Thiết kế và chế tạo máy tách vỏ hạt sen

Nhóm đã tìm hiểu các phương pháp bóc vỏ hạt sen, qua đó nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình máy tách vỏ hạt sen nhằm nâng cao năng suất, chất lượng sảm phẩm, đáp ứng kịp thời yêu cầu

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn: PGS.TS LÊ CUNG

Sinh viên thực hiện: TRỊNH THANH LÂM

Đà Nẵng, 2019

Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy tách vỏ hạt sen

Sinh viên thực hiện: Trịnh Thanh Lâm

Số thẻ SV: 101150126 Lớp: 15C1C

Tóm tắt nội dung:

Nước ta hiện nay đang trong quá trình phát triển mạnh mẽ sau khi đã là thành viên của tổ chức kinh tế thế giới (WTO) Đất nước có nguồn gốc là một nước nông nghiệp nên những ngành kinh tế nông nghiệp cũng phát triển với xu hướng ứng dụng khoa học kĩ thuật vào trong ngành nông nghiệp Trong đó ngành sản xuất và chế biến hạt sen đã đóng góp giá trị kinh tế khá lớn cho đất nước Trước xu hướng đó đòi hỏi khoa học kĩ thuật phải ứng dụng vào ngành chế biến hạt sen để đáp ứng nhu cầu xuất khẩu nhân hạt sen ra thế giới

Nhóm đã tìm hiểu các phương pháp bóc vỏ hạt sen, qua đó nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình máy tách vỏ hạt sen nhằm nâng cao năng suất, chất lượng sảm phẩm, đáp ứng kịp thời yêu cầu của thị trường Quá trình nghiên cứu và chế tạo gồm các bước sau:

- Tìm hiểu về cấu tạo hạt sen

- Tìm hiểu, so sánh các phương pháp tách hạt sen

- Chọn phương án tối ưu

- Tính toán, lựa chọn các thông số kĩ thuật của máy

- Tính toán sức bền, thiết kế kết cấu của máy

- Chế tạo mô hình, chạy thử, khắc phục lỗi

DUT.LRCC

KHOA CƠ KHÍ

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: Trịnh Thanh Lâm Số thẻ sinh viên: 101150126 Lớp: 15C1C Khoa:Cơ khí Ngành: Công nghệ chế tạo máy

1 Tên đề tài đồ án: Thiết kế và chế tạo máy tách vỏ hạt sen

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:

 Nguyên liệu: hạt sen tươi

 Năng suất: 25-30kg/h

4 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

 Tổng quan về hạt sen, tình hình sản xuất hạt sen, cơ lý tính của hạt sen…

 Phân tích phương án và lựa chọn phương án thiết kế

 Tính toán, lựa chọn các thông số kỹ thuật cơ bản của máy thiết kế

 Tính toán sức bền, thiết kế kết cấu toàn máy

 Hướng dẫn lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng

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

 Bản vẽ các phương án máy, sơ đồ động của máy thiết kế (1A0)

 Bản vẽ 3D kết cấu toàn máy (1A0)

 Bản vẽ lắp chung toàn máy (1A0)

 Bản vẽ một số cụm chi tiết chủ yếu (1A0)

6 Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS Lê Cung

7 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: …… /……./201…

8 Ngày hoàn thành đồ án: …… /……./201…

Đà Nẵng, ngày tháng năm 201

Trưởng Bộ môn ……… Người hướng dẫn

DUT.LRCC

Trong những năm gần đây, chúng ta đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp mới dựa trên nền tảng của các ngành khoa học cơ sở, một trong những ngành đó chính là ngành Cơ khí Là một ngành đã ra đời từ lâu với nhiệm vụ thiết kế và chế tạo máy móc phục vụ cho các ngành công nghiệp khác, do vậy ngành đòi hỏi kỹ sư và cán bộ ngành phải tích lũy đầy đủ, không ngừng nâng cao vốn kiến thức của mình, và quan trọng nhất là phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong quá trình sản xuất thực tiễn

Trong chương trình đào tạo kỹ sư Cơ khí tại Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, sinh viên được trang bị rất nhiều kiến thức cơ sở của ngành Công nghệ chế tạo máy Nhằm mục đích cụ thể hóa và thực tế hóa những kiến thức mà sinh viên được trang bị, nhà trường đã đưa vào chương trình đào tạo học phần đồ án tốt nghiệp cho sinh viên năm cuối, giúp sinh viên tổng hợp được tất cả các kiến thức đã được học ở trường và

và vận dụng những kiến thức đó vào thực tế sau khi ra trường Qua một thời gian tìm

hiểu cùng với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Lê Cung, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Thiết kế và chế tạo máy tách vỏ hạt sen” Với kiến thức được trang

bị và quá trình tìm hiểu các tài liệu có liên quan và cả trong thực tế, em đã cố gắng hoàn thành theo yêu cầu, tuy nhiên không tránh khỏi những sai sót ngoài ý muốn do thiếu kinh nghiệm, em mong thầy cô góp ý

Để hoàn thành xong đồ án tốt nghiệp này em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến thầy Lê Cung là giáo viên hướng dẫn đã tận tình giúp đỡ, truyền đạt các kiến thức bổ ích về lý thuyết lẫn thực tiễn và cung cấp những tài liệu liên quan cũng như động viên chúng em hoàn thành đồ án Em cũng chân thành cảm ơn đến các thầy trong xưởng Cơ khí đã tạo điều kiện và hỗ trợ em trong quá trình chế tạo mô hình Em cảm ơn Nhà trường và thầy cô trong khoa Cơ khí đã truyền đạt những kiến thức bổ ích trong những năm qua để sau này có thể vận dụng trong thực tế

Em xin chân thành cảm ơn

DUT.LRCC

Em: Trịnh Thanh Lâm xin cam đoan:

- Đồ án tốt nghiệp là thành quả từ sự nghiên cứu hoàn toàn thực tế trên cơ sở các

số liệu thực tế và được thực hiện theo sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn

- Đồ án tốt nghiệp hoàn toàn mới, là thành quả của nhóm em

- Mọi tài liệu tham khảo sử dụng trong đồ án đều được trích dẫn các nguồn trong mục tài liệu tham khảo

- Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm liêm chính học thuật em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Sinh viên thực hiện {Chữ ký, họ và tên sinh viên}

DUT.LRCC

Tóm tắt

Nhiệm vụ đồ án

Lời nói đầu và cảm ơn i

Lời cam đoan liêm chính học thuật ii

Mục lục iii

Danh sách các bảng biểu, hình vẽ và sơ đồ v

Danh sách các cụm từ viết tắt vi

Trang CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HẠT SEN 1

1.1. Cây sen 1

1.1.1 Lịch sử nguồn gốc. 1

1.1.2 Đặc điểm. 2

1.2 Hạt sen 3

1.2.1 Giới thiệu. 3

1.2.2 Tình hình phát triển hạt sen trên thế giới. 4

1.2.3 Một số sản phẩm từ hạt sen. 5

1.2.4 Thu hoạch và chế biến hạt sen. 6

1.2.4.1 Thu hoạch. 6

1.2.4.2 Chế biến hạt sen. 7

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 10

2.1 Yêu cầu nhiệm vụ thiết kế. 10

2.2 Các phương pháp bóc vỏ hạt sen. 10

2.2.1 Phương pháp cắt vỏ. 10

2.2.2 Phương pháp cạo xước vỏ. 11

2.2.3 Phương pháp dùng râu đánh. 12

2.3 Chọn phương án thiết kế. 13

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA MÁY THIẾT KẾ 15

3.1 Chọn các thông số cơ bản. 15

3.2 Tính toán công suất và chọn động cơ. 15

3.3 Phân phối tỉ số truyền. 19

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN SỨC BỀN, THIẾT KẾ KẾT CẤU TOÀN MÁY 21

DUT.LRCC

4.1.1 Chọn vật liệu. 21

4.1.2 Tính toán và kiểm nghiệm. 21

4.1.3 Thiết kế các trục hộp giảm tốc. 24

4.1.3.1 Đối với trục 1. 25

4.1.3.2 Đối với trục 2. 26

4.1.3.3 Kiểm nghiệm trục. 27

4.1.3.4 Chọn then. 29

4.2 Tính toán và thiết kế bộ truyền đai thang. 30

4.3 Tính toán và thiết kế bộ truyền xích. 32

4.4 Tính toán và thiết kế trục băng tải. 35

4.4.1 Đối với trục 1. 36

4.4.2 Đối với trục 2. 37

4.4.3 Đối với trục 3. 38

4.4.4 Kiểm nghiệm trục. 40

4.4.5 Chọn then trục của máy. 42

4.5 Thiết kế bộ phận cấp hạt. 43

4.6 Thiết kế bộ phận công tác. 44

4.7 Thiết kế lắp ráp, chế tạo và lắp ráp mô hình. 45

4.8 Sơ đồ mạch điện. 53

CHƯƠNG 5 : LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY 54

5.1 Yêu cầu về lắp đặt. 54

5.2 Yêu cầu về vận hành. 54

5.3 Yêu cầu về bảo dưỡng. 54

KẾT LUẬN 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO 56

DUT.LRCC

HÌNH 1.1 Cây sen

HÌNH 1.2 Hạt sen

HÌNH 1.3 Một số sản phẩm từ hạt sen

HÌNH 1.4 Sen vừa thu hoạch xong

HÌNH 1.5 Hạt sen sau khi tách khỏi ngó sen

HÌNH 1.6 Nhân sen thành phẩm

HÌNH 2.1 Phương pháp cắt vỏ

HÌNH 2.2 Phương pháp cạo xước vỏ

HÌNH 2.3 Phương pháp dung râu đánh

HÌNH 2.4 Sơ đồ động của máy

HÌNH 3.1 Sơ đồ đặt lực căng băng tải

HÌNH 3.2 Sơ đồ đặt lực tiếp tuyến bộ phận công tác

HÌNH 3.3 Sơ đồ đặt lực ma sát hạt sen với băng tải

HÌNH 4.1 Biểu đồ nội lực trục 1 hộp giảm tốc

HÌNH 4.2 Biểu đồ nội lực trục 2 hộp giảm tốc

HÌNH 4.3 Biểu đồ nội lực trục 1 của máy

HÌNH 4.4 Biểu đồ nội lực trục 2 của máy

HÌNH 4.5 Biểu đồ nội lực trục 3 của máy

KÝ HIỆU:

…….……

…….……

…….……

…….……

…….……

…….……

CHỮ VIẾT TẮT: …….……

…….……

…….……

…….……

DUT.LRCC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HẠT SEN

1.1 Cây sen

1.1.1 Lịch sử nguồn gốc

Sen có nguồn gốc ở Châu Á, xuất phát từ Ấn Độ (Makino, 1979), sau đó lan qua Trung Quốc,Việt Nam và vùng Đông Bắc Úc Châu Sen là loại thuỷ sinh được tiêu thụ mạnh khắp Châu Á Lá, bông, hạt, củ đều là những bộ phận có thể ăn được Riêng bông sen được sử dụng trong nhiều lễ hội ở các nước Châu Á Tuy nhiên, củ và hạt sen lại có thị trường lớn nhất so với bộ phận khác của cây sen

Sen là biểu tượng của sự thịnh vượng, thiêng liêng và bất tử của nhiều nền văn hoá

ở các nước Châu Á Hàng ngàn năm trước, bông sen là biểu tượng chính của nhiều tôn giáo ở Châu Á Đạo phật xem bông sen là biểu tượng cao nhất của sự tinh khiết, hoà bình, từ bi và vĩnh hằng (William, 1998 )

Sen là một trong những cây trồng giữ vai trò hết sức quan trọng ở một số tỉnh ở Việt Nam.Sen dược trồng nhiều nhất ở Đồng Tháp Mười So sánh hiệu quả kinh tế giữa cây sen với các cây trồng khác như lúa, bắp, đậu nành, 1 ha sen tăng khoảng 2 lần so với 1

ha lúa

Hiện nay các sản phẩm của sen như: hạt sen bóc vỏ lụa, loại bỏ tim sen đông lạnh xuất khẩu sang Đài Loan đây là chủ lực trong chế biến sản phẩm sen; chế biến hước hạt sen đóng chai; chế biến hạt sen đóng hộp; chế biến sản phẩm ăn liền từ hạt sen như sen luột, sấy…

Sen có tên khoa học: Nelumbo Nucifera Là một loài thực vật thuỷ sinh thân thảo sống lâu năm thuộc chi sen Trong thời kỳ cổ đại nó đã từng là loại cây mọc phổ biến dọc theo bờ sông Nin ở Ai Cập cùng với một loài hoa súng có quan hệ họ hàng gần gũi

có tên gọi dài dòng là hoa sen xanh linh thiêng sông Nin (Nymphaea caerulea); và hoa, quả cũng như các đài hoa của cả hai đã được họa lại khá rộng rãi như là một kiểu kiến trúc ở những nơi cần các hình ảnh linh thiêng Người Ai Cập cổ đại sùng kính hoa sen

và sử dụng nó trong các nghi thức tế lễ Từ Ai Cập nó đã được đem đến Assyria và sau

đó được trồng rộng rãi khắp các vùng Ba Tư, Ấn Độ và Trung Quốc Nó cũng có thể là loài cây bản địa ở khu vực Đông Dương, nhưng ở đây có sự nghi vấn về điều này Năm 1787, lần đầu tiên nó được đưa tới Tây Âu như một loài hoa súng dưới sự bảo trợ của Joseph Banks và có thể thấy được trong các vườn thực vật hiện nay mà ở đó có sự cung cấp nhiệt Ngày nay nó hiếm hoặc đã tuyệt chủng tại châu Phi nhưng lại phát triển mạnh ở miền nam châu Á và Australia

DUT.LRCC

Hình 1.1 Cây sen

1.1.2 Đặc điểm

Sen là loài thực vật thủy sinh, rể, thân, cuốn lá đều nằm dưới mặt nước, chỉ

có phiến lá nằm ngay mặt nước và cuốn hoa vươn khỏi mặt nước

- Thân: Thân sen là thân ngầm dạng củ mọc trong bùn, còn được gọi là củ sen

Củ có hình thuôn dài, thịt củ màu trắng, ăn được, có nhiều ngăn trống xếp theo vòng đồng tâm với trục củ

- Rể: Rể mọc từ củ sen hoặc từ đốt rể, có nhiều nhánh mọc lan tỏa trong bùn

- Lá: Gồm có cuốn lá hình trụ mọc từ thân ngầm, có nhiều gai, nằm trong nước Phiến lá to hình tròn đường kính 30-60 cm, góc lõm, mọc vươn khỏi mặt nước

- Hoa: Hoa thường mọc trên các thân to và nhô cao vài mươi cm phía trên mặt nước Có nhiều giống sen được trồng, với màu hoa dao động từ màu trắng như tuyết tới màu vàng hay hồng nhạt

- Quả: Là gương sen xốp, có 10-20 hạt đính trong thịt quả, quả nhô khỏi mặt nước

- Hạt: Hình thuôn ngắn, kích thước 10x 15 cm

Thân rễ của sen hồng mọc trong các lớp bùn trong ao hay sông, hồ còn các lá thì nổi ngay trên mặt nước Các thân già có nhiều gai nhỏ Hoa thường mọc trên các thân to và nhô cao vài cm phía trên mặt nước Thông thường sen có thể cao tới 1,5 m và có thể phát triển các thân rễ bò theo chiều ngang tới 3 m, một vài nguồn chưa kiểm chứng được cho biết nó có thể cao tới trên 5 m Lá to với đường kính

DUT.LRCC

tới 60 cm, trong khi các bông hoa to nhất có thể có đường kính tới 20 cm Có nhiều giống sen được trồng, với màu hoa dao động từ màu trắng như tuyết tới màu vàng hay hồng nhạt Nó có thể chịu được rét tới khu vực 5 theo phân loại của USDA Loài cây này có thể trồng bằng hạt hay thân rễ

1.2 Hạt sen

1.2.1 Giới thiệu

Bông sen không hề xa lạ gì với người dân nước ta, từ xưa đến nay loại hoa thanh cao “gần bùn mà chẳng hôi tanh mùi bùn” ấy đã gắn liền với người dân Hiếm có loại hoa nào mà từ gốc đến rễ, thân, lá, hoa… đều có thể sử dụng được như sen Hoa sen thì dâng Phật; lá sen thì làm cơm hấp hay rửa sạch, thái vụn, sắc kỹ lấy cốt nấu cháo với gạo và đậu xanh; ngó sen ăn uống, hầm gà, làm nộm; hương sen ướp chè… Nhưng

Theo số liệu công bố trên tạp chí Dinh dưỡng của Mỹ thì hạt sen rất giàu hàm lượng protein, magie, kali và phốt pho, trong khi đó hàm lượng mỡ bão hòa, natri và cholesterol lại rất thấp Cụ thể, 100gr hạt sen có chứa 350 calo, 63-68 gr carbohydrate, 17-18gr protein, nhưng chỉ có 1,9-2,5gr mỡ, còn lại là các thành phần khác như: nước (13%), khoáng chất (chủ yếu là natri, kali, canxi, phốt pho) Trung bình, cứ một ao-xơ hạt sen khô (28 gr) cung cấp khoảng 5gr protein chất lượng cao, ngoài ra còn giàu chất

xơ lại không chứa đường, hương vị thơm ngon hợp với sở thích của nhiều người

DUT.LRCC

Hình 1.2 Hạt sen

1.2.2 Tình hình phát triển hạt sen trên thế giới

 Diện tích và thị trường sen trên thế giới:

Sen được trồng nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là Ấn Độ, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, các nước Đông Nam Á, Nga và một số nước Châu Phi Sen cũng được trồng ở Châu Âu và Châu Mỹ nhưng với mục đích trang trí hơn là thực phẩm

Trung Quốc:

Sen được trồng ở Trung Quốc ít nhất từ thế kỷ XII, trước Công Nguyên (Herklot, 1972) Sen và củ được dùng làm thực phẩm hơn 3.000 năm (Liu, 1994; Herklot, 1972) Sen được trồng khắp Trung Quốc, đặc biệt ở những tỉnh có nhiều ao hồ kênh rạch Diện tích trồng sen của Trung Quốc trên 140.000 ha (Liu, 1994), năng suất sen bình quân 22,5 tấn củ/năm Sản lượng trên 3 triệu tấn củ/năm Thời vụ thu hoạch củ sen của Trung Quốc kéo dài từ tháng 8 đến tháng 3 năm sau

Có 3 loại sen được trồng ở Trung Quốc tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng Có những giống chuyên cho gương hay hạt sen (Lian-zi, Lian-mi)có những giống cho bông (Lian-hua, Her-ha) và có những giống cho củ sen (Lian-ngau, Ou-han) Trong những giống cho củ có màu sắc, hàm lượng tinh bột trong hạt sen và chịu được các mực nước khác nhau Ở viện nghiên cứu thực vật Wuban, Trung Quốc có 125 giống sen trồng được sử dụng để nghiên cứu

Đài Loan:

DUT.LRCC

Thị trường bán sỉ hạt sen của Đài loan rất mạnh, giá hạt sen cao gấp đôi so với giá

củ sen, trong khi sản lượng hạt của Đài Loan chỉ bằng 5% sản lượng củ sen Thời vụ thu hoạch củ sen của Đài Loan kéo dài từ tháng 6 đến tháng 11, tập trung vào tháng 8 Sản lượng củ sen tiêu thụ ở Đài Loan giảm từ 750 tấn năm 1987 xuống còn 600 tấn năm 1993 nhưng giá củ sen tăng từ 25 – 30 Đài Tệ/kg (0,9-1,1 USD/kg) lên 55 đài tệ/kg (2 USD/kg) trong cùng thời gian trên (27,5 đài tệ tương đương 1 USD năm 1997)

 Sản xuất sen tại Việt Nam:

Thời điểm này các cơ sở chế biến hạt sen ở thành phố Hưng Yên đang hoạt động nhộn nhịp Từ nhiều năm nay ở đây có khoảng hơn 100 cơ sở chế biến, tạo việc làm cho cho khoảng 3.000 lao động địa phương có thu nhập ổn định

Bình quân mỗi cơ sở chế biến từ 10 đến 20 tấn hạt sen/tháng, thu hút khoảng 30 đến

50 lao động Nguyên liệu chính là hạt sen thô được lấy từ các tỉnh phía Nam về chế biến qua các khâu chà, bóc vỏ, thông tâm, làm trắng hạt, phân loại và xuất bán đi khắp các tỉnh trong nước

Gần đây một số cơ sở còn xuất khẩu sang cả thị trường khu vực Đông Nam Á như: Thái Lan, Malaixia, Singapo và Trung Quốc mang lại thu nhập cao và tạo việc làm cho nhiều lao động địa phương Điển hình như cơ sở chế biến của anh Trịnh Văn Kiểm ở

xã Hồng Nam Bình quân mỗi năm cơ sở này xuất bán được từ 150 đến 200 tấn, cho doanh thu hàng chục tỷ đồng và tạo việc làm cho trên 200 lao động nông nhàn tại địa phương

1.2.3 Một số sản phẩm từ hạt sen

Sen có rất nhiều công dụng như: giải nhiệt, chữa mất ngủ, chống lão hóa, Vì vậy ngày nay hạt sen được chế biến thành nhiều sản phẩm phục vụ đời sống con người

DUT.LRCC

Hình 1.3 Một số sản phẩm từ hạt sen

1.2.4 Thu hoạch và chế biến hạt sen

1.2.4.1 Thu hoạch

Thời điểm thu hoạch hạt sen tốt nhất từ tháng 5 đến tháng 7 Để qua tháng 7, hạt sen

dễ bị sượng, người ăn cảm giác sen không còn ngon

DUT.LRCC

 Sơ chế:

Quả nhặt về phải tách riêng hạt và phần quả Phần quả cần đưa vào sử dụng và chế biến ngay vì nó dễ bị thối rữa, hư hỏng do lên men sau khi hái 24 - 36 giờ Hạt sen sau khi tách khỏi phần quả được nhặt tách vỏ, phân cỡ và làm sạch đất cát để không làm trở ngại cho việc chế biến sau này Nếu phơi không đủ nắng thì độ ẩm hạt còn cao thì khi bảo quản dễ bị nấm mốc làm hỏng chất lượng nhân Vì trong nhân sen chứa nhiều chất béo nên rất kỵ nước, biểu hiện thấy rõ là màu trắng của nhân chuyển sang màu vàng theo thời gian bảo quản Chất lượng nhân sen khi đưa vào chế biến đánh giá theo

tỷ lệ màu sắc Nhân bị vàng thì giá xuất khẩu giảm 20 - 30% so với nhân trắng cùng cấp

Hình 1.4 Sen vừ thu hoạch xong

1.2.4.2 Chế biến hạt sen

Chế biến hạt sen chủ yếu là để lấy nhân sen do đó phải đảm bảo được:

- Không để hạt bị chuyền vàng hay móc, hỏng

- Nhân không bị vỡ và giữ nguyên được phẩm chất

a Chế biến thủ công:

 Ưu điểm:

- Nhân nguyên vẹn tới lúc đóng gói đạt tỉ lệ cao > 85 %

- Tiêu hao đơn vị hạt sen cho một đơn vị sản phẩm thấp

- Vốn đầu tư xây dựng và mua sắm trang thiết bị ít, thu hồi vốn nhanh

 Nhược điểm:

- Năng suất lao động thấp

- Sử dụng quá nhiều lao động phổ thông

- Vì vậy chế biến thủ công chỉ thích hợp với khu vực có nhiều lao động phổ thông và tiền công lao động rẻ

DUT.LRCC

b Chế biến cơ giới:

 Ưu điểm:

- Năng suất lao động cao

- Môi trường không bị ô nhiễm

- Vì vậy chỉ phù hợp với khu vực thiếu nhân lực và chi phí lương cao

c Quy trình chế biến hạt sen

Có 3 phương pháp bóc vỏ:

- Bóc vỏ thủ công: dùng một con dao có mặt cắt nhỏ cắt 1 cạnh dài hết vòng tròn của hạt để nhân bên trong bong ra mà không bị bể vỡ Nếu khéo léo thì thu được nhân nguyên vẹn trên 90% năng suất 7-8 kg nhân trên 8 giờ

- Bóc vỏ cơ giới kết hợp thủ công: dùng công cụ tách vỏ có cấu tạo gồm 2 lưỡi dao được mài định hình theo kích cỡ của hạt sen đưa vào cắt tách vỏ Khi thao

DUT.LRCC

tác dụng cả tay và chân, năng suất 15-18 kg trên 8 giờ tỉ lệ nhân nguyên vẹn trên 90%

- Bóc vỏ dùng máy: về nguyên tắc cắt bóc vỏ từng hạt một bằng những cặp lưỡi dao định hình, trong đó chuyển động cắt của lưỡi dao được cơ giới hóa Việc nạp liệu vào máy cắt dùng máy nạp tự động, tỉ lệ nhân nguyên vẹn đạt thấp nhất

là 80%

 Bóc vỏ lụa:

Nhân (còn vỏ lụa) đạt yêu cầu kỹ thuật được lột vỏ lụa để lây nhân Lột vỏ lụa phải đảm bảo không còn sót vỏ lụa trên nhân Lột vỏ lụa có thể thực hiện thủ công hoặc cơ giới hóa Lột vỏ lụa thủ công năng suất thấp 7 - 10 kg/ người/ 8 giờ phụ thuộc vào tay nghề công nhân Bóc vỏ lụa cơ giới (chà sát cơ học hay dùng khí ép) cho năng suất bóc cao nhưng tỷ lệ bế nhân cũng cao hơn bóc thủ công và nhân sạch và lụa chiếm 70-

80 % số còn lại phải bóc sạch bằng tay

Hình 1.6 Nhân hạt sen thành phẩm

DUT.LRCC

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1 Yêu cầu nhiệm vụ thiết kế

 Nhược điểm:

- Tốn thời gian và nhân công

- Phụ thuộc vào sự khéo léo của nhân công

- Năng suất thấp 8-10kg/h/người

2.2.2 Phương pháp cạo xước vỏ

 Nguyên lý:

Bỏ một ít hạt sen vào lon sữa đã được đục lỗ xung quanh Khi lắc đều lon thì các mép lỗ có các cạnh sắc hướng tâm như những luỡi dao có tác dụng bóc vỏ lụa Đồng thời khi lặc lon thì các hạt sen bị các lực va đập từ hạt xung quanh và từ thành lon Nhờ vậy mà vỏ được bóc ra bởi 2 lực: lực tiếp tuyến và lực va đập

2.2.3 Phương pháp dùng râu đánh

 Nguyên lý:

Trống bóc vỏ gồm những câu đánh là sợi thép mỏng đƣợc cuộn theo kiểu lò xo 2 đoạn làm tăng tính đàn hồi cho sợi thép Lồng quay đƣợc xẻ rãnh cách đều nhau có tác dụng tạo ra lực ma sát Vỏ hạt sen đƣợc bóc ra nhờ lực tiếp tuyến do sợi thép tiếp xúc Đồng thời lồng quay ngoài quay ngƣợc chiều với trống bóc vỏ nên taoh ra lực va đập trên hạt

2.3 Chọn phương án thiết kế

Hạt sen có cấu tạo vỏ mềm, nhân dễ dập, vỡ , nát hoặc bị nghiền khi chịu tác động mạnh từ các lực bên ngoài do đó ta nên chọn phương pháp tách hạt sen bằng lực ma sát sau khi tạo một rãnh liên khúc

Phương pháp dùng nguyên lý thông dụng nhất để bóc vỏ nông sản là dùng trục rulô quay tạo ra lực ma sát tiếp tuyến để bóc vỏ Áp dụng nguyên lý trên vỏ được bóc ra đều hơn và tiết kiệm thời gian hơn là dùng tay Dựa trên thực tế với mỗi loại nông sản khác nhau thì cấu tạo trục rulô khác nhau Vỏ hạt sen được bóc ra nhờ lực ma sát tiếp tuyến giữa hạt sen và trục rulo Trong xu thế hiện đại hóa hiện nay, năng suất chính là yếu tố quang trọng đi kèm với chất lượng sản phẩm Để đảm bảo được chất lượng nhân hạt sen về màu sắc và tỉ lệ nhân nguyên sau khi bóc vỏ lụa thì phương pháp bóc

vỏ tối ưu hơn Để giảm thiểu tỉ lệ nhân bệ vụn thì lực ép giữa băng tải và cán dao phải được điều chỉnh phù hợp (hoặc phải được thiết kế điều chỉnh được trong quá trình vận hành) do đó không có tác dụng nghiền nát hạt

2.4 Nguyên lý hoạt động của máy tách vỏ hạt sen

Nguyên liệu đầu vào là hạt sen sau khi đã tách khỏi ngó sen Hạt sen còn lại lớp vỏ ngoài cần được tách

Đầu tiên nguyên liệu được đỏ vào máng cấp liệu Tiếp đó nguyên liệu được đưa lên băng tải thông qua cơ cấu cửa chặn phôi Nhờ cơ cấu cửa chặn, một lượng vừa phải hạt sen được xếp thành hàng, không chồng chéo lên nhau và theo một chiều nhất định, tránh tình trạn sen được đưa vào cơ cấu bị cắt không đúng chiều

Sau khi qua cửa chặn, hạt sen được băng tải đưa vào cơ cấu cắt Nhờ chuyển động lăn tròn trong quá trình di chuyển, hạt sen bị cắt một rãnh trên thân suốt chu vi nằm ngang và di chuyển hết chiều dài lưỡi dao, tách vỏ hạt sne thành hai phần ở hai phía khác Tiếp đó, nhờ sự ma sát giữa băng tải và cán dao, vỏ sen được tách dần khỏi nhân

và rớt ra ngoài Nhân và vỏ được băng tải đưa ra ngoài cơ cấu cắt và rớt vào khay ở cuối hành trình băng tải

Kết thúc quá trình, ta nhận được nhân sen được tách sạch vỏ

DUT.LRCC

Hình 2.4 Sơ đồ động của máy

 Giải thích sơ đồ động:

Động cơ (1) chạy, truyền chuyển động cho hộp giảm tốc (3) thông qua khớp nối (2) Bộ truyền đai thang (5) sẽ truyền chuyển động từ hộp giảm tốc làm cho trục tang (13) quay Trục tang quay làm cho băng tải (14) quay đồng thời thông qua bộ truyền xích (10) làm cho trục đánh cấp liệu (11) quay Trên trục đánh cấp liệu sẽ đánh và bộ phận cấp liệu (9) làm cho hạt sen xuống từng hạt Hạt sen theo máng dẫn liệu (8) đi vào băng tải, băng tải dẫn hạt sen vào bộ phận công tác (15) Bộ phận công tác sẽ cắt

và tách vỏ sen ra khỏi hạt, khi hết hạt sen chạy hết băng tải sẽ rơi vào thùng chứa (17)

8

9 10 11 12

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT

CƠ BẢN CỦA MÁY THIẾT KẾ

0.8- Chọn chiều dài của băng tải l=0.7m

3.2 Tính toán công suất và chọn động cơ

Công suất động cơ băng tải thường được tính theo các thành phần sau:

 Công suất p1 để dịch chuyển vật liệu

 Công suất p2 để khắc phục tổn thất do ma sát trong các ổ đỡ, ma sát giữa băng tải và các pu-li khi băng tải không chạy

 Lực cần thiết để dịch chuyển băng tải

Ta có:

F1=L.δ.K1.G.Cosβ =0,4.1000.0,05.10=250(N)

β: góc nghiêng của băng tải với β=0

L: chiều dài băng tải

δ:khối lượng vật liệu trên 1m chiều dài băng tải

K1:hệ số tính đến khi dịch chuyển vật liệu K1=0.05

Công suất cần thiết để dịch chuyển vật liệu:

P1=F1.V=250.0,8=200(W)

Lực cản do các loại ma sát sinh ra khi băng tải chuyển động không tải:

F2=2.L.δ.K2.G.Cosβ =2.0,5.1000.0,005.10=50(N)

Với β=0 băng tải nằm ngang

K2: là hệ số tính đến lực cản khi không tải K2=0,005

G: gia tốc trộng trường G=10m/s2

P2=F2.V=50.0,8=40(W)

Công suất tĩnh của băng tải

P=P1+P2=200+40=240(W)

Công suất động của băng tải:

+ Chiều rộng của dòng vật liệu 20mm

+ Chiều rộng băng tải

DUT.LRCC

B=(

Trọng lƣợng nguyên liệu có ích trên đai:

Qvl=1,1B.(1,25.i+δ1+δ2)

=1,1.0,04.(1,25.3+1,5+1)=0,55(KG/m)

Chọn số lớp đệm i=3

Chiều dày lớp cao su có tải δ1=1,5mm

Chiều dày lớp cao su không tải δ2=1mm

Trọng lƣợng các phần quay của con lăn:

Hình 3.1 Sơ đồ đặt lực căng băng tải

+ Xét đoạn 1-2 nhánh không tải

υt=0,022 hệ số cản chuyển động của băng

Lực kéo căng tại điểm 2:

S2=S1+Wq+W1-2=1,07.S1+0,21

Lực kéo căng tại điểm 3:

DUT.LRCC

Sc=S2+S3+mt=0,86+0,92+0,3=2,08(KG)=20,8(N)

Bỏ qua ma sát giữa dao và hạt sen trong quá trình cắt:

DUT.LRCC

Lực do băng tải tác dụng lên hạt sen:

3.3 Phân phối tỉ số truyền

 Tỉ số truyền chung cho cả hệ:

u = đ

= = 10 Chọn tỉ số truyền của bộ truyền đai bằng 2.5, suy ra tỉ số truyền của hộp giảm tốc bằng 4

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN SỨC BỀN, THIẾT KẾ KẾT CẤU TOÀN MÁY

Phôi đúc, giả thiết đường kính phôi (100÷ 300) mm

4.1.2 Tính toán và kiểm nghiệm

 Ứng suất tiếp xúc cho phép:

Do đó hệ số chu kì ứng suất K’N của cả 2 bánh răng đều bằng 1

 Ứng suất uốn cho phép:

Số chu kì tương đương của bánh lớn:

Hệ số tập trung ứng suất ở chân răng Kδ=1,8

Vì ứng suất uốn thay đổi theo chu kì mạch động cho nên dùng công thức (3.5) để tính ứng suất uốn cho phép:

[δ]u=

=(

DUT.LRCC

Tính hệ số tập trung tải trọng thực tế theo công thức 3-20:

Số răng bánh dẫn:

Z1=

( =

=62,4 Lấy Z1=62 răng

 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:

Tính số răng tương đương:

Đối với bánh răng lớn :

δu2=δu1.

=1,18.

=1,04(N/mm2)

δu2<[δ]u2=124(N/mm2)

 Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột :

Ứng suất tiếp xúc cho phép(3-43)

 Kiểm nghiệm sức bền uốn

Bánh nhỏ:

δuqt1=δu1.Kat =1,18.1,8=2,124<[δ]uqt1=240(N/mm2)

Bánh lớn:

DUT.LRCC