1
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
TÓM TẮT
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN CHẤT LƢỢNG
NGHIỀN BỘT NGÔ CỦA MÁY NGHIỀN DẠNG ĐĨA
Ngành : Công nghệ chế tạo máy
Mã số : 60-52-01-03
Học viên : Nguyễn Duy Trƣờng
Hƣớng dẫn khoa học : GS.TSKH. Phạm Văn Lang
THÁI NGUYÊN – 2013 2
Công trình đƣợc hoàn thành tại:
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài.
Nền kinh tế nước ta đang dần đi vào ổn định, tiếp tục tăng trưởng.
Sản xuất nông nghiệp đạt nhiều thành tựu to lớn. Sản xuất lương thực từ
chỗ thiếu ăn nay đã có đủ tiêu dùng, dự trữ và suất khẩu. Do đó đã tạo
điều kiện thuận lợi cho ngành chăn nuôi và chế biến nông sản phát triển.
Với yêu cầu phát triển mạnh ngành chăn nuôi nên lượng thức ăn gia súc
trong các năm tới sẽ phát triển với tốc độ nhanh hơn. Ngành chế biến thức
ăn gia súc cần chuyển biến kịp thời để đáp ứng với đòi hỏi của sản suất.
Một trong những tiêu chuẩn đánh giá trình độ chăn nuôi là tỉ lệ sử
dụng thức ăn gia súc công nghiệp trong tổng số thức ăn chăn nuôi. Như
vậy để phát triển ngành chăn nuôi, đảm bảo khối lượng hàng hóa lớn,
chất lượng sản phẩm cao có khả năng cạnh tranh trên thị trường thế giới
cần đẩy mạnh công nghiệp sản xuất chế biến thức ăn gia súc.
Việc chế biến thức ăn hỗn hợp cho gia súc ở nước ta cũng như trên
thế giới đã và đang trở thành một mạng lưới sản xuất rộng rãi từ trung
ương tới địa phương. Những công cụ và máy móc chính mà ngành sản
xuất này đòi hỏi bao gồm thái, nghiền, định mức, trộn. Trong đó máy
nghiền thức ăn thô là nhu cầu phổ biến nhất.
Nghiền là nguyên công chiếm chi phí năng lượng lớn nhất của công
đoạn chế biến thức ăn. Vì vậy việc nghiên cứu hoàn thiện các mẫu máy
nghiền theo nguyên lý đã có sẽ mang ý nghĩa rất lớn tới việc thay đổi giá
thành thức ăn chăn nuôi. Chế tạo được các mẫu máy nghiền có chi phí
năng lượng riêng nhỏ, cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ để hạ giá thành sản
phẩm luôn là mục tiêu phấn đấu của các nhà nghiên cứu máy nghiền
trong và ngoài nước. 2
Việc nghiên cứu các thông số ảnh hưởng đến chất lượng cũng như

Bổ sung cơ sở khoa họ c và xá c định mộ t số thông số chính cho tí nh
toán thiết kế , lự a chọ n chế độ sử dụ ng thiế t bị má y nghiề n đĩa , ứng
dụng trong sản xuất thức ăn gia súc tại các cụm nông hộ ở nông thôn .
Tăng hiệ u quả sử dụ ng thiế t bị và giả m giá thà nh chi phí .
2 Đối tượng nghiên cứu
- Khung khả o nghiệ m:
Trên cơ sở nguyên lý má y và cá c thông số nghiên cứ u đượ c xá c định,
thiế t kế , chế tạ o khung khả o nghiệ m. Khung khả o nghiệ m có khả năng
thay đổ i cá c thông số trong phạ m vi nghiên cứ u. Để xá c đị nh đượ c cá c chỉ
tiêu đá nh giá và chế độ là m việ c thích hợp củ a má y.
- Máy nghiền dạng đĩa:
Thiế t kế chế tạ o mộ t số bộ phậ n chính củ a má y nghiề n dạ ng đĩa và
khảo nghiệm, ứng dụng trong điều kiện sản xuất.
- Nguyên liệ u:
Ngô hạ t là m nguyên liệ u để nghiên cứ u cơ bả n , các loại nguyên liệu
khác dùng để xác định khả năng và phạ m vi sử dụ ng củ a má y.
3. Phương pháp nghiên cứu.
- Phương pháp xử lý số liệu thống kê, đánh giá kết quả thu được
thông qua chương trình tính toán hồi qui.
- Phương pháp quy hoạch thực nghiệm, lý thuyết đồng dạng, phép
phân tích thứ nguyên.
*Mô hình thực nghiệm
Xây dựng mô hình thực nghiệm, xác định các yếu tố “vào”- “ra” tìm
mối quan hệ phụ thuộc thông số hợp lý của máy.
*Phương pháp đo:
+ Phương pháp xác định độ đồng đều của vật liệu nghiền trên cơ sở của
các phương pháp thông dụng.
- Đo các chỉ số về điện năng của nguồn điện nối với động cơ của
máy nghiền được thể hiện dưới dạng bảng số và đồ thị.


1.3. Phân loạ i má y nghiề n đĩ a 5
1.3.1. Phân tí ch nguyên lý
1.3.2. Phân loạ i
1.3.3. So sá nh hiệ u quả củ a má y nghiề n đĩa vớ i các loại máy nghiền khác
1.3.4. Chọn nguyên lý làm vỡ hạt ngô thành hạt mảnh

Kế t luậ n chƣơng 1
1. Thiế t kế , chế tạ o mẫ u má y nghiề n giả m đượ c chi phí năng lượ ng
riêng là cầ n thiế t để đá p ứ ng nhu cầ u củ a sả n xuấ t và mang tính hiệu quả
kinh tế thiế t thự c.
2. Quá trình công nghệ trong buồng nghiền kiểu kín đã được nghiên
cứ u khá kỹ . Từ đó đã phá t hiệ n mộ t số nhượ c điể m chính củ a nó như sau:
Hiện tượng lưu chuyển và phân lớp là nguyên nhân chí nh dẫ n tớ i chi
phí năng lượng riêng ở máy nghiền kiểu này còn quá cao , chấ t lượ ng hạ t
nghiề n chưa đồ ng đề u, nhiề u bụ i bộ t.
- Vậ n tố c đĩa nghiề n là mộ t yế u tố quan trọ ng trong quá trì nh là m
việ c củ a má y nghiề n dạ ng đĩa . Để má y là m việ c có hiệ u quả , vậ n tố c
của đĩa phải đảm bảo không nhỏ hơn vận tốc cần thiết để phá hủy vật
liệ u nghiề n . Nhưng vậ n tố c đĩ a nghiề n cao sẽ là m tăng chi phí năng
lượ ng riêng, tăng độ phứ c tạ p và tố n ké m trong chế tạ o.
3. Cần nghiên cứ u cơ sở lý thuyế t củ a má y nghiề n đĩ a để trên cơ sở
đó tính toá n xá c định mộ t số thông số cơ bả n có ả nh hưở ng đế n chấ t lượ ng
nghiề n của máy nghiền ngô dạng đĩa.
Vì vậy đề tài được lựa chọn là: “Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng
đến chất lượng nghiền bột ngô của máy nghiền dạng đĩa”
2.3.1.4. Xc đnh mô hình ton bậc 2
* Kiể m tra mƣ́ c ý nghĩ a củ a cá c hệ số hồ i quy theo tiêu chuẩ n student
* Kiể m tra tính thí ch ƣ́ ng củ a mô hì nh toá n trƣớ c hế t tính phƣơng sai
thích ứng
x
1
: Tố c độ trục đĩ a nghiề n
x
1
: Tố c độ trục vít tải

Máy nghiền
( hộ p đen )
y
N
: Chấ t lượ ng sả n phẩ m

y
K
: Chi phí năng lượ ng
riêng
7
2.3.1.5. Xc đnh gi tr tối ƣu của cc yếu tố hàm mc tiêu
2.3.2. Cơ sở củ a lý thuyế t đồ ng dạ ng – mô hì nh – php phân tích thứ nguyên
2.3.2.1. Ứng dng l thuyết đồng dạng và mô hình trong phƣơng php
nghiên cƣ́ u về má y mó c cơ điệ n
2.3.2.2. Mô hì nh, bản chất và cc dạng mô hình

3.2. Tính ton một số bộ phận của my
3.2 .1. Bộ phậ n nghiề n
3.2.1.1. Tính đƣờng kính đĩa nghiền
3.2.1.2. Tính năng suất my nghiền
3.2.1.3. Tính công suất của my
3.2.1.4 Tính chuyển động đai
3.2.2. Bộ phậ n nạ p liệ u
3.2.2.1.Năng suấ t củ a vít tả i
3.2.2.2. Công suấ t vít tả i
3.2.2.3. Tính chuyển động đai của trc vít tải

Kế t luận chƣơng 3
- Vớ i mụ c đích chế tạ o má y có công suấ t nhỏ , kế t cấ u gọ n , có thể điều
chỉnh được kích thước của hạt nghiền theo mong muốn , giảm chi phí năng
lượ ng riêng thì kế t cấ u buồ ng nghiề n có hai đĩa nghiề n là phù hợ p.
- Khi là m việ c , do cấ u tạ o dây đai , lự c căng ban đầ u , tải trọng trên hai
trục là không giống nhau nên vẫn xảy ra hiện tượng dịch chuyển tương đối
của hai trục. Tuy nhiên việ c lự a chon tiế t diệ n đai thang sẽ giả m đá ng kể sự
trượ t đai, từ đó giả m đá ng kể mứ c độ không tương thứ c độ ng họ c.
- n (tố c độ quay củ a trụ c) cao thì chi phí cho má y chạ y không tả i lớ n (vì
công suấ t tỉ lệ bậ c 3 vớ i n). Nên chọ n n là thông số nghiên cứ u. 9
Chƣơng 4
KẾ T QUẢ THƢ̣ C NGHIỆ M ĐỂ XÁ C ĐỊ NH
ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐẾN CHẤT LƢỢNG
NGHIỀ N CỦ A MÁ Y NGHIỀ N NGÔ DẠ NG ĐĨ A
4.1. Cơ lý tính củ a nguyên liệ u thí nghiệ m
Ngô hạ t: Kích thước hạt ngô thí nghiệm:

Khố i lượ ng riêng khố i phôi ngô
Vậ n tố c thăng bằ ng V
tbp
= 4,3 m/s

4.2. Phƣơng phá p xá c đị nh độ nhỏ củ a hạ t nghiề n và chi phí năng lƣợ ng riêng
a) phƣơng phá p xá c định độ nhỏ củ a hạ t nghiề n
- Để đo độ nhỏ của sản phẩm nghiền tác giả đã sử dụng thiết bị là
máy sàng MACROC.
- Đc tính k thuật của thiết bị như sau: 10
+ Bộ sà ng gồ m 2 chiế c:
+ Kích thước lỗ thứ tự của sàng 2 sàng: (mm)
+ Đường kính của sàng D
s
= 200 mm
+ Chiề u cao mỗ i sà ng h = 50 mm
+ Tầ n số rung lắ c sà ng =
+ Biên độ =
+ Công sấ t độ ng cơ = 0,3 kw
+ Khố i lương mẫ u ngô nghiề n = 100g
+ Thờ i gian rây xong mộ t mẫ u là 3 ph
+ Độ ẩm của mẫu trước khi rây
- Cách sử dụng, đo đạ c và tí nh toá n:
+ Cân mẫ u ngô nghiề n cho mộ i lầ n thí nghiệ m vớ i khố i lượ ng P =
100g dù ng cân kỹ thuậ t vớ i sai số đo không quá 0,01g. Hạt ngô nghiền
đượ c sấ y ở nhiệ t độ 105
0
Hình 4.1: Sơ đồ thí nghiệ m
+ Máy thí nghiệm:

Hình 4.2: Bản v tng th máy nghiền đa 12

4.3.1. Cc thông số cơ bản
Thông số củ a má y
+ Chiề u dà i củ a má y 1600 mm
+ Chiề u cao từ đế tớ i tâm trụ c má y 500 mm
+ Chiề u rộ ng má y 60 mm
+ Số lượ ng đĩ a nghiề n 2 đĩa
+ Bướ c củ a cá nh ví t tả i: S = 40 mm
+ Khố i lượ ng má y 420 kg.
+ Động cơ
Động cơ 7,5 kw ( tương ứ ng vớ i trụ c đĩa nghiề n quay 700, 1000, 1500 v/p)
Động cơ biến tốc 0,5 kw ( tương ứ ng vớ i trụ c vít tả i quay 70, 100, 160 v/p)

ta lấ y giá trị biế n thiên củ a tố c độ đĩ a nghiề n là N
1
= 700, N
2
= 1000, N
3
=
1500 vòng/phút. 14

* Xác đnh giá tr biến thiên của tốc độ trc vt tải
Tố c độ trụ c vít tả i 70 160 vòng/phút. Vậ y ta lấ y giá trị biế n thiên
của tốc độ trục vít tải là n
1
= 70, n
2
= 100, n
3
= 160 vòng/phút.
4.4.2. Mc đích của thí nghiệm
4.4.3.Tiế n hà nh thí nghiệ m
4.5 . Nghiên cƣ́ u ả nh hƣở ng củ a mộ t số thông số đế n chất lƣợ ng nghiề n
Bảng 4.2: Kế t quả thí nghiệ m lầ n 1
Mẫ u số
Trên sà ng
Trên sà ng
Dƣớ i sà ng
1

7,92
9
3,65
89,27
7,08

Bảng 4.3 Kế t quả thí nghiệ m lầ n 2

Mẫ u số
Trên sà ng
Trên sà ng
Dƣớ i sà ng
1
18,2
67,27
14,53
2
24,45
60,5
15,05
3
23,67
59,43
16,9
4
15,38
67,42
17,2
5
7,37

1
19,02
63,7
17,28
2
23,69
58,9
17,41
3
24,17
58,13
17,7
4
14,43
64,2
21,37
5
8,36
75,32
16,32
6
6,24
85,35
8,41
7
6,32
80,63
13,05
8
5,82

(mã)
(mã)
(v/ph)
(v/ph)
1
-1
-1
700
70
tn2-1, tn2-2, tn2-3
2
+1
-1
700
100
tn2-1, tn2-2, tn2-3
3
-1
1
700
160
tn3-1, tn3-2, tn3-3
4
+1
1
1000
70
tn4-1, tn4-2, tn4-3
5
-1

tn9-1, tn9-2, tn9-3
Tại thí nghiệm tn 1-1 ( N
1
= 700 v/p, n
1
= 70 v/p ) ta có :
T(s)
UA (V)
IA (A)
Cos A
PA (W)
QA
(VAR)
Vô
Công
(VAR/h)
Hữu
Công
(W/h)
Hữu
Công/s
1
219.37
0
.03
0
46
0
0
0.00

.43
598
1302
2
1
0.20
6
217.48
6.59
.41
565
1299
3
1
0.17
7
216.59
6.56
.43
593
1301
3
2
0.29
8
217.83
6.96
.46
644
1309

12
217.77
6.66
.43
606
1304
6
5
0.42
13
218.17
6.54
.41
558
1304
6
5
0.38
14
217.91
6.52
.4
547
1300
6
5
0.36
15
217.48
6.95

9
7
0.39
19
218.15
6.52
.39
538
1304
10
8
0.42
20
217.99
6.6
.41
570
1308
10
8
0.40
21
217.82
6.65
.41
575
1309
11
9
0.43

.41
561
1306
12
10
0.40
26
217.65
6.51
.4
546
1305
13
11
0.42
27
217.57
6.76
.44
612
1312
13
11
0.41
28
217.78
6.57
.42
587
1312

32
217.86
6.51
.4
547
1306
16
14
0.44
33
217.89
6.7
.43
600
1306
16
14
0.42 17
34
218.16
6.61
.41
574
1305
17
15
0.44

.41
569
1304
18
16
0.42
39
217.57
6.61
.4
556
1306
19
17
0.44
40
217.83
6.83
.43
606
1311
19
17
0.43
41
218.15
6.55
.4
545
1306

45
217.74
6.81
.45
639
1317
22
20
0.44
46
218.01
6.86
.45
641
1321
22
20
0.43
47
217.87
7
.48
692
1332
23
21
0.45
48
217.62
6.87

25
23
0.45
52
218.1
6.73
.45
638
1317
25
23
0.44
53
217.52
6.71
.42
583
1309
26
24
0.45
54
217.18
6.52
.4
556
1300
26
24
0.44

.43
602
1304
28
26
0.45
59
217.22
6.48
.4
553
1300
29
27
0.46
60
217.06
6.5
.38
513
1297
29
27
0.45

Các số liệu thu được tại các thí nghiệm được in trong phụ lục 1.
Với số liệu trên ta vẽ được đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa thời gian và
hữu công như sau:
(wh/s)
(mã)
(mã)
(v/p)
(v/p)
(wh/kg)
tn1-1
60
95.30
27
0.4500
-1
-1
700
70
10.8000
tn1-2
60
95.65
26
0.4333 700
70
10.3919
tn1-3
60
96.60
28

0.3833 700
100
6.2074
tn3-1
60
94.08
25
0.4265
-1
1
700
160
4.4128
tn3-2
60
94.08
26
0.4284 700
160
4.4322
tn3-3
60
96.57
23

0.4333 1000
70
10.3920
tn5-1
60
96.12
27
0.4500
-1
0
1000
100
7.2969
tn5-2
60
97.14
28
0.4667 1000
100
7.5726
tn5-3
60
97.25
28

60
99.64
33
0.5500 1000
160
5.6896
tn7-1
60
95.20
34
0.5667
0
-1
1500
70
13.6800
tn7-2
60
96.11
37
0.6167 1500
70
13.9920
tn7-3

60
96.38
37
0.6167 1500
100
10.0049
tn9-1
60
89.97
40
0.6667
0
0
1500
160
6.9000
tn9-2
60
96.25
39
0.6500 1500
160
6.7241
tn9-3

1
x
2
x
1

x
2

Y
K1

Y
K2

Y
K3

(mã)
(mã)
(v/ph)
(v/ph)
(Wh/kg)
(Wh/kg)
(Wh/kg)
1
-1
-1
700
70

700
100
7.2969
7.5726
7.5811
6
+1
0
1500
100
5.5172
5.3448
5.6896
7
0
-1
1000
70
13.6800
13.9920
14.4002
8
0
1
1000
160
9.7402
9.1940
10.0049
9

Từ đồ thị dễ dà ng quan sá t đượ c dướ i hai yế u tố ả nh hưở ng là tố c độ
trục vít tải và tốc độ đĩa nghiền ta tìm được điểm tối ưu là điểm thấp nhất
của mt cong, tại đó giá trị mức chi phí năng lượng riêng là nhỏ nhất. Bằ ng
phầ n mề m Minitab chỉ rõ cho chú ng ta điể m đó trên hì nh sau:

Đồ thị
contour
Đồ thị
surface 22
Hình 4.8 Điể m tố i ưu 23 Như vậ y thông số tố i ưu thu đượ c như sau:

Vớ i má y mô hình ở chế độ làm việc tối ưu:
+ Tố c độ trụ c đĩa nghiề n n
1
= 800 v/ph.
+ Tố c độ trụ c vít tả i n
2
= 150 v/ph.