xdo tgα
4.8.2 Xác định lưu lượng gió
L=F vo, m 3 /s (CT 6-1 trang 105,[3]) (4.31) Trong đó:
F: tiết diện thoát khí tại miệng thổi
Cột áp tĩnh tại nơi đặt quạt:
𝑣𝑣𝑜𝑜 =λ� 2.𝐻𝐻 𝜌𝜌 𝑡𝑡 (CT 6-3 trang 105,[3]) (4.32) Trong đó: ρ: khối lượng riêng không khí, điều kiện tiêu chuẩn t o o C, áp suất 760mmHg, ρ=1,2kg/m 3 λ: hệ số thu hẹp dòng phụ thuộc vào điều kiện thổi ra của không khí Chọn λ=0,9
2 �0,31 0,9� 2 ≈ 0,071 (N/m 2 ) (4.33) Để thổi lá, bụi và cuống tách khỏi sản phẩm ra ngoài mà không thổi hạt tiêu phải thỏa mãn:
H hạt tiêu > H t > H bụi, lá, cuống
Hhạt tiêu ≈ 0,078 (N/m 2 ): trọng lượng một hạt tiêu có kích thước nhỏ nhất
Hbụi, lá, cuống ≈ 0,0017 (N/m 2 ): trọng lượng của bụi, lá và cuống
Mỗi quạt được đặc trưng bởi hai thông số chính sau:
Cột áp Ht, Pa hoặc mmH2O
+ Hướng trục: Không khí đi vào và đi ra qua trục Nhỏ và nhẹ và có thể cung cấp tốc độ dòng chảy cao ngay cả ở áp suất thấp Chúng thường được sử dụng trong các hệ thống không có ống dẫn khí hoặc ống dẫn ngắn
+ Ly tâm: Do khí vào theo hướng trục quay và thoát ra vuông góc với trục quay, cột áp suất được tạo ra bởi hiện tượng ly tâm yêu cầu cung cấp một luồng khí mới để tạo ra áp suất cao
+ Quạt hạ áp: Hq < 1000 Pa
+ Quạt trung áp: 1000 Pa < Hq< 300 Pa
+ Quạt cao áp: Hq > 3000Pa
4.8.5 Xác định số vòng quay của quạt
𝐻𝐻 𝑡𝑡 3/4 ([7] trang 43) (4.34) Trong đó: nq: số vòng quay của quạt (vòng/phút)
Ht: hiệu số áp suất (N/m 2 ) do quạt tạo nên khi quay với số vòng n n q =L 1 2 n
102.0,6 = 0,12(kW) (4.35) Với hiệu suất quạt 𝜂𝜂=0,55-0,6
Công suất cần thiết trên trục quạt:
P ct =Pquạt η (4.36) Trong đó: η= ηđai.ηổ lăn.ηquạt: hiệu suất toàn bộ hệ thống của máy
Tính và chọn động cơ
Tổng công suất tiêu hao trên vít tải và quạt:
Pct= Pvít tải+Pquạt=1,17+0,12=1,29 (kW) (4.37)
Công suất của động cơ:
Pct =k P yc η (4.38) Trong đó: k là hệ số trợ lực của máy (k=1,5÷2) Đảm bảo khả năng vượt tải của trục vít khi làm việc chọn k=2 η= ηđai.ηổ lăn.ηquạt: hiệu suất toàn bộ hệ thống của máy
Xác định tỉ số truyền sơ bộ:
Truyền động đai thang: ut=3
Số vòng quay sơ bộ động cơ: n sb = n lv u t =𝟏𝟏𝟏𝟏𝟐𝟐𝟏𝟏 (𝐯𝐯/𝐩𝐩𝐩𝐩) (4.39)
Chọn động cơ phải thỏa mãn:
Pđc ≥ Pct = 2,92 (kW) nđb≈nsb34 (vòng/phút).
Ta chọn động cơ có số vòng quay đồng bộ là 1450 (vòng/phút)
Tra Catalogue SGP, chọn động cơ điện có các thông số sau:
B ảng 4 3: Thông số động cơ
Mã động cơ Công suất (kW) Số vòng quay
Phân phối tỉ số truyền
Việc phân phối tỉ số truyền có ý nghĩa rất quan trọng, nó quyết định đến kích thước cũng như khối lượng của máy
4.10.1 Phân phối tỉ số truyền cho trục vít
Số vòng quay của động cơ: n đc = 1450 (v/ph)
Số vòng quay của trục vít: n trục vít = 773 (v/ph)
Do truyền động cho trục vít là truyền động đai thang từ puli động cơ lên puli trục vít, nên tỉ số truyền của trục vít là: i 1 = n đc n trục vít 50
4.10.2 Phân phối tỉ số truyền cho quạt gió
Số vòng quay của trục vít: n trục vít = 773 (v/ph)
Số vòng quay của quạt: n quạt = 1014 (v/ph)
Do truyền động cho quạt là truyền động đai thang từ puli trục vít lên puli quạt, nên tỉ số truyền của quạt là: i2 = ntrục vít n quạt = 773
B ảng 4.4 : Phân phối tỉ số truyền
Thông số Động cơ Trục vít Quạt
Số vòng quay n(vòng/phút)
Tính toán thiết kế bộ truyền đai thang
4.11.1 Tính toán thiết kế bộ truyền đai thang truyền động từ bánh đai ở động cơ đến bánh đai trục vít
Công suất cần thiết trên trục động cơ: P=2,92 (kW)
Số vòng quay của trục động cơ: 𝑛𝑛50 (vòng/phút)
Tỷ số truyền sơ bộ: 𝑢𝑢=3
Theo 4.1[4] với �Pct = 2,92(kW) ndc = 1450(v/ph)
→ Chọn tiết diện đai A với các thông số bảng 4.13/59 [4]
B ảng 4.5 : Chọn tiết diện đai
Kí hiệu Kích thước tiết diện ( ) mm Diện tích tiết diện 𝐴𝐴(𝑚𝑚𝑚𝑚) 2 Đường kính bánh đai nhỏ
Xác định đường kính bánh đai nhỏ:
Chọn theo tiêu chuẩn bảng 4.21/63 [4]
Kiểm tra về vận tốc của đai: v =π d 1 n 1
Chọn hệ số trượt và xác định đường kính bánh đai lớn: d 2 = u d 1 (1−ε) = 3.160 (1−0.03) = 465,6(mm) (4.43) Trong đó:
Hệ số trượtε= 0,02 ÷ 0,04, ta chọnε = 0,03
Chọn theo tiêu chuẩn bảng 4.21/63 [4], ta được d 2 = 450(mm)
Tỉ số truyền thực tế: ut = d 2 d1 (1−ε) = 450
Sai lệch tỉ số truyền: Δu =|u t −u| u 100% =|2,90−3,0|
Xác định chiều dài dai và khoảng cách trục sơ bộ:
Dựa vào u t = 2,9, tra bảng 4.14/60 [4], ta chọn : a d 2 = 1 (4.46)
Dựa vào bảng 4.13/59 [4] ta chọn L theo tiêu chuẩn L = 2000(mm)
Kiểm nghiệm tuổi thọ của đai:
Tính số lần chạy của đai trong một giây: i =v l 12,15
Tính chính xác khoảng cách trục a:
Xác định góc ôm bánh đai nhỏ 𝜶𝜶 𝟏𝟏 :
- P : Công suất trên trục bánh đai chủ động P = 2,92(kW)
- [ ] P o : Công suất cho phép Tra bảng 4.19 [4] theo tiết diện đai A,
- d 1 = 160(mm)và v = 12,15(m/s)ta được �[Po] = 3,14(kW) l o = 1700(mm)
- k d - hệ số tải động Tra bảng 4.7 [4] ta được 𝑘𝑘 𝑑𝑑 = 1,25
- C α - hệ số ảnh hưởng của góc ôm
- C L - hệ số ảnh hưởng của chiều dài đai Tra bảng 4.16 [4] với 𝐿𝐿 𝐿𝐿
- 𝐶𝐶𝑢𝑢 - hệ số ảnh hưởng của tỉ số truyền Tra bảng 4.17 [4] với 𝑢𝑢𝑡𝑡 = 2,90, ta chọn 𝐶𝐶 𝑢𝑢 = 1,14
- C z - Hệ số kết dẫn làm phân bố không đều tải trọng giữa các dãy đai Tra bảng 4.18 [4] với
Các thông số cơ bản của bánh đai:
Chiều rộng bánh đai B = (Z−1) t + 2 e (4.54) Tra bảng 4.21 [4] ta có: Z = 1, t = 15, e = 10
𝛗𝛗 =𝟐𝟐𝟔𝟔 𝐨𝐨 Đường kính ngoài của bánh đai
Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:
- F v = 0(N): Bộ truyền tự động điều chỉnh lực căng
- Fv = qm v 2 : Bộ truyền định kỳ điều chỉnh lực căng
Tra bảng 4.22 [4] ta có: 𝐪𝐪 𝐦𝐦 =𝟏𝟏,𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏(𝐤𝐤𝐤𝐤/𝐦𝐦): khối lượng một mét chiều dài đai, v = 12,15(m/s)là vận tốc vòng
Lực tác dụng lên trục bánh đai
2 �= 499,89(N) (4.58) Bảng tổng hợp thông số của bộ truyền đai từ truyền động từ bánh đai ở động cơ đến bánh đai trục vít:
B ảng 4.6 : Tổng hợp thông số bộ truyền đai
Thông số Kí hiệu Giá trị
Công suất trên trục dẫn P 2,92(kW)
Số vòng quay của trục n 1450(vòng/phút)
46 Đường kính vòng chia bánh đai nhỏ 𝑑𝑑1 160(𝑚𝑚𝑚𝑚) Đường kính vòng chia bánh đai lớn 𝑑𝑑 2 450(𝑚𝑚𝑚𝑚)
Chiều dài dây đai 𝑙𝑙 1904,9(mm)
Số đai 𝑧𝑧 1 Đường kính ngoài bánh đai nhỏ 𝑑𝑑 𝑎𝑎1 166,6(𝑚𝑚𝑚𝑚) Đường kính ngoài bánh đai lớn 𝑑𝑑 𝑎𝑎2 456,6(mm)
Lực tác dụng lên trục 𝐹𝐹 𝑟𝑟 499,89(𝑁𝑁)
4.11.2 Tính toán thiết kế bộ truyền đai thang truyền động từ bánh đai ở trục vít đến bánh đai ở cánh quạt
Công suất cần thiết trên trục vít: P=2,49 (kW)
Số vòng quay của trục vít: 𝑛𝑛w3 (vòng/phút)
Tỷ số truyền sơ bộ: 𝑢𝑢=4
Theo hình 4.22 [5] với �Pct = 2,49(kW) n trục vít = 773(v/ph)
→ Chọn tiết diện đai yA với các thông số bảng 4.13/59 [4]
B ảng 4.7 : Chọn tiết diện đai
Kí hiệu Kích thước tiết diện ( ) mm Diện tích tiết diện 𝐴𝐴(𝑚𝑚𝑚𝑚) 2 Đường kính bánh đai nhỏ
Xác định đường kính bánh đai nhỏ:
Chọn theo tiêu chuẩn bảng 4.21/63 [4]
Kiểm tra về vận tốc của đai: v =π d1 n1
Chọn hệ số trượt và xác định đường kính bánh đai lớn: d 2 = u d 1 (1−ε) = 4.125 (1−0.03) = 485(mm) (4.60) Trong đó:
Hệ số trượt ε= 0,02 ÷ 0,04, ta chọn ε = 0,03
Chọn theo tiêu chuẩn bảng 4.21/63 [4], ta được d2 = 450(mm)
Tỉ số truyền thực tế: u t = d2 d 1 (1−ε) = 450
Sai lệch tỉ số truyền: Δu =|u t −u| u 100% =|3,86−4,0|
Xác định chiều dài dai và khoảng cách trục sơ bộ:
Dựa vào u t = 3,86 tra bảng 4.14/60 [4], ta chọn : a d2 = 1 (4.63)
Dựa vào bảng 4.13/59 [4] ta chọn L theo tiêu chuẩn L = 2000(mm)
Kiểm nghiệm tuổi thọ của đai:
Tính số lần chạy của đai trong một giây: i = v l 13,5
Tính chính xác khoảng cách trục a: a =λ+�λ 2 −8.Δ 2
Xác định góc ôm bánh đai nhỏ 𝜶𝜶 𝟏𝟏 :
- P: Công suất trên trục bánh đai chủ động P = 3(kW)
- [ ] P o : Công suất cho phép Tra bảng 4.19 [4] theo tiết diện đai A,
- d1 = 125(mm)và v = 13,5(m/s)ta được �[P o ] = 2,75(kW) l o = 1700(mm)
- k d - hệ số tải động Tra bảng 4.7 [4] ta được 𝑘𝑘𝑑𝑑 = 1,25
- C α - hệ số ảnh hưởng của góc ôm
- C L - hệ số ảnh hưởng của chiều dài đai Tra bảng 4.16 [4] với 𝐿𝐿
- 𝐶𝐶 𝑢𝑢 - hệ số ảnh hưởng của tỉ số truyền Tra bảng 4.17 [4] với 𝑢𝑢 𝑡𝑡 = 3,86, ta chọn 𝐶𝐶 𝑢𝑢 = 1,14
- C z - Hệ số kết dẫn làm phân bố không đều tải trọng giữa các dãy đai Tra bảng 4.18 [4] với
Các thông số cơ bản của bánh đai:
Chiều rộng bánh đai B = (Z−1) t + 2 e (4.71) Tra bảng 4.21 [4] ta có: Z = 1, t = 15, e = 10
𝛗𝛗=𝟐𝟐𝟖𝟖 𝐨𝐨 Đường kính ngoài của bánh đai:
Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:
- F v = 0(N): Bộ truyền tự động điều chỉnh lực căng
- F v = q m v 2 : Bộ truyền định kỳ điều chỉnh lực căng
Tra bảng 4.22 [4] ta có: qm= 0,118(kg/m): khối lượng một mét chiều dài đai, v = 13,5(m/s)là vận tốc vòng
Lực tác dụng lên trục bánh đai
2 �= 402,6(N) (4.75) Bảng tổng hợp thông số của bộ truyền đai từ truyền động từ bánh đai ở động cơ đến bánh đai trục vít:
B ảng 4.8 : Tổng hợp thông số bộ truyền đai
Thông số Kí hiệu Giá trị
Công suất trên trục vít P 2,49(kW)
Số vòng quay của trục vít n 773 (vòng/phút)
Tỷ số truyền ut 3,86 Đường kính vòng chia bánh đai nhỏ 𝑑𝑑 1 125(𝑚𝑚𝑚𝑚)
50 Đường kính vòng chia bánh đai lớn 𝑑𝑑 2 450(𝑚𝑚𝑚𝑚)
Chiều dài dây đai 𝑙𝑙 1819,98(mm)
Số đai 𝑧𝑧 1 Đường kính ngoài bánh đai nhỏ 𝑑𝑑𝑎𝑎1 131(𝑚𝑚𝑚𝑚) Đường kính ngoài bánh đai lớn 𝑑𝑑𝑎𝑎2 456(mm)
Lực tác dụng lên trục 𝐹𝐹 𝑟𝑟 402,6(𝑁𝑁)
Tính chọn trục, then, gối đỡ cho trục vít
4.12.1 Tính toán thiết kế trục vít
Chọn vật liệu thép CT5 không nhiệt luyện để chế tạo trục
Thép CT5 (đường kính phôi 1,5
Vậy trục thỏa mãn điều kiện
4.12.2 Tính chọn then Để cố định bánh đai theo phương pháp tuyển, nói cách khác là để truyền momen và chuyển động từ trục đến bánh đai hoặc ngược lại ta dùng then
Theo đường kính trục để lắp then: d0(mm) Ta chọn then bằng Tra bảng 7-23 [6] ta có: b=8; t1=3,1; h=7; k=3,5; t=4; lE;
Kiểm tra sức bền dập theo công thức 7-11 [6]:
30.3,5.45 = 22,8 (N/mm 2 )≤[σ] d Kiểm nghiệm về sức bền cắt theo công thức 7−12 [6]: τc =2M x dbl ≤[τ] c (4.89) Tra bảng 7−21 [6]: [τ c ]0 (N/mm 2 ) τc =2.53978,26
4.12.3 Chọn gối đỡ cho trục vít
Trục vít có lực dọc trục rất nhỏ nên ta bỏ qua lực dọc trục Chọn ổ bị đỡ
Tra bảng 17P, ứng với d0(mm) Đường kính ngoài ổ Dr(mm), bề rộng B(mm)
CHẾ TẠO, LẮP RÁP VÀ THỬ NGHIỆM MÁY TÁCH HẠT TIÊU
Chế tạo và lắp ráp máy tách hạt tiêu
Từ bản thiết kế, nhóm tiến hành lên các phương án gia công cho từng chi tiết, lựa chọn phương tối ưu nhất và tiến hành chế tạo
Quy trình chế tạo máy tách hạt tiêu bao gồm:
- Chế tạo khung thân máy đỡ chi tiết và các bộ phận
- Chế tạo chi tiết và các dạng hộp: phễu cấp liệu, máng xả liệu, vỏ hộp che cho các bộ phận máy
- Chi tiết có bề mặt dạng xoắn: cánh xoắn trục vít
- Chi tiết dạng trục: trục vít
- Một số chi tiết như: bánh đai puly, ổ đỡ trục được tính toán thiết kế theo tiêu chuẩn và mua trên thị trường
- Lắp ráp các bộ phận theo mô hình đã thiết kế
5.1.1 Chế tạo phần thân máy
Hình 5.1: Bản vẽ phần thân máy
Hình 5.2: Bản vẽ bộ phận che chắn bộ truyền động đai
Vật liệu: Thép tôn dày 1,2mm
+ Đúng kích thước đã đề ra
+ Đảm bảm độ chính xác
+ Đo và thực hiện cắt thanh thép bằng máy cắt bàn như kích thước đã thiết kế + Dùng máy hàn để hàn các thanh lại với nhau
+ Đo và kiểm tra các kích thước
Hình 5.3: Bản vẽ chế tạo phần trục vít
+ Đúng kích thước sai số cho phép
+ Đảm bảm độ đồng tâm các bề mặt A, B, C
+ Đảm bảm đúng bước xoắn S
+ Đúng kích thước đường kính ngoài của cánh xoắn đoạn vít nạp và đoạn vít dùng để tách hạt tiêu
+ Sử dụng mỏy cắt bàn, cắt thộp ống đặc đường kớnh ỉ45, tổng chiều dài 1550 mm Sau đó đưa trục lên máy tiện thực hiện đúng kích thước như đã đề ra
+ Dùng máy hàn nối hai đầu ống bằng hai đoạn thép tròn đặc xoắn có chiều dài các bước xoắn bằng chiều dài của đoạn ngõng trục (142mm)
+ Gia công rãnh then có kích thước (45 x 7 x 8) mm, trên máy phay
+ Dùng máy hàn, hàn cố định lại đoạn thép xoắn lên bề mặt trục
Hình 5.4: Chế tạo phần trục vít
5.1.3 Chế tạo ống tách tiêu
Hình 5.6: Bản vẽ chế tạo phần ống tách tiêu
+Đúng các thông số kích thước và sai số cho phép
+Kích thước và khoảng cách giữa các lỗ cách đều nhau
+Thực hiện đúng kích thước như thiết kế bằng 2D trên autocad sau đó đưa tấm thép lên máy dập để dập các lỗ
+Uốn thành ống trên máy uốn ống 3 trục
+Hàn liên kết mối nối của ống
Hình 5.7: Chế tạo phần ống tách tiêu
Hình 5.9: Ống tách tiêu được hàn cố định lên phần thân máy
5.1.4 Chế tạo phễu cấp liệu
Hình 5.10: Bản vẽ phễu cấp liệu
+Đúng các thông số kích thước như bản vẽ
+Kích thước và khoảng cách của lỗ đường kính 13mm cần chính xác
+ Thực hiện đúng kích thước như thiết kế bằng 2D trên autocad sau đó đưa tấm thép lên máy dập để dập
+ Gò, uốn gấp mí 90 độ theo hình dạng của thùng nạp liệu như đã thiết kế
Hình 5.11: Chế tạo phễu cấp liệu
5.1.5 Chế tạo cánh gạt trong phễu cấp liệu
Hình 5.12: Bản vẽ cánh gạt
4 cánh gạt: thép tấm dày 1mm
Trục: thép đặc dài 300mm, đường kính 13mm
+ Cắt 4 miếng thép kích thước 210x60mm
+ Gá thanh thép đặc dài 300mm, đường kính 13mm lên máy tiện Tiện đường kính trục còn 12mm, đo và cắt trục còn 291mm Sau đó, tiện đường kính 10mm, sâu xuống 15,5mm Xong, đổi đầu còn lại tiện đường kính 10mm, sâu xuống 25,5mm Tiếp theo, tiện đường kính 8mm, sâu xuống 10mm
+ Đưa trục đã tiện đúng kích thước vào phễu, cố định bằng 2 ổ đỡ trục có đường kính trong là 10mm ở 2 đầu Dùng máy hàn mig hàn 4 tấm thép đối xứng nhau vào trục
Hình 5.13: Chế tạo cánh gạt trong phễu
Hình 5.14: Sơn toàn bộ thân máy
Hình 5.15: Máy được vẽ 3D trên phần mềm solidworks
Các thiết bị đã sử dụng trong quá trình chế tạo máy tách hạt tiêu
Hình 5.16: Máy cắt sắt bàn
Hình 5.17: Máy cắt cầm tay
Hình 5.20: Bộ phận che chắn bộ truyền động đai
Hình 5.21: Hàn cố định tấm che chắn bộ truyền đai lên máy
Hình 5.22: Mô tơ ở bộ phận cánh gạt liệu
Hình 5.23: Lắp ráp thêm ổ điện và công tắc bật mở cho máy
Hình 5.24: Máy đã hoàn thành và chuẩn bị chạy thử
Thử nghiệm xác định năng suất máy
Mục đích của thử nghiệm này là để xác định năng suất của máy sau khi chế tạo Đối tượng của thử nghiệm: máy tách hạt tiêu
Lượng tiêu thử nghiệm là 1 kg
Quan sát và ghi nhận kết quả thông qua các bước
5.3.1 Chạy thử máy khi chưa cấp liệu
Tiến hành theo các bước:
- Kiểm tra kỹ lại toàn bộ máy, cắm nguồn điện vào
- Quan sát phần trục vít, quạt và bộ phận cấp liệu
- Máy hoạt động ổn định
- Các cụm chi tiết liên kết chắc chắn
- Tiếng ồn máy gây ra không đáng kể
- Máy ít bị rung lắc
Hình 5.25: Chạy thử máy khi không cấp liệu
5.3.2 Chạy thử máy khi được cấp liệu
Tiến hành theo các bước:
- Chuẩn bị tiêu tươi còn ở trên cuống
- Cho tiêu vào phễu, lúc này cánh gạt đang hoạt động sẽ đưa tiêu xuống phần trục vít đang quay
- Đặt bao tải hoặc thau ở cửa ra liệu để thu hoạch sản phẩm vừa được tách hạt Kết quả:
- Máy hoạt động ổn định
- Máy ít bị rung lắc
- Hầu hết tiêu đều được tách ra khỏi cuống, không bị lẫn lá, bụi
Hình 5.26: Chuẩn bị tiêu còn nguyên hạt trên cuống
Hình 5.27: Cho tiêu vào máy để chuẩn bị chạy thử
Hình 5.28: Thu hoạch tiêu đã được tách ở cửa ra liệu
Hình 5.29: Tiêu sau khi được tách hạt ra khỏi cuống
75 Nhìn chung có thể thấy rằng khả năng của máy tách hạt tiêu của nhóm không hề thua kém so với các dòng máy hiện có trên thị trường Chất lượng tiêu sau khi được tách khá cao, tỉ lệ tách hạt trên 95%, chỉ còn xót lại một vài hạt vấn đề này cũng đang tồn tại ở các dòng máy hiện có.
Các thông số của máy
B ảng 5.1: Bảng thông số chính của máy
STT Tên các thông số của máy Thông số
4 Công suất động cơ 3 (kW)
KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ Kết quả đạt được
Máy tách hạt tiêu đã được thiết kế, chế tạo hoàn chỉnh theo các thông số đầu vào của đề tài và đã tiến hành thử nghiệm có kết quả như sau:
Năng suất đầu ra của máy lớn hơn năng suất đã đề ra 24kg
Công suất đặt động cơ 3kW
Máy chạy ổn định, dễ dàng tháo tác
Sản phẩm sau nhiều lần chỉnh sửa các kích thước trục vít, ống tách tiêu đã đảm bảo được đầu ra sản phẩm sạch, không bị lẫn lá, bụi và cuống tiêu
Sau thời gian nghiên cứu, tham khảo tài liệu, tính toán, thiết kế, chế tạo và kiểm nghiệm đến nay đã hoàn thành với các nội dung chính như sau:
- Tìm hiểu được các loại tiêu trong nước và trên thế giới đồng thời nghiên cứu tầm quan trọng của tiêu trong cuộc sống cũng như công dụng của nó đối với sức khỏe của con người
- Tìm hiểu được các nguyên lý tách hạt tiêu trong và ngoài nước, để từ đó đề xuất phương án thiết kế máy tách hạt tiêu phù hợp trong điều kiện sản xuất trong nước
- Phân tích các phương án, chọn lựa phương án phù hợp để tiến hành tính toán, thiết kế, chế tạo bộ phận cấp liệu và bộ phận tách hạt tiêu
- Chế tạo, lắp ráp máy tách hạt tiêu
- Hoàn chỉnh kết cấu máy để từ đó đưa ra máy tách hạt tiêu hoàn thiện
Trong quá trình thực hiện tính toán, thiết kế, chế tạo máy tách hạt tiêu, nhận thấy đã giải quyết được phần lớn các vấn đề mà yêu cầu thiết kế đặt ra
Tuy nhiên để đạt được kết quả tốt hơn, cũng như là phục vụ cho những mô hình nghiên cứu khác, chúng tôi kiến nghị những nội dung sau:
- Tính toán, thiết kế bộ phận cấp liệu tự động, có nhịp cấp liệu cho máy tách hạt tiêu
- Tính toán, thiết kế bộ phận phân loại hạt tiêu tự động
- Tính toán, thiết kế bộ phận thu gom và đóng gói hạt tiêu tự động
[1] TS Nguyễn Hồng Ngân, Nguyễn Danh Sơn, “Kỹ thuật nâng chuyển, tập 2, máy vận chuyển liên tục” Nhà xuất bản ĐHQG, TP.HCM, Việt Nam, 2004
[2] A.I Xokolov, biên dịch Nguyễn Trọng Thể, “Cở sở thiết kế máy sản xuất thực phẩm”, 2008
[3] PGS TS Võ Chí Chính, “Giáo trình Tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí” Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, Việt Nam, 2005
[4] PGS TS Trịnh Chất, TS Lê Văn Uyển, “Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1” Nhà xuất bản Giáo Dục, 2006
[5] TS Nguyễn Hữu Lộc, “Giáo trình cơ sở thiết kế máy” Nhà xuất bản ĐHQG, TP.HCM, Việt Nam, 2020
[6] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, “Thiết kế chi tiết máy” Nhà xuất bản Giáo Dục, 1999
[7] Lê Ngọc, Thiết kế hợp lý máy tách hạt tiêu phục vụ quá trình sơ chế hạt tiêu qui mô trang trại tại Tây Nguyên, LVTN Thạc Sĩ, Trường Đại học Nha Trang, 2016
[8] Trần Quốc Hùng, Giáo trình Dung sai - Kỹ thuật đo, NXB ĐHQG TP Hồ Chí Minh, TP Hồ Chí Minh, 2012
[9] Lại Văn Hào, Nguyễn Văn Liệu, Thiết kế chế tạo máy tách, phân loại và đóng gói tiêu, ĐATN, Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, 2017
[10] Yongqin Yu, “Theoretical modelling and experimental investigation of the performance of screw feeders”, University of Wollongong, 1997
Phụ lục A - Hướng dẫn sử dụng
Những điều cần lưu ý trước khi khởi động máy:
- Kiểm tra máy trước khi sử dụng: Đảm bảo rằng máy và các bộ phận của nó không bị hỏng hoặc bị mài mòn
Kiểm tra kỹ lưỡng các buồng, ống dẫn và các bộ phận khác để đảm bảo không có gì bị tắc nghẽn
Lựa chọn hạt tiêu chất lượng tốt và sạch sẽ
Loại bỏ bất kỳ tạp chất nào trong hạt tiêu trước khi đưa vào máy
Kết nối máy với nguồn điện và bật máy theo hướng dẫn của nhà sản xuất
- Điều chỉnh cài đặt (nếu cần):
Nếu máy có các cài đặt điều chỉnh như tốc độ hoặc cường độ, điều chỉnh chúng sao cho phù hợp với loại hạt tiêu và yêu cầu cụ thể
- Đưa tiêu vào máy: Đảm bảo hạt tiêu được đưa vào máy theo hướng dẫn của nhà sản xuất
Tránh đưa quá nhiều tiêu vào cùng một lúc để tránh làm tắc nghẽn máy
- Theo dõi quá trình xử lý:
Theo dõi quá trình xử lý để đảm bảo máy hoạt động một cách trơn tru và hiệu quả Kiểm tra xem liệu có bất kỳ vấn đề nào xuất hiện hay không, như hạt tiêu bị tắc nghẽn hoặc máy hoạt động không bình thường
- Tắt máy sau khi sử dụng:
Sau khi hoàn thành công việc, tắt máy và ngắt nguồn điện
Dọn dẹp máy và khu vực làm việc xung quanh
- Bảo dưỡng máy định kỳ:
Thực hiện bảo dưỡng định kỳ theo hướng dẫn từ nhà sản xuất để đảm bảo máy luôn hoạt động ổn định và lâu bền
- Tuân thủ quy định an toàn:
Luôn tuân thủ các quy định an toàn khi sử dụng máy để đảm bảo an toàn cho bản thân và người khác.