3.2. Lý thuyết của quá trình tách vỏ
3.2.1. Các thơng số hình học của dao cắt vỏ hạt sen
Trong q trình cắt gọt, dao cắt đóng vai trị quan trọng đặc biệt, vì dao cắt trực tiếp tạo ra vết cắt trên bề mặt vỏ hạt sen. Nếu chất lượng dao cắt không tốt sẽ ảnh hưởng đến chất lượng vết cắt, năng suất lao động, tiêu hao năng lượng… Do đó, dao cắt được chế tạo phải đáp ứng một số yêu cầu cơ bản sau đây: dao phải sắc đáp ứng theo yêu cầu cắt, có khả năng chống mài mịn, lưỡi cắt có tuổi thọ cao, dễ chế tạo, lắp ráp đơn giản, gọn nhẹ.
25
Trong quá trình cắt vỏ dao cắt phải qua hệ thống trung gian của bộ gá dao, khi thiết kế bộ phận cắt không những thiết kế lưỡi dao mà còn phải thiết kế cả bộ gá dao. Cho nên bộ gá dao cũng phải được đơn giản hóa, gọn nhẹ, dễ chế tạo… và đặc biệt là tính kinh tế cao.
Các dạng mặt cắt ngang của dao cắt:
Hình 3.2: Các dạng mặt cắt ngang của dao cắt
- Chọn kiểu dao cắt: xét về tính chất và hình dạng của hạt sen. Ta chọn hình dạng của lưỡi dao thì cũng chọn theo kiểu của dao cho phù hợp. Do đó, ta chọn theo biên dạng dao theo kiểu 1 hoặc kiểu 2 (Hình 3.2)
- Thơng số hình học của dao cắt:
Độ sắc s (mm) của cạnh sắc lưỡi dao:
Chính là chiều dày s của nó. Độ sắc cực tiểu đạt tới 20 ÷ 40 μm. Đối với các máy trong chế biến thực phẩm không vượt quá 100 μm, nếu s quá 100 μm lưỡi dao coi như bắt đầu cùn và cắt kém.
Rõ ràng là độ sắc s càng lớn thì áp suất riêng q càng tăng. Nếu gọi ứng suất cắt của vật cắt là σc thì:
q = s.σc (3.1)
Góc cắt gọt α là góc hợp bởi góc đặt dao β và góc mài dao σ
26
Hình 3.3: Góc cắt của dao
Vấn đề tính tốn góc đặt dao β sẽ phụ thuộc vào vận tốc quay của dao, dạng cạnh sắc của lưỡi dao, …
Góc mài dao σ đã được Renznik N.E. nghiên cứu và đề xuất (1975) công thức thể hiện ảnh hưởng đến lực cắt:
Qth = Pt + ctgσ, N (3.3)
Trong đó: c - hệ số thứ nguyên, N/cm Qth - lực cắt tới hạn cần thiết Pt - lực cản cắt, N
Góc mài dao σ nói chung nhỏ, nhưng vì độ bền vật liệu làm dao có hạn, cho nên góc mài của máy cắt rau củ thường lớn hơn hay bằng 12˚, đối với các máy thái củ quả, σ = 18 ÷25˚.
Độ bền của vật liệu làm dao
Dao có chất lượng bền thì lâu cùn, cắt tốt. Khi đó, cơng nén lớp vật cắt do lưỡi dao tác động lúc ban đầu sẽ tốn ít hơn và cơng cản gọt cũng nhỏ hơn.
27
Vận tốc dao cắt ảnh hưởng đến quá trình cắt gọt, thể hiện cụ thể bằng những đồ thị thực nghiệm biểu diễn sự biến thiên của áp suất riêng q hoặc lực cắt gọt Pt và công cắt gọt Act với vận tốc của dao cắt .
Hình 3.4: Vận tốc dao cắt
Theo Renzik, ta có thể tính theo cơng thức thực nghiệm: Pt = 75.100,0019 . 2,6 40
v
q (3.4)
Vận tốc tối ưu bằng 35 ÷ 40 m/s