Chương 5 : Thiết Bị Làm Nhỏ

Thiết bị làm nhỏ trong bảo quản và chế biến nông sản

Chương 5 THIẾT BỊ LÀM NHỎ 5.1. MÁY CẮT THÁI 5.1.1. Nhiệm vụ, yêu cầu kỹ thuật và phân loại a) Nhiệm vụ Máy cắt thái có nhiệm vụ phân chia nguyên liệu thành các phần tử có hình dạng và kích thước phù hợp với yêu cầu công nghệ chế biến b) Yêu cầu kỹ thuật - Có tính vạn năng, nghĩa là có thể thái được nhiều loại vật liệu khác nhau. - Có thể điều chỉnh để thái được nhiều kích thước khác nhau phù hợp với từng loại gia súc gia cầm - Khi thái củ quả ít bị gẫy vụn, rau cỏ tươi tránh bị ép mất nước. Với những thân cây cứng máy có khả năng làm mềm ra. - Có khả năng cơ khí hoá việc cung cấp nguyên liệu vào máy và thu sản phẩm thái ra mà không cần nhiều người phục vụ đẻ đảm bảo công việc liên tục điều hoà. - Năng suất cao - Mức tiêu thụ năng lượng riêng thấp. - Cấu tạo đơn giản, sử dụng thuận tiện, dễ chăm sóc điều chỉnh, dễ tháo lắp để mài dao. c) Phân loại - Theo nhiệm vụ: máy cắt thái rau cỏ, máy cắt thái củ quả, máy cắt thái thịt cá - Theo loại cấu tạo của bộ phận làm việc: máy thái kiểu đĩa, máy thái kiểu trống, máy thái kiểu li tâm - Theo vị trí của bộ phận làm việc: máy có bộ phận làm việc đặt thẳng đứng, máy có bộ phận làm việc đặt nằm ngang - Theo cách truyền động: máy thái tay quay, máy thái đạp chân, máy thái dùng động cơ - Theo nguyên tắc sử dụng: máy thái tĩnh tại, máy thái di động 5.1.2. Nguyên lý làm việc và nguyên lý cấu tạo a) Máy thái rau cỏ Máy thái rau cỏ thướng có nguyên lý làm việc của “dao cầu thái thuốc”, nghĩa là quá trình cắt thái được thực hiện bằng một lưỡi dao chuyển động quay và một lưỡi dao cố định (tấm kê) đồng thời vật thái được đưa vào cho dao thái (hình 5.1a). Như vậy, về nguyên lý cấu tạo, máy thái rau cỏ gồm: - Bộ phận cung cấp gồm cặp trục cuốn 4 kết hợp với băng chuyền 5 để nén và đưa rau cỏ vào bộ phận thái. - Bộ phận thái gồm một số dao thái 1 (thường chuyển động quay) và một tấm kê 2. Dao thái được lắp vào đĩa hay cánh lắp dao 3 đối với dao thẳng và dao cong (hình 5.1b) hoặc lắp vào trống lắp dao 6 với dao dạng xoắn (hình 5.1c). -130- Hình 5.1. Sơ đồ các bộ phận thái rau cỏ a) sơ đồ máy; b) bộ phận thái kiểu đĩa, c) bộ phận thái kiểu trống 1- băng chuyền; 2- trục cuốn; 3- tấm kê; 4- dao thái Ngoài ra máy có trang bị dây chuyền thu sản phẩm thái, bộ phận động lực, bộ phận truyền động và khung. Việc điều chỉnh độ dài đoạn thái được thực hiện bằng hai cách: hoặc thay đổi số dao lắp trên đĩa hay trống hoặc thay đổi vận tốc đưa rau cỏ vào bộ phận thái. Muốn có độ dài đoạn thái ngắn ta có thể giảm vận tốc đưa rau hoặc lắp tăng thêm số dao, muốn có độ dài đoạn thái dài hơn thì làm ngược lại. Ngoài ra cần phải giải quyết vấn đề điều chỉnh khe hở giữa lưỡi dao và tấm kê khoảng 0,5÷1mm để thái được gọn và dễ. Dao thái rau cỏ có cạnh sắc dạng lưỡi thẳng, lưỡi cong b) Máy thái củ quả Các máy thái củ quả thường theo nguyên lý làm việc của dao “bào gỗ” nghĩa là lưỡi dao được lắp ở khe thủng của thân đĩa hay trống lắp dao sẽ cắt nạo vật thái đang tựa vào mặt thân đĩa hay trống lắp dao đó thành những lát thái (dày mỏng tuỳ theo độ nhô của lưỡi dao so với mặt đĩa hay trống lắp dao). Lát thái sẽ trượt trên mặt dao chui qua khe thủng mà thoát ra phía mặt kia của thân đĩa hay trống lắp dao (hình 5.2). Như vậy, về nguyên lý cấu tạo, máy thái củ quả thường có các bộ phận chính như sau: Bộ phận thái gồm một số lưỡi dao 1 được lắp trên đĩa 2 hay trống 4 ở những khe thủng (để lát thái chui qua). Muốn có lát thái có độ dày mỏng khác nhau người ta có thể điều chỉnh độ nhô của dao so với mặt điã hay trống Để thái thành những lát rộng bản dao tháI có dạng lưỡi thẳng liền. Để thái thành những lát thái hẹp dao thái có dạng lưỡi răng lược. Hai lưỡi dao răng lược liên tiếp nhau được bố trí xen kẽ nhau sao cho phần có cạnh sắc của lưỡi dao này trùng với phần không có cạnh sắc của lưỡi dao kia. Như vậy, sau một vòng quay của đĩa cứ hai dao mới cắt hết một lớp vật thái, do đó số dao lắp trên điã phải chẵn. Bộ phận cấp liệu là một thùng đựng củ quả 3, thành thùng có độ nghiêng nhất định để củ quả tự cung cấp vào bộ phận thái nhờ trọng lượng bản thân. Thành tiếp giáp với đĩa hay trống có một khoảng diện tích hở để củ quả tiếp xúc với mặt đĩa và được lưỡi dao nạo thành lát. Bộ phận động lực có thể là động cơ hoặc quay tay, đạp chân, bộ phận truyền động có thể là truyền động đai hoặc bánh răng. -131- a) b) Hình 5.2. Sơ đồ cấu tạo bộ phận thái củ quả a) bộ phận thái kiểu đĩa; b) bộ phận thái kiểu trống Ưu điểm: làm việc bền vững, năng suất cao, cấu tạo đơn giản dễ sử dụng, điều chỉnh bề dày lát thái thuận tiện Nhược điểm: lát thái còn bị vụn do củ quả bị xoay khi thái độ tự ép của lớp củ quả chưa đủ giữ chặt cho củ quả khỏi bị xoay trượt đi. Trường hợp dao lưỡi răng lược thì thái ra nhiều mảnh vụn gây tăng chi phí năng lượng giảm năng suất so với thái bằng lưỡi dao thẳng liền. Máy thái củ quả kiểu li tâm theo nguyên lý là củ quả xoay theo mâm 1, do lực ly tâm văng ra tựa sát vào thành thùng chứa củ quả 3 gặp lưỡi dao 2 lắp ở khe thủng của thành thùng sẽ được nạo thành lát lọt ra ngoài thành thùng (hình 5.3). Kiểu ly tâm này nói chung có nhược điểm lát thái kém đều, mức tiêu thụ năng lượng riêng cao. Hình 5.3. Sơ đồ bộ phận thái củ quả kiểu ly tâm 5.1.2.3. Máy cắt thái thịt cá Để phân chia thịt cá thành các mảnh, khối, khúc người ta thường dùng nhiều loại máy cắt thịt cá khác nhau (hình 5.4). Trên hình 5.4a là sơ đồ máy cắt thịt, cá kiểu dao đĩa. Vật liệu cắt 2 được cung cấp cưỡng bức vào bộ phận cắt nhờ băng truyền 4 đặt nằm ngang. Để vật liệu được giữ chặt không bị xoay trượt khi cắt, trên băng tải có gân vấu tựa 3. Dao cắt có dạng đĩa tròn, gồm một số đĩa lắp trên một trục đặt vuông góc với hướng chuyển động của nguyên liệu. Muốn có chất lượng lát cắt tốt, vật liệu ít biến dạng thì tỷ số vận tốc vòng của dao v t và vận tốc của vật liệu v n thường lấy bằng 20 ÷30. Trên hình 5.4b là sơ đồ máy cắt nhiều dao. Cấu tạo gồm trục 1 trên đó có lắp bộ dao đĩa 2 quay với vận tốc vòng v t . Rulo 4 lắp trên trục 3 có nhiệm vụ cung cấp vật liệu vào cho dao cắt với tốc độ cấp liệu v n tỷ lệ v t : v n = 3÷5. Trên bề mặt rulô có những rãnh vòng tương ứng với mỗi rãng vòng có một lưỡi dao đi qua, khoảng cách giữa các rãnh vòng qui -132- định bề rộng lát cắt. Hình 5.4. Sơ đồ cấu tạo máy cắt thịt cá Trên hình 5.4c là sơ đồ cơ cấu làm việc của dao đĩa lắp trên một trục, nguyên liệu tự ăn dao qua vùng làm việc do ma sát sinh ra giữa vật liệu cắt và dao. Ở đây mô men lực cản cắt phải nhỏ hơn mô men lực ma sát xuất hiện trên bề mặt tiếp xúc của dao với vật liệu cắt. Trên hình 5.4e là sơ đồ cấu tạo của cơ cấu làm việc có dao đĩa lắp trên 2 trục song song và vật liệu cắt tự ăn dao qua vùng làm việc. Tự ăn dao được thực hiện nhờ ma sát sinh ra giữa vật liệu và dao. Tốc độ cho vật liệu ăn dao sẽ nhỏ nhất ở thời điểm ăn dao trung bình khi ngập hết nửa thứ nhất của đĩa suốt hành trình chuyển động và lớn nhất khi vật liệu cắt chứa đầy hoàn toàn tiết diện của rãnh đặt đĩa. Trên hình 5.4f là sơ đồ các bộ phận làm việc của máy cắt có dạng băng lưỡi cưa. Ở đây băng lưỡi cưa chuyển động với vận tốc v t , băng tải cấp vật liệu chuyển động với vận tốc là v n . Tỷ lệ giữa các tốc độ từ 50 ÷ 5.000, trong đó tốc độ chuyển động của băng tải thường lấy trong phạm vi từ 10 ÷ 50m/s. Bánh đai chủ động đặt phía dưới còn bánh đai kéo căng thì ở phía trên. Trên máy có thể lắp một hay một số lưỡi cưa làm việc đồng thời hoặc liên tiếp nhau. Như vậy, về nguyên lý cấu tạo máy cắt thịt cá gồm có các bộ phận chính như sau: - Bộ phận cấp liệu: Việc cấp liệu vào bộ phận cắt có thể là cưỡng bức hoặc tự kéo. Cung cấp cưỡng bức được thực hiện chủ yếu nhờ băng tải, khi đó vật liệu được nạp lên băng và băng sẽ vận chuyển đến bộ phận cắt (hình 5.4a,b,e,f). Cung cấp kiểu tự kéo được thực hiện do ma sát của dao với vật liệu, khi đó vật liệu tự di chuyển vào bộ phận cắt. Trong một số trường hợp, vật liệu tự cung cấp nhờ trọng lượng của bản thân và lực ma sát xuất hiện khi nó tiếp xúc với bộ phận cắt có ở những máy cắt có sử dụng phểu cấp liệu dạng hình chóp hoặc hình nón (hình 5.4c). - Bộ phận cắt: Để cắt thịt, cá người ta thường dùng các loại dao như trên hình 5.5. Tuỳ thuộc vào loại nguyên liệu, tính chất cơ lý và cấu trúc của chúng, chất lượng cắt và hình dạng sản phẩm nhận được sau khi cắt mà lựa chọn dạng dao, góc mài dao, độ sắc, độ dày của dao cho thích hợp. Để phân chia vật liệu theo mặt phẳng thành những mẩu miếng có kích thước xác định người ta thường dùng dao đĩa (hình 5.5a,b) và dao lưỡi cưa (hình 5.5e,f). Dao đĩa thường -133- được lắp trên trục quay, người ta cũng có thể lắp nhiều đĩa dao song song, khi đó với cùng một lần cắt nguyên liệu được phân chia thành nhiều phần. Dao lưỡi cưa thường được liên kết với cơ cấu truyền động tay quay-thanh truyền hoặc bánh lệch tâm để thực hiện chuyển động tịnh tiến qua lại. Để băm nhuyễn thịt cá người ta thường dùng các loại dao cong (hình 5.5c,d). Các loại dao này được lắp thành hàng trên trục quay. Hình 5.5. Các loại dao cắt a) dao đĩa răng; b) dao đĩa trơn; c, d) dao cong; e,f) dao lưỡi cưa - Bộ phận truyền động: Để thực hiện quá trình cắt, dao có thể thực hiện chuyển động quay, tịnh tiến hay chuyển động phức tạp nhờ cơ cấu dẫn động tay quay- thanh truyền, bánh lệch tâm hay dẫn động bằng thuỷ lực và khí nén (hình 5.6). Hình 5.6. Cơ cấu truyền động cho dao a) cơ cấu thay quay - thanh truyền; b) thanh trượt; c) dẫn động bằng khí nén hay thuỷ lực; d) một cánh tay đòn; e) hai cánh tay đòn; f) cơ cấu lệch tâm. -134- 5.1.3. Cấu tạo và cách sử dụng của một số máy thái a) Máy thái rau cỏ PCC-6. Là máy thái kiểu đĩa, di động được, chuyển và thu vật thái đều được cơ khí hoá do Liên Xô (cũ) chế tạo (hình 5.7) Hình 5.7. Máy thái rau cỏ PCC-6 1- khung máy; 2- băng chuyền cung cấp vật thái; 3 – vít điều chỉnh độ căng băng chuyền; 4- trục cuốn dưới; 5- trục cuốn trên; 6- lò xo điều chỉnh độ nén; 7- tấm kê thái; 8- cánh lắp dao; 9- cánh quạt; 10- bu lông lắp dao; 11- vít điều chỉnh khe hở giữa dao và tấm kê; 12- ống dẫn không khí; 13- động cơ đIửn; 14- bánh đai; 15- bộ li hợp; 16- các cặp bắnh răng điều chỉnh độ dài đoạn thái. Theo kiểu chuyền bằng không khí gồm có 2 cánh quạt 3 được lắp vào mặt bên của thân cánh lắp dao 24 dùng để tạo nên luồng gió đẩy thức ăn vào ống dẫn của bộ phận thu thức ăn và ra ngoài. Bộ phận truyền động: truyền động từ động cơ điện 1,6kW tới trục chính lắp dao 25 nhờ đai chuyền 2. Truyền động quay của trục chính được truyền qua 3 cặp bánh răng trụ 8-9, 14-15, 16-17 một cặp bánh xích 18- 19 để truyền chuyển động cho hai trục cuốn và băng truyền cung cấp. Để đóng mở bộ phận truyền động tới trục cuốn nhờ một khớp li hợp 13 bằng cách thay đổi cặp bánh răng 14- 15 ta có thể được 6 độ dài đoạn thái khác nhau 6, 15, 25, 27, 40, 104 Khi sử dụng, rau cỏ do người phục vụ xếp lên băng truyền đều đặn tự động đưa rau vào hai trục cuốn, trục cuốn cuốn vào họng thái. dao sẽ thái thành từng đoạn rơi xuống đáy của vỏ máy các cánh quạt sẽ hất văng rau đã thái lên đồng thời nhờ gió do quạt tạo ra thổi theo ống dẫn đưa lên cao và ra ngoài. b) Máy thái củ quả PKP-2,0 Máy tháI PKP-2,0 là loại máy thái kiểu đĩa, đặt thẳng đứng có thể quay tay hoặc dùng động cơ (hình 5.8). Máy gồm có thùng đựng củ quả 1 có dạng nón cụt, phần dưới lắp về một bên trục máy, cửa cấp liệu kề sát với vùng quay của dao. Củ quả chất vào thùng, do trọng lượng bản thân sẽ ép sát vào mặt đĩa lắp dao. Đĩa dao 2 bằng gang, đường kính 600mm, trên đó có lắp 4 dao lưỡi thẳng ở 4 khe thoát lát thái. Dao thái có 2 lưỡi: lưỡi thẳng liền dùng để thái thành lát rộng, lưỡi răng lược dùng để thái thành lát hẹp (bề rộng lát thái 15-20mm). Các dao thái lắp nghiêng 30 o so với mặt đĩa. Máng thoát sản phẩm thái -135- 4 đặt phía dưới đĩa dao gắn liền với vỏ bao đĩa. Trục quay 5 có hai gối đỡ bi. Tay quay 6 lắp với bánh đai 7. Hình 5.8. Máy thái củ quả PKP-2,0 1- thùng đựng củ quả; 2- đĩa lắp dao; 3- dao thái; 4- máng thoát sản phẩm thái; 5- trục quay; 6- tay quay; 7- bánh đai. Để điều chỉnh chiều dày lát thái, trên dao có các lỗ dài vặn bu lông để có thể dịch vị trí dao so với mặt đĩa. Khi sử dụng có thể cho máy chạy bằng động cơ hoặc quay tay. Đổ đầy củ quả vào thùng chứa. Củ quả sẽ dồn vào cửa cấp liệu, ép vào mặt đĩa, được các dao nạo thành lát. Các lát thái chui qua khe hở, thoát ra ngoài qua máng thoát 4. Khi cần thái lát hẹp thì thao lắp dao cho các lưỡi răng lược làm việc. Chú ý trong trường hợp này, cứ hai dao răng lược mới cắt hết một lớp vật thái, nghĩa là phải lắp số dao chẵn. Máy thái PKP- 2,0 có khả năng thái tốt đối với nhiều loại củ quả. Tuy nhiên khi thái lát hẹp thì bị gãy vụn nhiều. c) Máy cắt nghiền thịt kiểu vít xoắn Máy cắt nghiền thịt kiểu vít xoắn là loại máy này làm việc liên tục dùng để cắt nghiền nhỏ thịt và đùn thành sợi (hình 5.9). Hình 5.9. Máy nghiền thịt kiểu vít xoắn 1- vít xoắn; 2- vỏ máy; 3- bộ lưỡi dao; 4- lưới sàng; 5- vòng ép; 6- đai ốc điều chỉnh. Bộ phận cung cấp là vít xoắn 1 có bước xoắn giảm dần theo hướng chuyển động để vừa -136- nạp liệu tốt ở phía phễu cấp liệu vừa tăng khả năng nén ép ở phía sản phẩm đi ra. Vít xoắn quay trong vỏ máy 2 đảm bảo việc đẩy vật liệu di chuyển theo chiều dọc trục, tạo ra lực ép cần thiết để đùn sản phẩm qua bộ phận cắt và lưới sàng ra ngoài. Bộ phận nghiền gồm các lưỡi dao quay 3 lắp từng cặp với các lưới sàng kim loại 4 có kích thước lỗ sàng giảm dần theo hướng chuyển động của sản phẩm. Ở cửa ra có đặt vòng ép 5, khi vặn đai ốc 6 vào thì sẽ xiết chặt dao trên lưới sàng đảm bảo cắt tốt hơn và có thể cắt được cả các màng mỏng của thịt. 5.1.4. Lý thuyết tính toán quá trình cắt thái 5.1.4.1. Cơ sở lý thuyết của quá trình cắt thái bằng lưỡi dao Các bộ phận làm việc của những máy cắt thái rau cỏ thường dựa theo nguyên lý cắt thái bằng cạnh sắc của lưỡi dao. Quá trình cắt thái thường được thực hiện bằng cách di chuyển cạnh góc nhị diện AB (cạnh sắc) hợp bởi hai mặt phẳng của lưỡi dao theo hướng p pháp tuyến với cạnh đó (hình 5.10a) hoặc theo hai hướng vuông góc với nhau: vừa theo hướng p (hướng cắt pháp tuyến), vừa theo hướng q vuông góc với p (hướng cắt tiếp tuyến), nghĩa là theo hướng chéo tổng hợp r (hình 5.10b). Hình 5.10. Tác dụng cắt thái của lưỡi dao. Những thí nghiệm của Viện sĩ Gơriatskin V.P. đã chứng minh rằng nếu cắt thái theo hướng nghiêng sẽ giảm được lực cắt thái và tăng chất lượng thái so với cắt thái theo hướng pháp tuyến. Dùng một cân Rôbécval (hình 5.11a), trên đĩa A lần lượt đặt những quả cân N, (g) nặng khác nhau, bên đĩa kia thay bằng lưỡi dao B, lắp lưỡi quay lên trên. Thí nghiệm cắt những cọng rơm C có bộ phận D giữ và đè cọng rơm vào lưỡi dao, đồng thời di chuyển được cùng với cọng rơm theo tay kéo E dọc theo cạnh sắc lưỡi dao với những độ dịch chuyển S mm. Kết quả thí nghiệm được ghi trong bảng 5.1. Hình 5.11. Thí nghiệm cắt thái của Gơriatskin VP. a - dụng cụ thí nghiệm; b - đồ thị phụ thuộc của lực cắt N vào độ dịch chuyển S. -137- Bảng 1.1. Mối quan hệ giữa lực cắt N và độ dịch chuyển của dao S N 600 500 400 300 200 100 S 1,5 2 8 20 100 160 Từ số liệu thí nghiệm trong bảng 1.1, có thể xây dựng được mối quan hệ giữa lực cắt N và độ dịch chuyển S theo phương trình: S = Ae -N hoặc N 3 S = C te (5.1) Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa lực cắt N và độ dịch chuyển S được thể hiện trên hình 5.11b. Gơriatskin V.P. gọi trường hợp cắt pháp tuyến (theo thí nghiệm S = 0) là quá trrình cắt thái không trượt (hay chặt bổ); trường hợp cắt nghiêng (theo thí nghiệm S > 0) là quá trình cắt thái có trượt. Rõ ràng là khi cắt thái có trượt, lực cần thiết để cắt thái giảm so với khi cắt thái không trượt. Ta cũng có thể giải thích điều này bằng một số cơ sở vật lý của quá trình cắt thái bằng lưỡi dao như sau: - Quá trình cắt thái có trượt là quá trình lưỡi dao cưa đứt vật thái vì lưỡi dao dù màI sắc đến đâu nhưng khi soi qua kính hiển vi vẫn có độ nhấp nhô như những răng cưa Nếu lưỡi dao chỉ cắt theo hướng pháp tuyến (chặt bổ), đó là quá trình cắt thái bằng nêm, lực cắt thái phải hoàn toàn khắc phục ứng suất nén để cắt đứt vật thể. Còn khi cắt thái có trượt thì một phần lực cắt thái sẽ chỉ khắc phục ứng suất kéo, mà các vật liệu, nhất là các loại có sợi, đàn hồi như rau củ thì ứng suất kéo luôn luôn nhỏ hơn ứng suất nén, nhờ đó, tổng hợp lực cắt thái sẽ nhỏ. Ví dụ, đối với củ quả ứng suất nén σ n = 86÷104N/cm 2 , ứng suất kéo σ k = 45÷85 N/cm 2 . - Khi cắt thái có trượt bề rộng lát thái giảm, do đó quá trình cắt thái dễ dàng hơn. Lát thái do đoạn ∆S của lưỡi dao thái trượt theo phương P với diện tích F (cm 2 ) sẽ có bề rộng b p nhỏ hơn bề rộng b n khi đoạn thái ∆S thái không trượt (theo phương N) cùng với diện tích F đó. Trên hình hình 5.12 ta có: b p = p n n p AA AA b AA F = = b n cosτ (5.2) Hình 5.12. Tác dụng cắt trượt giảm chiều rộng lát thái - Do tính chất đàn hồi của vật thái cũng làm giảm lực cắt thái. Các vật thái trong nông nghiệp thường có tính đàn hồi và nhiều thớ, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lưỡi dao vừa nén vừa trượt tương đối với chỗ tiếp xúc với vật thái. Nếu vật cứng rắn không đàn hồi, ít thớ thì cắt trượt bằng lưỡi dao không phát huy được tác dụng. 5.1.4.2. Áp suất cắt thái riêng Áp suất cắt thái riêng q là yếu tố chủ yếu trực tiếp đảm bảo quá trình cắt đứt vật liệu và liên quan đến các yếu tố khác thuộc phạm vi dao thái và vật liệu thái. Nếu gọi lực cắt thái cần thiết là Q(N) và độ dài đoạn lưỡi dao là ∆S (cm) thì : -138- q = Q S∆ , N/cm (5.3) Nếu thái chặt bổ (không trượt): - Đối với rơm q = 50÷120 N/cm - Đối với rau cỏ q = 40÷80 N/cm - Đối với củ quả q = 20÷40 N/cm Khi cắt thái các vật đàn hồi, áp suất riêng gây ra hai giai đoạn: đầu tiên là lưỡi dao nén ép vào vật thái một đoạn, rồi cắt đứt vật thái (hình 5.13). Trong quá trình lưỡi dao đi vào vật thái còn phải khắc phục các lực ma sát T 1 do áp lực cản của vật thái tác động vào mặt bên của dao và T 2 do vật thái dịch chuyển bị nén ép tác động vào mặt vát của cạnh sắc lưỡi dao. Nếu gọi P t là lực cản cắt thái thì: Q = P t + T 1 + T 2 cos σ (5.4) σ- góc mài dao của lưỡi dao. Hình 5.13. Sơ đồ quá trình cắt thái bằng lưỡi dao. a- lưỡi dao nén ép và cắt đứt; b- lưỡi dao có góc mài σ (ở một phía) 5.1.4.3. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cắt thái a) Độ sắc của lưỡi dao Độ sắc của lưỡi dao chính là bề dày s (mm) của cạnh sắc lưỡi dao. Đối với các máy cắt thái s không vượt quá 100µm, nếu s quá 100µm lưỡi dao coi như bắt đầu cùn và thái kém. Rõ ràng là độ sắc s càng lớn thì áp suất riêng q càng tăng. Nếu gọi ứng suất cắt của vật liệu là σ c thì: q = sσ c . b) Góc cắt thái Góc cắt thái α là góc hợp bởi góc đặt dao β và góc mài dao σ (hình 5.14). Trị số góc cắt thái được xác định như sau: α = β + σ (5.5) Góc đặt dao β phải tính toán thiết kế sao cho lớp rau củ khi được dao thái xong và tiếp tục được cuốn vào sẽ không chạm vào mặt dao, tránh ma sát vô ích. Vấn đề tính toán góc đặt dao β sẽ phụ thuộc vào vận tốc quay của dao thái, vận tốc cuốn rau vào bộ phận thái và dạng cạnh sắc của lưỡi dao, -139- [...]...  ∆S = R arccos (5. 43) R R   Độ dài ∆S lớn nhất nằm trong khoảng AA’ và DD’ của họng thái và thay đổi ít đột ngột hơn, nhất là khi họng thái có chiều cao a nhỏ ∆S biến đổi đều lớn hơn so với lưỡi dao thẳng dΨ - Tỷ số : Trên hình 5. 29 ta c : du u = htg(θ - Ψ) (5. 44) Sau khi biến đổi ta được: h Ψ = θ - arctg (5. 45) u Lấy vi phân hai vế biểu thức (5. 45) , cho ta: hdu dΨ = dθ - 2 (5. 46) u + h2 r.dθ Ngoài... cho máy thái mômen của động cơ bằng: Mđc = Mcttb + Mck + Mcc (5. 59) Mck - mômen chay không của máy thái; Mcc - mômen cung cấp vật thái vào máy Có thể tính gần đúng các mômen Mck và Mcc theo tỷ lệ Mcttb: Mck : Mcc = 3 : 1 : 1.Khi đ : 5 Mđc ≈ Mcttb (5. 60) 3 Hình 5. 35 Đồ thị mômen cắt thái (a) và đồ thị biến thiên vận tốc góc (b) Về sự biến thiên vận tốc góc ϖ (hình 2 -50 b), ta có thể thấy rằng khi M ct... thức sau đây: 2πR btgτ = (5. 53) k 2πR + ka Ψ1R = (5. 54) k R - bán kính của trống dao; b - chiều rộng của họng thái; - 159 - a - chiều cao của họng thái; k - số dao; Ψr- góc quay của dao (tính bằng rađian) ứng với mỗi dao thái xong một lần Góc trượt τ bằng góc kẹp χ, thường lấy từ 20÷300 Từ các công thức đó ta có thể tính ra các thông số thiết kế, ví dụ, bán kính R sẽ bằng: k btgτ R= (5. 55) 2π Chiều cao... 0, do đó ta có điều kiện: h h > (b + c) tg(τmin - χmin) (5. 25) - 150 - Kích thước c cũng đóng vai trò quan trọng khi thiết kế dao thái Không được lấy c quá nhỏ vì phải chú ý khoảng lắp trục, gối đỡ,… Thường c = 75 100 mm Hình 5. 26 Tính chiều cao đặt họng thái b) Phân tích tính toán sơ... họng thái thì không thể đạt được dΨ - Tỷ số : Theo hình 5. 27, góc quay Ψ của dao bằng: du π  Ψ =  − (τ − χ ) - θ (5. 31) 2  Ta lại có đoạn dịch chuyển của dao theo cạnh đáy của họng thái bằng: u π  π  u = h.tg  − (τ − χ ) , do đó  − (τ − χ ) = arctg (5. 32) h 2  2  u Vậy: Ψ + θ = arctg (5. 33) h du h 2 - dθ Lấy vi phân hai vế, ta được: dΨ = (5. 34) u 1+   h rdθ p tgθ dr p.dr = ,... Hình 5. 22 Sơ đồ tính năng lượng cắt thái F' Ta lại c : = tgϕ’ = f’ là hệ số cắt trượt Do đó, đặt Nrcosτ làm thừa số chung, đồng N thời thay thế trị số F’ = N tgϕ’ = Nf’ và sinτ/cosτ = tgτ, phương trình (5. 10) sẽ thành: Mct = Nrcosτ (1 + f’tgτ) (5. 11) Ngoài ra, ở trên ta đã biết: N = q∆ S Thay vào phương trình (5. 11) ta sẽ được công thức chung tính mô men cản cắt thái: Mct = q∆ Srcosτ (1 + f’tgτ) (5. 12)... cần xét đến miền giới hạn tác dụng của dao hợp bởi hai vòng tròn có bán kính bằng R - e và R + e (hình 5. 32), đó là hình vành khăn rộng 2c Họng thái phải đặt trong vành khăn đó Như vậy phải c : c > R - e, hay: c e > 1R R b e b < 2e hay 0 ta sẽ được tgτ > Trong dao thái, thường tgτmin < 1, và vì umin = u c cho nên theo hình 5. 26 ta sẽ được: h = c.tg(τmin - χmin) (5. 23) Nhưng 1> tg(τmin - χmin) > 0, do đó ta có điều kiện: h . Chương 5 THIẾT BỊ LÀM NHỎ 5. 1. MÁY CẮT THÁI 5. 1.1. Nhiệm vụ, yêu cầu kỹ thuật và phân loại a) Nhiệm vụ Máy cắt thái có nhiệm. dF dtM ct ω = q(1+ f’tgτ) (5. 15) Yêu cầu cần thiết đối với việc thiết kế dao thái là phải đạt được công suất cắt thái riêng A r nhỏ nhất đối với các loại dao thái hoặc A r tương đối nhỏ. Các trị số q,. ít hơn và công cản cắt thái cũng nhỏ hơn. Các lực và công này thể hiện bằng đồ thị phụ thuộc vào độ thái sâu λ của lưỡi dao vào vật thái (hình 5. 15) . Hình 5. 15. Đồ thị phụ thuộc của lực cắt với