Thiết kế máy sạc bắp

Bắp là cây lương thực ngắn ngày mang lại hiệu quả kinh tế cao cho người nông dân.

Trang 1

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ CÔNG VIỆC TRỒNG

VÀ THU HOẠCH BẮP

I Giới thiệu về cây bắp:

Bắp là cây lương thực ngắn ngày mang lại hiệu quả kinh tế cao cho người nông dân Cùng với sự phát triển của nghành chăn nuôi, nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm làm từ hạt bắp tăng lên rất cao, hiện nay bắp là cây cho sản lượng hàng năm cao hơn bất kỳ cây lương thực nào

Hạt bắp còn được dùng để chuyển hóa thành chất dẻo hay vải sợi Một lượng bắp nhất định được thủy phân hay xử lý bằng enzym để sản xuất xi rô, cụ thể là xi rô chứa nhiều fructoza, gọi là xi rô ngô, một tác nhân làm ngọt và đôi khi được lên men để sau đó chưng cất trong sản xuất một vài dạng rượu Rượu sản xuất từ bắp theo truyền thống là nguồn của wisky bourbon Etanol từ ngô cũng được dùng ở hàm lượng thấp (10% hoặc ít hơn) như là phụ gia của xăng làm nhiênliệu cho một số động cơ để gia tăng chỉ số octan, giảm ô nhiễm và giảm cả mức tiêu thụ xăng (ngày nay gọi chung là các nhiên liệu sinh học)

Với tầm quan trọng của việc sản xuất bắp như vậy nên diện tích trồng bắp tăng lên rất nhiều, hình thành các vùng chuyên canh cây bắp Để năng xuất ngày càng cao giá thành đầu tư giảm các biện pháp canh tác tiên tiến, các loại giống mới cho năng suất cao đã được ứng dụng vào trong sản xuất

Trong công tác thu hoạch các loại máy móc tiên tiến đã được đưa vào sử dụng, nhờ đó sản phẩm làm ra có chất lượng tốt hơn, lượng nhân công lao động giảm, dẫn tới giá thành giảm, tăng tính cạnh tranh của hàng hoá nước ta trong quá trình hội nhập

a Công nghệ làm đất :

Cày đất lên phơi ải để làm sạch cỏ, tăng lượng Oxi trong đất, tăng lượng visinh vật có lợi, làm thoát và phân huỷ các chất gây hại cho cây trồng

Trang 2

Sau khi phơi ải khoảng một tuần thì tiến hành phay tơi đất ra, phay càng sâucàng tơi càng tốt Phay sâu khoảng 20cm Khi đất được làm kĩ thì cây bắp saunày sẽ sinh trưởng tốt.

b Làm đất trước khi gieo và gieo:

Tiến hành rạch hàng cho cây, hàng cách hàng 80cm,sâu 15cm sau khi rạchhàng tiến hành bón lót bằng phân hữu cơ hoặc phân NPK

Thực hiện công việc gieo hạt vào các hàng đã rạch, hạt cách hạt 20cm saukhi gieo tiến hành phủ một lớp đất mỏng lên trên

c Chăm sóc sau khi gieo:

Sau khi gieo 20-25 ngày tiến hành bỏ phân, làm cỏ, vun gốc cho bắp

Khoảng 50-60 ngày sau khi gieo thì tiến hành bón phân đợt hai, vun gốc,làm cỏ lần hai

Nếu cây bắp bị bệnh hoặc sâu hại thì ta tiến hành phun thuốc trị

Cần giữ độ ẩm trong đất vừa đủ cho cây bắp phát triển tốt, thiếu hay thừaTuỳ thuộc vào khí hậu và đất đai của địa phương mà ta tiến hành chăm sóccho phù hợp

Sau khi thu hoạch về ngô còn tươi dễ bị hỏng hạt ta cần tiến hành sạc bắpngay Sau đó đem ra phơi hoặc sấy khô cho đến khi đạt độ ẩm theo yêu cầu thìtiên hành đóng bao đem vào kho lưu giữ

3) Tiêu chuẩn một giống bắp tốt :

Một giống bắp tốt có các đặc điểm sau:

- Độ thuần khiết của giống cao

- Cây phát triển tốt thân to nhiều lá kích thước lá to

- Sức chống chịu với ngoại cảnh tốt như chịu hạn, chịu úng, có sứcbền đề kháng cao kháng sâu bệnh có hại, thích nghi với điều kiện thời tiết củađịa phương

Sơ chế thuận lợi đạt chất lượng cao, thành phần đạt chất lượng tốt

II Giới thiệu về quá trình thu hoạch bắp:

Bắp sau khi đã già đạt đủ độ cứng của hạt thì sẽ được bẻ về, công việc này

ở nước ta chủ yếu thực hiện thủ công

Trang 3

Hiện nay đã có loại máy thu hoạch ngô (TBN – 2 ) do Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch nghiên cứu sản xuất Máy này thu hoạch bắp đạt năng suất bằng 40-50 lao động phổ thông, năng suất thu hoạch 0,2 ha/giờ, tỉ lệ hao hụt dưới 3%, tuy có nhiều ưu điểm song loại máy này vẫn chưa được sử dụng rộng rãi do giá thành còn cao.

Thông thường người ta tiến hành bẻ bắp vào những ngày trời nắng để tránhbắp bẻ về bị hỏng

a) Quá trình tách hạt thủ công:

Quả bắp sau khi được hái về sẽ được tiến hành bóc vỏ rồi tách hạt Sau đó hạt bắp sẽ được đem phơi khô, người ta cũng có thể phơi khô rồi mới bóc vỏ, tách hạt

- Cả hai phương pháp này cho năng suất rất thấp, chỉ phù hợp với hộ sản xuất nhỏ và có lao động nhàn rỗi

b) Tách hạt bằng máy:

Ở nước ta chủ yếu dùng các loại máy sau:

- Máy tách hạt từ quả bắp đã được bóc vỏ loại máy này cho năng suất cao song phải tốn nhiều thời gian và nhân công bóc vỏ

- Máy tách hạt từ quả bắp còn nguyên vỏ loại máy này cho năng suất rất cao Giảm được thời gian và lượng nhân công nhiều

Ngoài ra còn có loại máy thu hoạch bắp có thể tiến hành đồng thời thu hoạch, bóc vỏ và tách hạt Loại máy này có rất nhiều ưu điểm song ở nước ta chưachế tạo được phải nhập từ nước ngoài về nên giá thành rất đắt, chưa có nhiều ở nước ta

Hạt bắp sau khi tách sẽ được phơi khô và vận chuyển đến nơi chế biến

Trang 4

thănh thănh phẩm.

III Quâ trình xử lý ngô thu hoạch cho đến quâ trình tâch hạt :

Sơ đồ xử lý bắp bằng thủ công

CHƯƠNG II QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BẮP NGÔ

Thu hoạch

Bóc lá

Phơi khô

Vận chuyển Tách hạtPhân loại

Làm

Trang 5

Qui trình công nghệ sản xuất hạt ngô khi được hâi khỏi cđy đến khi thănhphẩm, lă qui trình tương đối phức tạp, phải trải qua nhiều công đoạn chế biến

vă gia công Trong mỗi công đoạn chế biến thănh phần của bắp ngô thì bị phâhuỷ, mất mât câc chất có ảnh hưởng tốt đến chất lượng sản phẩm, đồng thờiloại bỏ câc chất có ảnh hưởng xấu Tuy nhiín quâ trình sản xuất tuỳ thuộc văotrình độ kỹ thuật, công nghệ, hệ thống thiết bị của từng nhă mây

Qui trình công nghệ của bắp được tóm tắt như sau:

a) Tâch hạt

Mục đích tâch hạt : Lấy hạt ra khỏi cùi bắp

Qui định vă tiíu chuẩn hạt sau khi tâch :

- Hạt không còn dính gốc liín kết cùi

- Khi sạc không được lăm vỡ hạt

về

Đưa vàomáy táchhạt Phân loạiPhơi khô

Nghiền

(thô)

thànhphẩm

Chuyểnvào kho

Trang 6

Tiêu chuẩn : mỗi bao trọng lượng 50kg sau khi đóng bao xong đượcchuyển vào kho chờ xuất hàng để tiêu thụ.

CHƯƠNG ΙΙ:

GIỚI THIỆU BẮP TRƯỚC VÀ SAU KHI SẠC.

CÁC YÊU CẦU CỦA MÁY SẠC

Trang 7

1 Các tính chất của trái bắp:

a) Độ ẩm của bắp:

Độ ẩm của bắp có liên quan mật thiết với độ bền giữa hạt và cùi bắp Độ

ẩm càng cao thì độ bền giữa hạt và cùi càng lớn Vì vậy độ ẩm ảnh hưởng trực tiếptới quá trình tách hạt

Để tạo thuận lợi cho quá trình sạc bắp bằng thực nghiệm ta thu được kết

quả độ ẩm mà máy có thể sạc đạt yêu cầu < 35%

b) Cơ tính của trái bắp:

- Liên kết giữa cùi và hạt : (5÷8) N

- Liên kết giữa cùi và hạt lép : 7 N

d) Thành phần cấu tạo của bắp ngô :

Cấu tạo của bắp ngô giống hình chóp

- Chiều dài của bắp ngô khoảng (160-200) mm

Trang 8

- Cùi và râu bắp chiếm khoảng 40-50%

f) Tính chất cơ lý hạt ngô

Những tính chất cơ lý quan trọng nhất được khảo sát lúc làm sạch và phânloại hạt là : Hệ thống thổi bay, kích thước hạt, dạng hạt, đặc tính (trạng thái ) bềmặt, trọng lượng riêng và tính đàn hồi

g) Thành phần hoá học trong từng phần của ngô(% chất ngô):

16,348,210,8025,032,757,55

8,277,40,3411,4116,851,27

h) Hàm lượng dinh dưỡng của ngô :

Giá trị dinh dưỡng trong 100g :

Trang 9

- Khối lượng riêng trái bắp: ( 200÷250) kg/m3

- Khối lượng riêng hạt bắp: ( 600÷700) kg/m3

- Hạt không còn dính gốc liên kết với cùi

- Không bị lẫn các phần tử nhỏ do cùi bắp bị vỡ, vỏ bắp bị xé nhỏ,…gâyra

- Hạt được tách hết ra khỏi cùi

2 Yêu cầu của máy sạc:

- Khi sạc không được làm vỡ hạt

- Không được để sót hạt trên cùi

Trang 10

- An toàn trong sử dụng.

- Dễ vận hành và sữa chữa thay thế

- Năng suất cao

Đặc biệt máy có thể dùng để tuốt lúa khi thay thế bộ phận lô trốngtách và máng trống

3 Một số hình ảnh về quả và hạt bắp:

Trang 12

CHƯƠNG 3:

CÁC PHƯƠNG PHÁP SẠC HIỆN NAY & CHỌN NGUYÊN LÝ

LÀM VIỆC CHO MÁY

1.Các phương pháp sạc hiện nay:

Ngoài phương pháp sạc thủ công đã được trình bày ở trên hiện nay ở nước

ta chủ yếu dùng hai loại máy sạc bắp chính là:

 Máy sạc dùng nguyên lý trục vít ống vít, loại máy này dùng trục vít để vừa phá vỡ liên kết giữa hạt và cùi vừa vận chuyển hạt đi ra ngoài ống bao, cùi thì được phóng ra miệng thoát

Loại máy này cho năng suất khá cao, kết cấu đơn giản dễ chế tạo dễ vận hành Song nó có nhược điểm là bắp phải được bóc vỏ trước khi sạc nên tốn nhiều công lao động, bắp cần phải có độ ẩm thấp thì sạc mới cho năng suất khá cao và hạt được tách sạch khỏi cùi

 Máy sạc dùng nguyên lý phân ly dọc trục, bắp nguyên vỏ được đưa từ bàn cấp liệu vào cửa vào 2 Trong quá trình làm việc, bắp sẽ nằm giữa các khoãng của vít xoắn và răng trống tách Dưới tác động của trống tách, bắp

sẽ chuyển động dọc theo trục trống đồng thời xoay quanh trục của nó tạo ralực trượt trên hạt Quá trình tách hạt xãy ra giống như tách bằng tay Hạt được tách lọt qua máng 5 rơi xuống sàng lỗ tròn 6, được làm sạch bằng quạt thổi 10 rồi theo cửa 9 ở phần gom hạt, rơi vào thùng hứng ; lõi và bẹ bắp được hắt qua cửa 7

Loại máy này mang những ưu điểm của loại máy trên ngoài ra nó còn có các ưu điểm hơn máy trên là :

Trang 13

Làm việc theo nguyên lý phân ly dọc trục ở nước ta hiện nay có hai loại máy chủ yếu sau :

Máy bóc bẹ tách hạt bắp của ông Huỳnh Thái Dương

Trang 14

Máy bóc bẹ tách hạt bắp BBTH - 2.5

1- động cơ điện hoặc động cơ nổ

2- phễu cấp liệu

Trang 15

Loại máy này cho năng suất rất cao, tiết kiệm chi phí thu hoạch, có tất cả ưu điểm của hai loại máy trên song giá thành lại rất đắt, hiện tại trong nước chưa có

cơ sở sản xuất do không có bản quyền và chi phí làm cao, vì vậy phải nhập khẩu

từ nước ngoài

2.Chọn nguyên lý làm việc cho máy:

Để phù hợp với thực tế sản xuất ở nước ta hiện nay em chọn máy sạc làm việc theo nguyên lý phân ly dọc trục

Phương pháp này cho kết cấu máy đơn giản, dễ chế tạo và sữa chữa thay thế, dễ vận hành & di chuyển, giá thành sản xuất thấp nhanh thu hồi vốn

Trang 16

CHƯƠNG 4:

PHÂN TÍCH & CHỌN SƠ ĐỒ ĐỘNG CỦA MÁY

1 Phân tích máy:

Từ các yêu cầu của máy sạc:

- Khi sạc không được làm vỡ hạt

- Không được để sót hạt trên cùi

- An toàn trong sử dụng

- Dễ vận hành và sữa chữa thay thế

- Năng suất cao

Từ các phân tích trên ta chọn sơ đồ đông của máy như sau:

Trang 17

15

3600

2

m k

mm a

250 167

2 Xác định các thông số hình học của bộ phận trống tách:

Trống tách là bộ phận quan trọng nhất của máy nên hình dạng hình học của

nó ảnh hưởng rất lớn đến khả năng làm việc của máy Từ nguyên lý làm việc củamáy và tham khảo một số loại máy sạc trên thị trường em chọn loại trống tách nhưhình vẽ

Loại trống tách này được chia làm ba phần:

Trang 18

- Đoạn 1 vừa vận chuyển vừa phá vỡ sơ bộ kết cấu của trái bắp.

- Đoạn 2 tách hạt

- Đoạn 3 đánh cùi và vỏ bắp ra ngoài

Theo công thức năng suất ta có:

3000

.

S D

Q

Tính góc nâng trung bình của đoạn vít chuyển:

Chọn chiều cao của vít chuyển theo các máy đã có : h = 50

3,14(330900.2230) 1,023

tb D π

S

= +

3 Xác định công suất của bộ phận trống tách :

Công suất của bộ phận trống tách được tính theo công thức:

d tr

P Q k N

η

η 10200

.

=

Trang 19

Trong đó: Q – năng suất của máy (m3 / s).

17 4167

4 ,

=

4 Xác định công suất của bộ phận quạt thổi làm sạch :

Bằng thực nghiệm ta tính được vận tốc gió để máy đạt hiệu quả cao nhất là

v = 18 m/s

Tra các loại quạt có vận tốc gió như trên chọn loại quạt thổi là loại quạt 6cánh, đường kính 400, có công suất 0,5kw, số vòng quay n = 2400 v/ph

Thiết kế bộ truyền đai cho quạt thổi :

Các thông số có được của bộ truyền:

Kích thước tiết diện đai a x h 10 x 6 13 x 8

Diện tích tiết diện F(mm2) 47 81

2) Định đường kính bánh đai nhỏ.

Tra bảng 5-14 tr 93 TL1 ta chọn:

D1(mm) = 90 120

Trang 20

Kiểm nghiệm vận tốc đai:

1000.60

.2400.14,31000.60

n2 D1 D1

v < vmax = (30 ÷ 35) m/s

3) Tính đường kính D 2 của bánh lớn:

) ( 912 , 1 ) 02 , 0 1 ( 1230

2400

1 1

1 '

D

D D

4

) (

2 2

2 1 2 1 2

− + + +

L= 1529 1691Lấy L theo tiêu chuẩn

( bảng 5-12 tr 92 TL1)

Kiểm nghiệm số vòng chạy u trong 1 giây :

u =V L 7,41 8,9

Trang 21

đều nhỏ hơn u max = 10

6) Xác định chính xác khoảng cách trục

A theo chiều dài đai đã lấy theo tiêu chuẩn :

8

) (

8 )]

( 2 [ ) (

1 2

2 1 2 1

D L

Vậy khoảng cách trục A thỏa mãn điều kiện

Khoảng cách nhỏ nhất, cần thiết để mắc đai:

α1 = 166040’Góc ôm thỏa mãn điều kiện 0

α

8) Xác định số đai cần thiết

Chọn ứng suất căng ban đầuσa = 1 , 2N/mm2và theo trị số D1 tra bảng

5-17 ta được ứng suất có ích cho phép [σp]o N/mm2

N Z

v t o

9) Định các kích thước chủ yếu của bánh đai:

Chiều rộng bánh đai (công thức 5-23)

Trang 22

B = (Z-1).t +2S 20Đường kính ngoài cùng của bánh đai:

Các kích thước tra theo bảng 10-3 tr 257 TKCTM

10) Tính lực căng ban đầu S o

S o = σa.F (N) 97,2

Lực tác dụng lên trục:

2 sin

3S Z α1

R = 289,5 Vậy ta chọn phương án dùng loại đai loại A vì có khuôn khổ nhỏ gọn hơn,khoảng cách trục lại thõa mãn điều kiện

5 Xác định công suất của bộ phận sàn lắc :

Tính toán khối lượng sàn lắc:

Theo thiết kế sàn lỗ lớn phía trên có kích thước : 2130 x 700,

khoảng cách giữa lỗ với lỗ : 40,

khoảng cách giữa hàng với hàng : 27

Trang 23

khối lượng riêng tôn kẽm : 4,167kg/dm3

khối lượng riêng gỗ : 1,264kg/dm3

khối lượng riêng thép : 7,852kg/dm3

khối lượng sàn lỗ lớn : (diện tích lỗ chiếm 60% diện tích sàn)

100

60 852 , 7 015 , 0 7 3 , 21

Trang 24

Tổng khối lượng sàn :

m = 10,54+ 11,38+ 12 + 25,9 = 59,82 kg.

b) Tính toán, phân tích chuyển động của cơ cấu :

Trục 6 truyền chuyển động quay cho bánh lệch tâm, bánh lệch tâm lại biếnchuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến của trục 4 và trục 5, trục 4 và trục

5 có thể xoay với nhau quanhO4, trục 4 truyền chuyển động cho trục 2&3 nốicứng với nhau xoay quanhO2, trục 2 lại truyền chuyển động cho trục 1 được nốivới hệ thống sàn thực hiện chuyển động lắc

Ta có :

30

5 30

.

6 = π = π =

Trang 25

- Vì chuyển động tương đối giữa trục 4 và 5 không nhiều, ta có thểcoi chúng nối cứng với nhau và tính gần đúng

06 , 0

1896 , 0

s

m l

c) Công suất tiêu thụ của sàn :