2. Tên đề tài: Khảo nghiệm tính năng làm việc của máy cán tuốt chỉ xơ dừa.
3.1.Giới thiệu máy
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 đứt trong quá trình tuốt. Bên cạnh đó còn làm tăng sự phá vỡ liên kết giữa chỉ với chỉ, chỉ với mụn và mụn với mụn nhằm tăng chất lượng và số lượng sợ thẳng thu được, giảm năng lượng tiêu thụ.
Trong quá trình sản xuất sợi xơ dừa thẳng, hầu hết sử dụng những loại vỏ lớn để được sợi dài.
3.2.3. Đối với máy cán
Thời gian ngâm ủ không thay đổi (24h) và tiến hành cán nhiều lần và thay đổi khe hở của máy. Tiến hành khảo nghiệm số lần cán và mức khe hở của máy như sau:
+ Cán 1 lần
+ Cán 2 lần Tương ứng với khe hở 1
+ Cán 3 lần + Cán 4 lần + Cán 1 lần
+ Cán 2 lần Tương ứng với khe hở 2
+ Cán 3 lần + Cán 4 lần + Cán 1 lần
+ Cán 2 lần Tương ứng với khe hở 3
+ Cán 3 lần + Cán 4 lần
SVTH: Nguyễn Thế Hơn 42 Đào Văn Minh
+ Cán 1 lần
+ Cán 2 lần Tương ứng với khe hở 4
+ Cán 3 lần + Cán 4 lần
Mỗi lần cán tương ứng với mức khe hở, mỗi lần cán là 3 mẫu và lấy trung bình, mỗi mẫu có khối lượng 500g.
3.2.4. Đối với máy tuốt
Thay đổi tốc độ của trống tuốt và không thay đổi tốc độ của bàn quay nguyên liệu. Tiến hành khảo nghiện khảo nghiện ở các chế độ sau:
+ Chế độ 1: Tốc độ của trống tuốt n1 (vòng/phút) + Chế độ 1: Tốc độ của trống tuốt n2 (vòng/phút) + Chế độ 1: Tốc độ của trống tuốt n3 (vòng/phút)
Mỗi chế độ khảo nghiệm tiến hành 3 mẫu và lấy trung bình, mỗi mẫu có khối lượng 500g.
Nhận xét về các quy trình chế biến vỏ dừa trên thiết bị khảo nghiệm
Quy trình chế biến vỏ dừa trên thiết bị này cũng khá đơn giản từ khâu cán ép tới phần tuốt, cách thức vận hành máy cũng rất đơn giản rất dễ cho mọi ngưởi sử dụng, ở khâu cán ép thì chỉ cần đưa vỏ dừa vào máy là được còn khâu tuốt thì cần một chúc kĩ năng là làm tốt khi kẹp vỏ dừa (khi kẹp vỏ dừa lần đầu thì phải kẹp 1/3 vỏ khi đến lần kẹp thứ 2 thì phải kẹp từ phần tuốt trước cách ra 2-3cm).
Ưu và nhược điểm trên thiết bị khảo nghiệm. Ưu điểm:
Việc vận hành máy cán ép cũng như máy tuốt tương đối dễ dàng và đơn giản. Số lượng mụn còn bám trên sản phẩm rất ít.
Kết cấu máy khá đơn giản thuận tiện cho quá trình bảo trì và sửa chữa. Nhược điểm:
Khâu cấp liệu cho máy cán và máy tuốt bằng thủ công.
SVTH: Nguyễn Thế Hơn 43 Đào Văn Minh
CHƯƠNG IV
KẾT QUẢ KHẢO NGHIỆM
4.1. Kết quả khảo nghiệm trên máy cán 4.1.1. Số lần cán và khe hở thích hợp 4.1.1. Số lần cán và khe hở thích hợp 4.1.1.1. Chuẩn bị
+ Chọn mẫu vỏ dừa (ngẫu nhiên). + Cân điện tử.
+ chỉnh khe hở của máy cán (( 16-18-20-22)mm). + Số lần cán ( 1,2,3,4 lần).
+ Khối lượng mỗi mẫu (500g)
Thông số của nguyên liệu
Độ ẩm của vỏ dừa là: 41,5%.
Bảng 4.1: Tỷ lệ xơ và mụn trong vỏ dừa khô (độ ẩm 0%)
Xơ>20cm ,% Xơ 10-20cm,% Xơ<10cm,% Mụn,%
35,3 11,2 5,65 47,85
4.1.1.2. Mô tả khảo nghiệm
Số lần cán: 1 lần Mẫu 1
Mẫu 2 khe hở 16 Mẫu 3
SVTH: Nguyễn Thế Hơn 44 Đào Văn Minh
Số lần cán: 2 lần Mẫu 1 Mẫu 2 khe hở 18 Mẫu 3 Số lần cán: 3 lần Mẫu 1 Mẫu 2 khe hở 20 Mẫu 3 Số lần cán: 4 lần Mẫu 1 Mẫu 2 khe hở 22 Mẫu 3
4.1.1.3. Tiến hành khảo nghiệm
Trước tiên là khâu xử lí trước khi ngâm, trước khi ngâm chúng ta cân mẫu (500g) sau đó cán rồi ngâm, ngâm 24 giờ (thời gian ngâm không đổi) sau đó lấy mẫu ra tiến hành cán và sau đó là tuốt, khi tuốt xong ta dùng cân điện tử cân(trong quá trình tuốt tốc độ không thay đổi để đảm bảo quá trình tuốt của các lần là giống nhau.)
4.1.2. Khảo nghiệm khe hở và số lần cán 4.1.2.1. Khe hở của máy 16mm 4.1.2.1. Khe hở của máy 16mm
Hình 4.1. Máy cán ở mức khe hở
Khe hở máy cán
SVTH: Nguyễn Thế Hơn 45 Đào Văn Minh
Hình 4.2. Mẫu chưa cán
Hình 4.3. Mẫu 1 lần cán khe hở 16mm
SVTH: Nguyễn Thế Hơn 46 Đào Văn Minh
Hình 4.5. Mẫu 3 lần cán
Hình 4.6. Mẫu 4 lần cán
Từ những lần cán trên tiến hành lấy mẫu đi tuốt thu được bảng khối lượng sợi như sau.
Độ ẩm của xơ sau khi tuốt là 55%
Bảng 4.2: Khối lượng mẫu thu được ở khe hở 16mm
Mẫu 1,g Mẫu 2,g Mẫu 3,g Trung bình,g Qui thành xơ khô
1 lần cán 120 130 130 126 57
2 lần cán 130 130 130 130 59
3 lần cán 120 120 130 123 55
4 lần cán 120 120 120 120 54
Khi khảo nghiệm với khe hở 16mm thấy rằng kết cấu vỏ dừa bị phá hủy gần như hoàn toàn khi cán lần 1 và lần 2. Lần cán thứ 3, 4 thì làm cho vỏ dừa hầu như bị
SVTH: Nguyễn Thế Hơn 47 Đào Văn Minh
nát khác biệt rõ rệt so với 2 lần 1, 2. Từ bảng khối lượng trên thấy rằng, khối lượng xơ thu được ở lần 1, 2 thì cao hơn so với lần cán 3, 4. Vì kết cấu vỏ dừa sẽ bị xé, bị phá vỡ mạnh trong quá trình cán ở lần cán 1 và 2. Tuy nhiên, khi tiếp tục cán lần 3, 4 thì lúc này các dây thép trên trục cán sẽ tác dụng mạnh lên xơ dừa, do bị nén và ép chặt thì xơ dừa sẽ bị đứt, độ bền của xơ bị giảm, do đó trong quá trình tuốt sẽ dễ bị chông tuốt làm đứt nên giảm khối lượng xơ dừa thu được.
4.1.2.2. Khe hở của máy 18mm
Hình 4.7. Mẫu 1 lần cán khe hở 18mm
Hình 4.8. Mẫu 2 lần cán
SVTH: Nguyễn Thế Hơn 48 Đào Văn Minh
Hình 4.10. Mẫu 4 lần cán
Từ những lần cán trên tiến hành lấy mẫu đi tuốt thu được bảng khối lượng sợi như sau.
Bảng 4.3. khối lượng mẫu thu được ở khe hở 18mm
Mẫu 1,g Mẫu 2,g Mẫu 3,g Trung bình,g Qui thành xơ khô
1 lần cán 120 130 130 126 57
2 lần cán 140 140 150 143 65
3 lần cán 130 130 140 133 60
4 lần cán 130 130 120 126 57
Căn cứ vào bảng khối lượng trên cũng như là hình ảnh và quan sát trong quá trình khảo nghiệm với mức khe hở 18mm vỏ dừa có sự biến dạng cũng như là sự thay đổi về hình dạng rất rõ ràng khi cán 2 và 3 lần, do khe hở này lớn hơn khe hở (16mm) nên khi cán cần tới 2 hoặc 3 lần thì vỏ dừa mới bị phá hủy hoàn toàn kết cấu, còn cán 1 lần thì hầu như vỏ dừa không bị biến dạng, kết cấu không hoàn toàn bị phá hủy nhiều nên khi tuốt thì xơ dừa bị đứt rất nhiều, do khe hở này cũng tương đối nhỏ nên khi cán 4 lần thì sẽ làm cho vỏ dừa bị nát cũng như là đứt chỉ trong quá trình cán nên khi tuốt thì khối lượng xơ dừa còn lại ít. Để đảm bảo được sự tối ưu hóa của máy ở mức khe hở này thì nên cán 2 lần vì vỏ dừa bị phá hủy hoàn toàn, xơ dừa ít bị tác động mạnh nên chịu lực khá tốt trong quá trình tuốt. Chính vì thế khối lượng xơ dừa thu được là cao nhất.
SVTH: Nguyễn Thế Hơn 49 Đào Văn Minh
4.1.2.3. Khe hở của máy 20mm
Hình 4.11. Mẫu 1 lần cán khe hở 20mm
Hình 4.12. Mẫu 2 lần cán
Hình 4.13. Mẫu 3 lần cán
SVTH: Nguyễn Thế Hơn 50 Đào Văn Minh
Từ những lần cán trên tiến hành lấy mẫu đi tuốt thu được bảng khối lượng sợi như sau.
Bảng 4.4. Khối lượng mẫu thu được ở khe hở 20mm
Mẫu 1,g Mẫu 2,g Mẫu 3,g Trung bình,g Qui thành xơ khô
1 lần cán 120 120 120 120 54
2 lần cán 130 130 130 130 59
3 lần cán 130 130 140 133 60
4 lần cán 130 130 120 126 57
Trong quá trình khảo nghiệm khi khe hở cán tăng lên 20mm thì khi cán vỏ dừa 1 lần thì vỏ dừa hầu như là không biến đổi khi lấy đi tuốt thì số lượng xơ dừa bị dứt là rất nhiều, vỏ dừa chỉ có sự biến dạng cũng như là độ dập của vỏ rõ rệt nhất là khi được cán ở lần 3, vỏ dừa bị phá hủy hoàn toàn kết cấu. Còn 2 lần cán thì vỏ cũng có biến dạng và bị dập những chưa đủ độ dập để tối ưu hóa khe hở này, đối với số lần cán tối đa (4 lần) thì khối lượng xơ dừa đạt cũng tương đối là do cán quá nhiều nên xơ dừa bị dứt. Tóm lại ở mức khe hở này thì nên chọn 3 lần cán là tốt nhất.
4.1.2.4. Khe hở của máy là 22mm
SVTH: Nguyễn Thế Hơn 51 Đào Văn Minh
Hình 4.16. Mẫu 2 lần cán
Hình 4.17. Mẫu 3 lần cán
SVTH: Nguyễn Thế Hơn 52 Đào Văn Minh
Từ những lần cán trên tiến hành lấy mẫu đi tuốt thu được bảng khối lượng sợi như sau.
Bảng 4.5. Khối lượng mẫu thu được ở khe hở 22mm
Mẫu 1,g Mẫu 2,g Mẫu 3,g Trung bình,g Qui thành xơ khô
1 lần cán 110 120 120 116 52
2 lần cán 120 120 130 123 55
3 lần cán 120 130 140 130 59
4 lần cán 130 130 130 130 59
Dựa trên hình dạng của mẫu thì có thể quan sát được khi cán 1 và 2 lần ở mức