CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BÓC TÁCH VỎ HIỆN NAY I:Thực trạng nền kinh tế Việt Nam hiện nay Tình hình kinh tế-xã hội Việt Nam hiện nay phát triển theo chiều hướng tích cực, nền kinh tế phục hồi khá nhanh trong điều kiện kinh tế thế giới vẫn còn nhiều diễn biến phức tạp; an sinh xã hội được bảo đảm, đời sống nhân dân ngày càng được cải thiện; chính trị, xã hội tiếp tục ổn định.Cùng với đó là vấn đề lương thực thực phẩm được đề cập khá nhiều trong tình trạng phát triển kinh tế nước ta hiện nay.Với xu hướng phát triển như vũ bão hiện nay,vấn đề lương thực thực phẩm được Đảng và nhà nước ta hết mực quan tâm,không chỉ phục vụ trong nước mà còn xuất khẩu ra nước ngoài. Chưa bao giờ vấn đề giá lương thực, thực phẩm lại trở nên nghiêm trọng như vậy kể từ cơn khủng hoảng lương thực năm 2008. Chỉ số giá thực phẩm của LHQ, do Tổ chức Lương nông (FAO) công bố, đã tăng lên mức kỷ lục vào tháng 1.2011. Theo AFP, chỉ số giá cả của 55 mặt hàng nhu yếu phẩm như thịt, ngũ cốc, đường, sữa trong tháng 1 đã tăng lên 231 điểm, mức cao nhất kể từ khi FAO bắt đầu thống kê giá lương thực. Chính vì tầm ảnh hưởng quan trọng của giá trị lương thực-thực phẩm Việt nam hiện nay,dẫn đến đòi hỏi phải sáng chế ra các loại máy bóc tách vỏ nhằm mang lại năng suất cao,giảm số lượng người lao động bằng chân tay trong lĩnh vực chế biến lương thực thực phẩm của nước ta hiện nay,thay vào đó là sự vận hành bằng máy móc,giảm sức lao động,tăng năng suất,mang lại hiệu quả kinh tế cao,giảm giá thành sản phẩm,đáp ứng nhu cầu sử dụng lương thực thực phẩm trong và ngoài nước. II:Công nghệ bóc tách vỏ của nước ta hiện nay Hiện tại ở nước ta với đội ngũ tri thức dồi dào,ngành kỹ thuật phát triển cao,nhiều kỹ sư và đặc biệt là những người nông dân-những người trực tiếp tham gia vào quá trình sản xuất đã sáng chế ra nhiều loại máy bóc tách vỏ.Với kiểu dạng đẹp,kết cấu đơn giản,giá thành phải chăng,các máy bóc tách vỏ đã được thị trường tiêu dùng ưa chuộng,không chỉ các công ty lớn - nhỏ mà còn là các hộ gia đình,giảm đáng kể số lượng công nhân mà lại mang lại hiệu quả kinh tế cao.Tính trung bình mỗi một máy bóc vỏ ra đời đã hạn chế được khoảng 30-40 công nhân tính trên một ngày,năng suất tăng lên gấp nhiều lần. Một số loại máy bóc tách vỏ hiện nay trên thị trường Việt nam: • Máy bóc vỏ dừa • Máy bóc vỏ lụa nhân hạt điều • Máy bóc vỏ vải • Máy bóc vỏ hạt đậu xanh • Máy bóc vỏ lạc • Máy bóc vỏ chôm chôm • … Hiện tại em đang làm đề tài máy bóc vỏ cau,đây là một đề tài khá mới mẻ bởi lẽ cây cau luôn gắn liền với đời sống của chúng ta và nó đang trong đà phát triển mạnh mang lại năng suất cao,xoá đói giảm nghèo và làm tăng năng suất kinh tế cho nhiều hộ gia đình. III: Xu hướng phát triển,đặc điểm và phạm vi ứng dụng của trái cau Việt Nam 1:Xu hướng phát triển của cây cau hiện nay Tuy ngày nay cau không còn được sử dụng như một món ăn hàng ngày nhưng thị trường vẫn có nhu cầu cau chất lượng cao cho các dịp lễ tết, cưới hỏi. Đặc biệt, các sản phẩm kẹo cau ra đời đã mở rộng một triển vọng cho những người trồng cau Việt Nam. Theo các nhà vườn trồng cau của xã An Lão- Bình Định, đầu ra cho sản phẩm cau khô Việt Nam đang khá thuận lợi do Trung Quốc đang có nhu cầu tiêu thụ cau khô rất mạnh Cau (danh pháp khoa học: Areca catechu), còn gọi là tân lang hay binh lang, là một loài cây trong họ Cau (Arecaceae) được trồng nhiều tại khu vực nhiệt đới châu Á và Thái Bình Dương cũng như ở phía đông châu Phi. Nó là loại cây thân gỗ trung bình, cao tới 20 m, với đường kính thân cây có thể tới 20-30 cm. Các lá dài 1,5-2 m, hình lông chim với nhiều lá chét mọc dày đặc. Cau là một loại cây rất dễ trồng, có thể sinh trưởng tốt trên bất cứ chân đất nào. Chúng có thể phát triển tốt cả ở những nơi có khí hậu khắc nghiệt nhất và không đòi hỏi chăm sóc gì nhiều. Từ khi trồng xuống, chỉ 5 năm sau là cho thu hoạch quả. Cau được trồng vì giá trị kinh tế đáng kể của nó có từ việc thu hoạch quả. Quả cau chứa các ancaloit như arecain và arecolin, khi được nhai thì gây say và có thể hơi gây nghiện. Cau được trồng tại Ấn Độ, Malaysia, Đài Loan, Việt Nam và nhiều nước châu Á khác. Hình I.1:Hình ảnh cau khô 2:Đặc điểm và phạm vi ứng dụng của cây cau Cây cau được trồng ở các khu vực ấm áp của châu Á để lấy quả khi còn non có màu xanh ánh vàng, kích thước xấp xỉ cỡ quả trứng gà, có chứa hạt kích thước cỡ hạt của quả cây sồi, hình nón với đáy phẳng và màu bên ngoài có ánh nâu; bên trong lốm đốm như hạt nhục đậu khấu. Quả của nó được bổ (hay cắt) thành các lát mỏng cuộn trong lá trầu không và têm vôi thành miếng trầu. Người dùng nhai trầu rồi bỏ bã. Cau, trầu và vôi làm răng và môi người nhai đỏ thẫm. Vị trầu rất nóng và hăng. Quả cau có vị thơm nồng và hăng và có thể gây say khi lần đầu tiên sử dụng nó. Người Đài Loan là những người buôn bán và ăn trầu cau nổi tiếng thế giới. Hàng năm, họ nhập khẩu rất nhiều cau từ Sumatra, Malacca, Thái Lan, Việt Nam. Mo cau có thể dùng làm quạt. Lá cau khô được dùng làm chổi. Quả cau chứa một lượng lớn ta nanh (tannin), axít galic, tinh dầu gôm, một lượng nhỏ tinh dầu dễ bay hơi, li nhin (lignin), và một loạt các chất muối. Có 4 ancaloit (alkaloid) đã được tìm thấy trong quả cau - Arecolin, Arecain, Guraxin và một chất chưa rõ tên do số lượng quá ít. Arecolin tương tự như Pilocarpin về mặt tác động lên cơ thể. Arecain là chất hoạt hóa chính trong quả cau.Hạt cau có vị đắng, chát, tính ôn, có tác dụng diệt trùng, tiêu tích, hành khí, lợi tiểu tẩy giun sán. CHƯƠNG II:PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ I: Chọn phương án thiết kế. 1:Cơ sở chọn phươmg án thiết kế. Máy được thiết kế ra khi làm việc phải có độ tin cậy cao,năng suất cao,hiệu suất làm việc lớn,tuổi thọ cao,chi phí chế tạo,lắp ráp,sửa chữa và thay thế thấp nhất.Ngoài ra còn phải chú ý đến yêu cầu về đặc điểm nơi máy phục vụ,kết cấu máy không quá phức tạp,dễ sử dụng,tiếng ồn nhỏ và hình dáng của máy có tính thẩm mỹ. 2: Chọn hình thức chuyển động của dao cắt. Với máy bóc cau người ta thường dụng phương pháp bóc tách vỏ bằng dao.Ở đây ta chọn hình thức:Dao đặt theo phương thẳng đứng từ trên xuống sao cho phần không làm việc của dao ở phía trên và được lắp cố định với thân máy,phần làm việc của dao ở phía dưới và có cạnh của mũi dao nghiêng góc với chiều chuyển động của quả cau khi quả cau chuyển động theo chiều của đĩa quay(Cùng chiều kim đồng hồ). Phần phía dưới của dao được gắn 2 lò xo nhằm tạo ra moomen cản ,khi quả cau chạm vào cạnh mũi dao thì 2 lò xo giãn ra,sau một thời gian rất ngắn lò xo bật lại,đồng thời quả cau có xu hướng chuyển động xuống dưới theo lực quán tính của đĩa,khi gặp tấm giá đỡ cau được nâng lên và bị 2 mỏ kẹp của giá đỡ cau ép lại tạo ra 2 lực ngược chiều nhau, dao sẽ ăn vào vỏ cau nhưng không đi theo chiều thẳng vào mà đi theo hướng nghiêng của đĩa nên dao chỉ chạm vào vỏ cau,kết hợp với lực đẩy của lò xo và lực quán tính của đĩa,vỏ cau được bật bung ra. Nếu việc bố trí dao hợp lý thì chất lượng bóc vỏ cau càng cao Hình II.1:Máy bóc cau 3.Yêu cầu về chất lượng sản phẩm Ngày nay hạt cau sau khi chế biến đã được sử dụng rất rộng rãi trọng y học,các bài thuốc chữa bệnh được làm từ nguyên liệu hạt cau ngày càng nhiều.Hạt cau sau khi sấy khô được nghiền ra và pha trộn với các hợp chất khác làm thuốc chữa bệnh cho con người. Ngoài ra hiện nay hạt cau còn được ứng dụng rất rộng rãi trong ngành sản xuất bánh kẹo-kẹo cau đang được các nhà máy bánh kẹo sản xuất rộng rãi không chỉ trong nước mà lan rộng ra cả nước ngoài.Thị trường Trung Quốc là nơi tiêu thụ hạt cau khô với số lượng lớn với ngành sản xuất chế biến thành kẹo cau,đặc biệt là các nước xứ lạnh người ta sử dụng kẹo cau thường xuyên như người Việt Nam sử dụng kẹo cao su,bởi lẽ trong hạt cau có một số chất có vị cay nóng rất thích hợp cho những người ở xứ lạnh. Từ những ứng dụng của hạt cau trong thực tế ta thấy rằng:yêu cầu về chất lượng sản phẩm mà ở đây cụ thể là hạt cau không đòi hỏi quá cao,không yêu cầu hạt cau sau khi chẻ vỏ bên ngoài hạt cau phải còn nguyên vẹn,sau đó hạt cau được mang đi sấy khô và trở thành nguyên liệu ứng dụng trong đời sống hàng ngày. 4:Yêu cầu kỹ thuật chung của máy • Đơn giản trong kết cấu và khả năng vận hành dễ dàng • Tiêu thụ ít nhiên liệu nhưng vẫn mang lại năng suất cao • Khả năng di chuyển thuận tiện • Dễ sửa chữa và bảo chì • Hình thức đẹp,gọn nhẹ • Giá cả phù hợp với người tiêu dùng II:Phân tích lựa chọn phương án A:Phương án 1 1:Cấu tạo của máy 1. Động cơ điện xoay chiều 1 pha 2. Buly nhỏ 3. Đai truyền 4. Buly lớn 5. Trục truyền 6. Ổ lăn 7. Đĩa chứa cau 8. Vỏ máy 9. Phễu thu liệu 10.Dao cắt 11.Giá đỡ 12.Lò xo 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Hình II.1:Phương án 1 2:Nguyên lý hoạt động Chuyển động của đĩa cắt 7 được thực hiện bằng động cơ điện 1 thông qua bộ truyền động đai.Buly lớn trong bộ truyền động đai được gắn vào một đầu của trục truyền,trục truyền được đặt trên 2 ổ lăn 6,2 đĩa chứa cau được lắp cố định trên trục truyền. Hai đĩa chứa cau được lắp song song với nhau và cách nhau một khoảng,tại đầu ra của 2 đĩa được lắp 1 giá đỡ cố định,giá đỡ có biên dạng như hình đã vẽ,cách đều 2 đĩa một khoảng và có tác dụng nâng trái cau lên khi trái cau gặp giá đỡ này sao cho khoảng cách giữa mặt của giá và đỉnh dao cắt nhỏ hơn chiều rộng của trái cau,để trái cau va chạm vào dao cắt theo chiều chuyển động của đĩa chứa cau. Dao cắt được đặt thẳng đứng,phần làm việc của dao cắt được gắn với thân dao và tạo với thân dao một góc…Trái cau được đặt nằm ngang trên 2 mỏ kẹp của đĩa,khi đĩa quay thì trái cau quay theo,khi gặp giá đỡ trái cau vẫn nằm nguyên vị trí cũ và được nâng lên theo biên dạng của đĩa.Khi đến đầu ra gặp phải dao cắt,trái cau chạm vào dao cắt và đẩy dao cắt đi một khoảng cách,đồng thời đĩa vẫn quay và phần phía trên của trái cau bị 2 mỏ kẹp giữ và ép lại.Vì dao cắt được gắn 2 lò xo 2 bên nên khi trái cau có xu hướng đi xuống thì 2 lò xo sẽ kéo dao cắt bật ngược trở lại,khi đó vỏ cau bị bặt bung ra và cau rớt xuống phễu thu liệu ra ngoài. 3:Ưu nhược điểm của máy Đặc điểm của máy: - Ưu điểm của máy: - Kết cấu của máy nhỏ gọn - Năng suất lao động cao - Tiêu hao ít sức lao động - Dễ sử dụng,sửa chữa - Nhược điểm của máy: - Tuy nhiên giá thành chế tạo của máy khá cao - Tính cơ động của máy thấp,phụ thuộc vào mạng điện xuay chiều 220v B:Phương án 2 Thay động cơ bằng cơ cấu tay quay và đĩa quay 1)Cấu tạo của máy 1. Tay quay 2. Đĩa quay 3. Đai truyền 4. Buly lớn 5. Trục truyền 6. Ổ lăn 7. Đĩa chứa cau 8. Vỏ máy 9. Phễu thu liệu 10.Dao cắt 11.Giá đỡ 12.Lò xo 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 1 2 Hình II.4:Phương án 2 2:Nguyên lý hoạt động Nguyên lý hoạt động của phương án 2 giống nguyên lý hoạt động của phương án 1,chỉ khác là ở phương án này không sử dụng động cơ mà ta sử dụng tay quay.Nghĩa là tay quay được gắn với đĩa quay,khi quay tay quay thì đĩa quay quay theo nhờ bộ truyền động đai được gắn giữa đĩa quay và buly của trục.Trên trục gắn 2 đĩa chứa cau và hoạt động giống như phương án 1. 3)Ưu nhược điểm của phương án 2 Đặc điểm của phương án • Phương án trên hao tốn sức lao động của con người • Hiệu suất lao động của máy không cao • Tuy nhiên tính cơ động của phương án cao vì không phụ thuộc vào động cơ điện xoay chiều 220V III:Kết luận Qua quá trình phân tích ưu nhược điểm của 3 phương án đã đưa ra,đồng thời kết hợp với những yêu cầu kỹ thuật của máy bóc cau,em quyết định chọn phương án thư nhất.Sử dụng động cơ chuyển động. CHƯƠNG III:THIẾT KẾ KỸ THUẬT CỦA MÁY I: Chọn năng suất cho máy Dựa vào điều kiện công nghiệp nước ta, diện tích canh tác của các hộ gia đình trồng cau,nhu cầu sử dụng sản phẩm dẫn đến yêu cầu được đặt ra là 300kg/giờ II: Chọn số lượng,kích thước các mỏ đỡ. Như ta đã biết trái cau có một số hình dạng khác nhau có trái dài,trái ngắn,đường kính to nhỏ khác nhau …Do đó việc chọn kích thước của các mỏ đỡ cũng như khoảng cách của 2 đĩa sao cho phù hợp,năng suất cao phải dựa vào đặc điểm chung của trái cau: • Số lượng các mỏ đỡ gắn trên đĩa phụ thuộc vào đường kính của đĩa,đĩa có đường kính càng lớn thì số lượng mỏ đỡ càng nhiều,tuy nhiên đường kính của đĩa càng lớn thì máy chịu tải trọng càng cao,tốn vật liệu,giá cả đắt trong khi đó năng suất máy chưa hẳn đã cao. Tuy nhiên nếu đường kính của đĩa nhỏ quá tải trọng nhẹ,đĩa quay nhanh gây khó khăn cho người tiếp liệu cau vào đĩa,năng suất thấp… Do đó với đường kính đĩa 50cm,khoảng cách giữa 2 mỏ đỡ kề nhau là 6cm ta có tổng cộng 18 mỏ đỡ. • Như ta đã biết mỏ đỡ ở đây có tác dụng giữ cau,vận chuyển cau,đồng thời khi gặp giá đỡ nằm giữa 2 đĩa ở đầu ra thì trái cau được nâng lên và được 2 đầu mỏ đõ kẹp lại tạo lực cho dao bóc vỏ cau ra. [...]... của vỏ cau + Lực ma sát của vỏ cau tác dụng lên lưỡi dao n K = a v Công thức tính lực cản riêng: Trong đó: + K: lực cản riêng (kG/cm2) + n: số vòng quay của đĩa (v/p) + v: vận tốc của đĩa quay v =0.5/36=0,014(m/s) υ = ϖ r = 2.π n.r 60 = 2.3,14.2.0.23 = 60 + a: là hệ số phụ thuộc vào đặc tính của vỏ cau W: độ ẩm của vỏ cau 1 Tính kết dính Tính kết dính là khả năng của vỏ cau chịu tác động cơ học của vỏ. .. của đĩa không được cao,tức là đĩa không được quay nhanh quá.Với việc chọn thời gian trung bình để tách vỏ được một trái cau là 2s,như vậy với số lượng 18 mỏ đỡ ta có một vòng quay của đĩa sẽ tách vỏ được tối đa 18 trái cau,tối thiểu 14-15 trái(do ta không bỏ kịp or những lý do khác).Vậy mất 36s để tách vỏ được 18 trái cau sau 1 vòng quay của đĩa  Số vòng quay của đĩa trong 1 phút sẽ là: n=60/36=1,6... chiều dài sau khi bị biến dạng của lò xo) Dấu (-) thể hiện rằng lực đàn hồi ngược hướng với biến dạng 2.4.3) Tính chọn động cơ điện Công suất yêu cầu của động cơ được xác định theo công thức: N ycdc = N lv (kw) ηt Trong đó: -Nlv :công suất làm việc của đĩa cắt(kw) -ηt:hiệu suất hệ thống Tính công suất làm việc của máy (đĩa quay) được xác định theo công thức: N LV = Ptt ⋅ V (kw) 1000 Trong đó: -Ptt:lực... xuống làm vỏ cau bị bật ra - Do đó việc bố trí dao và lựa chọn được biên dạng dao hợp lý là rất quan trọng,ở đây ta chọn biên dạng dao như sau: 3 2 1 60 ° 15° 4 15 Hình III.4:Kích thước của dao VII:Tính lực cản riêng của dao - Lực cản riêng khi tách vỏ trái cau là lực của trái cau tác dụng lên lưỡi cắt của dao trên một đơn vị diện tích - Lực cản riêng phụ thuộc vào các yếu tố sau: + Độ ẩm của vỏ cau +... cứng của đất được xác định bằng công cụ Reveckin và tính theo công thức: P = h.k/s (KG/cm2) Trong đó: P : độ cứng của đất tính bằng kg/cm2 h : chiều cao giản đồ đo được tính bằng cm k : hệ số cứng của lò xo tính bằng kg/cm2 s : tiết diện đầu đo tính bằng cm2 4 Ma sát Khi cau tiếp xúc với lưỡi dao, lưỡi dao sẽ xuất hiện lực cản đó là lực ma sát F = f.N Hệ số ma sát giữa vỏ cau và sắt thép trong khoảng... ẩm của vỏ cau 1 Tính kết dính Tính kết dính là khả năng của vỏ cau chịu tác động cơ học của vỏ cau Vỏ cau cứng chịu tác động mạnh, vỏ cau mềm chịu tác động yếu và biến dạng lớn 2 Độ ẩm Độ ẩm là yếu tố vật lý đặc trưng cơ – lý tính của vỏ cau Cau có thể ở trạng thái cứng, mềm dẻo Độ ẩm được xác định theo công thức: W = g1 − g 2 x100% (Tra theo 7, Tr 31) g2 − g0 Trong đó: g1 : Khối lượng hộp + mẫu cau... chính của dao trực tiếp tham gia vào quá trình tách vỏ cau - Nguyên lý làm việc của dao như sau: Trái cau được đặt nằm ngang bởi hai mỏ đỡ của đĩa,đĩa quay vận chuyển trái cau quay theo, gặp giá đỡ ở đầu ra trái cau được nâng lên,khi trái cau tiếp xúc vào lưỡi cắt của dao,theo lực quán tính thì dao bị đẩy đi làm lò xo giãn ra,lưỡi cắt có xu hướng ăn sâu vào vỏ trái cau,tuy nhiên lúc này đĩa vẫn quay làm... sát F = f.N Hệ số ma sát giữa vỏ cau và sắt thép trong khoảng f = 0,2 ÷ 0,8 và có thể cao hơn khi độ ẩm của vỏ cau tăng 4 Lực cản riêng K= n 2 a = 0,04 = 5,7(kG / cm 2 ) v 0,014 VI: Tính lực tác dụng lên lưỡi dao cắt - Lực tác dụng lên lưỡi dao cắt là lực cản của vỏ cau P Lực P được tính theo công thức: P = K.l = 5,7*1,5 = 8,55 (kG/cm) = 85,5 (N) l : chiều dài của lưỡi cắt (cm) K: lực cản riêng (kg/cm2)... : dung sai đối với độ cứng là +/- 15 % (chỉ định) VIII:Tính lực đàn hồi của lò xo Khi một lò xo bị biến dạng (nén hay dãn) thì đều xuất hiện lực đàn hồi Quan sát hình trên, ta nhận thấy, khi lò xo bị biến dạng, lực đàn hồi (được biểu diễn bằng mũi tên màu đỏ) xuất hiện ở 2 đầu lò xo , có : • • • Phương : trùng với trục của lò xo Chiều : ngược chiều với biến dạng của lò xo Độ lớn : tỉ lệ thuận với độ... n=60/36=1,6 (vòng/phút) Chọn n = 2 (vòng/phút) Chọn năng suất cho máy: Với khối lượng trung bình của mỗi trái cau là 15gram tức là 0,015kg 1 phút tách được 36 trái cau ứng với 0,54kg 1 giờ tách được 2160 trái cau ứng với 32,4kg Vậy trung bình một ngày làm việc 10 tiếng sẽ tách được 324 kg VI:Tính chọn biên dạng của dao cắt 1:Cấu tạo của dao cắt 1 Lỗ bắt lò xo 2 Lỗ bắt trục cố định 3 Mỏ giữ dao cố định 4 Lưỡi . máy bóc tách vỏ hiện nay trên thị trường Việt nam: • Máy bóc vỏ dừa • Máy bóc vỏ lụa nhân hạt điều • Máy bóc vỏ vải • Máy bóc vỏ hạt đậu xanh • Máy bóc vỏ lạc • Máy bóc vỏ chôm chôm • … Hiện. CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BÓC TÁCH VỎ HIỆN NAY I:Thực trạng nền kinh tế Việt Nam hiện nay Tình hình kinh tế-xã hội Việt Nam hiện nay phát triển theo chiều hướng. phẩm,đáp ứng nhu cầu sử dụng lương thực thực phẩm trong và ngoài nước. II :Công nghệ bóc tách vỏ của nước ta hiện nay Hiện tại ở nước ta với đội ngũ tri thức dồi dào,ngành kỹ thuật phát triển