Thiết kế máy tách vỏ đậu xanh

DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Đậu sau khi hái về và nông dân đang tiến hành đem phơi phô Hình 1.2: Sau khi vỏ đậu được phơi khô, nông dân bỏ vào bao sau đó dùng tay xoay, chà quanh quả đậu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY

-0o0 -

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÁY TÁCH VỎ ĐẬU XANH

GVHD : ThS NGUYỄN VĂN HÂN SVTH : DƯƠNG VĂN DANH MSSV : 56130714

-PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BÓC TÁCH VỎ ĐẬU XANH 1.1 Thực trạng nền kinh tế Việt Nam hiện nay

1.2 Công nghệ bóc tách vỏ ở nước ta hiện nay

1.3 Phân tích vật liệu vỏ đậu xanh và hạt đậu xanh

1.3.1 Thành phần vỏ đậu

1.3.2 Thành phần hạt đậu

1.3.3 Độ ẩm để bóc vỏ đậu

1.3.4 Thông số kích thước quả và hạt

1.4 Tổng quan về máy tách vỏ đậu xanh hiện nay

MỤC LỤC

1.4.1 Nhu cầu cơ giới hóa việc tách vỏ đậu xanh

1.4.2 Phương pháp tách hạt đậu xanh hiện nay

1.4.2.1 Phương pháp bóc vỏ thủ công

1.4.2.2 Phương pháp bóc vỏ bằng máy

1.4.3 Một số máy tách vỏ đậu xanh hiện nay

1.4.3.1 Máy tách vỏ đậu xanh sử dụng cơ cấu cánh đập và quạt ly tâm

1.4.3.2 Máy tách vỏ đậu xanh sử dụng cơ cấu cánh đập, sàn rung và quạt dọc trục

1.4.3.3 Máy tách vỏ đậu xanh UDXMD-100 sử dụng cơ cấu con lăn và sàn rung

1.4.4 Yêu cầu kĩ thuật của máy

1.4.5 Kết luận

1.4.6 Ưu nhược điểm của các phương pháp bóc vỏ đậu xanh

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY TÁCH VỎ ĐẬU XANH

2.1 Phân tích lựa chọn phương án thiết kế máy tách vỏ đậu xanh

2.1.1 Phương án 1

2.1.2 Phương án 2

2.1.3 Phương án 3

2.1.4 Kết luận

CHƯƠNG 3 :TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY TÁCH TÁCH VỎ ĐẬU XANH 3.1 Xác định yêu cầu kỹ thuật của máy máy bóc vỏ đậu xanh

3.2 Tính toán các thông số động học máy

3.2.1 Tính toán công suất làm việc và chọn motor

3.2.1.1 Công suất cụm đập vỏ đậu

3.2.1.2 Tính toán quạt ly tâm

3.2.2 Tính toán kiểm tra trục đập, trục quạt và chọn ổ bi

3.2.4.2 Bộ truyền đai trục quạt

3.2.5 Tính toán thiết kế kết cấu khung máy

3.2.6 Quy trình chế tạo một số chi tiết chính

5.2 Hướng dẫn bảo quản máy

CHƯƠNG 6 : TÀI LIỆU THAM KHẢO

Bảng 3.5: Thông số dây đai và pulley loại B

Bảng 3.6: Thông số dây đai loại B

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Đậu sau khi hái về và nông dân đang tiến hành đem phơi phô

Hình 1.2: Sau khi vỏ đậu được phơi khô, nông dân bỏ vào bao sau đó dùng tay xoay, chà quanh quả đậu để tách hết các hạt ra

Hình1.3: Sau khi vỏ đậu được phơi khô, nông dân bỏ vào bao tải đập nhẹ là hột

đã tách ra

Hình 1.4: Máy tách vỏ đậu xanh sử dụng cơ cấu cánh đập và quạt ly tâm

Hình 1.5: Máy tách vỏ đậu xanh sử dụng cơ cấu cánh đập, sàn rung và quạt dọc trục

Hình 1.6: Máy tách vỏ đậu xanh UDXMD-100

Hình 3.4: Trục đập

Hình 3.5: Vật liệu thép C45

Hình 3.6: Mô hình tính toán kiểm tra trục đập theo kích thước như hình 3.4 bằng phần mềm Solidworks

Hình 3.7: Kết quả tính toán ứng suất

Hình 3.8: Kết quả tính toán biến dạng

Hình 3.9: Trục quạt

Hình 3.10: Mô hình tính toán trục quạt

Hình 3.11: Kết quả tính toán ứng suất

Hình 3.12: Kết quả tính toán chuyển vị

Hình 3.13: Kết cấu buồng đập và cánh đập

Hình 3.14: Kết quả mô phỏng kiểm tra ứng xuất vỏ buồng đập

Hình 3.15: Kết quả mô phỏng kiểm tra biến dạng vỏ buồng đập

Hình 3.16: Các cụm tháo lắp trong kết cấu buồng đập

Hình 3.17: Tổng khối lượng M=75,7kg và kích thức bao của máy Cao x Dài x Rộng = 1176 x 940 x 665

Hình 3.18: Kết cấu khung máy mới

Hình 3.19: Kết cấu khung máy mới (m=25,4 kg)

Hình 3.20: Kết quả mô phỏng ứng suất với tải trọng tác động lên khung máy Hình 3.21: Kết quả mô phỏng biến dạng với tải trọng tác động lên khung máy, biến dạng lớn nhất = 0,2 mm

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình thực hiện đề tài, được sự hướng dẫn tận tình của các Thầy Cô trong khoa Cơ khí, nhất là các Thầy trong bộ môn Chế Tạo Máy, đã giúp em hoàn thành tốt đề tài được giao

Em xin chân thành cảm ơn Thầy ThS Nguyễn Văn Hân, cùng các Thầy

Cô trong Khoa Cơ Khí Trường Đại Học Nha Trang, đã tận tình hướng dẫn em

Chúng em bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến quý Thầy trong hội đồng phản biện đã bỏ nhiều thời gian quý báu để xem, nhận xét và tham gia chấm đồ

án

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn tới quý Thầy Cô, đã trang bị cho chúng em những kiến thức cơ sở và chuyên ngành cũng như giúp em hoàn thành đúng thời gian làm đồ án tốt nghiệp

Nha Trang, tháng 7 năm 2018

Dương Văn Danh

LỜI NÓI ĐẦU

Nước ta là nước nông nghiệp là chủ yếu, do vậy các sản phẩm từ nông nghiệp rất dòi dào Trong thời kỳ xây dựng và phát triển nông thôn hiện nay, vấn

đề thời sự nổi bậc là chương trình khuyến nông về chăn nuôi và trồng trọt Đặc biệt là chương trình khuyến nông nhằm tăng sản lượng cây lương thực nói chung

và cây đậu xanh nói riêng được nhà nước hết sức chú trọng

Lạc, đậu tương, đậu xanh là 3 cây trồng chính trong nhóm cây đậu đỗ được khai thác để đáp ứng nhu cầu sử dụng dầu thực vật, protein cho người và nguyên liệu thức ăn gia súc, đây cũng là loại cây trồ5ng có tác dụng tốt trong việc luân xen canh, cải tạo đất và ứng dụng để chuyển đổi cơ cấu cây trồng rất hiệu quả Sản phẩm của đậu đỗ được sử dụng rất phổ biến trong dân gian và ngày càng được tiêu thụ nhiều hơn khi phát hiện được nhiều vi chất ảnh hưởng tốt đến sức khỏe con người và động vật Nền nông nghiệp của các tỉnh phía Nam rất đa dạng và phong phú, nơi đây tập trung hầu như tất cả các loại cây trồng chủ lực trong chiến lược phát triển nền nông nghiệp hàng hoá cuả nước nhà, ngoài hồ tiêu và cà phê thì các cây họ đậu cũng có thế mạnh và được quan tâm phát triển Với tầm quan trọng của việc sản xuất đậu như vậy nên diện tích trồng đậu ngày càng tăng lên lao động thủ công không thể đáp ứng cho quá trình thu hoạch, tách hạt và phân loại Trong công tác thu hoạch các loại máy móc tiên tiến đã được đưa vào sử dụng, nhờ đó sản phẩm làm ra có chất lượng tốt hơn, lượng nhân công lao động giảm, dẫn tới giá thành giảm, tăng tính cạnh tranh của hàng hóa nước ta trong quá trình hội nhập

Do những yêu cầu cần thiết của xã hội hiện nay là giảm lao động về sức người, tăng năng suất lao động, do vậy công việc thiết kế các trang thiết bị máy

móc, công nghệ giúp cho quá trình sản xuất, thu hoạch cũng như chế biến đạt hiệu quả cao là vấn đề thật sự cần thiết và cấp bách Vì vậy công tác nghiên cứu, thiết kế đặt ra cho mỗi sinh viên cơ khí ngày càng thiết thực

Trên cơ sở nhu cầu máy móc và trang thiết bị hiện đại để đáp ứng nhu cầu sản xuất và tăng năng suất của cây đậu xanh nên chúng em xin nghiên cứu và làm đề tài: “ Thiết kế máy tách vỏ đậu xanh” để làm đồ án tốt nghiệp

Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu, thiết kế dưới sự hướng dẫn tận tình của Thầy ThS Nguyễn Văn Hân, em đã hoàn thành đề tài với đầy đủ các nội dung sau:

1 Tổng quan về công nghệ bóc vỏ đậu xanh

2 Lựa chọn phương án thiết kế

3 Tính toán thiết kế

4 Kết luận

Vì thời gian và trình độ bản thân còn hạn chế Vì vậy rất mong được sự chỉ bảo của các Thầy trong khoa cũng như trong bộ môn và những người quan tâm đến lĩnh vực này để đề tài được hoàn thiện hơn

Nhân đây em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy ThS Nguyễn Văn Hân, đã quan tâm giúp đỡ, hướng dẫn và tạo điều kiện rất thuận lợi cho em thực hiện đề tài Em xin chân thành cảm ơn các Thầy trong khoa, trong bộ môn Chế tạo máy và các bạn bè đã giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn!

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Sinh viên thực hiện: Dương Văn Danh MSSV:56130714

Lớp: 56KTCK Ngành: Công nghệ kĩ thuật Cơ Khí

Tên đề tài: “Thiết kế máy tách vỏ đậu xanh”

Số trang: 63 trang

Số chương: 6 Chương

Số tài liệu tham khảo: 6

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Nha Trang, ngày…., tháng…, năm 2018

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Kí và ghi rõ họ tên)

PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Sinh viên thực hiện: Dương Văn Danh MSSV:56130714

Lớp: 56KTCK Ngành: Công nghệ kĩ thuật Cơ Khí

Tên đề tài: “Thiết kế máy tách vỏ đậu xanh”

Số trang: 63 Trang

Số chương: 6 Chương

Số tài liệu tham khảo: 6

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

Nha Trang, ngày…., tháng…, năm 2018

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Kí và ghi rõ họ tên)

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BÓC TÁCH VỎ ĐẬU XANH

1.1 Thực trạng nền kinh tế Việt Nam hiện nay

Tình hình kinh tế-xã hội Việt Nam hiện nay phát triển theo chiều hướng tích cực, nền kinh tế phục hồi khá nhanh trong điều kiện kinh tế thế giới vẫn còn nhiều diễn biến phức tạp; an sinh xã hội được bảo đảm, đời sống nhân dân ngày càng được cải thiện; chính trị, xã hội tiếp tục ổn định Cùng với đó là vấn đề lương thực thực phẩm được đề cập khá nhiều trong tình trạng phát triển kinh tế nước ta hiện nay Với xu hướng phát triển như vũ bão hiện nay, vấn đề lương thực thực phẩm được Đảng và nhà nước ta hết mực quan tâm, không chỉ phục vụ trong nước mà còn xuất khẩu ra nước ngoài Chưa bao giờ vấn đề giá lương thực, thực phẩm lại trở nên nghiêm trọng như vậy kể từ cơn khủng hoảng lương thực năm 2008 Chỉ số giá thực phẩm của LHQ, do Tổ chức Lương nông (FAO) cho biết, chỉ số giá lương thực, thực phẩm của FAO tăng 1,1% lên 172, 8 điểm trong tháng 3/2018 so với mức 171 điểm trong tháng Hai Trong tháng 3/2018, chỉ số giá lương thực, thực phẩm đã tăng tháng thứ hai liên tiếp sau đợt giảm kể

từ tháng 8 năm ngoái Chính vì tầm ảnh hưởng quan trọng của giá trị lương thực phẩm Việt nam hiện nay, dẫn đến đòi hỏi phải sáng chế ra các loại máy bóc tách vỏ nhằm mang lại năng suất cao, giảm số lượng người lao động bằng chân tay trong lĩnh vực chế biến lương thực thực phẩm của nước ta hiện nay, thay vào

thực-đó là sự vận hành bằng máy móc, giảm sức lao động, tăng năng suất, mang lại hiệu quả kinh tế cao, giảm giá thành sản phẩm,đáp ứng nhu cầu sử dụng lương thực thực phẩm trong và ngoài nước

1.2 Công nghệ bóc tách vỏ ở nước ta hiện nay

Hiện tại ở nước ta với đội ngũ tri thức dồi dào, ngành kỹ thuật phát triển cao, nhiều kỹ sư và đặc biệt là những người nông dân-những người trực tiếp tham gia vào quá trình sản xuất đã sáng chế ra nhiều loại máy bóc tách vỏ Với kiểu dáng đẹp, kết cấu đơn giản, giá thành phải chăng, các máy bóc tách vỏ đã được thị trường tiêu dùng ưa chuộng, không chỉ các công ty lớn - nhỏ mà còn là các hộ gia đình, giảm đáng kể số lượng công nhân mà lại mang lại hiệu quả kinh

tế cao Tính trung bình mỗi một máy bóc vỏ ra đời đã hạn chế được khoảng 30-

40 công nhân tính trên một ngày, năng suất tăng lên gấp nhiều lần Một số loại máy bóc tách vỏ hiện nay trên thị trường Việt nam:

-Máy bóc vỏ chôm chôm

Hiện tại em đang làm đề tài “Thiết kế máy bóc vỏ đậu xanh”, đây là một

đề tài khá mới mẻ bởi lẽ cây đậu luôn gắn liền với đời sống của chúng ta và nó đang trong đà phát triển mạnh mang lại năng suất cao, xoá đói giảm nghèo và làm tăng năng suất kinh tế cho nhiều hộ gia đình

1.3 Phân tích vật liệu vỏ đậu xanh và hạt đậu xanh

1.3.1 Thành phần vỏ đậu :

- Đậu xanh, còn gọi là lục đậu, boubour, haricotdore, green bean Tên khoa học: Phaseolus aureus Roxb, Vigna aurea Roxb Thuộc họ đậu Fabaceae (Papilonaceae) Mô tả cây: cây thảo, mọc đứng, ít phân nhánh, cao 0,6m , lá có 3

lá chét, lá chét hình trái xoan, ba cạnh, màu lục sẫm, có lông nháp Hoa màu vàng hoặc lục, rất dày đặc, xếp thành chùm ở nách, quả nằm ngang hình trụ, có lông rồi nhẵn, có đầu nhọn ngắn Mỗi quả có khoảng 5-10 hạt, phân cách nhau bởi các vách, mùa lục, bóng

-Đậu xanh, cùng với đậu nành, đậu đen, đậu trắng, đậu Hà Lan đều được xếp vào hàng họ đậu Đặc điểm chung của chúng là chứa nhiều protein (25 –50%) Do ở rễ của cây họ đậu có các nốt sần, ở đó các vi khuẩn cộng sinh phát triển, có khả năng lấy Nitơ từ không khí nên không những cung cấp đủ Nitơ cho cây mà còn làm cho đất đai thêm màu mỡ bằng nguồn Nitơ thừa thải ra

- Về mặt cấu tạo, họ đậu thuộc các hạt họ hòa thảo Chúng không có nội nhũ, nội nhũ của chúng bị mất trong quá trình hình thành hạt Cấu tạo chủ yếu của họ đậu gồm 3 phần: vỏ, tử diệp (lá mầm) và phôi (mộng)

1.3.3 Độ ẩm để bóc vỏ đậu :

- Độ ẩm để bóc vỏ đậu xanh, khi thu hoạch đậu độ ẩm vào khoảng trên

13%, khi thu hoạch là đậu có thể cho máy để dập đậu hoàn toàn Vì vậy độ ẩm

để bóc vỏ đậu xanh khoảng 13%-14% Sau đó sẽ sấy hoặc phơi đậu thành phẩm lại sẽ nhanh hơn để bảo quản

-Khi đưa vào bảo quản độ ẩm của hạt phải từ 9,5 - 10% Nếu hạt đậu xanh

có độ ẩm > 13% thì mọt dễ đục dẫn đến chất lượng giảm không làm giống được

-Vì vậy, quá trình phơi, sấy hạt sau khi thu hoạch có vai trò rất quan trọng trong bảo quản, chế biến cũng như nâng cao chất lượng hạt

1.3.4 Thông số kích thước quả và hạt:

KHẢO SÁT 10 QUẢ ĐẬU XANH

8 81 6.1

Bảng 1.1: Khảo sát 10 quả đậu xanh

Bề rộng trung bình của quả: 6.03mm

1.4 Tổng quan về máy tách vỏ đậu xanh hiện nay

1.4.1 Nhu cầu cơ giới hóa việc tách vỏ đậu xanh

Với quy mô, diện tích và sản lượng ngày càng mở rộng đòi hỏi rất nhiều lao động nên nhu cầu cơ giới hóa là hết sức cần thiết Trong quá trình thu hoạch đậu xanh công đoạn quan trọng nhất là công đoạn tách vỏ Công đoạn này đòi hỏi lượng nhân công lao động lớn, làm việc liên tục, môi trường làm việc khắc nhiệt nên nhu cầu cơ giới hóa là hết sức cần thiết

Hiện nay kĩ thuật công nghiệp đang phát triển mạnh chính là lợi thế cho việc phát triển ngành nông nghiệp Máy được sử dụng cho các hộ nông dân trồng đậu với diện tích lớn, ngoài ra máy còn được sử dụng cho những hộ kinh doanh dịch vụ đi tách đậu xanh cho những nơi có trồng đậu với diện tích nhỏ hơn

1.4.2 Phương pháp tách hạt đậu xanh hiện nay:

1.4.2.1 Phương pháp bóc vỏ thủ công

Hiện nay, có 2 phương pháp tách vỏ đậu xanh là phương pháp tách thủ công và phương pháp tách bằng máy

Với phương pháp thủ công, người ta tiến hành như sau: quả đậu sau khi được hái về hoặc sau khi thu hoạch xong, sau đó đem phơi và phải đợi trời thật nắng khi vỏ được phơi khô rồi mới bóc vỏ, tách hạt

Hình 1.1: Đậu sau khi hái về và nông dân đang tiến hành đem phơi phô

-Có hai cách tách hạt thủ công:

+Dùng bao bì hàng dệt đựng quả đậu sau đó dùng tay xoay, chà quanh quả đậu để tách hết các hạt ra

Hình 1.2: Sau khi vỏ đậu được phơi khô, nông dân bỏ vào bao sau đó dùng

tay xoay, chà quanh quả đậu để tách hết các hạt ra

+Dùng cây sào đập vào từng bao tải để tách hạt ra Phương pháp này tuy nhanh hơn phương pháp trên song hạt không được tách hết, phải tốn công tách lại bằng tay

Hình1.3: Sau khi vỏ đậu được phơi khô, nông dân bỏ vào bao tải

đập nhẹ là hột đã tách ra

Cả hai phương pháp tách vỏ này đơn giản, dễ thực hiện, chi phí thấp, phù hợp với những vùng nhiều nắng, ít mưa Tuy nhiên, phương pháp này vừa mất công mất sức mà hiệu quả lại không cao, cho năng suất rất thấp, chỉ phù hợp với

hộ sản xuất nhỏ và có lao động nhàn rỗi

Vì vậy áp dụng cơ giới hóa trong nông nghiệp là rất cần thiết Máy tách

vỏ đậu xanh được ra đời nhằm hỗ trợ bà con rất nhiều, giúp tiết kiệm thời gian, nhân lực cũng như đem lại năng suất cao Máy tách vỏ đậu xanh dễ sử dụng, có

độ bền cao, lợi ích kinh tế lớn và khắc phục được các hạn chế của phương pháp tách truyền thống, tuy nhiên phương pháp tách bằng bằng máy này chi phí tốn kém hơn phương pháp truyền thống

1.4.2.2 Phương pháp bóc vỏ bằng máy

Phương pháp tách vỏ bằng máy hiện nay chủ yếu dựa trên nguyên lý lực

va đập và lực ép của con lăn để tách vỏ đậu xanh

1.4.3 Một số máy tách vỏ đậu xanh hiện nay:

1.4.3.1 Máy tách vỏ đậu xanh sử dụng cơ cấu cánh đập và quạt ly tâm

Hình 1.4: Máy tách vỏ đậu xanh sử dụng cơ cấu cánh đập và quạt ly tâm

-Máy hoạt động trên nguyên lý lực va đập để tách vỏ, nguyên liệu được đưa vào thông qua khay chứa nguyên liệu rồi vào buồng đập Thông qua cụm chi tiết búa đập và đe lược, vỏ và hạt đậu được tách ra Nhờ cơ cấu phân hướng vỏ, hạt mà vỏ và hạt được phân loại riêng biệt

Ưu điểm:

+Tách được các loại đậu như đậu xanh, đậu nành, đậu đen, đậu trắng, vv… chỉ cần thay đổi kích thước lồng lưới

+Máy có cấu tạo đơn giản dễ dàng sửa chữa thay thế

+Tiêu hao nhiên liệu ít

+Tiếng ồn, chi phí bảo dưỡng thấp

+Hiệu quả công việc cao, tiết kiệm thời gian, tiết kiệm nhân lực

+Máy được lắp hệ thống bánh xe thuận lợi cho di chuyển

+Giá thành phù hợp với phần lớn điều kiện kinh tế bà con nông dân

Nhược điểm:

+Sử dụng động cơ điện nên tính cơ động không cao

+Tỷ lệ hạt và vỏ được tách bằng máy chưa đạt độ sạch tối đa

1.4.3.2 Máy tách vỏ đậu xanh sử dụng cơ cấu cánh đập, sàn rung và quạt dọc trục

Hình 1.5: Máy tách vỏ đậu xanh sử dụng cơ cấu cánh đập,

sàn rung và quạt dọc trục

-Máy hoạt động trên nguyên lý lực va đập để tách vỏ, trục quay tách hạt đậu sử dụng trục quay và đe lược, nhờ cơ cấu phân hướng vỏ, hạt mà vỏ và hạt được phân loại riêng biệt, còn lưới sàn được cấu tạo bởi 2 lớp lưới và lớp thứ 2 được thay bằng loại lưới có kích thước nhỏ hơn để đảm bảo hạt đậu được sạch khi ra ngoài

Ưu điểm:

+Năng suất lao động cao

+Hiệu quả công việc cao, tiết kiệm thời gian, tiết kiệm nhân lực

+Tiếng ồn, chi phí bảo dưỡng thấp

Nhược điểm:

+Tuy nhiên giá thành chế tạo của máy khá cao

+Kết cấu máy phức tạp

+Tốn quá nhiều diện tích chứa đựng

+Tiêu hao nhiên nhiệu nhiều

+Sử dụng động cơ điện nên tính cơ động không cao

+Máy còn khá cồng kềnh nên gây nên khó khăn trong quá trình di chuyển

1.4.3.3 Máy tách vỏ đậu xanh UDXMD-100 sử dụng cơ cấu con lăn và sàn rung

Hình 1.6: Máy tách vỏ đậu xanh UDXMD-100

Đặc điểm: Máy tách vỏ đậu xanh UDXMD-100 dựa trên nguyên lý sử

dụng lực ép con lăn để tách vỏ và hạt và dùng cơ cấu sàn rung sử dụng động cơ rung động như là nguồn cung cấp năng lượng làm cho vật liệu trên bề mặt sàng dao động và thực hiện mục đích sàng lọc / sàng, tùy vào kích thước của hạt mà được giữ lại trên bề mặt hoặc đi qua bề mặt sàng Bằng cách điều chỉnh các góc lệch tâm của động cơ, có thể dễ dàng thay đổi lực rung, và thay đổi các đường vận chuyển vật liệu

Ưu điểm:

+ Phân loại ( phân loại hạt đồng nhất)

+Tiết kiệm nhiên liệu

+Tách sản phẩm và hạt ngoại lai

+Sàng chạy có tiếng ồn thấp

+ Năng suất cao, chất lượng sản phẩm đảm bảo

+Không phát sinh bụi

+Không tốn quá nhiều diện tích chứa đựng

Nhược điểm:

+Kết cấu máy phức tạp

+Gía thành chế tạo của máy khá cao

+ Máy loại này thường được dùng cho các sản phẩm chất lượng cao và để xuất khẩu ra nước ngoài

+Sử dụng động cơ điện nên tính cơ động không cao

+Khó khăn trong quá trình di chuyển

1.4.4 Yêu cầu kĩ thuật của máy:

Việc chọn máy phù hợp với yêu cầu đề ra để lựa chọn phương án thiết kế

là quá trình tìm hiểu, phân tích, đánh giá và tính toán thiết kế, thỏa mãn các yêu cầu kinh tế, kĩ thuật và có hiệu quả cao nhất, cụ thể là máy được thiết kế khi làm việc đạt các yêu cầu kĩ thuật sau:

+Máy được thiết kế ra khi làm việc phải có độ tin cậy

+Máy có cấu tạo đơn giản, khối lượng gọn nhẹ, dễ dàng sửa chữa thay thế +Năng suất cao, chi phí năng lượng thấp, dễ dàng sử dụng, bảo quản

+Chi phí chế tạo, lắp ráp, sửa chữa và thay thế thấp nhất

+Giá thành phù hợp với phần lớn điều kiện kinh tế bà con nông dân

+ An toàn cho người sử dụng

+Không tốn quá nhiều diện tích chứa đựng

+Thân thiện với môi trường, chất lượng đậu xanh sau khi bóc vỏ bị vỡ nát

<2%), phát sinh bụi và tiếng ồn thấp

1.4.5 Kết luận:

Ta nhận thấy máy tách vỏ đậu xanh UDXMD-100 sử dụng cơ cấu con lăn

và sàn rung thì giá thành của máy khá cao, cho nên máy chưa tiếp cận được tới tay người tiêu dùng, đặc biệt là các hộ gia đình đang trực tiếp lao động và sản xuất nông sản vì máy loại này thường được dùng cho các sản phẩm chất lượng cao và để xuất khẩu ra nước ngoài nên máy này không phù hợp với yêu cầu và bị loại bỏ

Còn máy tách vỏ đậu xanh sử dụng cơ cấu cánh đập, sàn rung và quạt dọc trục thì gía thành chế tạo của máy cũng khá cao so với máy còn lại, kết cấu máy phức tạp, tiêu hao nhiên nhiệu nhiều Ngoài ra máy còn khá cồng kềnh gây nên

bị loại bỏ

Vì vậy trong 3 máy đã đưa ra đồng thời kết hợp với những yêu cầu kĩ

thuật của máy tách vỏ đậu xanh, em quyết định chọn máy: Máy tách vỏ đậu

xanh sử dụng cơ cấu cánh đập và quạt ly tâm để tính toán thiết kế

1.4.6 Ưu nhược điểm của các phương pháp bóc vỏ đậu xanh:

Đối với phương pháp thủ công thì mất nhiều thời gian và chi phí cho người lao động, nhưng năng suất lại không cao

Đối với phương pháp bóc vỏ bằng máy, tuy năng suất bóc vỏ thì cao hơn

so với phương pháp thủ công, nhưng chi phí giá thành thì lại cao

Ngoài ra còn nhiều phương pháp để bóc vỏ đậu xanh tuy nhiên vẫn còn nhiều hạn chế

Vì vậy chúng em tìm hiểu thiết kế máy bóc vỏ đậu xanh nhằm đáp ứng được nhu cầu cần thiết ngoài thực tế đó Máy đạt được năng suất cao, gọn nhẹ, giá thành chi phí đầu tư cho máy lại phù hợp với khả năng của người nông dân Đồng thời không mất nhiều thời gian lao động

Bóc vỏ là một quá trình công nghệ được sử dụng rất nhiều trong thực tế sản xuất và đời sống Trong công nghiệp như chế biến nông – hải sản, kỹ thuật bóc vỏ đóng một vai trò quan trọng trong dây chuyền sản xuất

Trong nông nghiệp, bóc vỏ là một trong những công đoạn quan trọng của công nghệ sau thu hoạch sản phẩm, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm

CHƯƠNG 2:

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU ĐẬP VỎ ĐẬU XANH 2.1 Phân tích lựa chọn phương án thiết kế máy tách vỏ đậu xanh 2.1.1 Phương án 1:

-Máy được cấu tạo bao gồm 5 bộ phận chính:

1.Khay chứa nguyên liệu vào có hướng đỗ đậu trước mặt buồng đập

2.Cụm chi tiết búa đập và đe lược với số lượng đe lược 11 cái

3.Cụm quạt phân hướng vỏ, hạt, sử dụng quạt ly tâm

Máy làm việc theo nguyên lý va đập, lực bóc vỏ được sinh ra do bộ phận làm việc của máy chuyển động (búa đập) va đập nhiều lần vào quả, nhờ đó vỏ hạt bị nứt vỡ và tách khỏi nhân.Với cụm chi tiết búa đập và đe lược này có thể làm việc với nhiều loại đậu: đậu xanh, đậu nành, đậu đen, đậu trắng…chỉ cần thay lưới định cỡ hạt là có thể bóc, tách các loại đậu khác nhau

Đặc điểm:

Đối với kết cấu buồng đập và cánh đập theo kiểu hình tròn:

Hình 2.2: Kết cấu buồng đập và cánh đập theo kiểu hình tròn

Theo hình 2.2: Xét trong một vòng quay thì tải trọng lớn nhất khi khe hở giữa đầu cánh đập và đe nhỏ nhất là e1, và chỉ 1 vị trí e1 trong cùng một thời điểm, và trong một vòng quay thì chỉ 11 vị trí gây ra Fmax (vì có 11 thanh đe) Như vậy trong một vòng quay chỉ có đến 1 x 11 = 11 lần Fmax => Giảm được

tải để tránh hiện tượng “shock lực” cho động cơ khi nguyên liệu đổ vào Đối với kiểu vỏ kết cấu này thì:

Căn cứ vào tính toán dự đoán, kết hợp với khảo nghiệm thực tế đối với đậu xanh và một vài loại đậu khác cho thấy kết cấu vỏ buồng đập kiểu này tối ưu hơn, đạt được độ tin cậy cao hơn

Hạt và vỏ sau khi bóc tách được phân loại theo phương pháp trọng lực Luồng không khí được tạo ra bởi động cơ di chuyển qua ống dẫn đến bộ phân hướng vỏ, hạt, dưới tác dụng của trọng lực không khí sẽ phân loại hạt và các tạp chất như vỏ và bụi bẩn thành hai hướng Vì thế đậu được thu gom mà không lẫn với vỏ, tạp chất…

Căn cứ vào khảo sát máy hiện có Em lựa chọn cách bố trí các bộ phận chi tiết máy như trên hình 2.2 Với thiết kế này đạt được sự cân đối vì lắp đặt motor gần như là trọng tâm của máy và hai dây đai thang được bố trí vuông góc với nhau để tăng được momen chống lật tốt hơn, máy hoạt động êm hơn và tăng độ

ổn định máy khi hoạt động

2.1.2 Phương án 2:

Cấu tạo của máy:

-Máy được cấu tạo bao gồm 5 bộ phận chính:

1.Khay chứa nguyên liệu vào có hướng đỗ đậu trước mặt buồng đập

2.Cụm chi tiết búa đập và đe lược với số lượng đe lược 12 cái

3.Cụm quạt phân hướng vỏ, hạt, sử dụng quạt ly tâm

Đặc điểm:

Đối với kết cấu buồng đập và cánh đập theo kiểu vỏ đa giác bất đối xứng:

Hình 2.4: Kết cấu buồng đập và cánh đập theo kiểu

vỏ đa giác bất đối xứng

Theo hình 2.2: Xét trong một vòng quay thì tải trọng lớn nhất khi khe hở giữa đầu cánh đập và đe nhỏ nhất là e1, và có đến 3 vị trí e1 trong cùng một thời điểm, và trong một vòng quay thì có đến 12 vị trí gây ra Fmax (vì có 12 thanh đe) Như vậy trong một vòng quay có đến 3 x 12 = 36 lần Fmax => Tăng tải trọng gây nên hiện tượng “shock lực” cho động cơ khi nguyên liệu đổ vào Với kiểu vỏ kết cấu này thì:

+Không thể tháo lắp một cách thuận tiện khi muốn thay lồng lưới, vệ sinh bên trong Việc tháo lắp này rất khó khăn và buộc phải làm hỏng mối ghép hàn, đinh tán

+Kiểu vỏ đa giác và bất đối xứng dẫn đến tải trọng phân bố không đều, không tối ưu về mặt kết cấu

2.1.3 Phương án 3:

-Máy được cấu tạo bao gồm 5 bộ phận chính:

1.Khay chứa nguyên liệu vào có hướng đỗ đậu trên đỉnh buồng đập

2.Cụm chi tiết búa đập và đe lược

3.Cụm quạt phân hướng vỏ, hạt

4.Motor truyền động lực

5.Khung và chân đế

Hình 2.5: Phương án 3

Nguyên lý hoạt động phương án 3 giống nguyên lý hoạt động của phương

án 1, 2 là đều sử dụng lực va đập để tách vỏ và sử dụng một motor và bộ truyền động đai thang từ motor đến trục đập giống phương án 2 và chỉ khác cơ cấu cánh đánh và buồng đập theo kiểu vỏ hình trụ và khay chứa nguyên liệu vào có hướng

đỗ đậu trên đỉnh buồng đập

Đặc điểm:

Phương án này cách thiết kế bố trí khay chứa nguyên liệu vào có hướng đỗ đậu trên đỉnh buồng đập thì khi hoạt động cụm cánh đập đập nhiều lần vào quả

với thiết kế này thì đậu và vỏ khi tách khỏi sẽ văng một lượng nhỏ ra ngoài làm giảm năng suất và tính thẩm mỹ của máy so với phương án 1, 2

Hình 2.6: Kết cấu buồng đập và cánh đập theo kiểu vỏ hình trụ

Theo hình 2.5: Với cụm chi tiết búa đập và đe lược này cũng có thể làm việc với nhiều loại đậu khác nhau như: đậu xanh, đậu nành, đậu đen, đậu trắng…nhưng không chỉ thay lưới định cỡ hạt không thôi, mà còn phải thay cụm cánh đập nữa thì mới có thể bóc, tách các loại đậu khác nhau vì khoảng cách giữa thanh đập trên trục và đe lược chỉ cho phép hạt đậu được qua và quả đậu bị cản lại thì mới tách ra được vì thế nếu muốn tách các loại khác nhau thì phải thay đổi khoảng cách giữa thanh đập trên trục đập và đe lược nên rất tốn nhiều thời gian và công sức hơn so với phương 1, 2 và dây đai thang được bố trí nghiêng góc α giống phương án 2 như đã phân tích ở trên

2.1.4 Kết luận:

Qua quá trình phân tích nguyên lý và đặc điểm của 3 phương án đã đưa ra, đồng thời kết hợp với cách bố trí máy có tối ưu cho thiết bị cả về thiết kế, bố trí các cụm chi tiết cũng như tổng thành nhằm giúp thiết bị đạt hiệu quả vận hành cao nhất cả về kỹ thuật lẫn mỹ thuật, tiến tới hoàn thiện sản phẩm, đáp ứng khả

năng ứng dụng cho nhiều loại hạt thông dụng hay không Em quyết định chọn phương án thứ nhất như đã phân tích ở trên

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY TÁCH TÁCH VỎ ĐẬU XANH

3.1 Xác định yêu cầu kỹ thuật của máy bóc vỏ đậu xanh

- Năng suất máy: Với năng suất bóc, tách từ: (140-180) kg đậu thành phẩm/giờ

-Hiệu suất máy ( lượng đậu xanh sau khi bóc vỏ bị vỡ nát <2%), phát sinh bụi và tiếng ồn thấp

-Máy thiết kế theo nhu cầu sản xuất theo quy mô hộ gia đình phục vụ cho nhu cầu tách vỏ sau thu hoạch với giá thành phù hợp với phần lớn điều kiện kinh

tế bà con nông dân

-Việc ra đời chiếc máy tách vỏ và hạt các loại đậu thông dụng không chỉ tạo ra một cơ hội lớn để người nông dân cũng như các doanh nghiệp nhanh chóng mở rộng diện tích trồng đậu mà còn đẩy mạnh quá trình cơ giới hóa trong nông nghiệp Đây là một bước tiến đáng kể, giúp cho nhiều hộ nông dân phát triển kinh tế, ổn định đời sống, đặc biệt nâng cao chất lượng nông sản Việt Nam, giúp đưa nông sản vươn ra thị trường thế giới