thiết kế Máy phân ly lúa gạo

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY PHÂN LY LÚA – GẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY -o0o - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY PHÂN LY LÚA GẠO NĂNG SUẤT 8T/h GVHD : Trần Thiên Phúc SVTH : Cao Thanh Vĩnh Bảo MSSV : 20800105 Tp HCM, Tháng 1/2013 Trang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY PHÂN LY LÚA – GẠO Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc Ngày tháng năm 2012 PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP (Dành cho người hướng dẫn / phản biện) Họ tên : Cao Thanh Vĩnh Bảo Ngành : Cơ khí – chế tạo máy Đề tài : Tính toán, thiết kế máy phân ly lúa – gạo suất / Họ tên người hướng dẫn/phản biện : Tổng quát 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) ……………………… Tổng quất vẽ : Số vẽ : ………… �� : ………… �1 : ………… khổ khác Những ưu điểm luận văn : ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Những thiếu sót luận văn : ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Đề nghị : Được bảo vệ □ Bổ sung thêm để bảo vệ □ Không bảo vệ câu hỏi sinh viên phải trả lời trước hội đồng : a/ …………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… b/ …………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… c/ …………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Đánh giá chung (bằng chữ : Giỏi, Khá, TB) : Điểm …… /10 Ký tên (ghi rõ họ tên) LỜI NÓI ĐẦU Sản lượng lương thực nước ta ngày phát triển mạnh không ngừng đáp ứng nhu cầu nước mà xuất sang nước khác giới Do yêu cầu chất lượng hạt gạo tăng lên, hạt gạo phải có giá trị dinh dưỡng cao mà phải có độ bóng đẹp cạnh tranh với thị trường giới Vì đề tài TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY PHÂN LY LÚA – GẠO đề tài cần thiết cho nhà máy xí nghiệp sản xuất gạo Luận văn kết sau năm học tập sinh viên Nó kết đầu tay sinh viên kỹ thuật trước rời khỏi ghế nhà trường Trong thực luận văn, em nhận giúp đỡ tận tình quý thầy cô bạn Hôm luận văn hoàn thành, em xin chân thành cảm ơn : • Thầy TRẦN THIÊN PHÚC, người tận tình hướng dẫn đóng góp ý kiến quý báu giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp • Quý thầy cô khoa khí • Tập thể cán bộ, công nhân viên công ty cổ phần khí Sinco • Gia đình bạn học khoa khí giúp đỡ em nhiều năm qua Với trình độ sinh viên tốt nghiệp, kiến thức thời gian làm đề tài có hạn, em trình bày khía cạnh đề tài có thiếu sót đề tài Vì em kính mong quý thầy cô dạy thêm để em có hội bổ sung thêm kiến thức Cuối cùng, em kính chúc quý thầy cô dồi sức khoẻ Sinh viên Cao Thanh Vĩnh Bảo MỤC LỤC Lời nói đầu CHƯƠNG I :TÌM HIỂU QUY TRÌNH CHẾ BIẾN GẠO 1.1 Giới thiệu sản phẩm gạo 1.2 Lý tính hạt thóc 1.3 Công nghệ chế biến gạo 10 1.3.1 Quy trình chế biến gạo 10 1.3.2 Các công đoạn quy trình chế biến 12 CHƯƠNG II :GIỚI THIỆU MÁY PHÂN LY LÚA – GẠO NĂNG SUẤT 8T/h 2.1 Công đoạn phân loại thóc gạo xay 18 2.2 Một số loại máy phân ly thị trường 22 2.3 Tính toán sơ vào chọn động điện 26 2.4 Bảng phân bố đặc tính hệ thống truyền động 28 CHƯƠNG III :TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MỘT SỐ CƠ CẤU CHI TIẾT QUAN TRỌNG CỦA MÁY 3.1 Thiết kế truyền đai thang 29 3.2 Tính toán thiết kế trục 35 3.3 Tính toán ổ lăn trục công tác 43 3.4 Thiết kế chi tiết kết cấu máy 45 3.5 Sơ đồ điện khởi động moto 54 CHƯƠNG IV :CÁCH VẬN HÀNH – BẢO DƯỠNG MÁY 4.1 Vận hành không tải ban đầu 57 4.2 Vận hành điều chỉnh có tải 57 4.3 Lưu ý 58 4.4 Bảo dưỡng máy 58 Tài liệu tham khảo 59 CHƯƠNG I : TÌM HIỂU QUY TRÌNH CHẾ BIẾN GẠO 1.1 Giới thiệu sản phẩm gạo : • Gạo nguồn lương thực chủ yếu lâu đời người • Nước ta từ chỗ nhập gạo để đảm bảo đủ nguồn cung cho thị trường nội địa, sản xuất lương thực không đảm bảo an ninh lương thực nước, mà vươn lên đứng thứ giới xuất • Theo báo cáo xuất gạo VFA, năm 2011, nước xuất đạt 7,105 triệu gạo với trị giá 3,507 tỉ USD, cao từ trước đến Dự kiến năm 2012 xuất từ 6,5-7 triệu gạo loại Hiện xuất gạo Việt Nam sang thị trường châu Á chiếm 67%, châu Phi chiếm 23% • Tuy nhiên sở vật chất kỹ thuật phục vụ chế biến, bảo quản gạo xuất nước ta yếu lại phân bố không • Hệ thống nhà máy xay xát, đánh bóng gạo xuất năm gần trang bị thêm máy móc, thiết bị đại số lượng Các khách hàng nước lại mặt ép giá, mặt đòi hỏi tiêu chuẩn gạo khắt khe, ảnh hưởng tiêu cực tới giá gạo xuất Việt Nam • Vì vấn đề đặt cho xuất gạo nước ta phải tăng chất lượng, đa dạng hoá sản phẩm hệ thống giải pháp khoa học, công nghệ thị trường để tăng giá trị gạo xuất 1.2 Lý tính hạt thóc : Sự hiểu biết lý tính thóc, gạo xát cấu thành giải phẫu học hạt gạo cần thiết cho việc nghiên cứu trình chế biến gạo 1.2.1 Chiều dài : • Chiều dài hạt thóc không thống giống lúa có biến động chiều dài râu cuống hoa Vì lý nên loại thóc xác định chiều dài hạt thóc mà chiều dài hạt gạo lức • Điều quan trọng phải xem hạt thóc bị đứt khỏi chuỳ hoa điểm nào, cuống hoa phần hạt thóc • Thóc có mang theo mảng lớn cuống hoa dẫn đến lượng gạo xát thu hồi thấp lượng trấu tăng 1.2.2 Bề mặt trấu : • Nhiều người bị dị ứng tiếp xúc với thóc Da họ bị ngứa có nhiều vết đỏ Đó lớp lông vỏ trấu bị gãy đâm vào da • Lớp trấu có độ mài mòn cao hàm lượng silic lớn Vì chi tiết máy chế biến lúa gạo thường bị mòn nhanh nên phải thay thường xuyên • Bề mặt ráp hạt thóc, so sánh với bề mặt nhẵn gạo lức, đóng vai trò quan trọng việc xác định tiêu chuẩn đặc thù thiết kế, máy phân ly 1.2.3 Khoảng không trấu hạt gạo lức : • Đặc điểm đóng vai trò quan trọng việc thiết kế máy xay ly tâm hay máy xay “va chạm” nhờ tốc độ cao lực ly tâm Hạt nằm theo chiều dọc ném đến vành cao su, nhờ có va chạm, hạt gạo lức di chuyển phía trước khoang kín vỏ trấu làm khoang kín mở ra, hạt gạo lức thoát 1.2.4 Nếp gấp cài kín vào mảnh trấu : • Các mảnh trấu ghép với nếp gấp đôi Cần có lực để mở nếp gấp trình bóc vỏ trấu, điều làm khó thêm cho việc thiết kế máy xay xát tránh làm vỡ hạt không cần thiết • Chỉ thóc đồ việc bóc vỏ trấu không vấn đề Do kế ngâm nước nóng trình hấp đồ thóc, mảnh trấu rời mà không giải thoát hạt gạo lức bên 1.2.5 Góc nghỉ : • Lúc thóc đổ thẳng đứng xuống mặt phẳng, làm thành hình côn hoàn chỉnh Góc cạnh khối hạt hình côn đo sau dòng hạt ngừng hẳn gọi góc nghỉ • Góc nghỉ khác tuỳ theo loại hạt phụ thuộc nhiều vào độ nhẵn bề mặt hạt phụ thuộc trực tiếp vào hàm lượng ẩm hạt Hàm lượng ẩm cao góc nghỉ tăng • Góc nghỉ quan trọng cho việc xây dựng phương tiện tồn trữ hạt rời việc tính toán kích thước thùng chứa trung gian có dung tích cho trước Hình 1.1 : Góc nghỉ thóc 1.2.6 Góc ma sát : • Góc đo từ mặt phẳng nằm ngang, lúc mà hạt bắt đầu trôi xuống phía mặt phẳng nhẵn gỗ, tác động trọng lực • Góc ma sát quan trọng việc xây dựng thùng chứa tự đổ, phương tiện tồn trữ hạt rời ống xả hạt Góc ma sát loại hạt khác khác phụ thuộc vào độ nhẵn bề mặt hàm lượng ẩm hạt Hình 1.2 : Góc ma sát thóc 1.3 Công nghệ chế biến gạo : 1.3.1 Quy trình chế biến gạo : Công nghệ chế biến gạo thực theo chu trình khép kín từ đầu đến gạo thành phẩm sau : Hình 1.3 : Quy trình chế biến gạo  Hỗn hợp nguyên liệu ban đầu gồm hạt lúa tạp chất đem qua máy sấy để đạt độ ẩm cần thiết  Sau đưa vào sàng để loại bỏ tạp chất, tách lấy hạt lúa  Hạt lúa đưa vào cối lức để tách vỏ nhằm loại bỏ trấu  Sản phẩm sau trình xát gạo lức có lẫn lép lúa phân ly thùng rê sàng phân ly  Lúa sau phân ly đưa xát lại, gạo lức tạp chất nặng khác đưa vào máy sàng đá để loại bỏ tạp chất nặng  Gạo lức nguyên chất lúc đưa qua máy xát trắng máy đánh bóng để tăng chất lượng bề mặt gạo  Gạo sau đưa qua sàng đảo trống chọn để phân gạo nguyên, gạo gãy riêng biệt 3.4 THIÉT KẾ CÁC CHI TIẾT CHÍNH TRONG KẾT CẤU MÁY : 3.4.1 Puly  Puly moto : Z = d = 160mm Hình 3.7 : Puly moto Hình 3.8 : Bích côn puly moto  Puly trung gian : Thiết kế dạng puly bậc thay cho puly bị động truyền đai từ động lên trục trung gian puly chủ động từ trục trung gian lên trục công tác Z = 4; d = 400mm Z = 4; d = 160mm Hình 3.9 : Puly trung gian Hình 3.10 : Bích côn puly trung gian  Puly trục công tác : Hình 3.11 : Puly công tác Hình 3.12 : Bích côn puly công tác  • Phương pháp canh chỉnh lắp puly lên trục: Ta lắp puly moto vào trục moto Lấy vị trí puly moto làm chuẩn để định vị vị trí lắp puly khác Đặt puly lên trục moto   Lắp bích côn puly lên trục moto với dung sai lắp ghép ∅38 �7 �6  Định vị trí puly lắp bích côn vào puly Siết ốc rút mặt côn puly khớp chặt với mặt côn bích côn Đồng thời lúc bích côn bóp chặt lên trục, không xê dịch dọc trục mặt côn khớp với tách rời Hình 3.13 : Lắp puly moto lên trục moto • •  Ưu điểm việc lắp puly lên trục thông qua bích côn để khoá lực dọc trục tác dụng lên puly chạy với công suất lớn mà đảm bảo độ đồng tâm puly bích côn trục Đối với puly chạy với công suất nhỏ dùng chốt chí để khoá lực dọc trục mà qua trung gian bích côn xiết bóp lên trục  Nhược điểm gia công bích côn lỗ côn puly phức tạp Lắp puly trung gian vào trục trung gian bước giống lắp puly trục moto  Cần phải thêm công đoạn canh chỉnh vị trí puly trung gian trục cho khớp với puly moto  Lúc công đoạn siết ốc rút mặt côn khớp với nhau, ta siết vừa phải dùng búa nhỏ gõ nhẹ vừa canh chỉnh vừa siết ốc cho khối puly bích côn xê dịch dọc trục bậc có đường kính lớn puly khớp với puly moto siết bóp chặt bích côn lên trục  Dung sai lắp ghép bích côn lên trục ∅40 �7 �6 Lắp canh chỉnh puly công tác vào trục công tác vị trí khớp với bậc đường kính nhỏ puly trung gian 3.4.2 Cam - tay biên : Là cụm truyền chuyển động từ trục công tác lên khung sàng, biến chuyển động quay trục công tác thành chuyển động lắc khung sàng  Cam : Hình 3.14 : Cam lệch tâm  Tay biên : Bao gồm đầu tay biên trục tay biên Hình 3.15 : Đầu tay biên Hình 3.16 : Trục tay biên  Lắp cam vào tay biên : • Đầu tay biên lắp vào cam thông qua ổ bi có số hiệu 6226 • Trục tay biên đầu bắt ốc chặt vào đầu tay biên, đầu lại bắt lên khung sàng thông qua gối đỡ, trục giữ đầu tay biên đai ốc khoá Hình 3.17 : Lắp đầu tay biên vào cam thông qua ổ lăn 3.4.3 Khung – lưới sàng : • Khung lưới hàn từ sắt ống vuông gá để khung phẳng, không bị cong vênh làm giảm hiệu suất tách lúa – thóc • 12 khung lưới bắt ốc chặt vào khung sàng, xếp thành 12 tầng sàng tăng suất tách thóc • Do việc gia công lỗ lưới sàng máy dập CNC dập lưới lớn nên khung lưới có số có bề rộng lớn để bắt ghép lưới sàng lên khung Hình 3.18 : Khung bắt lưới sàng • Lưới sàng inox dày 0.4 mm, mặt dập lỗ lồi có biên dạng đặc biệt Các lỗ dập thành nhiều hàng xếp dạng zig zag • Nhờ vào chuyển động lắc sàng, lỗ phân tách lúa thóc khỏi dựa vào độ nhám lúa – thóc khác Thóc dần lên theo góc nghiêng khung sàng, lúa dần leo xuống • Lưới sàng bắt lên khung lưới đinh tán, cho biên dạng lỗ sàng xuôi theo chiều dài khung lưới • Lưới sàng bắt lên khung phải đảm bảo phẳng tốt để việc sàng có chất lượng cao Hình 3.19 : Biên dạng lỗ lưới sàng 3.5 • SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN KHỞI ĐỘNG MOTO: Với động công suất nhỏ 5,5KW < 7,5KW ta dùng phương pháp khởi động trực tiếp Sử dụng mạch khởi động không đảo chiều gọi mạch bảo vệ trạng thái O Vì điện áp, điện áp giảm mức cho phép, tất điểm côngtắctơ nút khởi động K mở Khi điện áp xuất cách tự phát, mạch điều khiển mở, ta ấn nút K Vì động điện không quay tự phát, làm hỏng máy dễ sinh tai nạn Nếu thay nút K công tắc, công tắc xoay, đặc tính bảo vệ trạng thái O không Hình 3.20 : Sơ đồ nguyên lý khởi động từ đảo chiều  Khi nút ấn “khởi động K”, mạch cuộn dây côngtắctơ M đóng kín qua nút “dừng D” có tiếp điểm thường đóng, côngtắctơ tác động, ba tiếp điểm M côngtắctơ mạch động lực đóng lại, động điện quay Cùng lúc, tiếp điểm tự trì thường mở M lắp song song với nút khởi động K đóng lại Do đó, buông nút K, mạch điện cuộn dây đóng Khi ấn nút D, mạch điện bị ngắt, động dừng lại Các rơle nhiệt 1RN, 2RN lắp nối tiếp mạch điện, nên tải, rơle tác động, mạch điện bị ngắt • Sơ đồ điện sàng phân ly : Hình 3.21 : Mạch điện khởi động moto sàng phân ly  Bật CB, ấn nút ON, mạch cuộn dây côngtắctơ R đóng kín qua nút OFF có tiếp điểm thường đóng, côngtắctơ R tác động, tiếp điểm R côngtắctơ đóng lại, đồng thời đèn sáng báo hiệu bật động tiếp điểm R trì dòng điện qua côngtắctơ R, tiếp điểm lại đóng cấp điện cho biến áp chuyển nguồn điện 220VAC sang 24VAC Sau dòng điện qua thiết bị biến dòng AC thành DC tiếp tục cấp điện cho mạch bên  Dòng điện DC vào mạch DC qua công tắc vặn vị trí Khi công tắc vị trí OFF động không quay  Khi vặn công tắc sang vị trí TAY dòng điện qua côngtắctơ R2 tác động, tiếp điểm R2 côngtắctơ đóng lại Lúc dòng điện 220VAC qua côngtắctơ K tác động, tiếp điểm K côngtắctơ mạch động lực đóng lại, động bắt đầu quay Đồng thời dòng điện qua đèn L2 (đèn báo sàng tách thóc hoạt động) làm sáng đèn  Khi vặn công tắc sang vị trí AUTO Lúc dòng điện 24VDC qua côngtắctơ R1 qua SENSOR cảm biến quang Ở hỗn hợp gạo thóc tank chứa không đủ mức quy định SENSOR không hoạt động dòng điện bị ngắt côngtắctơ R1 không bị tác động, động tiếp tục đứng yên Nếu hỗn hợp gạo thóc mức quy định SENSOR hoạt động cho dòng điện qua, côngtắctơ R1 tác động, tiếp điểm R1 đóng lại, cấp điện cho đèn LED (đèn báo liệu) sáng báo nguyên liệu đầy, đồng thời cấp điện cho côngtắctơ T đóng tiếp điểm thường mở đóng chậm Sau thời gian cài đặt, tiếp điểm T đóng lại cung cấp điện cho côngtắctơ R2 tác động Lúc dòng điện 220VAC qua côngtắctơ K tác động, tiếp điểm K côngtắctơ mạch động lực đóng lại, động bắt đầu quay Đồng thời dòng điện qua đèn L2 (đèn báo sàng tách thóc hoạt động) làm sáng đèn  Toàn mạch điện khởi động bảo vệ cầu chì FUSE đầu mạch • Ta lắp thêm biến tần nhằm điều chỉnh tốc độ động CHƯƠNG IV : CÁCH VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY 4.1 Vận hành không tải ban đầu : • Kiểm tra an toàn lắp điện, CB OFF, nút gạt tụ điện OFF • Kiểm tra kỹ lưỡng cấu truyền động khí, bao che bảo vệ phải đầy đủ • Bật công tắc chính, nút gạt bật sang TAY • Kiểm tra điều chỉnh độ căng đai cho phù hợp • Kiểm tra tổng quát độ rung động âm phát từ thiết bị • Tắt máy cách gạt công tắc OFF tắt CB 4.2 Vận hành điều chỉnh có tải : • Bật CB lên • Nạp liệu vào thùng chứa đến đèn HIGH báo liệu đầy • Quay cần gạt chỉnh cánh máng hết sang trái che không cho liệu xuống phần máng gạo • Gạt cần gạt sang vị trí AUTO, sàng bắt đầu lắc • Ta kéo đồng loạt 12 sắc tơ chỉnh lượng liệu xuống 12 mặt sàng khoảng 1/3 lỗ xuống gạo • Quan sát lưu lượng liệu xuống mặt sàng điều chỉnh kéo ra, đẩy vào sắc tơ cho lưu lượng liệu xuống 12 mặt sàng • Khi liệu dàn mặt sàng đầy cuối sàng • Điều chỉnh góc nghiêng sàng tay quay để thành phần nguyên liệu phân ly thành vùng rõ rệt • Chỉnh núm vặn điều chỉnh phần đầu hỗn hợp đạt tỷ lệ 85% gạo lức 15% lúa Kiểm tra cách xem sản phẩm máng phần hỗn hợp • Chỉnh núm vặn điều chỉnh đầu có lúa mà Xem máng phần lúa • Quay cần gạt chỉnh cánh máng sang phải đến lấy lượng thành phẩm gạo lức thích hợp 4.3 LƯU Ý : • Đẻ hoạt động sàng liên tục, lượng đầu vô lượng thành phẩm đầu khoảng 300 – 400kg • Nếu đèn báo LOW sàng tự động đứng lại đèn báo HIGH sàng tự động chạy lại • Người vận hành phải hướng dẫn có kinh nghiệm điều chỉnh sàng 4.4 Bảo dưỡng máy : • Làm vệ sinh máy trước sau ca làm việc • Kiểm tra bôi trơn định kỳ cho ổ bi • Thường xuyên kiểm tra hệ thống điện, tình trạng phân ly sản phẩm máy • Căng đai xích định kỳ • Kiểm tra định kỳ phận máy mô tơ, dây đai, xích TÀI LIỆU THAM KHẢO [TL1] – Bài giảng máy thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng : Bộ môn vật liệu xây dựng đại học Bách Khoa TPHCM Thành phố Hồ Chí Minh, tháng – 2001 [TL2] – Cơ sở thiết kế máy : Nguyễn Hữu Lộc Nhà xuất Đại Học Quốc Gia TPHCM, 2004 [TL3] – General catalogue : SKF [TL4] – Cơ sở thiết kế máy sản xuất thực phẩm : Xokolove (chủ biên), Nguyễn Trọng Thể (biên dịch) Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 1976 [TL5] – Vẽ kỹ thuật khí, tập 1+2 : Trần Hữu Quế, Đặng Văn Cứ, Nguyễn Văn Tuấn Nhà xuất giáo dục, 2006 [TL6] – Giáo trình dung sai lắp ghép kỹ thuật đo lường : PGS.TS Ninh Đức Tốn, GVC Nguyễn Thị Xuân Bảy Nhà xuất giáo dục, 2006 [TL7] – Kỹ thuật an toàn vệ sinh lao động : Đỗ Thị Ngọc Khánh, Huỳnh Phan Tùng, Lê Quý Đức Nhà xuất Đại Học Quốc Gia TPHCM, 2006