BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ VÀ CÔNG NGHỆ


PHẠM ÂN

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO
NGHIỆM MÁY PHÂN LY HẠT GẠO DẠNG LÕM

Tp. Hồ Chí Minh
Tháng 09 năm 2007


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ VÀ CÔNG NGHỆ



TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO
NGHIỆM MÁY PHÂN LY HẠT GẠO DẠNG LÕM
Chuyên nghành: Cơ khí Nông Lâm

Giáo viên hướng dẫn:
Ts.Trần văn Khanh
Ks. Phạm Duy Lam

Sinh viên thực hiện:
Phạm Ân


thu họach và máy chế biến lúa gạo.
Sau 3 tháng thực hiện đề tài TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO,
KHẢO NGHIỆM MÁY PHÂN LOẠI HẠT GẠO THEO KÍCH THƯỚC tại
Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp Trường Đại học Nông Lâm, kết quả đã
đạt được các nội dung và kế hoạch đề ra, bao gồm:
-

Tính toán, thiết kế các bộ phận làm việc của máy.

-

Chế tạo máy.

-

Khảo nghiệm sơ bộ để xác định năng suất, hiệu suất nhằm đánh giá chất lượng

máy đã được thực hiện.

i


ABSTRACT

Whole grain rice revoking proportion is an important factor when
researching is seed production or evaluating quality of the method, harvesting
machine system, post_harvesting machine and rice processor.
After three months studying the topic: CALCULATING, DESIGNING,
FABRICATING AND TESTING RICE SEPARATION MACHINE at Power
and Agricultural machine at Nong Lam University, I got contents and plans which

CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU ....................................................................................... 1
CHƯƠNG 2. MỤC ĐÍCH LUẬN VĂN ............................................................. 2
2.1 Mục đích ...................................................................................... 2
2.2 Nội dung cụ thể ........................................................................... 2
CHƯƠNG 3. TRA CỨU TÀI LIỆU .................................................................. 3
3.1 Mảnh trong gạo xát .................................................................... 3
3.2 Các mẫu máy phân lọai ............................................................. 4
3.2.1 Máy phân cấp trống quay có cuôn dây điều chỉnh .................... 4
3.2.2 Trống quay dạng lõm ................................................................ 5
3.2.3 Các kiểu máy phân ly không dùng lưới..................................... 6
3.2.3.1 Máy phân ly lọai cơ cấu băng tải............................................ 6
3.2.3.2 Máy phân ly lọai đĩa quay ...................................................... 7
3.2.4 Máy phân ly có mặt sàng xoay .................................................. 8
3.2.4.1Mặt sàng có dạng lỗ ................................................................ 8
3.2.4.2Mặt sàng có dạng hốc lõm ...................................................... 8
3.3 So sánh ưu nhược điểm của trống và sàng phân ly dạng hốc 9
3.4 Thiết kế bộ truyền đai. ............................................................. 10
3.5 Tính toán trục và gối đỡ trục .................................................. 11
3.5.1 Tính toán trục .......................................................................... 11
3.5.2 Tính toán gối đỡ trục ............................................................... 12
3.6 Xác định công suất động cơ ..................................................... 13
CHƯƠNG 4. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN.................................... 15
4.1 Thời gian và địa điểm ............................................................... 15
4.2 Phương pháp nghiên cứu ......................................................... 15
iv


4.3 Phương tiện nghiên cứu ........................................................... 15
4.4 Các bước thực hiện đề tài ........................................................ 16
4.5 Phương pháp thí nghiệm.......................................................... 16


Phụ lục 5: Khối lượng hỗn hợp gạo gẫy và gạo nguyên ............... 4
Phụ lục 6: Tỉ lệ gạo gẫy sót và gạo nguyên lẫn ............................. 5
Phụ lục7: Khối lượng hỗn hợp gạo gẫy và gạo nguyên................ 6
Phụ lục 8: Tỉ lệ gạo gẫy sót và gạo nguyên lẫn ............................. 7

vi


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1: Chiều dài trung bình của hạt gạo........................................................... 18
Bảng 2: Khối lượng thể tích của một số lọai gạo ............................................... 18
Bảng 3: Qui trình công nghệ gia công trục ........................................................ 29
Bảng 4: Kết quả khảo nghiệm máy lần 1 ............................................................ 33
Bảng 5: Kết quả khảo nghiệm máy lần 2 ............................................................ 34
Bảng 6: Kết quả khảo nghiệm máy lần 3 .......................................................... 35

vii


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1: Giải thích mảnh trong gạo xát ................................................................. 3
Hình 2: Máy phân cấp kiểu trống quay................................................................. 4
Hình 3: Máy phân cấp trống quay dạng lõm ........................................................ 5
Hình 4: Dạng hốc lõm ........................................................................................... 5
Hình 5: Máy phân ly không dùng lưới.................................................................. 6
Hình 6: Máy phân ly đĩa quay .............................................................................. 7
Hình 7: Sơ đồ truyền động máy phân ly có mặt sàng xoay .................................. 8

nghiệm, việc có một máy đơn giản, giá thành thấp là cần thiết.
Được sự phân công của khoa Cơ khí Công nghệ, tôi thực hiện đề tài:
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, KHẢO NGHIỆM MÁY PHÂN
LOẠI HẠT GẠO THEO KÍCH THƯỚC.
Đề tài được thực hiện tại Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp,
trường Đại học Nông Lâm TP.HCM.

1


Chương 2
MỤC ĐÍCH LUẬN VĂN

2.1

Mục đích
Tính toán, thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy sàng gạo dạng lõm cỡ nhỏ

với trọng lượng mẫu phân loại  200g.
2.2

Nội dung cụ thể

-

Tìm hiểu về các mẫu máy phân lọai hạt.

-

Tính toán, thiết kế các bộ phận làm việc của máy.

Gạo nguyên hạt là mảnh gạo có chiều dài lớn hơn hoặc bằng 6/8 hạt gạo xát

nguyên vẹn không vỡ.
Mảnh to: Là mảnh gạo có chiều dài lớn hơn hoặc bằng 3/8 chiều dài của hạt gạo
nguyên không vỡ, nhưng nhỏ hơn 6/8.
Mảnh nhỏ: Là mảnh gạo không lọt qua sàng lỗ  = 1,4mm, nhưng chiều dài của hạt
ngắn hơn 3/8 của hạt gạo xát nguyên vẹn không vỡ. Mảnh gạo nhỏ, to hơn tấm
nhưng nhỏ hơn mảnh to.
Tấm: Gồm những mảnh gạo lọt qua sàn lỗ  = 1,4mm.

1
2
3
4
5
6
7
8

1/8

2/8

G?o nguyên

M?nh l?n

M?nh nh?

3/8


3

4

5

1

B

C

D

Hình 2 : Máy phân cấp kiểu trống quay
1- Puli truyền động;

2- Phễu cấp liệu;

3- Trống có cuộn dây điều chỉnh;

4- Cuộn dây điều chỉnh;

5- Bộ phận điều chỉnh khe hở của lò xo.

A- Vị trí cấp liệu; B- Cửa thu hạt mỏng; C- Cửa thu hạt chuẩn; D- Cửa thu hạt dày
Nguyên lý hoạt động
-



Nhược điểm
-

Có nhiều bộ phận và cụm chi tiết phức tạp.

-

Chi phí đầu tư, sản xuất cao.

3.2.2

Trống quay dạng lõm
3

5

4

A

2
B

1
C

Hình 3 : Máy phân cấp trống quay dạng lõm
1- Động cơ;


có thể điều chỉnh được vị trí ở bên trong trống. Trong quá trình nâng lên và hạ
xuống như đã trình bày ở trên, hạt dài sẽ chuyển động dần dần về phần thấp của
trống nghiêng.
-

Kích thước của hốc phụ thuộc vào loại sản phẩm sẽ được phân loại.

5


Ưu điểm
-

Cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo.

-

Dễ sửa chữa và thay thế.

-

Chi phí sản xuất thấp.

-

Năng suất cao, làm việc liên tục.

-

Phù hợp với yêu cầu chỉ phân ly một loại hạt (hạt bắp, lúa, gạo….).

Nguyên lý hoạt động
Băng tải được làm bằng da, nỉ, hoặc bằng bạc được đặt nghiêng một góc α, vì
hướng băng tải chuyển động ngược với góc α nên hỗn hợp cấp vào sẽ lăn xuống
một đoạn. Những hạt có hệ số ma sát lớn sẽ nằm trên băng và chuyên động theo
băng tải chúng ta nhận được loại hạt F1, hạt có hệ số ma sát nhỏ thì tiếp tục lăn
ngược với hướng chuyển động của băng và ta thu được hạt F2.

6


Ưu điểm
-

Kết cấu đơn giản dễ lắp ráp, dễ sửa chữa.

Nhược điểm
-

Năng suất phân ly phụ thuộc kích thước băng tải, góc nghiêng và sự điều chỉnh

chính xác tốc độ băng tải.
3.2.3.2 Máy phân ly kiểu đĩa quay
n

1

F4

2
F1

và hiệu quả cao thì phải bố trí thành một tổ hợp máy.

7


3.2.4 Máy phân ly có mặt sàng xoay
3.2.4.1 Mặt sàng có dạng lỗ
1

2

3

4
A
5
B

C

Hình 7 : Sơ đồ truyền động máy phân ly có mặt sàng xoay
1- Động cơ;

2- Bộ truyền đai;

4- Cơ cấu lắc lệch tâm;

5- Lưới sàng.

A- Vị trí cấp liệu;


Hiệu suất thấp, làm việc theo từng mẻ.

-

Khó khăn trong việc thu hồi gạo nguyên và gạo gẫy.

8


3.2.4.2 Mặt sàng có dạng hốc lõm
-

Cấu tạo tương tự sàng lỗ nhưng chỉ khác bề mặt sàng được gia công rất nhiều

hốc lõm hình túi. Trong quá trình sàng chuyển động, các hạt gạo ngắn sẽ điền vào
các hốc lõm hình túi, hạt dài sẽ chuyển động dần dần về phía đầu thấp của sàng.
Ưu điểm
-

Kết cấu đơn giản, chi phí sản xuất thấp.

-

Dễ chế tạo, dễ sữa chữa và thay thế.

-

Dễ dàng trong khâu thu hồi gạo nguyên và gạo gẫy.


-

Cấu tạo đơn giản.

-

Làm việc liên tục.

-

Làm việc theo mẻ.

-

Kích thước máy nhỏ gọn, dễ vận -

chuyển từ nơi này đến nơi khác.
-

nơi này đến nơi khác.

Phù hợp với mô hình khảo nghiệm -

trong phòng thí nghiệm.

Kích thước máy nhỏ gọn, dễ vận chuyển từ

Phù hợp với mô hình khảo nghiệm trong

phòng thí nghiệm.


Thiết kế bộ truyền đai /5/

-

D1 và D2: Đường kính bánh dẫn và bánh bị dẫn; mm

-

A: Khoảng cách trục; mm

-

 1 và  2 : Góc ôm của đai trên bánh nhỏ và bánh lớn; mm

-

B: Chiều rộng bánh đai; mm

-

Chiều dài đai

L  2A 

-

2

( D2  D1 ) 

57
A

(3.12)

10


 2  180 0 

D2  D1 0
57
A

Xác định số đai Z:
Z

1000.N
;
[ p ]0 .C t .C .C v .F .v

(3.13)

-

Chiều rộng bánh đai: B = (Z-1)t+2S

-

Đường kính ngoài của bánh đai

Lực tác dụng lên trục:
R=3 S 0 . sin
3.5

1
2

;

N

(3.16)

Tính toán trục và gối đỡ trục /5/

3.5.1 Tính toán trục
Tính sơ bộ trục
d C
Trong đó:

3

N
;
n

(3.17)

d: Đường kính trục (mm)
N: Công suất truyền (kW)

n 2   n 2

 [n] ;

(3.19)

Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kỳ đối xứng :
 a   max   min 
n 

 1
k

Mu
; m  0
W

;

(3.20)

. a

0

Bộ truyền làm việc một chiều nên ứng suất tiếp (xoắn) biến đổi theo chu kỳ mạch
động:
a m 

n 

Kiểm tra bền ổ bi. Tính hệ số khả năng làm việc của ổ bi
C  Q.(n.h) 0,3 ;

Trong đó:

(3.22)

Q: Tải trọng tương đương (daN)
n: số vòng quay của ổ bi (vg/ph)
h: Hệ số thời gian phục vụ (h=500÷1000 giờ)

Tải trọng tương đương Q được tính theo công thức:
Q=(Kv.R+m.At).Kn.Kt ; daN
Trong đó:

(3.23)

Q: Tải trọng tương đương (daN)
R: Tải trọng hứơng tâm (daN)
m : Hệ số chuyển tải trọng dọc trục về tải trọng hứơng tâm.
A : Tải trọng dọc trục (daN)
Kt: Hệ số tải trọng động.
Kn: Hệ số nhiệt độ.
Kv: Hệ số xét đến vòng nào của ổ là vòng quay.

3.6

Xác định công suất động cơ /2/
N = N1+N2 ;




G: Tổng trọng lượng bộ phận truyền động của sàng, G=Gv+Gk
(N)
Gk: Tổng trọng lượng khung sàng (N)
Gv:Tổng trọng lượng vật liệu trên sang (N)
Gv = B.L.h.β.ρ.g

(3.3)

V1 và V2 là tốc độ của sàng lúc sàng chuyển động.
V1  V2  Vmax 
 A

 N1 

-

 .r.n

(3.4)

30

G  2 .r 2 .n 2
.
900
g

(3.5)

Trong đó:  : Hệ số không kể đến sự chuyển động không cùng hướng của vật liệu
trên sàng,  =0,45
N"

f z .G.n 3 . .r.R
; N
27.10 6

(3.8)

fz : Hệ số ma sát của khớp động ở trục lệch tâm.
R : Bán kính khớp động của trục lệch tâm (m)

14