C
C

R
L
T.

DU

i


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TT
01
02

Họ tên sinh viên
Trần Minh Công
Lê Nhƣ Hà

Số thẻ SV


02 Lê Nhƣ Hà

C
C

DU

Nội dung
4.a1. Tổng quan các vấn đề liên quan và tính cấp thiết của
đề tài.
4.a2. Thiết kế phƣơng án và sơ đồ động học tồn máy.
4.a3. Tính tốn sức bền và thiết kế các kết cấu chính của
máy.
4.a4. Lập quy trình công nghệ chế tạo trống tách hạt ngô.
4.a5. Chế tạo máy thiết kế.
4.a6. Kết luận và hƣớng phát triển.

b. Phần riêng:
TT
01
02

Họ tên sinh viên

Nội dung

Trần Minh Công
Lê Nhƣ Hà



b. Phần riêng:
TT

Họ tên sinh viên

Nội dung

01

Trần Minh Công

Không

02

Lê Nhƣ Hà

Không

6. Họ tên người hướng dẫn:

Phần/ Nội dung:

ThS. Trần Ngọc Hải
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
8. Ngày hoàn thành đồ án:

……../……./2019
……../……./2019

Sau khi tìm hiểu và bàn luận trao đổi các ý tƣởng, chúng em đi đến quyết định
chọn đề tài: “Thiết kế và chế tạo máy bóc tách hạt ngơ”. Qua đây giúp chúng ta có

C
C

cái nhìn rõ nét hơn về việc áp dụng máy móc và tự động hóa trong lao động sản xuất

R
L
T.

nói chung và sản xuất nông nghiệp riêng.

Trong thời gian thực hiện đề tài, mặc dù chúng em đã cố gắng học hỏi, tìm hiểu

DU

tài liệu tham khảo, khảo sát thực tế, tự tay làm những cơng việc cơ khí cho những chi
tiết trong máy và cả sự hƣớng dẫn tận tình của thầy ThS. Trần Ngọc Hải, cùng các
thầy trong khoa nhƣng với những năng lực và hiểu biết còn hạn chế nên đề tài khơng
tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong muốn nhận đƣợc những ý kiến đóng
góp của các thầy để đề tài đƣợc hoàn thiện hơn và để chúng em có thêm kinh nghiệm
làm việc sau khi tốt nghiệp.
Chúng em xin chân thành cảm ơn !
Đà Nẵng, ngày.... tháng ..... năm 20.....
Sinh viên thực hiện

Trần Minh Công
Lê Nhƣ Hà

Trần Minh Công
Lê Nhƣ Hà

vii


TÓM TẮT

Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy bóc tách hạt ngơ
Sinh viên thực hiện
1. Trần Minh Cơng
Số thẻ sinh viên: 101150011
Lớp 15C1A
2. Lê Nhƣ Hà
Số thẻ sinh viên: 101150251
Lớp 15C1A

C
C

Đề tài ban đầu giới thiệu tổng quan về đặc điểm và đặc tính của cây ngơ từ

R
L
T.

đó tiến hành lựa chọn nguyên lý làm việc và xây dựng sơ đồ động học của
máy giải quyết vấn đề đặt ra là “ tách đƣợc hạt ngô ra khỏi cùi ngơ”

DU


1.2.4. Phân loại. ............................................................................................................................. 7
1.2.5. Phơi khơ............................................................................................................................... 7

DU

1.2.6. Bảo quản.............................................................................................................................. 7
1.3. Giới thiệu q trình tách hạt bằng máy. ...................................................................7
1.3.1. Mục đích.............................................................................................................................. 7
1.3.2. Đặc điểm của quá trình tách hạt. ....................................................................................... 8
1.3.3. Các chỉ tiêu làm việc của máy tách hạt ngô. .................................................................... 8
1.3.4. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình làm việc của trống tách hạt. ................................. 9
1.3.5. Phân loại. ............................................................................................................................. 9
Chƣơng 2: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ TÁCH HẠT NGÔ VÀ XÂY DỰNG SƠ ĐỒ
ĐỘNG HỌC MÁY. ..................................................................................................................... 11
2.1. Giới thiệu về công nghệ tách hạt ngô. ...................................................................11
2.1.1. Thông số một số máy tách hạt ngô hiện nay. ................................................................ 11
2.1.2. Các phƣơng pháp tách hạt ngô hiện nay. ....................................................................... 14
2.2. Lựa chọn nguyên lí làm việc và chọn sơ đồ động. ................................................19
2.2.1. Lựa chọn nguyên lí làm việc. .......................................................................................... 19
2.2.2. Xây dựng sơ đồ động học máy. ...................................................................................... 19
Chƣơng 3: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC VÀ TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC CHO MÁY .. 21
ix


3.1. Bộ phận phễu nạp ................................................................................................................ 21
3.2. Chọn động cơ điện. ................................................................................................22
3.2.1. Công suất làm việc của trống tách hạt. ........................................................................... 22
3.2.2. Công suất làm việc của sàng. .......................................................................................... 23
3.3. Phân phối tỉ số truyền. ...........................................................................................25

4.1.6. Nguyên công 6: Kiểm tra................................................................................................. 52
4.2. Ngun cơng chế tạo mặt bích. ..............................................................................53
4.2.1. Khoan, tiện lỗ Ø30. .......................................................................................................... 53
4.2.2. Ngun cơng 2: Tiện mặt ngồi đƣờng kính Ø108. ..................................................... 54
4.3. Ngun cơng chế tạo trống tách hạt ngô. ...............................................................55
4.3.1. Nguyên công 1: Hàn hai mặt bích lên trục. ................................................................... 55
4.3.2. Ngun cơng 2: Hàn ống Ø114 lên 2 mặt bích, đồng thời gá răng Ø15 lên ống....... 56

x


Chƣơng 5: HƢỚNG DẪN LẮP ĐẶT VÀ AN TOÀN KHI VẬN HÀNH MÁY ............... 58
5.1. Quy trình lắp đặt. ...................................................................................................58
5.2. Vấn đề an toàn khi vận hành máy. .........................................................................62
5.2.1. Vận hành máy. .................................................................................................................. 62
5.2.2. Bảo dƣỡng máy. ............................................................................................................... 63
5.3. An toàn lao động. ................................................................................................................. 64
KẾT LUẬN .................................................................................................................................. 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................................... 69

C
C

R
L
T.

DU

xi

Hình 2.8: Sơ đồ cấu tạo máy liên hợp TBN-02. ........................................................................ 18
Hình 2.9: Sơ đồ động học máy..................................................................................................... 20
Bảng 3.1 Thông số của máy ......................................................................................................... 26
Hình 3.1 Bộ truyền đai .................................................................................................................. 27
Hình 3.2 Bộ truyền xích ................................................................................................................ 28
Hình 3.3 Các dạng ăn khớp của bánh răng ................................................................................. 30
Hình 3.4 Sơ đồ bộ truyền đai........................................................................................................ 31
Hình 3.5: Sơ đồ lực tác dụng và biểu đồ momen ....................................................................... 40
Hình 3.6: Sơ đồ kích thƣớc then trên trục. .................................................................................. 43
Hình 3.7: Gỗi đỡ P205 .................................................................................................................. 44
Hình 4.1: Bản vẽ chế tạo trống tách hạt. ..................................................................................... 45
Hình 4.2: Nguyên công 1. ............................................................................................................. 45
Bảng 4.1: Chế độ cắt .................................................................................................................... 47
Hình 4.3: Ngun cơng 2 .............................................................................................................. 47

xii


Bảng 4.2: Chế độ cắt .................................................................................................................... 48
Hình 4.4: Ngun cơng 3 .............................................................................................................. 49
Bảng 4.3: Chế độ cắt .................................................................................................................... 50
Hình4.5: Nguyên cơng 4 ............................................................................................................... 50
Bảng 4.4: Chế độ cắt ..................................................................................................................... 51
Hình 4.6: Nguyên công 5 .............................................................................................................. 51
Bảng 4.5: Chế độ cắt ..................................................................................................................... 52
Hình 4.7: Ngun cơng 6 .............................................................................................................. 52
Hình 4.8: Ngun cơng 1 .............................................................................................................. 53
Bảng 4.5: Chế độ cắt ..................................................................................................................... 54
Hình 4.9: Nguyên công 2 .............................................................................................................. 54


xiii


Thiết kế và chế tạo máy bóc tách hạt ngơ

Chƣơng 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu về cây ngô.
1.1.1. Lịch sự và nguồn gốc cây ngơ.
Ngơ cịn 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
từ thông dụng Vƣơng quốc Anh để chỉ cây ngô. Tại Hoa Kỳ, Canada và Australia,
thuật ngữ hay đƣợc sử dụng là corn, là từ trƣớc đây dùng để gọi cho một loại cây
lƣơng thực, hiện nay thuật ngữ này dùng để chỉ cây bắp, là dạng rút gọn của "Indian
corn" là “cây lƣơng thực của ngƣời Anh điêng”.

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.1: Cây ngơ.
Cây ngơ ở Việt Nam có nguồn gốc từ Trung Quốc. Theo Lê Quý Đôn trong “Vân
Đài loại ngữ “ hồi đầu đời Khang Hi (1662-1762), Trần Thế Vinh, ngƣời huyện Tiên
Phong (Sơn Tây, phủ Quảng Oai) sang sứ nhà Thanh lấy đƣợc giống bắp đem về
nƣớc. Khắp cả hạt Sơn Tây đã dùng bắp thay cho lúa gạo. Từ đó ngơ đƣợc phổ biến và

DU

Hình 1.2: Biểu đồ diện tích, năng suất, sản lƣợng ngơ thế giới 1961-2008.
1.1.2.2. Tình hình sản xuất ngơ ở Việt Nam.
Trƣớc đây, sản xuất ngơ ở Việt Nam cịn nhỏ lẻ và phân tán, chủ yếu là tự cung
tự cấp theo nhu cầu của hộ nông dân. Tại một số vùng miền núi do khó khăn về sản
xuất lúa nƣớc nên nơng dân phải trồng bắp làm lƣơng thực thay gạo. Các giống ngô
đƣợc trồng đều là các giống truyền thống của địa phƣơng, giống cũ nên năng suất rất
thấp.

Vào thập kỷ 60 của thế kỷ trƣớc, diện tích ngơ Việt Nam chƣa đến 300

nghìn hecta, năng suất chỉ đạt trên 1 tấn/ha, đến đầu những năm 1980 cũng không cao
Sinh viên thực hiện : Trần Minh Công
Lê Nhƣ Hà

Hƣớng dẫn: ThS. Trần Ngọc Hải
2


Thiết kế và chế tạo máy bóc tách hạt ngơ

hơn nhiều, chỉ ở mức 1,1 tấn/ha, sản lƣợng đạt khoảng hơn 400.000 tấn do vẫn trồng
các giống bắp địa phƣơng với kỹ thuật canh tác lạc hậu. Từ giữa những năm 1980, nhờ
hợp tác với Trung tâm Cải tạo Ngô và Lúa mỳ Quốc tế (CIMMYT), nhiều giống ngô
cải tiến đã đƣợc đƣa vào trồng góp phần nâng năng suất ngô lên gần 1,5 tấn/ha. Ngành
sản xuất ngô nƣớc ta thực sự có những bƣớc tiến nhảy vọt từ đầu những năm 1990 đến
nay. Từ năm 2006, năng suất và sản lƣợng ngơ của Việt Nam đã có những bƣớc tiến
nhảy vọt cao nhất từ trƣớc đến nay. Tốc độ tăng trƣởng diện tích, năng suất và sản
lƣợng ngơ của Việt Nam cao hơn nhiều lần của thế giới.


C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.4: Hạt ngơ đã đƣợc chế biến – cám viên.
Hạt ngơ cịn đƣợc dùng để chuyển hóa thành chất dẻo hay vải sợi. Một lƣợng
bắp nhất định đƣợc thủy phân hay xử lý bằng enzym để sản xuất xi rô, cụ thể là xi rô
chứa nhiều fructoza, gọi là xi rô ngô, một tác nhân làm ngọt và đơi khi đƣợc lên men
để sau đó chƣng cất trong sản xuất một vài dạng rƣợu. Rƣợu sản xuất từ ngơ theo
truyền thống là nguồn của wisky bourbon.

Hình 1.5: Rƣợu ngô.

Sinh viên thực hiện : Trần Minh Công
Lê Nhƣ Hà

Hƣớng dẫn: ThS. Trần Ngọc Hải
4


Thiết kế và chế tạo máy bóc tách hạt ngơ

Etanol từ ngô cũng đƣợc dùng ở hàm lƣợng thấp (10% hoặc ít hơn) nhƣ là phụ
gia của xăng làm nhiên liệu cho một số động cơ để gia tăng chỉ số octan, giảm ô nhiễm

phơi khô không bị nhăn. Biểu hiện của ngơ chín hồn tồn là bẹ lá và lá chuyển màu
vàng và chớm khô, râu ngơ khơ và đen, hạt cứng và có màu đặc trƣng.

Hình 1.6: Thu hoạch ngơ.

Sinh viên thực hiện : Trần Minh Công
Lê Nhƣ Hà

Hƣớng dẫn: ThS. Trần Ngọc Hải
5


Thiết kế và chế tạo máy bóc tách hạt ngơ

Hiện nay công việc này ở nƣớc ta chủ yếu đƣợc thực hiện thủ công. Thông
thƣờng ngƣời ta tiến hành thu hoạch vào những ngày trời nắng để tránh ngô bẻ về bị
hƣ hỏng.
1.2.2. Bóc bẹ.
1.2.2.1. Bóc bẹ thủ cơng (bằng tay).
Ngô sau khi đƣợc hái về sẽ đƣợc tiến hành bóc bẹ. Thơng thƣờng bóc bẹ thủ
cơng năng suất thấp, chỉ phù hợp với sản xuất nhỏ.
1.2.2.2. Bóc bẹ bằng máy.
Ngô sau khi đƣợc hái về sẽ đƣợc tiến hành bóc bẹ. Máy bóc bẹ từ ngơ cịn
ngun bẹ, sau khi bóc bẹ xong sẽ chuyển qua tách hạt.
1.2.3. Tách hạt.

C
C

1.2.3.1. Tách hạt thủ công.


Thiết kế và chế tạo máy bóc tách hạt ngơ

Cả hai phƣơng pháp này cho năng suất rất thấp, chỉ phù hợp với hộ sản xuất nhỏ
và có lao động nhàn rỗi.
1.2.3.2. Tách hạt bằng máy.
Ở nƣớc ta chủ yếu dùng các loại máy sau:


Máy tách hạt từ quả ngô đã đƣợc bóc vỏ. loại máy này cho năng suất cao
song phải tốn nhiều thời gian và nhân cơng bóc vỏ.



Máy tách hạt từ quả ngơ cịn ngun vỏ. loại máy này cho năng suất rất
cao. Giảm đƣợc thời gian và lƣợng nhân cơng nhiều.

Ngồi ra cịn có loại máy thu hoạch ngơ có thể tiến hành đồng thời thu hoạch,
bóc vỏ và tách hạt. Loại máy này có rất nhiều ƣu điểm song ở nƣớc ta chƣa chế tạo
đƣợc phải nhập từ nƣớc ngoài về nên giá thành rất đắt, chƣa có nhiều ở nƣớc ta.

C
C

Hạt ngơ sau khi tách sẽ đƣợc phơi khô và vận chuyển đến nơi chế biến thành

R
L
T.


Thiết kế và chế tạo máy bóc tách hạt ngơ

 Hạt chắc không lẫn lên các hạt lép.
 Làm sạch các phần tử nhỏ.

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.8: Hạt ngơ đã đƣợc tách khỏi cùi.
1.3.2. Đặc điểm của quá trình tách hạt.

Tách hạt là khâu quan trọng, cần chọn sao cho khi bắp ngơ đi qua bộ phận tách
hạt phải tách đƣợc tồn bộ các hạt ngơ khơng đƣợc có hạt sót lại, không gây hƣ hỏng
hạt và không làm vỡ hạt. Phƣơng của lực tách ngơ có thể theo các phƣơng sau:


Tách hạt ngô bằng lực hƣớng trục của bắp ngô.



Tách hạt bằng lực nén vào theo phƣơng bán kính của bắp ngơ.





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 hƣởng của nhiều yếu tố: tính chất
cơ lí của bắp ngơ ( độ ẩm, kích thƣớc…), các thông số, kết cấu của buồng tách, các
thông số động 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 hƣởng 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 bền vững
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 ngơ sẽ đƣợc tách sạch hơn nhƣng độ hƣ
hỏng hạt lại cao hơn. Ngƣợc lại khi giảm vận tốc xuống độ hƣ hỏng hạt lại giảm nhƣng

C
C

tỉ lệ sót hạt lại tăng. Vận tốc đỉnh răng cịn ảnh hƣởng đến q trình làm việc của bộ

R
L
T.

phận làm sạch là sàng và quạt. Bởi vì, tăng vận tốc trống, độ vỡ hạt và lõi cao hơn, độ
sạch của sản phẩm bị giảm và tỉ lệ hao hụt tăng.

DU

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 đƣợc tính tốn dựa vào kích thƣớc
của bắp ngơ và lõi. Khe hở này vần phải nhỏ hơn đƣờng kính bắp ngơ. Khe hở này có

máy tách đƣợc cả ngơ 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 cố định, máy
bán cố định và máy tự hành.


Máy cố định thƣờng đƣợc dùng trong các xƣởng ché biến nhƣ máy
MkπY-12, MkπY-30 ( CHLB Nga), Saksonia (CHLB Đức), các máy tách
ngô giống TN-4M, TNG-4C (Việt Nam)…



Máy bán cố định là máy có thể di chuyển trong khoảng cách ngắn trong
khu vực xƣởng.



C
C

Máy tách ngô tự hành là loại máy lắp sau máy kéo hoặc dùng sức kéo của

R
L
T.

động cơ để di chuyển trên đƣờng. Các loại máy này dễ dàng di chuyển đến
vùng nguyên liệu để tách ngô.


VÀ XÂY DỰNG SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC MÁY.

2.1. Giới thiệu về công nghệ tách hạt ngô.
2.1.1. Thông số một số máy tách hạt ngô hiện nay.
2.1.1.1. Máy tách hạt ngô tự hành HMTN-07.
Thông số:
 Động cơ: Đầu nổ D15
 Tốc độ máy: 1200v/ph.
 Năng suất: 6-7 tấn/h

C
C

 Kích thƣớc (DxCxR): 230 x 176 x 110cm

R
L
T.

 Trọng lƣợng máy: 327kg (khơng động cơ)

DU

Hình 2.1: Máy tách hạt ngô tự hành HMTN-07.
Máy tách hạt ngô tự hành HMTN-07: hoạt động chủ yếu nhờ chuyển động của bộ
phận tách hạt sử dụng đầu nổ D15 hoạt động mạng mẽ với tốc độ quay trục chính với
Sinh viên thực hiện : Trần Minh Công
Lê Nhƣ Hà

Hƣớng dẫn: ThS. Trần Ngọc Hải


Tính năng: Máy tách đƣợc nhiều bắp cùng lúc đạt hiệu quả cao, tách sạch ngơ,
máy có hệ thống quạt gió thổi sạch mày ngơ, khơng vỡ lõi, máy chạy êm ít hỏng hóc

Hình 2.2: Máy tách hạt ngơ siêu sạch HMQ-03.

Sinh viên thực hiện : Trần Minh Công
Lê Nhƣ Hà

Hƣớng dẫn: ThS. Trần Ngọc Hải
12


Thiết kế và chế tạo máy bóc tách hạt ngơ

2.1.1.3. Máy tách hạt ngô buồng đứng TN08.
Thông số:
 Mã sản phẩm: TN08.
 Nguồn điện: 220V.
 Công suất động cơ: 1.1kw-2.2kw.
 Tốc độ: 1450 vịng/phút.
 Kích thƣớc: 82* 136*40 cm.
 Năng suất tách hạt: 300-500 kg/h.
Hệ thống cửa xả hạt ngô tách có then cài chắc chắn đảm bảo an tồn cho ngƣời
sử dụng.
Khả năng tách hạt ngô đa dạng tất cả các kích thƣớc lớn nhỏ khác nhau.

C
C


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

R
L
T.

phá vỡ liên kết giữa hạt và cùi vừa vận chuyển hạt đi ra ngoài ống bao, cùi thì đƣợc
phóng ra miệng thốt. Loại máy này cho năng suất khá cao, kết cấu đơn giản dễ chế

DU

tạo dễ vận hành. Song nó có nhƣợc điểm là ngơ phải đƣợc bóc vỏ trƣớc khi sạc nên tốn
nhiều cơng lao động, ngơ cần phải có độ ẩm thấp thì tách mới cho năng suất khá cao
và hạt đƣợc tách sạch khỏi cùi.

Hình 2.5: Sơ đồ ngun lí máy tách hạt ngơ theo ngun lí trục vít - ống vít.
1 . Động cơ ;

5. Ống vít;

2. Bộ truyền đai ;

6. Quạt đẩy lõi, bẹ;

3. Phễu;

7. Sàng;

4. Trục vít ;