TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÁY PHÂN LY HẠT GẠO DẠNG LÕM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ VÀ CÔNG NGHỆ  PHẠM ÂN TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÁY PHÂN LY HẠT GẠO DẠNG LÕM Tp. Hồ Chí Minh Tháng 09 năm 2007 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ VÀ CÔNG NGHỆ  TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÁY PHÂN LY HẠT GẠO DẠNG LÕM Chuyên nghành: Cơ khí Nông Lâm Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Ts.Trần văn Khanh Phạm Ân Ks. Phạm Duy Lam Tp. Hồ Chí Minh Tháng 09 năm 2007 MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING NONG LAM UNIVERSITY FACULTY OF ENGINERRING TECHNOLOGY  CALCULATING, DESIGNING, FABRICATING AND TESTING Speciality: Agricultural Engineering Supervisor: Student: Tran Van Khanh Phạm An Pham Duy Lam Ho Chi Minh, City 92007 i TÓM TẮT Tỉ lệ thu hồi gạo nguyên là một yếu tố quan trọng khi nghiên cứu sản xuất giống hoặc đánh giá chất lượng của phương pháp, hệ thống máy thu hoạch, máy sau thu họach và máy chế biến lúa gạo. Sau 3 tháng thực hiện đề tài TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, KHẢO NGHIỆM MÁY PHÂN LOẠI HẠT GẠO THEO KÍCH THƯỚC tại Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp Trường Đại học Nông Lâm, kết quả đã đạt được các nội dung và kế hoạch đề ra, bao gồm: Tính toán, thiết kế các bộ phận làm việc của máy. Chế tạo máy. Khảo nghiệm sơ bộ để xác định năng suất, hiệu suất nhằm đánh giá chất lượng máy đã được thực hiện. ii ABSTRACT Whole grain rice revoking proportion is an important factor when researching is seed production or evaluating quality of the method, harvesting machine system, post_harvesting machine and rice processor. After three months studying the topic: CALCULATING, DESIGNING, FABRICATING AND TESTING RICE SEPARATION MACHINE at Power and Agricultural machine at Nong Lam University, I got contents and plans which had been set up including: Calculating, design the detail of machine components. Creation machine. Observing preliminary to define power and productivity in order to evaluate machine quality performed. iii LỜI CẢM ƠN Em chân thành cảm ơn nhà trường, các thầy cô trong khoa đã hướng dẫn và tạo điều kiện cho em hoàn thành đề tài tốt nghiệp. Tuy thời gian thực hiện đề tài có hạn nhưng kiến thức thực tế mà em thu thập được thì rất lớn, giúp em có thêm kinh nghiệm cho việc làm sau này. Cùng với sự tận tình giúp đỡ của thầy Thạc sĩ Trần Văn Khanh, Kĩ sư Phạm Duy Lam và tập thể anh em công nhân tại Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp, đã tận tình dẫn dắt em từng bước từ lúc bắt đầu đến khi hoàn thành đề tài. Một lần nữa xin chân thành cảm ơn toàn thể quí thầy cô trường Đại học nông Lâm đã giúp đỡ em hoàn thành thật tốt đề tài tốt nghiệp. Chân thành cảm ơn. iv MỤC LỤC TÓM TẮT ............................................................................................................... i ABSTACT ............................................................................................................. ii LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... iii CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU ....................................................................................... 1 CHƯƠNG 2. MỤC ĐÍCH LUẬN VĂN............................................................. 2 2.1 Mục đích...................................................................................... 2 2.2 Nội dung cụ thể ........................................................................... 2 CHƯƠNG 3. TRA CỨU TÀI LIỆU .................................................................. 3 3.1 Mảnh trong gạo xát .................................................................... 3 3.2 Các mẫu máy phân lọai ............................................................. 4 3.2.1 Máy phân cấp trống quay có cuôn dây điều chỉnh .................... 4 3.2.2 Trống quay dạng lõm ................................................................ 5 3.2.3 Các kiểu máy phân ly không dùng lưới ..................................... 6 3.2.3.1 Máy phân ly lọai cơ cấu băng tải ............................................ 6 3.2.3.2 Máy phân ly lọai đĩa quay ...................................................... 7 3.2.4 Máy phân ly có mặt sàng xoay .................................................. 8 3.2.4.1Mặt sàng có dạng lỗ ................................................................ 8 3.2.4.2Mặt sàng có dạng hốc lõm ...................................................... 8 3.3 So sánh ưu nhược điểm của trống và sàng phân ly dạng hốc 9 3.4 Thiết kế bộ truyền đai. ............................................................. 10 3.5 Tính toán trục và gối đỡ trục .................................................. 11 3.5.1 Tính toán trục .......................................................................... 11 3.5.2 Tính toán gối đỡ trục ............................................................... 12 3.6 Xác định công suất động cơ..................................................... 13 CHƯƠNG 4. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN .................................... 15 4.1 Thời gian và địa điểm ............................................................... 15 4.2 Phương pháp nghiên cứu ......................................................... 15 v 4.3 Phương tiện nghiên cứu ........................................................... 15 4.4 Các bước thực hiện đề tài ........................................................ 16 4.5 Phương pháp thí nghiệm .......................................................... 16 4.5.1 Bố trí thí nghiệm ...................................................................... 16 4.5.2 Phương pháp xử lý số liệu ....................................................... 16 CHƯƠNG 5. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................... 17 5.1 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động .................................... 17 5.1.1 Sơ đồ thiết kế........................................................................... 17 5.1.2 Nguyên lý hoạt động ............................................................... 17 5.2 Kích thước hốc .......................................................................... 18 5.2.1 Chiều dài trung bình của hạt gạo ............................................. 18 5.2.2 Xác định khối lượng thể tích gạo ............................................ 18 5.3 Tính toán diện tích sàng ........................................................... 19 5.4 Thiết kế bộ truyền đai .............................................................. 19 5.4.1 Thiết kế trục và then ................................................................ 21 5.4.2 Thiết kế gối đỡ trục ................................................................. 24 5.5 Tính công suất chi phí cho sàng .............................................. 25 5.6 Công nghệ chế tạo các chi tiết chính ....................................... 27 5.6.1 Chế tạo mặt sàng ..................................................................... 27 5.6.2 Gia công trục ........................................................................... 28 5.7 Kết quả khảo nghiệm ............................................................... 34 CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ........................................................ 37 6.1 Kết luận ..................................................................................... 37 6.2 Đề nghị....................................................................................... 37 CHƯƠNG 7. TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................... 38 CHƯƠNG 8. PHỤ LỤC ...................................................................................... 1 Phụ lục 1: Kích thước trung bình của hạt thóc ............................ 1 Phụ lục 2: Xác định góc ma sát giữa hạt gạo và sàng .................. 2 Phụ lục 3: Khối lượng hỗn hợp gạo gẫy và gạo nguyên ............... 2 Phụ lục 4: Tỉ lệ gạo gẫy sót và tỉ lệ gạo nguyên lẫn ...................... 3 vi Phụ lục 5: Khối lượng hỗn hợp gạo gẫy và gạo nguyên ............... 4 Phụ lục 6: Tỉ lệ gạo gẫy sót và gạo nguyên lẫn ............................. 5 Phụ lục7: Khối lượng hỗn hợp gạo gẫy và gạo nguyên................ 6 Phụ lục 8: Tỉ lệ gạo gẫy sót và gạo nguyên lẫn ............................. 7 vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Chiều dài trung bình của hạt gạo ........................................................... 18 Bảng 2: Khối lượng thể tích của một số lọai gạo ............................................... 18 Bảng 3: Qui trình công nghệ gia công trục ........................................................ 29 Bảng 4: Kết quả khảo nghiệm máy lần 1 ............................................................ 33 Bảng 5: Kết quả khảo nghiệm máy lần 2 ............................................................ 34 Bảng 6: Kết quả khảo nghiệm máy lần 3 .......................................................... 35 viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1: Giải thích mảnh trong gạo xát ................................................................. 3 Hình 2: Máy phân cấp kiểu trống quay................................................................. 4 Hình 3: Máy phân cấp trống quay dạng lõm ........................................................ 5 Hình 4: Dạng hốc lõm ........................................................................................... 5 Hình 5: Máy phân ly không dùng lưới .................................................................. 6 Hình 6: Máy phân ly đĩa quay .............................................................................. 7 Hình 7: Sơ đồ truyền động máy phân ly có mặt sàng xoay .................................. 8 Hình 8: Sơ đồ cấu tạo máy phân ly hạt gạo dạng hốc lõm ................................ 17 Hình 9: Biểu đồ momen tác dụng lên trục .......................................................... 21 Hình 10: Lực tác dụng lên gối đỡ trục ................................................................ 24 Hình 11: Mật độ lỗ trên sàng .............................................................................. 27 Hình 12: Bản vẽ gia công trục ............................................................................ 28 Hình 13: Cấu tạo máy sàng phân ly hạt theo kích thước .................................... 30 Hình 14 : Hình toàn máy .................................................................................... 31 Hình 15 : Khảo nghiệm máy sàng ...................................................................... 32 Hình 16 : Gạo gẫy được giữ trên mặt sàng ......................................................... 32 1 Chương 1 MỞ ĐẦU Lương thực, thực phẩm là nguồn nguyên liệu chính không thể thiếu được trong đời sống hằng ngày của con người, nó cung cấp năng lượng chủ yếu cho cơ thể để duy trì sự sống. Vì vậy, việc nghiên cứu về lương thực là một vấn đề quan trọng được nhiều người quan tâm nhằm tăng năng suất và chất lượng, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người. Tỉ lệ thu hồi gạo nguyên là một yếu tố quan trọng khi nghiên cứu sản xuất giống hoặc đánh giá chất lượng của phương pháp, hệ thống máy thu hoạch, máy sau thu hoạch và máy chế biến lúa gạo. Tỉ lệ gạo nguyên trong gạo thể hiện giá trị của lượng gạo khi đưa vào thị trường. Ví dụ tỉ lệ gạo nguyên cao dẫn đến giá thành cao. Vì vậy, việc xác định tỉ lệ thu hồi gạo nguyên trong gạo khi đưa ra thị trường là việc làm cần thiết đối với các cơ sở nghiên cứu chế biến hoặc kinh doanh gạo. Hiện đã có nhiều nhà sản xuất trong và ngoài nước sản xuất máy này nhưng có nhiều cơ cấu phức tạp và giá thành cao. Với cơ sở kinh doanh nhỏ lẻ, phòng thí nghiệm, việc có một máy đơn giản, giá thành thấp là cần thiết. Được sự phân công của khoa Cơ khí Công nghệ, tôi thực hiện đề tài: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, KHẢO NGHIỆM MÁY PHÂN LOẠI HẠT GẠO THEO KÍCH THƯỚC. Đề tài được thực hiện tại Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp, trường Đại học Nông Lâm TP.HCM. 2 Chương 2 MỤC ĐÍCH LUẬN VĂN 2.1 Mục đích Tính toán, thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy sàng gạo dạng lõm cỡ nhỏ với trọng lượng mẫu phân loại  200g. 2.2 Nội dung cụ thể Tìm hiểu về các mẫu máy phân lọai hạt. Tính toán, thiết kế các bộ phận làm việc của máy. Chế tạo máy. Khảo nghiệm sơ bộ, đánh giá chất lượng máy. 3 Chương 3 TRA CỨU TÀI LIỆU 3.1 Mảnh trong gạo xát 1 Định nghĩa của mảnh thường căn cứ vào chiều dài của mảnh gạo và quy về các đơn vị là 18 chiều dài của hạt gạo xát nguyên không vỡ. Vì vậy nên đã xem xét đến các mảnh có chiều dài 18, 28, 38, 48, 58, 68, 78, 88 = 11 là hạt gạo xát nguyên không vỡ. Do đó phân loại gạo xát như sau: Gạo nguyên hạt là mảnh gạo có chiều dài lớn hơn hoặc bằng 68 hạt gạo xát nguyên vẹn không vỡ. Mảnh to: Là mảnh gạo có chiều dài lớn hơn hoặc bằng 38 chiều dài của hạt gạo nguyên không vỡ, nhưng nhỏ hơn 68. Mảnh nhỏ: Là mảnh gạo không lọt qua sàng lỗ  = 1,4mm, nhưng chiều dài của hạt ngắn hơn 38 của hạt gạo xát nguyên vẹn không vỡ. Mảnh gạo nhỏ, to hơn tấm nhưng nhỏ hơn mảnh to. Tấm: Gồm những mảnh gạo lọt qua sàn lỗ  = 1,4mm. G?o nguyên M?nh l?n M?nh nh? M?nh nh? M?nh l?n G?o nguyên 78 88 68 58 48 38 28 18 12345678 Hình 1: Giải thích mảnh trong gạo xát 4 3.2 Các mẫu máy phân loại 3.2.1 Máy phân cấp trống quay có cuộn dây điều chỉnh A B C D 5 2 3 4 1 Hình 2 : Máy phân cấp kiểu trống quay 1 Puli truyền động; 2 Phễu cấp liệu; 3 Trống có cuộn dây điều chỉnh; 4 Cuộn dây điều chỉnh; 5 Bộ phận điều chỉnh khe hở của lò xo. A Vị trí cấp liệu; B Cửa thu hạt mỏng; C Cửa thu hạt chuẩn; D Cửa thu hạt dày Nguyên lý hoạt động Một cuộn dây lò xo có khe hở đồng nhất giữa các vòng. Khi lò xo bị ép lại thì khe hở giữa các vòng sẽ giảm đi, nếu lò xo ép có chứa một số viên bi thép kích thước khác nhau cần lựa chọn thì chỉ những viên có đường kính bằng hoặc bé hơn khe hở giữa các vòng mới lọt qua được. Trên khung quay của guồng có lắp một, hai hoặc ba cuộn dây lò xo điều chỉnh. Khe hở ở cuộn thứ nhất bé hơn trong cuộn thứ hai. Hỗn hợp cung cấp qua máy và chuyển động từ từ theo một đường xoắn ốc, hạt mỏng sẽ lọt qua khe hở của cuộn thứ nhất. Hạt chuẩn lọt qua cuộn dây thứ hai, hạt dày sẽ trượt ra ngoài như sản phẩm trên sàng. Guồng của loại máy này cũng như các loại máy quay khác đều được làm sạch liên tục bằng một bàn chải quay lắp trên đỉnh guồng và nhận chuyển động trực tiếp từ trục chính của máy. Ưu điểm Có thể làm việc liên tục, năng suất cao. Hiệu suất phân ly cao. 5 Nhược điểm Có nhiều bộ phận và cụm chi tiết phức tạp. Chi phí đầu tư, sản xuất cao. 3.2.2 Trống quay dạng lõm B C A 3 4 5 2 1 Hình 3 : Máy phân cấp trống quay dạng lõm 1 Động cơ; 2 Puli truyền động; 3 Phễu cấp liệu; 4 Trống quay; 5 Máng hứng gạo gẫy. A Vị trí cấp liệu; B Vị trí thu gạo gẫy; C Vị trí thu gạo nguyên. Khi cần phân cấp theo chiều dài, người ta dùng máy phân cấp kiểu trống cho cả thóc lẫn gạo. Trống gồm chủ yếu một ống trụ cuốn bằng thép lá đặt hơi nghiêng. Mặt trong ống có hàng hốc lõm hình túi được dập vào vỏ thép dưới một góc nhỏ. á Hình 4 : Dạng hốc lõm Hỗn hợp gạo ngắn và dài được cung cấp vào trong trống tại đầu cao. Trống quay khoảng 50 vp. Mỗi hốc sẽ nâng các hạt gạo dài và ngắn lên, ở vị trí nào đó hốc lõm sẽ không thể giữ được hạt dài nữa và chúng sẽ rơi ra khỏi hốc, còn hạt ngắn vẫn được giữ lại trong hốc và chúng sẽ rơi ra ở vị trí cao hơn lọt vào một máng gom có thể điều chỉnh được vị trí ở bên trong trống. Trong quá trình nâng lên và hạ xuống như đã trình bày ở trên, hạt dài sẽ chuyển động dần dần về phần thấp của trống nghiêng. Kích thước của hốc phụ thuộc vào loại sản phẩm sẽ được phân loại. 6 Ưu điểm Cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo. Dễ sửa chữa và thay thế. Chi phí sản xuất thấp. Năng suất cao, làm việc liên tục. Phù hợp với yêu cầu chỉ phân ly một loại hạt (hạt bắp, lúa, gạo….). Nhược điểm Mỗi khi thay loại hạt cần phân loại là phải thay trống, nên phải có nhiểu trống có kích thước lõm khác nhau. Phức tạp trong khâu thay trống vì phải tháo lắp nhiều chi tiết. 3.2.3 Các kiểu máy phân ly không dùng lưới 3.2.3.1 Máy phân ly loại cơ cấu băng tải F2 F1 F3 B F1 F2 A Hình 5 : Máy phân ly không dùng lưới F1,F2,F3: Các hợp phần được tách ra từ hỗn hợp đầu. A Băng tải chuyển động ngược với góc đặt. B Băng tải chuyển động theo phương ngang so với góc đặt. Nguyên lý hoạt động Băng tải được làm bằng da, nỉ, hoặc bằng bạc được đặt nghiêng một góc α, vì hướng băng tải chuyển động ngược với góc α nên hỗn hợp cấp vào sẽ lăn xuống một đoạn. Những hạt có hệ số ma sát lớn sẽ nằm trên băng và chuyên động theo băng tải chúng ta nhận được loại hạt F1, hạt có hệ số ma sát nhỏ thì tiếp tục lăn ngược với hướng chuyển động của băng và ta thu được hạt F2. 7 Ưu điểm Kết cấu đơn giản dễ lắp ráp, dễ sửa chữa. Nhược điểm Năng suất phân ly phụ thuộc kích thước băng tải, góc nghiêng và sự điều chỉnh chính xác tốc độ băng tải. 3.2.3.2 Máy phân ly kiểu đĩa quay n 2 1 F4 F2 F3 F1 Hình 6 : Máy phân ly đĩa quay 1 Đĩa quay; 2 Vách phân chia các hợp phần F1,F2,F3,F4. Đĩa (1) đặt nghiêng một góc α và có thể thay đổi được, đĩa quay với những số vòng quay có thể điều chỉnh được khi cần thiết. Ở phía ngoài về bên dưới, bố trí các vách phân chia. Khi làm người ta dựa vào hệ số ma sát ngoài của hạt với mặt đĩa và lực ly tâm để phân ly. Hỗn hợp hạt được chia làm 4 hoặc nhiều phần riêng biệt dựa vào hệ số ma sát của hạt với đĩa quay. Ưu điểm Đơn giản, giá thành rẻ. Nhược điểm Hiệu suất, năng suất phụ thuộc vào góc α, vận tốc vòng và hệ số ma sát của đĩa. Khi năng suất lớn thì hiệu suất giảm và ngược lại, còn khi muốn đạt năng suất và hiệu quả cao thì phải bố trí thành một tổ hợp máy. 8 3.2.4 Máy phân ly có mặt sàng xoay 3.2.4.1 Mặt sàng có dạng lỗ C B A 4 5 1 2 3 Hình 7 : Sơ đồ truyền động máy phân ly có mặt sàng xoay 1 Động cơ; 2 Bộ truyền đai; 3 Trục thẳng đứng; 4 Cơ cấu lắc lệch tâm; 5 Lưới sàng. A Vị trí cấp liệu; B Vị trí thu gạo nguyên; C Vị trí thu gạo gẫy. Nguyên lý họat động Bộ phận làm việc gồm một sàng phẳng đặt nghiêng một góc α, bề mặt sàng được đột nhiều lỗ tròn. Đường kính các lỗ này thay đổi tùy theo yêu cầu của hạt cần phân loại. Hỗn hợp gạo ngắn và dài được cung cấp vào đầu trên của sàng, sàng chuyển động xoay nhờ cơ cấu lệch tâm. Trong quá trình sàng chuyển động, hạt gạo ngắn sẽ lọt qua các lỗ, hạt dài sẽ chuyển động dần dần về phía đầu thấp của sàng. Ưu điểm Kết cấu đơn giản, chi phí sản xuất thấp. Dễ chế tạo, dễ sữa chữa và thay thế. Nhược điểm Hiệu suất thấp, làm việc theo từng mẻ. Khó khăn trong việc thu hồi gạo nguyên và gạo gẫy. 9 3.2.4.2 Mặt sàng có dạng hốc lõm Cấu tạo tương tự sàng lỗ nhưng chỉ khác bề mặt sàng được gia công rất nhiều hốc lõm hình túi. Trong quá trình sàng chuyển động, các hạt gạo ngắn sẽ điền vào các hốc lõm hình túi, hạt dài sẽ chuyển động dần dần về phía đầu thấp của sàng. Ưu điểm Kết cấu đơn giản, chi phí sản xuất thấp. Dễ chế tạo, dễ sữa chữa và thay thế. Dễ dàng trong khâu thu hồi gạo nguyên và gạo gẫy. Hiệu suất cao hơn so với sàng lỗ. Nhược điểm Năng suất thấp. Làm việc theo từng mẻ. Qua các mẫu máy trên nhận thấy chỉ có hai loại máy phù hợp với mô hình dùng trong phòng thí nghiêm là: Trống phân ly và sàng phân ly dạng hốc lõm. 3.3 So sánh ưu nhược điểm của trống và sàng phân ly dạng hốc TRỐNG SÀNG Ưu điểm Năng suất cao. Làm việc liên tục. Kích thước máy nhỏ gọn, dễ vận chuyển từ nơi này đến nơi khác. Phù hợp với mô hình khảo nghiệm trong phòng thí nghiệm. Ưu điểm Cấu tạo đơn giản. Làm việc theo mẻ. Kích thước máy nhỏ gọn, dễ vận chuyển từ nơi này đến nơi khác. Phù hợp với mô hình khảo nghiệm trong phòng thí nghiệm. Thay thế sàng dễ dàng 10 Nhược điểm Khi muốn xác định tỷ lệ gạo nguyên của các giống lúa khác nhau thì phải cần nhiều trống có kích thước lõm khác nhau. Khó thay trống vì phải tháo lắp nhiều chi tiết. Chi phí cao hơn. Nhược điểm Năng suất thấp. Qua bảng so sánh ưu – nhược điểm của trống và sàng. Ta thấy sàng dạng hốc lõm phù hợp hơn cho mô hình khảo nghiệm trong phòng thí nghiệm, do đó chọn phương án thiết kế sang lắc ngang dạng hốc lõm. 3.4 Thiết kế bộ truyền đai 5 D1 và D2: Đường kính bánh dẫn và bánh bị dẫn; mm A: Khoảng cách trục; mm 1 và 2 : Góc ôm của đai trên bánh nhỏ và bánh lớn; mm B: Chiều rộng bánh đai; mm Chiều dài đai DA D L A D D 4 ( ) ( ) 2 2 2 2 1 2 1       ; mm (3.9) Khoảng cách trục: 8 2L (D2 D1) 2L (D2 D1)2 8(D2 D1) 2 A           ;mm (3.10) Đường kính D2 của bánh đai lớn: D2  iD1(1 ) ; mm (3.11) Tính góc ôm: 0 2 1 0 1 180 57 A D  D    (3.12) 11 0 2 1 0 2 180 57 A D  D    Xác định số đai Z: C C C F v N Z p . t . . v. . 1000.  0   ; (3.13) Chiều rộng bánh đai: B = (Z1)t+2S (3.14) Đường kính ngoài của bánh đai + Bánh dẫn: Dn1=D1+2c; mm (3.15) + Bánh bị dẫn: Dn2= D2+2c; mm (3.16) Lực căng S0=  0. .b ; mm (3.15) Trong đó: S0 : L ực căng đai (N)  0 : Ứng suất căng ban đầu  0 =1,82 Nmm2  : Bề dày đai (mm) b: Bề rộng đai (mm) Lực tác dụng lên trục: R=3 2 .sin 1 0  S ; N (3.16) 3.5 Tính toán trục và gối đỡ trục 5 3.5.1 Tính toán trục Tính sơ bộ trục d  C 3 Nn ; (3.17) Trong đó: d: Đường kính trục (mm) N: Công suất truyền (kW) n : Số vòng quay trong 1 phút của trục (vgph) C: Hệ số tính toán. Thường lấy C = 120 12 Tính gần đúng 3 0,1. M tñ d  ; mm (3.18) u X M td  M 2  0,75M 2 Trong đó: Mtd: Môment tương đương (Nmm) M u, Mx: Môment uốn và xoắn ở tiết diện tính toán (Nmm) ĩ: Ứng suất cho phép (Nmm2 ) Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn Hệ số an toàn được tính theo công thức sau     2 2 . n n n n n    n ; (3.19) Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kỳ đối xứng : a  max  min  u ; m  0 MW     a n k       . 0 1  ; (3.20) Bộ truyền làm việc một chiều nên ứng suất tiếp (xoắn) biến đổi theo chu kỳ mạch động: 0 max 2 2.W M x a  m      m n k            1 ; (3.21) Giới hạn mỏi uốn và xoắn:  1  0,45. b  0,45.600  270 Nmm2  1  0,25. b  0,25.600  150 Nmm2 13 3.5.2 Tính toán gối đỡ trục Kiểm tra bền ổ bi. Tính hệ số khả năng làm việc của ổ bi C  Q.(n.h)0,3 ; (3.22) Trong đó: Q: Tải trọng tương đương (daN) n: số vòng quay của ổ bi (vgph) h: Hệ số thời gian phục vụ (h=500÷1000 giờ) Tải trọng tương đương Q được tính theo công thức: Q=(Kv.R+m.At).Kn.Kt ; daN (3.23) Trong đó: Q: Tải trọng tương đương (daN) R: Tải trọng hứơng tâm (daN) m : Hệ số chuyển tải trọng dọc trục về tải trọng hứơng tâm. A : Tải trọng dọc trục (daN) Kt: Hệ số tải trọng động. K n: Hệ số nhiệt độ. K v: Hệ số xét đến vòng nào của ổ là vòng quay. 3.6 Xác định công suất động cơ 2 N = N1+N2 ; kW (3.1) Trong đó: N1: Công suất chi phí để tạo động năng cho sàng chuyển động. N2: công suất chi phí cho lực ma sát ở các mặt tâm của gối đỡ, ma sát giữa vật liệu với sàng. Tính N1: A= ( ) 2 2 2 2 V1 V Gg  ; N (3.2) Trong đó: A: Động năng của khối chuyển động (N) 14 G: Tổng trọng lượng bộ phận truyền động của sàng, G=Gv+Gk (N) Gk: Tổng trọng lượng khung sàng (N) G v:Tổng trọng lượng vật liệu trên sang (N) Gv = B.L.h.β.ρ.g (3.3) V1 và V2 là tốc độ của sàng lúc sàng chuyển động. 30 . . 1 2 max r n V  V  V   (3.4) 900 . . . 2 2 2 r n Gg  A   (3.5) 10 .60 . 1 2 A n  N  (3.39) Tính N2: N2= N2’+ N2’’ 2 0 2 10 fG V N  v ; N (3.6) Trong đó: f : Hệ số ma sát giữa vật liệu và bề mặt sàng. V0: Tốc độ trung bình của hạt trên sàng (ms) 60 2. . . . 0  n r  V  (3.7) Trong đó:  : Hệ số không kể đến sự chuyển động không cùng hướng của vật liệu trên sàng,  =0,45 6 3 27.10 . . . . . N f z G n  r R ; N (3.8) fz : Hệ số ma sát của khớp động ở trục lệch tâm. R : Bán kính khớp động của trục lệch tâm (m) 15 Chương 4 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 4.1 Thời gian Địa điểm Thời gian: Từ ngày 1562007 đến ngày 3082007 Địa điểm: Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp. 4.2 Phương pháp nghiên cứu Đây là đề tài có chọn lọc các kết quả đã ứng dụng trong và ngoài nước; đối với những vấn đề chưa có thiết bị hoặc công nghệ thích hợp sẽ được thiết kế, chế tạo các mẫu máy nhằm khảo nghiệm, từng bước hoàn thiện để có những mẫu máy phù hợp đưa vào thực tế. Đề tài nghiên cứu theo hướng sao cho các máy móc thiết bị nghiên cứu, hoàn toàn có thể chế tạo được trong nước. Đề tài áp dụng các phương pháp sau: a. Phương pháp tiếp cận theo các yêu cầu sản xuất trong điều kiện địa phương b. Phương pháp kế thừa có chọn lọc các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước, có bổ sung cho thích ứng với điểu kiện thực tế. c. Phương pháp thực nghiệm theo các bố trí thí nghiệm định trước, quan sát, so sánh và xử lý kết quả thu thập được. 4.3 Phương tiện nghiên cứu Máy được chế tạo và khảo nghiệm với các dụng cụ sau: + Đồng hồ đo công suất tiêu thụ điện HITOKI (10%). + Đồng hồ đo số vòng quay kiểu quang (10%). + Đồng hồ bấm giây TESTO (1%). + Cân điện tử 500g Pocket Scale FEM500g0.1g. 16 + Bao nilong để đựng mẫu. + Máy tiện IAKISAWA + Máy khoan tay BOSCH + Máy mài MAKITA 9016B,1050W, 50÷60 Hz, n= 9000 vòngphút + Máy hàn hồ quang 250A + Hàn hỗn hợp khí oxyaxetylen.. + Búa, kiềm, thước kẹp, thước dây, thước đo độ, eke… 4.4 Các bước thực hiện đề tài a. Tham khảo, tra cứu các tài liệu, sách báo… về các cỡ, loại máy hiện có trên thị trường. b. Thay đổi kết cấu một số chi tiết của mẫu máy thí nghiệm tham khảo cho phù hợp với thực tế sản xuất. c. Tính toán, thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy tại Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ chí Minh. d. Khảo nghiệm máy, theo dõi hoạt động, phân tích và thực hiện những sửa đổi cải tiến cần thiết để hoàn chỉnh mẫu máy. e. Tập hợp số liệu, dữ liệu, phân tích, tổng hợp và viết báo cáo. 4.5 Phương pháp thí nghiệm 4.5.1 Bố trí thí nghiệm Ngẫu nhiên hoàn toàn: Với mỗi biến số khảo nghiệm 3 loại gạo, mỗi loại lặp lại 3 lần. Đỗ hỗn hợp gạo trên mặt phẳng phân ô, sau đó lấy các ô đối xứng. Nếu nhiều mẫu thì phân làm nhiều tầng. Các biến số độc lập: Góc nghiên mặt sàng, biên độ, tần số, kích thước lỗ, số vòng quay… Các biến số phụ thuộc: Tỉ lệ phân ly, năng suất… 4.5.2 Phương pháp xử lý số liệu 17 Sau khi đã lọai bỏ các sai số thô, lấy số liệu thu được xử lý bằng phương pháp thủ công. 18 Chương 5 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Yêu cầu thiết kế máy: + Năng suất: 6,5 kgph + Hiệu suất phân ly: 99,5% + Trọng lượng gọn nhẹ. + Dễ chế tạo, dễ điều chỉnh và dễ thay thế mặt sàng. 5.1 Sơ đồ và nguyên lý họat động 5.1.1 Sơ đồ thiết kế 7 B A 6 2 3 4 5 1 Hình 8 : Sơ đồ cấu tạo máy phân ly hạt gạo dạng hốc lõm 1 Động cơ; 2 Puli truyền động; 3 Bộ giảm tốc; 4 Thanh treo; 5 Trục thẳng đứng; 6 Cơ cấu lắc sàng lệch tâm; 7 Mặt sàng; A Vị trí cấp liệu; B Vị trí thu gạo nguyên. 5.1.2 Nguyên lý họat động Động cơ (1) truyền chuyển động cho puli trục thẳng đứng (4) thông qua bộ giảm tốc (3), làm cho cơ cấu lêch tâm quay dẫn động cho sàng (6) quay. Mặt sàng đặt nghiêng một góc α so với phương ngang. Hỗn hợp được đỗ vào vị trí A. Khi sàng dao động hạt di chuyển từ đầu cao của sàng đến đầu thấp sàng, do sự khác biệt về kích thước hạt, gạo gẫy sẽ lọt vào các hốc lõm còn gạo nguyên sẽ di chuyển xuống phía thấp mặt sàng và thoát ra ở vị trí B. 19 Nếu gạo gẫy điền đầy các lỗ hoặc chưa điền đầy các lỗ thì ta có thể thiết kế hai mặt sàng hoặc phân loại hai lượt mẻ. 5.2 Kích thước hốc 5.2.1 Chiều dài trung bình của hạt gạo Chọn 10 hạt gạo nguyên của cùng giống lúa, xếp 10 hạt thành một hàng thẳng. Đo chiều dài 10 hạt ta tìm được chiều dài trung bình của một hạt gạo nguyên. Bảng 1: Chiều dài trung bình 1 số hạt gạo nguyên Lọai gạo Chiều dài (mm) Chiều rộng (mm) Chiều dày (mm) Thơm Đài Loan 5,5 2 1,4 Thơm Mỹ 7 2,1 1,6 Hường lài Chợ Đào 7 2 1,6 Thơm Thái Lan 6,5 2 1,6 Nàng thơm Chợ Đào 6,9 1,9 1,6 Bụi thơm 6,9 1,9 17 5.5.2 Xác định khối lượng thể tích của gạo Cân khối lượng nước và khối lượng gạo cùng 1 thể tích. Bảng 2 thể hiện khối lương thể tích một số loại gạo. Bảng 2: Khối lượng thể tích một số lọai gạo Lọai gạo Số lần thí nghiệm TB Lần 1(g) Lần 2 (g) Lần 3 (g) Thơm Đài Loan 147,2 149,6 149,3 148,7 Thơm Mỹ 149,2 150,1 152,3 150,5 Hương lài Chợ Đào 142,1 142,5 141,2 141,9 Bụi thơm 144,4 149,7 151,6 148,6 Thơm Thái Lan 157,1 150,5 152,5 153,4 Nàng thơm Chợ Đào 149,7 149,9 148,8 149,5 Nước 173,3 174,4 174,2 173,9   = (0,8160,882 kGdm 3 ). Chọn  = 0,85 kGdm3 5.3 Tính toán diện tích sàng Các thông số ban đầu: m= 150g h= 0,003m 20 B= 0,17mm S=   0,003 1,76.10 4 0,059 m2 S=B.L L= 0,35m 5.4 Thiết kế bộ truyền đai 5 Tỉ số truyền chung: N min N i  dc = 3,75 200 750  i=i1.i2.i3 Trong đó: i1: Tỉ số truyền từ động cơ đến đầu vào hộp giảm tốc. i2: Tỉ số truyền của bộ giảm tốc. i3: Tỉ số truyền từ đầu ra hộp giảm tốc đến puli trục thẳng đứng. Thiết kế bộ truyền đai từ động cơ đến đầu vào hộp giảm tốc. Chọn loại đai: Công suất N2’= 0,0046 kW Tính N2’’ 6 3 2 27.10 . . . . . N  f z G n  r R (kw) N2”= 0,003 kW Công suất động cơ: Nđc=  N =  N1  N 2 Nđc =0,08 kW Do không tính được công suất tiêu hao cho một số chi tiết, nên chọn động cơ có công suất lớn hơn tính toán để đảm bảo động cơ không bị quá tải khi làm việc. Chọn động cơ đồng bộ 1 pha công suất 0,2kW, n=750 vgph. 28 5.6 Công nghệ chế tạo một số chi tiết chính 5.6.1 Chế tạo mặt sàng Hình 11: Mật độ lỗ trên sàng Dùng tấm nhôm dẻo có độ dày 1,5 mm. Sau đó cắt theo kích thước đã thiết kế. Dùng mũi vạch dấu xác định các tâm hốc cần đột. Gia công một đầu thanh thép tròn Ø5 có dạng hình chỏm cầu. Gá thanh thép tròn vừa gia công lên máy khoan. Phía dưới đặt một cối tròn có đường kính Ø8 (cối và tâm thép tròn đồng tâm). Sau đó ta đột các hốc tròn theo các đường tâm đã vạch. 29 5.6.2 Gia công trục Hình 12: Bản vẽ gia công trục 30 Bảng 3: Qui trình công nghệ gia công trục Trình tự thực hiện Dụng cụ Chiều sâu cắt t (mm) Bước tiến S Sồ lần chạy dao Tốc độ cắt V(mph) Số vòng quay (vgph) Kích thước (mm) Thao tác Ø25 Ø24,5 Ø24,5 Ø22,5 (l=330mm) Ø22,5Ø22 (l=35mm) Ø22,5Ø20,5 (l=295mm) Ø20,5Ø20 (l=32mm) Ø20,5Ø18,5 (l=170mm) Ø18,5Ø18 (l=170mm) Ø20,5Ø20 (l=25mm) Ø20,5Ø19,5 (l=68mm) Ø19,5Ø19 (l=38mm) Ø19,5Ø18,5 (l=30mm) Ø18,5Ø18 (l=30mm) M18x20 Phay rãnh Vạt mặt Chạy rà Tiện thô Tiện tinh Tiện thô Tiện tinh Tiện thô Tiện tinh Tiện tinh Tiện thô Tiện tinh Tiện thô Tiện tinh M18x20 6x3,5 Dao 600 Dao 600 Dao 600 Dao 450 Dao 600 Dao 450 Dao 600 Dao 450 Dao 450 Dao 600 Dao 450 Dao 600 Dao 450 0,5 2 0,5 2 0,5 2 0,5 0,5 1 0,5 1 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 0,5 0,25 0,25 0,5 0,5 0,5 0,25 1 4 2 4 2 4 2 2 2 2 2 2 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 255 255 283 283 310 310 344 310 310 350 350 350 31 32 Hình 14 : Hình toàn máy Hình 15 : Khảo nghiệm máy sàng 33 Hình 16 : Gạo gẫy được giữ trên mặt sàng 34 5.7 Kết quả khảo nghiệm  Khảo nghiệm máy lần 1 Thời gian: Ngày 2782007. Địa điểm: Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp. Người khảo nghiệm: Phạm Ân. Các thông số: Đường kính hốc lõm Ø5; số vòng quay n=193 vòngphút; biên độ lắc a= 2R= 8mm; góc nghiêng sàng α= 220 Mục đích: Xác định tỉ lệ gạo gẫy sót và tỉ lệ gạo nguyên lẫn. Máy được khảo nghiệm với 3 lọai gạo. Bảng 4 : Kết quả khảo nghiệm máy lần 1 (Phụ lục 3) STT Tỉ lệ gạo gẫy sót (%) Tỉ lệ lẫn gạo nguyên lẫn (%) Năng suất (kgph) I 2,3 1,7 6,4 II 3,3 3,9 6,4 III 2,7 3,6 6,4 I: Gạo thơm Mỹ; II: Gạo thơm Thái Lan; III: Gạo hương lài Chợ Đào. Nhận xét: Góc nghiêng sàng đã ảnh hưởng đến tỉ lệ gạo sót và lẫn trong hỗn hợp gạo thu được. Khi tăng góc nghiêng các hạt gạo gẫy chưa điền vào hốc đã trượt xuống khỏi sàng hoặc đã điền vào các hốc rồi nhưng góc nghiêng sàng cao nên hạt gạo gẫy có khuynh hướng di chuyển ra khỏi hốc. Vì vậy năng suất máy tăng, hiệu suất giảm. 35  Khảo nghiệm máy lần 2 Góc nghiêng mặt sàng α = 220, nhận thấy tỉ lệ gạo gẫy sót trong hỗn hợp gạo thu được cao. Tiến hành khảo nghiệm lần 2 với α = 120 Thời gian: Ngày 2782007. Địa điểm: Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp. Người khảo nghiệm: Phạm Ân. Các thông số: Đường kính hốc lõm Ø5; số vòng quay n=193 vòngphút; biên độ lắc a=2R= 8mm; góc nghiêng sàng α= 120 Mục đích: Xác định tỉ lệ gạo gẫy sót và tỉ lệ gạo nguyên lẫn. Máy được khảo nghiệm với 3 lọai gạo. Kết quả như Bảng 2 Bảng 5 : Kết quả khảo nghiệm máy lần 2 (Phụ lục 5) STT Tỉ lệ gạo gẫy sót (%) Tỉ lệ lẫn gạo nguyên lẫn (%) Năng suất (kgph) I 0,8 2,9 6,0 II 1,1 2,4 6,0 III 0,8 2,4 6,0 I: Gạo thơm Mỹ; II: Gạo thơm Thái Lan; III: Gạo hương lài Chợ Đào. Nhận xét: Góc nghiêng sàng gần đạt đến góc thích hợp tuy năng suất giảm nhưng hiệu suất phân ly đã được cải thiện. 36  Khảo nghiệm máy lần 3 Thời gian: Ngày 2782007. Địa điểm: Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp. Người khảo nghiệm: Phạm Ân. Các thông số: Đường kính hốc lõm Ø5; số vòng quay n=193 vòngphút; biên độ lắc a=2R= 8mm; góc nghiêng sàng α= 80 Mục đích: Xác định tỉ lệ gạo gẫy sót và tỉ lệ gạo nguyên lẫn. Máy được khảo nghiệm với 3 lọai gạo. Kết quả như Bảng 6 Bảng 6 : Kết quả khảo nghiệm máy lần 3 (Phụ lục 7) STT Tỉ lệ gạo gẫy sót (%) Tỉ lệ lẫn gạo nguyên lẫn (%) Năng suất (kgph) I 0,6 2,8 5,3 II 0,8 6,2 5,3 III 1,0 5,0 5,3 I: Gạo thơm mỹ; II: Gạo thơm Thái Lan; III: Gạo hương lài Chợ Đào. Nhận xét: Góc nghiêng sàng nhỏ nên năng suất phân ly thấp. Gạo nguyên còn nằm trên mặt sàng nhiều. Hiệu suất phân ly giảm. 37 CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 6.1 Kết luận Máy sau khi đã tính toán và thiết kế, chế tạo xong và thử nghiệm cho máy hoạt động chúng tôi rút ra kết luận sau: + Khi đã chọn thông số thích hợp, máy đạt được hiệu suất cao đến 99,2% + Kích thước của máy hợp lý. + Vận hành đơn giản, dễ chăm sóc sữa chữa, máy họat động êm dịu. + Dễ thay thế sàng có kích thước hốc khác nhau để phù hợp với nhiều lọai gạo cần phân ly. + Vật liệu thay thế khi bị hư hỏng dễ tìm trên thị trường hiện nay. + Còn một ít hạt văng ra ngoài trong quá trình làm việc, do va vào khung sàng. 6.2 Đề nghị Tăng thêm chiều dài khung sàng ở phần cửa cấp liệu hỗn hợp bố trí đều trước khi vào phần sàng có hốc lõm. Dùng sàng kép để tăng năng suất và hiệu suất làm việc của máy. Tiếp tục khảo nghiệm máy đã chế tạo với các biến số khác nhau như: Tốc độ quay, biên độ lắc, góc nghiêng sàng…để đánh giá đầy đủ khả năng của máy. 38 Chương 7 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. TS Nguyễn Hay. Máy chế biến lúa gạo. Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia TP.HCM2002. 2. KS Nguyễn Văn Hùng. Giáo trình thiết kế máy trường Đại học Nông Lâm TP.HCM1999 3. Đoàn Dụ. Công nghệ và các máy chế biến lương thực. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật TP.HCM1983. 4. ĐoànVăn Điện và Nguyễn Bảng. Lý thuyết tính toán máy Nông nghiệp. Trường Đại học Nông Lâm1986. 5. Nguyễn Trọng Hiệp và Nguyễn Văn Lẫm.Thiết kế chi tiết máy. Nhà xuất bản Giáo dục2003. 6. TS Phan Hiếu Hiền. Phương pháp bố trí thí nghiệm và xử lý số liệu (thống kê thực nghiệm). Nhà xuất bản Nông nghiệp2001. 7. Lê Tiến Hoán. Giáo trình Công nghệ chế tạo trường Đại học Nông Lâm TPHCM 2005. 8. Trần Hữu Quế và Đặng Văn Cừ. Vẽ kĩ thuật Cơ khí. Nhà xuất bản Giáo dục2002 39 Chương 8 PH Ụ L ỤC Phụ lục1: Kích thước trung bình của hạt thóc 2 Loại thóc Kích thước (mm) Chiều dài L Chiều rộng a Chiều dày b Nông Nghiệp 8 9,3 3,4 3,1 Nông Nghiệp 22 8,9 3,0 2,9 Nông Nghiệp 23 9,1 3,0 2,8 Trâ n Châu lùn 7,4 3,2 2,8 Mộc Tuyền 7,4 3,1 3,0 Nếp con 7,1 3,1 3,0 Nếp cái 7,5 3,4 3,2 Góc ma sát được xác định bằng cách: Dùng một tấm nhôm trên đó có rải một lớp gạo mỏng, tấm nhôm được kéo nghiêng từ từ cho đến khi hạt gạo bắt đầu trược xuống phía dưới do tác dụng của trọng lực. Góc ma sát được đo từ mặt phẳng nằm ngang và mặt phẳng lúc hạt gạo bắt đầu trược. Hình 16: Góc ma sát giữa hạt và sàng Phụ lục 2: Xác định góc ma sát giữa hạt gạo và sàng Loại gạo Góc nghiêng sàng (độ) Trung bình Lần 1 Lần 2 Lần 3 Hương lài Chợ Đào 23 24 24 23,7 Thơm Đài Loan 26 26 25 25,7 Bụi thơm 22 23 22 22,3 Thơm Mỹ 24 24 25 24,3 Tài Nguyên Chợ Đào 25 25 26 25,3 Thơm Thái Lan 24 25 24 24,3 40 Nàng thơm Chợ Đào 23 23 22 22,7 TB 24,1 A Khảo nghiệm máy lần thứ 1 Thời gian: Ngày 2782007 Địa điểm: Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp. Người khảo nghiệm: Phạm Ân. Các thông số ban đầu: Đường kính hốc lõm Ø5; số vòng quay n=193 vgph; biên độ lắc a=2R= 8mm; góc nghiêng sàng α= 220 Phụ lục 3: Xác định khối lượng hỗn hợp gạo gẫy sót và khối lượng hỗn hợp gạo nguyên lẫn STT Khối lượng mẫu phân loại (g) KLHH gạo nguyên thu được (g) KLHH gạo gẫy thu được (g) Thời gian (s) Gạo nguyên (g) Gạo gẫy (g) Gạo nguyên (g) Gạo gẫy (g) I1 150 100,3 2,1 0,6 47,0 1,4 I2 100,1 2,3 0,7 46,6 1,4 I3 99,5 2,6 1,1 46,0 1,3 Trung bình 100,0 2,3 0,8 46,5 1,4 II1 150 141,3 5,2 0,1 4,4 1,4 II2 138,5 4,8 0,1 4,0 1,4 II3 144,2 4,5 0,2 4,2 1,4 Trung bình 141,3 4,8 0,1 4,2 1,4 III1 150 132,6 2,2 0,6 14,6 1,3 III2 131,8 2,7 0,5 14,4 1,4 III3 132,0 2,1 0,5 14,1 1,4 Trung bình 132,1 2,3 0,5 14,4 1,4 I: Gạo thơm Mỹ; II: Gạo thơm Thái Lan; III: Gạo hương lài chợ Đào. 1, 2, 3; Số lần lặp lại. 41 Thời gian: Ngày 2782007. Địa điểm: Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp. Người khảo nghiệm: Phạm Ân. Các thông số: Đường kính hốc lõm Ø5; số vòng quay n=193 vòngphút; biên độ lắc a=2R 8mm; góc nghiêng sàng α= 220 Máy được khảo nghiệm với 3 lọai gạo. Phụ lục 4: Tỉ lệ gạo gẫy sót và tỉ lệ gạo nguyên lẫn STT Tỉ lệ gạo gẫy sót (%) Tỉ lệ gạo nguyên lẫn (%) I1 2,1 1,3 I2 2,2 1,5 I3 2,6 2,3 Trung bình 2,3 1,7 II1 3,6 2,2 II2 3,3 4,9 II3 3,1 4,6 Trung bình 3,3 3,9 III1 1,6 4,0 III2 2,7 3,4 III3 1,6 3,4 Trung bình 2,7 3,6 42 B Khảo nghiệm máy lần thứ 2 Thời gian: Ngày 2782007 Địa điểm: Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp. Người khảo nghiệm: Phạm Ân. Các thông số ban đầu: Đường kính hốc lõm Ø5; số vòng quay n=193 vgph; biên độ lắc a= 8mm; góc nghiêng sàng α= 120 Phụ lục 5: Xác định khối lượng hỗn hợp gạo gẫy sót và khối lượng hỗn hợp gạo nguyên lẫn. STT Khối lượng mẫu phân loại (g) KLHH gạo nguyên thu được (g) KLHH gạo gẫy thu được (g) Thời gian (s) Gạo nguyên (g) Gạo gẫy (g) Gạo nguyên (g) Gạo gẫy (g) I1 150 101,8 0,8 0,4 47,0 1,5 I2 101,8 0,6 0,3 46,9 1,5 I3 101,4 0,9 0,6 46,5 1,5 Trung bình 101,7 0,8 0,4 46,8 1,5 II1 150 143,9 1,9 0,1 4,1 1,4 II2 143,9 1,4 0,1 4,3 1,5 II3 143,9 1,3 0,1 4,2 1,5 Trung bình 143,9 1,5 0,1 4,2 1,5 III1 150 134,1 1,1 0,3 14,5 1,5 III2 133,8 0,9 0,4 14,7 1,4 III3 133,5 0,8 0,3 14,0 1,5 Trung bình 133,8 0,9 0,3 14,4 1,5 I: Gạo thơm Mỹ; II: Gạo thơm Thái Lan; III: Gạo hương lài chợ Đào. 1, 2, 3; Số lần lặp lại. 43 Thời gian: Ngày 2782007. Địa điểm: Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp. Người khảo nghiệm: Phạm Ân. Các thông số: Đường kính hốc lõm Ø5; số vòng quay n=193 vòngphút; biên độ lắc a= 8mm; góc nghiêng sàng α= 120 Máy được khảo nghiệm với 3 lọai gạo. Phụ lục 6: Tỉ lệ gạo gẫy sót và gạo nguyên lẫn STT Tỉ lệ gạo gẫy sót (%) Tỉ lệ gạo nguyên lẫn (%) I1 0,8 0,9 I2 0,6 0,7 I3 0,9 1,3 Trung bình 0,8 6,2 II1 1,3 2,4 II2 1,0 2,3 II3 1,0 2,4 Trung bình 1,1 2,4 III1 0,8 2,0 III2 0,7 2,7 III3 0,6 2,1 Trung bình 0,8 2,4 44 C Khảo nghiệm máy lần thứ 3 Thời gian: Ngày 2782007 Địa điểm: Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp. Người khảo nghiệm: Phạm Ân. Các thông số ban đầu: Đường kính hốc lõm Ø5; số vòng quay n=193 vgph; biên độ lắc a=2R= 8mm; góc nghiêng sàng α= 80 Phụ lục 7: Xác định khối lượng hỗn hợp gạo gẫy sót và khối lượng hỗn hợp gạo nguyên lẫn. STT Khối lượng mẫu phân loại (g) KLHH gạo nguyên thu được (g) KLHH gạo gẫy thu được (g) Thời gian (s) Gạo nguyên (g) Gạo gẫy (g) Gạo nguyên (g) Gạo gẫy (g) I1 150 99,6 0,8 1,9 47,6 1,7 I2 99,7 0,6 2,1 47,3 1,7 I3 99,2 0,5 2,1 47,2 1,7 Trung bình 99,5 0,6 2,0 47,4 1,7 II1 150 141,9 0,9 0,5 6,7 1,6 II2 141,6 1,1 0,4 6,5 1,7 II3 141,0 1,3 0,4 6,4 1,7 Trung bình 141,5 1,1 0,4 6,5 1,7 III1 150 133,2 1,4 0,8 14,6 1,6 III2 133,1 1,3 0,7 14,6 1,7 III3 132,8 1,3 0,8 14,3 1,7 Trung bình 133,0 1,3 0,8 14,5 1,7 I: Gạo thơm Mỹ; II: Gạo thơm Thái Lan; III: Gạo hương lài chợ Đào. 1, 2, 3; Số lần lặp lại. 45 Thời gian: Ngày 2782007. Địa điểm: Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp. Người khảo nghiệm: Phạm Ân. Các thông số: Đường kính hốc lõm Ø5; số vòng quay n=193 vòngphút; biên độ lắc a= 8mm; góc nghiêng sàng α= 80 Máy được khảo nghiệm với 3 lọai gạo. Phụ lục 8: Tỉ lệ gạo gẫy sót và gạo nguyên lẫn STT Tỉ lệ gạo gẫy sót (%) Tỉ lệ gạo nguyên lẫn (%) I1 0,8 3,8 I2 0,6 4,3 I3 0,5 0,4 Trung bình 0,6 2,8 II1 0,6 7,0 II2 0,8 5,8 II3 1,0 5,9 Trung bình 0,8 6,2 III1 1,0 5,2 III2 1,0 4,6 III3 1,0 5,3 Trung bình 1,0 5,0

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ VÀ CÔNG NGHỆ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ VÀ CÔNG NGHỆ



TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÁY PHÂN LY HẠT GẠO DẠNG LÕM

Chuyên nghành: Cơ khí Nông Lâm

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

Ks Phạm Duy Lam

Tp Hồ Chí Minh Tháng 09 năm 2007

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING

NONG LAM UNIVERSITY

FACULTY OF ENGINERRING & TECHNOLOGY

Pham Duy Lam

Ho Chi Minh, City 9/2007

TÓM TẮT

Tỉ lệ thu hồi gạo nguyên là một yếu tố quan trọng khi nghiên cứu sản xuất giống hoặc đánh giá chất lượng của phương pháp, hệ thống máy thu hoạch, máy sau thu họach và máy chế biến lúa gạo

Sau 3 tháng thực hiện đề tài TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO,

KHẢO NGHIỆM MÁY PHÂN LOẠI HẠT GẠO THEO KÍCH THƯỚC tại

Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp Trường Đại học Nông Lâm, kết quả đã đạt được các nội dung và kế hoạch đề ra, bao gồm:

- Tính toán, thiết kế các bộ phận làm việc của máy

- Chế tạo máy

- Khảo nghiệm sơ bộ để xác định năng suất, hiệu suất nhằm đánh giá chất lượng máy đã được thực hiện

ABSTRACT

Whole grain rice revoking proportion is an important factor when researching is seed production or evaluating quality of the method, harvesting machine system, post_harvesting machine and rice processor

After three months studying the topic: CALCULATING, DESIGNING,

FABRICATING AND TESTING RICE SEPARATION MACHINE at Power

and Agricultural machine at Nong Lam University, I got contents and plans which had been set up including:

Calculating, design the detail of machine components

Creation machine

Observing preliminary to define power and productivity in order to evaluate machine quality performed

LỜI CẢM ƠN

Em chân thành cảm ơn nhà trường, các thầy cô trong khoa đã hướng dẫn

và tạo điều kiện cho em hoàn thành đề tài tốt nghiệp

Tuy thời gian thực hiện đề tài có hạn nhưng kiến thức thực tế mà em thu thập được thì rất lớn, giúp em có thêm kinh nghiệm cho việc làm sau này

Cùng với sự tận tình giúp đỡ của thầy Thạc sĩ Trần Văn Khanh, Kĩ sư Phạm Duy Lam và tập thể anh em công nhân tại Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp, đã tận tình dẫn dắt em từng bước từ lúc bắt đầu đến khi hoàn thành đề tài

Một lần nữa xin chân thành cảm ơn toàn thể quí thầy cô trường Đại học nông Lâm đã giúp đỡ em hoàn thành thật tốt đề tài tốt nghiệp

Chân thành cảm ơn

MỤC LỤC

TÓM TẮT i

ABSTACT ii

LỜI CẢM ƠN iii

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 2 MỤC ĐÍCH LUẬN VĂN 2

2.1 Mục đích 2

2.2 Nội dung cụ thể 2

CHƯƠNG 3 TRA CỨU TÀI LIỆU 3

3.1 Mảnh trong gạo xát 3

3.2 Các mẫu máy phân lọai 4

3.2.1 Máy phân cấp trống quay có cuôn dây điều chỉnh 4

3.2.2 Trống quay dạng lõm 5

3.2.3 Các kiểu máy phân ly không dùng lưới 6

3.2.3.1 Máy phân ly lọai cơ cấu băng tải 6

3.2.3.2 Máy phân ly lọai đĩa quay 7

3.2.4 Máy phân ly có mặt sàng xoay 8

3.2.4.1Mặt sàng có dạng lỗ 8

3.2.4.2Mặt sàng có dạng hốc lõm 8

3.3 So sánh ưu nhược điểm của trống và sàng phân ly dạng hốc 9 3.4 Thiết kế bộ truyền đai 10

3.5 Tính toán trục và gối đỡ trục 11

3.5.1 Tính toán trục 11

3.5.2 Tính toán gối đỡ trục 12

3.6 Xác định công suất động cơ 13

CHƯƠNG 4 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 15

4.1 Thời gian và địa điểm 15

4.2 Phương pháp nghiên cứu 15

4.3 Phương tiện nghiên cứu 15

4.4 Các bước thực hiện đề tài 16

4.5 Phương pháp thí nghiệm 16

4.5.1 Bố trí thí nghiệm 16

4.5.2 Phương pháp xử lý số liệu 16

CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 17

5.1 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động 17

5.1.1 Sơ đồ thiết kế 17

5.1.2 Nguyên lý hoạt động 17

5.2 Kích thước hốc 18

5.2.1 Chiều dài trung bình của hạt gạo 18

5.2.2 Xác định khối lượng thể tích gạo 18

5.3 Tính toán diện tích sàng 19

5.4 Thiết kế bộ truyền đai 19

5.4.1 Thiết kế trục và then 21

5.4.2 Thiết kế gối đỡ trục 24

5.5 Tính công suất chi phí cho sàng 25

5.6 Công nghệ chế tạo các chi tiết chính 27

5.6.1 Chế tạo mặt sàng 27

5.6.2 Gia công trục 28

5.7 Kết quả khảo nghiệm 34

CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 37

6.1 Kết luận 37

6.2 Đề nghị 37

CHƯƠNG 7 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38

CHƯƠNG 8 PHỤ LỤC 1

Phụ lục 1: Kích thước trung bình của hạt thóc 1

Phụ lục 2: Xác định góc ma sát giữa hạt gạo và sàng 2

Phụ lục 3: Khối lượng hỗn hợp gạo gẫy và gạo nguyên 2

Phụ lục 5: Khối lượng hỗn hợp gạo gẫy và gạo nguyên 4

Phụ lục 6: Tỉ lệ gạo gẫy sót và gạo nguyên lẫn 5

Phụ lục7: Khối lượng hỗn hợp gạo gẫy và gạo nguyên 6

Phụ lục 8: Tỉ lệ gạo gẫy sót và gạo nguyên lẫn 7

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1: Chiều dài trung bình của hạt gạo 18

Bảng 2: Khối lượng thể tích của một số lọai gạo 18

Bảng 3: Qui trình công nghệ gia công trục 29

Bảng 4: Kết quả khảo nghiệm máy lần 1 33

Bảng 5: Kết quả khảo nghiệm máy lần 2 34

Bảng 6: Kết quả khảo nghiệm máy lần 3 35

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1: Giải thích mảnh trong gạo xát 3

Hình 2: Máy phân cấp kiểu trống quay 4

Hình 3: Máy phân cấp trống quay dạng lõm 5

Hình 4: Dạng hốc lõm 5

Hình 5: Máy phân ly không dùng lưới 6

Hình 6: Máy phân ly đĩa quay 7

Hình 7: Sơ đồ truyền động máy phân ly có mặt sàng xoay 8

Hình 8: Sơ đồ cấu tạo máy phân ly hạt gạo dạng hốc lõm 17

Hình 9: Biểu đồ momen tác dụng lên trục 21

Hình 10: Lực tác dụng lên gối đỡ trục 24

Hình 11: Mật độ lỗ trên sàng 27

Hình 12: Bản vẽ gia công trục 28

Hình 13: Cấu tạo máy sàng phân ly hạt theo kích thước 30

Hình 14 : Hình toàn máy 31

Hình 15 : Khảo nghiệm máy sàng 32

Hình 16 : Gạo gẫy được giữ trên mặt sàng 32

Chương 1

MỞ ĐẦU

Lương thực, thực phẩm là nguồn nguyên liệu chính không thể thiếu được trong đời sống hằng ngày của con người, nó cung cấp năng lượng chủ yếu cho cơ thể để duy trì sự sống Vì vậy, việc nghiên cứu về lương thực là một vấn đề quan trọng được nhiều người quan tâm nhằm tăng năng suất và chất lượng, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người

Tỉ lệ thu hồi gạo nguyên là một yếu tố quan trọng khi nghiên cứu sản xuất giống hoặc đánh giá chất lượng của phương pháp, hệ thống máy thu hoạch, máy sau thu hoạch và máy chế biến lúa gạo

Tỉ lệ gạo nguyên trong gạo thể hiện giá trị của lượng gạo khi đưa vào thị trường Ví dụ tỉ lệ gạo nguyên cao dẫn đến giá thành cao

Vì vậy, việc xác định tỉ lệ thu hồi gạo nguyên trong gạo khi đưa ra thị trường

là việc làm cần thiết đối với các cơ sở nghiên cứu chế biến hoặc kinh doanh gạo

Hiện đã có nhiều nhà sản xuất trong và ngoài nước sản xuất máy này nhưng

có nhiều cơ cấu phức tạp và giá thành cao Với cơ sở kinh doanh nhỏ lẻ, phòng thí nghiệm, việc có một máy đơn giản, giá thành thấp là cần thiết

Được sự phân công của khoa Cơ khí Công nghệ, tôi thực hiện đề tài:

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, KHẢO NGHIỆM MÁY PHÂN LOẠI HẠT GẠO THEO KÍCH THƯỚC

Đề tài được thực hiện tại Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp, trường Đại học Nông Lâm TP.HCM

Chương 2 MỤC ĐÍCH LUẬN VĂN

2.1 Mục đích

Tính toán, thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy sàng gạo dạng lõm cỡ nhỏ với trọng lượng mẫu phân loại  200g

2.2 Nội dung cụ thể

- Tìm hiểu về các mẫu máy phân lọai hạt

- Tính toán, thiết kế các bộ phận làm việc của máy

- Chế tạo máy

- Khảo nghiệm sơ bộ, đánh giá chất lượng máy

Mảnh to: Là mảnh gạo có chiều dài lớn hơn hoặc bằng 3/8 chiều dài của hạt gạo

nguyên không vỡ, nhưng nhỏ hơn 6/8

Mảnh nhỏ: Là mảnh gạo không lọt qua sàng lỗ  = 1,4mm, nhưng chiều dài của hạt

ngắn hơn 3/8 của hạt gạo xát nguyên vẹn không vỡ Mảnh gạo nhỏ, to hơn tấm nhưng nhỏ hơn mảnh to

Tấm: Gồm những mảnh gạo lọt qua sàn lỗ  = 1,4mm

M?nh nh?

M?nh l?n G?o nguyên

G?o nguyên M?nh l?n

M?nh nh?

8/8 7/8 6/8 5/8 4/8 3/8 2/8 1/8

8 7 5 3 1

Hình 1: Giải thích mảnh trong gạo xát

3.2 Các mẫu máy phân loại

3.2.1 Máy phân cấp trống quay có cuộn dây điều chỉnh

A

D C B

5

4 3 2

1

Hình 2 : Máy phân cấp kiểu trống quay

1- Puli truyền động; 2- Phễu cấp liệu; 3- Trống có cuộn dây điều chỉnh; 4- Cuộn dây điều chỉnh; 5- Bộ phận điều chỉnh khe hở của lò xo

A- Vị trí cấp liệu; B- Cửa thu hạt mỏng; C- Cửa thu hạt chuẩn; D- Cửa thu hạt dày

Nguyên lý hoạt động

- Một cuộn dây lò xo có khe hở đồng nhất giữa các vòng Khi lò xo bị ép lại thì khe hở giữa các vòng sẽ giảm đi, nếu lò xo ép có chứa một số viên bi thép kích thước khác nhau cần lựa chọn thì chỉ những viên có đường kính bằng hoặc bé hơn khe hở giữa các vòng mới lọt qua được

- Trên khung quay của guồng có lắp một, hai hoặc ba cuộn dây lò xo điều chỉnh Khe hở ở cuộn thứ nhất bé hơn trong cuộn thứ hai Hỗn hợp cung cấp qua máy và chuyển động từ từ theo một đường xoắn ốc, hạt mỏng sẽ lọt qua khe hở của cuộn thứ nhất Hạt chuẩn lọt qua cuộn dây thứ hai, hạt dày sẽ trượt ra ngoài như sản phẩm trên sàng

- Guồng của loại máy này cũng như các loại máy quay khác đều được làm sạch liên tục bằng một bàn chải quay lắp trên đỉnh guồng và nhận chuyển động trực tiếp

từ trục chính của máy

Ưu điểm

- Có thể làm việc liên tục, năng suất cao

- Hiệu suất phân ly cao

Nhược điểm

- Có nhiều bộ phận và cụm chi tiết phức tạp

- Chi phí đầu tư, sản xuất cao

3.2.2 Trống quay dạng lõm

C B

3

2

1

Hình 3 : Máy phân cấp trống quay dạng lõm

1- Động cơ; 2- Puli truyền động; 3- Phễu cấp liệu;

4- Trống quay; 5- Máng hứng gạo gẫy

A- Vị trí cấp liệu; B- Vị trí thu gạo gẫy; C- Vị trí thu gạo nguyên

- Khi cần phân cấp theo chiều dài, người ta dùng máy phân cấp kiểu trống cho cả thóc lẫn gạo Trống gồm chủ yếu một ống trụ cuốn bằng thép lá đặt hơi nghiêng Mặt trong ống có hàng hốc lõm hình túi được dập vào vỏ thép dưới một góc nhỏ

á

Hình 4 : Dạng hốc lõm

- Hỗn hợp gạo ngắn và dài được cung cấp vào trong trống tại đầu cao Trống quay khoảng 50 v/p Mỗi hốc sẽ nâng các hạt gạo dài và ngắn lên, ở vị trí nào đó hốc lõm sẽ không thể giữ được hạt dài nữa và chúng sẽ rơi ra khỏi hốc, còn hạt ngắn vẫn được giữ lại trong hốc và chúng sẽ rơi ra ở vị trí cao hơn lọt vào một máng gom

có thể điều chỉnh được vị trí ở bên trong trống Trong quá trình nâng lên và hạ xuống như đã trình bày ở trên, hạt dài sẽ chuyển động dần dần về phần thấp của trống nghiêng

- Kích thước của hốc phụ thuộc vào loại sản phẩm sẽ được phân loại

Ưu điểm

- Cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo

- Dễ sửa chữa và thay thế

- Chi phí sản xuất thấp

- Năng suất cao, làm việc liên tục

- Phù hợp với yêu cầu chỉ phân ly một loại hạt (hạt bắp, lúa, gạo….)

Nhược điểm

- Mỗi khi thay loại hạt cần phân loại là phải thay trống, nên phải có nhiểu trống

có kích thước lõm khác nhau

- Phức tạp trong khâu thay trống vì phải tháo lắp nhiều chi tiết

3.2.3 Các kiểu máy phân ly không dùng lưới

3.2.3.1 Máy phân ly loại cơ cấu băng tải

Hình 5 : Máy phân ly không dùng lưới

F 1 ,F 2 ,F 3 : Các hợp phần được tách ra từ hỗn hợp đầu

A- Băng tải chuyển động ngược với góc đặt

B- Băng tải chuyển động theo phương ngang so với góc đặt

Nguyên lý hoạt động

Băng tải được làm bằng da, nỉ, hoặc bằng bạc được đặt nghiêng một góc α, vì hướng băng tải chuyển động ngược với góc α nên hỗn hợp cấp vào sẽ lăn xuống một đoạn Những hạt có hệ số ma sát lớn sẽ nằm trên băng và chuyên động theo băng tải chúng ta nhận được loại hạt F1, hạt có hệ số ma sát nhỏ thì tiếp tục lăn ngược với hướng chuyển động của băng và ta thu được hạt F2

Hình 6 : Máy phân ly đĩa quay

1- Đĩa quay; 2- Vách phân chia các hợp phần F1,F2,F3,F4

- Đĩa (1) đặt nghiêng một góc α và có thể thay đổi được, đĩa quay với những số vòng quay có thể điều chỉnh được khi cần thiết Ở phía ngoài về bên dưới, bố trí các vách phân chia Khi làm người ta dựa vào hệ số ma sát ngoài của hạt với mặt đĩa và lực ly tâm để phân ly Hỗn hợp hạt được chia làm 4 hoặc nhiều phần riêng biệt dựa vào hệ số ma sát của hạt với đĩa quay

Ưu điểm

- Đơn giản, giá thành rẻ

Nhược điểm

- Hiệu suất, năng suất phụ thuộc vào góc α, vận tốc vòng và hệ số ma sát của đĩa

- Khi năng suất lớn thì hiệu suất giảm và ngược lại, còn khi muốn đạt năng suất

và hiệu quả cao thì phải bố trí thành một tổ hợp máy

3.2.4 Máy phân ly có mặt sàng xoay

3.2.4.1 Mặt sàng có dạng lỗ

A

5 4

3 2

1

Hình 7 : Sơ đồ truyền động máy phân ly có mặt sàng xoay

1- Động cơ; 2- Bộ truyền đai; 3- Trục thẳng đứng;

4- Cơ cấu lắc lệch tâm; 5- Lưới sàng

A- Vị trí cấp liệu; B- Vị trí thu gạo nguyên; C- Vị trí thu gạo gẫy

- Kết cấu đơn giản, chi phí sản xuất thấp

- Dễ chế tạo, dễ sữa chữa và thay thế

Nhược điểm

- Hiệu suất thấp, làm việc theo từng mẻ

- Khó khăn trong việc thu hồi gạo nguyên và gạo gẫy

- Kết cấu đơn giản, chi phí sản xuất thấp

- Dễ chế tạo, dễ sữa chữa và thay thế

- Dễ dàng trong khâu thu hồi gạo nguyên và gạo gẫy

- Hiệu suất cao hơn so với sàng lỗ

chuyển từ nơi này đến nơi khác

- Phù hợp với mô hình khảo nghiệm

Nhược điểm

- Khi muốn xác định tỷ lệ gạo nguyên

của các giống lúa khác nhau thì phải

cần nhiều trống có kích thước lõm khác

nhau

- Khó thay trống vì phải tháo lắp

nhiều chi tiết

- Chi phí cao hơn

Nhược điểm

- Năng suất thấp

Qua bảng so sánh ưu – nhược điểm của trống và sàng Ta thấy sàng dạng hốc lõm phù hợp hơn cho mô hình khảo nghiệm trong phòng thí nghiệm, do đó chọn phương án thiết kế sang lắc ngang dạng hốc lõm

3.4 Thiết kế bộ truyền đai /5/

A

L

4

) (

) (

2

2

2 1 2 1 2

8 )]

( 2 [ ) (

1 2

2 1 2 1

0 1 2 0

C

N Z

v t

p]

[

1000

N: Công suất truyền (kW)

n : Số vòng quay trong 1 phút của trục (vg/ph)

Tính gần đúng

3

] [

1 ,

0 tñ

M

d  ; mm (3.18)

X u

td M M

Trong đó: Mtd: Môment tương đương (Nmm)

Mu, Mx: Môment uốn và xoắn ở tiết diện tính toán (Nmm) [ĩ]: Ứng suất cho phép (N/mm2 )

Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn

Hệ số an toàn được tính theo công thức sau

.

n n

n n n

3.5.2 Tính toán gối đỡ trục

Kiểm tra bền ổ bi Tính hệ số khả năng làm việc của ổ bi

3 , 0

)

h: Hệ số thời gian phục vụ (h=500÷1000 giờ)

Tải trọng tương đương Q được tính theo công thức:

Q=(Kv.R+m.At).Kn.Kt ; daN (3.23)

Trong đó: Q: Tải trọng tương đương (daN)

R: Tải trọng hứơng tâm (daN)

m : Hệ số chuyển tải trọng dọc trục về tải trọng hứơng tâm

A : Tải trọng dọc trục (daN)

Kt: Hệ số tải trọng động

Kn: Hệ số nhiệt độ

Kv: Hệ số xét đến vòng nào của ổ là vòng quay

3.6 Xác định công suất động cơ /2/

N = N1+N2 ; kW (3.1)

Trong đó: N1: Công suất chi phí để tạo động năng cho sàng chuyển động

N2: công suất chi phí cho lực ma sát ở các mặt tâm của gối đỡ, ma sát giữa vật liệu với sàng

- Tính N1:

2

2 2

2

V g

G  ; N (3.2)

- Trong đó: A: Động năng của khối chuyển động (N)

G: Tổng trọng lượng bộ phận truyền động của sàng, G=Gv+Gk

max 2

1

n r V

2 2

2r n g

'

10

V fG

N  v ; N (3.6)

Trong đó: f : Hệ số ma sát giữa vật liệu và bề mặt sàng

V0: Tốc độ trung bình của hạt trên sàng (m/s)

60

2

10 27

.

Chương 4

PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN

4.1 Thời gian - Địa điểm

- Thời gian: Từ ngày 15/6/2007 đến ngày 30/8/2007

- Địa điểm: Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp

4.2 Phương pháp nghiên cứu

- Đây là đề tài có chọn lọc các kết quả đã ứng dụng trong và ngoài nước; đối với những vấn đề chưa có thiết bị hoặc công nghệ thích hợp sẽ được thiết kế, chế tạo các mẫu máy nhằm khảo nghiệm, từng bước hoàn thiện để có những mẫu máy phù hợp đưa vào thực tế Đề tài nghiên cứu theo hướng sao cho các máy móc thiết bị nghiên cứu, hoàn toàn có thể chế tạo được trong nước

- Đề tài áp dụng các phương pháp sau:

a Phương pháp tiếp cận theo các yêu cầu sản xuất trong điều kiện địa phương

b Phương pháp kế thừa có chọn lọc các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước,

có bổ sung cho thích ứng với điểu kiện thực tế

c Phương pháp thực nghiệm theo các bố trí thí nghiệm định trước, quan sát, so

sánh và xử lý kết quả thu thập được

4.3 Phương tiện nghiên cứu

- Máy được chế tạo và khảo nghiệm với các dụng cụ sau:

+ Đồng hồ đo công suất tiêu thụ điện HITOKI (10%)

+ Đồng hồ đo số vòng quay kiểu quang (10%)

+ Đồng hồ bấm giây TESTO (1%)

+ Cân điện tử 500g Pocket Scale FEM-500g/0.1g

+ Bao nilong để đựng mẫu

+ Máy tiện IAKISAWA

+ Máy khoan tay BOSCH

+ Máy mài MAKITA 9016B,1050W, 50÷60 Hz, n= 9000 vòng/phút

+ Máy hàn hồ quang 250A

+ Hàn hỗn hợp khí oxy-axetylen

+ Búa, kiềm, thước kẹp, thước dây, thước đo độ, eke…

4.4 Các bước thực hiện đề tài

a Tham khảo, tra cứu các tài liệu, sách báo… về các cỡ, loại máy hiện có trên thị trường

b Thay đổi kết cấu một số chi tiết của mẫu máy thí nghiệm tham khảo cho phù hợp với thực tế sản xuất

c Tính toán, thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy tại Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ chí Minh

d Khảo nghiệm máy, theo dõi hoạt động, phân tích và thực hiện những sửa đổi cải tiến cần thiết để hoàn chỉnh mẫu máy

e Tập hợp số liệu, dữ liệu, phân tích, tổng hợp và viết báo cáo

4.5 Phương pháp thí nghiệm

4.5.1 Bố trí thí nghiệm

- Ngẫu nhiên hoàn toàn: Với mỗi biến số khảo nghiệm 3 loại gạo, mỗi loại lặp lại

3 lần Đỗ hỗn hợp gạo trên mặt phẳng phân ô, sau đó lấy các ô đối xứng Nếu nhiều

mẫu thì phân làm nhiều tầng

- Các biến số độc lập: Góc nghiên mặt sàng, biên độ, tần số, kích thước lỗ, số vòng quay…

- Các biến số phụ thuộc: Tỉ lệ phân ly, năng suất…

4.5.2 Phương pháp xử lý số liệu

- Sau khi đã lọai bỏ các sai số thô, lấy số liệu thu được xử lý bằng phương pháp thủ công