Nghiên cứu tối ưu các thông số cơ bản làm cơ sở thiết kế, chế tạo máy thái măng năng suất 100kgh

Vì vậy ảnh hưởng đến: năng suất và chất lượng thấp, tiêu tốn nhiều điện năng, tuổi thọ máy thấp, mỹ quan công nghiệp chưa đạt yêu cầu… Với những lý do trên việc nghiên cứu chế tạo máy th

NGUYỄN VĂN THẠCH

ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU TỐI ƯU CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN

LÀM CƠ SỞ THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY THÁI

MĂNG NĂNG SUẤT 100KG/H

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KỸ THUẬT CƠ KHÍ VÀ CƠ KỸ THUẬT

Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

Mã số: 60.52.01.03

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS ĐỖ MINH CƯỜNG

HUẾ - 2015

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả được tôi trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Thạch

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn tôi luôn nhận được sự hổ trợ, động viên và giúp đở của gia đình, quý thầy cô giáo, cơ quan và bạn bè đồng nghiệp

Để hoàn thành luận văn này tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: Thầy giáo Đỗ Minh Cường đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập thực hiện đề tài này

Ban giám hiệu, Phòng sau đại học, Khoa Cơ khí – Công nghệ, và qúy thầy cô giảng viên Trường Đại học Nông Lâm Huế, đã tạo điều kiện, truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong thời gian học tập tại trường

Xin chân thành cảm ơn gia đình, cơ quan, bạn bè đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Huế, ngày 29 tháng 5 năm 2016

Học viên

Nguyễn Văn Thạch

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC HÌNH viii

MỞ ĐẦU 1

1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 1

3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỂN 1

3.1 Ý nghĩa khoa học 1

3.2 Ý nghĩa thực tiển 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2

1.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2

1.1.1 Tổng quan về nguyên liệu măng 2

1.1.1.1 Giới thiệu chung về tre lấy măng 2

1.1.1.2 Thành phần dinh dưỡng của măng 3

1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ măng ở Việt Nam và thế giới 4

1.1.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ măng ở Việt nam 4

1.1.2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ măng ở thế giới [6] 4

1.1.3 Một số sản phẩm chủ yếu từ măng [6] 5

1.1.3.1 Măng tươi 5

1.1.3.2 Măng muối chua 5

1.1.3.3 Măng tự nhiên 5

1.1.3.4 Măng dầm dấm 5

1.1.3.4 Măng khô 6

1.2 CƠ SỞ THỰC TIỂN CỦA CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 6

1.2.1 Tầm quan trọng của máy thái măng 6

1.2.2 Một số máy thái rau củ hiện nay 6

1.2.2.1 Máy thái sắn quay tay 6

1.2.2.2 Máy thái chuối 7

1.2.2.3 Máy thái củ quả PKP – 2.0 8

1.1.2.4 Máy thái củ quả FC 501 9

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11

2.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 11

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 11

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 11

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 11

2.2.1.Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của quá trình cắt thái 11

2.2.2 Tính toán thiết kế và chế tạo máy thái măng 11

2.2.3 Khảo nghiệm hệ thống 11

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11

2.3.1 Phương pháp tính toán thiết kế 11

2.3.2 Phương pháp thực nghiệm 12

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH CẮT THÁI 13

3.1 CÁC CƠ SỞ VẬT LÝ CỦA QUÁ TRÌNH CẮT THÁI 13

3.2 NHỮNG YẾU TỐ CHÍNH ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CẮT THÁI BẰNG LƯỠI DAO 14

3.2.1 Áp suất riêng q (N/cm) của cạnh sắc lưỡi dao trên vật thái 15

3.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng chính của dao thái 15

3.2.2.1 Độ sắc của lưỡi dao 15

3.2.2.2 Góc cắt thái 16

3.2.2.3 Độ bền của vật liệu làm dao 17

3.2.2.4 Vận tốc của dao thái 17

3.2.2.5 Điều kiện trượt của lưỡi dao trên vật liệu 17

3.2.2.6 Quan hệ giữa lưỡi dao và tấm kê thái 20

3.2.3 Năng lượng cắt thái và công cắt thái riêng 20

3.2.3.1 Năng lượng cắt thái 20

3.2.3.2 Công cắt thái riêng 22

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 24

4.1 PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 24

4.1.1 Những yêu cầu cơ bản 24

4.1.2 Chọn phương án thiết kế 24

4.1.2.1 Các phương án chuyển động của dao 24

4.1.2.2 Chọn phương án thiết kế 26

4.2 TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC THIẾT BỊ 28

4.2.1 Cơ sở tính toán 28

4.2.1.1 Chọn năng suất cho máy 28

4.2.1.2 Chọn loại và số lượng dao 28

4.2.1.3 Chọn đĩa cắt 30

4.2.2 Tính toán động lực học thiết bị 31

4.2.2.1 Tính chọn số vòng quay của đĩa cắt 31

4.2.2.2 Tính lực cản cắt 32

4.2.2.3 Tính công suất cần thiết cho máy [7] 34

4.3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY 35

4.3.1 Chọn động cơ dẫn động 35

4.3.1.1 Chọn quy cách động cơ 35

4.3.1.2 Xác định tỷ số truyền động của toàn hệ thống, công suất, mômen 36

4.3.2 Thiết kế bộ truyền đai 37

4.3.2.1 Chọn loại đai và tiết diện đai 37

4.3.2.2 Xác định các kích thước và thông số bộ truyền 38

4.3.3 Thiết kế trục 42

4.3.3.1 Chọn vật liệu chế tạo 42

4.3.3.2 Tính sơ bộ đường kính trục 42

4.3.3.3 Tính gần đúng trục 43

4.3.4 Tính then 49

4.3.5 Tính ổ lăn 50

4.3.6 Thiết kế khung, thùng máy 51

4.3.6.1 Khung máy 51

4.3.6.2 Thùng máy 52

4.4 CHẾ TẠO MÁY THÁI MĂNG 53

4.5 THỰC NGHIỆM MÁY THÁI MĂNG 54

4.5.1 Sơ đồ bố trí và các thiết bị phục vụ thí nghiệm 54

4.5.1.1 Mục đích, yêu cầu và tiêu chí thực nghiệm 54

4.5.1.2 Sơ đồ bố trí thực nghiệm 55

4.5.1.3 Các thiết bị phục vụ thí nghiệm 55

4.5.2 Thực nghiệm đánh giá máy thái măng 57

4.5.2.1 Chuẩn bị phương tiện thí nghiệm 57

4.5.2.2 Vận hành thiết bị và tiến hành đo 57

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 62

5.1 KẾT LUẬN 62

5.2 ĐỀ NGHỊ 62

5.2.1 Hướng phát triển của đề tài 62

5.2.2 Kiến nghị 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng được xác định trong măng tươi của một số

loài tre 4

Bảng 4.1 Công suất – Tỉ số truyền – Số vòng quay – Mômen 37

Bảng 4.2 các thông số của bộ truyền đai thang 42

Bảng 4.3 Thông số ổ lăn 43

Bảng 4.4 Chọn chiều dài trục 43

Bảng 4.5 Thông số then 46

Bảng 4.6 Thông số ổ bi 50

Bảng 4.7 Số liệu trung bình tại vận tốc dao 220 vòng/phút 58

Bảng 4.8 Số liệu trung bình tại vận tốc dao 250 vòng/phút 58

Bảng 4.9 Số liệu trung bình tại vận tốc dao 280 vòng/phút 58

Bảng 4.10 Số liệu trung bình tại vận tốc dao 310 vòng/phút 59

Bảng 4.11 Đồ thị biểu diễn các thông số góc đặt dao ở 00 59

Bảng 4.12 Đồ thị biểu diễn các thông số góc đặt dao ở 50 60

Bảng 4.13 Đồ thị biểu diễn các thông số góc đặt dao ở 100 60

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Tre trồng lấy măng 2

Hình 1.2 Một số sản phẩm măng trên thị trường hiện nay 5

Hình 1.3 Máy thái sắn quay tay 7

Hình 1.4 Máy thái chuối cây 8

Hình 1.5 Máy thái củ quả PKP - 2.0 8

Hình 1.6 Máy thái kiểu sợi FC 501 9

Hình 3.1 Tác dụng cắt thái của lưỡi dao 13

Hình 3.2 Đồ thị phụ thuộc lực cắt thái R vào độ dịch chuyển S 14

Hình 3.3 Tác dụng cắt trượt giảm chiều rộng lát thái 14

Hình 3.4 Sơ đồ quá trình cắt thái bằng lưỡi dao với lưỡi dao có góc mài  15 Hình 3.5 Cạnh sắc lưỡi dao 16

Hình 3.6 Góc cắt thái 16

Hình 3.7 Đồ thị phụ thuộc của lực cắt với độ thái sâu 17

Hình 3.8 Đồ thị phụ thuộc giữa áp suất cắt thái riêng và vận tốc dao thái 17

Hình 3.9 Vận tốc của điểm M trên cạnh sắc lưỡi dao 18

Hình 3.10 Phân tích các lực tác động giữa lưỡi dao và vật thái 18

Hình 3.11 Đồ thị phụ thuộc của δ và N 20

Hình 3.12 Sơ đồ tính năng lượng cắt thái 21

Hình 3.13 Xét đoạn dao thái S với góc quay dθ 21

Hình 3.14 Các đồ thị phụ thuộc 22

Hình 4.1 Dao chuyển động tịnh tiến 25

Hình 4.2 Dao chuyển động quay tròn 25

Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý máy thái măng 27

Hình 4.4 Một số loại dao cắt thái 28

Hình 4.5 Kích thước dao 29

Hình 4.6 Đĩa dao cắt 30

Hình 4.7 Chế tạo đĩa và dao 30

Hình 4.8 Góc trượt của vật liệu 31

Hình 4.9 Đai hình thang thường 38

Hình 4.10 Phản lực tại các nút của trục 44

Hình 4.11 Biểu đồ Mô men 44

Hình 4.12 Bản vẽ phác thảo trục 46

Hình 4.13 Các kích thước thiết kế trục 49

Hình 4.14 Chế tạo trục 49

Hình 4.15 Sơ đồ trục 50

Hình 4.16 Các kích thước thiết kế khung máy 51

Hình 4.17 Chế tạo khung máy 51

Hình 4.18 Các kích thước thiết kế thùng máy 52

Hình 4.19 Chế tạo thùng máy 52

Hình 4.20 Các kích thước thiết kế cơ bản của máy thái măng 53

Hình 4.21 Chế tạo máy thái măng 54

Hình 4.22 Sơ đồ bố trí thực nghiệm 55

Hình 4.23 Bộ biến tần 56

Hình 4.24 Cân điện tử 56

Hình 4.25 Đồng hồ bấm giây 56

Hình 4.26 Măng sau khi thái 57

MỞ ĐẦU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Măng là loại cây mọc phổ biến ở nhiều nước trên thế giới cũng như ở nước ta, nó

có giá trị kinh tế cũng như giá trị dinh dưỡng cao được người dân ưa chuộng và chế biến thành nhiều món ăn khác nhau phục vụ cho nhu cuộc sống hằng ngày Đây cũng

là loại cây rất được chú trọng góp phần đa dạng cây trồng, làm thực phẩm cho con người, là mặt hàng xuất khẩu mang lại giá trị kinh tế cao Hiện nay, nhiều cơ sở chế biến măng quy mô nhỏ chủ yếu sử dụng hình thức thái lát bằng tay vì vậy năng suất thấp, sản phẩm không đồng đều, không đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, cần nhiều nhân công hơn… không đảm bảo hiệu quả kinh tế Trên thị trường đã có một số loại máy thái măng, tuy nhiên vẫn còn một số nhược điểm như: giá thành đắt, chất lượng làm việc kém, không phổ biến và còn sản xuất đơn chiếc, chủ yếu do các

cơ sơ sản xuất cơ khí nhỏ lẻ chế tạo, các thông số của máy lựa chọn theo kinh nghiệm

mà chưa có nhiều nghiên cứu cơ bản về lý thuyết tính toán thiết kế máy thái măng Vì vậy ảnh hưởng đến: năng suất và chất lượng thấp, tiêu tốn nhiều điện năng, tuổi thọ máy thấp, mỹ quan công nghiệp chưa đạt yêu cầu…

Với những lý do trên việc nghiên cứu chế tạo máy thái măng phục vụ trong sản xuất nông sản để tăng năng suất và cải thiện sức lao động của con người nhằm đem lại

hiệu quả kinh tế cao Chính vì vậy tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu tối ưu các thông

số cơ bản làm cơ sở thiết kế chế tạo máy thái măng năng suất 100kg/h”

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Thiết kế và chế tạo mẫu máy nhằm nâng cao năng suất và chất lượng của máy thái măng

3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỂN

3.1 Ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần nghiên cứu chuyên sâu về việc thiết

kế chế tạo các máy cắt thái nói chung và máy thái măng nói riêng

3.2 Ý nghĩa thực tiển

Đề tài đã góp phần tạo ra một sản phẩm thiết thực, đáp ứng kịp thời nhu cầu của đời sống kinh tế xã hội

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1.1 Tổng quan về nguyên liệu măng

1.1.1.1 Giới thiệu chung về tre lấy măng

Tre có nguồn gốc vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới thuộc họ (Poaceae), trong lớp thực vật một lá mầm Nhưng đặc điểm hình thái của thân tre không giống các loài cỏ, cũng không giống các thân cây gỗ Thân tre không mềm và cũng không quá cứng Dưới gốc cây là thân ngầm; trên mặt đất là thân kí sinh mang bẹ mo, cành và

lá Do thuộc tính cây dễ trồng, tăng trưởng rất nhanh, thời gian thu hoạch ngắn, dễ chế biến đồng thời tre được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau và mang lại hiệu qủa kinh tế cao

Về cấu tạo tre có rễ chùm, thân hình trụ, lóng rỗng và độ dài các lóng không bằng nhau có màu xanh, màu vàng, màu nâu hoặc sọc trắng, xanh Thân tre thẳng đứng không phân nhánh, cứng, rỗng hình ống, chia thành từng lóng được phân chia bởi các mắt, nơi mắt mọc những nhánh lá Lá tre là cơ quan quan trọng của quá trình quang hợp Lá do bẹ lá và phiến lá tạo thành Mo tre chính lá phiến lá trên thân Mo thường sớm rụng, nhưng có loại mo chỉ tách ra mà không rụng, chúng tồn tại trên thân mấy năm Mo nang có bẹ mo, lá mo, lưởi mo và tai mo Tre chỉ ra hoa một lần, khi đó gọi là tre khuy, hoa dạng bông, màu vàng nhạt, nhị hoa mang bao phấn màu vàng tươi Quả dạng như hạt thóc; quả rụng xuống mọc thành cây con

Hình 1.1 Tre trồng lấy măng [14], [15]

Măng tre là loại thực phẩm sạch và được nhiều nước nghiên cứu, chế biến nhằm mang lại giá trị xuất khẩu cao như Trung Quốc, Thái Lan, Đài Loan,…Ở nước ta cho đến nay cũng đã tuyển chọn nhiều loại giống tre trồng để lấy măng như tre Lục Trúc, Mạnh Tông, Tạp Giao, Mao Trúc, Điền Trúc,…Tuy nhiên tre Điền Trúc có nhiều ưu điểm nổi bậc nên được chọn lựa và trồng nhiều tỉnh trong cả nước

Tre Điền Trúc có tên khoa học là Sinocalamus sp, là loại tre láy măng có năng suất cao (100 tấn/ha), búp măng kích thước lớn đường kính gốc 10 – 30cm, cân nặng 3 – 8 kg Sau khi trồng 3 năm thì có thể thu hoạch trong thời gian từ 15 đến 20 năm Điền trúc là loại tre có thân mọc cụm, nhưng xa cây mẹ hơn các loại khác, thân không

có gai, thẳng, thành vách dầy, lá to, nhẵn, thân cao từ 7-8m, đường kính 9-12cm, măng

to, lớp mỏng, vị ngọt dịu và không đắng, ăn tươi được, nhưng khi chế biến màu không đẹp (hơi tím) [6]

Điền trúc thích hợp trên nhiều loại đất và khí hậu khác nhau, nhưng phát triển tốt trên tầng đất dầy, khí hậu ẩm, đất không bị ngập úng Là loại cây ưa sáng, độ cao thích hợp 600m so mức nước biển, khả năng phân bổ và thích nghi ở biên độ rộng

1.1.1.2 Thành phần dinh dưỡng của măng

Măng tre có nhiều dinh dưỡng và cũng là món ăn truyền thống của nước ta Măng tre tươi, có nhiều dinh dưỡng là thức ăn truyền thống của nước ta Măng không chỉ là thức ăn hàng ngày mà còn trở thành thương phâm, không chỉ ăn tươi mà còn làm chế phẩm công nghiệp Chủng loại măng tre rất nhiều, số lượng được sử dụng cũng ngày một tăng lên; hầu hết các nhà hàng, khách sạn lớn đều có món măng được chế biến đơn giản hay cầu kỳ, sang trọng Măng khô, măng hộp đã được nhiều nước ưa chuộng và phổ biến trên toàn cầu

Măng là một món rau tươi bổ Theo phân tích, măng tươi có lượng đường, lipit, protein và các chất P, Fe, Ca và các nguyên tố khác, các vitamin cũng khá nhiều

Theo luật tiêu chuẩn vệ sinh thực phẩm, các hàm lượng chất độc trong rau, quả, nấm ăn đều phải có hạn độ nhất định Thông qua xác định, măng có sáu nguyên tố chất độc là: g, As, Cu, Si, Fe, nhưng hàm lượng các chất đó không vượt quá phạm vi quy

định và có tác dụng chữa bệnh tốt

Hiện nay, người ta coi măng là loài rau quan trọng và nước sản xuất măng lớn nhất thế giới hiện nay là Trung Quốc, Nhật Bản và các nước Đông Nam Á Thị trường tiêu thụ măng lớn nhất là các nước Âu, Mỹ và Nhật Bản [10]

Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng được xác định trong măng tươi của một số loài tre

Lipit (%)

Xenlul

o (%)

Tổng đường (%)

Đường khử (%)

Tro (%)

P (ppm)

Fe (ppm)

K (ppm)

sào 85,5 3,16 0,49 0,66 5,86 1,42 0,19 640 8,2 19

1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ măng ở Việt Nam và thế giới

1.1.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ măng ở Việt nam

Theo kết qủa nghiên cứu của viện khoa học lâm nghiệp Việt Nam (2008) thì có trên 216 loài thuộc 25 chi tre trúc phân bố tự nhiên ở Việt Nam với tổng diện tích ước tính khoản 1.489.000 ha, trong đó 1.415.500 là rừng tự nhiên (thuần loài hoặc hỗn loài), và khoảng 73.500 ha là rừng trồng tre trúc [8]

Mô hình trồng tre lấy măng được triển khai ở các tỉnh miền núi và trung du phía bắc như Tuyên Quang, Phú thọ, Vĩnh Phúc…; các tỉnh miền trung như Thanh Hóa, Nghệ An, Quảng Bình, Thừa Thiên Huế… Đồng thời các tỉnh phía nam cũng đã bắt đầu trồng từ năm

2001 – 2002 như Gia Lai, Kon Tum, Đắk Lắk, Bình Phước… Trong đó diện tích măng tre dẫn đầu là Gia Lai, Sơn La, Lai Châu, Hà Giang, Bắc Giang, Hà Tĩnh [6]

1.1.2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ măng ở thế giới [6]

Cho đến nay trên thế giới người ta đã phát hiện được 1.250 loài tre thuộc 47 giống tre trúc Phần lớn các loại tre sống hoang dã tự nhiên ở các nước trong vùng Đông Nam Á, bao gồm Đài Loan, Nhật Bản, Philippin, Lào Việt Nam, Malaixia, Indonesia và một số tỉnh miền Nam Trung Quốc

Các nước nhập khẩu chủ yếu là Nhật Bản và Mỹ, chiếm khoản 74% và 11,5% Theo Tổ chức nông lương thế giới (FAO), nhu cầu tiêu thụ sản phẩm măng trên thị trường thế giới khoảng 250 ngàn tấn/năm và nhu cầu này có xu hướng tăng từ 18 – 21%/năm Dự báo trong 10 năm tới, mỗi năm thế giới thiếu từ 25 – 30 tấn măng Trong đó các thị trường nhập khẩu lớn là Mỹ, các nước EU, Nhật Bản, Đài Loan, Úc

Các sản phẩm măng tre ngày càng được các nước trên thế giới quan tâm Vì vậy, nhiều quốc gia đã đầu tư mạnh vào việc trồng, sản xuất và phát triển các sản phẩm măng tre đáp ứng cho nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu

1.1.3 Một số sản phẩm chủ yếu từ măng [6]

1.1.3.1 Măng tươi

Măng tươi được sử dụng như một loài rau tươi dùng để luộc,xào, nấu canh, ăn sống Tuy nhiên khi sử dụng măng tươi nếu luộc không kỷ dễ gây ngộ độc cấp tính với biểu hiện nhức đầu, chóng mặt, buồn nôn, trường hợp nằng có thể gây nên tử vong

1.1.3.2 Măng muối chua

Măng chua là sản phẩm được chế biến bằng cách cho lên men lactic đường có trong nguyên liệu, người ta muối chua bằng muối ăn

1.1.3.3 Măng tự nhiên

Quy trình chế biến măng tự nhiên được thực hiện như sau: măng tươi bóc bẹ, luộc chín loại bỏ chất đắng, tạo hình xếp vào lọ/hộp/thùng, rót dịch, đóng nắp, thanh trùng, làm nguội, kiểm tra bảo ôn, dán nhãn, đống gói, nhập kho, tiêu thụ

Hình 1.2 Một số sản phẩm măng trên thị trường hiện nay [15], [16], [17]

1.1.3.4 Măng dầm dấm

Quy trình chế biến măng đâm dấm được thực hiện như sau: măng tươi bóc bẹ, luộc chín, tạo hình, chần, cân vào lọ, rót nước dịch, đóng nắp, thanh trùng, làm nguội, bảo ôn, dán nhãn đóng gói, nhập kho, tiêu thụ Măng dầm dấm thành phẩm được dùng

trong các bửa ăn hàng ngày

1.1.3.4 Măng khô

Măng được sấy khô là một loại bán thành phẩm, phải qua chế biến tiếp mới sử dụng được măng khô có độ già lớn hơn măng tự nhiên

1.2 CƠ SỞ THỰC TIỂN CỦA CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.2.1 Tầm quan trọng của máy thái măng

Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ việc áp dụng các máy cắt rau, củ, quả đã được thị trường tiêu dùng ưa chuộng, không chỉ các nhà hàng, khách sạn, xưởng chế biến thực phẩm mà còn được ứng dụng ở các hộ gia đình, hộ chăn nuôi, trồng trọt Nâng cao năng xuất trong sản xuất nông nghiệp nói chung và trong khâu thái măng nói riêng Sản lượng măng thái trong một đơn vị thời gian sẽ tăng gấp nhiều lần, vừa thuận lợi cho quá trình sản xuất mà còn đảm bảo được chất lượng Nâng cao chất lượng măng sau khi thái, măng thái ra sẽ đồng đều về kích thước

và thuận tiện cho những giai đoạn chế biến về sau Khi áp dụng máy thái sẽ giảm thời gian và chi phí cho một đơn vị công việc góp phần làm giảm đáng kể sức lao động, nâng cao năng suất, mang lại hiệu quả kinh tế cao cho người nông dân

1.2.2 Một số máy thái rau củ hiện nay

Để giàm chi phí trong quá trình sản suất và tăng năng suất cho người lao động, hiện nay ở các nhà máy sản xuất thực phẩm hầu hết đều sử dụng máy cắt thái trong dây chuyền sản xuất như: máy thái gia vị trong dây chuyền sản xuất mì tôm; máy thái khoai tây, bí đỏ trong dây chuyền sản xuất bim bim, máy thái lát thịt, máy thái sắn, Những chiếc máy đó có thể làm việc bằng thủ công hoặc tự động đều tùy thuộc vào nhà sản suất và nhu cầu của người sử dụng

Từ nguyên lý cắt thái chung, nhiều cơ sở trong nước cũng đã chế tạo ra một số máy cắt thái phục vụ sản xuất Tuy khả năng làm việc còn hạn chế so với máy nhập từ nước ngoài nhưng góp phần làm giảm chi phí nhập khẩu Mặt khác, chúng ta chế tạo

ra máy móc dựa trên tính chất của nguyên liệu trong nước nên rất phù hợp và dễ sử dụng Nhưng do yêu cầu của sản xuất, một số nhà máy cũng đã nhập khẩu máy của nước ngoài Sau đây là một số máy đang được sử dụng hiện nay

1.2.2.1 Máy thái sắn quay tay

Đây là máy thái sắn được được cơ sở Bình Quân sản xuất, model 2008 Cấu tạo của máy gồm một giá đỡ, vòng bi gối đỡ, một tay quay lắp cố định vào đĩa, trên đĩa được gắn các lưỡi dao Khi làm việc người ta sẽ tác động vào tay quay và truyền chuyển động quay này làm cho các lưỡi dao quay theo Sắn được đưa vào và dao sẽ cắt

thành từng lát mõng rồi được thoát r ngoài qua khe hở

Với loại máy này có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, giá thành hạ và dễ sử dụng Nhưng nhược điểm là làm việc bằng thủ công, năng suất thấp, chất lượng cắt còn kém, mức độ ứng dụng chưa cao Do đó máy thái sắn loại này chỉ được sử dụng ở các cơ sở sản xuất nhỏ lẻ, phần lớn được sử dụng ở các hộ gia đình

Hình 1.3 Máy thái sắn quay tay [19]

1.2.2.2 Máy thái chuối

Đây là loại máy dùng để thái chuối cây Cấu tạo máy thái chuối gồm: động cơ điện, bốn vòng bi gối đỡ, hai lưỡi dao cắt, trục trung gian, trục chính và khung máy Máy làm việc được nhờ nguồn điện 220V, khi bật công tắc động cơ điện hoạt động làm các lưỡi dao quay theo, người ta chỉ cần đưa thân cây chuối vào máy sẽ tự động cắt ra những lát chuối mỏng và rơi ra ngoài Để có những lát chuối dầy mỏng theo yêu cầu thì có thể điều chỉnh kích cỡ có sẵn trên máy theo ý muốn của người dùng

Khi sử dụng loại máy này việc cắt thái nhanh hơn, điều chỉnh được lát thái dày mỏng tùy theo yêu cầu sử dụng, tuy nhiên việc tiếp thị chưa tốt nên chưa được

sử dụng rộng rãi trong từng hộ gia đình

Hình 1.4 Máy thái chuối cây [20]

1.2.2.3 Máy thái củ quả PKP – 2.0

Hình 1.5 Máy thái củ quả PKP - 2.0 [7]

1 – Thùng đựng củ quả; 2 – Đĩa lắp dao; 3 – Dao thái;

4 – Máng thoát sản phẩm; 5 – Trục quay; 6 – Tay quay; 7 – Bánh đai

Đây là loại máy thái kiểu đĩa, đặt thẳng đứng có thể quay tay hoặc dùng động cơ (hình 1.5) Máy gồm có thùng đựng củ quả 1 dạng nón cụt, phần dưới lắp về một bên trục máy, cửa cấp liệu kề sát với vùng quay của dao Củ quả chất vào thùng,

do trọng lượng của bản thân sẽ áp sát vào mặt đĩa lắp dao Đĩa dao 2 bằng gang, đường kính 600mm, trên đó có lắp 4 dao lưỡi thẳng ở 4 khe thoát lát thái Dao

thái có 2 lưỡi, lưỡi thẳng liền dùng để thái lát rộng, lưỡi răng lược dùng để thái thành lát hẹp (bề rộng lát thái 15 – 20mm) Các dao thái lắp nghiêng 300

so với mặt đĩa Máng thoát sản phẩm thái 4 đặt phía dưới đĩa dao gắn liền với vỏ bao đĩa Trục quay 5 có 2 gối đỡ bi Tay quay 6 lắp với bánh đai 7

Để điều chỉnh chiều dày lát thái, trên dao có các lỗ dài vặn bu lông để có thể dịch vị trí dao so với mặt đĩa Khi sử dụng có thể cho máy chạy bằng động cơ hoặc quay tay

Đổ đầy củ quả vào thùng chứa Củ quả sẽ dồn về cửa cấp liệu, ép vào mặt đĩa, được các dao nạo thành lát Các lát thái chui qua khe hở, thoát ra ngoài qua máng thoát 4 Khi cần thái lát hẹp thì tháo lắp dao cho các dao răng lược làm việc Chú ý trong trường hợp này, cứ 2 dao răng lược mới cắt hết một lớp vật thái, nghĩa là phải lắp số dao chẵn Máy thái PKP – 2.0 có khả năng thái tốt đối với nhiều loại củ quả Tuy nhiên khi thái lát hẹp thì

bị gãy vụn

1.1.2.4 Máy thái củ quả FC 501

Hình 1.6 Máy thái kiểu sợi FC 501 [21]

Hiện nay trên thị trường cũng đã có một số kiểu máy thái củ quả được nhập khẩu

từ nước ngoài như kiểu máy thái dạng sợi, thái dạng lát mỏng, nhưng số lượng không nhiều Máy thái kiểu sợi FC 501 làm việc nhờ vào dao cắt của máy có hệ thống chuyển động quay quanh trục một cách liên tục, sản phẩm được cắt bỡi dao quay giống như thái bằng tay vậy, có thể chế biến các loại lát đông dược hoặc trong ngành thực phẩm như

thái sợi hoặc thái lát măng, khoai, cà rốt, củ cải, gừng, … và các loại củ khác cho ra những sản phẩm có độ dày mỏng khác nhau

Bên cạnh những tính năng nổi bậc ấy thì giá cả của những chiếc máy này cũng khá cao khiến người tiêu dùng phải quan tâm Do đó, hiện nay nó chỉ được sử dụng chính trong các cơ sở chế biến đồ ăn nhanh, chế biến thực phẩm…

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

- Các loại măng được trồng trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế và Quảng Trị;

- Các nguyên lý cắt thái và các loại máy thái măng;

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu

- Thiết kế chế tạo máy thái măng với năng suất 100 kg/h

- Đề tài được thực hiện trong phạm vi 6 tháng từ 9/2015 đến 3/2016

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

2.2.1.Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của quá trình cắt thái

2.2.2 Tính toán thiết kế và chế tạo máy thái măng

- Lựa chọn vật liệu, nguyên lí, kết cấu của máy thái;

- Tính toán, thiết kế máy thái măng;

- Tính toán, lựa chọn động cơ;

- Chế tạo máy thái măng

2.2.3 Khảo nghiệm hệ thống

- Lắp đặt, khảo nghiệm, thay đổi các thông số làm việc và đánh giá năng suất, chất lượng làm việc của máy;

- Tính toán giá thành của máy;

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.3.1 Phương pháp tính toán thiết kế

- Nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các quá trình cắt thái cũng như các quy trình thiết kế máy thái;

- Lựa chọn nguyên lý cắt thái, nguyên lý truyền động, nguyên lý cấp liệu, quy cách sản phẩm;

- Thiết kế các cơ cấu và hệ thống máy, các thông số hình học và cấu trúc của máy được thể hiện trên bản vẽ sử dụng phần mêm AutoCad 2007;

- Trên cơ sở bản vẽ chi tiết, chế tạo máy thái măng tại xưởng khoa Cơ khí Công nghệ

- Chất lượng cắt thái được đánh giá thông qua quan sát độ đồng đều, độ dập

vỡ, chiều dày lát cắt theo yêu cầu…

- Thay đổi tốc độ của dao thông qua thay đổi tốc độ quay của động cơ nhờ một máy biến tần

- Thay đổi góc đặt dao thông qua cơ cấu thay đổi góc đặt dao được thiết kế trên hệ thống máy thái măng

* Kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm tại khoa Cơ khí Công nghệ, Trường Đại học Nông Lâm Huế - Đại học Huế Trong đó chú trọng đến việc thực nghiệm để xác định các thông số tối ưu của máy thái măng Kết quả được tiến hành phân tích, đánh giá và đi đến kết luận

CHƯƠNG 3

CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH CẮT THÁI

3.1 CÁC CƠ SỞ VẬT LÝ CỦA QUÁ TRÌNH CẮT THÁI [7]

Các bộ phận làm việc của máy cắt thái rau cỏ, củ quả thường dựa theo nguyên

lý cắt thái bằng cạnh sắc của lưỡi dao Quá trình cắt thái thường được thực hiện bằng cách di chuyển cạnh góc nhị diện AB (cạnh sắc) hợp bởi hai mặt phẳng của lưỡi dao theo hướng p pháp tuyến với cạnh đó hoặc theo hai hướng vuông góc với cạnh đó: vừa theo hướng p (hướng cắt pháp tuyến), vừa theo hướng q vuông góc với hướng p (hướng cắt tiếp tuyến), nghĩa là theo hướng chéo tổng hợp r, hướng cắt nghiêng (hình 3.1)

Hình 3.1 Tác dụng cắt thái của lưỡi dao

Viện sĩ V.P.Gơriatkin đã chứng minh rằng quá trình cắt thí nghiệm có trượt làm giảm đáng kể lực cắt và tăng chất lượng thái và được mô tả bằng phương trình có dạng:

thái không trượt

Khi cắt thái có trượt bề rộng lát thái giảm, do đó quá trình cắt thái dễ dàng hơn Lát thái do đoạn S của lưỡi thái trượt theo phương P với diện tích F (cm2) sẽ có bề rộng bp nhỏ hơn bề rộng bn khi đoạn thái S thái không trượt (theo phương N) cùng với diện tích F đó Trên hình 3.3 ta có:

Hình 3.2 Đồ thị phụ thuộc lực cắt thái R vào độ dịch chuyển S

bp =

p

n n

AA b AA

Hình 3.3 Tác dụng cắt trượt giảm chiều rộng lát thái

Do tính chất đàn hồi của vật thái cũng làm giảm lực cắt thái Các vật thái trong nông nghiệp thường có tính đàn hồi và nhiều thớ, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lưỡi dao vừa nén vừa trượt tương đối với chỗ tiếp xúc với vật thái Nếu vật cứng rắn không đàn hồi, ít thớ thì cắt trượt bằng lưỡi dao không có tác dụng

3.2 NHỮNG YẾU TỐ CHÍNH ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CẮT THÁI BẰNG LƯỠI DAO [7]

Để cắt thái vật liệu thành đoạn thái bảo đảm chất lượng, giảm được năng lượng cắt thái, cần xét đến số yếu tố thuộc phạm vi dao thái và vật thái ảnh hưởng đến quá trình cắt thái

3.2.1 Áp suất riêng q (N/cm) của cạnh sắc lưỡi dao trên vật thái

Áp suất cắt thái riêng q là yếu tố chủ yếu trực tiếp đảm bảo quá trình cắt đứt vật liệu và liên quan đến các yếu tố khác thuộc phạm vi dao thái và vật liệu thái Nếu gọi lực cắt thái cần thiết là Q (N) và độ dài đoạn lưỡi dao là S(cm) thì:

Theo viện sĩ V.P.Gơriatkin thì khi cắt thái không có trượt (chặt bổ τ= 0), đối với rau cỏ

là q= 40 - 80 (N/cm), còn đối với củ quả thì q= 20 - 40 (N/cm) Còn khi cắt có trượt thì

q thay đổi phụ thuộc vào góc trượt τ Đối với măng củ, là loại vật liệu thái chứa xenlulo, có thể xem như là loại rau cỏ nên chọn q = 40 - 60 (N/cm)

Trong quá trình thái lưỡi dao đi vào vật thái còn phải khắc phục lực ma sát T1 do

áp lực cản của vật thái tác dụng vào mặt bên của dao và T2 do vật thái dịch chuyển bị nén ép tác động vào mặt vát của cạnh sắc lưỡi dao

Nếu gọi Pt là lực cản cắt thái thì:

Q = Pt + T1 + T2cos  (3.4)

 - góc mài dao của lưỡi dao

Hình 3.4 Sơ đồ quá trình cắt thái bằng lưỡi dao với lưỡi dao có góc mài 

3.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng chính của dao thái

3.2.2.1 Độ sắc của lưỡi dao

Độ sắc của lưỡi dao chính là bề dày s (mm) của cạnh sắc lưỡi dao Đối với các máy cắt thái s không vượt quá 100μm, nếu s quá 100μm lưỡi dao coi như bắt đầu cùn

và thái kém Rõ ràng là độ sắc s càng lớn thì áp suất riêng q càng tăng Nếu gọi ứng suất cắt của vật liệu là c thì qs.c

Hình 3.5 Cạnh sắc lưỡi dao 3.2.2.2 Góc cắt thái

Góc cắt thái α là góc hợp bởi góc đặt dao β và góc mài dao σ Trị số góc cắt thái được xác định như sau:

Hình 3.6 Góc cắt thái

Góc đặt dao β phải tính toán thiết kế sao cho lớp rau củ khi được dao thái xong

và tiếp tục được cuốn vào sẽ không chạm vào mặt dao, tránh ma sát vô ích, hoặc đối với dao thái kiểu đĩa dao dùng cắt thái củ quả: góc β phải tính toán để khi lớp của quả trượt tỳ êm nhẹ lên mặt dao mà không gây hiện tưởng nảy ra khỏi mặt dao, đảm bảo quá trình cắt ổn định Vấn đề tính toán góc đặt dao β sẽ phụ thuộc vào vận tốc quay của dao thái, vận tốc đưa vật thái vào bộ phận thái và dạng cạnh sắc của lưỡi dao Còn đối với dao thẳng tuỳ theo cách lắp dao mà có thể thực hiện cắt thái có trượt hoặc cắt thái chặt bổ (lắp dao theo hướng kính )

Số dao lắp trên đĩa hay trống thường là 2,4 hoặc 6 dao Khi lắp vào máy vị trí dao đặt nghiêng so với mặt phẳng thẳng đứng của tấm kê 1 góc  ( gọi là góc đặt dao) Nếu gọi  là góc cắt thái thì  =  +

Thông thường  = 12180 và góc  =360

Đối với các máy thái củ quả, góc mài dao  = 18  25o

3.2.2.3 Độ bền của vật liệu làm dao

Dao có độ bền cao thì lâu cùn, thái tốt Khi đó công nén lớp vật thái do lưỡi dao tác động lúc bắt đầu cắt sẽ tốn ít hơn và công cản cắt thái cũng nhỏ hơn Các lực và công này thể hiện bằng đồ thị phụ thuộc vào độ thái sâu λ của lưỡi dao vào vật thái

Hình 3.7 Đồ thị phụ thuộc của lực cắt với độ thái sâu 3.2.2.4 Vận tốc của dao thái

Hình 3.8 Đồ thị phụ thuộc giữa áp suất cắt thái riêng và vận tốc dao thái

Vận tốc dao thái ảnh hưởng quá trình cắt thái, thể hiện cụ thể bằng đồ thị thực nghiệm biểu diễn sự biến thiên của áp suất riêng q (hoặc lực cắt thái pt và công cắt thái

Act) với vận tốc của dao thái vt Vận tốc tối ưu vt = 35÷40 m/s

3.2.2.5 Điều kiện trượt của lưỡi dao trên vật liệu

Khi đường trượt của lưỡi dao trên vật thái hay của vật thái trên lưỡi dao càng dài thì lực cản cắt càng giảm Để thể hiện hiện tượng trượt nói chung của lưỡi dao trên lớp

vật thái, ta hãy vẽ và phân tích vận tốc v của một điểm M ở trên cạnh sắc lưỡi dao

cong AB khi tác động vào lớp vật thái:

Hình 3.9 Vận tốc của điểm M trên cạnh sắc lưỡi dao

Vận tốc v có thể phân tích làm 2 thành phần: thành phần vận tốc pháp tuyến v n (vuông góc với lưỡi dao) và thành phần vận tốc tiếp tuyến v t (theo cạnh sắc lưỡi dao)

Vận tốc pháp tuyến v n chính là vận tốc của dao thái gập sâu vào vật thái gây nên tác

động cắt thái Vận tốc tiếp tuyến v t gây nên chuyển động trượt tương đối của lưỡi dao trên vật thái

Theo định nghĩa của Gơriatskin, góc hợp bởi vận tốc v với thành phần pháp tuyến v n gọi là góc trượt τ, tỷ số giữa trị số vận tốc tiếp tuyến vt và vận tốc pháp tuyến

Hình 3.10 Phân tích các lực tác động giữa lưỡi dao và vật thái

Thực nghiệm cho thấy lực cắt thái sẽ giảm nhiều với góc trượt   30 0 Hiện tượng cắt thái của dao đối với vật thái sẽ có một điều kiện chung để phát huy tác dụng cắt trượt, giảm lực cắt thái được nhiều hơn

Phát triển các lý luận nghiên cứu về cắt thái của Gơriatskin V.P, viện sĩ Giưligopski V.A đã phân tích bản chất vật lý và đi đến xác định điều kiện trượt của lưỡi dao trên vật thái như sau:

Xét các lực tác động giữa lưỡi dao với vật thái (hình 3.10) Khi cắt thái chặt bổ, góc trượt τ = 0 thì lực tác động giữa lưỡi dao với vật thái chỉ có một lực pháp tuyến cắt thái (thẳng góc với lưỡi dao) theo phương vận tốc của lưỡi dao

Xét trường hợp  o.Trên hình vẽ ta thấy rằng góc trượt τ càng lớn thì lực T (hay T’) càng tăng, đồng thời lực ma sát F (hay F’) cũng vẫn có khả năng tăng theo, bằng T khiến cho Mr của cuộng rau không thể trượt theo lưỡi dao được Nghĩa là mặc

dủ cắt thái với góc trượt  o, nhưng 2 điểm Mr của rau và Md của dao vẫn không tách rời nhau Trái lại trong quá trình thái điểm Md của dao vẫn cứ bám chặt lấy điểm

Mr của rau mà nén xuống với lực tác động là P cho đến khi cắt đứt

Khi T tăng thì F cũng tăng theo nhưng chỉ tăng tới trị số lực ma sát cực đại Fmax Trị số Fmax = N.tgφ’ = N.f’

Trong đó: φ’– Là góc ma sát giữa lưỡi dao và vật thái (góc cắt trượt)

Nhưng khi τ tăng lên nữa thì T tiếp tục tăng, trong lúc đó lực ma sát chỉ tăng tới trị

số Fmax là không tăng được nữa, nghĩa là T > Fmax, thì hiệu số lực T – Fmax sẽ có xu hướng làm cho Mr của rau trượt đi, rời điểm Md của dao lên phía trên, ngược lại, điểm Md của dao trượt đi rời điểm Mr của rau xuống dưới, bây giờ mới có hiện tượng “trượt tương f’ = tgφ’ – Hệ số ma sát (Hệ số cắt trượt)

Vậy khi τ tăng thì T và F tăng lên trong giới hạn T = F < Fmax nghĩa là khi   '

thì quá trình cắt thái chưa có hiện tượng “trượt tương đối” giữa các điểm của lưỡi dao tiếp xúc với các cuộng rau đối” của dao và rau Khi đó quá trình cắt thái mới thực sự có trượt, dao mới phát huy được khả năng cưa cuộng rau bằng những lưỡi răng cưa rất nhỏ

và lực cắt thái mới giảm được nhiều

Kết quả nghiên cứu cho thấy:

- Trường hợp góc trượt τ = 0, quá trình cắt thái chặt bổ, có lực pháp tuyến và không có lực tiếp tuyến

- Trường hợp góc trượt   ', quá trình cắt thái vẫn chưa có trượt, tuy nhiên có

cả lực tiếp tuyến và lực pháp tuyến (nhưng lực tiếp tuyến này chưa gây được hiện tượng trượt vì ma sát)

- Trường hợp góc trượt   ', quá trình cắt thái có trượt tương đối giữa dao và vật thái, do tác dụng của lực tiếp tuyến đủ lớn thắng được lực ma sát

3.2.2.6 Quan hệ giữa lưỡi dao và tấm kê thái

Thực nghiệm đã cho ta thấy ảnh hưởng thể hiện bằng sự phụ thuộc của công suất cắt

N với khe hở δ Trị số δ có một giới hạn thích hợp để đảm bảo cho N tương đối nhỏ Vật thái càng mảnh thì khe hở δ càng nhỏ, vì nếu không, lưỡi dao có thể bẻ gập thân vật thái xuống lọt vào khe hở và kéo đứt nó, giảm chất lượng cắt Nhưng δ cũng không thể nhỏ quá được, vì đĩa lắp dao và gối đỡ có độ dịch chuyển dọc trục cho phép, nếu độ dịch chuyển vượt quá giới hạn cho phép lưỡi dao có thể va vào tấm kê gây hư hỏng máy

Hình 3.11 Đồ thị phụ thuộc của δ và N

Ngoài ra, ở trống lắp dao quay với vòng lớn, do lực ly tâm, dao cũng có độ võng

ra phía ngoài Đối với máy thái rau cỏ δ không quá 0,5mm thì thái mới tốt Trường hợp dao kiểu trống quay với vận tốc lớn thì δ = 1 ÷ 4mm

3.2.3 Năng lượng cắt thái và công cắt thái riêng

Năng lượng cắt thái và đặc biệt là công cắt thái riêng Ar là thông số quan trọng nhất của quá trình cắt thái

3.2.3.1 Năng lượng cắt thái

Để xác định năng lượng cắt thái trước hết ta cần giả thiết rằng nhờ có sự bố trí phểu nạp liệu nằm nghiêng hoặc thẳng đứng nên vật liệu thái có thể trượt/rơi tự do vào họng thái nên có thể bỏ qua phần năng lượng nén ép do lưỡi dao tác động vào vật thái trước khi cắt đứt Ngoài ra ta cũng chỉ xét và tính toán trường hợp cắt thái có trượt

Để tính toán trong điều kiện đơn giản nhất, ta xét dao AB cách tâm O một khoảng p Mô men cắt thái được tính theo công thức:

τ – góc trượt hợp bởi hai vận tốc v và vn

r.cos τ và r.sin τ – Hai cánh đòn của hai lực N và F’

Hình 3.12 Sơ đồ tính năng lượng cắt thái

Cuối cùng ta có công thức chung tính momen cản cắt thái:

Theo hình 3.13 ta thấy tứ giác ABCD có thể coi là một hình bình hành và diện tích của nó được tính như sau:

Người ta gọi hệ số (1+f’tgτ) là hệ số đặc tính của dao thái

Như vậy công suất cắt thái cần thiết được xác định bằng áp suất riêng q trên mỗi đơn vị độ dài của lưỡi dao đã thái, diện tích được thái trong một đơn vị thời gian dF

dt

(có thể gọi là vận tốc cắt thái) và hệ số đặc tính của dao

3.2.3.2 Công cắt thái riêng

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1 PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

4.1.1 Những yêu cầu cơ bản

Từ những yêu cầu kỹ thuật chế biến măng, khả năng làm việc và phương pháp vận hành máy cần có những yêu cầu cơ bản sau:

- Năng suất máy phù hợp đạt tối thiểu 100kg/h

- Thái được những kích thước thích hợp với việc chế biến thực phẩm

- Độ đồng đều của các lát thái cao, ít tạo thành các mảnh vụn

- Vận hành và vệ sinh máy dễ dàng

- Kích thước máy gọn nhẹ

- Giá thành thấp

4.1.2 Chọn phương án thiết kế

Chọn phương án thiết kế là phần rất quan trọng trong quá trình thiết kế Quá trình

đó bao gồm: tìm hiểu, nghiên cứu, tính toán, đưa ra các phương án sao cho thỏa mãn các yêu cầu về kinh tế cũng như về mặt kỹ thuật

4.1.2.1 Các phương án chuyển động của dao

Trong quá trình làm việc dao cắt chuyển động theo hai hình thức đó là dao chuyển động tịnh tiến qua lại và dao chuyển động quay tròn

a Phương án cắt khi dao chuyển động tịnh tiến

Với phương thức này thì dao chuyển động qua lại còn vật liệu cần cắt chuyển động vuông góc với phương chuyển động của dao

Hình 4.1 Dao chuyển động tịnh tiến

b Phương án cắt khi dao chuyển động quay tròn

Hình 4.2 Dao chuyển động quay tròn

Với hình thức chuyển động này thì dao thường được gắn trên một đĩa tròn và chuyển động quay tròn cùng trục, còn vật liệu cắt thì chuyển động có véc tơ vận tốc tạo với vận tốc dài của dao cắt 1 góc α

𝑉⃗ 1: Vận tốc của vật liệu

𝑉⃗ 2: Vận tốc dài của điểm trên lưỡi cắt

Nguyên lý: Lưỡi dao quay cùng đĩa dao nhờ trục dẫn động, khi vật thái trong phễu đi xuống gặp dao thái sẽ cắt vật liệu ra, khi lưỡi dao đi qua, vật thái tiếp tục chạy xuống và nằm chờ lát cắt tiếp theo Quá trình này cứ lặp đi lặp lại như vậy

Nhận xét: Qua quá trình khảo sát và kiểm nghiệm của hai hình thất chuyển động

của dao nói trên nhận thấy rằng: phương án cắt khi dao quay vòng không cồng kềnh, không phức tạp dễ dàng trong thiết kế chế tạo, ít tốn kém và đặc biệt là cho năng suất cao hơn Do đó tác giả chọn phương án cắt khi dao quay vòng làm cơ sở thiết kế máy thái măng

4.1.2.2 Chọn phương án thiết kế

Thiết kế máy là một công việc rất quan trọng để tạo ra một sản phẩm đẹp, năng suất cao, phù hợp với các phương án sản xuất… Điều này đòi hỏi người thiết kế, phải tìm hiểu, tham khảo và phân tích nhiều phương án để chọn ra một phương án tốt nhất, đáp ứng được gần như các yêu cầu đặt ra Từ đó tác giả chọn phương án như hình 4.3 làm phương án thiết kế, chế tạo máy thái măng

Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý máy thái măng

b Nguyên lý làm việc

Khi máy bắt đầu hoạt động, tốc độ được truyền từ động cơ thông qua bộ truyền động đai, puli, trục làm cho đĩa và dao quay theo Vật liệu được đặt trong phễu tiếp liệu, phễu tiếp liệu được đặt có độ nghiêng phù hợp, dưới tác dụng của trọng lực nên vật liệu chuyển động ra vị trí lưỡi dao và thực hiện quá trình cắt khi dao đi qua tạo thành các lát cắt và nó được đưa ra ngoài nhờ máng thu liệu

Chiều dày của các lát cắt phụ thuộc vào chiều dầy đệm giữa dao và đĩa dao

* Nhận xét

-Ưu điểm:

+ Thao tác đơn giản, sử dụng dễ dàng

+ Năng suất lao động cao

+ Truyền động đơn giản, số chi tiết tham gia vào truyền động ít