Thiết kế và chế tạo máy bóc tách hạt ngô

Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy bóc tách hạt ngô Sinh viên thực hiện Đề tài ban đầu giới thiệu tổng quan về đặc điểm và đặc tính của cây ngô từ đó tiến hành lựa chọn nguyên lý làm vi

DUT.LRCC

01 Trần Minh Công 101150011 15C1A Công nghệ Chế tạo máy

02 Lê Như Hà 101150251 15C1A Công nghệ Chế tạo máy

1 Tên đề tài đồ án:

Thiết kế, chế tạo máy bóc tách hạt ngô

2 Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện

3 Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

- Năng suất: 300kg /1h;

- Các số liệu tự chọn trên yêu cầu thực tế

4 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

4.a4 Lập quy trình công nghệ chế tạo trống tách hạt ngô 4.a5 Chế tạo máy thiết kế

4.a6 Kết luận và hướng phát triển

02 Lê Như Hà

b Phần riêng:

5 Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):

a Phần chung:

01 Trần Minh Công - Bản vẽ sơ đồ động toàn máy: 1A0

- Bản vẽ phương án thiết kế: 1A0

02 Lê Như Hà

DUT.LRCC

b Phần riêng:

LỜI NÓI ĐẦU

Nước ta đang trong thời kỳ hiện đại hóa – công nghiệp hóa đất nước Một trong những chủ trương của Nhà nước ta hiện nay là công nghiệp hóa trong nông nghiệp, đưa máy móc thiết bị vào phục vụ các hoạt động trong sản xuất nông nghiệp nhằm nâng cao năng suất và giảm nhẹ sức lao động của con người

Chính vì thế, là sinh viên chuyên ngành cơ khí chế tạo máy, chúng em mong muốn vận dụng những kiến thức đã học từ ghế nhà trường vào thực tế cuộc sống để góp phần vào công cuộc xây dựng và phát triển đất nước

Sau khi tìm hiểu và bàn luận trao đổi các ý tưởng, chúng em đi đến quyết định

chọn đề tài: “Thiết kế và chế tạo máy bóc tách hạt ngô” Qua đây giúp chúng ta có

cái nhìn rõ nét hơn về việc áp dụng máy móc và tự động hóa trong lao động sản xuất nói chung và sản xuất nông nghiệp riêng

Trong thời gian thực hiện đề tài, mặc dù chúng em đã cố gắng học hỏi, tìm hiểu tài liệu tham khảo, khảo sát thực tế, tự tay làm những công việc cơ khí cho những chi

tiết trong máy và cả sự hướng dẫn tận tình của thầy ThS Trần Ngọc Hải, cùng các

thầy trong khoa nhưng với những năng lực và hiểu biết còn hạn chế nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót Chúng em rất mong muốn nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy để đề tài được hoàn thiện hơn và để chúng em có thêm kinh nghiệm làm việc sau khi tốt nghiệp

Chúng em xin chân thành cảm ơn !

Trong rất nhiều các phát minh sáng chế khoa học về các loại máy trong công nghiệp và nông nghiệp, mỗi người sáng chế lại có một cách thực hiện hay cải tiến để không bị trùng lặp các ý tưởng trước đó, mang lại hiệu quả tốt hơn

Trên tinh thần đó, nhóm chúng em gồm Trần Minh Công và Lê Như Hà thực

hiện đề tài: “Thiết kế và chế tạo máy bóc tách hạt ngô” trên cơ sở các máy có sẵn trên

thị trường và tìm hiểu qua các tài liệu, để thiết kế máy phù hợp với mục đích, quy mô

sử dụng

Trong đề tài tốt nghiệp này, chúng em cam đoan tự làm 100% dưới sợ góp ý giúp

đỡ trực tiếp từ thầy ThS Trần Ngọc Hải khoa Cơ khí Với đề tài “Thiết kế và chế tạo máy bóc tách hạt ngô” chúng em cam đoan tự thiết kế, tự làm, nếu có sự tranh chấp

chúng em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy bóc tách hạt ngô

Sinh viên thực hiện

Đề tài ban đầu giới thiệu tổng quan về đặc điểm và đặc tính của cây ngô từ

đó tiến hành lựa chọn nguyên lý làm việc và xây dựng sơ đồ động học của máy giải quyết vấn đề đặt ra là “ tách được hạt ngô ra khỏi cùi ngô”

Thuyết minh trình bày đầy đủ các bước thiết kế, chế tạo từng cụm chi tiết, cách lắp ráp các cụm chi tiết với nhau, cách vận hành máy và an toàn lao động khi vận hành máy

Phạm vi đề tài: đề tài nghiên cứu và chế tạo sản phẩm thực tế, hướng đến

sự ổn định và hoạt động hiệu quả năng suất cao

DUT.LRCC

LỜI NÓI ĐẦU vi

LỜI CAM ĐOAN vii

Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1

1.1 Giới thiệu về cây ngô 1

1.1.1 Lịch sự và nguồn gốc cây ngô 1

1.1.2 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam 2

1.1.3 Vai trò và tầm quan trọng của cây ngô 3

1.2 Quy trình công nghệ sản xuất ngô thành phẩm 5

1.2.1 Thu hoạch 5

1.2.2 Bóc bẹ 6

1.2.3 Tách hạt 6

1.2.4 Phân loại 7

1.2.5 Phơi khô 7

1.2.6 Bảo quản 7

1.3 Giới thiệu quá trình tách hạt bằng máy 7

1.3.1 Mục đích 7

1.3.2 Đặc điểm của quá trình tách hạt 8

1.3.3 Các chỉ tiêu làm việc của máy tách hạt ngô 8

1.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm việc của trống tách hạt 9

1.3.5 Phân loại 9

Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ TÁCH HẠT NGÔ VÀ XÂY DỰNG SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC MÁY 11

2.1 Giới thiệu về công nghệ tách hạt ngô 11

2.1.1 Thông số một số máy tách hạt ngô hiện nay 11

2.1.2 Các phương pháp tách hạt ngô hiện nay 14

2.2 Lựa chọn nguyên lí làm việc và chọn sơ đồ động 19

2.2.1 Lựa chọn nguyên lí làm việc 19

2.2.2 Xây dựng sơ đồ động học máy 19

Chương 3: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CHO MÁY 21

DUT.LRCC

3.2 Chọn động cơ điện 22

3.2.1 Công suất làm việc của trống tách hạt 22

3.2.2 Công suất làm việc của sàng 23

3.3 Phân phối tỉ số truyền 25

3.3.1 Phân phối tỉ số truyền cho trống tách 25

3.3.2 Phân phối tỉ số truyền cho sàng 26

3.4 Phương án lựa chọn cơ cấu truyền động 27

3.5 Tính toán thiết kế bộ truyền đai thang 31

3.5.1 Thiết kế bộ truyền đai thang 31

3.5.2 Thiết kế bộ truyền đai thang 34

3.5.3 Thiết kế bộ truyền đai thang chéo 36

3.6 Tính, chọn trục, then, gối đỡ cho trục trống tách 39

3.6.1 Tính toán thiết kế trục trống tách 39

3.6.2 Tính chọn then 43

3.6.3 Chọn gối đỡ trục trống tách 44

Chương 4: LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TRỐNG TÁCH HẠT NGÔ 45

4.1 Nguyên công chế tạo trục 45

4.1.1 Nguyên công 1: Tiện mặt đầu, khoan lỗ chống tâm, tiện một đoạn trục Ø30 45

4.1.2 Nguyên công 2: Tiện mặt đầu, khoan lỗ tâm, tiện một đoạn Ø30 còn lại 47

4.1.3 Nguyên công 3: Tiện mặt ngoài Ø25, Ø20, vát mép 49

4.1.4 Nguyên công 4: Tiện mặt ngoài, vát mép, Ø25 50

4.1.5 Nguyên công 5: Gia công rãnh then 51

4.1.6 Nguyên công 6: Kiểm tra 52

4.2 Nguyên công chế tạo mặt bích 53

4.2.1 Khoan, tiện lỗ Ø30 53

4.2.2 Nguyên công 2: Tiện mặt ngoài đường kính Ø108 54

4.3 Nguyên công chế tạo trống tách hạt ngô 55

4.3.1 Nguyên công 1: Hàn hai mặt bích lên trục 55

4.3.2 Nguyên công 2: Hàn ống Ø114 lên 2 mặt bích, đồng thời gá răng Ø15 lên ống 56

DUT.LRCC

5.1 Quy trình lắp đặt 58

5.2 Vấn đề an toàn khi vận hành máy 62

5.2.1 Vận hành máy 62

5.2.2 Bảo dƣỡng máy 63

5.3 An toàn lao động 64

KẾT LUẬN 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

DUT.LRCC

Hình 1.1: Cây ngô 1

Hình 1.2: Biểu đồ diện tích, năng suất, sản lượng ngô thế giới 1961-2008 2

Hình 1.3: Biểu đồ diện tích, năng suất, sản lượng ngô Việt Nam 1961-2009 3

Hình 1.4: Hạt ngô đã được chế biến – cám viên 4

Hình 1.5: Rượu ngô 4

Hình 1.6: Thu hoạch ngô 5

Hình 1.7: Tách hạt ngô thủ công ( bằng tay) 6

Hình 1.8: Hạt ngô đã được tách khỏi cùi 8

Hình 2.1: Máy tách hạt ngô tự hành HMTN-07 11

Hình 2.2: Máy tách hạt ngô siêu sạch HMQ-03 12

Hình 2.3: Máy tách hạt ngô buồng đứng TN08 13

Hình 2.4: Máy tách hạt ngô 37A750W loại 2 cửa nạp 14

Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lí máy tách hạt ngô theo nguyên lí trục vít - ống vít 14

Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lí máy tách hạt ngô theo nguyên lý phân ly dọc trục 16

Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lí máy tách hạt ngô theo nguyên lý phân ly dọc trục 17

Hình 2.8: Sơ đồ cấu tạo máy liên hợp TBN-02 18

Hình 2.9: Sơ đồ động học máy 20

Bảng 3.1 Thông số của máy 26

Hình 3.1 Bộ truyền đai 27

Hình 3.2 Bộ truyền xích 28

Hình 3.3 Các dạng ăn khớp của bánh răng 30

Hình 3.4 Sơ đồ bộ truyền đai 31

Hình 3.5: Sơ đồ lực tác dụng và biểu đồ momen 40

Hình 3.6: Sơ đồ kích thước then trên trục 43

Hình 3.7: Gỗi đỡ P205 44

Hình 4.1: Bản vẽ chế tạo trống tách hạt 45

Hình 4.2: Nguyên công 1 45

Bảng 4.1: Chế độ cắt 47

Hình 4.3: Nguyên công 2 47

DUT.LRCC

Hình 4.4: Nguyên công 3 49

Bảng 4.3: Chế độ cắt 50

Hình4.5: Nguyên công 4 50

Bảng 4.4: Chế độ cắt 51

Hình 4.6: Nguyên công 5 51

Bảng 4.5: Chế độ cắt 52

Hình 4.7: Nguyên công 6 52

Hình 4.8: Nguyên công 1 53

Bảng 4.5: Chế độ cắt 54

Hình 4.9: Nguyên công 2 54

Bảng 4.6 Chế độ cắt 55

Hình 4.10: Nguyên công 1 55

Hình 4.11: Nguyên công 2 56

Hình 5.1: Khung máy 58

Hình 5.2: Trống tách 59

Hình 5.3: Nắp trống 59

Hình 5.4: Máng trống 60

Hình 5.5: Sàng lắc 61

Hình 5.6: Cụm chi tiết truyền động cho sàng lắc 61

Hình 5.7: Máy hoàn chỉnh 62

Bảng 3.1 Thông số của máy 26

Bảng 4.1: Chế độ cắt 47

Bảng 4.2: Chế độ cắt 48

Bảng 4.3: Chế độ cắt 50

Bảng 4.4: Chế độ cắt 51

Bảng 4.5: Chế độ cắt 52

Bảng 4.5: Chế độ cắt 54

Bảng 4.6 Chế độ cắt 55

DUT.LRCC

Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu về cây ngô

1.1.1 Lịch sự và nguồn gốc cây ngô

Ngô còn gọi là bắp, tên khoa học là Zea mays Trong tiếng Anh “maize” xuất phát từ tiếng Tây Ban Nha (maíz) là thuật ngữ trong tiếng Taino để chỉ loài cây này, là

từ thông dụng Vương quốc Anh để chỉ cây ngô Tại Hoa Kỳ, Canada và Australia, thuật ngữ hay được sử dụng là corn, là từ trước đây dùng để gọi cho một loại cây lương thực, hiện nay thuật ngữ này dùng để chỉ cây bắp, là dạng rút gọn của "Indian corn" là “cây lương thực của người Anh điêng”

Hình 1.1: Cây ngô

Cây ngô ở Việt Nam có nguồn gốc từ Trung Quốc Theo Lê Quý Đôn trong “Vân Đài loại ngữ “ hồi đầu đời Khang Hi (1662-1762), Trần Thế Vinh, người huyện Tiên Phong (Sơn Tây, phủ Quảng Oai) sang sứ nhà Thanh lấy được giống bắp đem về nước Khắp cả hạt Sơn Tây đã dùng bắp thay cho lúa gạo Từ đó ngô được phổ biến và phát triển ra khắp đất nước Nhà nông có câu: “Được mùa chớ phụ ngô khoai”, điều đó

đủ để thấy rằng, mặc dù trong những năm tháng đã có đủ lúa gạo nhưng bắp vẫn giữ vai trò quan trọng đối với người nông dân

DUT.LRCC

1.1.2 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam

1.1.2.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới

Cây ngô là một trong năm loại cây lương thực chính của thế giới:ngô,lúa nước,lúa mì,sắn,khoai tây.Trong đó ba loại cây gồm ngô,lúa gạo và lúa mì chiếm khoảng 87% sản lương thực toàn cầu và khoảng 43% calori từ tất cả mọi lương thực, thực phẩm Trong ba loại này ,bắp là cây trồng có sự tang trưởng mạnh cả

về diện tích,năng suất,sản lượng và là cây có năng suất cao nhất Vào năm 1961, năng suất, sản lượng bắp trung bình của thế giới chỉ xấp xỉ 20 tạ/ha, thì năm 2008 tăng gấp hơn 2,5 lần ,sản lượng tang từ 204 triệu tấn lên 822,712 triệu tấn (gấp 4 lần),diện tích tăng từ 104 triệu lên 161triệu hecta (hơn 1,5 lần)

Hình 1.2: Biểu đồ diện tích, năng suất, sản lượng ngô thế giới 1961-2008

1.1.2.2 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam

Trước đây, sản xuất ngô ở Việt Nam còn nhỏ lẻ và phân tán, chủ yếu là tự cung

tự cấp theo nhu cầu của hộ nông dân Tại một số vùng miền núi do khó khăn về sản xuất lúa nước nên nông dân phải trồng bắp làm lương thực thay gạo Các giống ngô được trồng đều là các giống truyền thống của địa phương, giống cũ nên năng suất rất thấp Vào thập kỷ 60 của thế kỷ trước, diện tích ngô Việt Nam chưa đến 300 nghìn hecta, năng suất chỉ đạt trên 1 tấn/ha, đến đầu những năm 1980 cũng không cao

DUT.LRCC

hơn nhiều, chỉ ở mức 1,1 tấn/ha, sản lượng đạt khoảng hơn 400.000 tấn do vẫn trồng các giống bắp địa phương với kỹ thuật canh tác lạc hậu Từ giữa những năm 1980, nhờ hợp tác với Trung tâm Cải tạo Ngô và Lúa mỳ Quốc tế (CIMMYT), nhiều giống ngô cải tiến đã được đưa vào trồng góp phần nâng năng suất ngô lên gần 1,5 tấn/ha Ngành sản xuất ngô nước ta thực sự có những bước tiến nhảy vọt từ đầu những năm 1990 đến nay Từ năm 2006, năng suất và sản lượng ngô của Việt Nam đã có những bước tiến nhảy vọt cao nhất từ trước đến nay Tốc độ tăng trưởng diện tích, năng suất và sản lượng ngô của Việt Nam cao hơn nhiều lần của thế giới

Hình 1.3: Biểu đồ diện tích, năng suất, sản lượng ngô Việt Nam 1961-2009

1.1.3 Vai trò và tầm quan trọng của cây ngô

Ở Việt Nam, ngô là loại cây lương thực quan trọng thứ hai sau lúa, ngô được trồng khắp nơi, từ đồng bằng đến trung du và khá nhiều ở miền núi

Ngô 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 làm từ

DUT.LRCC

hạt ngô tăng lên rất cao, hiện nay ngô là cây cho sản lượng hàng năm cao hơn bất kỳ cây lương thực nào

Ngô có rất nhiều công dụng Tất cả các bộ phận của cây ngô từ hạt, đến thân, lá đều có thể sử dụng được để làm lương thực, thực phẩm cho người, thức ăn cho gia súc, làm nguyên liệu cho công nghiệp

Hình 1.4: Hạt ngô đã được chế biến – cám viên

Hạt ngô 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 sản xuất một vài dạng rượu Rượu sản xuất từ ngô theo truyền thống là nguồn của wisky bourbon

Hình 1.5: Rượu ngô

DUT.LRCC

Etanol từ ngô cũng được dùng ở hàm lượng thấp (10% hoặc ít hơn) như là phụ gia của xăng làm nhiên liệu cho một số động cơ để gia tăng chỉ số octan, giảm ô nhiễm

và giảm cả mức tiêu thụ xăng (ngày nay gọi chung là các nhiên liệu sinh học)

Với tầm quan trọng của việc sản xuất ngô như vậy nên diện tích trồng ngô tăng lên rất nhiều, hình thành các vùng chuyên canh cây ngô 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 vào 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 hoá nước ta trong quá trình hội nhập

1.2 Quy trình công nghệ sản xuất ngô thành phẩm

Quy trình công nghệ sản xuất hạt ngô khi được hái khỏi cây đến khi thành phẩm

là qui trình tương đối phức tạp, phải trải qua nhiều công đoạn chế biến và gia công Trong mỗi công đoạn chế biến, thành phần của bắp ngô thì bị phá huỷ, mất mát 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 tuỳ thuộc vào trình độ kỹ thuật, công nghệ,

hệ thống thiết bị của từng nhà máy

1.2.1 Thu hoạch

Ngô sau khi đã già và đạt đủ độ cứng của hạt thì sẽ được thu hoạch Đó là lúc tinh bột và chất khô được tích lũy tối đa, khối lượng hạt được cao nhất, hạt chắc, khi phơi khô không bị nhăn Biểu hiện của ngô chín hoàn toàn là bẹ lá và lá chuyển màu vàng và chớm khô, râu ngô khô và đen, hạt cứng và có màu đặc trưng

Hình 1.6: Thu hoạch ngô

DUT.LRCC

Hiện nay công việc này ở nước ta chủ yếu được thực hiện thủ công Thông thường người ta tiến hành thu hoạch vào những ngày trời nắng để tránh ngô bẻ về bị

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

 Dùng chày, cây đập lên đống ngô đã được phơi khô cho cứng hạt Các hạt ngô 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 lạibằng tay

Hình 1.7: Tách hạt ngô thủ công ( bằng tay)

DUT.LRCC

Cả hai phương pháp này cho năng suất rất thấp, chỉ phù hợp với hộ sản xuất nhỏ

và có lao động nhàn rỗi

1.2.3.2 Tách hạt bằng máy

Ở nước ta chủ yếu dùng các loại máy sau:

 Máy tách hạt từ quả ngô đã được bóc vỏ loại máy này cho năng suất cao song phải tốn nhiều thời gian và nhân công bóc vỏ

 Máy tách hạt từ quả ngô còn nguyên vỏ loại máy này cho năng suất rất cao Giảm được thời gian và lượng nhân công nhiều

Ngoài ra còn có loại máy thu hoạch ngô có thể tiến hành đồng thời thu hoạch, bóc vỏ và tách hạt Loại máy này có rất nhiều ưu điểm song ở nước ta chưa chế tạo được phải nhập từ nước ngoài về nên giá thành rất đắt, chưa có nhiều ở nước ta

Hạt ngô sau khi tách sẽ được phơi khô và vận chuyển đến nơi chế biến thành thành phẩm

1.3 Giới thiệu quá trình tách hạt bằng máy

1.3.1 Mục đích

Mục đích tách hạt : Lấy hạt ra khỏi cùi ngô

Quy định và tiêu chuẩn hạt sau khi tách :

 Hạt không còn dính gốc liên kết cùi

 Khi tách không được làm vỡ hạt

DUT.LRCC

 Hạt chắc không lẫn lên các hạt lép

 Làm sạch các phần tử nhỏ

Hình 1.8: Hạt ngô đã được tách khỏi cùi

1.3.2 Đặc điểm của quá trình tách hạt

Tách hạt là khâu quan trọng, cần chọn sao cho khi bắp ngô đi qua bộ phận tách hạt phải tách được toàn bộ các hạt ngô không được có hạt sót lại, không gây hư hỏng hạt và không làm vỡ hạt Phương của lực tách ngô có thể theo các phương sau:

 Tách hạt ngô bằng lực hướng trục của bắp ngô

 Tách hạt bằng lực nén vào theo phương bán kính của bắp ngô

 Tách hạt ngô bằng lực có phương pháp tuyến với bắp ngô

 Tách hạt ngô bằng lực tác dụng có phương song song với trục bắp ngô

1.3.3 Các chỉ tiêu làm việc của máy tách hạt ngô

Các chỉ tiêu làm việc chính của máy tách hạt ngô:

 Chỉ tiêu chất lượng của máy bao gồm: tỉ lệ vỡ hạt, tỉ lệ sót hạt, tỉ lệ hạt theo lõi,

độ sạch của sản phẩm

 Chỉ tiêu năng lượng: cơ bản là chi phí năng lượng

 Chỉ tiêu kinh tế - kĩ thật của máy: năng suất chi phí trực tiếp và chi phí gián tiếp cho việc tách hạt, thời gian thu hồi vốn

DUT.LRCC

1.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm việc của trống tách hạt

Quá trình làm việc của cơ cấu tách hạt chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố: tính chất

cơ lí của bắp ngô ( độ ẩm, kích thước…), các thông số, kết cấu của buồng tách, các thông số động học ( vận tốc đỉnh răng… ) và chế độ cung cấp tải trọng

1.3.4.1 Ảnh hưởng của độ ẩm giữa hạt và lõi

Khi độ ẩm của hạt ngô và lõi tăng sẽ ảnh hưởng xấu đến quá trình tách hạt Bởi

vì, độ ẩm cao nên hạt khó tách ra khỏi lõi hơn do mối liên kết giữa hạt và lõi bền vững

và độ chặt giữa các hạt trên bắp ngô lớn hơn

1.3.4.2 Ảnh hưởng của vận tốc đỉnh răng

Khi tăng vận tốc đỉnh răng trống thì ngô sẽ được tách sạch hơn nhưng độ hư hỏng hạt lại cao hơn Ngược lại khi giảm vận tốc xuống độ hư hỏng hạt lại giảm nhưng

tỉ lệ sót hạt lại tăng Vận tốc đỉnh răng còn ảnh hưởng đến quá trình làm việc của bộ phận làm sạch là sàng và quạt Bởi vì, tăng vận tốc trống, độ vỡ hạt và lõi cao hơn, độ sạch của sản phẩm bị giảm và tỉ lệ hao hụt tăng

1.3.4.3 Ảnh hưởng của khe hở giữa đỉnh răng máng trống

Khe hở tẽ của máy trong tất cả các kết cấu đều được tính toán dựa vào kích thước của bắp ngô và lõi Khe hở này vần phải nhỏ hơn đường kính bắp ngô Khe hở này có ảnh hưởng trực tiếp đến tỉ lệ sót hạt, tỉ lệ vỡ hạt, tỉ lệ gãy lõi Khe hở tăng thì tỉ lệ hạt

vỡ giảm, tỉ lệ hạt sót tăng đồng thời chi phí năng lượng giảm

Khả năng thông qua của máy tách hạt được xác định bởi lượng thông qua của cả

bộ phận tách và cơ cấu sàng, quạt Giữ được tải trọng ở mức thích hợp thì các chỉ tiêu chất lượng làm việc đạt giá trị cao nhất

1.3.5 Phân loại

Trên thế giới hiện nay có rất nhiều loại máy tách hạt ngô khác nhau Có thể phân loại theo các phương pháp sau

1.3.5.1 Theo yêu cầu sản phẩm

Theo yêu cầu sản phẩm máy tách hạt ngô có thể chia làm 2 loại: loại tách ngô giống và tách ngô thương phẩm

 Loại máy tách ngô giống chỉ tách ngô đã bóc bẹ và được phơi, sấy giữ độ

ẩm của hạt xuống còn 18% - 20% Máy tách ngô giống thường dùng là: 6ML61 ( CH Pháp ), 2A (Hoa Kỳ) và TN-4M, TNG-4C (Việt Nam)…

DUT.LRCC

 Loại máy tách ngô thương phẩm thường dùng để tách hạt ngô đã được bóc

bẹ với độ ẩm cho phép cao hơn, nhưng gần đây đã xuất hiện nhưng loại máy tách được cả ngô chứa bóc bẹ có độ ẩm hạt cao

1.3.5.2 Theo khả năng di động của máy

Theo khả năng di động của máy, máy có thể chia ra các loại : máy cố định, máy bán cố định và máy tự hành

 Máy cố định thường được dùng trong các xưởng ché biến như máy MkπY-12, MkπY-30 ( CHLB Nga), Saksonia (CHLB Đức), các máy tách ngô giống TN-4M, TNG-4C (Việt Nam)…

 Máy bán cố định là máy có thể di chuyển trong khoảng cách ngắn trong khu vực xưởng

 Máy tách ngô tự hành là loại máy lắp sau máy kéo hoặc dùng sức kéo của động cơ để di chuyển trên đường Các loại máy này dễ dàng di chuyển đến vùng nguyên liệu để tách ngô

1.3.5.3 Theo cách cấp liệu

Theo cách cấp liệu máy tách hạt ngô có thể chia làm các loại: cấp liệu thủ công

và cấp liệu cơ giới

 Cấp liệu thủ công thường là các loại máy có suất thấp và trung bình từ 2-8 tạ/h

 Máy cấp bằng cơ giới là các loại máy có năng suất cao trên 10 tạ/h Các máy này thường làm việc trong các dây chuyền sản xuất

Thông thường người ta thường phân loại theo nguyên lí làm việc của bộ phận tách hạt Theo cách phân loại này có các lọai máy: Máy tách hạt theo nguyên lí trục vít

- ống vít, máy tách hạt theo nguyên lí phân li dọc trục

DUT.LRCC

Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ TÁCH HẠT NGÔ

VÀ XÂY DỰNG SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC MÁY

2.1 Giới thiệu về công nghệ tách hạt ngô

2.1.1 Thông số một số máy tách hạt ngô hiện nay

tốc độ 1200 vòng/phút, kẹp chặt bắp ngô và tách hạt ra khỏi lõi sau đó đẩy hạt và lõi ra ngoài theo các của khác nhau mang lại năng suất cao

Sử dụng máy tách hạt ngô HMTN-07 có bộ phận sàng rung chịu trách nhiệm lọc các lớp bụi bẩn trên hạt ngô, cho thành phẩm chất lƣợng Hạt ngô sau khi tách còn nguyên vẹn, không bị dập nát và sạch vỏ lên đến 98%

Máy có thiết kế dạng bánh xe dạng lái giúp bạn di chuyển dễ dàng và thuận tiện,

2.1.1.3 Máy tách hạt ngô buồng đứng TN08

Khả năng tách hạt ngô đa dạng tất cả các kích thước lớn nhỏ khác nhau

Hình 2.3: Máy tách hạt ngô buồng đứng TN08

2.1.1.4 Máy tách hạt ngô 37A750W loại 2 cửa nạp

Máy sử dụng động cơ 750W, chạy nguồn điện sinh hoạt 220V

Máy có thiết kế nhỏ gọn, độ bền cao, hoạt động ổn định Trọng lượng của máy nhẹ chỉ 20 kg nên người dùng có thể dễ dàng di chuyển trong quá trình sử dụng và bảo quản

DUT.LRCC

Hình 2.4: Máy tách hạt ngô 37A750W loại 2 cửa nạp

2.1.2 Các phương pháp tách hạt ngô hiện nay

2.1.2.1 Máy tách hạt theo nguyên lí trục vít - ống vít

Máy tách hạt dùng nguyên lý trục vít ống vít, loại máy này dùng trục vít để vừa phá vỡ liên kết giữa hạt và cùi vừa vận chuyển hạt đi ra ngoài ống bao, cùi thì được phóng ra miệng thoát Loại máy này cho năng suất khá cao, kết cấu đơn giản dễ chế tạo dễ vận hành Song nó có nhược điểm là ngô phải được bóc vỏ trước khi sạc nên tốn nhiều công lao động, ngô cần phải có độ ẩm thấp thì tách mới cho năng suất khá cao

Nguyên lý làm việc :

Động cơ (1) truyền chuyển động đến trục vít (4) qua bộ truyền đai thang (2) Trái ngô được đưa vào qua máng (3),trục xoay nó vừa vận chuyển trái ngô ,vừa ép ngô vào ống vít ,lực ép của trục vít ép hạt ngô văng ra khỏi cùi,cùi sẽ bị trục vít đẩy xuống cuối ống và đánh văng ra ngoài, Hạt ngô sau khi tách sẽ rớt xuống máng (9) và chảy ra ngoài, còn cùi ngô theo máng (7) rớt ra ngoài

2.1.2.2 Máy tách hạt theo nguyên lí phân li dọc trục

Máy tách hạt dùng nguyên lý phân ly dọc trục: ngô nguyên vỏ được đưa từ bàn cấp liệu vào cửa vào Trong quá trình làm việc, ngô sẽ nằm giữa các khoảng của vít xoắn và răng trống tách Dưới tác động của trống tách, ngô sẽ chuyển động dọc theo trục trống đồng thời xoay quanh trục của nó tạo ra lực trượt trên hạt Quá trình tách hạt xãy ra giống như tách bằng tay Hạt được tách lọt qua máng 5 rơi xuống sàn lỗ tròn 6, được làm sạch bằng quạt thổi rồi theo cửa ở phần gom hạt, rơi vào thùng hứng; lõi và

bẹ bắp được hắt qua cửa Loại máy này mang những ưu điểm của loại máy trên ngoài

ra nó còn có các ưu điểm hơn máy trên là:

 Ngô không cần phải bóc vỏ

 Năng suất cao hơn góp phần thu hoạch đúng thời vụ, giảm chi phí sản xuất, tổn thất khi thu hoạch

 Yêu cầu độ ẩm không cần thấp lắm (< 39%), ngô sau khi hái về có thể tách được ngay

Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lí máy tách hạt ngô theo nguyên lý phân ly dọc trục.

Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lí máy tách hạt ngô theo nguyên lý phân ly dọc trục.

8- Bộ phận gom bổi 9- Cửa ra hạt

DUT.LRCC

Hình 2.8: Sơ đồ cấu tạo máy liên hợp TBN-02.

1 Mũi rẽ;

2 Xích gạt;

3 Trục bẻ ngô;

4 Cơ cấu nâng hạ;

5 Băng tải dài;

6 Thùng chứa ngô;

7 Phay băm thân cây;

8 Bánh phay đỡ;

9 Cơ cấu điều chỉnh độ sâu;

10 Khung treo sau;

11 Khung đỡ giữa;

12 Khung treo trước

Tất cả các bộ phận thông qua khung treo trước, khung treo sau và hộp số truyền chuyển động từ trục thu công suất liên kết với máy kéo thành một thể thống nhất tạo thành máy liên hợp thu hoạch ngô

Nguyên lí làm việc: bộ phận vơ gạt (1) ở phía trước bàn bẻ ngô sẽ dẫn vào giữa hàng cắt, sau đó xích gạt (2) gạt về phía sau và trục bẻ ngô (3), trục bẻ ngô (3) của máy là một đôi trục bề mặt lắp móng lồi xoắn quay ngược chiều nhau, tâm trục của nó tạo với mặt phẳng nằm ngang một góc 35 độ Khi cây được đưa vào giữa 2 trục bẻ bắp, bị 2 trục kéo xuống theo chiều ra phía sau, bắp ngô do to hơn thân cây nên không thể lọt qua khe hở giữa hai trục, bị móng trục giữ chặt và bẻ gãy, sau rơi vào rãnh băng tải ngắn rồi chuyển tới băng tải dài (5) Băng tải lắp xích có mấu gạt kéo ngô đổ vào thùng chứa (6) phía sau máy kéo, thân cây ngô chuyển động ra phía sau bị phay cuốn

và băm nhỏ rải trên ruộng Như vậy máy liên hợp cùng một lúc thực hiện các công đoạn bẻ ngô, chuyển tải, đổ vào thùng chứa và băm nhỏ thân cây rải xuống ruộng

DUT.LRCC

2.2 Lựa chọn nguyên lí làm việc và chọn sơ đồ động

2.2.1 Lựa chọn nguyên lí làm việc

 Lựa chọn nguyên lí làm việc cho bộ phận tách hạt

Để phù hợp với thực tế sản xuất chế tạo máy từ các yêu cầu như:

 Khi tách 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

Từ đó chọn máy tách hạt làm việc theo nguyên lý phân ly dọc trục Phương pháp này cho kết cấu máy đơn giản, dễ chế tạo và sữa chữa thay thế, dễ vận hành và di chuyển, giá thành sản xuất thấp, nhanh thu hồi vốn phù hợp với điều kiện thực tế của đất nước Việt Nam chúng ta

 Lựa chọn nguyên lí làm việc cho bộ phận sàng

Để phù hợp với yêu cầu phân loại hạt từ thực tế ta có các yêu cầu sau:

 Hạt chắc không được lẫn với hạt lép, hạt bị vỡ

 Cơ cấu phải đơn giản, dễ điều chỉnh

Từ đó ta chọn sàng làm việc là sàng lắc thông qua bộ truyền đai thang và cữ lắp vào trục sàng

2.2.2 Xây dựng sơ đồ động học máy

Nguyên lí hoạt động: Ngô được đưa vào từ phễu cấp liệu (7) Trong quá trình làm việc, ngô sẽ nằm giữa các răng trống tách (8) Dưới tác động của trống tách, ngô

sẽ chuyển động dọc theo trục trống đồng thời xoay quanh trục của nó tạo ra lực trượt trên hạt Hạt được tách lọt qua lỗ rơi xuống sàng lắc (11), rồi theo cửa (13) ở phần gom hạt, rơi vào thùng hứng; lõi ngô được đẩy ra cửa (10) ra ngoài

DUT.LRCC

131

9

5

11

126

DUT.LRCC

Chương 3: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CHO MÁY

F : tiết diện cửa thông nguyên liệu

V : vận tốc của quả ngô qua cửa thông

h: khoảng cách quả ngô bắt đầu rơi đến cơ cấu nạp, chọn h = 0,3

Vì ta thiết thiết kế cửa nạp nguyên liệu có tiết diện mặt cắt là hình chữ nhật nên ta có:

Động cơ điện đƣợc chọn sao cho trong quá trình làm việc có thể sử dụng hết công suất của bản thân nó, nhƣng phải thỏa mãn 3 điều kiện :

- Động cơ không phát nóng quá nhiệt độ cho phép

- Có khả năng quá tải trong thời gian ngắn

- Có mômen mở máy đủ lớn để thắng mômen cản ban đầu phụ tải khi mới khởi động

3.2.1 Công suất làm việc của trống tách hạt

Theo công thức năng suất ta có :

Q = 47.D2.S.n.k ( Công thức XVII-16, Tài liệu [8])

Giả thiết lực đập của trống tách là: P = 150 N

DUT.LRCC

Vận tốc của trống tách hạt là:

Công suất làm việc của trống tách hạt là:

Công suất cần thiết của động cơ cung cấp cho trống tách:

- : Hiệu suất làm việc của ổ lăn

- : Hiệu suất làm việc của bộ truyền đai

3.2.2 Công suất làm việc của sàng

Khả năng làm việc của sàng đƣợc xác định theo diện tích của sàng và lƣợng cung cấp vào sàng Diện tích của sàng cũng đƣợc xác định giữa bề rộng và chiều dài của sàng

 Thiết kế sàng:

Bề rộng của sàng nhỏ hơn bề rộng bộ phận tách hạt một ít: bs = 0,77m

Chiều dài của sàng đƣợc xác định : ls=1m

Vậy diện tích của sàng lắc là: F = bs.ls= = 0,77 1 = 0,77 m 2



DUT.LRCC

3.2.3 Công suất của quạt

Theo giáo trình “Bơm, quạt, máy nén trong công nghiệp” của tác giả GS.TSKH Nguyễn Minh Tuyển, nhà xuất bản xây dựng 2005

Theo hệ số cao tốc quạt mẫu ở đây có áp lực 15 mm cột nước và có công suất

có ns > 1500 vòng/phút, quạt có vận tốc trung bình với ns = 800 -1400 vòng/phút, quạt

có vận tốc chậm với ns = 500 -700 vòng/phút, quạt rất chậm với ns < 500 vòng/phút Vậy dựa theo hệ số cao tốc và yêu cầu của đề tài, ta chọn quạt gió có vận tốc trung bình với ns = 800 -1400 vòng/phút (ta chọn ns = 1400 vòng/phút)

DUT.LRCC

Ta tính được số vòng quay của quạt

n = ( )

)

= 1164 vòng/phút

Công suất của quạt

Nếu bỏ qua sự biến đổi khối lượng riêng của khí, thì công suất cần thiết của quạt xác định theo công thức:

N =

(công thức 3-7 trang 168) Trong đó :

N : Công suất của quạt

Q : Năng suất của quạt 1m3/s H: áp lực, mm cột nước g: gia tốc trọng trường 10m/s2

: hiệu suất chung, = 0.4-0.6 (chọn bằng 0,5)

N =

= 0,15 kW

 Tổng công suất cần thiết của động cơ:

N = 1,27 + 0,4+0.15 = 1,79 kW Dựa vào các thông số tính toán ở trên, để phù hợp với yêu cầu ta chọn động cơ loại động cơ điện che kín, có quạt gió, tốc độ 1450 (v/ph), công suất 2,2 kW

3.3 Phân phối tỉ số truyền

Việc phân phối tỉ số truyền có ý nghĩa rất quan trọng, nó quyết định đến kích thước cũng như khối lượng của máy

3.3.1 Phân phối tỉ số truyền cho trống tách

 Số vòng quay của động cơ: nđc= 1450 (v/ph)

 Số vòng quay của trục trống tách: ntr = 647 (v/ph)

Do truyền động cho trống tách là truyền động đai thang từ puli động cơ lên puli trống tách, nên tỉ số truyền của trống tách là:

DUT.LRCC

3.3.2 Phân phối tỉ số truyền cho sàng

 Số vòng quay của cữ lắc của sàng: ns= 200 (v/ph)

 Số vòng quay của trục trống tách: ntr = 647 (v/ph)

Do truyền động cho sàng là truyền động đai thang từ puli trống tách xuống puli sàng, nên tỉ số truyền của là:

3.3.3 Phân phối tỷ số truyền cho quạt gió

 Số vòng quay của quạt gió : ns= 1164 (v/ph)

 Số vòng quay của động cơ : ntr = 1450 (v/ph)

Do truyền động cho quạt là truyền động đai thang từ puli động cơ lên puli quạt, nên tỉ số truyền của là:

3.3.4 Bảng tóm tắt thông số của máy

Bảng 3.1 Thông số của máy Trục

3.4 Phương án lựa chọn cơ cấu truyền động

- Ma sát sinh ra giữa hai bề mặt được xác định bằng công thức :

Fms = f.N Như vậy, để có lực ma sát thì cần thiết cần phải có lực pháp tuyến Trong bộ truyền đai, để tạo lực pháp tuyến thì phải tạo lực căng đai ban đầu, ký hiệu là F0

- Có thể truyền động giữa các trục cách xa nhau (<15m)

- Làm việc êm, không gây ồn nhờ vào độ dẽo của đai nên có thể truyền động với vận tốc lớn

- Nhờ vào tính chất đàn hồi của đai nên tránh được dao động sinh ra do tải trọng thay đổi tác dụng lên cơ cấu

- Nhờ vào sự trượt trơn của đai nên đề phòng sự quá tải xảy ra trên động cơ

- Kết cấu và vận hành đơn giản

Nhược điểm:

- Kích thước bộ tuyền đai lớn so với các bộ truyền khác: xích, bánh răng

- Tỉ số truyền thay đổi do hiện tượng trượt trơn giữa đai và bánh đai (ngoại trừ đai răng)

- Tải trọng tác dụng lên trục và ổ lớn (thường gấp 2-3 lần so với bộ truỵền bánh răng) do phải có lực căng đai ban đầu (tạo áp lực pháp tuyến lên đai tạo lực ma sát)

- Tuổi thọ của bộ truyền thấp

 Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng:

Ưu điểm:

- Không có hiện tượng trượt như bộ truyền đai, có thể làm việc khi có quá tải đột ngột, hiệu suất cao

- Không đòi hỏi phải căng xích, nên lực tác dụng lên trục và ổ nhỏ hơn

- Kích thước bộ truyền nhỏ hơn bộ truyền đai nếu cùng công suất

- Góc ôm không có ý nghĩa như bộ truyền đai nên có thể truyền cho nhiều bánh xích bị dẫn

Nhược điểm:

- Bản lề xích bị mòn nên gây tải trọng động, ồn

- Có tỉ số truyền tức thời thay đổi, vận tốc tức thời của xích và bánh bị dẫn thay đổi

- Phải bôi trơn thường xuyên và phải có bánh điều chỉnh xích

- Mau bị mòn trong môi trường có nhiều bụi hoặc bôi trơn không tốt

Phạm vi sử dụng:

- Truyền công suất và chuyển động giữa trục có khoảng cách xa, cho nhiều trục đồng thời trong trường hợp n < 500v/p

- Công suất truyền thông thường < 100 kW

- Tỉ số truyền < 6, hiệu suất 0,95 0,97

+ Theo sự phân bố giữa các trục:

Truyền động giữa các trục song song: bánh răng trụ

- Truyền động giữa các trục cắt nhau: bánh răng côn

- Truyền động giữa hai trục chéo nhau: bánh răng côn xoắn, trụ xoắn

+ Theo sự phân bố giữa các răng trên bánh răng

DUT.LRCC