4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
3.2. Phân tích lựa chọn các phương án thiết kế
3.2.1. Bộ phận cấp bột
3.2.1.1. Bộ phận cấp bột bằng máng hộp có điều chỉnh lưu lượng
Cấp bột là quá trình chuyển bột từ thùng chứa bột lên khung tạo hình tạo thành màng bột cấp cho băng hấp với độ dày của một lớp bột của dòng bột có thể điều chỉnh được bởi máng cấp bột.
a. Sơ đồ nguyên lý
Hình 3.1: Cấp bột bằng máng hấp có điều chỉnh lưu lượng
1- Cánh khuấy. 4- Động cơ điện.
2- Bột lỏng 5- Thùng chứa.
3- Van cấp bột. 6- Máng dẫn.
13
8- Tang quay. 10- Băng tải.
b. Nguyên lý làm việc
Sau khi cấp bột vào thùng chứa (5) tại đây bột được khuấy trộn bởi cánh khuấy (1) nhờ truyền động bởi động cơ điện có hộp giảm tốc (4). Thùng bột được đặt cao hơn băng tải hấp tạo độ lệch áp suất thuỷ tỉnh và trọng lượng cột lỏng, bột được cấp xuống băng vải (10) qua máng dẫn hình hộp trong bộ phận tạo hình (6), để tạo biên dạng hình tròn cho bột. Bột đổ xuống băng vải và được tập trung trong hộp. Do hộp được chế tạo với ba mặt tiếp xúc với băng vải, mặt còn lại có thể điều chỉnh khe hở giữa bề mặt băng với mép thanh gạt, băng tải chuyển động, lớp bột được thanh gạt gạt thành những lớp mỏng đều đặn. 3.2.1.2. Hệ thống cấp bột bằng trục a. Sơ đồ nguyên lý Hình 3.2: Cấp bột bằng trục 1- Cánh khuấy. 2- Bột lỏng. 3- Van cấp bột. 10- Lò xo. 4- Động cơ điện. 11- Trục.
5- Thùng chứa bột lỏng. 12- Van vệ sinh.
6- Thanh chắn. 13- Bình gom bột tràn.
7- Máng dẫn. 14- Ống xả tràn.
8- Băng vải. 15- Máng chứa.
14 b. Nguyên lý làm việc
Bột (2) được khuấy trong thùng chứa (5) được đưa xuống máng chứa (15) bởi ống và van xả (16). Trục được quay bởi động cơ thông qua bộ truyền xích. Bột từ máng bám lên trục quay được thanh chắn (5) cản bớt.
Máng dẫn (7) tì sát lên trục và băng tải (8). Dòng bột bị cản bởi bề dày của máng tràn lên khỏi máng chảy đều xuống băng tải, mép cuối của máng tì lên băng tải đóng vai trò như thanh gạt.
3.2.1.3. Phân tích lựa chọn kết cấu cho hệ thống cấp bột
a. Phương án cấp bột bằng máng tự chảy có van điều chỉnh
Ưu điểm:
- Kết cấu đơn giản. - Dễ chế tạo và lắp đặt. - Giá thành thấp.
- Dễ sửa chữa và thay thế. Nhược điểm:
- Khó điều chỉnh lưu lượng chính xác. - Không thuận lợi cho việc bố trí tự động.
b. Phương pháp cấp bột bằng trục
Ưu điểm:
- Năng suất cấp bột cao. - Bột cấp liên tục đều đặn.
- Có thể điều chỉnh lưu lượng dày mỏng. - Người vận hành thao tác dễ dàng. - Thuận lợi cho việc bố trí tự động. Nhược điểm:
- Đòi hỏi chế tạo trục tương đối chính xác.
- Đòi hỏi vận tốc trục cấp bột sao cho bột qua băng tải vải phải bằng nhau.
- Truyền động cho trục là động cơ có hộp giảm tốc. - Giá thành cao hơn phương án trên.
c. Đánh giá lựa chọn phương án thiết kế
Qua việc phân tích ưu nhược điểm của cả hai phương án trên, ta chọn hệ thống cấp bột bằng máng tự chảy có van điều chỉnh là hợp lý nhất vì:
Kết cấu đơn giản. Dễ chế tạo và lắp đặt. Giá thành thấp.
15
Dễ sửa chữa và thay thế.
3.2.2. Bộ phận hấp
Quá trình hấp là quá trình làm chín bột bằng nguồn nhiệt có thể là hơi nước hoặc bề mặt nóng bằng điện trở.
Thời gian hấp phải đảm bảo, nhiệt độ hấp phải luôn ổn định, vận tốc băng tải phải thoả mãn yêu cầu, đảm bảo băng tải hoạt động đều đặn.
3.2.2.1. Hệ thống hấp bằng nồi đốt trực tiếp đặt dưới băng hấp a. Sơ đồ nguyên lý
Hình 3.3: Hấp bằng nồi đốt trực tiếp
1- Động cơ điện 6- Băng tải lưới. 2- Truyền xích. 7- Bột hấp chín. 3- Tang dẫn động. 8- Tang đuôi. 4-Băng tải trên. 9- Nồi đun nước. 5- Nắp nồi hấp. 10- Buồng đốt.
b. Nguyên lý làm việc
Bột từ hệ thống cấp bột qua máng dẫn được cân chỉnh độ dày và định dạng kích thước trước theo chiều ngang, dòng bột khi đổ xuống băng tải sẽ được kéo thành màng bột mỏng, được băng tải trên (4) kéo vào khoang hấp, khoang hấp thực chất là khoang chứa hơi bão hoà có nhiệt độ 100oc. tại đây màng bột nhận nhiệt của hơi nước bão hoà trong khoảng thời gian nhất định thì kết tinh, chín thành bánh đa, băng tải chuyển động với tốc độ ổn định phụ thuộc vào thời gian hấp và chiều dài nồi hấp, truyền động cho băng tải là động cơ điện (1) thông qua hộp giảm tốc. Nồi hấp (9)
16
chứa nước được gia nhiệt đến sôi bốc hơi bằng củi hoặc bằng than tổ ong trong buồng đốt củi (10).
3.2.2.2. Hệ thống hấp bằng tủ hấp có hơi cấp từ nồi hơi nhỏ a. Sơ đồ nguyên lý
Hình 3.4: Hấp bằng hệ thống cấp hơi từ nồi hơi nhỏ 1- Động cơ điện 8- Van cấp hơi. 2- Bộ truyền xích 9- Nước ngưng ra. 3- Tang dẫn động. 10- Tang đuôi. 4- Băng tải trên. 11- Bột chín trên.
5- Tủ hấp. 12- Thiết bị tách hơi.
6- Nắp tủ hấp. 13- Nồi hơi.
7- Băng tải dưới.
b. Nguyên lý làm việc
Phương pháp này là: Hơi được cấp từ một nồi hơi nhỏ, nồi hơi (13) là nồi hơi kiểu đứng đốt bằng than thủ công hoặc đốt bằng củi gỗ …, có công suất khoảng vài chục đến vài trăm kilogam hơi trong một giờ. Hơi bão hoà ẩm vào thiết bị tách ẩm (12) thành hơi bão hoà khô theo đường ống dẫn qua van cấp hơi (8), từ đây hơi được đưa vào khoang hấp (5) hộp hấp bao bọc bằng băng tải trên, có khe hở cho băng tải vào và ra trao đổi nhiệt, lớp bột trên băng vải (băng tải trên) được kéo đi vào khoang
17
hấp, tốc độ của băng vải phụ thuộc vào chiều dài thiết bị hấp và thời gian hấp, bột sau khi ra khỏi thiết bị hấp thì bột chín. Hơi bão hoà sau khi trao đổi nhiệt với bột có nhiệt độ thấp ngưng tụ thành màng chảy xuống đáy nồi và được thải ra ngoài qua van nước ngưng (9) theo định kì.
Truyền động cho băng tải là động cơ điện (1) thông qua hộp giảm tốc và bộ truyền đai (2), tang dẫn động (3) và tang đuôi.
3.2.2.3. Phân tích lựa chọn kết cấu cho hệ thống hấp
a. Phương pháp hấp bằng nồi hơi đốt trực tiếp dưới băng hấp
Ưu điểm:
- Đơn giản, dễ chế tạo. - Giá thành thấp. Nhược điểm:
- Khó bố trí lắp đặt. - Khó bố trí tự động. - Khó vận hành ổn định.
- Lượng hơi tiêu tốn trên đơn vị vật liệu cao. - Khó mở rộng hoặc cải tiến cho mục đích khác.
b. Phương pháp hấp dùng tủ hấp có hơi cấp từ nồi hơi nhỏ
Ưu điểm:
- Kết cấu tủ hấp gọn, đơn giản. - Dễ lắp đặt bố trí.
- Lượng hơi và nhiệt độ hơi cấp ổn định.
- Do có lò hơi riêng nên dễ dàng nâng công suất hơi, sử dụng cho nhiều mục đích khác.
- Năng suất hấp cao có thể mở rộng.
- Phương pháp tiên tiến phù hợp với làm việc tự động. Nhược điểm:
- Do có nồi hơi công suất riêng nên có giá thành cao, chiếm nhiều diện tích mặt bằng.
- Tốn chi phí vận hành.
c. Đánh giá lựa chọn phương án thiết kế
Qua phân tích đánh giá ưu, nhược điểm của hai phương án giới thiệu trên ta chọn phương án hấp dùng tủ hấp có hơi cấp từ nồi hơi nhỏ với nhiều ưu điểm nổi bật. Tuy nhiên, phải chấp nhận nhược điểm là giá thành hơi cao và tốn chi phí vận hành.
18
3.2.3. Chọn phương án dẫn động cho các bộ phận
3.2.3.1. Băng tải
a. Giới thiệu băng tải hấp
Hệ thống băng tải là một trong các hệ thống vận chuyển hang hóa, sản phẩm, nguyên nhiên liệu hiệu quả nhất trong đời sống và sản xuất.
Mỗi loại băng tải sẽ được ứng dụng để làm việc trong môi trường khác nhau. Có các loại băng tải như sau:
- Băng tải xích - Băng tải con lăn - Băng tải cao su - Băng tải xoắn ốc - Băng tải linh hoạt - Băng tải rung - Băng tải đứng
b. Băng tải hấp
Do yêu cầu của nguyên liệu hấp nên ta chọn băng tải vải, băng tải vải vừa có nhiệm vụ vận chuyển và vừa có nhiệm vụ hấp. Mặt khác vật liệu vận chuyển có dạng bảng mỏng nên chọn băng vải có dạng phẳng.
Hình 3.5: Kết cấu băng tải hấp
1- Tang dẫn động 3- Tang đuôi. 2- Băng tải bằng vải.
c. Băng tải phên
Do để vận chuyển bánh và phên nên cần băng tải bằng kim loại dạng phẳng để dễ vận chuyển hơn hoặc bằng lưới kim loại.
19 Hình 3.6: Kết cấu băng tải phên
1- Tang dẫn động. 3- Tang đuôi. 2- Băng tải (lưới kim loại).
d. Phương pháp dẫn động cho băng tải
Dẫn động cho băng tải thường dùng loại động cơ điện là thuận tiện nhất, việc vận hành các động cơ sẽ đơn giản. Nhưng đối với băng tải ta dùng động cơ điện có số vòng quay thay đổi, việc điều chỉnh tốc độ hoặc số vòng quay thực hiện thông qua một bộ phận điều khiển bằng điện mà ta gọi là bộ điều tốc.
Còn về hộp giảm tốc của băng tải ta dùng hộp giảm tốc hai cấp đồng trục tiếp với động cơ bằng khớp nối đàn hồi, mục đích dùng khớp nối đàn hồi là để giảm chấn. Việc truyền động từ trục ra hộp giảm tốc đến băng tải, do băng tải có khoảng cách trục lớn nên ta chọn bộ truyền đai. Ngoài ra bộ truyền đai còn có ưu điểm nhanh lắp ráp nhanh, kết cấu gọn, giá thành rẻ.
Ta nên tính toán chung một động cơ truyền động có cùng số vòng quay thay đổi được nhưng đồng loạt một tốc độ ở đầu ra.
3.2.4. Bộ phận tạo hình sản phẩm
Bộ phận tạo hình sản phẩm là bộ phận quan trọng nhất trong “Hệ thống tráng hấp bánh đa tự động”. Nó là bộ phận quyết định đến hình dạng và kích thước sản phẩm. Do yêu cầu thị trường cần các sản phẩm bánh dạng tròn, vuông và độ dày của bánh thay đổi tùy ý. Vì thế phải thiết kế, chế tạo khung định hình cho hệ thống, có thể thay đổi tùy ý từ dạng tròn sang dạng vuông hay ngược lại mà vẫn giữ được tính liên tục mà không thay đổi kết cấu của máy. Vì vậy, yêu cầu thiết kế khung định hình cho bánh là rất quan trọng và cần thiết. Sau đay là các giải pháp thiết kế khung định hình.
20
a. Cấu tạo
Hình 3.7: Tạo hình bằng băng tải 1. Băng tải tạo hình.
2. Nơi chứa bột. 3. Băng tải hấp
b. Nguyên lý làm việc
Khi máy hoạt động, bột được cấp vào nơi chứa bột (2), băng tải hấp (3) và băng tải tạo hình (1) di chuyển với vận tốc như nhau thì bánh tráng được tạo ra nhờ các lỗ tròn được khoét trên băng tải tạo hình.
c. Ưu, nhược điểm
- Ưu điểm:
o Dễ chế tạo.
o Chi phí chế tạo thấp. - Nhược điểm:
o Không điều chỉnh được đường kính và chiều dày sản phẩm.
o Sản phẩm không đạt được yêu cầu về chất lượng (sản phẩm thường bị lem).
o Không đạt được tính linh hoạt và liên tục trong quá trình sản xuất (không sản xuất được bánh hình vuông).
21 Hình 3.8: Hệ thống tráng kiểu băng tải tạo hình
3.2.5.2. Tạo hình nhờ hệ thống cam rãnh ( khung tạo hình)
a. Cấu tạo 1 8 9 7 2 3 4 5 Hình 3.9: Cấu tạo bộ phận định hình sản phẩm
22
Cấu tạo chính của bộ phận tạo hình. 1- Cam định hình
2- Thanh gạt bột 1 3- Thanh gạt bột 2 4- Thanh trượt ngang 5- Con trượt ngang 6- Máng chứa bột
7- Tấm thủy tinh đỡ băng tải 8- Gối đỡ cam
9- Khung đỡ
b.Nguyên lý làm việc
Khi cam (1) quay với vận tốc dài v1 bằng với vận tốc chuyển động của băng tải, nó sẽ kéo hai thanh gạt bột (2),(3) chuyển động vuông góc với chuyển động của băng tải nhờ trên cam có rãnh đã được chế tạo sẵn. Chuyển động thẳng tuần hoàn của hai thanh gạc cùng với chuyển động của băng tải tạo nên hình dạng tròn cho bánh tráng khi ra khỏi máng chứa bột (6).
c. Ưu, nhược điểm. - Ưu điểm:
o Chất lượng sản phẩm cao.
o Có thể thay đổi được độ dày sản phẩm trong quá trình sản xuất.
o Mang tính ổn định cao.
o Có tính liên tục trong quá trình sản xuất.
o Có thể chuyển đổi tạo ra sản phẩm tròn, hay vuông tùy ý mà không thay đổi kết cấu máy.
o Giá thành chế tạo không cao hơn phương pháp chấn hoặc cắt. - Nhược điểm:
o Độ khó chế tạo cao (cam rãnh tạo hình).
3.2.5.3. Chấn tạo hình, và cắt tạo hình a. Giới thiệu
Chấn hoặc cắt tạo hình là phương pháp sử dụng sản phẩm bánh từ máy sản xuất bánh đa vuông. Mang đi chấn hoặc cắt thành hình tròn bằng máy chấn, hoặc cắt tạo hình bằng máy cắt.
23 Hình 3.10: Máy cắt tạo hình
Hình 3.11: Máy chấn bánh tráng tròn
b. Ưu, nhược điểm
- Ưu điểm.
o Bánh đạt chất lượng cao.
o Có thể thay đổi được đường kích sản phẩm thông qua các khuôn chấn, cắt khác nhau.
- Nhược điểm.
24
o Bỏ một lượng rất lớn phế phẩm sau khi chấn thành hình tròn. Lượng hao phí này làm tăng giá thành sản phẩm lên rất cao. Đây là một bất lợi rất lớn trong thời đại kinh tế thị trường cạnh tranh ngày càng khóc liệt.
o Nó không mang tính liên tục trong quá trình sản xuất.
3.5.2.4. Lựa chọn phương án
Thông qua quá trình phân tích, đánh giá các phương án trên. Phương án tạo hình sản phẩm bằng khung định hình là lựa chọn hợp lý nhất. Mang nhiều yêu điểm nhất trong các phương án trên. Tuy nhiên khi chọn phương án này thì thì chú ý đến độ khó chế tạo.
3.5.2.5. Chọn phương án tối ưu cho hệ thống
Dựa vào những ưu điểm và khuyết điểm của các phương án trên, ta chọn tập hợp các phương án tối ưu cho hệ thống tráng hấp bánh đa tự động.
Các bộ phận Phương pháp tối ưu
Bộ phận cấp bột Bộ phận cấp bột bằng máng hộp có điều chỉnh lưu lượng Bộ phận tạo hình Định hình bằng cam rãnh
Bộ phận hấp Dùng tủ hấp có hơi cấp từ nồi hơi nhỏ
25
a. Cấu tạo hệ thống tráng hấp bánh đa tự động
1 3 4 2 5 7 6 8 9 10 11 Hình 3.13: Sơ đồ hệ thống tráng hấp bánh đa tự động 1. Bộ phận cấp bột 7. Nồi hấp 2 2. Ống đẫn bột 8. Bộ phận lấy bánh 3. Con lăn dẫn 9. Ống dẫn khí
4. Bộ phận tạo hình 1 10. Nồi hơi
5. Nồi hấp 1 11. băng tải hấp
6. Bộ phận tạo hình 2
b.Nguyên lý hoạt động của hệ thống sản xuất bánh đa tự động
Bột làm bánh được đưa vào bộ phận cấp bột (1), bồ phận cấp bột có nhiệm vụ trộn đều bột và cấp vào bộ phận tạo hình 1 (4) thông qua ống dẫn có điều chỉnh lưu lượng bột bằng van tiết lưu. Sau đó, bột sẽ dính vào băng tải hấp đi qua khe hở của máng tráng của bộ phận tạo hình tạo thành bánh tráng qua nồ hấp 1(5) để bánh được kết tinh. Bánh tiếp tục theo băng tải qua bộ phận tạo hình 2 để tráng thêm 1. Sau đó, bánh được qua nồi hấp 2 (7) để hấp chin bánh trước khi qua bộ phận lấy bánh(8) để mang phơi hoặc mang đi sấy khô.
26 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN
CỦA HỆ THỐNG TRÁNG BÁNH ĐA TỰ ĐỘNG 4.1.Thiết kế hệ thống cấp bột 4.1.1. Sơ đồ hệ thống cấp bột Hình 4.1: Hệ thống cấp bột 1- Nắp đậy. 5- Ống dẫn bột. 2- Bulong. 6- Cánh khuấy.