Thiết kế chế tạo máy bóc vỏ cải tiến trong dây chuyền chế biến lúa gạo

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG MÁY BÓC VỎ1.1 Tình hình sản xuất, chế biến lúa gạo tại Việt Nam1.2 Tổng quan về quy trình công nghệ chế biến lúa gạo1.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng máy bóc vỏ trên thế giới1.4 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng máy bóc vỏ ở Việt Nam1.5 Những vấn đề cần cải tiến1.6 Mục tiêu của luận văn1.7 Những nội dung cần thực hiện1.8 Phạm vi nghiên cứu của luận vănCHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ, SƠ ĐỒ ĐỘNG CHO MÁY BÓC VỎ2.1 Bản chất của quá trình bóc vỏ2.2 Phân tích nguyên lý của các loại máy bóc vỏ2.2.1 Máy bóc vỏ hai dĩa đá2.2.2 Máy bóc vỏ cặp trục cao su ngang2.2.3 Máy bóc vỏ cặp trục cao su nghiêng2.3 Thiết kế sơ đồ động cho máy bóc vỏ cặp trục cao su nghiêngCHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NHỮNG YẾU TỐ MỤC TIÊU CỦA QUÁ TRÌNH BÓC VỎ3.1Những yếu tố mục tiêu của quá trình bóc vỏ3.2Các thông số ảnh hưởng đến các yếu tố mục tiêu3.2.1 Các thông số của nguyên liệu3.2.1.1 Các thông số vật lý của thóc3.2.1.2 Phân loại thóc theo kích thước3.2.1.3 Độ ẩm của thóc3.2.2 Các thông số kỹ thuật và vận hành của máy bóc vỏ3.2.2.1 Hệ thống cấp liệu đầu vào3.2.2.2 Kích thước hai trục cao su3.2.2.3 Vận tốc dài và chênh lệch vận tốc dài của hai trục cao su3.2.2.4 Khe hở giữa hai trục cao su3.2.2.5 Phương pháp điều chỉnh khe hở giữa hai trục cao su3.2.2.6 Vị trí của máng nghiêng cấp liệu3.2.2.7 Độ cứng của trục cao suCHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN KHẮC PHỤC VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP CẢI TIẾN4.1Phân tích những vấn đề cần khắc phục4.1.1 Vấn đề 1: Năng suất máy không ổn định4.1.2 Vấn đề 2: Tỷ lệ bóc vỏ không ổn định4.1.3 Vấn đề 3: Tỷ lệ gãy vỡ không ổn định4.2 Đề xuất các giải pháp cải tiến 4.2.1 Hệ thống cấp liệu tự động 4.2.2 Giải pháp đo độ mòn trục cao su 4.2.3 Giải pháp điều chỉnh vận tốc trục cao su4.2.4 Giải pháp điều chỉnh vị trí máng nghiêng rãi liệuCHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ KHÍ MÁY BÓC VỎ5.1 Sơ đồ kết cấu của máy5.2 Sơ đồ tải trọng5.3 Tính toán lực và năng suất bóc vỏ5.3.1 Điều kiện để hạt đi qua khe hở giữa hai trục cao su5.3.2 Chiều dài làm việc của đoạn nén hạt5.3.3 Lực nén và lực dịch trượt5.3.4 Năng suất máy bóc vỏ5.4 Chọn động cơ5.5 Tính toán, thiết kế cụm trục cao su cố định5.5.1 Tính toán bộ truyền đai từ động cơ đến trục nhanh5.5.2 Tính toán thiết kế trục cao su quay nhanh5.5.3 Tính toán chọn ổ lăn5.5.4 Tính toán chọn then5.5.5 Chọn dung sai lắp ghép5.6 Tính toán, thiết kế cụm trục cao su di động5.7 Tính toán, thiết kế cụm cấp liệu5.7.1 Thiết kế hệ thống cân tự động5.7.2 Thiết kế máng nghiêng rãi liệu5.7.3 Tính toán thiết kế máng rung cấp liệu5.8 Thiết kế cụm căng đai5.9 Thiết kế cụm điều chỉnh khe hở giữa hai trục cao su5.10 Thiết kế thân máy chính5.11 Thiết kế hệ thống truyền động khí nén5.11.1 Đặc điểm của hệ thống khí nén5.11.2 Sơ đồ hệ thống khí nén5.11.3 Tính toán và lựa chọn xylanh khí nénCHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY BÓC VỎ6.1 Các yêu cầu điều khiển của máy bóc vỏ6.2 Cấu hình phần cứng điều khiển máy bóc vỏ6.3 Lựa chọn các thiết bị cho hệ thống điều khiển máy bóc vỏ6.4Các giải thuật điều khiển máy bóc vỏKẾT LUẬNTÀI LIỆU THAM KHẢO

MỤC LỤC

Trang bìa i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG MÁY BÓC VỎ

1.1 Tình hình sản xuất, chế biến lúa gạo tại Việt Nam

1.2 Tổng quan về quy trình công nghệ chế biến lúa gạo

1.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng máy bóc vỏ trên thế giới

1.4 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng máy bóc vỏ ở Việt Nam

1.5 Những vấn đề cần cải tiến

1.6 Mục tiêu của luận văn

1.7 Những nội dung cần thực hiện

1.8 Phạm vi nghiên cứu của luận văn

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ, SƠ ĐỒ ĐỘNG CHO MÁY BÓC VỎ

2.1 Bản chất của quá trình bóc vỏ

2.2 Phân tích nguyên lý của các loại máy bóc vỏ

2.2.1 Máy bóc vỏ hai dĩa đá

2.2.2 Máy bóc vỏ cặp trục cao su ngang

2.2.3 Máy bóc vỏ cặp trục cao su nghiêng

2.3 Thiết kế sơ đồ động cho máy bóc vỏ cặp trục cao su nghiêng

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NHỮNG YẾU TỐ MỤC TIÊU CỦA QUÁ TRÌNH BÓC VỎ

3.1 Những yếu tố mục tiêu của quá trình bóc vỏ

3.2 Các thông số ảnh hưởng đến các yếu tố mục tiêu

3.2.1 Các thông số của nguyên liệu

3.2.1.1 Các thông số vật lý của thóc

3.2.1.2 Phân loại thóc theo kích thước

3.2.1.3 Độ ẩm của thóc

3.2.2 Các thông số kỹ thuật và vận hành của máy bóc vỏ

3.2.2.1 Hệ thống cấp liệu đầu vào

3.2.2.2 Kích thước hai trục cao su

3.2.2.3 Vận tốc dài và chênh lệch vận tốc dài của hai trục cao su

3.2.2.4 Khe hở giữa hai trục cao su

3.2.2.5 Phương pháp điều chỉnh khe hở giữa hai trục cao su

3.2.2.6 Vị trí của máng nghiêng cấp liệu

3.2.2.7 Độ cứng của trục cao su

CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN KHẮC PHỤC VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP CẢI TIẾN

4.1 Phân tích những vấn đề cần khắc phục

4.1.1 Vấn đề 1: Năng suất máy không ổn định

4.1.2 Vấn đề 2: Tỷ lệ bóc vỏ không ổn định

4.1.3 Vấn đề 3: Tỷ lệ gãy vỡ không ổn định

4.2 Đề xuất các giải pháp cải tiến 4.2.1 Hệ thống cấp liệu tự động

4.2.2 Giải pháp đo độ mòn trục cao su

4.2.3 Giải pháp điều chỉnh vận tốc trục cao su

4.2.4 Giải pháp điều chỉnh vị trí máng nghiêng rãi liệu

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ KHÍ MÁY BÓC VỎ

5.1 Sơ đồ kết cấu của máy

5.2 Sơ đồ tải trọng

5.3 Tính toán lực và năng suất bóc vỏ

5.3.1 Điều kiện để hạt đi qua khe hở giữa hai trục cao su

5.3.2 Chiều dài làm việc của đoạn nén hạt

5.3.3 Lực nén và lực dịch trượt

5.3.4 Năng suất máy bóc vỏ

5.4 Chọn động cơ

5.5 Tính toán, thiết kế cụm trục cao su cố định

5.5.1 Tính toán bộ truyền đai từ động cơ đến trục nhanh

5.5.2 Tính toán thiết kế trục cao su quay nhanh

5.5.3 Tính toán chọn ổ lăn

5.5.4 Tính toán chọn then

5.5.5 Chọn dung sai lắp ghép

5.6 Tính toán, thiết kế cụm trục cao su di động

5.7 Tính toán, thiết kế cụm cấp liệu

5.7.1 Thiết kế hệ thống cân tự động

5.7.2 Thiết kế máng nghiêng rãi liệu

5.7.3 Tính toán thiết kế máng rung cấp liệu

5.8 Thiết kế cụm căng đai

5.9 Thiết kế cụm điều chỉnh khe hở giữa hai trục cao su

5.10 Thiết kế thân máy chính

5.11 Thiết kế hệ thống truyền động khí nén

5.11.1 Đặc điểm của hệ thống khí nén

5.11.2 Sơ đồ hệ thống khí nén

5.11.3 Tính toán và lựa chọn xylanh khí nén

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY BÓC VỎ

6.1 Các yêu cầu điều khiển của máy bóc vỏ

6.2 Cấu hình phần cứng điều khiển máy bóc vỏ

6.3 Lựa chọn các thiết bị cho hệ thống điều khiển máy bóc vỏ

6.4 Các giải thuật điều khiển máy bóc vỏ

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG

DỤNG MÁY BÓC VỎ

1.1 Tình hình sản xuất, chế biến lúa gạo tại Việt Nam

Lúa là cây lương thực quan trọng, năng suất cao và dễ trồng Các nước ĐôngNam Á có diện tích trồng lúa lớn nhất thế giới do khí hậu nóng ẩm, mưa nhiều thíchhợp cho canh tác cây lúa trong đó có Việt Nam

Việt Nam là nước có diện tích canh tác cây lúa đứng thứ 6 trên thế giới tập trungnhiều ở đồng bằng sông Cửu Long, đồng bằng sông Hồng và duyên hải miền trung.Năng suất lúa ở nước ta tăng liên tục trong nhiều năm qua (Bảng 1.1)

Bảng 1.1 Năng suất lúa từ năm 1991 đến 2005

Năm Lúa cả năm Lúa đông xuân Lúa hè thu Lúa mùa

Năng suất (Tạ/ha)

Tuy nhiên mặc dù năng suất cao nhưng về công nghệ sau thu hoạch của nước ta cònnhiều hạn chế nhiều so với Thái Lan, nên đã làm tổn thất lớn trong giai đoạn sau thuhoạch và có giá trị thấp trong thương mại quốc tế Việc này xảy ra bởi hàng loạt các yếu

tố từ sơ chế, tồn trữ đến chế biến chưa thích hợp, thể hiện ở nhiều mặt

- Do đầu tư cho công tác nghiên cứu khoa học rất thấp

- Do chưa quan tâm nhiều về việc nâng cao chất lượng gạo xuất khẩu

- Do nhận thức của người tham gia công tác chưa đúng

- Do thiết bị còn hạn chế về mặt kỹ thuật

- Do công nghệ áp dụng chưa tốt

Nước ta xuất khẩu lúa gạo với thị phần rất cao trên thế giới, nhưng giá vẫn còn thấp

so với các nước khác có công nghệ tiên tiến hơn Vì vậy Thứ nhất, cần tăng sản lượng đốivới các nông hộ nhỏ bằng cách đầu tư công nghệ, mở rộng quy mô sản xuất của nông hộ

để có đủ hàng hoá Thứ hai là hiện đại hoá thị trường gạo Việt Nam bằng cách khuyếnkhích thâm nhập vào thị trường nội địa và quốc tế, đặc biệt thông qua sự đa dạng về chủngloại và chất lượng chế biến và tồn trữ cao Thứ ba, Chính phủ cần có những chính sách tốthơn cho ngành chế biến gạo trong nước và quan tâm đầu tư mạnh hơn về công tác nghiêncứu khoa học Những chính sách này cần phải cân bằng những lợi ích chính trị ngắn hạncủa chính phủ và quyền lợi của nông dân và những người kinh doanh gạo để duy trì khảnăng cung cấp cạnh tranh vào thị trường gạo thế giới Phải quan tâm nhiều về việc nâng

cao chất lượng gạo xuất khẩu, phải là nhà xuất khẩu gạo chất lượng cao và đáng tin cậymới là yếu tố quan trọng trong tương lai của ngành gạo Việt Nam.

Vậy vấn đề đặt ra hiện nay là cần đầu tư nghiên cứu cải tiến từ giai đoạn giống, gieotrồng, quy trình công nghệ và thiết bị chế biến lúa gạo và bảo quản sau chế biến để cóđược chất lượng tốt nhất, mang lại giá trị cao cho hạt gạo Việt Nam

Sau đây, để tìm hiểu sâu về công nghệ và thiết bị chế biến lúa gạo, cần tìm hiểu về quy trình công nghệ chế biến lúa gạo được ứng dụng phổ biến ở Việt Nam, đặc biệt là đồng bằng sông Cửu Long

1.2 Tổng quan về quy trình công nghệ chế biến lúa gạo

Qui trình công nghệ chế biến lúa gạo được trình bày ở hình 1.1

Hình 1.1: Qui trình công nghệ chế biến lúa gạo

Nguyên liệu đầu vào của qui trình chế biến là thóc được thu mua trên thị trường và đầu ra

là gạo đã được đóng bao Sau đây là các công đoạn và các thiết bị tương ứng trong quy trình chế biến lúa gạo

a) Công đoạn 1: Cân

Cân khối lượng lúa đầu vào

b) Công đoạn 2: Chứa vào thùng (Thùng chứa)

Sau khi cân nhập liệu xong lúa được đưa vào thùng chứa

c) Công đoạn 3: Làm sạch (Máy làm sạch)

Đầu vào là thóc từ thùng chứa sẽ được đưa qua máy làm sạch để làm sạch các tạp chấttrong lúa như: đá, sạn, dây bao, cát bụi, rơm, …có kích thước khác với kích thước hạtnguyên liệu được phân ly qua lỗ sàng Đầu ra của công đoạn này là lúa đã được làm sạchthô

d) Công đoạn 4: Bóc vỏ lúa (Máy bóc vỏ)

Thóc nguyên liệu sau khi được làm sạch thô sẽ được cho vào máy bóc vỏ nhằm tách đilớp vỏ (trấu) bên ngoài Hỗn hợp thu được sau khi bóc vỏ bao gồm: gạo, lúa, trấu, tấm,cám, sạn

e) Công đoạn 5: Tách trấu (Máy tách trấu)

Hỗn hợp gồm: gạo, lúa, trấu, tấm, cám, sạn sau khi qua công đoạn bóc vỏ sẽ được đưaqua máy tách trấu nhằm loại bỏ trấu trong hỗn hợp Hỗn hợp thu được ở ngõ ra của máytách trấu bao gồm: gạo, lúa , tấm, sạn

f) Công đoạn 6: Tách sạn (Máy tách sạn)

Hỗn hợp gồm: gạo, lúa, trấu, tấm, cám, sạn sau khi qua công đoạn tách trấu vẫn còn lẫnsạn và một số tạp chất khác (giai đoạn làm sạch lúa nguyên liệu chỉ làm sạch thô) vì vậycần được tách sạn thêm ở công đọan này Hỗn hợp thu được ở ngõ ra gồm: gạo và lúa

g) Công đọan 7: Tách lúa (Máy tách lúa)

Hỗn hợp gồm: gạo và lúa sau khi qua máy tách sạn được đưa qua công đoạn tách lúa đểthu được gạo và lúa riêng biệt Gạo sẽ tiếp tục đi qua công đoạn xát trắng và lúa sẽ đượcđưa về máy bóc vỏ

h) Công đoạn 8: Xát trắng (Máy xát trắng)

Gạo sau khi được tách lúa ở công đoạn 7 sẽ được cho qua máy xát trắng Nhiệm vụ củacông đọan này là bóc đi lớp cám trên bề mặt hạt gạo và làm trắng gạo Sản phẩm của côngđoạn này là gạo được làm trắng

i) Công đoạn 9: Đánh bóng (Máy đánh bóng)

Gạo sau khi được xát trắng được đưa qua máy đánh bóng để làm bóng gạo Sản phẩm củacông đoạn này là gạo đã được đánh bóng.

j) Công đoạn 10: Sấy (Hệ thống sấy)

Trong quá trình đánh bóng gạo có sử dụng hơi nước để tạo một lớp hồ áo qua gạo Vì vậygạo ở công đoạn đánh bóng có một lượng ẩm nhất định Vì vậy cần phải qua quá trình sấy

để làm cho gạo có một độ ẩm nhất định Sau đó gạo sẽ được làm mát để giảm nhiệt độgạo trong công đoạn sấy

k) Công đoạn 11: Chọn hạt (Máy chọn hạt)

Gạo sau khi được làm bóng sẽ được qua máy chọn hạt nhằm phân loại ra các loại hạt gạo

có kích thước khác nhau

l) Công đoạn 12: Trộn gạo (Máy trộn gạo)

Công đoạn này nhằm trộn các loại gạo với nhau để thu được loại gạo có chất lượng nhấtđịnh

m) Công đoạn 13: Cân (Hệ thống cân – đóng bao)

Ở công đoạn này gạo sau khi trộn sẽ được cân và đóng bao lại

* Nhận xét:

 Bóc vỏ lúa nằm ở công đoạn 4 trong quy trình và là khâu cơ bản trong dây chuyền sản xuất của các nhà máy chế biến lúa gạo

 Công dụng của máy bóc vỏ là tách vỏ trấu khỏi hạt mà vẫn giữ hạt nguyên vẹn

1.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng máy bóc vỏ trên thế giới:

1.3.1 Máy bóc vỏ của hãng Satake Nhật Bản

Vòng quaytrục chính

Trọng lượng máy

Kích thước tổng thể(DxRxC)

+ Đặc điểm

- Có thêm bộ phận tách trấu

- Điều khiển lưu lượng nguyên liệu vào bằng hệ thống xy lanh khí nén

- Hiệu suất bóc vỏ cao

- Tỉ lệ gãy vỡ thấp

1.3.2 Máy bóc vỏ của hãng Gime Trung Quốc.

Vòng quaytrục chính

Trọng lượng máy

Kích thước tổng thể(DxRxC)

+ Đặc điểm

- Cấu trúc đơn giản, kích thước nhỏ gọn

- Truyền động đai nên làm việc êm

Vòng quaytrục chính

Trọng lượng máy

Kích thước tổng thể(DxRxC)

+ Đặc điểm

- Có thêm bộ phận tách trấu

- Phễu cấp liệu dạng rung

- Truyền động đai nên làm việc êm

- Sử dụng cặp trục cao su nghiêng

- Hiệu suất bóc vỏ cao

- Tỉ lệ gãy vỡ thấp

1.4 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng máy bóc vỏ ở Việt Nam :

1.4.1 Máy bóc vỏ do công ty LAMICO chế tạo.

Trọng lượng máy

Kích thước tổng thể(DxRxC)

+ Đặc điểm:

- Trục cao su tháo lắp và thay thế dễ dàng

- Tự động nén trục cao su thông qua xylanh khí nén

- Truyền động bằng đai nên máy hoạt động êm, dễ thay thế và bảo dưỡng

- Hai trục ru lô nghiêng kết hợp với máng dẫn hướng hạt

- Hiệu suất bóc vỏ > 90%

- Tỉ lệ gãy vỡ < 3%

- Chi phí điện năng thấp

- Chi phí trục cao su thấp, nhưng nhanh mòn

1.4.2 Máy bóc vỏ do công ty Bùi Văn Ngọ chế tạo.

Trọng lượng máy

Kích thước tổng thể(DxRxC)

+ Đặc điểm:

- Cấu trúc đơn giản, kích thước nhỏ gọn

- Tự động nén trục cao su thông qua xy lanh khí nén

- Hai trục cao su nghiêng kết hợp với máng dẫn hướng hạt

- Hiệu suất bóc vỏ 85 - 95%

- Tỉ lệ gãy vỡ thấp

1.4.3 Máy bóc vỏ do công ty Hưng Thịnh chế tạo.

Hình 1.7: Máy bóc vỏ lúa HT-PHE 310

+ Đặc tính kỹ thuật

động cơ

Vòng quaytrục chính

Trọng lượng máy

Kích thước tổng thể(DxRxC)

+ Đặc điểm:

- Lắp đặt và vận hành dễ dàng

- Điều chỉnh khe hở giữa hai trục cao su bằng tay

- Hai trục cao su nghiêng kết hợp với máng dẫn hướng hạt

cách bốc lên kiểm tra dựa vào kinh nghiệm, tùy theo chất lượng gạo đầu ra mà điều chỉnhcác giá trị áp lực khí nén (tương ứng là giá trị cường độ dòng điện hiển thị).

+ Chưa kiểm soát đươc độ mòn của trục cao su

1.6 Mục tiêu của luận văn

Nghiên cứu cải tiến máy bóc vỏ nhằm nâng cao năng suất, đạt tỷ lệ bóc vỏ và tỷ lệ gãy vỡmong muốn

1.7 Những nội dung cần thực hiện

 Nghiên cứu đề xuất các sơ đồ nguyên lý, sơ đồ động và lựa chọn phương án hợplý

 Phân tích các thông số ảnh hưởng đến các yếu tố mục tiêu năng suất, tỷ lệ bóc vỏ,

tỷ lệ gãy vỡ của quá trình bóc vỏ

 Phân tích những vấn đề cần khắc phục và đề xuất các giải pháp cải tiến.

 Tính toán, thiết kế các chi tiết và bộ phận máy của máy bóc vỏ đảm bảo năng suất4÷5 tấn/h

 Thiết kế hệ thống điều khiển máy bóc vỏ

1.8 Phạm vi nghiên cứu của luận văn

Luận văn chỉ giới hạn nghiên cứu trong các phạm vi sau:

- Nghiên cứu, đề xuất các phương án cải tiến máy bóc vỏ nhằm nâng cao năng suất,đảm bảo tỷ lệ bóc vỏ va tỷ lệ gãy vỡ theo yêu cầu

- Tính toán, thiết kế cơ khí máy bóc vỏ, đảm bảo năng suất 5 tấn/h

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ SƠ ĐỒ

ĐỘNG CHO MÁY BÓC VỎ.

2.1 Bản chất của quá trình bóc vỏ:

- Mục đích của quá trình bóc là bóc lớp vỏ trấu của thóc để thu gạo lức

- Hạt thóc được đặc trưng bởi các tính chất cơ lý sau: Độ bền của mối liên kết giữa

vỏ và nhân, khả năng của nhân chống lại các lực tác dụng trong quá trình bóc vỏ Ngoài ra

trong quá trình bóc vỏ còn chịu ảnh hưởng của các thông số vật lý như: độ ẩm, hình dạng,kích thước, độ đồng nhất, trọng lượng 1000 hạt, trọng lượng riêng… Dưới tác dụng của các bộ phận làm việc của máy bóc vỏ, lớp vỏ trấu chịu sự biến dạng phức tạp - nén, xé,

ma sát Kết quả là mối liên kết giữa vỏ trấu và nhân bị phá vỡ, vỏ trấu bị tách ra

- Nhiệm vụ chủ yếu của quá trình bóc vỏ là phá vỡ một cách tối đa mối liên kết vỏ - nhân trong mỗi lần hạt đi qua máy bóc vỏ, đồng thời phải tránh làm nhân bị vỡ nát Để thỏa mãn điều kiện trên cần khống chế độ làm việc của máy sao cho lực phá vỡ vỏ trấu là lớn nhất nhưng không vượt quá giới hạn độ bền cho phép của nhân

- Căn cứ theo nguyên lý tác dụng của lực, máy bóc vỏ có các dạng như hình 2.1

a) b)

Hình 2.1: Các nguyên lý tác dụng lực

a) Ma sát b) Dịch trượt

2.2 Phân tích nguyên lý của các loại máy bóc vỏ :

2.2.1 Máy bóc vỏ hai dĩa đá :

Dựa theo nguyên lý ma sát

Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy bóc vỏ hai dĩa đá

1 Phễu cấp liệu; 2 Tay quay điều chỉnh khe hở; 3 Dĩa cố định

4 Lớp đá nhân tạo; 5 Dĩa quay; 6 Động cơ; 7 Puly truyền động

Hình 2.3: Máy bóc vỏ dạng hai đĩa đá

 Nguyên lý làm việc:

Máy gồm hai dĩa bằng thép đặt nằm ngang (3) và (5), trên mặt dĩa có đắp một lớp đánhân tạo (4) làm bằng hỗn hợp bột đá và xi măng kết dính cao Dĩa cố định (3) có lỗ nhậpliệu giữa tâm, được lắp trên 3 điểm treo có thể điều chỉnh nâng lên hạ xuống được bằngtay quay điều chỉnh khe hở (2) để thay đổi kích thước khe hở giữa hai mặt đá và điềuchỉnh độ song song của khe hở Thóc vào phễu cấp liệu (1), đi vào khe hở giữa 2 dĩa đá

Do kích thước khe hở nhỏ hơn đường kính hạt nên hạt bị nén giữa hai dĩa, phản lực chốnglại lực nén sẽ sinh lực ma sát giữa hạt với dĩa trên và dĩa dưới, làm cho vỏ trấu bị vỡ vàtách hoàn toàn khỏi nhân hạt Đồng thời do tác động quay của dĩa làm phát sinh lực lytâm có xu hướng làm văng hạt ra khỏi vùng xay Hỗn hợp thu được ở ngõ ra bao gồm:gạo, tấm, thóc, cám, sạn và trấu

Ưu điểm:

o Làm việc ổn định, dễ vận hành, lắp đặt và bảo trì

o Cấu tạo đơn giản, dĩa đá lâu mòn

o Kết cấu máy đứng vững, các chi tiết máy chuyển động được cân bằng tốt

o Hiêu suất bóc vỏ tương đối cao 65 – 70%

2.2.2 Máy bóc vỏ cặp trục cao su ngang:

Dựa theo nguyên lý dịch trượt

Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý máy bóc vỏ cặp trục cao su ngang.

1 Phễu cấp liệu; 2 Trục phân phối liệu; 3 Tấm rãi liệu;

4 Vít chỉnh tấm rãi liệu; 5 Động cơ;

6 Trục cao su quay chậm; 7 Trục cao su quay nhanh

 Nguyên lý làm việc:

Thóc được đưa qua phễu cấp liệu (1), lưu lượng thóc vào được điều chỉnh nhờ trụcrãi liệu (2), vít chỉnh tấm rãi liệu(4) để điều chỉnh tấm rãi liệu (3) tạo thành một lớpnguyên liệu đều suốt chiều dài trục cao su Hai trục cao su quay ngược chiều nhau, vàđược nén vào bằng xylanh khí nén Do tính chất của lực tác động lên hạt dựa vào sự phốihợp của lực nén và lực dịch trượt (nhờ có chênh lệch tốc độ vòng của trục nhanh và trụcchậm) mà hạt ở trong vùng làm việc giữa hai trục chịu biến dạng và ứng suất dẫn tới pháhuỷ lớp vỏ ngoài Hỗn hợp thu được ở ngõ ra bao gồm: gạo, tấm, thóc, cám, sạn và trấu

 Nhược điểm:

o Bề mặt cao su nhanh mòn, cần phải thay sau một thời gian làm việc

o Tỉ lệ gãy vỡ cao do va đập với trục cao su và cấp liệu không đều

2.2.3 Máy bóc vỏ cặp trục cao su nghiêng :

Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý máy bóc vỏ cặp trục cao su nghiêng

1 Hệ thống cấp liệu; 2 Động cơ; 3 Máng nghiêng chảy liệu;

4 Trục cao su di động; 8 Trục cao su cố định

 Nguyên lý làm việc:

Giống máy bóc vỏ trục cao su ngang nhưng hai trục cao su được đặt nghiêng góc 300

và có thêm hệ thống cấp liệu đầu vào (1) để đảm bảo năng suất cấp liệu đầu vào và mángnghiêng chảy liệu (3) có tác dụng đưa 1 lớp mỏng nguyên liệu vào đúng khe hở giữa haitrục cao su nên nguyên liệu được cấp vào đều đặn và tránh va đập

 Ưu điểm:

o Hai trục cao su nghiêng kết hợp với máng dẫn hướng liệu

2.3 Thiết kế sơ đồ động cho máy bóc vỏ cặp trục cao su nghiêng

Cấu hình của máy bóc vỏ trục cao su nghiêng phải thực hiện được các chuyển độngsau:

- Chuyển động quay cặp trục cao su, quạt thổi

- Chuyển động quay của trục cao su động để ép vào trục cao su cố định

- Chuyển động lắc của trục puly căng đai

- Chuyển động lắc của máng dẫn liệu

- Chuyển động rung của máng rung cấp liệu

Trên cơ sở các chuyển động cần có đó, tiến hành phân tích và lựa chọn các phương

án cho sơ động của máy như sau:

- Đối với chuyển động quay của cặp trục cao su, quạt thổi, trục rãi liệu: Dùng động

cơ không đồng bộ 3 pha, thông qua bộ truyền đai

- Đối với chuyền động lắc để ép trục cao su động vào trục cao su cố định: có thểdùng xy lanh khí nén hoặc động cơ bước Nếu sử dụng động cơ bước sẽ điều khiểnkhe hở giữa hai trục cao su chính xác hơn, tỷ lệ bóc vỏ cao hơn, nhưng giá thànhcao Nếu sử dụng xylanh khí nén sẽ cho tỷ lệ bóc vỏ đạt yêu cầu, giá thành thấp Vìvậy việc sử dụng xylanh khí nén để tạo áp lực lên trục là thích hợp

- Chuyển động rung của sàng rung cấp liệu: Dùng động cơ rung kết hợp với lò xo dokết cấu nhỏ gọn và điều chỉnh năng suất đạt độ chính xác cao

- Chuyển động lắc của trục puly căng đai: Dùng bulong căng đai, kết cấu đơn giản

- Chuyển động lắc của máng dẫn liệu: Dùng vít chỉnh

Sau khi lựa chọn các cơ cấu và các thông số nhằm đảm bảo năng suất và chất lượngtrong quá trình bóc vỏ kết hợp với tính toán động học sơ bộ, sơ động của máy được thiết

kế như hình 2.6

Hình 2.6: Sơ đồ động của máy bóc vỏ trục cao su

Sơ đồ động của máy được vận hành như sau:

Động cơ (4) truyền động cho trục cao su cố định (12) và trục cao su di động(3) thông qua

bộ truyền đai thang, bộ phận căng đai(1) dùng để căng đai khi đai bị chùng Máng rung cấpliệu (6) sử dụng động cơ rung (7) và lò xo (5) để cấp liệu đều đặn và tạo thành một lớp mỏng

đi vào khe hở giữa hai trục cao su Khi trục cao su bị mòn, khe hở giữa hai trục cao su tănglên, khi đó ta điều chỉnh khe hở giữa hai trục cao su bằng xylanh khí nén (11), đồng thời taphải điều chỉnh vị trí của máng nghiêng dẫn liệu (9) vào đúng khe hở giữa hai trục cao subằng vít chỉnh (10)

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NHỮNG

YẾU TỐ MỤC TIỀU CỦA QUÁ TRÌNH BÓC VỎ

3.1 Những yếu tố mục tiêu của quá trình bóc vỏ

- Về phương diện lý thuyết có thể coi kết quả của quá trình bóc vỏ là cho ta 2 sản phẩm - gạo lức và trấu Trong thực tế do chịu ảnh hưởng cúa các tính chất cơ lý của hạt vàmức độ không hoàn thiện của máy mà hỗn hợp luôn bao gồm các thành phần - gạo lức, thóc, trấu, tấm và cám

- Quá trình bóc được tiến hành tốt bao nhiêu thì tỷ lệ thóc, tấm và cám trong hỗn hợp bóc vỏ nhỏ bấy nhiêu (tỷ lệ gạo lức và tương ứng là tỷ lệ trấu sẽ lớn bấy nhiêu)

- Để đánh giá quá trình làm việc của máy bóc vỏ cần thiết phải xác định các yếu tố mục tiêu: Năng suất bóc vỏ, tỷ lệ bóc vỏ, tỷ lệ gãy vỡ sau khi qua máy

 v: vận tốc trung bình của lớp hạt trong vùng làm việc

 δ: giá trị khe hở trung bình giữa các trục trong vùng làm việc, m

 γ: khối lượng thể tích của sản phẩm trước khi bóc vỏ, tấn/m3

 φ: hệ số nạp đầy thể tích ở vùng xay, φ = 0,5 ÷ 0,6

+ Tỷ lệ bóc vỏ KB

Tỷ lệ bóc vỏ đặc trưng về mặt số lượng cho quá trình làm việc của máy bóc vỏ Nóđược xác định bằng tỷ số lượng thóc được bóc vỏ sau mỗi lần bóc vỏ so với lượng thóctrước khi cho vào máy bóc vỏ

+ Tỷ lệ gãy vỡ KGV

Tỷ lệ gãy vỡ đặt trưng về mặt chất lượng cho quá trình làm việc của máy bóc vỏ Nóđược xác định bằng tỷ số giữa lượng tấm, cám trên tòan bộ lượng nhân bị bóc vỏ (gạo lức,tấm , cám)

Nghĩa là:

GV

T C K

K, T, C – tương ứng là khối lượng gạo lức nguyên, tấm, cám, khi qua máy bóc vỏ

Tỷ lệ gãy vỡ đánh giá mức độ chính xác của quá trình bóc vỏ Giá trị của hệ số này càng nhỏ thì tỷ lệ tấm và cám càng thấp và như vậy quá trình bóc vỏ tiến hành tốt, hiệu suất công nghệ chung của máy bóc vỏ càng tăng

+ Kết luận:

Những yếu tố mục tiêu của quá trình bóc vỏ phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khácnhau, có thể xếp chúng vào hai nhóm sau:

- Các thông số của nguyên liệu

- Các thông số kỹ thuật và vận hành của máy bóc vỏ

3.2 Các thông số ảnh hưởng đến những yếu tố mục tiêu:

3.2.1 Các thông số của nguyên liệu:

Các thông số của nguyên liệu bao gồm: Các thông số vật lý của thóc, loại thóc, độ

ẩm thóc

3.2.1.1 Các thông số vật lý của thóc:

Điều cần lưu ý nhất của trấu là sự có mặt của silic với tỷ lệ tương đối cao làm cho trấu

và hạt thóc thường gây hư hỏng rất nhiều các thiết bị chế biến do mài mòn trục cao su và các phương tiện chuyển tải bên trong giữa các máy

+ Hạt gạo lức:

Hạt gạo lức được bọc bằng một màng chất xơ gọi là vỏ hạt Vỏ hạt trong mờ và hơi xám, được xem như là thuộc về hạt thóc nhưng lại dễ dàng bị bóc đi trong quá trình xát trắng gạo

Phần còn lại của hạt thóc được gọi là nội nhũ chủ yếu là tinh bột

Ở phần cuối của hạt gạo, chỗ hạt được dính vào chùy hoa của cây lúa là phôi, dính vàonội nhũ tinh bột Phôi này chỉ được bao bọc một phần bởi các tế bào tinh bột Trong quá trình xát gạo, phôi này bị bóc đi

b Các thông số vật lý của hạt thóc [27]

+ Kích thước:

Kích thước của hạt thóc không thống nhất ngay cả trong cùng một giống lúa vì có sự biến động của râu và của cuống hoa.

+ Nếp gấp cài kín vào nhau của hai mảnh trấu

Các mảnh trấu được ghép với nhau bằng một nếp gấp đôi Cần có lực để mở nếp gấp

ấy trong quá trình bóc vỏ trấu, điều này làm khó cho việc thiết kế máy bóc vỏ với mục đích tránh gãy vỡ hạt không cần thiết

+ Góc ma sát

Góc được đo từ mặt phẳng nằm ngang, lúc mà hạt bắt đầu xuống phía dưới trên một mặt phẳng nhẵn bằng gỗ, dưới tác động của trọng lực

Hình 3.2: Góc ma sát hạt thócThông thường góc ma sát được xác định bằng cách dùng một tấm gỗ nhẵn ở vị trí nằmngang trên đó có rải một lớp thóc mỏng Tấm gỗ được nghiêng từ từ cho đến lúc hạt thóc bắt đầu chuyển động xuống phía dưới.Góc nghiêng được cố định lại lúc tất cả hạt đều dịch chuyển hết do trọng lực Góc nghiêng cố định lúc ấy là góc ma sát Đối với thóc hệ

số ma sát khoảng 350 – 400

Góc ma sát quan trọng trong việc thiết kế các phễu chứa liệu, các phương tiện tồn trữ rời và các ống xả hạt Góc ma sát đối với mỗi loại hạt khác nhau thì khác nhau vì nó phụ thuộc vào độ nhẵn của bề mặt và độ ẩm của hạt.

+ Tỷ trọng hạt thóc khoảng 500 kg/m3

+ Khối lượng của 1000 hạt thóc khoảng 23 – 30g

3.2.1.2 Phân loại thóc theo kích thước

Thóc được phân thành 4 loại theo chiều dài của hạt gạo lức nguyên:

+ Loại rất dài: thóc có 80% hạt gạo lức nguyên có chiều dài  7,5mm

+ Loại dài: thóc có 80% hạt gạo lức nguyên có chiều dài  6,5mm và < 7,5mm

+ Loại trung bình: thóc có 80% hạt gạo lức nguyên có chiều dài 5,5mm và < 6,5mm + Loại ngắn: thóc có 80% hạt gạo lức nguyên có chiều dài < 5,5mm

Ngoài ra thóc còn được phân loại theo thứ loại thóc

Thứ loại thóc được qui ra bằng tỷ lệ chiều dài/chiều rộng của hạt gạo lức nguyên

- Hiện nay, do thiếu máy sấy, công nghiệp xay xát lúa gạo ở ĐBSCL đã phải biếnhóa thích ứng, nghĩa là phải xay được lúa còn hơi ẩm, có độ ẩm cao từ 15-17%, thậm chí

là 18-19% [3]

- Theo báo cáo về nghiên cứu khoa học của Đại học Cần thơ thì độ ẩm sẽ ảnh hưởngđến năng suất và tỷ lệ thu hồi gạo nguyên của quá trình xay xát Theo đó thì, tương ứng

với độ ẩm 16% thì tỷ lệ gạo thu hồi là 54,8%, với độ ẩm 15% thì tỷ lệ gạo thu hồi là56,6% và độ ẩm 14% thì tỷ lệ thu hồi là 59,63% [24].

Qua các tài liệu thống kê được về giá trị độ ẩm của thóc ảnh hưởng đến chất lượnggạo xay xát, trong đó thì giá trị độ ẩm tốt nhất là 14 – 15% Do đó, nếu vẫn sử dụng thócvới nhiều độ ẩm khác nhau thì chất lượng gạo cũng sẽ khác nhau, với những loại thóc có

độ ẩm cao thì chất lượng gạo xay xát sẽ thấp

Một số phương án xay xát gạo còn phụ thuộc vào nhà sản xuất:[3]

+ Phương án 1: Xay xát với độ ẩm như hiện nay Với độ ẩm như hiện nay thường

khoảng từ 16 – 19%, thì dây chuyền vẫn đảm bảo có thể xay xát được, tuy nhiên thì chấtlượng gạo không cao, tỷ lệ gãy vỡ lớn, tỷ lệ gạo nguyên thu hồi không cao Theo khảo sátthì với độ ẩm như hiện nay, các nhà máy xay xát chỉ đạt 60 – 66% tổng thu hồi, gạonguyên chỉ đạt được 40 – 48% Nếu dùng gạo trên để tái chế xuất khẩu thì tiếp tục làmgạo gãy vỡ nhiều hơn Cuối cùng 100 kg lúa chỉ được 33% gạo nguyên xuất khẩu Thiệthại ước tính khoảng 18% giá trị lúa, khoảng 100 triệu USD với 3 triệu tấn gạo xuất khẩu

và gấp 28 lần tiền lời do công gia công xay xát của các chủ nhà máy

+ Phương án 2: Xử lý thóc trước khi đưa vào dây chuyền nhằm đảm bảo thóc có

độ ẩm nằm trong khoảng yêu cầu từ 14 – 15% Với giá trị độ ẩm này thì chất lượng gạoxay xát sẽ cao hơn, tỷ lệ gãy vỡ thấp hơn và tỷ lệ gạo thu hồi cao hơn Tuy nhiên, vớiphương án này, nhà sản xuất phải đầu tư một hệ thống sấy thóc năng suất lớn để đảm bảonăng suất của dây chuyền Với chi phí sấy chỉ chiếm 5% giá lúa, nếu áp dụng được hệthống sấy vào dây chuyền sẽ tăng lợi nhuận cho nhà sản xuất

Do đó, ta sẽ chọn phương án 2 để thiết kế máy, nghĩa là phải xử lý thóc trước khi đưa vàomáy nhằm đảm bảo thóc có độ ẩm từ 14 -15%

3.2.2 Các thông số kỹ thuật và vận hành của máy bóc vỏ

Các thông số kỹ thuật và vận hành của máy bóc vỏ ảnh hưởng đến các yếu tố mục tiêu bao gồm:

- Hệ thống cấp liệu đầu vào

- Kích thước cặp trục cao su

- Vận tốc dài và chênh lệch vận tốc dài của cặp trục cao su

- Khe hở giữa cặp trục cao su

- Phương pháp điều chỉnh khe hở giữa cặp trục cao su.

- Vị trí của máng nghiêng cấp liệu

- Độ cứng của trục cao su

3.2.2.1 Hệ thống cấp liệu đầu vào

Hệ thống cấp liệu đầu vào phải đảm bảo ổn định năng suất cấp liệu đầu vào và phải điều khiển được năng suất cấp liệu để đảm bảo năng suất bóc vỏ mong muốn

Ngoài ra, cấp liệu cho cặp trục cao su rất quan trọng Lớp hạt từ phễu chứa liệu chảy xuống, qua máng dẫn liệu phải được tạo thành một lớp mỏng và đều suốt chiều dài trục Nếu lớp liệu dồn vào giữa hoặc ra hai đầu trục thì ở đó mặt cao su sẽ mòn nhanh hơn, tạo khe hở không đều trên chiều dài trục, dẫn đến có chỗ bóc vỏ không triệt để, có chỗ hạt bị chèn gãy nhiều, làm giảm năng suất máy, tăng tỷ lệ gãy vỡ Đồng thời trục cao su mau chóng phải thay vì mòn không đều

3.2.2.2 Kích thước cặp trục cao su

Kích thước trục cao su càng lớn thì năng suất càng cao, tuy nhiên trục không nên quálớn, trục quá lớn sẽ gây mất cân bằng, rung động [5]

Các thông số kích thước trục cao su trong các tài liệu tham khảo như sau:

Bảng 3.1: Kết quả thống kê về đường kính và chiều dài của trục cao su

STT

Đường kính trục cao su (mm)

Chiều dài trục cao su (mm)

Năng suất (Tấn/h) Tài liệu

Kết luận: Chọn kích thước cặp trục cao su của máy bóc vỏ là 254x254 mm vì với

các kết quả thống kê được thì với kích thước này sẽ đảm bảo được năng suất là

4-5 tấn/ giờ

3.2.2.3 Vận tốc dài và chênh lệch vận tốc dài của cặp trục cao su.

Để máy bóc vỏ có thể bóc được lớp vỏ trấu của hạt thóc thì hai trục cao su phải cóvận tốc khác nhau và ngược chiều Sự chênh lệch vận tốc là nguyên nhân gây nên lực dịchtrượt bóc vỏ hạt Chênh lệch vận tốc ảnh hưởng trực tiếp đến tỷ lệ bóc vỏ, tỷ lệ gãy vỡ vànăng suất của máy Vận tốc càng lớn thì năng suất của máy càng cao Chênh lệch vận tốccàng lớn hiệu suất bóc vỏ càng cao, nhưng tỷ lệ gãy vỡ càng lớn và trục cao su nhanhmòn Do đó cần chọn đường kính, vận tốc dài, chênh lệch vận tốc dài của cặp trục cao suhợp lý để đạt được tỷ lệ bóc vỏ và tỷ lệ gãy vỡ theo yêu cầu Trong máy bóc vỏ, trục cao

su cố định sẽ có vận tốc dài lớn hơn trục cao su di động [5], [7]

Bảng 3.2: Thống kê giá trị vận tốc cặp trục cao su từ các tài liệu

STT Thông tin từ tài

liệu thu được

Vận tốc trục cao su

cố định (m/s)

Vận tốc trục cao su

di động (m/s)

Chênh lệch vận tốc (m/s)

Chênh lệch vận tốc (%)

Tài liệu

1 9,6-10,6m/s 11 - 13 9,6-10,6 1,4 – 2,4 15-18% [7]

5 22 – 23% Không có Không có Không có 22 – 23% [10]

Qua bảng thống kê các giá trị của vận tốc trục cao su, thì vận tốc trục cao su cốđịnh thường dao động từ 10 – 14 m/s và vận tốc trục cao su di động dao động từ

7 - 10 m/s

Kết luận: Chọn độ chênh lệch vận tốc là khoảng 2-3 m/s, với độ chênh lệch

khoảng 20% giữa trục cao su nhanh và chậm Thông qua các bài báo, các Patents, cácEbook, … thì với độ chênh lệch vận tốc trên thì hiệu suất bóc vỏ là cao nhất

- Vận tốc dài trục cao su cố định: 12 m/s

- Vận tốc dài trục cao su di động: 9 m/s

3.2.2.4 Khe hở giữa cặp trục cao su:

Khe hở giữa hai trục cao su quyết định đoạn đường hạt chịu tác dụng nén và xé(trường tác dụng) lớn hay nhỏ, và do đó ảnh hưởng rõ rệt đến tỷ lệ bóc vỏ và tỷ lệ gãy vỡ.Khe hở càng nhỏ, tỷ lệ bóc vỏ càng cao nhưng đồng thời tỷ lệ gãy vỡ lớn Khe hở nàygiảm đến mức nào đó thì hiệu suất bóc vỏ không tăng lên tương ứng nữa, bởi vì khi đóchênh lệch vận tốc đã bị giảm Do đó ta phải điều chỉnh khe hở sao cho tỷ lệ bóc vỏ caonhất có thể và tỷ lệ gãy vỡ đạt yêu cầu

Bảng 3.3: Thống kê giá trị khe hở giữa cặp trục cao su trong các tài liệu.

3 0,45 - 0,5 mm [5]

Thực

Với giá trị trong các tài liệu hiện có, ta thấy rằng đa số các tài liệu đều lựa chọn

có khe hở của cặp trục cao su dao động trong khoảng 0,5 – 1 mm để đảm bảo được tỷ lệbóc vỏ, tỷ lệ gãy vỡ và duy trì tuổi thọ của cặp trục cao su

Kết luận: Chọn khe hở của cặp trục cao su là 0,8 mm vì theo quá trình nghiên cứu

các tài liệu, các patents, các bài báo,…cho thấy khe hở của cặp trục cao su phải hợp lý để tránh hiện tượng mài mòn cao su làm giảm đến tuổi thọ của cao su và làm gãy vỡ hạt, đồng thời khe hở phải nhỏ hơn đường kính hạt thóc để đảm bảo hiệu suất bóc vỏ là tốt nhất

3.2.2.5 Phương pháp điều chỉnh khe hở giữa cặp trục cao su :

Khe hở của cặp trục cao su quyết định đoạn đường hạt chịu tác dụng nén lớn haynhỏ, và ảnh hưởng đến tỷ lệ bóc vỏ và tỷ lệ gãy vỡ Trong quá trình vận hành, trục cao su

bị mòn, làm cho khe hở của đôi trục cao su lớn lên, ảnh hưởng đến hiệu suất bóc vỏ Do

đó, trong quá trình vận hành cần phải điều chỉnh khe hở cặp trục cao su để duy trì khe hởtheo yêu cầu và đảm bảo hiệu suất bóc vỏ, tỷ lệ gãy vỡ theo yêu cầu [5]

Các phương pháp điều chỉnh khe hở cặp trục cao su:

a Dùng xylanh khí nén

b Dùng động cơ bước

c Điều chỉnh thủ công

Bảng 3.4: Thống kê các cơ cấu điều chỉnh khe hở trong các tài liệu

1 Dùng xylanh khí nén [20], [14], [17], [22]

Và một số các hãng sản xuất

Kết luận: Dùng xylanh khí nén để điều chỉnh khe hở giữa cặp trục cao su.

3.2.2.6 Vị trí của máng nghiêng cấp liệu

- Nếu rải liệu ở cách xa khe hở giữa hai trục cao su, hạt sẽ va đập nhiều lần trên trục cao

su làm tăng tỷ lệ gãy vỡ [7]

Hình 3.3: Quá trình rơi của thóc khi rãi liệu ở xa

- Nếu hướng rải liệu vuông góc với đường nối tâm 2 trục cao su và cách khe hở giữa haitrục cao su càng nhỏ thì hiệu suất bóc vỏ càng cao và tỷ lệ gãy vỡ càng nhỏ do giảm sốlần va đập

Hình 3.4: Quá trình rơi của thóc khi rãi liệu vào giữa khe hở cặp trục cao su.

Bảng 3.5: Kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của vị trí cấp liệu [7]

(g)

T.Tấm

(g)

Thóc chưa bóc

vỏ (g)

Tỉ lệ bóc vỏ

3.2.2.7 Độ cứng của trục cao su.

Độ cứng của cao su có ảnh hưởng đến tỷ lệ bóc vỏ, tỷ lệ gãy vỡ và thời gian làm việccủa trục cao su Trục cao su có độ cứng thấp, gạo gãy ít, nhưng tỷ lệ bóc vỏ không cao và cao

su dễ bị mòn Trục cao su có độ cứng cao thì tỷ lệ bóc vỏ cao, trục lâu mòn nhưng tỷ lệ gãy

vỡ lớn Hiện nay phổ biến là dùng trục cao su có độ cứng khoảng 85-90 độ (đơn vị độ cứngcao su) Trong quá trình bóc vỏ, do ma sát giữa trục cao su và thóc, nhiệt độ của cao su tănglên, do đó độ cứng của cao su giảm xuống và mau mòn [5]

CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN KHẮC PHỤC VÀ ĐỀ

XUẤT CÁC GIẢI PHÁP CẢI TIẾN.

4.1 Phân tích những vấn đề cần khắc phục :

4.1.1 Vấn đề 1: Năng suất máy không ổn định.

Hình 4.1: Sơ đồ phân tích nguyên nhân năng suất không ổn định

Từ sơ đồ trên ta thấy nguyên nhân gốc rễ của vấn đề năng suất không ổn định là do:

 Chưa có hệ thống cấp liệu tự động, năng suất cấp liệu không ổn định

 Không kiểm soát được năng suất cấp liệu đầu vào dẫn đến năng suất máy không ổn định.

 Việc vận hành hệ thống cấp liệu hoàn toàn phụ thuộc vào tay nghề của người nông dân

4.1.2 Vấn đề 2: Tỷ lệ bóc vỏ không ổn định :

Hình 4.2: Sơ đồ phân tích nguyên nhân tỷ lệ bóc vỏ không ổn định

Từ sơ đồ trên ta thấy nguyên nhân gốc rễ của vấn đề tỷ lệ bóc vỏ không ổn định là do:

 Chưa giám sát được độ mòn của trục cao su

 Chưa điều chỉnh vị trí máng rãi liệu theo độ mòn

 Chưa điều chỉnh vận tốc trục cao su theo độ mòn

 Phụ thuộc nhiều vào tay nghề của người công nhân, cài đặt áp suất khí nén không chính xác.

4.1.3 Vấn đề 3: Tỷ lệ gãy vỡ không ổn định.

Hình 4.3: Sơ đồ phân tích nguyên nhân tỷ lệ gãy vỡ không ổn định

Từ sơ đồ trên ta thấy nguyên nhân gốc rễ của vấn đề tỷ lệ gãy vỡ không ổn định là do:

 Chưa giám sát được độ mòn của trục cao su

 Chưa điều chỉnh vị trí máng nghiêng rãi liệu theo độ mòn

 Phụ thuộc nhiều vào tay nghề của người công nhân

4.2 Đề xuất các giải pháp cải tiến :

4.2.1 Hệ thống cấp liệu tự động :

4.2.1.1 Đề xuất các phương án cấp liệu :

a Cấp liệu kiểu vít tải.

Hình 4.4: Thiết bị cấp liệu kiểu vít tải.

Hình 4.5: Thiết bị cấp liệu bằng máng rung.

 Ưu điểm:

+ Kết cấu nhỏ gọn

+ Năng suất cấp liệu cao và ổn định

+ Điều chỉnh năng suất cấp liệu dễ dàng bằng cách thay đổi tốc độ động cơ rung

 Nhược điểm:

+ Chi phí cao

c Cấp liệu định lượng dạng băng tải

Hình 4.6: Thiết bị cấp liệu định lượng dạng băng tải

 Ưu điểm:

+ Cân liên tục dòng nguyên liệu

+ Độ chính xác cao