MỤC LỤC
Trang bìa.........................................................................................................................i
Lời cảm ơn......................................................................................................................ii
Mục lục...........................................................................................................................iii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ
ỨNG DỤNG MÁY BÓC VỎ....................................................................................
1.1 Tình hình sản xuất, chế biến lúa gạo tại Việt Nam..........................................
1.2 Tổng quan về quy trình công nghệ chế biến lúa gạo.......................................
1.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng máy bóc vỏ trên thế giới..........................
1.4 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng máy bóc vỏ ở Việt Nam..........................
1.5 Những vấn đề cần cải tiến................................................................................
1.6 Mục tiêu của luận văn.......................................................................................
1.7 Những nội dung cần thực hiện.........................................................................
1.8 Phạm vi nghiên cứu của luận văn.....................................................................
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ, SƠ ĐỒ
ĐỘNG CHO MÁY BÓC VỎ....................................................................................
2.1 Bản chất của quá trình bóc vỏ..........................................................................
2.2 Phân tích nguyên lý của các loại máy bóc vỏ..................................................
2.2.1 Máy bóc vỏ hai dĩa đá............................................................................
2.2.2 Máy bóc vỏ cặp trục cao su ngang.........................................................
2.2.3 Máy bóc vỏ cặp trục cao su nghiêng......................................................
2.3 Thiết kế sơ đồ động cho máy bóc vỏ cặp trục cao su nghiêng........................
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NHỮNG
YẾU TỐ MỤC TIÊU CỦA QUÁ TRÌNH BÓC VỎ...............................................
3.1 Những yếu tố mục tiêu của quá trình bóc vỏ....................................................
3.2 Các thông số ảnh hưởng đến các yếu tố mục tiêu
3.2.1 Các thông số của nguyên liệu..................................................................
3.2.1.1 Các thông số vật lý của thóc........................................................


3.2.1.2 Phân loại thóc theo kích thước....................................................



5.5 Tính toán, thiết kế cụm trục cao su cố định.......................................................
5.5.1 Tính toán bộ truyền đai từ động cơ đến trục nhanh...............................
5.5.2 Tính toán thiết kế trục cao su quay nhanh..............................................
5.5.3 Tính toán chọn ổ lăn...............................................................................
5.5.4 Tính toán chọn then................................................................................
5.5.5 Chọn dung sai lắp ghép...........................................................................
5.6 Tính toán, thiết kế cụm trục cao su di động.......................................................
5.7 Tính toán, thiết kế cụm cấp liệu.........................................................................
5.7.1 Thiết kế hệ thống cân tự động................................................................
5.7.2 Thiết kế máng nghiêng rãi liệu...............................................................
5.7.3 Tính toán thiết kế máng rung cấp liệu....................................................
5.8 Thiết kế cụm căng đai.......................................................................................
5.9 Thiết kế cụm điều chỉnh khe hở giữa hai trục cao su.......................................
5.10 Thiết kế thân máy chính....................................................................................
5.11 Thiết kế hệ thống truyền động khí nén.............................................................
5.11.1 Đặc điểm của hệ thống khí nén.............................................................
5.11.2 Sơ đồ hệ thống khí nén.........................................................................
5.11.3 Tính toán và lựa chọn xylanh khí nén..................................................
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY BÓC VỎ.................
6.1 Các yêu cầu điều khiển của máy bóc vỏ...........................................................
6.2 Cấu hình phần cứng điều khiển máy bóc vỏ....................................................
6.3 Lựa chọn các thiết bị cho hệ thống điều khiển máy bóc vỏ.............................
6.4 Các giải thuật điều khiển máy bóc vỏ...............................................................
KẾT LUẬN.................................................................................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG


29,9

35,9

38,8

25,6

1993

31,6

37,9

37,7

28,5

1994

33,4

40,0

40,9

29,1

1995


33,6

38,3

38,2

30,0

1999

31,8

42,4

29,7

29,2

2000

34,5

38,8

39,2

29,4

2001


39,3

45,2

45,9

31,5


2005

39,4

48,9

41,5

35,3

Từ năm 1992 đến năm 1997, mỗi năm nước ta xuất khẩu khoảng 2 triệu tấn gạo. Từ
năm 1997 đến năm 2002, xuất khẩu gạo của nước ta đạt trên 3 triệu tấn/năm và đến năm
2007, 2008 thì lên đến 4,5 triệu tấn/năm. Hiện nay, lúa gạo là một trong những mặt hàng
xuất khẩu chủ lực của Việt Nam. Chỉ tiêu xuất khẩu gạo 2009 của Việt Nam sẽ vào
khoảng 4,5 – 5 triệu tấn, kim ngạch khoảng hai tỉ USD. Theo Hiệp hội Lương thực Việt
Nam (VFA) số lượng hợp đồng xuất khẩu gạo đã ký đến thời điểm này lên đến 6,453
triệu tấn, lớn nhất từ trước đến nay. Hiện tại Việt Nam là nước xuất khẩu gạo thứ hai thế
giới chỉ sau Thái Lan.
Tuy nhiên mặc dù năng suất cao nhưng về công nghệ sau thu hoạch của nước ta còn
nhiều hạn chế nhiều so với Thái Lan, nên đã làm tổn thất lớn trong giai đoạn sau thu

Hình 1.1: Qui trình công nghệ chế biến lúa gạo.
Nguyên liệu đầu vào của qui trình chế biến là thóc được thu mua trên thị trường và đầu ra
là gạo đã được đóng bao. Sau đây là các công đoạn và các thiết bị tương ứng trong quy
trình chế biến lúa gạo.
a) Công đoạn 1: Cân
Cân khối lượng lúa đầu vào.
b) Công đoạn 2: Chứa vào thùng (Thùng chứa)


Sau khi cân nhập liệu xong lúa được đưa vào thùng chứa.
c) Công đoạn 3: Làm sạch (Máy làm sạch)
Đầu vào là thóc từ thùng chứa sẽ được đưa qua máy làm sạch để làm sạch các tạp chất
trong lúa như: đá, sạn, dây bao, cát bụi, rơm, …có kích thước khác với kích thước hạt
nguyên liệu được phân ly qua lỗ sàng. Đầu ra của công đoạn này là lúa đã được làm sạch
thô.
d) Công đoạn 4: Bóc vỏ lúa (Máy bóc vỏ)
Thóc nguyên liệu sau khi được làm sạch thô sẽ được cho vào máy bóc vỏ nhằm tách đi
lớp vỏ (trấu) bên ngoài. Hỗn hợp thu được sau khi bóc vỏ bao gồm: gạo, lúa, trấu, tấm,
cám, sạn.
e) Công đoạn 5: Tách trấu (Máy tách trấu)
Hỗn hợp gồm: gạo, lúa, trấu, tấm, cám, sạn sau khi qua công đoạn bóc vỏ sẽ được đưa
qua máy tách trấu nhằm loại bỏ trấu trong hỗn hợp. Hỗn hợp thu được ở ngõ ra của máy
tách trấu bao gồm: gạo, lúa , tấm, sạn.
f) Công đoạn 6: Tách sạn (Máy tách sạn)
Hỗn hợp gồm: gạo, lúa, trấu, tấm, cám, sạn sau khi qua công đoạn tách trấu vẫn còn lẫn
sạn và một số tạp chất khác (giai đoạn làm sạch lúa nguyên liệu chỉ làm sạch thô) vì vậy
cần được tách sạn thêm ở công đọan này. Hỗn hợp thu được ở ngõ ra gồm: gạo và lúa.
g) Công đọan 7: Tách lúa (Máy tách lúa)
Hỗn hợp gồm: gạo và lúa sau khi qua máy tách sạn được đưa qua công đoạn tách lúa để
thu được gạo và lúa riêng biệt. Gạo sẽ tiếp tục đi qua công đoạn xát trắng và lúa sẽ được



Hình 1.2: Máy bóc vỏ HR10PP-TA
+ Đặc tính kỹ thuật
Kiểu

HR10PP-TA

Năng

Công suất

Vòng quay Trọng lượng

Kích thước tổng thể

suất

động cơ

trục chính

máy

(DxRxC)

tấn/giờ
5,5

kW


suất

động cơ

trục chính

máy

(DxRxC)

tấn/giờ
3÷5

kW
5,5

r.p.m

kg
700

mm
1240x890x2370

+ Đặc điểm
- Cấu trúc đơn giản, kích thước nhỏ gọn.
- Truyền động đai nên làm việc êm.
- Sử dụng cặp trục cao su.
- Hiệu suất bóc vỏ cao.


tấn/giờ
6

kW
7,5

r.p.m

kg
500

mm
1600x660x2460

+ Đặc điểm
- Có thêm bộ phận tách trấu.
- Phễu cấp liệu dạng rung.
- Truyền động đai nên làm việc êm.
- Sử dụng cặp trục cao su nghiêng.
- Hiệu suất bóc vỏ cao.
- Tỉ lệ gãy vỡ thấp.

1.4 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng máy bóc vỏ ở Việt Nam :
1.4.1 Máy bóc vỏ do công ty LAMICO chế tạo.


Hình 1.5: Máy bóc vỏ HSA40
+ Đặc tính kỹ thuật
Kiểu


tấn/giờ
3 – 4,5

+ Đặc điểm:
- Trục cao su tháo lắp và thay thế dễ dàng.
- Tự động nén trục cao su thông qua xylanh khí nén.
- Truyền động bằng đai nên máy hoạt động êm, dễ thay thế và bảo dưỡng.
- Hai trục ru lô nghiêng kết hợp với máng dẫn hướng hạt.
- Hiệu suất bóc vỏ > 90%.
- Tỉ lệ gãy vỡ < 3%.
- Chi phí điện năng thấp.
- Chi phí trục cao su thấp, nhưng nhanh mòn.

1.4.2 Máy bóc vỏ do công ty Bùi Văn Ngọ chế tạo.


Hình 1.6: Máy bóc vỏ CL-600A.
+ Đặc tính kỹ thuật :
Kiểu

CL-600A

Năng suất

Công suất

tấn/giờ
3 – 5,5



1.4.3 Máy bóc vỏ do công ty Hưng Thịnh chế tạo.


Hình 1.7: Máy bóc vỏ lúa HT-PHE 310
+ Đặc tính kỹ thuật
Kiểu

HT-PHE310

Năng suất

Công suất

tấn/giờ
3 – 3,5

Vòng quay Trọng lượng

Kích thước tổng thể

động cơ

trục chính

máy

(DxRxC)

kW

chưa ổn định.
1.5 Những vấn đề cần cải tiến.
+ Vấn đề 1: Năng suất máy bóc vỏ không ổn định.
+ Vấn đề 2: Tỷ lệ bóc vỏ không ổn định.
+ Vấn đề 3: Tỷ lệ gãy vỡ không ổn định.
1.6 Mục tiêu của luận văn
Nghiên cứu cải tiến máy bóc vỏ nhằm nâng cao năng suất, đạt tỷ lệ bóc vỏ và tỷ lệ
gãy vỡ mong muốn.
Mức chất lượng
Số
TT

Các chỉ tiêu chất lượng

Đơn

chủ yếu của máy bóc vỏ

vị đo

1
2
3

Năng suất
Công suất động cơ
Phương pháp điều chỉnh

4
5


Thế giới

công
70 ÷ 80
5÷6

1.7 Những nội dung cần thực hiện
• Nghiên cứu đề xuất các sơ đồ nguyên lý, sơ đồ động và lựa chọn phương án hợp
lý.
• Phân tích các thông số ảnh hưởng đến các yếu tố mục tiêu năng suất, tỷ lệ bóc vỏ,
tỷ lệ gãy vỡ của quá trình bóc vỏ.


• Phân tích những vấn đề cần khắc phục và đề xuất các giải pháp cải tiến.
• Tính toán, thiết kế các chi tiết và bộ phận máy của máy bóc vỏ đảm bảo năng suất
4÷5 tấn/h.
• Thiết kế hệ thống điều khiển máy bóc vỏ.
1.8 Phạm vi nghiên cứu của luận văn
Luận văn chỉ giới hạn nghiên cứu trong các phạm vi sau:
-

Nghiên cứu, đề xuất các phương án cải tiến máy bóc vỏ nhằm nâng cao năng suất,
đảm bảo tỷ lệ bóc vỏ va tỷ lệ gãy vỡ theo yêu cầu.

-

Tính toán, thiết kế cơ khí máy bóc vỏ, đảm bảo năng suất 5 tấn/h.

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ SƠ ĐỒ

4. Lớp đá nhân tạo; 5. Dĩa quay; 6. Động cơ; 7. Puly truyền động



Hình 2.3: Máy bóc vỏ dạng hai đĩa đá.
Nguyên lý làm việc:
Máy gồm hai dĩa bằng thép đặt nằm ngang (3) và (5), trên mặt dĩa có đắp một lớp đá

nhân tạo (4) làm bằng hỗn hợp bột đá và xi măng kết dính cao. Dĩa cố định (3) có lỗ nhập
liệu giữa tâm, được lắp trên 3 điểm treo có thể điều chỉnh nâng lên hạ xuống được bằng
tay quay điều chỉnh khe hở (2) để thay đổi kích thước khe hở giữa hai mặt đá và điều
chỉnh độ song song của khe hở. Thóc vào phễu cấp liệu (1), đi vào khe hở giữa 2 dĩa đá.
Do kích thước khe hở nhỏ hơn đường kính hạt nên hạt bị nén giữa hai dĩa, phản lực chống


lại lực nén sẽ sinh lực ma sát giữa hạt với dĩa trên và dĩa dưới, làm cho vỏ trấu bị vỡ và
tách hoàn toàn khỏi nhân hạt. Đồng thời do tác động quay của dĩa làm phát sinh lực ly
tâm có xu hướng làm văng hạt ra khỏi vùng xay. Hỗn hợp thu được ở ngõ ra bao gồm:
gạo, tấm, thóc, cám, sạn và trấu.
Ưu điểm:
o
o
o
o

Làm việc ổn định, dễ vận hành, lắp đặt và bảo trì.
Cấu tạo đơn giản, dĩa đá lâu mòn.
Kết cấu máy đứng vững, các chi tiết máy chuyển động được cân bằng tốt.
Hiêu suất bóc vỏ tương đối cao 65 – 70%.


o Năng suất cao.
o Tỉ lệ bóc vỏ cao khoảng 85 - 90%.
o Kết cấu đơn giản.
o Dễ vận hành, lắp đặt và bảo trì.
Nhược điểm:
o Bề mặt cao su nhanh mòn, cần phải thay sau một thời gian làm việc.
o Tỉ lệ gãy vỡ cao do va đập với trục cao su và cấp liệu không đều.

2.2.3 Máy bóc vỏ cặp trục cao su nghiêng :


Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý máy bóc vỏ cặp trục cao su nghiêng.
1. Hệ thống cấp liệu; 2. Động cơ; 3. Máng nghiêng chảy liệu;
4. Trục cao su di động; 8. Trục cao su cố định
 Nguyên lý làm việc:
Giống máy bóc vỏ trục cao su ngang nhưng hai trục cao su được đặt nghiêng góc 30 0
và có thêm hệ thống cấp liệu đầu vào (1) để đảm bảo năng suất cấp liệu đầu vào và máng
nghiêng chảy liệu (3) có tác dụng đưa 1 lớp mỏng nguyên liệu vào đúng khe hở giữa hai
trục cao su nên nguyên liệu được cấp vào đều đặn và tránh va đập.
 Ưu điểm:
o Hai trục cao su nghiêng kết hợp với máng dẫn hướng liệu
o Tỉ lệ bóc vỏ cao khoảng 90%.
o Tỉ lệ gãy vỡ thấp 4%.
o Nguyên liệu được cấp vào đều đặn.
 Nhược điểm:
o Bề mặt cao su nhanh mòn, cần phải thay sau một thời gian làm việc.
Kết luận:


Trên cơ sở các phương án đã trình bày, so sánh, phân tích ưu nhược điểm của các


-

Đối với chuyền động lắc để ép trục cao su động vào trục cao su cố định: có thể
dùng xy lanh khí nén hoặc động cơ bước. Nếu sử dụng động cơ bước sẽ điều khiển
khe hở giữa hai trục cao su chính xác hơn, tỷ lệ bóc vỏ cao hơn, nhưng giá thành
cao. Nếu sử dụng xylanh khí nén sẽ cho tỷ lệ bóc vỏ đạt yêu cầu, giá thành thấp. Vì
vậy việc sử dụng xylanh khí nén để tạo áp lực lên trục là thích hợp.

-

Chuyển động rung của sàng rung cấp liệu: Dùng động cơ rung kết hợp với lò xo do
kết cấu nhỏ gọn và điều chỉnh năng suất đạt độ chính xác cao.

-

Chuyển động lắc của trục puly căng đai: Dùng bulong căng đai, kết cấu đơn giản.

-

Chuyển động lắc của máng dẫn liệu: Dùng vít chỉnh.

Sau khi lựa chọn các cơ cấu và các thông số nhằm đảm bảo năng suất và chất lượng
trong quá trình bóc vỏ kết hợp với tính toán động học sơ bộ, sơ động của máy được thiết
kế như hình 2.6.


Hình 2.6: Sơ đồ động của máy bóc vỏ trục cao su.
Sơ đồ động của máy được vận hành như sau:
Động cơ (4) truyền động cho trục cao su cố định (12) và trục cao su di động(3) thông qua

Tỷ lệ bóc vỏ đặc trưng về mặt số lượng cho quá trình làm việc của máy bóc vỏ. Nó
được xác định bằng tỷ số lượng thóc được bóc vỏ sau mỗi lần bóc vỏ so với lượng thóc
trước khi cho vào máy bóc vỏ.
KB =

η1 − η 2
.100%
η1

Trong đó:
η1 - Số hạt thóc trước khi bóc vỏ.
η2 - Số hạt thóc còn lại sau khi bóc vỏ.
+ Tỷ lệ gãy vỡ KGV


Tỷ lệ gãy vỡ đặt trưng về mặt chất lượng cho quá trình làm việc của máy bóc vỏ. Nó
được xác định bằng tỷ số giữa lượng tấm, cám trên tòan bộ lượng nhân bị bóc vỏ (gạo lức,
tấm , cám).
Nghĩa là:

K GV =

T +C
K +T +C

Trong đó:
K, T, C – tương ứng là khối lượng gạo lức nguyên, tấm, cám, khi qua máy bóc vỏ
Tỷ lệ gãy vỡ đánh giá mức độ chính xác của quá trình bóc vỏ. Giá trị của hệ số này càng
nhỏ thì tỷ lệ tấm và cám càng thấp và như vậy quá trình bóc vỏ tiến hành tốt, hiệu suất
công nghệ chung của máy bóc vỏ càng tăng.