Thiết kế máy ép thức ăn chăn nuôi dạng viên và chế tạo mô hình

Chúng ta nếu cứ chế biến thức ăn như nấu cám cho gia súc, gia cầm xong còn thừa lại đổ xuống ao cho cá tôm ăn, làm như vậy thì cá tôm sẽ không được ăn hết nguồn thức ăn mà bà con đổ xuốn

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn: PGS.TS ĐINH MINH DIỆM

Sinh viên thực hiện: DOÃN HỮU CHUNG

HỒ SỸ HOÀNG

Đà Nẵng, 2019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Tên đề tài: Thiết kế máy ép thức ăn chăn nuôi dạng viên và chế tạo mô hình

Họ và tên SV : Doãn Hữu Chung Mã SV: 101150062

Lớp : 15C1B

Điện thoại : 0964752937 Email: chungbk15c1@gmail.com

Họ và tên SV :Hồ Sỹ Hoàng Mã SV: 10115072

Lớp : 15C1B

Điện thoại :0329444171 Email: hohuyhoangqlna@gmail.com

GV hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm

GV duyệt : Th.S Hoàng Minh Công

Nội dung ĐATN bao gồm các vấn đề sau:

Nhu cầu thực tế của đề tài :

Ngành sản xuất thức ăn chăn nuôi (TACN) của nước ta có tốc độ phát triển khá nhanh nhưng giá luôn cao so với các nước trong khu vực nên tính cạnh tranh không cao Để giải quyết vấn đề thức ăn chăn nuôi cho nhưng hộ gia đình, hay trang trại chăn nuôi nhỏ lẻ thì việc cần thiết chế tạo ra những chiếc máy chế biến thức ăn từ nguyên liệu sẵn có trở nên cấp thiết Vì vậy mà máy ép cám viên được ra đời nhằm phục vụ cho mục đích trên

Phạm vi nghiên cứu của đề tài tốt nghiệp: Thiết kế máy ép thức ăn chăn nuôi dạng

viên và chế tạo mô hình

Máy ép cám viên là một trong những sản phẩm ra đời nhằm phục vụ cho ngành chăn nuôi, cụ thể là cung cấp thức ăn cho gia súc gia cầm Khả năng di chuyển máy

dễ dàng, có thể thiết kế nhỏ gọn dùng trong quy mô gia đình

Nội dung đề tài đã thực hiện :

Số trang thuyết minh: 60trang

Số bản vẽ: 7 Ao

DUT-LRCC

Phần lý thuyết :

1: Tổng quan về thức ăn chăn nuôi cám viên và thiết bị ép cám viên

2: Lựa chọn phương pháp thiết kế máy ép thức ăn chăn nuôi dạng cám viên

3: Tính toán, thiết kế kết cấu máy ép cám viên

4: Tính toán động lực học

5: Chế tạo mô hình, thiết kế kết bộ ép và một số chi tiết khác

6: Hướng dẫn sử dụng,vận hành, sửa chữa và bảo dưỡng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TT Họ tên sinh viên Số thẻ SV Lớp Ngành

1 Doãn Hữu Chung 101150062 15C1B Công nghệ Chế tạo máy

2 Hồ Sỹ Hoàng 101150070 15C1B Công nghệ Chế tạo máy

1 Tên đề tài đồ án:

Thiết kế máy ép thức ăn chăn nuôi dạng viên và chế tạo mô hình

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:

- Phương pháp ép bằng con lăn và đĩa lỗ, trục quả lô đứng yên và đĩa lỗ quay theo trục

- Máy ép được viên cám có kích thước từ 3-8mm

- Máy ép được các nguyên liệu như: bắp hạt, cá khô, rau, cám gạo

4 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

a Phần chung:

1 Doãn Hữu Chung  Chọn phương án thiết kế Tính toán động học

1 Doãn Hữu Chung  Tính toán chọn động cơ phân phối tỉ số truyền

 Tính toán thiết kế bộ truyền đai

2 Hồ Sỹ Hoàng

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

a Phần chung:

1 Doãn Hữu Chung  Sơ đồ động (1𝐴0)

 Bản vẽ kết cấu (1𝐴0)

 Bản vẽ lắp (1𝐴0)

2 Hồ Sỹ Hoàng

DUT-LRCC

 Bản vẽ kết cấu vỏ hộp(1𝐴0)

 Bản vẽ Phương án(1𝐴0)

 Bản vẽ các chi tiết(2𝐴0)

b Phần riêng:

1 Doãn Hữu Chung  Bản vẽ tổng thể kết cấu máy (1𝐴0)

6 Họ tên người hướng dẫn: Phần/ Nội dung:

PGS.TS Đinh Minh Diệm Tất cả nội dung

7 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 26/08./2019

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 máy ép thức ăn chăn nuôi dạng viên và chế tạo mô hình”

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 nói 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 hướng dẫn PGS TS Đinh Minh Diệm

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 khi ra trường làm việc

Chúng em xin chân thành cảm ơn !

Đà Nẵng, ngày 5 tháng 12 năm 2019

Sinh viên thực hiện

Doãn Hữu Chung Hồ Sỹ Hoàng DUT-LRCC

LỜI CAM ĐOAN

Trong muôn vàn các phát minh sáng chế khoa học về các loại máy trong công nghiệp, tuy nhiên mỗi người sáng chế lại có một cách thực hiện hay cải tiến để không

bị trùng lặp các ý tưởng trước đó

Trên tinh thần đó, nhóm chúng em gồm Doãn Hữu Chung và Hồ Sỹ Hoàng

thực hiện đề tài thiết kế máy ép cám viên và chế tạo mô hình trên cơ sở có sẵn, tuy nhiên chúng em đã cải tiến cũng như kết cấu thay đổi so với các đề tài cũ

Trong đề tài tốt nghiệp của bọn em, chúng em cam đoan tự làm 100% dưới sự

góp ý giúp đỡ trực tiếp từ thầy PGS TS Đinh Minh Diệm, không có sự sao chép hay

nhặt nhạnh từ đề tài cũ

Với đề tài thiết kế máy ép cám viên và chế tạo mô hình chúng em cam đoan tự thiết kế, tự làm, nếu có sự tranh chấp chúng em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Đà Nẵng, ngày 5 tháng 12 năm 2019

Sinh viên thực hiện

Doãn Hữu Chung Hồ Sỹ Hoàng DUT-LRCC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP x

LỜI NÓI ĐẦU i

LỜI CAM ĐOAN ii

MỤC LỤC iii

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ THỨC ĂN CHĂN NUÔI CÁM VIÊN VÀ THIẾT BỊ ÉP CÁM VIÊN 1

1.1 Giới thiệu thức ăn chăn nuôi cám viên 1

1.2 Kích thước, hình dạng viên thức ăn 3

1.3 Ưu, nhược điểm của thức ăn ép viên 4

2 Một số loại máy ép cám viên sử dụng trên thị trường hiện nay 5

2.1 Máy ép cám viên trục ngang 5

2.2 Máy ép cám viên trục đứng 6

3 Tìm hiểu dây chuyền sản xuất thức ăn chăn nuôi dạng viên giành cho hộ gia đình; trang trại vừa và nhỏ 8

Chương 2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY ÉP THỨC ĂN DẠNG VIÊN 10

2.1 Yêu cầu đối với máy 10

2.2 Sơ đồ nguyên lý, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của các máy ép 11

2.2.1 Phương án 1: Máy ép sử dụng trục vít tải ép và đầu tạo hạt 11

2.2.2 Phương án 2: Máy ép viên sử dụng mâm tạo hạt và nhông ép (hay kiểu trục cán – cối vòng) 14

2.2.3 Phương án 3: Máy ép bằng phương pháp lăn ép 15

2.2.3.1 Phương pháp lăn ép sử dụng trục đứng 18

2.3 Kết luận chọn lựa máy 19

Chương 3: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ KẾT CẤU 20

MÁY ÉP CÁM VIÊN 20

3 Tính toán động học cho máy 20

DUT-LRCC

3,4 Tính các thông số trên trục 23

3.4.1 Xác định công suất trên các trục 23

3.4.2 Xác định số vòng quay 23

3.4.3 Xác định mômen xoắn trên trục 24

3.5 Bảng kết quả tính 24

3.6 Tính chọn đai 24

3.6.1 Chọn loại đai 24

3.6.2 Định đường kính bánh đai 25

3.7 Thiết kế bộ truyền bánh răng côn.(xem hình 2.6) 27

3.7.1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng 27

3.7.2 Định ứng suất uốn và ứng suất tiếp xúc cho phép 27

3.8 Thiết kế trục và tính then.(xem hình 2.6) 32

3.8.1 Tính sơ bộ trục 32

3.8.2 Tính gần đúng trục.(xem hình 2.5) 33

3.8.3 Xác định đường kính trục I.(xem hình 2.6) 33

3.8.4 Xác định đường kính trục II(xem hình 2.6) 36

3.8.5 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi 39

3.8.6 Tính then và kiểm nghiệm độ bền then 42

3.9 Tình chọn gối đỡ trục dùng ổ lăn 43

Chương 4: CHẾ TẠO MÔ HÌNH 46

4.1 Bản vẽ thiết kế 46

4.2 Các phương án kết cấu bộ ép 46

4.2.1 Một số loại con lăn ép 46

4.2.2 Tính chọn thiết kế con lăn 48

4.2.3 Tính chọn thiết kế đĩa lỗ 49

4.3 Chế tạo mô hình 51

4.3.1 Thiết kế vỏ hộp 51

4.3.1.1 Thiết kế vỏ của cụm hoạt động chính 51

4.3.1.2 Thiết kế cụm thân giữa 53

DUT-LRCC

4.3.3 Thiết kế đế 54

Chương 5: HƯỚNG DẪN CÁCH SỬ DỤNG, VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG VÀ SỮA CHỮA 56

5.1 Hướng dẫn vận hành 56

5.2 An toàn trong sử dụng 57

5.2.1 Lắp đặt máy 57

5.2.2 Sử dụng máy trong quá trình làm việc 57

5.2.3 Bảo dưỡng 57

5.3 Sự cố và khắc phục sự cố 57

KẾT LUẬN 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO 60

DUT-LRCC

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ THỨC ĂN CHĂN NUÔI CÁM

VIÊN VÀ THIẾT BỊ ÉP CÁM VIÊN

1.1 Giới thiệu thức ăn chăn nuôi cám viên

Việc cung cấp thức ăn chăn nuôi có ý nghĩa rất quan trọng, có tính chất quyết định đến số lượng và chất lượng sản phẩm chăn nuôi Cho súc vật ăn đủ chất dinh dưỡng và đúng chế độ, tức là thích ứng với các yêu cầu của cơ thể con vật, tăng được sản lượng chăn nuôi lớn nhất với mức thức ăn tốn ít nhất Trong việc cung cấp thức ăn, ngoài vấn

đề sản xuất thức ăn, thì vấn đề chế biến thức ăn có ý nghĩa quan trọng :

 Tăng khả năng tiêu hóa thức ăn của cơ thể súc vật

 Tăng chất lượng thức ăn

 Súc vật đỡ tốn sức nhai thức ăn

 Ngăn ngừa bệnh tật cho vật nuôi

 Tận dụng được nhiều phụ phế phẩm nông công nghiệp, bổ sung cho cơ sở thức ăn, nhất là trong tình hình thiếu cân đối giữa đàn vật nuôi và thức ăn hiện nay

Thức ăn phải đủ chất bổ sung cần thiết cho từng loại và lứa tuổi vật nuôi, dễ tiêu hóa, ngon, sạch, không lẫn những tạp chất có hại đến sức khỏe con vật hoặc hại cho chất lượng sản phẩm Đa số thức ăn chăn nuôi đòi hỏi phải chế biến, nhất là đối với thức ăn tổng hợp, chỉ trừ một số phần nhỏ thức ăn có thể cho súc vật ăn tươi nguyên Thực nghiệm chứng tỏ rằng thức ăn hạt được nghiền nhỏ cho lợn ăn thì độ tăng trọng hằng ngày sẽ tăng thêm tới 15 – 19% so với thức ăn nghiền to Nếu cho lợn ăn nguyên, tỷ lệ tiêu hóa sẽ giảm 6 – 12% so với hạt nghiền nhỏ Rau, cỏ, củ cho súc vật

ăn ăn tươi cần được rửa sạch và thái nhỏ để sạch đất, đá, cát, rác và con vật nhai đỡ mỏi, dễ ăn Một số thức ăn thô như rau, cỏ, rơm, v.v… nếu được kiềm hóa ( bằng vôi, xút, v.v…) sẽ tăng được lượng dinh dưỡng Cỏ khô, rau khô được sấy và nghiền thành bột, sẽ chứa và duy trì được nhiều carotene (tiền sinh tố A )

DUT-LRCC

Trong khẩu phần thức ăn cho lợn chỉ thêm 5% bột cỏ khô loại tốt có thể tăng trọng thêm 12% và giảm mức độ tiêu thụ thức ăn trên 1 Kg tăng trọng tới 8% Nếu các loại thức ăn được chế biến thành thức ăn hỗn hợp khô (thức ăn tổng hợp, thức ăn đậm đặc,…) sẽ đảm bảo đầy đủ chất dinh dưỡng cho các loại vật nuôi, nhưng cho gia cầm

và cá cần phải tạo thành viên mới tốt

Trong ngành chăn nuôi hiện đại ngày nay có cả việc nuôi trồng thủy sản Có thể nói ngành nuôi tôm cá có tính chất khác với chăn nuôi gia súc gia cầm, vì nguồn thức

ăn cho tôm cá,…lại phải thả trực tiếp qua một môi trường nước nên việc chế biến thức

ăn làm sao cho tôm cá có đủ chất dinh dưỡng mà môi trường sống của tôm cá không bị ảnh hưởng Chúng ta nếu cứ chế biến thức ăn như nấu cám cho gia súc, gia cầm xong còn thừa lại đổ xuống ao cho cá tôm ăn, làm như vậy thì cá tôm sẽ không được ăn hết nguồn thức ăn mà bà con đổ xuống, hơn nữa các chất này hòa tan trong nguồn nước tạo ra cho môi trường nước thêm vẩn đục và vật nuôi thủy sản trong ao hồ của bà con

bị đe dọa Chính vì vậy mà khi nuôi trồng thủy hải sản thì bà con vẫn chuộng cám viên nổi Để làm được điều này thì máy ép cám viên nổi ra đời đã đáp ứng được yêu cầu cần thiết của bà con nông dân

Khi giá của các loại cám viên ngày một tăng cao làm cho người nuôi cá, nuôi tôm, nuôi gà, nuôi chim không còn có lãi, thậm chí còn bị lỗ Để nhằm hạ giá thành sản xuất, các hộ nuôi trồng thủy sản thường có xu hướng tự chế biến thức ăn cho cá bằng các nguyên liệu có sẵn, rẻ tiền trong gia đình Cách làm này có thể nói là rất hữu hiệu

và sẽ đảm bảo cho tôm, cá có đầy đủ chất dinh dưỡng và phát triển toàn diện, đồng thời giảm được chi phí cho thức ăn đầu vào

Hiện nay có khá nhiều loại máy ép cám viên điển hình máy ép cám viên này sẽ

giúp cho các hộ chăn nuôi có thể tự chế biến thức ăn viên từ những nguyên liệu có sẵn như trong gia đình bà con và có thể kể ra được là: ngô, khoai, lúa, mì, gạo, đậu tương… thành các loại thức ăn hỗ hợp cho gia súc, gia cầm ăn Những loại thức ăn tổng hợp này luôn mang đến đầy đủ chất dinh dưỡng giúp cho gà, vịt, tôm, cá… phát triển khỏe mạnh và nhanh chóng

Máy ép cám viên giúp bà con tự sản xuất, chế biến thức ăn chăn nuôi tiết kiệm, hiệu quả Để đạt được mục đích chăn nuôi phù hợp nhiều trang trại đã tự sản xuất thức

DUT-LRCC

ăn chăn nuôi bằng cách tự chế biến lấy thức ăn chăn nuôi tại nhà bằng nguồn nguyên liệu ngô, khoai, sắn sẵn có giúp người chăn nuôi tiết kiệm được chi phí và đạt hiệu quả cao

Các hình ảnh thức ăn trước và sau khi ép:

Hình 1.1 Bột cám trước và sau khi ép

Tùy vào loại gia súc gia cầm mà ta có thể thiết kế kích thước thức ăn cho phù hợp Đối với thức ăn được chế biến thành viên thì dễ dàng pha chế thuốc tăng trưởng hoặc thuốc

bổ cho gia cầm rồi sau đó tạo thành viên, năng cao được chế độ dinh dưỡng cho gia cầm và gia súc Đối với thức ăn viên thì dễ bảo quản, dù mùa mưa nắng cũng dễ bảo quản, loại trừ được khả năng hao hụt thức awndo ảnh hưởng sự cố môi trường

- Kích thước viên cám cũng tùy thuộc vào đối tượng gia súc gia cầm, căn cứ vào đó

mà tạo ra viên cám cho phù hợp

1.2 Kích thước, hình dạng viên thức ăn

Với các máy tạo viên khác nhau và các đầu tạo viên khác nhau sẽ cho ta các hình dạng

và kích thước viên khác nhau như: hình trụ, hình tròn, hình elíp, hình tam giác, hình thang,…

Hình 1.2 Các loại hình dạng viên thức ăn

DUT-LRCC

Đối với lợn thì thức ăn viên của chúng có dạng hình trụ Hạt có thể được tạo dạng hình trụ có kích thước, thành phần phụ thuộc vào loại gia cầm (gà, vịt, ngan, ngỗng, đà điểu, cá, tôm,…) và lứa tuổi

Với gia cầm mới nở đường kính hạt nhỏ hơn 3mm Với gia cầm trưởng thành và cá thì đường kính 5mm Với lợn trưởng thành thì đường kính 5 mm

Tỷ lệ chiều cao hạt ép với đường kính để cho gia cầm không quá 1,5mm và để cho gia súc không quá 2mm

1.3 Ưu, nhược điểm của thức ăn ép viên

+, Ưu điểm:

Sau khi phối trộn thức ăn hỗn hợp, để bảo quản và sử dụng thức ăn hỗn hợp đó được đóng bao, đóng bánh hoặc ép viên, tạo hạt

 Ép viên làm chặt các cấu tử

 Làm tăng khối lượng riêng

 Không tự bị phân loại

 Giảm tính hút ẩm và khả năng oxy hóa không khí Nếu đóng bao, phương pháp này đơn giản, dễ vận chuyển nhưng trong quá trình vận chuyển do rung động hoặc xóc hỗn hợp thức ăn bị phân lớp Muốn đồng đều lại phải trộn lại, không

để được lâu vì độ hút ẩm cao, vi khuẩn dễ hoạt động vì tính hút ẩm cao dẫn đến mốc và thối rữa sản phẩm, đặc biệt nếu trong hỗn hợp có các thành phần bột xương, bột cá.)

 Giá trị dinh dưỡng cao với độ đồng đều lớn, thuận lợi trong việc cho ăn và tạo điều kiện cơ giới hóa chuồng trại chăn nuôi với năng suất cao

 Thể tích chiếm chỗ của thức ăn định hình giảm 2 – 4 lần so với dạng bột do đó bảo quản và vận chuyển dễ dàng

 Trong quá trình ép viên, hỗn thức ăn có thể được trộn thêm các chết kết dính: nước, mật rỉ, hồ bột, keo,…nhằm tăng cường liên kết giữa các cấu tử và giảm

áp lực khi ép Nếu lượng nước lớn thì sau khi ép viên có thể đem sấy khô

 Kích thước các cấu tử phối trộn được ép viên cũng phải hợp lý, nếu quá lớn phải ngiền, quá nhỏ phải tạo hạt sơ bộ

DUT-LRCC

+, Nhược điểm:

 Quá trình tạo viên phức tạp phải qua các khâu trộn sau đó ép tạo viên và cuối cùng là sấy hoặc làm lạnh để đảm bảo yêu cầu

 Giá thành mua thức ăn viên cao

Hình 1.2: Bột cám trước và sau khi ép

2 Một số loại máy ép cám viên sử dụng trên thị trường hiện nay

2.1 Máy ép cám viên trục ngang

Máy ép cám viên trục ngang 3A3Kw không đầu cắt Với chiếc máy này, người nông dân có thể tự sản xuất thức ăn chăn nuôi ngay tại nhà bằng cách sử dụng các loại nguyên liệu sẵn có, đồng thời chủ động được nguồn dinh dưỡng cho vật nuôi, giúp vật nuôi mau lớn, phát triển khỏe mạnh

Hình 1.3 Máy ép cám viên trục ngang 3A3Kw không đầu cắt

DUT-LRCC

Máy ép cám viên trục ngang 3A3Kw không đầu cắt chuyên dùng để làm cám viên từ các loại nguyên liệu như: Bột ngô, bột sắn, bột xương, bột cá, khô dầu,… làm thức ăn cho các loại gia súc, gia cầm, thủy hải sản (loại ăn chìm)

Để tạo ra bột cám bà con có thể sử dụng máy băm nghiền đa năng 3A hoặc các loại Máy nghiền cám 3A của công ty Sau đó, bà con phối trộn theo công thức cho từng loại vật nuôi, có độ ẩm từ 15 – 40% và cho vào máy để ép thành cám viên

Đặc biệt, máy có 3 loại mặt sàng đi kèm với đường kính lỗ sàng lần lượt là 3, 5, 9mm giúp bà con có thể điều chỉnh được kích thước của cám viên sau khi ép để phù hợp với từng giai đoạn phát triển cũng như từng loài vật nuôi khác nhau

Năng suất cao nhất máy có thể đạt tới 60 kg/giờ, giúp bà con chăn nuôi chế biến cám viên một cách nhanh chóng hiệu quả, tiết kiệm thời gian, chi phí và nâng cao hiệu quả công việc

Hình 1.4 Quá trình sử dụng máy để làm cám viên phục vụ chăn nuôi

2.2 Máy ép cám viên trục đứng

Máy ép cám viên trục đứng S270 có chức năng trộn, nghiền, ép các loại nguyên liệu như: bột cám gạo, bột cám ngô, ngô nguyên hạt, thóc, ốc, cua, cá, rau, cỏ, bã đậu… tạo nên viên cám hỗn hợp vô cùng dinh dưỡng và chất lượng

DUT-LRCC

Hình 1.5 Máy ép cám viên trục đứng S270

Máy được thiết kế kiểu trục đứng gọn gàng cùng với bốn bánh xe có thể dễ dàng di chuyển đến mọi nơi Đường kính toa chứa nguyên liệu 49mm, chiều cao buồng làm việc sâu, rộng có thể chứa một lượng thành phần hỗn hợp nguyên liệu lớn

Trong buồng làm việc bao gồm: quả lô, mặt sàng, và thanh cắt viên cám Khi máy hoạt động nguyên liệu được đổ vào toa nguyên liệu, hai quả lô sẽ có nhiệm vụ quay tròn để nghiền nhỏ các nguyên liệu thô, sau đó ép nguyên liệu đã được nghiền nhỏ vào khuôn sàng để tạo ra viên cám

Khi muốn thay đổi kích thước viên cám ngắn, dài cách điều chỉnh nâng thanh cắt viên cám ngắn, hạ thanh cắt viên cám xuống làm cho viên cám dài

 Ưu điểm của máy S270

 Máy cho năng suất cao, khoảng 4 – 6 tạ/giờ

 Máy được sử dụng hộp số cầu ô tô khỏe khoắn, giúp máy hoạt động một cách

ổn định

 Máy trộn được nhiều nguyên liệu khác nhau, giúp người sử dụng có thể tận dụng được nhiều nguồn nguyên liệu sẵn có

DUT-LRCC

3 Tìm hiểu dây chuyền sản xuất thức ăn chăn nuôi dạng viên giành cho hộ gia đình; trang trại vừa và nhỏ

Hình 1.6 Dây chuyền sản xuất thức ăn chăn nuôi

 Bộ phận nghiền

Việc tạo ra nguyên liệu nhỏ mang nhiều lợi ích làm cho chúng tăng khả năng tiếp xúc lẫn nhau trong quá trình trộn ép viên và khả năng tiêu hóa Có nhiều loại máy nghiền khác nhau được sử dụng Bộ phận nghiền được sử dụng phổ biến là đĩa nghiền và búa nghiền Đối với loại đĩa nghiền thì thức ăn được nghiền ép giữa hai đĩa có bề mặt thô, một trong hai đĩa hay cả hai đĩa sẽ quay ép Nhìn chung loại đĩa nghiền thì không thích hợp trong chế biến thức ăn thủy sản vì chúng không thể nghiền nhỏ mịn các loại nguyên liệu (hoặc năng suất thấp) Đối với búa nghiền thì bao gồm các hàng loạt các búa chuyển động hay không chuyển động dập vào rotor Các búa này sẽ nghiền nát tất

cả các nguyên liệu và chúng được lượt qua màn sàng lưới bằng thép Các tấm sàng bằng thép này có các lỗ tùy thuộc vào kích cỡ mong muốn của khách hàng

DUT-LRCC

 Bộ phận trộn

Các thành phần nguyên liệu sau khi được nghiền sẽ qua quá trình trộn theo tỷ lệ thích hợp tạo thành hỗn hợp đồng nhất Nguyên liệu được nghiền và trộn đều theo tỷ lệ đảm bảo thành phần trong công thức thức ăn Nhìn chung thành phần nguyên liệu khô được trộn trước sau đó mới tiếp tục trộn đến các nguyên liệu dạng chất lỏng Việc trộn có thể được thực hiện một lần hay nhiều lần theo từng mẻ trộn Có nhiều bộ phận trộn khác nhau được sử dụng như các trụ răng đứng hay ngang hay các turbine

 Bộ phận ép

Hình thức ép viên có thể được định nghĩa là làm có hình dạng viên bằng cách nén các thành phần nguyên liệu hay các hỗn hợp nguyên liệu đã trộn Ép viên làm thay đổi hình dạng của hỗn hợp nguyên liệu thành các dạng bền vững và phù hợp cho yêu cầu của nuôi thủy sản hay gia súc, Các loại bộ phận ép viên thường bao gồm các loại thiết bị như: thùng nhận nguyên liệu, thiết bị ép viên, bộ phận làm nguội, nghiền, sàng

và bộ phận chứa Việc nén ép các nguyên liệu làm cho thức ăn đạt chất lượng tốt nhất Trong ép viên một bàn lỗ và trục cán được lắp ráp với nhau Các vật liệu sau khi trộn được đưa qua bàn ép có chứa các lỗ và bị trục cán ép thành viên Quá trình này diễn ra liên tục và khi áp lực đủ lớn đẩy các vật liệu qua lỗ và được cắt nhỏ lại bằng dao cắt ở phía ngoài và viên thức ăn đạt dược chiều dài mong muốn Hơi nóng trong quá trình

ép làm cho viên thức ăn khô lại Bộ phận làm nguội được thiết kế tùy thuộc vào kiểu

ép viên theo chiều đứng hay theo chiều ngang Bộ phận này còn có tác dụng làm nguội cho thiết bị và quy trình hoạt động thuận lợi hơn

DUT-LRCC

Chương 2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY ÉP

THỨC ĂN DẠNG VIÊN

2.1 Yêu cầu đối với máy

• Các chỉ tiêu về hiệu quả sử dụng: Năng suất cao, hiệu quả cao, tốn ít năng lượng, chi phí thấp về lao động và vận hành máy…Đồng thời kích thước, diện tích chiếm chỗ phải nhỏ, mức tiêu thụ năng lượng, giá thành chế tạo, lắp ráp, sửa chữa phải thấp Để đạt được các yêu cầu này, cần hoàn thiện các sơ đồ kết cấu máy, chọn lựa hợp lý các thông số (tốc độ, kích thước…) xây dựng các hệ thống điện điều khiển máy hoạt động một cách tự động

• Khả năng làm việc: Đó là khả năng của máy có thể hoàn thành các chức năng đã định mà vẫn giữ được ổn định Có tính bền mòn, chống gỉ tốt làm việc ở điều kiện ẩm ướt

• Độ tin cậy cao: Là tính chất của máy hoặc chi tiết máy thực hiện được chức năng đã định, đồng thời vẫn giữ được chỉ tiêu sử dụng trong suốt thời gian làm việc nào đó hoặc suốt quá trình thực hiện khối lượng công việc đã quy định

• An toàn trong sử dụng: Trong điều kiện sử dụng bình thường kết cấu đó không gây

ra tai nạn nguy hiểm cho người sử dụng, cũng như không gây hư hại cho các thiết bị ở xung quanh

• Tính công nghệ và tính kinh tế: Là một yêu cầu cơ bản đối với máy Để thoả mãn yêu cầu này, máy phải có hình dạng, kết cấu và vật liệu chế tạo phải phù hợp với điều kiện sản xuất cụ thể, bảo đảm khối lượng và kích thước nhỏ nhất, tốn ít vật liệu, chi phí chế tạo thấp nhất và kết quả cuối cùng là giá thành máy thấp

• Đảm bảo quy tắc vệ sinh sản xuất Nói chung máy phải có mặt ngoài và bề mặt tiếp xúc phải nhẵn, đồng thời phải bố trí sao cho việc chùi rửa, vệ sinh máy

• Trong thời gian làm việc, tiếng ồn phát sinh ở máy không được vượt quá quy chuẩn cho phép Để thực hiện được điều này ta phải giảm cường độ rung động của các chi tiết bằng cách dùng các liên kết mềm như: Đệm đàn hồi, lò xo, khớp nối mềm

DUT-LRCC

2.2 Sơ đồ nguyên lý, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của các máy ép

2.2.1 Phương án 1: Máy ép sử dụng trục vít tải ép và đầu tạo hạt

a Sơ đồ nguyên lý:

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý máy ép vít tải

DUT-LRCC

xylanh (6) nhẵn, giảm ma sát và khả năng sinh nhiệt Áp suất trong máy nén – ép đạt tới 50 – 55 N/m2 Trên mặt ngoài cối có dao cắt (8) Dao được dẫn động từ động cơ điện qua bộ điều chỉnh tốc độ để có thể điểu chỉnh được chiều dài viên thức ăn và kích thước của viên khác nhau tùy thuộc vào loại gia cầm và lứa tuổi khác nhau Hạt ra khỏi buồng ép có độ ẩm khoảng 13 – 17% và nhiệt độ 30 – 50oC Sau đó được đưa ra

để sấy khô và đóng bao

Trục vít quay tạo nên hiệu quả đẩy và dồn nén nguyên liệu về phía đầu tạo viên thành một khối liên tục và đồng nhất Áp lực nén đẩy sản phẩm ra khỏi đầu tạo viên ở dạng sợi dài Nguyên liệu để ép là hỗn hợp thức ăn có độ ẩm từ 35 – 50%

 Vật liệu vận chuyển trong máng kín

 Không tổn thất do rơi vãi vật liệu, an toàn khi làm việc và sử dụng

 Kích thước viên đều và nhiều kích thước khác nhau

 Năng suất cao, có khả năng cơ khí hóa cao

 Các viên thức ăn làm ra được ngâm giữ trong nước nhưng không bị nhão trong khoảng thời gian khá lâu, thỏa mãn các yêu cầu sau: Thời gian trương nở 15 – 20 phút; thời gian chịu nước khoảng 3 giờ và có thể hơn nữa; sự tách lọc chất dinh dưỡng (theo Prôtêin) của thức ăn viên ngâm trong nước sau giờ đầu tiên đến 10%, khối lượng riêng = 1000 – 1200 kg/m3

 Được dùng để sản xuất thức ăn chăn nuôi dạng viên, kể cả các loại thức ăn nổi trên mặt nước, tách nước khỏi nguyên liệu và tạo hình sản phẩm thực phẩm, thuốc…

DUT-LRCC

 Mặt khác vít tải có ưu điểm là kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ gọn, được che kín, vận chuyển được cả vật liệu nhão, ướt, dính, đơn giản trong bảo dưỡng và

sử dụng

 Chóng mòn các cánh xoắn và máy

 Tổn thất năng lượng lớn

 Sau mỗi ca, nguyên liệu còn đọng nhiều trong máy

 Đầu tạo viên (đầu nén ép) là cối trụ thay đổi, nếu lỗ tạo hình sản phẩm càng nhỏ càng khó làm vệ sinh sau mỗi ca sản xuất

 Máy có áp lực lớn dễ bị hư hỏng vì vít tải có sự ma sát giữa vật liệu với vít

 Nguyên nhân: Do nguyên liệu bết tắc trục vít tải, tắc lỗ phun

 Cách khắc phục: Làm vệ sinh vít tải, làm sạch lỗ phun

2.2.2 Phương án 2: Máy ép viên sử dụng mâm tạo hạt và nhông ép (hay kiểu

Hạt thức ăn có thể được ép với kích thước đường kính 3, 5, 8, 10, 12, 17 và 19mm

DUT-LRCC

b Ưu điểm

 Năng suất cao

 Làm việc ổn định

 Vật liệu vận chuyển trong máng kín

 Không tổn thất do rơi vãi vật liệu

c Nhược điểm

 Quá trình lắp ráp, vận hành và sửa chữa phức tạp

 Kết cấu phức tạp, giá thành chi phí cao

 Nếu bị kẹt vật liệu thì thời gian dừng máy rất lâu để sửa chữa làm ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế

 Mòn nhông, mâm tạo hạt

d Phạm vi ứng dụng

• Áp dụng đối với những dây chuyền sản xuất lớn cho các nhà máy xí nghiệp sản xuất thức ăn cho gia súc, gia cầm Các trang trại nhỏ thường ít sử dụng vì giá thành cao

• Chỉ áp dụng đối với những vật liệu dạng bột khô

2.2.3 Phương án 3: Máy ép bằng phương pháp lăn ép

a Sơ đồ nguyên lý:

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý máy ép viên bằng phương pháp lăn ép

DUT-LRCC

Hinh 2.4 Máy ép trục đứng sử dụng trục vít

b Nguyên lý làm việc

Máy có các bộ phận chính:cửa nạp liệu, hệ thống con lăn ép, hệ thống cối ép, máy hoạt động được nhờ bộ truyền trục vít bánh vít Đầu tạo viên là cối trụ thay đổi, có các lỗ theo phương hướng trục Đầu tạo viên được thiết kế theo yêu cầu tạo hình sản phẩm Đầu tạo viên có thể đặt theo góc nghiêng hoặc nằm ngang để tránh biến dạng sản phẩm Mặt của cối ép nhẵn, giảm ma sát và khả năng sinh nhiệt Áp suất trong máy nén – ép đạt tới 50 – 55kN/m2

Trên mặt ngoài cối có dao cắt (3) Dao được dẫn động từ trục chính của động cơ có thể điểu chỉnh được chiều dài viên thức ăn và kích thước của viên khác nhau tùy thuộc vào loại gia cầm và lứa tuổi khác nhau Hạt ra khỏi buồng ép có độ ẩm khoảng 13 – 17% và nhiệt độ 30 – 500C Sau đó được đưa ra để sấy khô và đóng bao

DUT-LRCC

c Ưu điểm

 Vật liệu vận chuyển trong buồng kín

 Không tổn thất do rơi vãi vật liệu, an toàn khi làm việc và sử dụng

 Kích thước viên đều và nhiều kích thước khác nhau

 Năng suất cao, có khả năng cơ khí hóa cao

 Các viên thức ăn làm ra được ngâm giữ trong nước nhưng không bị nhão trong khoảng thời gian khá lâu, thỏa mãn các yêu cầu sau: Thời gian trương nở 15 – 20 phút; thời gian chịu nước khoảng 3 giờ và có thể hơn nữa; sự tách lọc chất dinh dưỡng (theo Prôtêin) của thức ăn viên ngâm trong nước sau giờ đầu tiên đến 10%, khối lượng riêng là 1000 – 1200 kg/m3

 Được dùng để sản xuất thức ăn chăn nuôi dạng viên, kể cả các loại thức

ăn nổi trên mặt nước, tách nước khỏi nguyên liệu và tạo hình sản phẩm thực phẩm, thuốc…

 Vận chuyển được cả vật liệu nhão, ướt, dính, đơn giản trong bảo dưỡng

và sử dụng

d Nhược điểm:

 Chóng mòn các các bánh lăn

 Tổn thất năng lượng lớn

 Sau mỗi ca, nguyên liệu còn động nhiều trong máy

 Đầu tạo viên (đầu nén ép) là cối trụ thay đổi, nếu lỗ tạo hình sản phẩm càng nhỏ càng khó làm vệ sinh sau mỗi ca sản xuất

 Máy có áp lực lớn dễ bị hư hỏng vì vít tải có sự ma sát giữa vật liệu với vít rất lớn làm cho mặt vít mòn rất nhiều

 Khi mất điện đột ngột và sau mỗi lần ngừng máy rất khó làm sạch máy

DUT-LRCC

DUT-LRCC

2.3 Kết luận chọn lựa máy

Đối với máy nén ép kiểu trục cán - cối vòng (nhông ép – mâm tạo hạt), năng suất cao,

sử dụng trong các dây chuyền sản xuất lớn do đó nếu chọn phương án này thì không

phù hợp yêu cầu đề tài vì có kết cấu quá phức tạp, mặt khác vốn đầu tư cho trang thiết

bị cao

Qua quá trình khảo sát và kiểm nghiệm chúng em quyết định chọn phương án ép bằng

con lăn và đĩa lỗ sử dụng trục đứng Với năng suất cao phù hợp với một trang trại hoặc

từng hộ gia đình tiết kiệm được không gian, điện năng, làm việc an toàn

Do đó chọn phương án : Máy ép thức ăn con lăn ép đĩa lỗ dạng trục đứng

Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý máy ép cám trục thẳng đứng bằng quả lô và đĩa lỗ

2 Bộ truyền đai 8 Đĩa ép

4 Bộ truyền bánh răng 10 Viên cám

DUT-LRCC

Chương 3: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ KẾT CẤU

MÁY ÉP CÁM VIÊN

3 Tính toán động học cho máy

3.1 Tính chọn các thông số cho máy ép

Việc tính chọn các thông số của con lăn cần căn cứ vào việc tạo ra sản phẩm và từng loại nguyên liệu đưa vào con lăn Để hỗn hợp sản phẩm không bị kẹt trong cối ép nguyên liệu và được đẩy hết ra khuôn theo đúng chu kỳ thì năng suất hệ thống ép phải phù hợp với năng suất làm ra sản phẩm

Ta chọn các thông số đầu vào như sau

- Đối với con lăn :

+ Chọn đường kính con lăn : Dcl = 74 mm

+ Chiều rộng của con lăn : Lcl = 31 mm

Hình 3.1: Con lăn ép

- Đối với đĩa ép

+ Đường kính lỗ ép : d = 4 mm

+ Đường kính đĩa ép: Dđe = 147 mm

Đối với máy ép viên thức ăn cho lợn có 2 loại kích thước viên: Thứ nhất đối với lợn con 3mm Thứ hai đối với lợn trưởng thành 4mm Và số lượng lỗ phân bố trên khuôn phụ thuộc vào kích thước cối (máng), năng suất

DUT-LRCC

Hình 3.2: Đĩa ép

3.2 Tính chọn động cơ (xem hình 2.6)

Để đảm bảo đạt đúng năng suất 200kg/h Tham khảo ta chọn động cơ 3 kW

Công suất động cơ phải lớn hơn công suất cần thiết

Pđc >Pct

Với Pct =

𝑃

𝜇𝑐ℎTrong đó: Pđc – Công suất của động cơ (kW)

Pct – Công suất cần thiết (kW)

P – Công suất trên trục công tác (kW)

𝜇𝑐ℎ - Hiệu suất chung của hệ Yêu cầu công suất của con lăn ép là P <= 3 kW, chọn P = 2,5 kW

Hiệu suất chung của hệ tính theo công thức:

DUT-LRCC

Trong đó:

𝜇𝑏𝑟 : Hiệu suất của bộ truyền bánh răng côn

𝜇𝑜𝑙 : Hiệu suất của ổ lăn

𝜇𝑛 : Hiệu suất của bộ truyền ngoài ( bộ truyền đai)

Tá có:

𝜇𝑏𝑟 = 0,95; 𝜇𝑜𝑙 = 0,99; 𝜇𝑏𝑑= 0,95 Vậy

Do hệ thống có tải trọng không đổi theo thời gian, nên ta lấy công suất này để chọn động cơ

Kiểm nghiệm lại công suất trên trục công tác

Tiết diện các lỗ khuôn:

V = Sx l = 1884.15 = 28260 (mm3) = 2,826.10-5(m3) Khối lượng riêng của vật liệu ép:

 = 650 kg/m3 Vậy, khối lượng viên cắt sau một vòng quay của đĩa là:

mv = V.𝛾 = 2,826.10-5.650 = 0,018 (kg/v) Năng suất yêu cầu 200 kg/h, hay 3,34 kg/phút

Vậy, số vòng quay của con lăn là:

n = N/mv = 3,34/0,018 = 185,5 (vg/ph)

Ta có công thức:

DUT-LRCC

F = 2Mx/d = 2.128706,1995/74 = 3478,55 (N) Tính công suất làm việc của máy theo công thức:

3,4 Tính các thông số trên trục

3.4.1 Xác định công suất trên các trục

Công suất trên trục động cơ:

3.4.3 Xác định mômen xoắn trên trục

Mômen xoắn trên trục động cơ:

- Chọn đai: Ở đây giả thiết vận tốc đai >5m/s, ta chọn đai B Để chọn đai sử dụng

ưu việt nhất Tính chọn đai B theo [ bảng 5-11, trang 92, [7]]

DUT-LRCC

Bảng 3.2: Kích thước tiết diện đai thang

 : hệ số trượt, đối với đai thang  = 0,02

i: tỷ số truyền bộ đai thang

 D2 = i.D1.(1 - ) = 4.70.(1 – 0,02) = 275 mm Chọn D2 = 280 mm Tính lại số vòng quay thực tế của bánh bị dẫn n’2

Sai số ∆𝑛 nằm trong phạm vi cho phép (3 ÷ 5 ) %, do đó không cần phải chọn lại đường kính bánh đai lớn D2

4 Chọn sơ bộ khoảng cách trục A theo [ bảng 5,16 ]

A ≈ 0,95.D2 = 0,95 280 = 266 ( mm ) DUT-LRCC