CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.6 THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA MẪU MÁY BLR-K50
Để máy hoạt động tốt đúng theo mục đích đề ra là năng suất bóc đạt 40 – 60 kg/h và hiệu suất bóc cao hơn 95%. Các bộ phận của máy phải thiết kế và chế tạo phù hợp. Với phạm vi nghiên cứu của đề tài chúng tôi tính toán thiết kế và chế tạo một số bộ phận chính của mẫu máy BLR-K50 bao gồm:
- Buồng bóc vỏ lụa hạt lạc rang.
- Phễu cấp liệu - Khung máy
- Hệ thống mạch điện điều khiển chế độ làm việc của máy.
3.6.2 Thiết kế buồng bóc
Buồng bóc có dạng ống hình trụ được gắn đầu phun và ống thoát vỏ lụa sau khi bóc. Thùng bóc phải đảm bảo quá trình bóc sạch vỏ khi có nguồn khí nén cung cấp với áp lực từ 5 – 8 bar. Buồng bóc được liên kết với phễu cấp liệu thông qua cửa van để định lượng lạc rơi xuống buồng bóc bằng hệ thống điều khiển tự động chế độ cấp liệu cho một mẻ bóc.
Vận tốc đầu vào của đầu phun: v = 63,23 m/s, áp suất khí cung cấp: P = 5 – 8 bar Vật liệu buồng bóc lựa chọn là ống inox hay tấm inox được uốn lại và hàn giáp mí có độ dày 2mm (SUS304 theo tiêu chuẩn JIS) đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm.
Đường kính ngoài và đường kính trong của buồng bóc lần lượt là 200 và 196 mm, chiều cao buồng bóc thiết kế 250 mm, góc đặt đầu phunlà 450. Đầu phun được làm bằng vật liệu đồng, gắn vào buồng bóc với góc nghiêng 450 như trong hình 3.9.
Hình 3.9. Cấu tạo buồng bóc
1. Mặt bích; 2. Buồng bóc; 3. Ống thoát vỏ; 4. Tấm đệm; 5. Đầu phun.
3.6.3 Thiết kế phễu cấp liệu
Phễu cấp liệu phải đảm bảo lượng dự trữ lạc cần thiết để máy hoạt động liên tục đủ năng suất máy đạt 40 – 60 kg/h. Phễu cấp liệu có dạng hình côn gồm, các kích thước cụ thể của phễu cấp lựa chọn như sau: chiều rộng và chiều dài miệng phễu cấp lần lượt a = 0,6 m và b = 0,4 m. Đáy phễu cấp dạng hình vuông kích thước c = 0,119 m. Chiều cao phễu gồm hai phần có kích thước lần lượt là h1 = 0,05 m và h2 = 0,2 m như trong bản vẽ 4.9. Thể tích phễu được tính theo công thức 3.14
V a b h. . 1 13a b. c2 c a b h. 2
Như vậy theo công thức 4.14 với các kích thước của phễu cấp được lựa chọn như trên thể tích phễu cấp liệu V = 0,017 m3.
Để đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm do đó việc lựa chọn vật liệu cho quá trình chế tạo phải theo tiêu chuẩn nên vật liệu inox độ dày 2 mm (loại SUS 304 theo tiêu chuẩn TCVN) được sử dụng cho chế tạo phễu cấp liệu. Kích thước và thiết kế chi tiết của phễu cấp liệu được trình ở hình 3.10 cũng như trong Bản vẽ phụ lục 1.
Hình 3.10. Cấu tạo phễu cấp liệu
(3.14)
3.6.4 Thiết kế khung máy
Yêu cầu khung máy: Khung máy thiết kế phải có kết cấu phù hợp, kích thước máy dựa trên các kích thước thiết kế các bộ phận khác như buồng bóc, phễu cấp liệu và máng thu sản phẩm.
Khung máy có dạng hình chữ nhật kích thước chiều dài x chiều rộng x chiều cao là 760 x 540 x 1200 mm cụ thể như trong hình 3.11. Khung máy được làm từ thép hộp hình vuông kích thước 40 x 40.
Hình 3.11. Cấu tạo khung máy 3.6.5 Thiết kế mạch điều điều khiển
Mạch điện điều khiển được thiết kế chế tạo và lắp đặt nhằm mục đích máy hoạt động tự động trong quá trình nạp liệu, bóc vỏ và thoát liệu của máy. Nguyên lý hoạt động chính là: Khi bật công tắc S1 chuyển sang chế độ tự động, các hạt lạc rang từ phễu chứa liệu được xylanh cấp liệu mở, các hạt lạc rang rơi vào buồng bóc. Sau khoảng thời gian T1 xylanh cấp liệu đóng. Van điều khiển đầu phun hoạt động để thực hiện quá trình bóc, sau khoảng thời gian T2 ngừng. Lúc này, xylanh cửa thoát mở để các hạt lạc rang đã bóc sạch ra ngoài, sau khoảng thời gian T3 cửa xả liệu đóng lại.
Quá trình này được lặp lại đi lặp lại liên tục theo chu kỳ thời gian được cài đặt sẵn, đảm bảo năng suất bóc vỏ lụa hạt lạc rang của máy đúng theo yêu cầu thiết kế từ 40 – 60 kg/h.
- Nguồn khí nén cung cấp: 5 - 8 bar.
- Nguồn điện cung cấp: 220V AC.
- Nguồn điện điều khiển: 24V DC.
Từ yêu cầu thiết kế ta có sơ đồ trạng thái của mạch điều khiển như sau:
Hình 3.12. Sơ đồ trạng thái mạch điều khiển - Sơ đồ điều khiển mạch khí nén
Hình 3.13. Sơ đồ điều khiển mạch khí nén
Bảng 3.15. Qui trình thực hiện các bước trong quá trình vận hành
Nhịp 1 2 3 4 5 6
Xylanh/đầu phun A- A+ B+ B- C- C+
Công tắc hành trình SH4 SH5
Van điện từ Y1 Lò xo Y2 Lò xo Y3 Lò xo