Thiết kế và chế tạo máy tách hạt bắp công suất 200kg1 giờ

vii TÓM TẮT Có lẽ mẫu đề tài về chế tạo lắp đặt máy nói chung và máy về công- nông nghiệp nói riêng đã không còn mới đối với sinh viên ngành kỹ thuật, nhưng với phương hướng phát t

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Th.S Ngô Văn Hương Bình

Sinh viên thực hiện MSSV Lớp

Nguyễn Kiến Nhân 1811040075 18DCKA2

Đỗ Nguyên Phương 1811040334 18DCKA2

Hồng Phú Vinh 1811040126 18DCKA2

TP Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 07 năm 2022

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

TÓM TẮT vii

ABSTRACT viii

LỜI MỞ ĐẦU ix

MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU x

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRÌNH THU HOẠCH VÀ TÁCH HẠT 1 1.1.1 Khái niệm 1

1.1.2 Giới thiệu về cây bắp 1

1.2 Tình hình sản xuất, tiêu thụ ngô trên thế giới và ở Việt Nam 3

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 6

2.1 Tình hình chung 6

2.2 Lựa chọn công nghệ và quy trình công nghiệp sơ chế tách hạt bắp 6

2.2.1 Quá trình tách hạt thủ công: 6

2.2.2 Tách hạt bằng máy: 7

2.2.3 Giới thiệu về quá trình thu hoạch bắp 7

2.2.4 Quy trình công nghiệp sơ chế tách hạt bắp 8

2.2.4.1 Tách hạt 9

2.2.4.2 Phân loại: 9

2.2.4.3 Phơi khô 9

2.2.4.4 Nghiền thô 9

2.2.4.5 Đóng bao thành phẩm 9

2.2.4.6 Bắp trước và sau khi tách hạt 9

2.3 Các tính chất của trái bắp 10

2.3.1 Độ ẩm của bắp 10

2.3.2 Cơ tính của trái bắp 10

2.3.3 Thành phần của cây bắp 11

iv

2.3.4 Tỷ lệ các thành phần của bắp 11

2.3.5 Tính chất cơ lý hạt bắp 11

2.3.6 Một số thông số khác: 12

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT 13

3.1 Nguyên lý tách hạt khác nhau 13

3.2 Cấu tạo bộ phận tách của máy tách hạt bắp khác nhau 16

3.3 Một số cơ sở lí thuyết khác 18

CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH THIẾT KẾ MÁY TÁCH HẠT BẮP 23

4.1 Yêu cầu thiết kế 23

4.2 Kết cấu và nguyên lý hoạt động 23

4.2.1 Máy tổng quát 23

4.2.2 Kết cấu chi tiết 24

4.2.3 Nguyên lý hoạt động 34

4.2.4 Bộ phận phiếu nạp 35

4.2.5 Các thông số hình học của bộ phận trống tách 36

4.2.6 Công suất của bộ phận trống tách 37

4.2.7 Xác định công suất động cơ và chọn động cơ 38

4.2.8 Tính Toán Các Bộ Truyền 40

4.2.9 Tính toán động lực học 43

CHƯƠNG 5: THI CÔNG MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 51

5.1 Thiết kế mạch điện 1 pha cho Motor 51

5.2 Thi công chi tiết 51

CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN 54

6.1 Kết quả: 54

6.2 Thực nghiệm 54

6.3 Hạn chế của đề tài: 55

6.4 Hướng phát triển: 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO 56

PHỤ LỤC 57

v

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1 1: Trái bắp mẫu 2

Hình 1 2: Phân bố trồng ngô VN 3

Hình 1 3: Cây bắp 4

Hình 2 1: Quy trình công nghệ 8

Hình 2 2: Bắp phơi khô 12

Hình 3 2: Máy tách bắp trục vít 13

Hình 3 3: Máy tách bắp dọc trục 14

Hình 3 4: Nguyên lý máy dọc trục 14

Hình 3 5: Nguyên lý máy đơn giản 15

Hình 3 6: Ảnh thực tế của máy tách hạt bắp dạng đơn 15

Hình 3 8: Sơ đồ nguyên lí làm của máy dạng trống tách ngang trục 16

Hình 3 9: Máy tách ngô dạng trống trụ tròn, răng vấu 17

Hình 3 10: Máy tách MKIIY dạng trống răng gân bản xoắn và thẳng 17

Hình 3 11: Kiểm tra mô phỏng phần tử dựa trên mô hình EP 19

Hình 3 12: Kết quả thử nghiệm của mô phỏng phần tử rời rạc dựa trên 19

Hình 3 13: : Thiết kế trống tách hạt bắp 20

Hình 4 1: Mô hình tổng thể máy tách hạt bắp 24

Hình 4 2: Máng dẫn liệu 25

Hình 4 3: Nắp đập trên 27

Hình 4 4: Cụm tang trống (cụm công tác) 26

Hình 4 5: Trục công tác 26

Hình 4 6: Nắp bên 27

Hình 4 7: Thanh đao 27

Hình 4 8: Gối đỡ 28

vi

Hình 4 9: Puli bị dẫn 28

Hình 4 10: Cụm truyền động 29

Hình 4 11: Tổng thể cụm công tác khi lắp ráp 29

Hình 4 12: Sơ đồ nguyên lý cụm công tác 30

Hình 4 13: Dàn khung máy 30

Hình 4 14: Cụm thanh đùn 31

Hình 4 15: Lưới chặn cao su 32

Hình 4 16: Nắp che thân máy 32

Hình 4 17: Tấm chắn cửa thoát cùi 33

Hình 4 18: Tổng thể cụm thoát liệu sau khi lắp ráp 33

Hình 4 19: Sơ đồ nguyên lý máy tách hạt 34

Hình 4 20: Mô hình máy tách hạt bắp 43

Hình 4 21: Biểu đồ nội lực 44

Hình 4 22: Sơ đồ kích thước then trên trục 46

Hình 4 23: Kích thước trụ cụ thể sau tính toán 48

Hình 5 1: Sơ đồ đấu dây motor……… … ……51

Hình 5 2: Nắp đậy trên khi gia công 51

Hình 5 3: Máng dẫn liệu khi gia công 52

Hình 5 4: Tấm che thân nắp khi gia công 52

Hình 5 5: Tấm chắn cửa thoát cùi khi gia công 53

Hình 5 6: Thân máy sau khi sơ 53

vii

TÓM TẮT

Có lẽ mẫu đề tài về chế tạo lắp đặt máy nói chung và máy về công- nông nghiệp nói riêng đã không còn mới đối với sinh viên ngành kỹ thuật, nhưng với phương hướng phát triển máy nhỏ gọn hơn đạt nhu cầu về sản xuất nhỏ lẻ, giá thành không quá cao nhưng vẫn đáp ứng được về độ an toàn cũng như chất lượng, năng suất, nhóm chúng em xin với thiệu đồ án “Thiết kế và chế tạo máy tách hạt bắp công suất 200kg/1 giờ”

viii

ABSTRACT

Perhaps the design of machines for installation of machines in general and machinery for agriculture is no longer new for technical students, but with the direction of developing more compact machines to meet production needs small, the price is not too high but still meet the safety as well as quality and productivity, our team would like to introduce the project "Design and manufacture of a corn kernel separator with a capacity of 200kg / 1 hour"

ix

LỜI MỞ ĐẦU

Nước Việt Nam của chúng ta là nước có thế mạnh về nông nghiệp là chủ yếu,

do vậy các sản phẩm từ nông nghiệp rất dồi dào Trong thời kỳ xây dựng và phát triển nông thôn hiện nay, vấn đề thời sự nổi bậc là chương trình khuyến nông về chăn nuôi

và trồng trọt Đặc biệt là chương trình khuyến nông nhằm tăng sản lượng cây lương thực nói chung và cây bắp nói riêng được nhà nước hết sức chú trọng - Bắp là cây lương thực ngắn ngày mang lại hiệu quả kinh tế cao cho người nông dân Cùng với sự phát triển của ngành chăn nuôi, nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm từ cây bắp tăng lên rất nhanh, hiện nay bắp là cây nông nghiệp cho sản lượng hàng năm lớn hơn bất kỳ cây lương thực nào khác Với tầm quan trọng của việc sản xuất bắp như vậy nên diện tích trồng bắp ngày càng tăng nên lao động thủ công không thể đáp ứng cho quá trình thu hoạch, tách hạt và phân loại Trong công tác thu hoạch các loại máy móc tiên tiến

đã được đưa vào sử dụng, nhờ đó sản phẩm làm ra có chất lượng tốt hơn, lượng nhân công lao động giảm, dẫn tới giá thành giảm, tăng tính cạnh tranh của hàng hoá nước

ta trong quá trình hội nhập - Trên cơ sở nhu cầu máy móc và trang thiết bị hiện đại

để đáp ứng nhu cầu sản xuất và tăng năng suất của cây bắp nên chúng em xin nghiên cứu và làm đề tài: “Thiết kế máy tách hạt bắp ” để làm đồ án tốt nghiệp Qua đây chúng em mong muốn vận dụng những kiến thức mà mình đã được thầy cô trang bị

để đi sâu vào nghiên cứu thực tế một vấn đề mà xã hội đang cần đến và qua đây chúng

em sẽ được học hỏi, nghiên cứu thêm những vấn đề mà mình còn chưa biết Tuy nhiên trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, do kiến thức còn nhiều hạn chế nên đồ án của chúng em không tránh khỏi những sai xót, em kính mong thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để đồ án của chúng em ngày càng được hoàn thiện tốt hơn cũng như có ích cho xã hội hơn Chúng em xin chân thành cảm!

x

MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

MỤC TIÊU

• Tìm hiểu các yêu cầu và tiêu chuẩn an toàn của máy tách hạt bắp

• Nghiên cứu chế tạo, sản xuất thử nghiệm ra máy tách hạt bắp

• Giúp cho việc tách hạt bắp nhanh chóng, an toàn và đảm bảo, không cần bỏ công sức và đạt hiệu quả cao

KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU VÀ CÁC BƯỢC THỰC HIỆN

Xác định nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứu thực hiện

Tham khảo và thu thập tài liệu liên quan

Phân tích tính toán từng bộ phận

Tìm hiểu giá thị trường của máy tách hạt bắp ( công suất, nguyên lí hoạt động, giá thị trường ) và các đồ dùng liên quan

Tìm nguyên liệu, vật dụng liên quan phù hợp với yêu cầu tính toán

Tiến hành thi công thiết kế máy tách hạt bắp

Chạy thử các loại bắp khác nhau ( kích cỡ, độ cứng )

Đánh giá quá trình chạy thử, đưa ra các biện pháp đạt hiệu quả cao trong quá trình sử dụng

Dựa vào kết quả tính toán, và công suất đặt ra và đưa ra thông số chính xác của máy

xi

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Máy tách hạt bắp công suất 200kg/1 giờ

PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Chức năng, công suất của máy đáp ứng với nhu cầu người sử dụng Các loại bắp trồng được ở Việt Nam

Các loại máy đã có trên thị trường

Nghiên cứu tính toán xác định công suất yêu cầu

GIỚI HẠN PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Dành cho các hộ gia đình, cơ sở kinh doanh nhỏ

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu tài liệu liên quan

Khảo sát nhu cầu của người sử dụng

Tham khảo các loại máy đã có trên thị trường

Nghiên cứu thực nghiệm - đánh giá

NỘI DUNG ĐỒ ÁN

NỘI DUNG ĐỒ ÁN GỒM 6 CHƯƠNG

Chương 1: Giới thiệu

Chương 2: Tổng quan giải pháp

Chương 3: Phương pháp giải quyết

Chương 4: Quy trình thiết kế máy tách hạt bắp

Chương 5: Thi công máy tách hạt bắp

Chương 6: Đánh giá sản phẩm, kết

Kỹ thuật bảo quản ngô luôn được người nông dân quan tâm đặc biệt Làm tăng chất lượng của ngô, giảm thiểu tình trạng thất thoát sau khi thu hoạch do các nguyên nhân thì cần phải có những cách giải quyết tích cực để ngăn chặn Mỗi một giai đoạn khác nhau thì con người sẽ có những kinh nghiệm cho công việc này khác nhau, hiện nay cách giải quyết tốt nhất của nông dân đó chính là sử dụng máy tách hạt ngô Sử dụng máy, công đoạn tách hạt ngô sẽ được diễn ra nhanh hơn, bạn có thể tiết kiệm được nhiều thời gian và công sức, khoảng thời gian đó bạn có thể làm được nhiều việc khác Không những thế, máy tách hạt bắp còn giúp bạn làm sạch ngô cách chuẩn xác nhất nhờ vào những chức năng hiện đại của máy

Đây chính là cơ sở để thực hiện được công đoạn bảo quản cách tốt nhất

1.1.2 Giới thiệu về cây bắp

Bắp là cây lương thực ngắn ngày mang lại hiệu quả kinh tế cao cho người nông dân Cùng với sự phát triển của ngành chăn nuôi, nhu cầu tiêu thụ sản phẩm làm từ hạt bắp tăng lên rất cao, hiện nay bắp là cây cho sản lượng hàng năm cao hơn bất kỳ cây lương thực nào

2

Hạt bắp còn được dùng để chuyển hóa thành chất dẻo hay vải sợi Một lượng bắp nhất định được thủy phân hay xử lý bằng enzym để sản xuất xi rô , cụ thể là xi rô chứa nhiều fructoza, gọi là xi rô ngô, một tác nhân làm ngọt và đôi khi được lên men

để sau đó chưng cất trong một vài dạng rượu Rượu sản xuất từ bắp theo truyền thống

là nguồn của wisky bourbo Etanol từ bắp cũng được dùng ở hàm lượng thấp như là phụ gia xăng làm nguyên liệu cho một số động cơ để gia tăng chỉ số octan, giảm ô nhiễm và giảm cả mức tiêu thụ xăng

Với tầm quan trọng của việc sản xuất bắp như vậy nên diện tích trồng bắp tăng lên rất nhiều, hình thành các vùng chuyên canh cây bắp Để năng suất ngày càng cao giá thành đầu tư giảm các biện pháp canh tác tiên tiến, các loại giống mới cho năng suất cao đã được ứng dụng trong sản xuất

Trong công tác thu hoạch các loại máy móc tiên tiến đã được đưa vào sử dụng, nhờ đó sản phẩm làm ra có chất lượng tốt hơn, lượng nhân công lao động giảm, dẫn tới giá thành giảm, tăng tính cạnh tranh của hàng hóa nước ta trong quá trình hội nhập

Hình 1 1: Trái bắp mẫu

3

1.2 Tình hình sản xuất, tiêu thụ ngô trên thế giới và ở Việt Nam

Năm 1961, diện tích ngô toàn thế giới đạt 105,5 triệu ha, năng suất 19,4 tạ/ha, sản lượng 205 triệu tấn, đến năm 2009, diện tích trồng ngô thế giới đạt khoảng 159,5 triệu ha, năng suất bình quân 51,3 tạ/ha, sản lượng 817,1 triệu tấn Trên thế giới, ngô

là một trong những cây ngũ cốc quan trọng, diện tích đứng thứ 3 sau lúa mì và lúa nước; sản lượng thứ hai và năng suất cao nhất trong các cây ngũ cốc Trong đó Mỹ, Trung Quốc, Braxin là những nước đứng đầu về diện tích và sản lượng

Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực quan

trọng thứ hai sau cây lúa và là cây màu quan

trọng nhất được trồng ở nhiều vùng sinh thái

khác nhau, đa dạng về mùa vụ gieo trồng và

hệ thống canh tác Cây ngô không chỉ cung

cấp lương thực cho người, vật nuôi mà còn là

cây trồng xóa đói giảm nghèo tại các tỉnh có

điều kiện kinh tế khó khăn Sản xuất ngô cả

nước qua các năm không ngừng tăng về diện

tích, năng suất, sản lượng: năm 2001 tổng

diện tích ngô là 730.000 ha, đến năm 2005 đã

tăng trên 1 triệu ha; năm 2010, diện tích ngô

cả nước 1126,9 nghìn ha, năng suất 40,9 tạ/ha,

sản lượng trên 4,6 triệu tấn Tuy vậy, cho đến

nay sản xuất ngô ở nước ta phát triển chưa

tương xứng với tiềm năng, chưa đáp ứng được

nhu cầu tiêu dùng trong nước, hàng năm nước

ta vẫn phải nhập khẩu từ trên dới 1 triệu tấn

4

• Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam

Cây ngô được đánh giá là cây trồng có vai trò hết sức quan trọng trong cơ cấu cây trồng ở nước ta; năm 2010 là 1126,9 nghìn ha (trong đó trên 90% diện tích trồng ngô lai), sản lượng đạt trên 4,6 triệu tấn Tuy vậy sản xuất ngô trong nước vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu, hàng năm nước ta phải nhập khẩu lượng lớn ngô nguyên liệu cho chế biến thức ăn chăn nuôi

Những năm qua nhà

nước cũng đã hết sức quan

tâm đầu tư cho việc nghiên

cứu phát triển cây ngô: 2 dự

án phát triển giống ngô lai

đã được đầu tư: Dự án phát

triển giống ngô lai giai đoạn

2006-2010 (đã kết thúc) và

dự án phát triển sản xuất

giống ngô lai giai đoạn

2011-2015 (đang triển

khai)

Nhà nước có nhiều cơ chế chính sách hỗ trợ giống đã khuyến khích các doanh nghiệp trong và ngoài nước sản xuất, cung cấp giống, giới thiệu các giống mới có năng suất, chất lượng tốt vào sản xuất, nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật

về sản xuất ngô đã được chuyển giao đến người nông dân Tuy nhiên việc áp dụng các tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất vẫn còn nhiều hạn chế, với địa hình phức tạp, trên 70% diện tích ngô được trồng trên đất có độ cao, phụ thuộc vào nước trời, ít đầu tư thâm canh nên năng suất ngô vẫn còn thấp so với tiềm năng của giống Năm 2010, NSTB cả nước đạt 40,9 tạ/ha, sản lượng trên 4,6 triệu tấn so với năng suất ngô có thâm canh là 70 - 80 tạ/ha Bên cạnh đó các giống ngô có

Hình 1 3: Cây bắp

Do những yêu cầu cần thiết của xã hội hiện nay là giảm lao động về sức người, tăng năng suất lao động, do vậy công việc thiết kế các trang thiết bị máy móc, công nghệ giúp cho quá trình sản xuất, thu hoạch cũng như chế biến đạt hiệu quả cao là vấn đề thật sự cần thiết và cấp bách Vì vậy công tác nghiên cứu, thiết kế đặt ra cho mỗi sinh viên cơ khí ngày càng thiết thực Với mục tiêu cơ khí hóa quá trình sơ chế

để tăng năng suất nên chúng em đã tìm hiểu, nghiên cứu và thực hiện đề tài: “Thiết

kế máy tách hạt bắp”

2.2 Lựa chọn công nghệ và quy trình công nghiệp sơ chế tách hạt bắp

2.2.1 Quá trình tách hạt thủ công:

Quả bắp sau khi được hái về sẽ được tiến hành bóc vỏ rồi tách hạt Sau đó hạt

bắp sẽ được đem phơi khô, người ta cũng có thể phơi khô rồi mới bóc vỏ, tách hạt

7

Có hai cách tách hạt thủ công:

+ Dùng dùi tách một số hàng không kề nhau trên quả bắp sau đó dùng tay xoay, chà quanh trái bắp để tách hết các hạt ra

+ Dùng chày, cây đập lên đóng bắp đã được phơi khô cho cứng hạt Các hạt bắp sẽ tự động được tách ra khỏi cùi Phương pháp này tuy nhanh hơn phương pháp trên song hạt không được tách hết, phải tốn công tách lại bằng tay

+ Cả hai phương pháp này đều cho năng suất rất thấp, chỉ phù hợp với hộ sản xuất nhỏ và có lao động nhàn rỗi

2.2.3 Giới thiệu về quá trình thu hoạch bắp

Bắp sau khi đã già đạt đủ độ cứng của hạt thì sẽ được thu hoạch, công việc này

ở nước ta chủ yếu thực hiện thủ công

Hiện nay đã có loại máy thu hoạch bắp (TBN-2) do viện cơ điện nông nghiệp

và công nghệ sau thu hoạch nghiên cứu sản xuất Máy này thu hoạch bắp đạt năng suất bằng 40-50 lao động phổ thông , năng suất thu hoạch 0,2 ha/giờ, tỉ lệ hao hụt dưới 3% , tuy có nhiều ưu điểm song Loại máy này vẫn chưa được sử dụng rộng rãi

do giá thành còn cao

8

Thông thường người ta tiến hành thu hoạch bắp vào những ngày trời nắng để tránh bắp thu hoạch về bị hỏng

2.2.4 Quy trình công nghiệp sơ chế tách hạt bắp

Quy trình công nghệ sơ chế hạt bắp khi được hái khỏi cây đến khi thành phẩm,

là quy trình tương đối phức tạp, phải trải qua nhiều công đoạn sơ chế và chế biến Trong mỗi công đoạn chế biến, thành phần của bắp bị mất đi một phần các chất có ảnh hưởng tốt đến chất lượng sản phẩm, đồng thời loại bỏ các chất có ảnh hưởng xấu Tuy nhiên quá trình sản xuất tùy thuộc vào trình độ kỹ thuật, công nghệ, hệ thống thiết bị của từng nhà máy

+ Quy trình công nghệ của bắp đươc tóm tắt như sau:

Hình 2 1: Quy trình công nghệ

9

2.2.4.1 Tách hạt

Mục đích tách hạt: lấy hạt ra khỏi cùi bắp

Quy định và tiêu chuẩn hạt sau khi tách

+ Hạt không còn dính gốc liên kết cùi

+ Khi tách không được làm vỡ hạt

2.2.4.6 Bắp trước và sau khi tách hạt

Trước khi tách hạt: Bắp sau khi già và được thu hoạch sẽ đạt độ ẩm, cơ tính

như đã trình bày ở trên Bắp có thể sạc được ngay sau khi hái về, trái bắp vẫn còn nguyên vỏ

Sau khi tách hạt:

- Hạt không bị vỡ

10

- Hạt lép không bị lẫn vào hạt chắc

- Hạt không còn dính gốc liên kết với cùi

- Không bị lẫn các phần tử nhỏ do cùi bắp bị vỡ, vỏ bắp bị xé nhỏ,…gây ra

- Hạt được tách hết ra khỏi cùi

Yêu cầu của máy tách hạt:

- Khi sạc không được làm vỡ hạt

- Không được để sót hạt trên cùi

- An toàn trong sử dụng

- Dễ vận hành và sữa chữa thay thế

- Năng suất cao

2.3 Các tính chất của trái bắp

2.3.1 Độ ẩm của bắp

Độ ẩm của bắp có liên quan mật thiết với độ bền giữa hạt và cùi bắp Độ ẩm càng cao thì độ bền giữa hạt và cùi càng lớn Vì vậy độ ẩm ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình tách hạt

Để tạo thuận lợi cho quá trình sạc bắp bằng thực nghiệm ta thu được kết quả độ

ẩm mà máy có thể sạc đạt yêu cầu < 35%

2.3.2 Cơ tính của trái bắp

Liên kết giữa cùi và hạt: 5 8(N)

Liên kết giữa cùi và hạt lép: 7 (N)

Độ bền của vỏ bắp: 90 120 (N)

Độ bền của hạt bắp: 900 1200 (N)

Cấu tạo của bắp ngô giống hình chóp:

- Chiều dài của bắp ngô khoảng (160 200)mm

Máy sạc theo nguyên lý trục vít

ống vít: Loại máy này dùng trục vít để

phá vỡ liên kết giữa hạt cùi vừa vận

chuyển đi ra ngoài ống bao, cùi thì được

phóng ra miệng thoát

Loại máy này có năng suất khá cao,

kết cấu đơn giản dễ chế tạo dễ vận hành

Song nó có nhược điểm là bắp cần phải

có độ ẩm thấp thì sạc mới cho năng suất khá cao và hạt được tách sạch khỏi cùi

Máy sạc dùng nguyên lí phân li dọc trục: Bắp đã được bóc vỏ được đưa từ

bàn cấp liệu vào cửa vào 2 Trong quá trình làm việc, bắp sẽ nằm giữa các khoảng của vít xoắn và răng trống tách Dưới tác động của trống tách, bắp sẽ chuyển động dọc theo trục trống đồng thời xoay quanh trục của nó tạo ra lực trượt trên hạt Quá trình tách hạt xảy ra giống như tách bằng tay Hạt được tách lọt qua máng 5 rơi xuống sàng lỗ tròn 6, được làm sạch bằng quạt

thổi 10 rồi theo cửa 9 ở phần gom hạt,

rơi vào thùng hứng; lõi và bẹ bắp được

hắt qua cửa 7

- Loại máy này mang những

ưu điểm của loại máy trên, ngoài ra còn

có các ưu điểm hơn máy trên là:

Hình 3 1: Máy tách bắp trục vít

quả cho đến tách hạt Máy có bộ phận cắt cắt ngang thân cây bắp rồi đưa vào bộ phận

bẻ bắp, tại đây quả bắp được tách khỏi thân cây rồi đưa vào bộ phận sạc vừa tách vỏ vừa tách hạt ra khỏi cùi Loại máy này cho năng suất rất cao, tiết kiệm chi phí thu hoạch, có tất cả ưu điểm của hai loại máy trên song giá thành lại rất đắt, hiện tại trong nước chưa có cơ sở sản xuất do không có bản quyền và chi phí làm cao, vì vậy phải nhập khẩu từ nước ngoài Song đối với loại máy này khi bảo trì, sửa chữa khó khăn, vận chuyển máy từ nơi này tới nơi khác rất khó khăn và chỉ sử dụng theo mùa vụ và khi vận hành máy gây lên tiếng ồn lớn ành hưởng sức khoẻ tới người vận hành Nên nguyên lý này không thích hợp cho quy trình sản xuất

Hình 3 2: Máy tách bắp dọc trục

15

Nguyên lý chuốt hạt bắp:

Hình 3 4: Nguyên lý máy đơn giản

Đối với nguyên lý này là sử dụng đầu dao bằng 1 chiếc đĩa dày từ 2-4mm và trên đĩa đó được chia làm 8 phần và được cắt ra thành các lưỡi dao hình tam giác có các đỉnh hướng vào tâm chiếc đĩa và các lưỡi dao đó được uốn cong 1 góc 1200 so với mặt đĩa theo hình chóp, và các đỉnh mũi dao phải lớn hơn hoặc bằng đường kính cùi bắp Dao được gắn liền với trục động cơ thông qua một trục ống và đường kính ngoài của trục bằng đường kính lớn đáy lớn dao Khi động cơ quay làm cho dao quay sau đó người công nhân đưa trái bắp vào và hạt được tách ra ngoài

Hình 3 5: Ảnh thực tế của máy tách hạt bắp dạng đơn

16

Đối với phương pháp này thì hạt bắp ra đều hơn, chúng ta có thể cho hạt bắp ở đầu ra theo hướng ta muốn nhưng nhược điểm năng suất thấp phụ thuộc vào người đứng đưa bắp vào

3.2 Cấu tạo bộ phận tách của máy tách hạt bắp khác nhau

Cấu tạo bộ phận tách theo dạng đĩa: cơ cấu tách có 2 bộ phận chính là đĩa có

răng vấu và bộ phận ép bắp vào đĩa tách Trong thực tế các máy tách dùng nhiều đĩa với tiết diện khác nhau Bộ phận làm việc chính là một mặt ốp hình côn và đĩa có các răng nhọn được sắp xếp theo đường tròn Mặt ốp được lò xo ép vào đĩa, các răng trên đĩa tác dụng lên bắp, tách hạt ra khỏi lõi

Cấu tạo bộ phận tách theo dạng trống:

Trống dạng tách ngang trục: bắp được đưa vào và ra khỏi buồng tách theo phương tiếp tuyến với trống tách

Hình 3 6: Sơ đồ nguyên lí làm của máy dạng trống tách ngang trục a-Máy kiểu Craxnưi Ăcxai; b-Máy kiểu Xắxcônia

Trống dạng tách phân li dọc trục: Bắp được cấp vào theo phương tiếp tuyến hoặc dọc trục với trống ở phần đầu trống

18

3.3 Một số cơ sở lí thuyết khác

* Bài báo: Discrete Element Simulation Based on Elastic–Plastic Damping Model of Corn Kernel–Cob Bonding Force for Rotation Speed Optimization of Threshing Component

Nội dung: Bằng cách thử nghiệm các đặc tính cơ học của hạt bắp, lực liên kết

có cả sự thay đổi đàn hồi và dẻo trong quá trình tách Mô hình giảm chấn đàn hồi - nhựa (EP) của lực liên kết hạt bắp - lõi ngô đã được thiết lập bằng cách đưa vào hệ số thay thế liên kết e để đạt được sự thay đổi của những kết quả Bằng cách kiểm tra mối quan hệ giữa các đặc tính của bắp và mô hình các thông số, mô hình ảnh hưởng của độ ẩm trong bắp ngô và hướng tải tìm thấy trên các thông số mô hình EP Bằng cách thiết lập một mô hình của mối quan hệ giữa các thuộc tính riêng của lõi bắp và các thông số mô hình, các giá trị thông số mô hình EP có thể được xác định bằng cách xác định độ ẩm của hạt một cách đơn giản Trong bài báo này, EP mô hình được thiết lập và mô phỏng và phân tích độ chính xác cao của quá trình liên kết Sự thay đổi lực giữa hạt bắp và lõi bắp được thực hiện trên phần mềm AgriDEM tự phát triển Đồng thời, các giá trị tối ưu của tốc độ quay và đập trong các điều kiện về độ ẩm của hạt thu được bằng cách thiết lập một mô hình tối ưu hóa của tốc độ quay của linh kiện tách Kết quả kiểm tra cho thấy tỷ lệ tách bắp ngô có thể đạt hơn 92,40% sau khi áp dụng giá trị tốc độ được tối ưu hóa của thành phần đập trong giấy Trong khi đó, kết quả thử nghiệm cho thấy kết quả mô phỏng phần tử rời rạc dựa trên mô hình EP không khác biệt đáng kể so với kết quả đo của máy tách So với mô hình LSD được

sử dụng rộng rãi nhất, mô hình EP có thể giảm sai số tính toán từ 3,35% đến 6,05%

Kết luận của bài báo: các nhà sản xuất có thể giải quyết giá trị của tốc độ quay

của bộ phận tách bằng cách sử dụng mô hình hồi quy của độ ẩm của hạt và tốc độ quay của máy tách Kết quả khảo nghiệm cho thấy tỷ lệ tách hạt ngô có thể đạt từ 92,40–97,25%, với giá trị tốc độ quay được tối ưu hóa của thành phần tách trong bài báo này Bài báo này có thể cung cấp mô hình tính toán chính xác cao dựa trên mô

19

phỏng phần tử rời rạc, phương pháp nghiên cứu các đặc điểm cơ học của quá trình tách ngô và tối ưu hóa các thông số vận hành của máy tách ngô

Hình 3 9: Kiểm tra mô phỏng phần tử dựa trên mô hình EP

Hình 3 10: Kết quả thử nghiệm của mô phỏng phần tử rời rạc dựa trên EP

20

a- Ảnh hưởng của tốc độ quay đến tốc độ đập khi độ ẩm của hạt là 12%; b- Ảnh hưởng của tốc độ quay đến tốc độ đập khi độ ẩm của hạt là 18%; c- Ảnh hưởng của tốc độ quay đến tốc độ đập khi độ ẩm của hạt là 24%; d- Ảnh hưởng của tốc độ quay đến tốc độ đập khi độ ẩm của hạt là 30%

*Bài báo:Design and Fabrication of Corn De-Seeding Machine

Nghiên cứu này trình bày phương án thiết kế máy tách hạt bắp với năng suất đạt

260 Kg/h Máy đã được thử nghiệm và kết quả cho thấy hiểu quả của việc tách hạt bắp là 100% Tỉ lệ hạt bắp hư hỏng là không đáng kể

Động cơ được sủ dụng có công suất 0,5HP và tốc độ 1500÷1800 vòng/ph Trống tách được thiết kế có dạng trụ rỗng Trên thân trống có lắp 2 thanh tròn được thiết kế theo dạng xoắn ốc Đường kính trống tách 75mm, chiều dài 310 mm Nhiệm vụ của 2 thanh này tương tự như dao để tách bắp ra khỏi cùi

Hình 3 11: : Thiết kế trống tách hạt bắp

kiểu quạt gió

Model: 2014, Công suất: 200 - 300 kg/h, Tốc độ (Vòng/phút): 1.000 v/p, Công suất động cơ: 1.5 kw - 2kw, Điện năng: 220V-50Hz, Kiểu dáng gọn nhẹ, dễ sử dụng, năng suất cao, sạch mày ngô

Nhược điểm: không bền, chi tiết cơ khí không chính xác

Xuất xứ: Việt Nam

Nhược điểm: tốn nhiều điện năng, thô nặng Xuất xứ: Việt Nam

Model: 2014, Công suất: 10.000 Kg / h, Tốc

độ (Vòng/phút): 1.200, Công suất động cơ Dizen: D15, Điện năng: Kiểu dáng mạnh

mẽ, dễ sử dụng, năng suất cao, sạch mày

Nhược điểm: ồn, bắp có mùi dầu diesel Xuất xứ: Việt Nam

23

CHƯƠNG 4:

QUY TRÌNH THIẾT KẾ MÁY TÁCH HẠT BẮP

4.1 Yêu cầu thiết kế

- Chế tạo máy tách hạt bắp 200kg/giờ

- Hạt bắp không bị vỡ khi tách

- Hạt bắp phải tách riêng với cùi bắp

- Máy hoạt động liên tục ổn định

- Chi phí không quá cao

- Máy có thể sửa chữa, bảo quản dễ dàng

- Kết cấu máy đơn giản, bền vững

- Khắc phục tình trạng kẹt bắp ở buồng nhập liệu bằng băng tải

- Hạt bắp sau khi thoát phải tập trung gọn gàng

4.2 Kết cấu và nguyên lý hoạt động

24

Hình 4 1: Mô hình tổng thể máy tách hạt bắp

4.2.2 Kết cấu chi tiết

Cụm nạp liệu gồm có các chi tiết sau:

25

Hình 4 2: Máng dẫn liệu

- Máng dẫn liệu: không thay đổi quá nhiều, tuy nhiên trang bị thêm băng tải nhỏ gọn, trải dài theo máng Phương của máng so với mặt nằm ngang có độ nghiêng khoảng 5 độ, tạo độ dốc để nguyên liệu từ từ di chuyển xuống

- Nắp đậy trên: được xem như là một phần vỏ bọc của thân máy, kéo dài từ phễu cấp liệu đến cụm công tác, có tác dụng che chắn không cho hạt bắp và cùi bắp văng

Hình 4 3: Nắp đậy trên

26

ra ngoài trong quá trình tách Cũng như đảm bảo an toàn cho người điều khiển

Cụm công tác gồm 2 cụm nhỏ:

Hình 4 3: Cụm tang trống (cụm công tác)

- Cụm tang trống: tạo lực đập vào bắp khi quay để tách hạt, cụm bao gồm:

Hình 4 4: Trục công tác + Trục công tác: có nhiệm vụ như trục chính của máy Trên trục được lắp các thanh (dao) cố định trên hai đĩa tròn lắp ở hai đầu trục và bố trí đều quanh tâm trục

27

Hai đĩa tròn được lắp cố định với trục nên khi trục quay đĩa sẽ quay theo, tạo lực va đập giữa dao và bắp

Hình 4 5: Nắp bên + Nắp bên: giúp cố định 12 thanh thép vuông

Hình 4 6: Thanh đao

28

+ Thanh dao: 12 thanh thép vuông được bố trí thành vòng tròn theo nắp bên, sao cho các cạnh góc của mỗi thanh hướng ra ngoài, cạnh góc này sẽ tiếp xúc trực tiếp với bắp trong quá trình chuyển động

Hình 4 7: Gối đỡ + Gối đỡ: có khả năng làm việc ổn định, có độ tin cậy cao ngay khi cả vận hành tới tốc độ lớn Đối với máy tách hạt bắp, xảy ra việc va đập và tải trọng động liên tục nên gối đỡ là sự lựa chọn phù hợp

Hình 4 8: Puli bị dẫn + Puli bị dẫn: được lắp vào 1 đầu của trục công tác, để trục công tác hoạt

động