2. Tên đề tài: Khảo nghiệm tính năng làm việc của máy cán tuốt chỉ xơ dừa.
2.1.Phương pháp nghiên cứu
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu thực nghiệm là một phương pháp cảm nhận trực tiếp để biết được các thông tin, số liệu hình ảnh của những hiện tượng, quá trình cũng như là vật thể mà chúng được gọi là đối tượng nghiên cứu.
Đối với đề tài “Khảo nghiệm tính năng làm việc của máy cán tuốt chỉ xơ dừa”, đối tượng được nghiên cứu là “Các yếu tố ảnh hưởng đến lượng thu hồi chỉ xơ dừa dạng chỉ thẳng trong quá trình tách chỉ”. Quá trình làm việc bao giờ cũng phụ thuộc vào một số lớn các yếu tố ảnh hưởng. Do đó, để xác định yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình làm việc của máy, cần phải chọn phương pháp nghiên cứu thực nghiệm sao cho phù hợp.
2.1.2. Chọn phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
Ngày nay, trong nhiều lĩnh vực khác nhau của khoa học kỹ thuật, vai trò của phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đã được khẳng định và ngày càng trở nên không thể thiếu được trong việc:
- Giải quyết các vấn đề của công nghệ và thực tế sản xuất đòi hỏi thực hiện cho kết quả nhanh và có hiệu quả.
- Giải quyết và hoàn thiện những bài toán mà phương pháp lý thuyết chưa hoặc không giải quyết được đầy đủ hay đang dở dang nằm trong ý tưởng cần khai triển thăm dò.
Tùy thuộc vào những yêu cầu, đòi hỏi của vấn đề hay đối tượng nghiên cứu cụ thể để lựa chọn phương pháp nghiên cứu thực nghiệm thích ứng. Mỗi đối tượng nghiên cứu đều chịu tác động của những yếu tố ảnh hưởng nhất định.
SVTH: Nguyễn Thế Hơn 29 Đào Văn Minh
Để nghiên cứu và khảo sát đề tài “Khảo nghiệm tính năng làm việc của máy cán tuốt chỉ xơ dừa” tiến hành lựa chọn “Phương pháp thực nghiệm thăm dò, sàng lọc, thực nghiệm đơn yếu tố để chọn ra các thông số ảnh hưởng chính.
2.2. Phương pháp xác định thông số cho hệ thống 2.2.1. Xác định yếu tố làm việc 2.2.1. Xác định yếu tố làm việc
“Đối với các yếu tố ảnh hưởng còn nghi ngờ, hoặc đối với các đối tượng nghiên cứu còn mới mẽ cần phải tiến hành thực nghiệm thăm dò, sàng lọc, thực nghiệm đơn yếu tố để chọn ra các thông số ảnh hưởng chính.
Ở đây đối tượng nghiên cứu là hệ thống làm việc gồm “Một số yếu tố ảnh hưởng đến lượng thu hồi chỉ xơ dừa dạng chỉ thẳng trong quá trình tách chỉ”. Quá trình làm việc của máy bao giờ cũng phụ thuộc vào một số lớn các yếu tố ảnh hưởng: “Các thông số hình học, kết cấu, chế độ làm việc...” và được đánh giá bởi nhiều chỉ tiêu khác nhau “Năng suất chất lượng sản phẩm, tỉ lệ thu hồi...”.
- yếu tố ảnh hưởng: + Thời gian ngâm ủ + Số lần cán
+ Khe hở làm việc của máy cán + Tốc độ cán
+ Tốc độ trống tuốt
+ Tốc độ bộ phận chuyển nguyên liệu (máy tuốt) + Độ ẩm của vỏ dừa
Để cho việc đánh giá được dễ dàng, ta chia quá trình làm việc thành hai quá trình hoạt động riêng biệt (quá trình hoạt động của máy cán và quá trình hoạt động của máy tuốt).
Trong quá trình khảo nghiệm chỉ chọn thay đổi các thông số vào sau:
-Đối với máy cán thì không thay đổi thời gian ngâm ủ nhưng thay đổi số lần cán do việc thay đổi số lần cán được thực hiện tương đối dễ dàng ít phụ thuộc vào các yếu tố ảnh hưởng khác nên việc lựa chọn thay đổi số lần cán là khả thi nhất.
-Đối với máy tuốt thì thay đổi tốc độ trống tuốt nhưng không thay đổi tốc độ bàn quay nguyên liệu. Thay đổi tốc độ trống tuốt là yếu tố ảnh hưởng quyết định đến chất lượng chỉ thu hồi được.
SVTH: Nguyễn Thế Hơn 30 Đào Văn Minh
2.2.2. Chọn các tiêu chí đánh giá
Do thời gian thực hiện đề tài có hạn nên trong quá trình làm khảo nghiệm thì chỉ chọn các tiêu chí đánh giá sau:
-Đối với máy cán chọn chỉ tiêu đánh giá là độ nát cũng như là độ dập của vỏ dừa. Khi vỏ dừa qua máy cán thì cấu trúc sẽ bị phá vỡ độ giãn nở tăng .Do vỏ dừa có kích thước bề dày không đồng nhất. Chỉ tiêu đánh giá cho máy cán được chọn là độ dập của vỏ.
-Đối với máy tuốt: để đánh giá hiệu quả khả năng làm việc của máy có khá nhiều chỉ tiêu. Chỉ tiêu đánh giá được chọn là “ độ sạch của sản phẩm” là chỉ tiêu quan trọng nhất kế đến là hiệu suất thu hồi.
-Ngoài ra các chỉ tiêu khác như: cách nạp liệu, độ đứt chỉ do máy tuốt gây ra,... Tất cả đều ảnh hưởng đến chỉ tiêu đánh giá của máy.
2.2. Phương pháp chế biến. 2.2.1. Quy trình thủ công 2.2.1. Quy trình thủ công
Vỏ dừa đập dập ngâm nước bóc vỏ cứng bên ngoài đập ,tách xơ phơi tách bụi đóng kiện
Xử lí vỏ dừa bằng cách: dùng búa có trọng lượng 1Kg đập vỏ vừa rồi đem ngâm từ 1-3 ngày sau đó bóc vỏ ngoài để tách xơ.
Tách xơ dừa bằng cách dùng chày có bọc sắt trọng lượng khoảng 1,2 – 1,4 Kg, kê vỏ dừa lên vật bằng phẳng dùng chài đập, chất kết dính sẽ văng ra ngoài, sau đó giũ mụn
2.2.2. Quy trình cơ học (máy)
Vỏ dừa cán dập ngâm cán ráo tuốt xơ phơi thành phẩm
Xử lí vỏ dừa bằng cách: dùng máy cán để cán dập vỏ dừa để đi ngâm, sau khi ngâm xong thì dùng máy cán để cán xả nước.
Tách xơ dừa dùng máy để tách mụn ra khỏi xơ dừa, máy hoạt động nhờ truyền động từ nguồn năng lượng như động cơ nổ hoặc động cơ điện
SVTH: Nguyễn Thế Hơn 31 Đào Văn Minh
2.2.3. Một số quy trình chế biến vỏ dừa 2.2.3.1. Quy trình chế biến vỏ dừa của ấn độ 2.2.3.1. Quy trình chế biến vỏ dừa của ấn độ
Mô tả quy trình:
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình chế biến vỏ dừa của Ấn Độ
Nguyên liệu vỏ dừa được phun nước, ủ và cho qua máy đập.
Máy đập có tác dụng đập cho tơi vỏ dừa ra, để cho quá trình tước sau được dễ dàng và nước được thấm đều, phá vở liên kết giữa chỉ với chỉ, chỉ với mụn.
Nguyên liệu sau khi qua may đập, được phun nước và ủ trong thời gian 24-36 giờ. Đây là khâu không thể thiếu được trong quy trình, gớp phần cho chất lượng chỉ thành phẩm tốt.
Máy tước chỉ rối xơ dừa: Máy tước được truyền động bằng động cơ 50 mã lực, bộ phận làm việc chính là chông tước. Khi máy hoạt động thì các chông tước phá vỡ liên kết giữa chỉ với chỉ và chỉ với mụn.
Nguyên liệu vỏ dừa
Đóng ép kiện Thành phẩm chỉ rối xơ dừa
Phơi, làm sạch Máy tước chỉ rối Máy đập vỏ
SVTH: Nguyễn Thế Hơn 32 Đào Văn Minh
2.2.3.2. Quy trình chế biến vỏ dừa(làm chỉ rối xơ dừa) của Đài Loan
Mô hình quy trình:
Hình 2.2. Sơ đồ quy trình chế biến vỏ dừa của Đài Loan
Vỏ dừa từ bãi phun nước, công nhân dùng cần xé chuyển vỏ dừa vào đầu băng tải 1, từ băng tải 1 chuyển vỏ dừa đến băng tải 2, vỏ dừa từ băng tải 2 thì được 2 công nhân xếp cho đều, loại bỏ những vỏ dừa xấu, vật lạ, vật cứng, vỏ còn khô, băng tải 2 vừa chuyển vỏ đỡ tốn sức công nhân vừa nạp liệu đều cho máy tước 1. Băng tải được truyền động bằng ma sát, lấy nguồn động lực bằng động cơ điện.
Máy tước 1 được nạp liệu qua băng tải 2 (vỏ dừa vào máy qua trạng thái rơi tự do, rớt xuống phiểu nạp liệu có độ tự chảy lớn – không làm kẹt vỏ tại đây). Máy tước 1 được truyền động bằng động cơ 3 pha, 75 mã lực. Vỏ dừa sau khi qua máy tước 1 được truyền qua máy tước 2.
Nguyên lý làm việc cũng nhờ sự chà sát giữa vỏ dừa và thành máng máy. Vỏ dừa sau khi qua hệ thống máy tước, sản phẩm ra ở đầu máy tước 2 và được máy sàng tách li giữa mụn với chỉ. Sản phẩm sau khi qua máy sàng làm việc theo nguyên lý sàng trống, lưới vuông 20 được chuyển tới hệ thống sấy. Sản phẩm sau khi sấy đạt độ ẩm từ 8-12%, tạp chất 2%.
Sản phẩm qua sấy khô được đóng kiện bằng máy ép kiện, mỗi kiện nặng 100kg. Năng suất thiết kế của dây chuyền sản xuất theo quy trình trên từ 300-380kg/h.
Máy ép kiện Nguyên liệu vỏ dừa Thành phẩm Máy sàng 2 Máy sấy Máy tước 1
Máy sàng 1 Máy tước 2 Băng
tải 1
Băng tải 2
SVTH: Nguyễn Thế Hơn 33 Đào Văn Minh
Nhận xét về các quy trình chế biến vỏ dừa:
Quy trình chế biến vỏ dừa của Ấn Độ: quy trình chủ yếu là sản xuất chỉ rối xơ dừa nhưng chi phí lao động thì cao, công lao động xử lí vỏ dừa trước khâu tước, chi phí phơi vỏ trước khi cán, chi phi lao động phơi theo kiểu và yêu cầu sản phẩm phải suông, thẳng và bó thành từng bó.
Quy trình chế biến vỏ dừa của Đài Loan: đây là quy trình chế biến tiên tiến, chỉ phù hợp với sản xuất quy mô lớn. Tuy rằng quy trình tự động hóa hoàn toàn các khâu chế biến sản phẩm nhưng vẫn tốn nhiều lao động cho khâu tải mụn và xử lí mụn chưa được giải quyết. Khâu xử lí vỏ trước khi đưa vào quy trình chế biến không cần ủ. Quy trình mang tính an toàn cao và tiếng ồn thấp.
SVTH: Nguyễn Thế Hơn 34 Đào Văn Minh
CHƯƠNG III
GIỚI THIỆU MÁY VÀ QUY TRÌNH KHẢO NGHIỆM
3.1. Giới thiệu máy 3.1.1. Máy cán 3.1.1. Máy cán
3.1.1.1. Cấu tạo máy cán
Hình 3.1. Máy cán, ép vỏ dừa
1. Hộp điều khiển 2. Mô tor
SVTH: Nguyễn Thế Hơn 35 Đào Văn Minh
3. Hộp giảm tốc 4. Chân máy 5. Khay chứa nước 6. Trục cán, ép 7. Khe điều chỉnh 8. Nắp đậy 9. Nắp bảo vệ
10.Tay quay điều chỉnh khe hở 11.Bàn nạp liệu.
- Máy cán ép có cấu tạo đơn giản, bộ phần làm việc chính là bao gồm 2 trục cán, bộ truyền động . Và các bộ phận khác giúp cho việc vận hành và sử dụng máy ổn định hơn.
+ Hai trục cán có hình trụ, cả 2 trục đều được hàn dây thép ∅14 bao quanh, để tăng độ xé rách vỏ trong quá trình làm việc.
+ Bộ truyền động: có 4 bánh răng trụ ăn khớp với nhau, có thể tăng hoặc giảm khoảng cách.
3.1.1.2. Nhiệm vụ
-Trước khi ngâm: phá vỡ liên kết trong vỏ dừa để giúp quá trình thấm nước diễn ra tốt hơn.
-Sau khi ngâm: vẫn là công việc phá vỡ liên kết của vỏ dừa, bên cạnh đó thì còn ép loại bỏ nước ra khỏi vỏ dừa.
3.1.1.3. Nguyên lí hoạt động
Sau khi ngâm theo thời gian định trước thì đưa vào máy cán. Khi được đưa thủ công vào chạm bề mặt của trục cán, lúc này các dây thép hàn quanh trục cán làm tăng độ bám có nhiệm vụ rút vỏ dừa đi qua khe hở, vỏ dừa được nén lại. Đồng thời các dây thép sẽ xé kết cấu của vỏ, các dây thép hàn trên trục như những sợi gân giúp phân chia vỏ tốt hơn (vỏ không bị rời ra). Trong thời gian bị nén lại thì các liên kết của vỏ dừa bị phá vỡ đồng thời nước cũng được loại bỏ tạo điều kiện cho máy tước làm việc dễ dàng.
3.1.1.4. Điều chỉnh khe hở của máy
Để thay đổi khe hở phù hợp với chế độ làm việc ta tiến hành như sau:
Trước tiên, xoay tay đỡ tăng đưa sao cho khỏi vị trí kẹp trống cán trên. Sau đó dùng cờ lê vặn bu lông để trống cán dịch chuyển lên (tăng khe hở) hay dịch chuyển xuống (giảm khe hở).
SVTH: Nguyễn Thế Hơn 36 Đào Văn Minh
Sau khi khe hở đạt kích thước đúng yêu cầu làm việc thì xoay tay đỡ tăng đưa vào vị trí và xiết chặt để cố định trống cán trên.
3.1.1.5. Thông số kỹ thuật
Bảng 3.1. Thông số kỹ thuật máy cán
3.1.2. Máy tuốt 3.1.2.1. Cấu tạo 3.1.2.1. Cấu tạo
Hình 3.2. Cấu tạo máy tuốt
1. Hộp điều khiển
STT Thông số Số
lượng Đặc tính kỹ thuật
1 Kích thước bao (DxRxC) 1600x1000x1200
2 Động cơ điện nối liền hộp giảm tốc 1
- Công suất (kW) 2,5
- Số vòng quay động cơ (v/p) 1450
- Số vòng quay đầu ra của hộp giảm tốc (v/p)
SVTH: Nguyễn Thế Hơn 37 Đào Văn Minh
2. Trống tước 3. Nắp bảo vệ đai
4. Động cơ của trống tước 5. Chân máy 6. Bộ truyền động 7. Động cơ 8. Bàn quay cấp liệu 9. Đai truyền động 10. Nắp bảo vệ trống 11.Cơ cấu kẹp nguyên liệu
Máy có cấu tạo gồm hai phận chính là phần tuốt và phần bàn quay cấp liệu. Bàn quay cấp liệu: Cấu tạo cũng khá đơn giản là bộ phận kẹp và cơ cấu kẹp. Đường kính của bàn quay cấp liệu ∅1200mm.
+ Bộ phận kẹp: Để đảm bảo vỏ dừa được giữ chặt trong suốt quá trình tuốt, bộ phận kẹp được thiết kế có 2 đệm cao su.
Hình 3.3. Bộ phận kẹp
SVTH: Nguyễn Thế Hơn 38 Đào Văn Minh
+ Cơ cấu kẹp: Gồm có 25 cơ cấu. Dùng để tạo ra lực kẹp đủ lớn để giữ chặt vỏ dừa trong quá trình tuốt.
Hình 3.4. Cơ cấu kẹp
Bộ phận tuốt: Gồm có 2 trống tuốt, mỗi trống tuốt có 22 thanh kẹp.
SVTH: Nguyễn Thế Hơn 39 Đào Văn Minh
Các chông tuốt được kẹp chặt trên thanh kẹp. Mỗi thanh kẹp gồm 25 hoặc 26 chông tuốt. Các thanh kẹp được bố trí xen kẽ nhau, tạo sự so le giữa các chông tuốt trên trống tuốt.
Hình 3.6. Thanh kẹp và chông tuốt
3.1.2.2. Nhiệm vụ: tuốt để tuốt lấy sợi chỉ thẳng, loại bỏ mụn dừa và chỉ không đạt yêu
cầu.
3.1.2.3. Nguyên lý hoạt động
Sau khi vỏ dừa được cán xong thì được đừa qua máy tuốt. Ở đây vỏ dừa được đặt vào bàn kẹp trên bàn quay và dùng đòn bẩy để kẹp lại, đồng thời bàn quay cũng quay và di chuyển vỏ dừa vào trống tuốt lúc này trống tuốt một đang quay theo hướng từ trên xuống có nhiệm vụ là làm sạch phần lưng của vỏ dừa và một phần dưới của vỏ sau đó vỏ dừa quay tới trống tuốt thứ hai, trống tuốt này có hướng quay từ dưới lên và tốc độ quay thì nhanh hơn trống một, trống này có nhiệm vụ là làm sạch phần bụng của vỏ dừa cũng như là toàn bộ phần mà trống một đã tuốt. Khi trống tuốt ăn vào vỏ dừa thì làm cho mụn dừa và sợi chỉ bị tách ra, khi đó ta được sợ chỉ dừa.
SVTH: Nguyễn Thế Hơn 40 Đào Văn Minh
3.1.2.4. Thông số kỹ thuật của máy tuốt
Bảng 3.2. Thông số kỹ thuật của máy tuốt
3.2. Quy trình khảo nghiệm
3.2.1. Quy trình chế biến vỏ dừa trên thiết bị khảo nghiệm
Mô tả quy trình:
Hình 3.7. Sơ đồ quy trình chế biến vỏ dừa trên thiết bị khảo nghiệm
STT Thông số Số lượng Đặc tính kỹ thuật
1 Kích thước bao (DxRxC) 1900x1800x1630
2 Trống tuốt
- Chiều dai chông (mm) 120
- Đường kính chông (mm) ∅5
- Số chông 561
- Đường kính trống tuốt (mm) 360
3 Puli truyền đai
-Đường kính 4 D1 = 100 (2 cái) D2 = 400 D3 = 120 4 Bàn quay cấp liệu -Số vòng quay (v/p) 1/3 -Đường kính (mm) 1200 5 Động cơ 3
-Công suất (kW) 2 động cơ tuốt 2kW
1 động cơ bàn quay 0,75 kW 6 Tỷ số truyền -Trống tuốt 1 1:4 -Trống tuốt 2 1:3,3 Nguyên liệu vỏ dừa
Đóng ép kiện Phơi Máy tuốt Máy cán (xả nước) Máy cán
SVTH: Nguyễn Thế Hơn 41 Đào Văn Minh
3.2.2. Khâu xử lý vỏ dừa
Vỏ dừa sau khi được lựa chọn ở bãi chứa xong thì chúng ta tiến hành cán vỏ dừa và ngâm trong nước. Khi cán vỏ dừa mục đích làm tăng khả năng thấm nước của vỏ để giảm thời gian ngâm đồng thời khi cán như vậy cũng làm tác động đến liên kết giữa mụn và chỉ để cho quá trình tuốt sau nay được dễ dàng hơn, khi ngâm nước mục đích làm cho vỏ dừa tăng độ ẩm đồng thời tăng độ đàng hồi và dai của sợi chỉ để không bị