Tính toán thiết kế máy tách hạt ngô

Tính toán thiết kế máy tách hạt ngô, 1.1.Giới thiệu về cây ngô.1.3.Giới thiệu quá trình tách hạt bằng máy. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ TÁCH HẠT NGÔ VÀ XÂY DỰNG SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC MÁY,THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CHO MÁY

Mục lục

TỔNG QUAN 3

1.1 Giới thiệu về cây ngô 3

1.1.1 Lịch sự và nguồn gốc cây ngô 3

1.2 Quy trình công nghệ sản xuất ngô thành phẩm 3

1.2.1 Thu hoạch 3

1.2.2 Bóc bẹ 3

1.2.3 Tách hạt 4

1.2.4 Phân loại 4

1.2.5 Phơi khô 4

1.2.6 Bảo quản 5

1.3 Giới thiệu quá trình tách hạt bằng máy 5

1.3.1 Mục đích 5

1.3.2 Đặc điểm của quá trình tách hạt 5

1.3.3 Các chỉ tiêu làm việc của máy tách hạt ngô 5

1.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm việc của trống tách hạt 6

1.3.5 Phân loại 6

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ TÁCH HẠT NGÔ VÀ XÂY DỰNG SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC MÁY 8

2.1 Giới thiệu về công nghệ tách hạt ngô 8

2.1.1 Thông số một số máy tách hạt ngô hiện nay 8

2.1.2 Các phương pháp tách hạt ngô hiện nay 9

2.2 Lựa chọn nguyên lí làm việc và chọn sơ đồ động 11

2.2.1 Lựa chọn nguyên lí làm việc 11

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CHO MÁY 14

3.1 Bộ phận phễu nạp 14

3.2 Chọn động cơ điện 15

3.3 Phương án lựa chọn cơ cấu truyền động 16

3.3.1 Bộ truyền đai 16

3.3.2 Bộ truyền xích 18

3.3.3 Bộ truyền bánh răng 20

3.4 Tính, chọn trục, then, gối đỡ cho trục trống tách 24

3.4.1 Tính toán thiết kế trục trống tách 24

34.2 Tính chọn then 27

Nếu các bạn cần bản vẽ chi tiết, vui lòng liên hệ qua gmail

Tailieubkthietkemay@gmail.com

TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu về cây ngô.

1.1.1 Lịch sự và nguồn gốc cây ngô.

Ngô còn gọi là bắp, tên khoa học là Zea mays Trong tiếng Anh “maize” xuất phát

từ tiếng Tây Ban Nha (maíz) là thuật ngữ trong tiếng Taino để chỉ loài cây này, là từthông dụng Vương quốc Anh để chỉ cây ngô Tại Hoa Kỳ, Canada và Australia, thuật ngữhay được sử dụng là corn, là từ trước đây dùng để gọi cho một loại cây lương thực, hiệnnay thuật ngữ này dùng để chỉ cây bắp, là dạng rút gọn của "Indian corn" là “cây lươngthực của người Anh điêng”

1.2 Quy trình công nghệ sản xuất ngô thành phẩm.

Quy trình công nghệ sản xuất hạt ngô khi được hái khỏi cây đến khi thành phẩm làqui trình tương đối phức tạp, phải trải qua nhiều công đoạn chế biến và gia công Trongmỗi công đoạn chế biến, thành phần của bắp ngô thì bị phá huỷ, mất mát các chất có ảnhhưởng tốt đến chất lượng sản phẩm, đồng thời loại bỏ các chất có ảnh hưởng xấu Tuynhiên quá trình sản xuất tuỳ thuộc vào trình độ kỹ thuật, công nghệ, hệ thống thiết bị củatừng nhà máy

1.2.1 Thu hoạch.

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

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

Ngô sau khi được hái về sẽ được tiến hành bóc bẹ Máy bóc bẹ từ ngô còn nguyên

bẹ, sau khi bóc bẹ xong sẽ chuyển qua tách hạt

1.2.3 Tách hạt.

1.2.3.1 Tách hạt thủ công.

Ngô sau khi được hái về sẽ được tiến hành bóc vỏ rồi tách hạt Sau đó hạt ngô sẽđược đem phơi khô, người ta cũng có thể phơi khô rồi mới bóc vỏ, tách hạt.Có hai cáchtách hạt thủ công:

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

Dùng chày, cây đập lên đống ngô đã được phơi khô cho cứng hạt Các hạt ngô sẽ tựđộng được tách ra khỏi cùi Phương pháp này tuy nhanh hơn phương pháp trên song hạtkhông được tách hết, phải tốn công tách lạibằng

1.2.3.2 Tách hạt bằng máy.

Ở nước ta chủ yếu dùng các loại máy sau:

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

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

Ngoài ra còn có loại máy thu hoạch ngô có thể tiến hành đồng thời thu hoạch, bóc

vỏ và tách hạt Loại máy này có rất nhiều ưu điểm song ở nước ta chưa chế tạo được phảinhập từ nước ngoài về nên giá thành rất đắt, chưa có nhiều ở nước ta.

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

1.3 Giới thiệu quá trình tách hạt bằng máy.

1.3.1 Mục đích.

Mục đích tách hạt : Lấy hạt ra khỏi cùi ngô Quy định và tiêu chuẩn hạt sau khi tách:

 Hạt không còn dính gốc liên kết cùi

 Khi tách không được làm vỡ hạt

 Hạt chắc không lẫn lên các hạt lép

 Làm sạch các phần tử nhỏ

1.3.2 Đặc điểm của quá trình tách hạt.

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

 Tách hạt ngô bằng lực hướng trục của bắp ngô

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

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

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

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

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

Chỉ tiêu chất lượng của máy bao gồm: tỉ lệ vỡ hạt, tỉ lệ sót hạt, tỉ lệ hạt theo lõi, độ sạch của sản phẩm

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

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

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

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

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

1.3.4.1 Ảnh hưởng của độ ẩm giữa hạt và lõi.

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

vì, độ ẩm cao nên hạt khó tách ra khỏi lõi hơn do mối liên kết giữa hạt và lõi bềnvững và độ chặt giữa các hạt trên bắp ngô lớn hơn

1.3.4.2 Ảnh hưởng của vận tốc đỉnh răng.

Khi tăng vận tốc đỉnh răng trống thì ngô sẽ được tách sạch hơn nhưng độ hưhỏng hạt lại cao hơn Ngược lại khi giảm vận tốc xuống độ hư hỏng hạt lại giảmnhưng tỉ lệ sót hạt lại tăng Vận tốc đỉnh răng còn ảnh hưởng đến quá trình làm việccủa bộ phận làm sạch là sàng và quạt Bởi vì, tăng vận tốc trống, độ vỡ hạt và lõi caohơn, độ sạch của sản phẩm bị giảm và tỉ lệ hao hụt tăng

1.3.4.3 Ảnh hưởng của khe hở giữa đỉnh răng máng trống.

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

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

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

bộ phận tách và cơ cấu sàng, quạt Giữ được tải trọng ở mức thích hợp thì các chỉ tiêu

chất lượng làm việc đạt giá trị cao nhất.

1.3.5 Phân loại.

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

1.3.5.1 Theo yêu cầu sản phẩm.

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

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

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

…

 Loại máy tách ngô thương phẩm thường dùng để tách hạt ngô đã đượcbóc bẹ với độ ẩm cho phép cao hơn, nhưng gần đây đã xuất hiện nhưngloại máy tách được cả ngô chứa bóc bẹ có độ ẩm hạt cao

1.3.5.2 Theo khả năng di động của máy.

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

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

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

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

1.3.5.3 Theo cách cấp liệu.

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

và cấp liệu cơ giới

 Cấp liệu thủ công thường là các loại máy có suất thấp và trung bình từ

2-8 tạ/h

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

Thông thường người ta thường phân loại theo nguyên lí làm việc của bộ phậntách hạt Theo cách phân loại này có các lọai máy: Máy tách hạt theo nguyên lí trụcvít- ống vít, máy tách hạt theo nguyên lí phân li dọc trục

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ TÁCH HẠT NGÔ

VÀ XÂY DỰNG SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC MÁY.

1.4 2.1 Giới thiệu về công nghệ tách hạt ngô.

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

 Trọng lượng máy: 327kg (không động cơ)

2.1.1.2 Máy tách hạt ngô siêu sạch HMQ-03.

ngô, máy có hệ thống quạt gió thổi sạch mày ngô, không vỡ lõi, máy chạy êm íthỏng hóc

2.1.2 Các phương pháp tách hạt ngô hiện nay.

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

8 Cửa ra hạt

Máy tách hạt dùng nguyên lý trục vít ống vít, loại máy này dùng trục vít để vừa phá

vỡ liên kết giữa hạt và cùi vừa vận chuyển hạt đi ra ngoài ống bao, cùi thì được phóng ramiệng thoát Loại máy này cho năng suất khá cao, kết cấu đơn giản dễ chế tạo dễ vậnhành Song nó có nhược điểm là ngô phải được bóc vỏ trước khi sạc nên tốn nhiều cônglao động, ngô cần phải có độ ẩm thấp thì tách mới cho năng suất khá cao và hạt được táchsạch khỏi cùi

Nguyên lý làm việc :

Động cơ (1) truyền chuyển động đến trục vít (4) qua bộ truyền đai thang (2) Tráingô được đưa vào qua máng (3),trục xoay nó vừa vận chuyển trái ngô ,vừa ép ngô vào ốngvít ,lực ép của trục vít ép hạt ngô văng ra khỏi cùi,cùi sẽ bị trục vít đẩy xuống cuối ống

và đánh văng ra ngoài, Hạt ngô sau khi tách sẽ rớt xuống máng (9) và chảy ra ngoài, còncùi ngô theo máng (7) rớt ra ngoài

1.4.1.1 Máy tách hạt theo nguyên lí phân li dọc trục.

Máy tách hạt dùng nguyên lý phân ly dọc trục: ngô nguyên vỏ được đưa từ bàn cấpliệu vào cửa vào Trong quá trình làm việc, ngô sẽ nằm giữa các khoảng của vít xoắn vàrăng trống tách Dưới tác động của trống tách, ngô sẽ chuyển động dọc theo trục trốngđồng thời xoay quanh trục của nó tạo ra lực trượt trên hạt Quá trình tách hạt xãy ra giốngnhư tách bằng tay Hạt được tách lọt qua máng 5 rơi xuống sàn lỗ tròn 6, được làm sạchbằng quạt thổi rồi theo cửa ở phần gom hạt, rơi vào thùng hứng; lõi và bẹ bắp được hắtqua cửa Loại máy này mang những ưu điểm của loại máy trên ngoài ra nó còn có các ưuđiểm hơn máy trên là:

 Ngô không cần phải bóc vỏ

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

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

tách được ngay

 Hạt được tách sạch khỏi cùi

 Hạt ít bị vỡ khi sạc

Làm việc theo nguyên lý phân ly dọc trục ở nước ta hiện nay có hai losau :

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

2.2.1 Lựa chọn nguyên lí làm việc.

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

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

 Khi tách không được làm vỡ hạt

 Không được để sót hạt trên cùi An toàn trong sử dụng

 Dễ vận hành và sữa chữa thay thế

 Năng suất cao

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

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG

- F : tiết diện cửa thông nguyên liệu

- v: vận tốc của ngô qua cửa thông

- k = 0,5 : Hệ số nạp đẩy của lỗ

- Q = 300 ( Kg/h )=1,5 ( M3/h )

Với vận tốc rơi tự do :

(m/s)Trong đó:

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

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

F = a.b

Với : a: chiều rộng lỗ

b: chiều dài

Ta có:

M F=a.b=a 3a2 =0,00034 m2

a=0,15(m)=150mmb=225(m

Vậy phiễu nạp có diện tích: 150 x 225 (mm)

Chọn đúng công suất động cơ có một ý nghĩa kinh tế hợp lý Nên chọn công suất động

cơ bé hơn công suất phụ tải thì động cơ luôn luôn làm việc trong điều kiện quá tải, nhiệt

độ động cơ sẽ tăng lên quá nhiệt độ cho phép, động cơ chóng hỏng Ngược lại, nếu chọncông suất động cơ lớn quá thì sẽ tăng vốn đầu tư, khuôn khổ cồng kềnh, động cơ luônlàm việc non tải, hiệu suất sử dụng sẽ thấp

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

- Động cơ không phát nóng quá nhiệt độ cho phép

- Có khả năng quá tải trong thời gian ngắn

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

• Công suất làm việc của trống tách hạt.

Theo công thức năng suất ta có :

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

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

Vận tốc của trống tách hạt là:

Công suất làm việc của trống tách hạt là:

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

Hiệu suất chung:

Trong đó

- : hiệu suất làm việc của ổ lăn

- : hiệu suất làm việc của đai

Dựa vào các thông số tính toán ở trên, để phù hợp với yêu cầu ta chọn động cơloại động cơ điện che kín, có quạt gió, tốc độ 1450 (v/ph), công suất 1,5 kW

3.3 Phương án lựa chọn cơ cấu truyền động.

3.3.1 Bộ truyền đai.

 Nguyên lý:

Bộ truyền đai hoạt động theo nguyên lý ma sát: Công suất sinh ra từ bánh chủđộng (1) truyền cho bánh bị động (2) nhờ ma sát sinh ra giữa dây đai (3) và bánhđai (1) (2).

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

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

 Phân loại:

- Theo thiết diện đai: Bao gồm đai dẹt, đai hình thang, đai răng lược, đai tròn, đai răng, đai lục giác

- Theo kiểu truyền động: Truyền động giữa hai trục song song cùng chiều,truyền động giữa hai trục song song ngược chiều, truyền động giữa các trục chéonhau.

 Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng:

 Ưu điểm:

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

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

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

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

- Kết cấu và vận hành đơn giản

 Nhược điểm:

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

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

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

- Tuổi thọ của bộ truyền thấp

3.3.2 Bộ truyền xích.

Nguyên lý

Bộ truyền xích thực hiện truyền động từ bánh xích chủ động sang bánh xích bị động nhờ vào sự ăn khớp giữa răng trên đĩa xích và các mắc xích