TÍNH TOÁN, THIẾT kế máy LAU BÓNG gạo NĂNG SUÂT 7 tấn GIỜ

Để thực hiện được những yêu cầu bức thiết đó, trách nhiệm của các kỹ sư ngành Chế Tạo Máy là phải đảm nhiệm trọng trách thiết kế và chế tạo ra dây chuyền chế biến lúa gạo có năng suất ch

-

Ngày tháng năm PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LVTN (Dành cho người hướng dẫn / phản biện) 1 Họ và tên SV : Ngơ Xuân Định MSSV : 20600499 Ngành (chuyên ngành) : Kỹ Thuật Chế Tạo 2 Đề tài : TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MÁY LAU BĨNG GẠO NĂNG SUÂT 7 TẤN/ GIỜ 3 Họ tên người hướng dẫn/phản biện :

4 Tổng quát về bản thuyết minh : Số trang : Số chương :

Số bảng số liệu : Số hình vẽ :

Số tài liệu tham khảo : Phần mềm tính toán :

Hiện vật (sản phẩm) :

5 Tổng quát về các bản vẽ : - Số bản vẽ : bản A1 bản A2 khổ khác - Số bản vẽ vẽ tay Số bản vẽ trên máy tính 6 Những ưu điểm chính của LVTN :

7 Những thiếu sót chính của LVTN :

8 Đề nghị : Được bảo vệ Bổ sung thêm để bảo vệ Không được bảo vệ

9 Câu hỏi SV phải trả lời trước Hội đồng (CBPB ra ít nhất 02 câu): a

b

c

Đánh giá chung (bằng chữ : giỏi, khá, TB) : Điểm _/10

Ký tên (ghi rõ họ tên)

LỜI NÓI ĐẦU 6

THỐNG KÊ CÁC BẢNG BIỂU 7

THỐNG KÊ CÁC HÌNH ẢNH 8

Chương 1 : TỔNG QUAN 11

1.1 Tổng quan về hạt lúa 11

1.1.1 Cấu tạo hạt lúa 11

1.1.2 Tính chất cơ lý của hạt lúa 12

1.2 Quy trình công nghệ chế biến lúa gạo 13

1.3 Các loại máy lau bóng gạo có trên thị trường nước ta 15

Chương 2 : NGUYÊN LÝ LAU BÓNG VÀ SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC 20

2.1 Vị trí, nhiệm vụ của máy lau bóng trong dây chuyền 20

2.2 Các phương án lau bóng 20

2.3 Chọn phương án thiết kế 24

Chương 3 : TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MỘT SỐ CHI TIẾT QUAN TRỌNG CỦA MÁY 25

3.1 Chọn động cơ điện 25

3.2 Tính bộ truyền đai 29

3.3 Tính toán trục 33

3.3.1 Tính sơ bộ trục 33

3.3.2 Tính chính xác đường kính trục 35

3.3.3 Kiểm nghiệm trục 36

3.4 Chọn ổ lăn 37

3.4.1 Chọn ổ lăn 37

3.4.2 Kiểm nghiệm ổ lăn 37

3.5 Chọn và kiểm nghiệm vít tải 39

3.5.1 Kích thước vít tải 39

3.5.2 Kiểm nghiệm độ bền tĩnh vít tải 39

3.6 Thiết kế buồng xát 40

3.6.1 Nhiệm vụ của dao xát và lưới xát 40

3.6.2 Cấu tạo lồng lưới 41

3.6.3 Tính toán dao xát 42

3.7.2 Bộ phận lắng li tâm 45

Chương 4 : HỆ THỐNG PHUN SƯƠNG 48

4.1 Nguyên lý phun sương 48

4.2 Kết cấu và kích thước ống phun sương 48

4.3 Các thiết bị của hệ thống khí và bơm nước 50

4.4 Hoạt động của hệ thống khí 51

Chương 5 : VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY 53

5.1 Vận hành máy 53

5.2 Điều chỉnh hệ thống phun sương 53

5.3 Bảo dưỡng máy 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

PHỤ LỤC A : TIÊU CHUẨN GẠO XUẤT KHẨU CỦA VIỆT NAM 56

PHỤ LỤC B : TIÊU CHUẨN GẠO XUẤT KHẨU CỦA CÔNG TY GENTRACO 56

PHỤ LỤC C : BẲNG CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG CỦA GẠO NHẬP KHO DỰ TRỮ CỦA NHÀ NƯỚC 58

LỜI NÓI ĐẦU

Những năm gần đây, nước ta là một trong những nước xuất khẩu gạo nhiều nhất trên

thế giới Nhưng gạo xuất khẩu phần lớn là gạo cấp thấp, mặt hàng gạo cao cấp chiếm tỉ lệ

thấp nên lợi nhuận không cao Bên cạnh đó gạo cấp thấp của nước ta đang bị cạnh tranh

gay gắt bởi gạo cấp thấp của Ấn Độ, Myanmar và Pakistan, gạo cao cấp thì bị cạnh tranh

bởi gạo cao cấp của Thái Lan…Xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu về mặt hàng gạo cao

cấp càng lớn Yêu cầu chất lượng cũng cao hơn Đứng trước tình hình đó, chúng ta phải

chuyển hướng xuất khẩu gạo theo hướng thiên về chất lượng không phải số

lượng…Nghĩa là sản xuất mặt hàng gạo chất lượng cao để xuất khẩu Bên cạnh yêu cầu

về giá trị dinh dưỡng cao hạt gạo phải có độ bóng đẹp thì mới có thể cạnh tranh với các

sản phảm gạo cao cấp khác trên thế giới Hiện nay, nước ta đã từng bước xây dựng được

thị trường vững chắc về gạo chất lượng cao

Để thực hiện được những yêu cầu bức thiết đó, trách nhiệm của các kỹ sư ngành Chế

Tạo Máy là phải đảm nhiệm trọng trách thiết kế và chế tạo ra dây chuyền chế biến lúa

gạo có năng suất chất lượng cao Nhằm đáp ứng nhu cầu xuất khẩu gạo của đất nước

trong giai đoạn hiện nay

Với mục đích góp phần sức lực nhỏ bé của mình vào công cuộc phát triển của đất

nước, sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu tại công ty Cổ Phần Cơ Khí SINCO, dưới

sự hướng dẫn tận tình của Thầy Trần Thiên Phúc, em đã chọn đề tài Tính Toán, Thiết Kế

Máy Lau Bóng Gạo làm đề tài luận văn của mình

Với sự hạn chế về kiến thức cũng như kinh nghiệm của mình, trong quá trình thiết kế,

tính toán chúng em không thể nào tránh được những sai sót, kính mong các thầy, cô tận

tình chỉ bảo để em có thể hoàn thiện kiến thức của mình trước khi bước và thực tế sản

xuất trong tương lai

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy Trần Thiên Phúc đã tận tình hướng dẫn,

dìu dắt em trong suốt quá trình thực hiện luận văn này Nhân đây em cũng xin chân thành

cám ơn các thầy cô trong bộ môn Thiết Kế Máy nói riêng, các thầy cô trong Khoa Cơ Khí

cùng toàn thể các thầy cô trong trường Đại Học Bách Khoa TP HCM bao năm qua đã dạy

dỗ em trở thành những người có tri thức để có thể đóng góp một phần sức lực nhỏ bé của

mình cho sự phát triển của đất nước

Sinh viên thực hiện Ngô Xuân Định

THỐNG KÊ CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 : Thành phần hóa học của lúa, gạo và vỏ trấu (% chất khô) 12 Bảng 1.2 : Hệ số ma sát của một số loại hạt 13 Bảng 3.1 : các kích thước chủ yếu của Cyclone 47

THỐNG KÊ CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 : Cấu tạo của hạt lúa 10

Hình 1.2 : Quy trình công nghệ chế biến gạo 14

Hình 1.3 : Máy lau bóng gạo Model KB60GS – T của Satake 16

Hình 1.4 : Model máy lau bóng gạo LAMICO 17

Hình 1.5 : Model máy lau bóng của công ty Bùi Văn Ngọ 18

Hình 1.6 : Model máy lau bóng của SINCO 19

Hình 2.1 : Máy lau bóng gạo kiểu côn đứng 22

Hình 2.2 : Buồng sát máy lau bóng gạo kiểu trụ trục ngang 22

Hình 2.3 : Sơ đồ máy lau bóng gạo trục nằm ngang 23

Hình 2.4 : Sơ đồ động học máy lau bóng gạo 24

Hình 3.1 : Phân tích lực trên trục vít 26

Hình 3.2 : Sơ đồ lắp các chi tiết chính lên trục 29

Hình 3.3 : Biểu đồ moment và sơ đồ phân tích lực 35

Hình 3.4 : Sơ đồ phân bố lực tác dụng lên ổ lăn 38

Hình 3.5 : Kết cấu vít tải 40

Hình 3.6 : Khe hở giữa dao xát và lưới xát 41

Hình 3.7 : Khung buồng xát và lưới xát 42

Hình 3.8: Kết cấu của dao thẳng 43

Hình 3.9: Kết cấu của dao nghiêng 43

Hình 3.10: Cyclone 47

Hình 4.1 : Kết cấu đầu ống phun sương 48

Hình 4.2 : Vòi phun sương 49

Hình 4.3 : Ống phun sương 49

Hình 4.4 : Thân phun sương 50

Hình 4.5 : Sơ đồ khí nén và bơm nước 51

Hình 4.6 : Sơ đồ điều khiển đóng mở đọng cơ điện 52

Hình 5.1 : Cụm phun sương 54

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về hạt lúa

1.1.1 Cấu tạo của hạt lúa

- Vỏ trấu thành phần hóa học chủ yếu là xenluloza và khoáng chất Những chất này con người không tiêu hóa được nên trong quá trình chế biến vỏ được tách càng triệt để càng tốt

- Phôi là phần mọc ra rễ và mầm khi hạt nẩy mầm Trong phôi chứa nhiều chất dinh dưỡng ở dạng phân tử cấp thấp, đặc biệt nhiều chất béo Trong sản xuất bột và gạo cần tách phôi càng sạch càng tốt Vì nếu lẫn phôi nhiều thì khi bảo quản bột , gạo sẽ chóng bị hôi và khét do chất béo bị oxy hóa

- Cám là hỗn hợp của lớp vỏ

ngoài của hạt gạo và lớp

aloron Cám có một số enzym

(chất men) nội tại hoạt động rất

mạnh sẽ oxy hóa các nhóm béo

chưa no của cám rất nhanh chỉ

vài giờ sau khi chế biến tạo

mùi hôi khó chịu Do đó càn

bóc sạch lớp cám trong quá

trình chế biến

Hình 1.1 : Cấu tạo của hạt lúa

- Hạt gạo (nội nhũ) là thành phần chủ yếu chứa chất dinh dưỡng của hạt lúa

Bảng 1.1 : Thành phần hóa học của lúa, gạo và vỏ trấu (% chất khô) Thành

phần

Tinh bột

Protit Đường Chất béo Xenluloza Tro

9,4 9,74 2,73

1,5 ÷ 2,5 0,1 ÷ 0,3

20

1,5 ÷ 2,5

< 1

15,48 0,34 56,72

6 1,19 19,61

1.1.2 Tính chất cơ lý của hạt lúa

- Đặc điểm hình học : Kích thước của hạt có một vai trò quan trọng trong việc

xác định các tiêu chuẩn của hạt và quy trình chế biến

- Độ lớn : Độ lớn của hạt ảnh hưởng đến tỉ lệ thành phẩm khi chế biến Hạt càng

lớn tỉ lệ nội nhũ càng cao Vì vậy khi chế biến thu được nhiều thành phẩm

- Độ đồng đều : Trong chế biến ngoài độ lớn ra còn phải chú ý đến độ đồng đều

của lô hạt Vì nó ảnh hưởng đến chế độ làm việc của nhiều trang thiết bị

- Dung trọng của hạt : Đây là chỉ số cần thiết cho quá trình thiết kế và tính toán

thiết bị cũng như bảo quản Dung trọng của hạt dao động trong khoảng khá rộng tùy theo hình dạng của hạt, độ lớn, độ ẩm Khối lượng 1000 hạt lúa ở nước ta khoảng 25g ÷ 30g

- Độ trắng trong : Là chỉ số đánh giá chất lượng hạt, lúa có độ trắng trong cao

thì khi nấu chín thành cơm vẫn giữ được dạng hạt không bị vữa nát Trong chế biến độ trắng trong chia làm ba loại:

+ Độ trắng trung thấp < 40%

+ Độ trắng trung bình 40 ÷ 60%

+ Độ trắng cao > 60%

- Hệ số ma sát : Hệ số ma sát giữa hạt và thiết bị là vấn đề cần lưu ý khi thiết kế

máy, nó ảnh hưởng đến thông số của bộ phận máy như: Khi chọn đường kính Rulô cao su, tính vận tốc hay quá trình vận chuyển hạt

Bảng 1.2 : Hệ số ma sát của một số loại hạt Loại

lương thực

Hệ số ma sát trong

Hệ số ma sát ngoài

Động Tĩnh Động Tĩnh Động Tĩnh Lúa

Đại mạch

Ngô

0,7 ÷ 0,85 0,4 ÷ 1 0,4 ÷ 0,6

0,4 0,37 0,36

0,6 0,58 0,58

0,32 0,32 0,3

0,75 0,7 0,68

0,45 0,45 0,45

0,8 0,75 0,6

- Độ ẩm : Độ ẩm là lượng nước có trong hạt so với trọng lượng toàn hạt theo %

và người ta chia độ ẩm ra làm 4 loại:

+ Hạt khô có độ ẩm < 14% + Hạt trung bình có độ ẩm 14 ÷ 15% + Hạt ẩm có độ ẩm 15,5 ÷ 17%

+ Hạt ướt có độ ẩm >17%

1.2 Quy trình công nghệ chế biến lúa gạo

 Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến gạo

- Nguyên liệu được vận chuyển từ cụm máy này hoặc Tank chứa qua cụm máy khác nhờ hệ thống gầu tải và ống dẫn

- Dây chuyền được lắp đặt hệ thống lọc bụi cyclone và quạt gió

- Cụm máy xát trắng và lau bóng có thiết bị phụ trợ kèm theo là cyclone và quạt hút cám Có nhiệm vụ hút bụi, cám trong quá trình xát trắng và lau bóng

- Tank chứa lúa có nhiệm vụ trữ lúa để đảm bảo quá trình chế biến không bị gián đoạn

Hình 1.2 : Quy trình công nghệ chế biến gạo

 Làm sạch tạp chất lẫn trong nguyên liệu : Sàng tạp chất có nhiệm vụ loại bỏ

rơm, rác, đá lớn, sắt…ra khỏi lúa Sau đó lúa sạch được đưa đến cối lức

 Bóc vỏ hạt lúa

- Cối lức có nhiệm vụ tách vỏ trấu ra khỏi hạt lúa Hiệu suất bóc vỏ khoảng 80% ÷ 90% tùy theo loại máy Trong công đoạn này tỉ lệ gạo gãy nát phải là thấp nhất

- Sauk hi bóc vỏ hỗn hợp gạo lức, lúa , lúa lép và trấu được chuyển đến thùng rê Tại đây, quạt hút gió sẽ tách hỗn hợp thành 3 loại : Gạo lức + lúa, lúa lép và vỏ trấu dựa vào trọng lượng của chúng

 Phân loại gạo lức và hạt lúa

- Để thu hồi những hạt lúa chưa bóc vỏ hết qua mỗi lần xay, người ta tiến hành tách gạo lức và lúa bằng sàng phân ly

- Sàng phân hoạt động dựa vào độ nhám bề mặt của gạo lức và hạt lúa để tách chúng ra

Cối lức

Thùng

rê

Sàng phân ly

Sàng đá Tách

màu gạo

Máy xát trắng

Trống chọn

bóng

Gạo gãy

- Lúa sau khi tách được đưa trở lại cối lức để tiếp tục bóc vỏ

 Tách đá : Sàng tách đá có nhiệm vụ tách đá ra khỏi hỗn hợp gạo lức dựa vào trọng lượng của đá và gạo Sử dụng quạt gió và sàng lắc

 Xát trắng gạo

- Công đoạn này nhằm bóc đi lớp vỏ cám giúp cho chúng ta dễ tiêu hóa

và hạt gạo có màu trắng đẹp, nâng cao chất lượng và giá thành gạo

- Yêu cầu bóc vỏ cám với tỷ lệ thích hợp, gạo xuất khẩu có tỉ lệ bóc vỏ cám từ 8,5 ÷ 10 % khối lượng so với khối lượng hạt gạo

 Lau bóng gạo

- Đánh bóng thường dùng áp lực nhỏ để làm sạch vi mô bề mặt hạt, chủ yếu là lau sạch những hạt cám còn bám dính, có bóc đi một lớp rất mỏng trên bề mặt hạt gạo sau xát trắng

- Công đoạn này làm cho hạt gạo trắng đẹp và loại bỏ hoàn toàn lớp cám

có chứa chất béo chưa no giúp bảo quản gạo lâu hơn

 Phân loại hạt gạo:

- Gạo sau khi lau bóng được chuyển tới sàng đảo và trống chọn để tách lấy gạo nguyên và gạo gãy

- Sàng đảo tách hỗn hợp gạo sau lau bóng thành 3 loại : Gạo gãy 1/4 , gạo gãy 1/8 và gạo nguyên + gạo gãy 1/2

- Trống chọn tách thành 2 loại gạo nguyên và gao gãy 1/2

 Tách màu hạt : Khi gạo qua máy tách màu điện tử sẽ tách loại ra các “tạp chất

màu” lẫn trong gạo như: hạt đen, hạt hỏng, hạt đỏ, hạt vàng, bạc bụng Đây là những chỉ tiêu hết sức khắt khe mà khách hàng gạo cao cấp thường yêu cầu

1.3 Các loại máy lau bóng gạo có trên thị trường nước ta

Trên thị trường trong và ngoài nước có nhiều loại máy đánh bóng với nguyên

lý hoạt động tương tự như nhau, tồn tại một số nhược điểm: sự thay đổi loại gạo và độ ẩm của gạo làm cho giá trị của các chỉ tiêu chất lượng thay đổi ở đầu

ra Để đảm bảo các chỉ tiêu chất lượng, người vận hành thường xuyên phải điều chỉnh lưu lượng nước phun vào buồng xát và áp lực xát Điều đó có nghĩa

là chất lượng gạo ở đầu ra phụ thuộc gần như hoàn toàn vào tay nghề, kinh nghiệm và tinh thần trách nhiệm của người vận hành, còn việc điều chỉnh dựa vào kết quả quan sát gạo ở đầu ra của người công nhân

Hiện nay, trên thị trường máy chế biến nông sản nước ta có một số thương hiệu

máy lau bóng thông dụng sau:

 Công ty SATAKE Việt Nam

Hình 1.3 : Máy lau bóng gạo Model KB60GS-T của Satake Đặc điểm :

- Hoàn thiện bề ngoài của gạo: Bề mặt của gạo được xay xát trở nên

mượt và sạch, giúp nâng cao giá trị thương mại của gạo

- Nâng cao chất lượng gạo: Lượng cám thừa hút ẩm và giúp cho vi sinh

vật phát triển Máy KB Satake sẽ giúp cho gạo kéo dài tuổi thọ bằng cách loại bỏ lượng cám thừa này

- Đánh bóng nhẹ nhàng: Máy KB Satake được thiết kế để giảm thiểu tỷ

lệ gạo gãy Trục xát và lưới được chọn sao cho phù hợp nhất với nguyên liệu

- Ứng dụng rộng : Sự kết hợp với các thiết bị xay xát khác của Satake cho

phép ứng dụng rộng với đa dạng các loại gạo, và ngay cả với các loại

- Công suất lớn: Nhờ kết hợp với khoan trên dành để pha trộn hơi nước

và khoan dưới dành để đánh bóng, công suất gia tăng gần như gấp đôi,

so với máy KB60G-TA

 Công ty Cổ Phần Cơ Khí Chế Tạo Máy Long An (LAMICO)

Hình 1.4 : Model máy lau bóng gạo LAMICO

- Gạo thành phẩm sau khi qua máy có độ trắng và độ bóng cao

- Kết cấu máy cứng vững, các chi tiết máy chuyển động can bằng tốt

- Máy đánh bóng có thể sử dụng cho gạo đồ và đậu xanh

 Công ty Bùi Văn Ngọ

Hình 1.5 : Model máy lau bóng của công ty Bùi Văn Ngọ

Đặc điểm:

- Có hệ thống phun nước tự động: nước sẽ tự động phun theo sự điều chỉnh từ 1 đến 30 giây sau có gạo vào buồng máy và sẽ tự động tắt khi hết gạo

- Có bộ phận van đóng nhanh trong trường hợp khẩn cấp hoặc hết nguyên liệu

- Gạo thành phẩm có độ bóng cao, màu trắng, sáng, tỷ lệ gãy vỡ thấp

Đối với máy CBLC còn có các đặc điểm sau:

- Mọi sự điều chỉnh được thực hiện trên màn hình cảm ứng

- Định lượng được lắp ở phần nạp liệu để cố định lưu lượng nguyên liệu vào nhằm tạo cân bằng với lượng nước đã được chỉnh sẵn, vì thế gạo

sau khi đánh bóng sẽ có chất lượng đồng đều và ổn định

 Công ty Cổ Phần Cơ Khí Chế Tạo Máy SINCO

Đặc điểm

- Gạo đạt độ bóng cao, tỷ lệ gảy vỡ thấp

- Dễ dàng lắp đặt, sử dụng và thay thế phụ tùng

Hình 1.6 : Model máy lau bóng SINCO

- Hệ thống phun nước tự động: nước sẽ tự động phun sau khi gạo vào trong buồng máy từ 10 ÷20 giây, và tự động ngưng phun nếu mức gạo trong thùng chứa gần hết Khí nén được dùng để đóng mở van cấp liệu

và phun sương

CHƯƠNG 2 : NGUYÊN LÝ LAU BÓNG VÀ SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC

2.1 Vị trí, nhiệm vụ của máy lau bóng trong dây chuyền

 Vị trí : Trong dây chuyền chế biến gạo máy lau bóng luôn được bố trí sau máy xát trắng

 Nhiệm vụ :

- Lau sạch những hạt cám còn bám dính và bóc đi một lớp mỏng trên bề mặt hạt gạo sau khi xát trắng để hạt gạo trắng bóng và nâng cao tuổi thọ của hạt

- Trong quy trình chế biến gạo, đánh bóng là công đoạn cuối nhằm đảm bảo

độ bóng bề mặt gạo trước khi xuất ra thị trường tiêu thụ Vì vậy, công đoạn này đóng một vai trò quan trọng, quyết định chất lượng cũng như giá thành của gạo

- Các chỉ tiêu chính đánh giá chất lượng của quá trình đánh bóng gạo bao gồm tỷ lệ gãy vỡ và độ bóng bề mặt

 Yêu cầu kỹ thuật của gạo thành phẩm

- Độ ẩm 14 ÷ 15%

- Tỷ lệ bóc cám đến 5%

- Tỷ lệ gãy vỡ < 1%

2.2 Các phương án lau bóng

 Nguyên lý lau bóng : Các máy xát và đánh bóng làm việc dựa theo nguyên lý

tác dụng đồng thời của ma sát, va đập và dịch trượt Căn cứ vào mức độ tác động của các nguyên lý trên mà người ta có thể phân biệt giữa xát và đánh bóng Xát thường dùng áp lực lớn để bóc vỏ cám và cả những vỏ trấu còn sót lại khi xay, trong đó tác dụng của ma sát, va đập và dịch trượt xảy ra đồng thời

và mãnh liệt Đánh bóng thường dùng áp lực nhỏ để làm sạch vi mô bề mặt hạt, chủ yếu là lau sạch những hạt cám còn bám dính, có bóc đi một lớp rất mỏng trên bề mặt hạt, trong đó tác dụng của ma sát là chủ yếu

 Máy lau bóng gạo kiểu đứng

- Nguyên lý hoạt động

+ Máy gồm một ống xy lanh bằng gang hình côn có lớp chống mòn Lớp chống mòn bằng gỗ, trên đó có đóng các tấm da

+ Ống côn được lắp cố định trên một trục đứng có thể quay thuận hay ngược chiều kim đồng hồ

+ Xung quanh bộ phận ống côn có bắt cố định một khung lưới thép có các mắt lưới tùy thuộc vào loại giống thóc được xát

+ Gạo xát được đưa vào tâm máy qua một phễu nhỏ

+ Ống bao hình trụ có thể điều chỉnh thẳng đứng dùng để điều chỉnh lượng gạo và sự phân phối đồng đều trên toàn bộ bề mặt của bộ phận côn quay

+ Do lực ly tâm, gạo được đưa vào khe hở giữa bộ phận ống côn và lưới xát

+ Khi đó gạo được chà xát bởi các tấm da, các tấm da này làm cho hạt gạo xoay quanh nhau, xoay quanh da và lưới sát

+ Dưới một áp lực nhẹ, các phần tử cám còn lại được lấy đi và gạo trở nên bóng hơn hay trong hơn

+ Ngoài ra sự chuyển động của cả khối hạt làm tăng sự cọ xát cũng làm lớp mòn lớp cám trên hạt

+ Gạo di chuyển trong buồng xát hoàn toàn do trọng lực bản thân mà không cần nhờ đến vít tải để vận chuyển gạo

- Ưu điểm

+ Máy loại này có áp lực trong buồng sát thấp

+ Hiệu quả tách cám cao

+ Thích hợp cho hạt gạo dài

- Nhược điểm

+ Lớp da nhanh bị mòn thường xuyên phải thay thế

+ Máy loại này khó điều chỉnh được độ bóng theo yêu cầu, do trục thẳng đứng nên dưới tác dụng của trọng lực gạo luôn có khuynh hướng rơi xuống nên quá trình tách cám không đảm bảo

Hình 2.1 : Máy lau bóng kiểu côn đứng

 Máy lau bóng gạo kiểu trụ trục ngang (máy được thiết kế chế tạo ở Nhật Bản)

Hình 2.2 : Buồng sát máy lau bóng gạo kiểu trụ trục ngang

- Nguyên lý hoạt động Bộ phận làm việc là ru lô (2) bằng thép có dạng hình trụ trên đó có bắt một số lớn các tấm da (4) bằng bu lông Ru lô đặt nằm ngang, được quay trong một buồng hình trụ có sàng (3) đột lỗ dài bao quanh Quá trình đánh bóng được thực hiện nhờ ma sát giữa các tấm da với hạt và giữa hạt với hạt Gạo sau khi đánh bóng được thoát ra ngoài qua cửa (6), cám lọt qua sàng rơi vào bộ phận gom chữ V và đưa ra ngoài nhờ vít xoắn (5)

- Ưu điểm : Là ít làm gãy vỡ hạt, chi phí điện năng riêng thấp

- Nhược điểm : Độ bóng hạt không cao, khó điều chỉnh được độ bóng theo yêu cầu chế biến, các tấm da rất nhanh mòn thường xuyên phải thay thế

 Máy lau bóng gạo trục nằm ngang

- Nguyên lý hoạt động : Gạo được đưa vào khoang sát nhờ vít tải ngắn ở đầu trục Trong quá trình đánh bóng ma sát giữa gạo và lồng lưới, giữa gạo với gạo, giữa gạo và dao xát, giữa gạo và vít tải sẽ làm sạch cám và bào mòn một lớp rất mỏng trên bề mặt hạt gạo Trong khi lau bóng hệ thống phun sương sẽ tạo ra áp suất đến kim phun, các hạt sương sẽ lau sạch cám bám trên bề mặt gạo và làm giảm nhiệt độ trong khoang xát và đạt độ ẩm lý tưởng cho quá trình lau bóng

- Ưu điểm : Gạo được ma sát nhiều lần nên khả năng bóc cám cao, độ bóng đạt yêu cầu Hệ thống phun sương dễ ràng điều chỉnh độ ẩm của hạt trong khi lau bóng Tỷ lệ gạo gãy thấp và năng suất cao Có thể điều chỉnh áp suất trong khoang xát

- Nhược điểm : Kết cấu máy cồng kềnh thêo chiều dài trục

Hình 2.3 : Sơ đồ máy lau bóng gạo trục nằm ngang

2.3 Chọn phương án thiết kế

- Từ yêu cầu thiết kế máy lau bóng năng suất đầu vào là 7 tấn/giờ

- Yêu cầu kỹ thuật của gạo thành phẩm

+ Độ ẩm 14 ÷ 15%

+ Tỷ lệ bóc cám đến 5%

+ Tỷ lệ gãy vỡ < 1%

- Từ những phân tích trên, em chọn nguyên lý máy lau bóng trục nằm ngang

để tính toán thiết kế Nguyên lý này dễ dàng đảm bảo năng suất yêu cầu cũng như yêu cầu kỹ thuật của gạo thành phẩm Vì gạo được ma sát nhiều lần nên có độ bóng cao, khả năng bóc cám cao và có hệ thống phun sương

để điều chỉnh độ ẩm của gạo Bên cạnh đó tỷ lệ gạo gãy cũng thấp hơn

- Máy cũng đảm bảo quá trình chế biến diễn ra liên tục hơn so với hai phương án đầu vì ít phải bảo tri thay thế phụ tùng (dao xát)

Hình 2.4 : Sơ đồ động học máy lau bóng gạo

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MỘT SỐ CƠ CẤU, CHI TIẾT QUAN

+ Qtk = 7000kg/h là năng suất vận chuyển

+ D (chọn sơ bộ D = 168mm = 0,168m) là đường kính ngoài của cánh vít + d (chọn theo tiêu chuẩn d = 134mm = 0,134m) là đường kính trục

+ n là số vòng quay trục vít, v/phút

+ φ là khối lượng riêng của vật liệu Giá trị khối lượng riêng phụ thuộc vào nhiều yếu tố ảnh hưởng như độ ẩm hạt gạo và loại gạo Tại Việt Nam, giá trị này có thể lấy trung bình: = 800 /

+ ρ là hệ số dày của vít tải Vít tải nằm ngang ρ= 0,125 [trang 236 – TL1] + S = 0,15 m là bước vít Để vận chuyển hạt rời, thông thường S = (0,8-1) D

π( , , ) , , = 964,45 (v/p) Chọn n = 965 v/p

 Tính công suất động cơ

Công suất của động cơ bao gồm : Công suất ép đẩy gạo của trục vít N1 và công suất khuấy trộn N2

Ta có : Nđc = N1+ N2

- Công suất ép N1

Trong quá trình đánh bóng trục vít tạo lực ép đẩy gạo vào khoang đánh bóng

Cơ cấu trục xoắn vít trong quá trình ép tải gạo có thể xem như một hệ thống bulong đai ốc Trong đó khối lượng gạo vận chuyển được xem như đai ốc

“mềm” Nếu như về phía guồng xoắn đặt một lực Q tác dụng theo phương tiếp tuyến với đường tròn có đương kính là đường kính trung bình của cặp ăn khớp trục vít và đai ốc Thì công của lực đó sẽ là công có ích để vận chuyển cấp liệu

và công ma sát Để xác định công suất ép theo yêu cầu, ta sử dụng sự liên hệ giữa áp suất toàn phần P và động lực Q

Hình 3.1 : Phân tích lực trên trục vít

= (α β)

α β [CT XV.25 – trang 312 – TL1] Với α góc nâng của ren (chọn α= 15o) [trang 312 – TL1]

β là góc ma sát giữa bề mặt ren vít và khối gạo Hệ số ma sát giữa gang và gạo f = tgβ = 0,4 => β = arctg f = arctg0,4 = 22o

Lực áp suất toàn phần P được phân bố như tải trọng tổng do các lực đơn vị tác dụng lên diện tích tiết diện ngang của trục gang xoắn gây ra

Ta có : = . P [CT XV.26 – trang 312 – TL1]

Pe là áp suất ép đơn vị, đối với các loại hạt Pe =20.104 N/m2 (tham khảo

số liệu từ công ty SINCO)

Vận tốc góc ω của trục (rad/s) : ω = = , . = 101 rad/s

Diện tích tiết diện ngang giới hạn = ( − ) = 0,008 m2 Thay các giá trị vào ta có S1 = 0,019 m

Vậy mô men do áp suất P gây ra là : M1 = 4433.0,019 = 84,23 Nm + M2 là mô men ma sát trên nhũng vòng vít:

+ Mô men ma sát bên trong guồng xoắn M3

N1 = ω

, , = 20,71 (kW) Với η = 0,95 là hiệu suất bộ truyền đai

- Công suất khuấy trộn N2

Khi gạo ra khỏi vít tải để dẫn hướng cho gạo và tăng sự ma sát giữa gạo và

lưới ta thiết kế phần đầu của cánh khuấy nghiêng đi một góc 4o so với phương

dọc trục Để đơn giản trong quá trình tính toán coi như thẳng Khi trộn gạo,

cánh khuấy tác dụng lên gạo một lực sao cho thắng trở lực của vật liệu trộn

Lực này phụ thuộc vào cơ lý của sản phẩm, tốc độ chuyển động của cánh và

khối lượng của vật liệu

Áp lực của vật liệu tác dụng lên cánh khuấy chìm trong vật liệu được tính theo công thức sau:

E = γ.htb.fe.tg2(45o + β/2) N [CT XI.239 – trang 239 – TL1]

Trong đó :

β là góc ma sát của gạo (β = 25o)

fe là diện tích tiết diện cánh nhưng chìm trong vật liệu:

fe = a.l = 0,016.1,1 =0,0176 m2 (a và l chọn theo máy chuẩn)

htb chiều sâu nhấn chìm : htb = 0,168 – 0,134 = 0,034 m

γ trọng lực của gạo (N/m3) γ = φ.g = 800.9,8 = 7840 N/m3

Vậy ta có : E = 0,0176.7840.0,034.tg2(45o + 25o/2) = 11,56 N

Công suất khuấy trộn :

N2 = .

.η (kW) [CT XI.52 – trang 240 – TL1] Trong đó :

i là số cánh khuấy (i = 4 cánh)

v là vận tốc đầu cánh (v = ω.Rc)

Rc bán kính quay của cánh Rc = a + D/2 = 0,016 + 0,168/2 = 0,1 m Vậy v = 101.0,1 = 10,1 m/s

Thay các giá trị vào ta có : N2 = . , . ,

, = 4,82 kW Vậy công thiết cần thiết để dẫn động :

Hình 3.2 : Sơ đồ lắp các chi tiết chính lên trục chính

- Các thông số đầu vào của bộ truyền đai:

+ Công suất động cơ: P = 30 kW

+ Vận tốc vòng động cơ: n1 = 1475 vòng/phút

+ Vận tốc vòng của trục chính: n2 = 965 vòng/ phút

+ Tỉ số truyền của bộ truyền đai: 1

2

1475

1,53 965

n u n

- Theo hình 4.1 [trang 59 – TL2] với số vòng quay bánh đai nhỏ và công suất cần truyền ta chọn đai thang thường loại B

- Chiều rộng mặt trên của đai: b= 22 mm

- Chiều rộng lớp trung hòa của đai: bt= 17 mm

- Chiều cao đai: h =13,5 mm

Chọn d 2 315mm theo tiêu chuẩn

Chọn chiều dài đai theo tiêu chuẩn L =1800mm [bảng 4.13 –trang 59 –TL2]

Số lần uốn của đai trong 1 giây theo công thức 4.5 [trang 54 – TL2]

Giá trị tính toán được của a vẫn nằm trong giới hạn

- Góc ôm đai trên bánh chủ động theo công thức 4.7 [trang 54 – TL2]