Nghiên cứu một số thông số về cấu tạo và chế độ làm việc của máy trộn bột kiểu băng xoắn

Việc thiết kế, cải tiến và chế tạo các máy chế biến thức ăn trong chăn nuôi để phù hợp với thực tế sản xuất, đảm bảo chất lượng, tiết kiệm năng lượng và đạt hiệu quả kinh tế cao phải liê

bộ giáo dục và đào tạo trường đại học nông nghiệp I

- tô văn kham

Nghiên cứu một số thông số

về cấu tạo và chế độ làm việc của máy trộn bột kiểu băng xoắn

luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá nông lâm nghiệp

Mã số: 60.52.14

Người hướng dẫn khoa học: ts trần như khuyên

Hà Nội - 2006

Lời cam đoan Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và ch−a hề sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này

đã đ−ợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đ−ợc chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Tô Văn Kham Tô Văn Kham

Lời cảm ơn Lời cảm ơn

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:

- TS Trần Như Khuyên đã hướng dẫn tận tình, chỉ bảo cặn kẽ tôi trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này

- Tập thể các thầy giáo, cô giáo Khoa Cơ - Điện, Khoa Sau đại học,

đặc biệt các thầy cô trong Bộ môn Máy nông nghiệp, Trường Đại học Nông nghiệp I- Hà Nội, đã trực tiếp đóng góp nhiều ý kiến quí báu về chuyên môn cho tôi hoàn thành luận văn

- Các cán bộ, công nhân viên công ty TNHH Sinh Tiên- Mỹ Đình- Hà Nội,

đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất và trí tuệ cho tôi hoàn thành luận văn

- Cảm ơn các nhà khoa học trong ngành, các đồng nghiệp, bạn bè và người thân đã động viên giúp đỡ tôi trong quá trình công tác và học tập.

Tác giả luận văn

Tô Văn Kham Tô Văn Kham

Mục lục

1.3 Một số máy trộn điển hình sử dụng phổ biến ở trong và ngoài nước 15

3.5 Lực tác dụng lên một đơn vị diện tích cánh chìm trong nguyên liệu 38

4 TÝnh to¸n c¸c bé phËn chÝnh cña m¸y trén 50

5.2.1 ¶nh h−ëng cña yÕu tè thêi gian (x1) tíi th«ng sè ra Y1, Y2 59 5.2.2 ¶nh h−ëng cña sè vßng quay guång trén (x2) tíi c¸c th«ng sè ra Y1, Y2 63 5.2.3 ¶nh h−ëng cña møc t¶i trong thïng trén (x3) tíi c¸c th«ng sè ra Y1, Y2 67

Danh mục các chữ viết tắt

CNH: Công nghiệp hoá

FAO (Food Agriculture Organization): Tổ chức nông lương thế giới HĐH: Hiện đại hoá

Danh môc c¸c b¶ng

B¶ng 5.1 KÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c ph−¬ng sai yÕu tè, ph−¬ng sai thÝ nghiÖm,

kiÓm tra tÝnh thÝch øng vµ tÝnh thuÇn nhÊt cña c¸c hµm Y1, Y2 61

B¶ng 5.2 KÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c ph−¬ng sai yÕu tè, ph−¬ng sai thÝ nghiÖm,

kiÓm tra tÝnh thÝch øng vµ tÝnh thuÇn nhÊt cña c¸c hµm Y1, Y2 65

B¶ng 5.3 KÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c ph−¬ng sai yÕu tè, ph−¬ng sai thÝ nghiÖm,

kiÓm tra tÝnh thÝch øng vµ tÝnh thuÇn nhÊt cña c¸c hµm Y1, Y2 69

Danh mục các hình

Hình 3.4 Sơ đồ tính toán xác định chiều sâu ngập chìm của cánh cong 45

Hình 5.1 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian (x1) đến các hàm Y1, Y2 62 Hình 5.2 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tốc độ quay của guồng trộn x2

Hình 5.3 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của mức tải (x3) đến các hàm Y1, Y2 70

Mở đầu

Nước ta là nước nông nghiệp và chúng ta tự hào về nền sản xuất nông nghiệp đang trên đà phát triển mạnh với sự xuất khẩu lúa gạo trên 4 triệu tấn/ năm đứng thứ hai thế giới [1], [13] Tính đến năm 2005, sau hơn 16 năm xuất khẩu gạo, nông nghiệp nước ta đo cung cấp cho thị trường thế giới hàng chục triệu tấn gạo thu về cho đất nước khoảng 10,2 tỷ USD [7] Sản lượng lương thực tăng tạo ra lượng gạo xuất khẩu cao đồng thời là cơ sở kinh tế quan trọng

để thúc đẩy tăng trưởng các sản phẩm khác trong nông nghiệp Tổng sản lượng nông nghiệp hàng năm tăng lên rõ rệt, năm sau cao hơn năm trước Nhiều tổ chức quốc tế, nhiều quốc gia và nhiều nhà kinh tế nước ngoài có uy tín đo khẳng định và ca ngợi thành tựu giải quyết vấn đề lương thực, vấn đề xoá đói giảm nghèo của nước ta Đó là nhờ sự lonh đạo đúng đắn của Đảng

và nhà nước cũng như của Bộ Nông Nghiệp & phát triển nông thôn đo giải quyết đồng bộ, kịp thời các khâu trong sản xuất Cùng với sự phát triển của kinh tế xo hội toàn cầu, phương thức sản xuất ngày một được hoàn thiện với sự bùng nổ của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển của toàn xo hội

Chính vì vậy, nghị quyết Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ VI đo đề ra ba chương trình kinh tế lớn: Lương thực, thực phẩm, hàng tiêu dùng và hàng xuất khẩu Đồng thời thực hiện hàng loạt các chính sách kinh tế mới và mở cửa liên doanh liên kết với các công ty trong và ngoài nước nhằm tạo ra bước đột phá tạo đà cho nền kinh tế phát triển nhanh chóng, bền vững sánh vai các nước tiên tiến trong khu vực và thế giới Nhờ vậy kinh tế xo hội nước ta đo có những bước chuyển biến mau chóng, đặc biệt trong kinh tế nông nghiệp Từ nước phải nhập lương thực từ nước ngoài chúng ta đo áp dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến đón bắt các công nghệ hiện đại trong và ngoài nước, nhờ vậy kinh tế nông nghiệp liên tục tăng cao (trung bình 4,25%/ năm trong 20 năm thực hiện

công cuộc đổi mới gần đây), về các mặt: lương thực, chăn nuôi, chế biến nông sản và hàng xuất khẩu trong nông nghiệp góp phần ổn định về chính trị, kinh

tế của nước ta Đồng thời tạo tiền đề phát triển và thực hiện quá trình công nghiệp hoá (CNH) và hiện đại hoá (HĐH) đất nước

Một trong những mắt xích quan trọng nhằm đưa nền kinh tế nước ta phát triển nhanh và mạnh hơn là phát triển chăn nuôi Trong 16 năm gần đây, ngành chăn nuôi của nước ta đo có sự phát triển vượt bậc cả về số lượng, chất lượng và phương thức chăn nuôi, tất yếu giá trị sản xuất ngành chăn nuôi không ngừng tăng cao, bình quân khoảng 5,2% (tổng giá trị sản xuất của toàn ngành nông nghiệp) Năm 1994 cả nước có 15 triệu con lợn, 3,2 triệu con bò, trên 100 triệu con gia cầm, giá trị sản xuất ngành chăn nuôi đạt 10 283,2 tỷ

đồng Đến năm 2005 tăng lên 26 triệu con lợn, 4,9 triệu con bò, 220 triệu con gia cầm giá trị sản xuất ngành chăn nuôi đạt 23 439 tỷ đồng Phương thức sản xuất chăn nuôi cũng từng bước chuyển sang sản xuất hàng hoá, hiện nay cả nước có khoảng 5 000 trang trại chăn nuôi bò sữa, bò thịt, gia cầm, lợn nái, lợn thịt đặc biệt đo xuất hiện trang trại tư nhân với quy mô lớn, trên 500 lợn nái, trên 1.000 con bò sữa, trên 10.000 con gia cầm [10] Như vậy vấn đề chế biến thức ăn tổng hợp trong chăn nuôi ở nước ta cũng như nhiều nước trên thế giới phải mang tính công nghiệp Việc thiết kế, cải tiến và chế tạo các máy chế biến thức ăn trong chăn nuôi để phù hợp với thực tế sản xuất, đảm bảo chất lượng, tiết kiệm năng lượng và đạt hiệu quả kinh tế cao phải liên tục được hoàn thiện

Từ trước đến nay, các sản phẩm trong sản xuất nông, lâm và ngư nghiệp ở nước ta rất phong phú, đa dạng Nhưng do đặc điểm các sản phẩm này đều mang tính mùa vụ, thời gian thu hoạch và chế biến rất ngắn, bởi vậy sau khi thu hoạch nếu không bảo quản và chế biến kịp thời chất lượng sẽ bị giảm thậm chí phải huỷ bỏ Tuy nhiên chúng ta còn ít quan tâm đến tổn thất sau thu hoạch, điều này không những xảy ra ở nước ta mà còn ở nhiều nước

trên thế giới Theo tổ chức Nông nghiệp và Lương thực thế giới (FAO - Food Agriculture organization), hàng năm trên thế giới nhất là các nước đang phát triển, tổn thất nông sản sau thu hoạch là rất lớn, cả về số lượng và chất lượng khoảng 5 - 30% Nếu lấy mức hao hụt trung bình là 10% của sản lượng lương thực nước ta trong năm 2003, thì tổng sản lượng lương thực bị hao hụt của ta

là 3,6 triệu tấn tương đương 458,640 triệu $ Mỹ (tổng sản lượng lương thực quy ra thóc 36 triệu tấn) Đặc biệt là công nghệ chế biến thức ăn phục vụ chăn nuôi, nếu thức ăn chăn nuôi có chất lượng tốt thì gia súc, gia cầm tăng trưởng nhanh, kinh tế nông nghiệp phát triển mau chóng Ngược lại thức ăn trong chăn nuôi không đảm bảo chất lượng sẽ gây ảnh hưởng xấu trong chăn nuôi từ

đó làm cho nền kinh tế nước ta chậm phát triển

Nắm được đặc điểm và tầm quan trọng của thức ăn trong chăn nuôi nên cũng như nhiều nước trên thế giới, việc chế biến thức ăn tổng hợp phục vụ chăn nuôi ở nước ta đang phát triển và hoàn thiện với chất lượng tốt Qua nghiên cứu đánh giá thành phần và giá trị dinh dưỡng thức ăn của 1551 loại thức ăn (650 loại cho đại gia súc, 531 loại cho lợn và 370 loại cho gia cầm) Hiện nay cả nước đo có gần 150 nhà máy với tổng công suất 5 triệu tấn/ năm, sản lượng thức ăn công nghiệp đạt gần 44%/ năm (từ 0,4 triệu tấn năm 1988 tăng lên hơn 5 triệu tấn năm 2005) [10] Quy trình chế biến trong tất cả các khâu đều được cơ khí hoá, tự động hoặc bán tự động, từ: nghiền, phân loại,

định lượng, đóng bao Trong đó trộn là khâu trong chế biến có tính quyết định

ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm, đặc biệt là khi trộn thức ăn chăn nuôi chất lượng cao, trong thành phần nguyên liệu trộn có tỷ lệ thành phần rất

bé như: thức ăn vi lượng, thức ăn bổ sung, sản phẩm sau khi trộn yêu cầu phải có độ đồng đều cao, chất lượng hơn hẳn so với khi chưa chế biến Vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế, cải tiến chế tạo máy trộn phù hợp với từng loại thức

ăn phục vụ chăn nuôi với chất lượng sản phẩm tốt, giá thành hạ là rất cần thiết

Được sự hướng dẫn của thày giáo T.S Trần Như Khuyên chúng tôi thực

hiện đề tài "Nghiên cứu một số thông số về cấu tạo và chế độ làm việc của máy trộn bột kiểu băng xoắn"

Vì thời gian và trình độ có hạn nên đề tài chắc chắn vẫn còn nhiều thiếu sót Tôi rất mong được sự phê bình, đóng góp ý kiến của mọi người để đề tài

được hoàn thiện hơn

1 Tổng quan nghiên cứu về máy trộn

1.1 Đặc điểm của thức ăn trong chăn nuôi

Thức ăn trong chăn nuôi hiện nay kể cả thức ăn công nghiệp đều là các

sản phẩm sản xuất từ nông, lâm, ngư nghiệp trong nước

Nông nghiệp nước ta là ngành sản xuất chính, các sản phẩm trong sản

xuất nông nghiệp lại mang tính mùa vụ thời gian thu hoạch ngắn, mặt khác

công tác bảo quản đòi hỏi phải tốt Trong lâm nghiệp và ngư nghiệp các sản

phẩm thu được tuy ít mang tính mùa vụ so với các sản phẩm trong sản xuất

nông nghiệp Nhưng các sản phẩm này đều có tỷ lệ đạm và tỷ lệ dinh dưỡng rất cao nên dễ bị phân huỷ nhanh chóng nếu công tác bảo quản không tốt hoặc

không thích ứng với từng loại sản phẩm Do vậy việc chế biến các sản phẩm

thu hoạch trong nông, lâm, ngư nghiệp nhất là việc chế biến thức ăn trong

chăn nuôi đòi hỏi phải tuân theo quy trình công nghệ nghiêm ngặt Đồng thời

công tác chế biến phải mang tính công nghiệp với năng suất, chất lượng và

hiệu quả cao để phù hợp với tình hình phát triển chăn nuôi hiện nay

Căn cứ vào số liệu thống kê, số lượng gia súc, bao gồm: trâu, bò, lợn, dê,

cừu và số lượng gia cầm nước ta năm1994 cả nước có 15 triệu con lợn, 3,2

triệu con bò, và trên 100 triệu gia cầm đến năm 2005 đo có 26 triệu con lợn,

4,9 triệu con bò, 220 triệu con gia cầm [10] Như vậy công nghiệp sản xuất

các loại thức ăn phục vụ trong chăn nuôi phải đa dạng, phong phú đáp ứng

mọi đối tượng gia súc, gia cầm và phù hợp với nhu cầu trong từng thời kỳ của

vật nuôi, đồng thời phải phù hợp với từng vùng, từng địa phương Vì vậy thức

ăn trong chăn nuôi hiện nay cần phải đảm bảo các yêu trên, mặt khác chất

lượng cao, giá thành hạ, thời gian chi phí cho vật nuôi giảm nhằm nâng cao

hiệu quả kinh tế trong sản xuất

1.2 Tầm quan trọng của quá trình trộn

Hiện nay với nền sản xuất mang tính công nghiệp, máy trộn là loại máy công tác được dùng rộng roi trong nhiều ngành: chế biến thức ăn chăn nuôi, chế biến thực phẩm, công nghiệp hoá dược, vật liệu xây dựng riêng trong ngành chế biến thức ăn chăn nuôi quá trình trộn còn tạo ra các ưu

định được trộn với nhau thành hỗn hợp có chất lượng vượt trội so với thành phẩm khi chưa chế biến Trong kỹ thuật chăn nuôi hiện nay, thức ăn được chế biến chủ yếu ở dạng bột, dạng viên, cắt thái hoặc đóng bánh Như vậy, khẩu phần bữa ăn luôn luôn được đảm bảo đủ tỷ lệ các thành phần theo thực đơn cho từng loài vật nuôi do ngành chăn nuôi đo quy định

- Bổ sung chất lượng, mùi vị lẫn nhau giữa các thành phần nguyên liệu, nhờ đó sẽ làm tăng được vị thơm ngon của sản phẩm

- Tăng cường phản ứng hoá học hay sinh học khi chế biến thực phẩm hoặc thức ăn gia súc: ví dụ trộn thức ăn với men ủ, trộn các chế phẩm hoá dược

- Tăng cường quá trình trao đổi nhiệt khi đun nóng hay làm lạnh và khi cho gia súc ăn

- Đảm bảo an toàn cho vật nuôi và người sử dụng

Ngoài ra còn phải đảm bảo các yêu cầu: trộn được nhiều loại nguyên liệu có tính chất khô ẩm khác nhau, mặt khác máy có thể dễ dàng thay thế bộ phận trộn thích hợp với dạng nguyên liệu đưa vào trộn nhằm nâng cao năng suất và chất lượng trộn

1.3 Một số máy trộn điển hình sử dụng phổ biến ở trong và ngoài nước

Các máy trộn đều có nguyên lý làm việc chung là xáo trộn hai hay nhiều thành phần nguyên liệu để cho các thành phần đó di chuyển xen kẽ lẫn nhau Tuỳ theo dạng nguyên liệu đưa vào trộn có tính chất trạng thái khác nhau mà các máy trộn có cấu tạo và nguyên lý hoạt động khác nhau

Nguyên liệu tơi rời thường là dạng bột có độ ẩm nhỏ hơn 25% Để thực hiện quá trình trộn người ta thường dùng máy trộn có bộ phận trộn quay và máy trộn có thùng quay

1.3.1 Máy trộn có bộ phận trộn quay

Máy trộn có bộ phận trộn quay là loại máy được dùng phổ biến nhất Bộ phận thực hiện chuyển động quay của máy có thể là : vít xoắn, cánh gạt, băng xoắn,

Hình 1.1 Các loại bộ phận trộn sản phẩm tơi rời a) kiểu vít liền ; b) kiểu vít khuyết; c) kiểu cánh gạt; d,e, f) kiểu băng

xoắn;

Bộ phận trộn kiểu vít xoắn được cấu tạo bởi một dải thép lá hàn trên trục theo đường xoắn vít [6], [14] Tùy theo loại vật liệu đưa vào trộn mà bộ phận trộn kiểu vít xoắn có dạng cánh liền (hình 1.1a) dùng để trộn bột khô, dạng cánh khuyết (hình 1.1b) dùng để trộn bột có độ ẩm vừa

Bộ phận trộn kiểu cánh gạt thường dùng để trộn bột có độ ẩm vừa và cao,

được cấu tạo bởi một trục trên đó có lắp các cánh gạt (hình 1.1c) Các cánh gạt lắp so le nhau, bề mặt cánh gạt thường đặt nghiêng một góc nào đó so với đường sinh của trục có tác dụng đẩy nguyên liệu di chuyển theo chiều dọc trục

Bộ phận trộn kiểu băng xoắn (hình 1.1d,e,f) được sử dụng để trộn nguyên liệu có độ ẩm cao và dính bết Nó được cấu tạo bởi một số dải thép lá uốn cong theo đường xoắn vít Trong máy người ta thường lắp hai dải băng xoắn ngược chiều nhau để tăng khả năng xáo trộn

Tùy thuộc vào yêu cầu công nghệ và tính chất cơ lý của nguyên liệu mà

bộ phận trộn có thể đặt nằm ngang (hình 1.2a,b) hoặc thẳng đứng (hình 1.2c,d) Kết cấu máy trộn có bộ phận trộn đặt thẳng đứng có ưu điểm là độ trộn đều cao vì nguyên liệu được xáo trộn nhiều lần trong máy, có thể nạp nguyên liệu vào thùng trộn tới 80 ữ 85% dung tích, kích thước máy nhỏ gọn nhưng có nhược điểm là trộn gián đoạn, năng suất thấp Kết cấu máy trộn có

bộ phận trộn đặt nằm ngang (hình 1.2a,b) thường thực hiện quá trình trộn liên tục, có thể kết hợp vừa trộn vừa vận chuyển nguyên liệu theo chiều dọc trục

Máy có năng suất cao, dễ tự động hóa nhưng có nhược điểm là nguyên liệu cho vào thùng trộn thường hạn chế khoảng 40 ữ 50% dung tích, độ trộn

đều thường thấp hơn so với máy trộn gián đoạn

Để tăng cường khả năng xáo trộn người ta có thể lắp hai trục cánh gạt

đặt song song (hình 1.2e) hoặc cánh gạt trên các trục tạo thành guồng trộn (hình 1.2g) hoặc kiểu vít xoắn thực hiện chuyển động hành tinh (hình 1.2f), nghĩa là vít xoắn vừa quay quanh trục của nó, vừa quay quanh trục trung tâm

Hình 1.2 Các kiểu bộ phận trộn quay của máy trộn sản phẩm tơi rời

a) kiểu vít ngang; b) kiểu cánh gạt đứng; c) kiểu vít đứng; d) kiểu cánh gạt ngang; e) Kiểu hai trục tay gạt đặt song song; f) kiểu hành tinh; g) kiểu guồng trộn;

h) kiểu "rải lớp"

Trong một số trường hợp, người ta phối hợp cả vít xoắn và cánh gạt, trong đó vít xoắn được lắp ở cửa nạp và xả để tăng cường khả năng nạp và xả liệu, còn cánh gạt thực hiện nhiệm vụ trộn (hình 1.2b) hoặc kết cấu máy trộn kiểu "rải lớp" do Bộ môn Máy nông nghiệp Trường ĐHNNI thiết kế, cho phép kết hợp vừa định lượng vừa trộn (hình 1.2h)

1.3.2 Máy trộn thùng quay

Máy trộn thùng quay được kết cấu theo hai dạng:

Dạng một thùng quay trên các con lăn và thùng quay trên trục (hình 1.3) Vỏ thùng thường có dạng hình trụ, thực hiện chuyển động quay với số vòng quay 10 ữ 60vg/ph Tùy theo kết cấu mà thùng có một cửa vừa nạp liệu

vừa xả liệu hoặc hai cửa đối xứng nhau thực hiện nạp liệu và xả liệu độc lập Trường hợp bố trí một cửa thì thời gian nạp và xả liệu bị kéo dài vì phải quay miệng thùng xuống dưới để xả liệu, sau đó quay miệng thùng lên trên để nạp liệu Trường hợp bố trí hai cửa thì khi cửa này ở vị trí xả liệu thì cửa kia ở vị trí nạp liệu, nhờ đó đo tiết kiệm được thời gian phụ Loại máy trộn này thường làm việc gián đoạn, trộn từng mẻ nhưng độ trộn đều cao

Loại thùng quay trên các con lăn (hình 1.3a) thường đặt nằm ngang, có

vỏ thùng tỳ trực tiếp trên các con lăn Chuyển động quay của thùng được thực hiện nhờ cặp bánh răng và vành răng gắn trực tiếp theo chu vi của thùng Loại máy này thường có dung tích lớn, cho phép tăng khối lượng mẻ trộn nhưng kết cấu phức tạp

Dạng hai thùng quay trên trục được kết cấu theo nhiều loại khác nhau tùy theo công dụng và đặc tính của sản phẩm mang trộn mà trục trên đó gắn thùng quay có thể là đường tâm đối xứng hoặc đường chéo

Thùng quay hình trụ lắp trên các trục đối xứng đặt thẳng đứng (hình 1.3b) hoặc nằm ngang (hình 1.3c) được sử dụng phổ biến nhất để trộn các loại bột thông thường Thùng có tiết diện lục giác (hình 1.3d) tạo khả năng xáo trộn monh liệt, khi trộn cho phép nghiền vỡ các phần tử nguyên liệu Thùng quay đáy côn (hình 1.3e) có tác dụng giảm khả năng nghiền vỡ trong quá trình trộn để không phá hủy cấu trúc của các sản phẩm trộn Thùng có dạng chữ Y (hình 1.3f) với góc ở đỉnh 90o, nguyên liệu được trộn bằng cách đổ đi đổ lại, đồng thời lại phân riêng làm hai phần đảm bảo trộn monh liệt và độ đồng đều cao

Thùng hình trụ quay trên đường chéo nằm ngang (hình 1.2g), cứ mỗi vòng quay của thùng nguyên liệu được đổ đi đổ lại trong mặt phẳng thẳng đứng

đồng thời lại được xáo trộn theo hướng trục nên có độ đồng đều cao với thời gian trộn ngắn nhất

Hình 1.3 Máy trộn kiểu thùng quay

1.4 Kết quả nghiên cứu máy trộn ở nước ngoài

Trong sản xuất và chế biến sản phẩm ở các nước tiên tiến trên thế giới trộn là khâu được ứng dụng rất phổ biến ở nhiều lĩnh vực công nghệ khác nhau như vật liệu xây dựng, dược phẩm, thực phẩm, lương thực đặc biệt là chế biến thức ăn trong chăn nuôi Chính vì vậy để sản phẩm sản xuất sau khâu trộn

đạt chất lượng cao, các máy trộn liên tục được cải tiến và ngày càng ưu việt hoàn thiện hơn trước

Trên thế giới hiện nay có nhiều loại máy trộn chế biến thức ăn gia súc,

có thể phân loại theo bảng 1.1

Theo cấu tạo có hai nhóm chính :

Nhóm một bao gồm các máy trộn có thùng máy đứng yên, bộ phận trộn quay Bộ phận trộn của các máy nhóm này có nhiều kiểu: vít, cánh gạt, hành tinh, cánh xoắn, vít đứng, ly tâm, nghiền trộn (kiểu va đập)

Ưu điểm của loại này là chất lượng trộn cao, dễ nạp và xả, dễ sử dụng, làm việc gián đoạn hoặc liên tục và có thể trộn ẩm

Nhược điểm là khó làm sạch, mức tiêu thụ điện năng riêng cao, giá thành chế tạo cao

Nhóm hai gồm các máy trộn mà bộ phận trộn là thùng quay Bộ phận trộn của các máy này có các kiểu: trống (lập thể, chữ V hay chữ W), kiểu nón

đơn, nón kép, rung

Ưu điểm của loại này là có cấu tạo đơn giản, dễ làm sạch, công suất máy thấp

Nhược điểm là tốc độ và trộn đều thấp (n = 50v/ph), máy làm việc gián

đoạn, thể tích hữu ích thấp (ϕ =50%), không trộn được nguyên liệu nhoo, dính

Theo cách bố trí đặt máy: loại tĩnh tại và loại lưu động

Theo thời gian hoạt động: liên tục và gián đoạn

Theo vị trí bộ phận trộn: ngang, nghiêng, đứng

Theo tính chất thức ăn : khô, nhoo, loong

So sánh ưu nhược điểm của một số máy trộn thức ăn gia súc phổ biến trên thế giới:

- Máy trộn cánh gạt trộn được nhiều loại thức ăn, tháo lắp và làm sạch thuận tiện, có khả năng bố trí vào liện hợp máy chế biến liên tục, nhưng mức tiêu thụ điện năng riêng tương đối cao

- Máy vít đứng phổ biến trộn các loại thức ăn bột khô, mức tiêu thụ điện năng riêng nhỏ, diện tích bố trí máy gọn, giá thành chế tạo và giá thành sản phẩm tương đối thấp, nhưng chất lượng trộn không cao lắm

- Máy trộn hành tinh có cấu tạo phức tạp năng suất thấp, trộn chậm

- Máy trộn giải xoắn (ngược dòng) phổ biến ở Mỹ, Pháp có chất lượng trộn tốt, trộn được nhiều loại thức ăn, nhưng có cấu tạo phức tạp, mức tiêu thụ

điện năng riêng cao

Về phương diện cấu tạo, đa số các tác giả tập trung nghiên cứu loại máy trộn cánh gạt nằm ngang, làm việc gián đoạn hoặc liên tục, nhất là kiểu hai trục cánh trộn trong số các máy trộn thức ăn gia súc Ưu điểm nổi bật của kiểu máy trộn này là có tính chất vạn năng, trộn được nhiều loại thức ăn gia súc có cơ lý tính khác nhau, đặc biệt là đáp ứng tốt với thức ăn ẩm, nhoo

Hiện nay, thức ăn chăn nuôi tổng hợp dạng bột khô là loại phổ biến, đa dạng được chế biến rộng roi tại các cơ sở sản xuất Các kiểu máy trộn cánh gạt, nằm ngang, gián đoạn cũng kịp thời đáp ứng yêu cầu trên, nhưng còn nhiều nhược điểm hơn so với loại trục vít Ví dụ cùng một số lượng tải và thời gian trộn thì máy trộn cánh gạt thường có chất lượng trộn thấp hơn, mức tiêu thụ điện năng riêng cao hơn

Về phương diện lý thuyết tính toán, mặc dù khâu trộn vật liệu đo được phát triển rộng roi trong nhiều ngành sản xuất, nhưng việc nghiên cứu vẫn chưa toàn diện, chủ yếu mang tính chất thực nghiệm Việc xác định các thông

số trong quá trình trộn và các quy luật chuyển động của khối bột trộn gặp khó khăn

Nguyên nhân chính là trong quá trình làm việc có nhiều yếu tố biến đổi

ảnh hưởng đến động lực học của máy trộn như cơ lý tính của các thành phần thức ăn, nguyên lý trộn và các chỉ số công nghệ khác

1.5 Tình hình và kết quả nghiên cứu máy trộn ở trong nước

Từ trước đến nay việc chế biến và sản xuất thức ăn tổng hợp phục vụ cho chăn nuôi tại các nông trường và các công ty trong nước thường sử dụng máy trộn thức ăn gia súc nhập ngoại từ những năm 60-70 Do đó vừa tốn ngoại

tệ lại không phù hợp với tình hình phát triển sản xuất chăn nuôi hiện nay và nhất là đối với nền kinh tế trong thời kì đổi mới của nước ta

Để tạo ra bước đột phá trong ngành chăn nuôi đồng thời thúc đẩy nhanh

nền kinh tế nội lực phát triển mạnh, Đảng và nhà nước đo khuyến khích các nhà khoa học, các cơ quan nghiên cứu và các địa phương cần trú trọng quan tâm hơn nữa đến việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo các loại máy chế biến thức

ăn trong chăn nuôi Đặc biệt cần ưu tiên đối với những cơ sở sản xuất có quy mô vừa và nhỏ ở các vùng sâu, vùng xa có khả năng tận dụng nguồn nguyên liệu tại chỗ Như vậy yêu cầu cần thiết đối với các máy chế biến thức ăn tổng hợp trong chăn nuôi phải đa dạng, chất lượng tốt, giá thành hạ đồng thời phải thích ứng với qui mô và yêu cầu sản xuất ở mỗi vùng, mỗi địa phương để phục

vụ cho ngành chăn nuôi là rất cấp thiết

Từ đó đến nay các cơ quan nghiên cứu thiết kế máy nông nghiệp, máy cơ khí phục vụ nông nghiệp, các trường Đại học Nông nghiệp, các địa phương

và các thành phần kinh tế tư nhân cũng đo bắt đầu nghiên cứu, thiết kế, chế tạo các loại máy trộn thức ăn gia súc Các máy trộn có năng suất từ nhỏ đến lớn lại thích ứng với từng loại nguyên liệu có trạng thái cơ lí khác nhau, đồng thời phù hợp với quy mô sản xuất của mỗi cơ sở liên tục ra đời và ngày một hoàn thiện, cả về số lượng, chất lượng và hiệu quả kinh tế Ngoài vấn đề đáp ứng kịp thời cho sản xuất, trong thời gian gần đây các máy trộn chế biến thức

ăn chăn nuôi, thức ăn bổ sung chất lượng cao phục vụ chăn nuôi cũng liên tục

được cải tiến Kết quả nghiên cứu đo được áp dụng ở nhiều địa phương trong cả nước và một số tỉnh của Lào

Năm 1974 viện thiết kế máy nông nghiệp đo thiết kế chế tạo máy trộn bột vít đứng TK- 0,5, năm 1976 Trường Đại học Nông Nghiệp I đo thiết kế chế tạo máy trộn bột vít đứng TB -1,0 với loại ống bao cải tiến có các cửa sổ Tiếp đó, năm 1978, Viện Công cụ Cơ giới hoá Nông nghiệp Bộ nông nghiệp cũng đo thiết kế chế tạo máy trộn bột kiểu vít đứng TK-1A theo nguyên lý ống bao có các cửa sổ như mẫu máy TB -1,0 Năm 2004 Trường Đại học Nông Nghiệp I đo thiết kế chế tạo máy trộn bột TBX - 1 kiểu băng xoắn

1.6 Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài

1.6.1 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu một số thông số về cấu tạo và chế độ làm việc của máy trộn bột kiểu băng xoắn làm cơ sở cho việc thiết kế, chế tạo máy nhằm hoàn thiện

và nâng cao năng suất, giảm chi phí điện năng riêng đồng thời tăng hiệu quả kinh tế phục vụ kịp thời cho sản xuất

1.6.2 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Xác định một số tính chất cơ lý của thức ăn gia súc

- Nghiên cứu một số thông số về cấu tạo và chế độ làm việc của máy trộn kiểu băng xoắn

- Nghiên cứu thực nghiệm xác định ảnh hưởng của một số thông số tới chất lượng trộn và chi phí điện năng riêng

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết tính toán thiết kế bộ phận trộn

- Tham gia thiết kế, chế tạo máy trộn bột kiểu băng xoắn

2 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu một số thông số ảnh hưởng của máy trộn bột kiểu băng xoắn Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của máy TBX - 2 được thể hiện trên hình 2.1

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý máy trộn TBX - 2

1 Động cơ; 2 Hộp giảm tốc; 3 ðai; 4 ðĩa xích; 5 Vít trộn

6 Trục vít; 7 ổ bi đỡ; 8 Phễu cấp liệu; 9 Cửa xả;10 Cần gạt

Cấu tạo của máy gồm trục vít trên trục có lắp hai cánh vít ngược chiều có

đường kính khác nhau Vít có đường kính lớn thì bề rộng dải vít 2,5 cm, vít có

đường kính nhỏ, bề rộng dải vít là 4 cm Hai dải vít được hàn cố định trên trục Trục được đặt trên hai ổ bi nhận truyền động từ động cơ qua hộp giảm tốc

Nguyên lý làm việc: nguyên liệu được cấp vào qua cửa cấp liệu (cửa xả

8

10

14

5

2

3

9 76

đóng lại) nhờ có sự chuyển động ngược chiều của hai dải vít tạo ra hiện tượng khuếch tán và đối lưu vào nhau giữa các phần tử bột tạo ra sự di chuyển xen

kẽ lẫn nhau của các thành phần nguyên liệu làm cho hỗn hợp đồng đều Khi trộn xong mở cửa xả, sản phẩm trộn được đẩy ra ngoài nhờ dải vít có đường kính lớn

Máy có ưu điểm:

- Đạt được độ trộn đều cao

- Có thể trộn được nguyên liệu có độ ẩm cao mà không bị dính bết -Thời gian trộn một mẻ ngắn

- Thời gian nạp và xả nguyên liệu nhanh

Ngoài ra, máy có cấu tạo đơn giản dễ sử dụng, sửa chữa phù hợp với quy mô sản xuất vừa và nhỏ

Nhược điểm:

- Cấu tạo bộ phận trộn phức tạp

2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

2.2.1 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố

Trong quá trình trộn để chế biến thức ăn tổng hợp cho gia súc, có rất nhiều yếu tố làm ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm và mức tiêu thụ điện năng riêng Các yếu tố bao gồm: tốc độ quay của trục vít, thời gian trộn, hệ số nạp đầy, khối lượng riêng, độ ẩm, cấu tạo bộ phận trộn

Để lựa chọn các yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất, có thể dùng phương pháp thu thập các thông tin qua các tài liệu tham khảo và tìm hiểu ý kiến của các chuyên gia có kinh nghiệm về vấn đề đang nghiên cứu, nhờ đó có thể loại bớt những yếu tố không cần thiết Cuối cùng chọn lọc ra các yếu tố ảnh hưởng cơ bản đến độ trộn đều và mức tiêu thụ điện năng riêng, bao gồm:

- Thời gian trộn một mẻ t (ph);

- Khối lượng một mẻ trộn q (kg);

- Tốc độ quay của trục n (v/p);

Trên cơ sở đó, tiến hành phương pháp thí nghiệm đơn yếu tố để xác minh mức ảnh hưởng riêng của các yếu tố đến độ trộn đều K(%) và chi phí

điện năng riêng Nr (kwh/tấn), đồng thời xác định được khoảng biến thiên nghiên cứu

Ký hiệu các yếu tố như sau:

x1- Thời gian trộn;

x2- Tốc độ guồng trộn;

x3- Khối lượng một mẻ trộn;

y1- Độ trộn đều;

y2- Mức tiêu thụ điện năng riêng;

Các thí nghiệm đơn yếu tố sẽ xác định được ảnh hưởng của từng yếu tố

Từ đó sẽ xác định được các trị số x1, x2, x3 làm các mức trung tâm cho phương pháp quy hoạch thực nghiệm, xác định lại các khoảng biến thiên và các khoảng nghiên cứu của các mức yếu tố cho phương pháp này Trong quá trình thực hiện phương pháp đơn yếu tố phải tuân theo các quy tắc bố trí thí nghiệm và gia công số liệu Quy tắc bố trí thí nghiệm phải đảm bảo tính

chất ngẫu nhiên, xác định thứ tự thí nghiệm có thể áp dụng cách rút thăm hoặc

đánh số theo "bảng số ngẫu nhiên" mà xác định thứ tự

Chúng tôi đo dùng cách rút thăm

2.2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố

Phương pháp này còn gọi là phương pháp quy hoạch thực nghiệm, nhằm nghiên cứu ảnh hưởng đồng thời của nhiều yếu tố tới thông số mục tiêu

Phương pháp này có ưu điểm là cho phép nghiên cứu sự ảnh hưởng

đồng thời của nhiều yếu tố vào tới từng thông số ra Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố giảm được số lần thí nghiệm, xác định được đầy đủ ảnh hưởng của các yếu tố tới thông số cần nghiên cứu từ đó xác định điều kiện tối

ưu của các thông số ra [12]

Từ kết quả nghiên cứu của phương pháp thực nghiệm đơn yếu tố kết hợp với các tài liệu tham khảo và thu thập thông tin, ta sơ bộ đánh giá ảnh hưởng của một số yếu tố đến hai thông số tối ưu là chất lượng trộn (độ trộn

đều) và mức tiêu thụ điện năng riêng Các yếu tố ảnh hưởng chính (các thông

số vào "hộp đen") tới thông số ra của máy trộn vít ngang theo mô hình dưới

Máy trộn băng xoắn

Chọn các mức biến thiên của yếu tố và vùng thí nghiệm gồm có các

mức trung bình, mức cơ sở khoảng thí nghiệm và các mức biến thiên đối xứng

qua mức cơ sở gọi là mức dưới và mức trên, và xác định khoảng biến thiên ε Nếu mô hình tuyến tính, chỉ chọn hai mức: mức dưới và mức trên Nếu mô

hình toán phi tuyến, phải thêm các mức bổ sung

Các giá trị thực của các yếu tố được mo hoá thành :

ư

(2.1)

Trong đó: Xio- Giá trị thực của mức cơ sở ;

εi - Khoảng biến thiên ;

xi, Xi - Giá trị mo hoá và giá trị thực của thông số vào;

Như vậy các giá trị Xit, Xid, Xio có các giá trị mo hoá bằng 1, -1, 0

a) Chọn phương án quy hoạch thực nghiệm

Tuỳ theo đặc điểm của quá trình nghiên cứu mà mô hình toán có thể

biểu diễn bởi đa thức bậc 1, bậc 2 hoặc bậc 3

Qua kết quả nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố cho ta thấy mối quan

hệ giữa các yếu tố vào với các thông số ra là không tuyến tính vì vậy chúng tôi

chọn phương án thực nghiệm bậc 2 ở đây, chúng tôi áp dụng phương pháp

quy hoạch bậc 2 bất biến quay Box- Willson [16], ma trận thí nghiệm được lập

theo phương án này gồm có số thí nghiệm là 20

N = 2m + Nα + N0

Trong đó: 2m - là số thí nghiệm ở mức trên và mức dưới (mức cơ sở)

Nα = 2.m - là số thí nghiệm ở mức phụ gọi là các điểm sao

N0 - là số thí nghiệm ở mức trung tâm

m - là số yếu tố

Theo bảng tính sẵn của Box - Willson với m = 3 thì N0 = 6 thì tổng số

thí nghiệm là 20 trong đó có: 8 thí nghiệm ở mức cơ sở, 6 thí nghiệm ở mức

sao và 6 thí nghiệm ở mức trung tâm

Mô hình toán được biểu diễn bằng phương trình hồi quy bậc hai :

= +

ư

=

=

+ +

m

i i ii m

i

j i ij m

i m

i i

i x b x x b x b

1 2 1

1 1 1

(2.3) Các hệ số hồi quy của phương trình trên được tính theo công thức:

1 i

N

1 u

2 iu 5

N

1 u

ju u

m

1 i

N

1 u

u

2 iu 6

N

1 u u 5 u

m

22m2mN

2m

ư+

+

a2 =

2

m m

2.22

1+

b0 ; S2

bi ;S2 bii ; S2 bij cña c¸c hÖ sè håi quy theo ph−¬ng sai vµ c¸c sai sè thÝ nghiÖm S2

y Ph−¬ng sai vµ c¸c sai sè thÝ nghiÖm cã thÓ tÝnh theo c¸c gi¸ trÞ cña th«ng sè ra yu ë c¸c møc c¬ së cña c¸c yÕu tè:

S2

y =

1N

yy

0

N

1 u

2 0 u

Đối chiếu với tiêu chuẩn Student tra bảng tìm tb với định mức ý nghĩa

α = 0.05, bậc tự do với f = N0 -1 Các hệ số hồi quy có nghĩa khi các hệ số:

tb0 ; tbi ; tbii ; tbij > tb ngược lại thì vô nghĩa ta loại bỏ hệ số đó

b) Kiểm tra tính thích ứng của mô hình toán

Để thực hiện được công việc kiểm tra trước hết ta phải tính phương sai thích ứng theo công thức [18]:

2 0 2

SSN

mN

YYY

Y

, B R ,

N u

No u u u

2 u

2 0

Y

Trong đó:

Ytt - lµ gi¸ trÞ tÝnh to¸n tõ ph−¬ng tr×nh håi quy

Yu - lµ gi¸ trÞ c¸c th«ng sè ra ë møc trung t©m

Yo - lµ gi¸ trÞ trung b×nh cña c¸c th«ng sè ra ë møc trung t©m

m, - lµ hÖ sè håi quy cã nghÜa

X1 =

i

0 i

k

1 i

1 k

1 i k

1 i

k

1 i

2 i ii j

i ij i

0 i 0 k

1 i

k

1

i i j

ij i

0 i

XX

bX

b

(2.21)

ci = k 0j

1 i

j i j

ij i

0 2 i ii i

i

X

bX

b2b

∑

+ ε ε

+ε

ư

cij =

j i ij

bε

ε cii = 2

i ii

b

ε (2.23) d) Xác định giá trị tối ưu của thông số ra

Sau khi đo lập được phương trình hồi quy bậc hai Y = f(x) ta có thể xác

định được giá trị cực trị của hàm y bằng cách đạo hàm riêng đối với mỗi yếu

tố vào cho đạo hàm đó bằng 0 ta sẽ được một hệ phương trình tuyến tính

Sau khi đo xác định được mô hình toán, các hàm thành phần Yj (j =1ữp; p là số hàm thành phần) Ta tiến hành giải tối ưu tổng quát theo phương pháp của E.Harrington gồm các bước sau:

- Đồng nhất hoá các hàm yj do các hàm thành phần có các thứ nguyên khác nhau Hàm Yk có thứ nguyên là %, hàm YN có thứ nguyên là kWh/kg Vì thế phải đồng nhất các hàm Yj chuyển chúng sang dạng đặc trưng gọi là

"hàm mong muốn", thành phần dj = f(Yj), dj là đại lượng không có số đo và biến đổi trong khoảng 0 ữ 1, dj = 1 khi Yj có giá trị tốt nhất Các "hàm mong muốn" thành phần dj được thành lập theo công thức sau:

dj = exp[-exp(-Yj)] (2.25)

YY

max min j 0 j

max min j j

(2.26)

Yj min(max) - giá trị thực nghiệm của hàm Yj khi dj = 0,37

Yj 0 - giá trị tốt nhất của hàm mong muốn Yj

D = p

p

1 j j

d

∏

=

(2.27)

Như vậy, dựa vào số liệu thí nghiệm của các hàm thành phần ta xác

định được giá trị "hàm mong muốn" thành phần dj và giá trị "hàm mong muốn" tổng quát D cho từng thí nghiệm của ma trận Lúc này hàm D được coi như một hàm hồi quy nào đó, việc xác định mô hình toán, kiểm tra mức ý nghĩa của các hệ số hồi quy, kiểm tra tính thích ứng của mô hình toán, hàm D

được xác định tương tự như khi xác định các hàm thành phần Yj

Ta nhận thấy các hàm Yj có thể có cực trị ngược nhau trong khoảng nghiên cứu của các yếu tố xi Sau khi đồng nhất hoá các hàm dj theo công thức (2.25) thì tất cả các hàm dj đều là những hàm có giá trị cực đại và bị chặn một phía bởi dj < 1 Từ đó rút ra hàm D tính theo công thức (hàm 2.27) cũng là hàm có giá trị cực đại và bị chặn một bên bởi 1

Sau khi xác định được mô hình toán của hàm D, ta cũng tiến hành giải tối ưu tương tự như tìm cực trị đối với các hàm thành phần Yj

(2.28)

Hình 2.2 Sơ đồ điện xác định mức tiêu thụ điện năng

2.3.2 Phương pháp xác định độ trộn đều

Theo định nghĩa chung, độ trộn đều là một đặc trưng định lượng của quá trình trộn, được xác định bằng tỷ số khối lượng của một chất thành phần (thường được chọn là chất phụ gia) trong mẫu phân tích với khối lượng của thành phần chất đó được quy định trong hỗn hợp Chất được xét phải có tỷ lệ nhỏ nhất trong thành phần các chất được trộn Tỷ số đó biểu thị bằng % hoặc

số thập phân

Thông thường người ta phải đưa vào hỗn hợp một chất phụ gia với tỷ lệ bằng tỷ lệ của thành phần nhỏ nhất trong hỗn hợp và chất phụ gia đó dễ phân tích xác định số lượng một cách chính xác trong các mẫu thử Ngoài ra, chất phụ gia đó không gây tác hại gì cho chất lượng hỗn hợp khi cần sử dụng

Độ trộn đều được xác định theo phương pháp của giáo sư Kafarôv:

K1 = 100%

C

Cn

1 n 1

1

i 1

C100n

1 n 2

1

i 2

Ci - tỷ lệ khối lượng của chất phụ gia trong mẫu phân tích

C0 - tỷ lệ của chất phụ gia được quy định trong hỗn hợp

2.3.3 Phương pháp xác định tính chất cơ lý của nguyên liệu

a) Khối lượng thể tích

Dùng ống đo thể tích có dung tích 1dm3 trên đó có chia vạch cách nhau 0,5cm3 để đong bột, lặp lại 3 lần và cân (với sai số dung cụ là 0,01g), lấy giá trị trung bình cộng, ta sẽ xác định được khối lượng thể tích γ (kg/dm3) của bột b) Góc ma sát và hệ số ma sát nội tại

Nói chung dùng phương pháp đơn giản để đo góc ma sát nội tại ψ của bột là đo góc chảy khi đổ một lượng bột trên một mặt phẳng ngang, dùng một ống tròn d = 50 - 100 mm đổ bột với khối lượng 2 - 3 kg, cho khối bột đó chảy

từ từ trên tấm tôn phẳng, dùng thước đo góc tự chảy (góc tự nhiên) của khối bột ở bốn phía đối xứng, được giá trị trung bình ψi của mỗi lần thí nghiệm thứ i, lặp lại thí nghiệm đó 3 lần và giá trị trung bình: ψ = ∑ψ

3 1

c) Góc ma sát và hệ số ma sát của bột với kim loại làm thùng máy

Dùng dụng cụ đo kiểu mặt phẳng nghiêng bằng cách đổ khoảng 1kg bột và dàn mỏng trên tấm tôn để nằm ngang (tôn chế tạo thùng máy), nâng từ

từ một đầu tấm tôn lên cao cho tới khi lớp bột bắt đầu trượt trên mặt tấm tôn thì dừng lại, góc nghiêng α của tấm tôn lúc đó sẽ bằng góc ma sát ϕ của bột với tôn Số lần lặp lại 3 lần, ta sẽ tính được giá trị trung bình ϕtb và phương sai tổng thể trung bình.ϕ

Với: ϕ = ϕtb ± t0,05.σϕtb

2.4 Phương pháp gia công số liệu

2.4.1 Phương pháp xử lý số liệu đo đạc

Trong nghiên cứu thực nghiệm của máy, các kết quả đo đạc đều là kết

quả ngẫu nhiên, trong kỹ thuật nông nghiệp xác suất tin cậy thường dùng

trong khoảng 0,7 ữ 0,9, xác suất của dụng cụ đo trong khoảng 0,95 ữ 0,99 Vì

vậy để đảm bảo dộ tin cậy thì các thí nghiệm phải được lặp lại nhiều lần dể

đảm bảo xác suất tin cậy của dụng cụ Nếu trong quá trình khảo nghiệm khi

thấy các số liệu có sai lệch bất thường, chúng tôi phải tiến hành đo lại để đảm

bảo độ tin cậy cao

Trong quá trình xử lý số liệu đo đạc, chúng tôi áp dụng các quy tắc của

xác suất thống kê toán học sau khi đo lặp lại n lần chúng ta nhận được các giá

Xn

1

X (2.32) + Sai số bình phương trung bình:

1n

XX

n

1 i

2 i i

Giá trị độ tin cậy được tính theo tiêu chuẩn student [17] với α = 0,05,

bậc tự do f = n-1 Khi đó độ tin cậy sẽ là:

x = x ± tα.σtb

Đối với các số liệu nghi ngờ sẽ được kiểm tra lại theo tiêu chuẩn 3σ như sau:

Xnghi ngờ - X>3σ thì loại bỏ

2.4.2 Phương pháp gia công số liệu

a) Phương sai yếu tố

Phương sai yếu tố là tổng bình phương sai lệch ở từng thí nghiệm, giữa các giá trị trung bình tổng thể (y ) với các giá trị trung bình của y ứng với mỗi mức yếu tố xi (gọi là yj) thì:

1k

yS

2 k

1 j j 2

Phương sai thí nghiệm được xác định theo công thức:

kN

yyS

(2.36) Với N - k = k(n-1) là số bậc tự do

Dùng tiêu chuẩn Fisher [18] này để đánh giá tỷ số:

tn

2 yt

Nếu F > Fb thì yếu tố có ảnh hưởng thực sự tới các thông số ra

c) Kiểm tra tính thuần nhất của phương sai

Để đánh giá tính thuần nhất của phương sai ta phải tính phương sai thí nghiệm ngẫu nhiên đối với mỗi thí nghiệm ở mỗi mức biến thiên của yếu tố