Thiết kế máy bóc vỏ dừa khô CẢI TIẾN 2018

LỜI NÓI ĐẦU

Diện tích dừa của Việt nam có khoảng 144.000 ha, phân bố chủ yếu ở Miền Trung và ĐBSCL. Riêng ĐBSCL chiếm hơn 78% diện tích dừa cả nước, khoảng 110.000 ha. Tuy nhiên lại canh tác theo dạng nông hộ nhỏ, phân tán, diện tích bình quân nhỏ hơn 0,5 ha. Trồng mật độ dày trên 200 cây/ha do đó việc người sản xuất tập trung mua các loại máy sản xuất với số lượng lớn rất hạn chế.

Hiện tại đa số người dân trồng dừa ở vùng ĐBSCL vẫn còn sử dụng phương pháp thô sơ và nguy hiểm như : dùng vật nhọn, dùng dao để tách vỏ dừa với số lượng lớn gây ra rất nhiều tai nạn lao động. Mặc khác việc tập trung sản xuất các loại máy bóc vừa với quy mô nhỏ còn rất hạn chế.

Là sinh việc thuộc khoa Cơ Khí chuyên ngành Chế Tạo Máy, em đã nhận và thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp với nội dung : “THIẾT KẾ MÁY BÓC VỎ DỪA KHÔ” dưới sự hướng dẫn của thầy . Cùng với kiện thức đã học và sự giúp đỡ tận tình của thầy nên đài tài đã được hoàn thành.

Tuy chỉ thiết kế trên lý thuyết em hy vọng đề tài này sẽ được tối ưu hóa và đưa vào sản xuất số lượng lớn nhằm vào các hộ dân sản xuất nhỏ lẽ.

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Nội dung của thuyết minh “Thiết kế máy bóc vỏ dừa khô” với mục đích là tìm hiểu quy trình bóc vỏ dừa hiện nay, từ đó đưa ra ý tưởng và tiến hành thiết kế thiết bị bóc vỏ dừa đảm bảo được các yêu cầu kỹ thuật và năng suất cần đạt. Nội dung luận văn chia làm 5 chương, cụ thể như sau:

 1: SƠ LƯỢC VỀ CÂY DỪA.

 2: NGHIÊN CỨU VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN.

 3: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG.

 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY.

 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỂ TÀI.

MỤC LỤC

1. SƠ LƯỢC VỀ CÂY DỪA:1

1.1       Nguồn gốc – Phân bố - Sản xuất : .1

1.1.1       Cây dừa :1

1.1.2       Phân bố :2

1.1.3       Sản xuất :2

1.1.4       Tiêu thụ :4

1.2       Điều kiện sinh thái :4

1.2.1       Khí hậu :4

1.2.2       Đất đai :5

1.3       Công dụng của cây dừa :6

1.4       Nghiên cứu về kích thước và khối lượng dừa ở VN :6

1.4.1       Kích thước. 6

1.4.2       Khối lượng :6

1.5       Tính hình bóc vỏ dừa tại VN :7

2. NGHIÊN CỨU CHỌN PHƯƠNG ÁN :7

2.1       Máy bóc dừa ở VN và trên thế giới :7

2.1.1       Máy tách bung :7

2.1.2       Máy lột vỏ 2 trục rulo:8

2.1.3       Một số mày lột vỏ dừa khô hàng loạt trên thế giới:9

2.2       PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ. 11

2.2.1       Một số phương pháp lột vỏ dừa khô hiện nay :11

2.2.2       Xác định yêu cầu :13

2.2.3       Xác định các chức năng của máy:15

2.3       Đề suất phương án:16

2.3.1       Nguyên lý sơ bộ:16

2.3.2       Phương án lựa chọn :16

2.4       Đánh giá và chọn phương án:19

2.4.1       Đánh giá sơ bộ các ý tưởng:19

2.4.2       Tính điểm và lựa chọn ý tưởng:22

3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG.. 26

3.1       Cơ cấu cắt xơ dừa. 26

3.2       Nguyên lý hoạt động. 27

4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY LỘT VỎ DỪA KHÔ.. 29

4.1       Xác định đường kính trục gai và đường kính trục cắt xơ dừa :29

4.1.1       Xác định đường kính trục gai29

4.1.2       Xác định đường kính trục cắt xơ dừa :30

4.1.3       Kiểm tra đường kính trục:30

4.2       Chọn động cơ :32

4.2.1       Xác định công suất bóc dừa :32

4.2.2       Xác định công suất cần thiết để cắt xơ dừa :33

4.2.3       Xác định công suất cần thiết trên động cơ :33

4.2.4       Phân phối tỉ số truyền :34

4.3       Thiết kế bộ truyền xích :35

4.4       Thiết kế bộ truyền bánh răng. 40

4.4.1       Bánh răng trục I với trục II40

4.4.2       Bánh răng trục II với trục II’46

4.4.3       Bánh răng trục I với trục I’48

4.5       Thiết kế trống vít :53

4.5.1       Kiểm nghiệm độ cao thanh gai :54

4.5.2       Xác định bước xoắn :54

4.5.3       Xác định khoảng cách giữa 2 thanh gai:55

4.6       Thiết kế trục cắt xơ dừa:58

4.7       Thiết kế đường kính trục :60

4.7.1       Tính toán đường kính trục I :60

4.7.2       Chọn then và kiểm nghiệm độ bền trục :65

4.7.3       Tính toán đường kính trục II :69

4.7.4       Chọn then và kiểm nghiệm độ bền trục :72

4.8       Chọn và kiểm nghiệm ổ lăn trục II:75

4.9       Chọn và kiểm nghiệm ổ lăn trục I:77

4.10    Tính ứng suất bền của mối hàn :78

4.10.1    Tại chân răng vít78

4.10.2    Tại trống vít với mặt bích. 80

4.10.3    Tại mặt bích với trục. 80

4.10.4    Tại trục cắt xơ dừa :81

4.10.5    Tại trục thanh đỡ cho mặt ép dừa :82

4.11    Tính mối ghép bulong ở mặt chắn dừa. 83

4.12    Các chi tiết khác :83

4.12.1    Khung đỡ:83

4.12.2    Thanh đỡ dừa:84

4.12.3    Ổ đỡ :85

4.12.4    Màng che  :85

4.12.5    Chi tiết cấp dừa và ép dừa :86

4.12.6    Chi tiết chắn dừa và bao ở phần cắt xơ dừa :87

4.12.7    Chi tiết bao bánh răng cắt xơ dừa :87

4.12.8    Chi tiết chắn giữa bánh răng bóc dừa và vùng bóc dừa :88

4.12.9    Chi tiết chắn giữa bánh răng cắt xơ dừa và vùng cắt xơ dừa :88

4.12.10  Chi tiết bao bánh răng dẫn động :89

5. KỆT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI. 91

5.1       Kết luận :91

5.2       Các mặt hạn chế của đề tài :91

5.3       Hướng phát triển để tài :92

6. TÀI LIỆU THAM KHẢO :93

 

 

1. SƠ LƯỢC VỀ CÂY DỪA:

1.1         Nguồn gốc – Phân bố - Sản xuất : .

1.1.1    Cây dừa :

• Giới thiệu về cây dừa:

Dừa (Cocos nucifera), là một loài cây trong họ Cau (Arecaceae). Nó cũng là thành viên duy nhất trong chi Cocos và là một loại cây lớn, thân đơn trục (nhiều khi gọi là nhóm thân cau dừa) có thể cao tới 30 m, với các lá đơn xẻ thùy lông chim 1 lần, cuống và gân chính dài 4–6 m các thùy với gân cấp 2 có thể dài 60–90 cm; lá kèm thường biến thành bẹ dạng lưới ôm lấy thân; các lá già khi rụng để lại vết sẹo trên thân.^[1]

• Giới thiệu về nguồn gốc:

Nguồn gốc của loài thực vật này là chủ đề gây tranh cãi, trong đó một số học giả cho rằng nó có nguồn gốc ở khu vực đông nam Châu Á trong khi những người khác cho rằng nó có nguồn gốc ở miền tây bắc Nam Mỹ. Các mẫu hóa thạch tìm thấy ở New Zealand chỉ ra rằng các loại thực vật nhỏ tương tự như cây dừa đã mọc ở khu vực này từ khoảng 15 triệu năm trước. Thậm chí những hóa thạch có niên đại sớm hơn cũng đã được phát hiện tại Rajasthan và Maharashtra, Ấn Độ. Không phụ thuộc vào nguồn gốc của nó, dừa đã phổ biến khắp vùng nhiệt đới, có lẽ nhờ có sự trợ giúp của những người đi biển trong nhiều trường hợp. Quả của nó nhẹ và nổi trên mặt nước và có lẽ đã được phát tán rộng khắp nhờ các dòng hải lưu: quả thậm chí được thu nhặt trên biển tới tận Na Uy cũng còn khả năng nảy mầm được (trong các điều kiện thích hợp). Tại khu vực quần đảo Hawaii, người ta cho rằng dừa được đưa vào từ Polynesia, lần đầu tiên do những người đi biển gốc Polynesia đem từ quê hương của họ ở khu vực miền nam Thái Bình Dương tới đây.

Dừa phát triển tốt trên đất pha cát và có khả năng chống chịu mặn tốt cũng như nó ưa thích các nơi sinh sống có nhiều nắng và lượng mưa bình thường (750–2.000 mm hàng năm), điều này giúp nó trở thành loại cây định cư bên các bờ biển nhiệt đới một cách tương đối dễ dàng. Dừa cần độ ẩm cao (70–80%+) để có thể phát triển một cách tối ưu nhất, điều này lý giải tại sao nó rất ít khi được tìm thấy trong các khu vực có độ ẩm thấp (ví dụ khu vực Địa Trung Hải), thậm chí cả khi các khu vực này có nhiệt độ đủ cao. Nó rất khó trồng và phát triển trong các khu vực khô cằn.

Hoa của dừa là loại tạp tính (có cả hoa đực lẫn hoa cái và hoa lưỡng tính), với cả hoa đực và hoa cái trên cùng một cụm hoa. Dừa ra hoa liên tục với hoa cái tạo ra hạt. Người ta cho rằng dừa là loại cây thụ phấn chéo là chủ yếu, mặc dù một vài giống lùn lại là tự thụ phấn.^[1]

1.1.2    Phân bố :

Cây dừa được trồng tại 93 quốc gia và vùng lãnh thổ trên thế giới, phân bố ở 20° Bắc và Nam bán cầu với diện tích 12 triệu ha (APCC, 2005). Dừa được trồng nhiều ở Ấn Độ, Philippines, Sri Lanka, Mã Lai, Indonesia, Trung Mỹ, Quầm đảo Cuba, Quần đảo Nam Thái Bình Dương....

Dừa được phân bố ở các nước nhiệt đới Châu Á và các đảo ở Thái bình Dương (90%) kế đó là Châu Đại Dương, Các đảo Trung Nam Mỹ, Đông và Tây Phi (Trung tâm nghiêng cứu dầu và cây lấy dầu)^[2].

1.1.3    Sản xuất :

Hình 1.1: Bản đồ phân bố dừa trên thế giới.

1. Thế giói:

Diện tích dừa thế giới: có hơn 12 triệu ha, được trồng ở 93 quốc gia. trong đó: có 90% diện tích dừa được trồng ở Châu Á - Thái Bình Dương. Khoảng 61% nằm ở Đông Nam Á (trong đó: Indonesia, Philippines, Ấn độ chiếm ¾ tổng diện tích dừa thế giới). Gần 20% ở Nam Á, phần còn lại ở Châu Đại Dương, Châu Mỹ La tinh và Caribbean.^[3]

1. Trong nước:

Diện tích dừa của Việt nam có khoảng 144.000 ha, phân bố chủ yếu ở Miền Trung và ĐBSCL. Riêng ĐBSCL chiếm hơn 78% diện tích dừa cả nước, khoảng 110.000 ha. Canh tác theo dạng nông hộ nhỏ, phân tán, diện tích bình quân nhỏ hơn 0,5 ha. Trồng mật độ dày trên 200 cây/ha.

Sản phẩm chủ yếu những năm trước 90 là dầu dừa, kẹo dừa, chỉ xơ dừa, than thiêu kết. Công nghệ chế biến còn lạc hậu, trình độ công nghệ thấp, sử dụng lao động thủ công là chính. Từ sau 2001 đến nay, DC bắt đầu xuất hiện. Công nghệ nhập nội, có phần cải tiến một số công đoạn cơ khí hóa và tự động hóa cao hơn. Sản phẩm đơn điệu chỉ khoảng 17-25 sản phẩm so với hàng trăm loại sản phẩm của thế giới.

Ở Việt Nam có Viện nghiên cứu cây có dầu, trong đó có nghiên cứu về dừa, kết quả nghiên cứu từ trước năm 1990 mạch lạc, liên tục, chủ yếu nhờ dự án UNDP, sau này kinh phí đầu tư hạn hẹp, việc nghiên cứu dừa bị gián đoạn.^[3]

1.1.4    Tiêu thụ :

Có khoảng 70% diện tích dừa được canh tác để tiêu thụ tại chổ và 30% để buôn bán trên thị trường thế giới. Dừa có vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế của nhiều quốc gia ở vùng Caribe, Ấn Độ và Thái Bình Dương đây dừa được coi là cây trồng cho thu nhập ổn định.(Nguyễn Bảo Vệ và ctv., 2005).

1.2         Điều kiện sinh thái :

1.2.1    Khí hậu :

Sự tăng trưởng phát triển của cây dừa tùy thuộc vào 2 yếu tố khí hậu và đất đai. Sự hiểu biết về môi trường và những ảnh hưởng của chúng trên đời sống cây dừa giúp chọn đúng nơi có thể phát triển trồng dừa. Sự xác định những yếu tố giới hạn trên năng suất dừa giúp ta có biện pháp kỹ thuật để cải thiện tăng năng suất, nâng cao hiệu quả sử dụng đất đai, gia tăng thu nhập.

Cây dừa được trồng trong hầu hết các vùng nhiệt đới ẩm, hơn 90% vườn dừa trên thế giới được tìm thấy giữa Bắc và Nam vĩ tuyến thứ 20, với độ cao trung bình dưới 500m so với mặt nước biển. Nhiệt độ thích hợp cho cây dừa là 27 độ C và dao động từ 20 – 34 độ C. Nhiệt độ thấp dưới 15 độ C gây ra hiện tượng rối loạn sinh lý của cây. Do tác động của nhiệt độ nên khi trồng dừa ở những vùng có độ cao trên 500m thường cho năng suất không cao. Cây dừa có thể trồng trên các vùng có lượng mưa trung bình hàng năm từ 1.000 – 4.000mm. Lượng mưa lý tưởng từ 1.500 – 2.300mm và phân bố tương đối đều trong năm. Ẩm độ thích hợp là 80 – 90%, ẩm độ dưới 60% có thể gây ra hiện tượng rụng trái non. Dừa là cây ưa sáng, cần tối thiểu 2.000 giờ chiếu sáng mỗi năm, 120 giờ chiếu sáng mỗi tháng thích hợp cho cây dừa (4 giờ/ngày). Gió nhẹ giúp tăng khả năng thụ phấn và đậu trái, đồng thời tăng khả năng thoát hơi nước dẫn đến tăng khả năng hút nước và dinh dưỡng của cây.

Nhìn chung, ở ĐBSCL điều kiện nhiệt độ, ẩm độ và ánh sáng rất thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của cây dừa. Nhiệt độ bình quân ở ĐBSCL là 27 độ C, thấp nhất khoảng 19 – 20 độ C, chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm và giữa hai mùa không cao. Ẩm độ biến động từ 70-85%, rất thích hợp cho cây dừa. Ánh sáng trong mùa khô từ 8 – 9 giờ/ngày và trong mùa mưa là 4,7 – 4,9 giờ/ngày. Đối với lượng mưa hàng năm biến động từ 1.000 – 2.300mm rất thích hợp cho nhu cầu của cây dừa nhưng do sự phân bố không đều, mùa khô kéo dài 4-5 tháng với lượng mưa rất thấp gây ra sự thiếu nước nhưng mùa mưa với lượng mưa tập trung trên 90% lượng mưa cả năm kết hợp với mùa nước nổi gây ra sự ngập úng, có thể ảnh hưởng đến sinh trưởng và năng suất dừa. Ngoài ra, trong mùa mùa khô còn có hiện tượng xâm nhập mặn ở các vùng ven biển. Đây cũng là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến năng suất dừa. Do đó, để đạt được năng suất cao cây dừa cần tưới nước trong mùa khô và thoát nước trong mùa mưa.

1.2.2    Đất đai :

Cây dừa có thể trồng trên nhiều loại đất khác nhau từ đất cát nghèo dinh dưỡng. Tuy nhiên, thích hợp nhất là đất thịt pha cát, thoát thủy tốt. Cây dừa có thể chịu được đất với độ pH từ 5 đến 8. Tuy nhiên pH đất thích hợp nhất từ 5,5 – 7. Vùng bị khô hạn hay ngập úng không thích hợp cho cây dừa. Vùng mặn dừa có trái nhỏ^[1].

1.3         Công dụng của cây dừa :

Chỉ xơ dừa: Từ trái dừa người ta tách vỏ dừa và gáo dừa ra rồi đem phần vỏ đi tướt chỉ, chỉ được tướt xong phải phơi khô. Chỉ dừa được kéo sợi nhỏ. Các sợi được dùng để làm dây thừng, làm thảm, bọc tường...Đặc tính của sợi xơ dừa là chứa nhiều lignin và ít xenluloz, xơ dừa nhẹ, đàn hồi, chịu đựng nước và nước mặn, cũng như ít mòn và lâu mục.^[1]

Cơm dừa: là thành phần quan trọng của trái dừa nó được chế biến thành rất nhiều sản phẩm phục vụ trong nước và xuất khẩu như: cơm dừa khô là mặt hàng xuất khẩu rất quen thuộc trên thị trường dầu thế giới, nước cốt dừa là món ăn phổ biến của phần lớn các món ăn ở Đồng bằng sông Cửu Long, cơm dừa nạo sấy, bột dừa, dầu dừa.^[1]

1.4         Nghiên cứu về kích thước và khối lượng dừa ở VN :

1.4.1    Kích thước

Bảng 1.1. Kích thước quả và gáo (đơn vị tính cm, tài liệu : nghiêng cứu cây công nghiệp-cây ăn trái)

Giống dừa	Ta tròn	Ta dài	Dâu	Lửa
Đường kính dọc quả	22	22.5	19.5	20
Đường kính ngang quả	19.5	17.5	17	16.5
Đường kính dọc gáo	15	14.5	12.5	12
Đường kính ngang gáo	12	11	10.5	9.9
Dày gáo	0.3	0.4	0.29	0.35
Sơ gáo	3.3	2.8	2.9	2.7
Dày cùi	1.0	1.01	0.9	0.81

1.4.2    Khối lượng :

Bảng 1.2 Trọng lượng các thành phần của quả (đơn vị tính: Gram) (Tài liệu: nghiêng cứu cây công nghiệp- cây ăn quả^[4])

Giống dừa	Ta tròn	Ta dài	Dâu	Lửa
Quả	1.725	1.645	1.303	1.304
Quả lột xơ	1.049	1.054	902	748
Xơ	676	592	401	556
Gáo	295	260	207	188
Nước	164	450	450	330
Dầu /1 quả	88	79	83	61
Hàm lượng dầu (%)	25,8	23,7	33,6	25,1

 

1.5         Tính hình bóc vỏ dừa tại VN :

Miền Nam Việt Nam là khu vực phù hợp và cả điều kiện và đất đai trong việc trồng dừa, tuy nhiên nhà nước VN hiện chưa có bất cứ chính sách nào ưu tiên cho cây dừa VN như ở Campuchua, Thái Lan và Indo. Do đó những các nhà đầu tư phát triển cây dừa ở Việt Nam còn hạn chế chưa dám đầu tư mạnh nên cây dừa VN trồng còn nhỏ lẻ, máy móc hỗ trợ phát triển còn hạn chế. Người dân chủ yếu còn dùng dao, băng năm để bóc dừa. Sử dụng nhân công nhiều.

Vì lẽ đó Đề tài này nhằm thiết kế máy có thể bóc dừa với thiết kế đơn giản giá thành rẻ hỗ trợ chủ yếu những người dân sản xuất nhỏ lẽ tăng năng suất giảm chi phí nhân công và cải thiện đời sống người dân.

2. NGHIÊN CỨU CHỌN PHƯƠNG ÁN :

2.1         Máy bóc dừa ở VN và trên thế giới :

2.1.1    Máy tách bung :

Hình 2.1 Máy tách bung của kỹ sư Nguyễn Thanh Phương

Công nghệ tách bung một lần đạt hiệu quả và phù hợp thực tiễn nhất. Máy được thiết kế có khung hình chữ C, sử dụng động cơ điện công suất 2 Hp, năng suất khoảng 360 trái/giờ, kích thước máy gọn, nhẹ, có bánh xe và tay đẩy, có khả năng di chuyển, kết cấu bền chắc, ít gây hư hỏng, dễ vận hành, đáp ứng được tất cả các hình dạng và kích thước trái dừa hiện nay .

2.1.2    Máy lột vỏ 2 trục rulo:

Hình 2.2 Máy lột vỏ dừa khô của sinh viên khoa Cơ-Điện-Điện tử HUTECH

Máy bóc vỏ dừa khô hoạt động dựa trên nguyên lý hai trục rulô quay ngược chiều nhau. Dừa từ phiễu cấp liệu được cấp vào máy, hai trục ru lô quay ngược chiều nhau tác dụng lực vừa phải lên quả dừa làm cho quả dừa được tách ra. Cơ cấu hai trục rulô được truyền động bằng bộ truyền bánh xích và bộ truyền bánh răng .

2.1.3    Một số mày lột vỏ dừa khô hàng loạt trên thế giới:

Dừa khô hiện nay trên thế giới được sử dụng rất rộng rãi do đó trên thế giới xuất hiện nhiều máy bóc vỏ dừa hàng loạt

Hình 2.3 Máy lột vỏ dừa khô của công ty SBI( SRI BALAJI INDUSTRIES ) ẤN ĐỘ

Máy sử dụng động cơ điện 2HP, tương đương với 1,492 kW công suất 1000 trái dừa mỗi giờ. Máy được thế kế với các trục xoay ngược chiều nhau, mang gai nhọn nó có thể phá vỡ vỏ dừa một cách dễ dàng. Máy có thể lột dừa với nhiều kích cỡ khác nhau, sử dụng và bảo trì dễ dàng.

Hình 2.4 Máy lột vỏ dừa khô của công ty JAGAN INNOVA CAFE ẤN ĐỘ

Máy được thiết với nhìu trục có gai nhọn, được điều khiển tự động bằng máy tính. Máy có năng suất từ 500-5000 trái với nhìu kích thước đầu vào khác nhau, khối lượng trong khoảng 0.5-2 tấn tùy vào yêu cầu và mục đích sử dụng. Máy tốn ít nhiên liệu và thân  thiện với môi trường. Máy có thể di động nhờ bánh xe.

Hình 2.5 Máy lột vỏ dừa khô của JAGAN INNOVA CAFE ẤN ĐỘ

Máy có khối lượng 2000kg, năng suất từ 3000-5000 trái/h. Máy có tổng thể tích 7,5.3.3, máy tiết kiệm, nhiên liệu thân thiện với môi trường. Có thể sử dụng động cơ điện và động cơ diesel. Máy được cấp phôi tự động nhờ vào băng chuyền, dừa được lột vỏ nhờ vào hai trục gai quay ngược chiều nhau.

2.2         PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.2.1    Một số phương pháp lột vỏ dừa khô hiện nay :

1. Phương pháp tách bung

Hình 2.6 Máy tách bung

• Nguyên lý hoạt động:

Sau khi dừa được kẹp vào mâm đỡ, động cơ thủy lực tác động lên xylanh. Xylanh duỗi ra cắm 3 lưỡi dao vào trái dừa, sao đó tách bung nó ra.

• Ưu điểm

-        Kết cấu máy gọn nhẹ, có khả năng đáp ứng với nhiều kích cở trái dừa.

-        Ruột trái dừa sau khi lột giữ lại phần xơ trên đầu trái, bảo quản được lâu.

-        Vỏ trái dừa sau khi tách vẫn liên kết với nhau bởi 5 múi đáp ứng yếu cầu mua bán sau này.

-        Sử dụng máy không phụ thuộc vào trình độ lao động, giảm khả năng xảy ra tai nạn lao động.

• Nhược điểm:

-        Máy có công suất thấp.

-        Hệ thống thủy lực dễ bẩn.

1. Phương pháp lột vỏ bằng trục:

Hình 2.7 Máy lột hai trục rulô

• Nguyên lý hoạt động:

-        Dừa được cấp vào từ phiễu chứa liệu xuống 2 trục rulo. Chúng được xi lanh ép xuống 2 trục rulo quay ngược chiều nhau, tác động lực tách vỏ dừa ra.

• Ưu điểm:

-        Tiết kiệm được thời gian so với thủ công.

-        Tăng năng suất, giảm lao động.

-        Có thể lột vỏ với kích thước khác nhau, không phụ thuộc về tai nghề lao động.

• Nhược điểm:

-        Dừa có thể văng ra do phản lực.

-        Máy không tự động hóa cao.

-        Có tiếng ồn khi làm việc.

2.2.2    Xác định yêu cầu :

1. Yêu cầu cơ bản :

-        Lột được dừa khô với các kích thước khác nhau.

-        Kích thước máy nhỏ gọn dễ di chuyển di dời.

-        Chi phí sản xuất thấp.

-        Máy phải có năng suất cao, hiệu quả, chế tạo dễ dàng, vận hành không cần chuyên môn.

-        Có tính thẩm mĩ cao.

1. Khả năng làm việc của máy:

-        Máy có thể có độ bền cao, ổn định trong quá trình làm việc, chống mài mòn, chịu được chấn động và nhiệt.

1. Độ tin cậy:

-        Độ tin cậy là tính chất của máy vừa thực hiện chức năng đã định đồng thời vẫn giữ được các tiêu chí về sử dụng như năng suất, công suất, mức độ tiêu thụ năng lượng … trong suốt quá trình làm việc.

-        Độ tin cậy được đặc trưng bởi xác suất làm việc không hỏng hóc trong một thời gian quy định hoặc quá trình thực hiện công việc.

1. An toàn trong sử dụng :

-        Một kết cấu làm việc an toàn có nghĩa là trong điều kiện sử dụng bình thường thì kết cấu đó không gây ra tai nạn nguy hiểm cho người sử dụng, cũng như không gây hư hại cho thiết bị, nhà cửa và các đối tượng xung quanh.

1. Tính công nghệ và tính kinh tế :

-        Đây là một trong những yêu cầu cơ bản đối với máy để thỏa mãn yêu cầu về tính công nghệ và tính kinh tế thì máy được thiết kế có hình dạng, kết cấu, vật liệu chế tạo phù hợp với điều kiện sản xuất cụ thể, đảm bảo khối lượng và kích thước nhỏ nhất, ít tốn  vật liệu nhất, chi phí về chế tạo thấp nhất để kết quả cuối cùng là giá thành thấp.

-        Máy nên thiết kế với số lượng ít nhất các chi tiết, kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và lắp ráp, chọn cấp chính xác chế tạo cho phù hợp nhưng vẫn đảm bảo được điều kiện và quy mô sản xuất cụ thể. Máy phải được vận hành dễ dàng, dễ bảo trì và sửa chữa.

 

2.2.3    Xác định các chức năng của máy:

1. Xác định chức năng của máy:

-        Để lột được vỏ dừa khô, máy cần thực hiện chức năng của nó là “ lột vỏ”. Nhưng để thực hiện được chức năng đó nó phải xuất phát từ một điều kiện ban đầu đó là dừa khô   (có nhiều kích cỡ khác nhau). Sau khi lột vỏ dừa cần được lấy ra để kết thúc một quá trình làm việc. Điều kiện cuối chính là sản phẩm mà chúng ta cần. Dưới đây là sơ đồ khối chức năng của máy lột vỏ dừa khô :

1. Độ tin cậy :

-        Độ tin cậy là tính chất của máy vừa thực hiện chức năng đã định đồng thời vẫn giữ được các chỉ tiêu về sử dụng (như năng suất, công suất, mức độ tiêu thụ năng lượng,…) trong suốt quá trình làm việc hoặc trong quá trình thực hiện công việc đã quy định.

-        Độ tin cậy được đặc trưng bởi xác suất làm việc không hỏng hóc trong một thời gian quy định hoặc quá trình thực hiện công việc.

1. An toàn trong sử dụng :

-        Một kết cấu làm việc an toàn có nghĩa là trong điều kiện sử dụng bình thường thì kết cấu đó không gây ra tai nạn nguy hiểm cho người sử dụng, cũng như không gây hư hại cho thiết bị, nhà cửa và các đối tượng xung quanh.

1. Tính công nghệ và tính kinh tế :

-        Đây là một trong những yêu cầu cơ bản đối với máy để thỏa mãn yêu cầu về tính công nghệ và tính kinh tế thì máy được thiết kế có hình dạng, kết cấu, vật liệu chế tạo phù hợp với điều kiện sản xuất cụ thể, đảm bảo khối lượng và kích thước nhỏ nhất, ít tốn vật liệu nhất, chi phí về chế tạo thấp nhất để kết quả cuối cùng là giá thành thấp.

-        Máy nên thiết kế với số lượng ít nhất các chi tiết, kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và lắp ráp, chọn cấp chính xác chế tạo cho phù hợp nhưng vẫn đảm bảo được điều kiện và quy mô sản xuất cụ thể. Máy phải được vận hành dễ dàng, dễ bảo trì và sửa chữa.

2.3         Đề suất phương án:

2.3.1    Nguyên lý sơ bộ:

-        Giai đoạn cấp phôi và định vị dừa: sau khi cấp dừa từ phiễu cấp liệu, dừa sẽ được giữ cố định lại

-        Công đoạn truyền lực( hoặc moment xoắn): lực hoặc moment xoắn được truyền từ động cơ hoặc một cơ cấu truyền lực nào đó đến cơ cấu tách( lột ).

-        Công đoạn lột vỏ dừa: Sau khi lực hoặc moment xoắn tác động vào cơ cấu tách( lột), dừa sẽ được giữ và ép sau đó sẽ được lột vỏ.

-         Công đoạn lấy sản phẩm: Sau khi lột sản phẩm sẽ được lấy ra và đưa tới máng chứa.

2.3.2    Phương án lựa chọn :

1. Phuơng án lựa chọn 1:

 

 

1. Hệ thống máy bom thủy lực.

2. Động cơ.

3. Pitong thủy lực.

4. Bộ phận tách dừa.

5. Thanh tách dừa.

6. Chấu định vị dừa.

7 pitong thủy lực nâng dừa.

8. Khung máy.

 

• Nguyên lý cụ thể:

-        Dừa được cấp thủ công lên chấu định vị, Máy bơm thủy lực tạo ra lực tác dụng vò pitong thủy lực nâng dừa, nâng dừa lên chạm vào thanh tách dừa. Pít tông thủy lực tách dừa di chuyển xuống làm thanh tách dừa mở ra đẩy vỏ dừa ra.

 

 

 

1. Phương án lựa chọn 2:

 

 

1. Hệ thống bánh răng.

2. Đĩa xích chủ động.

3. Động cơ.

4. Đĩa xích bị động.

5. Cơ cấu ép dừa.

6. Ổ bi đỡ.

7. Bộ trục gai tách vỏ dừa.

• Nguyên lý cụ thể:

-        Dừa được đặt thủ công vào giữa 2 trục gai. Động cơ làm quay trục gai, với tác dụng của lực ép từ cơ cấu culit ép dừa, Trục gai quay tách vỏ dừa ra. Dừa máy rồi Lấy dừa thủ công.

1. Phương án lựa chọn 3:

1. Động cơ. 2. Bánh răng chủ động. 3. Bộ truyền xích. 4. Bánh răng cắt xơ dừa. 5. Hệ thống trục gai vít. 6. Hệ thống cắt xơ dừa. 7. Cặp bánh răng đánh xơ dừa.

 

 

• Nguyên lý cụ thể:

-        Cấp dừa vào máy từ phểu, động cơ làm quay trục vít đẩy dừa vào thanh ép dừa, thanh ép dừa đẩy dừa xuống trục, tác dụng của trục gai cắt vỏ dừa ra sau đó tiếp tục đẩy dừa đến bước tiếp theo làm toàn bộ vỏ dừa bị cắt.

2.4         Đánh giá và chọn phương án:

2.4.1    Đánh giá sơ bộ các ý tưởng:

• Bước 1 : Chuẩn bị ma trận lựa chọn:

-        Các ý tưởng được liệt kê theo hàng ngang đầu tiên của ma trận lựa chọn.

-        Các tiêu chí lựa chọn được xếp dọc theo cột bên trái của ma trận. Các tiêu chí này được đưa ra dựa trên các yêu cầu về mặt kỹ thuật cũng như yếu về mặt kinh tế mà chúng ta lựa chọn sao cho phù hợp nhất đối với một thiết bị thực phẩm.

-        Bao gồm: đặc tính sản phẩm, năng suất thiết bị, tình hình thị trường (nhu cầu khách hàng, khả năng đáp ứng trên thị trường)...

-        Chọn một ý tưởng làm chuẩn. Ý tưởng được chọn làm chuẩn có thể là một trong số những trường hợp sau:

o   Một sản phẩm thiết kế đúng theo tiêu chuẩn công nghiệp.

o   Một ý tưởng có cơ sở khá quen thuộc.

o   Một sản phẩm hiện có trên thị trường.

o   Một sản phẩm hiện đại, công nghệ cao… 

• Bước 2: Đánh giá ý tưởng:

-        Các ý tưởng được so sánh với ý tưởng chuẩn theo các tiêu chí lựa chọn và được cho điểm vào ô tương ứng theo các mức sau:

o   Tốt hơn: + 

o   Tương đương: 0 

o   Kém hơn: – 

-        Các so sánh này dựa trên sơ đồ nguyên lý, chỉ mang tính chất tổng quan nhất, dùng để đánh giá tương đối về các ý tưởng thiết kế thiết bị.

• Bước 3: Xếp hạng:

-        Xếp hạng các ý tưởng theo các mức trên, sau đó ta tính tổng số các điểm +, –, 0 và điểm tổng cộng của từng ý tưởng. Xếp hạng các ý tưởng theo kết quả của điểm tổng cộng.

Phương án Chức năng	1	2	3
Năng suất	C	+	+
Đặc tính sản phẩm : kết cấu, khả năng tự động hóa, tiêu hao năng lượng …	H	-	+
Khả năng công nghệ: Vật liệu, gia công…	U	+	+
Vận hành, bảo dưỡng	A	+	+
Yếu tố khác : Giá thành sản phẩm, vệ sinh an toàn thực phẩm, môi trường …	N	0	0
Tổng điểm +	0	3	4
Tổng điểm 0	0	1	1
Tổng điểm -	0	1	0
Tổng cộng	0	2	4
Xếp hạng	3	2	1
Tính khả thi	Có	Có	Có

 

• Phương án  1:

-        Dùng phương án 1 làm chuẩn vì nó là một ý tưởng với kết cấu quen thuộc, phổ biến trong các phương án về thiết bị quy mô nhỏ. Phương án hoàn toàn có thế đáp ứng về yêu cầu năng suất. Các cụm chi tiết hoàn toàn trong khả năng gia công và các loại vật liệu phổ biến có khả năng đảm an toàn thực phẩm.

• Phương án 2:

-        Phương án 2 có năng suất cao hơn phương án 2 vì không cần đặt đúng theo vị trí định vị. Nghĩa là dừa có thể chệch qua trái hoặc phải làm tăng năng suất, Tuy nhiên về kết cấu và khả năng tự động hóa còn phải dừng máy để lấy dừa ra rồi cho máy hoạt động trở lại do đó kém hơn phương án 2.

• Phương án 3:

-        Phương án 3 sử dụng phểu và tính tự động hóa cao hơn phương án 1 vì người lao động chỉ cần đặt dừa vào máy sẽ cho dừa ra.

2.4.2    Tính điểm và lựa chọn ý tưởng:

• Bước 1 : xác định đối tượng phục vụ:

-        Đối tượng phục vụ của máy bóc vỏ dừa này gồm:

o   Những người nông dân kinh doanh nhỏ lẻ.

o   Những người buôn bán, thương lái trung bình thấp không kinh doanh theo doanh nghiệp hay tập đoàn.

• Bước 2 : Xác định yêu cầu đặc trưng của đối tượng phục vụ:

-        Những đối tượng này có thu nhập tương đối, và quy mô làm việc nhỏ lẻ do đó có các yêu cầu cơ bản sau :

o   Có năng suất cao

o   Gọn nhẹ.

o   Giá thành thấp.

o   Ổn định, độ bền cao.

o   Dễ bảo trì sửa chữa.

o   Dễ vận hành.

• Bước 3 xác định hệ số gia trọng:

 

-        Dựa vào các yêu cầu cơ bản trên và những yêu cầu kỹ thuật riêng biệt ta có thể lập bảng những yêu cầu có khả năng đi chung với nhau:

Các yêu cầu có khả năng di chung với nhau và không liên quan được đánh số 1, các yêu cầu đối lập nhau được đánh số 0.

 

Yêu cầu	So với yêu cầu								Tổng	Hạng
	1	2	3	4	5	6	7	8
Tự động hóa (1)	-	0	0	0	1	1	1	1	4	4
Giá thành (2)	0	-	1	1	0	0	1	1	4	4
Dễ chế tạo (3)	0	1	-	1	1	1	1	1	6	2
Gọn nhẹ (4)	0	1	1	-	0	1	1	1	5	3
Năng suất (5)	1	0	1	0	-	1	1	1	5	3
Độ ổn định (6)	1	0	1	1	1	-	1	1	6	2
Dễ sửa chữa (7)	1	1	1	1	1	1	-	1	7	1
Dễ điều khiển (8)	1	1	1	1	1	1	1	-	7	1

-        Vậy dễ thấy rằng các yêu cấu số 7,8 được xếp ưu tiên do đó sẽ có trọng số là 4.

-        Các yêu cầu (6) và (3) xếp hạng thứ 2 có trọng số là 3.

-        Các yêu cầu (4) và (5) xếp hạng thứ 3 có trọng số là 2.

-        Các yêu cầu (1) và (2) xếp hạng thứ 4 có trọng số là 1.

• Bước 4: Đánh giá và cho điểm các phương án còn xót lại :

-        Các ý tưởng được so sánh với các tiêu chí chuẩn và được cho điểm vào ô tương ứng theo các mức sau:

-        Tốt hơn rất nhiều: 5 – Nếu ý tưởng thiết kế có những đặc tính ưu việt hơn so với các thiết kế cùng chủng loại hiện có.

-        Tốt hơn: 4 – Có khả thực thi và cạnh tranh, tuy vậy vẫn chưa mang lại hiệu quả tối ưu.

-        Tương đương: 3 – Chưa có nhiều ưu điểm, ít sáng tạo hoặc không khả thi về mặt khả năng công nghệ.

-        Kém hơn: 2 – Mang đến cho sản phẩm nhưng tác dụng tiêu cực so với tiêu chí trung bình đã được đề ra.

-        Kém hơn rất nhiều: 1 – Thiết kế mang lại tác dụng ngược gây ảnh hưởng lớn tới đặc tính kỹ thuật của toàn bộ sản phẩm.

vTự động hóa :

-        Đối với người nông dân thu nhập trung bình thấp, giá nhân công lao động thấp việc áp dụng tự động hóa sẽ làm tăng giá thành sản phẩm. Do đó chi phí tiết kiệm không được bao nhiêu so với thuê người hoặc tự lao động.

-        Do đó số điểm cao nhất là 4.

vGiá thành :

-        Đối với đối tượng phục vụ, giá thành là một yếu tố cực kỳ quan trọng trong việc cạnh tranh.

-        Do đó điểm cao nhất là 5.

vDễ chế tạo :

-        Vấn đề này ảnh hưởng ít nhiều đến giá thành

-        Do đó điểm cao nhất là 4.

vGọn nhẹ.

-        Việc máy có gọn nhẹ dễ chế tạo, dể di chuyển hay không cũng là vấn đề quan trọng.

-        Do đó điểm cao nhất là 4.

vNăng suất :

-        Năng suất là vấn đề quan trọng trong máy móc chế tạo.

-        Do đó điểm cao nhất là 5.

vĐộ ổn định :

-        Đối với người nông dân, độ bền của máy là quan trọng nhất.

-        Do đó điểm cao nhất là 5.

vDễ sửa chữa :

-        Người nông dân là người có thời gian rãnh khá nhiều. Họ có thời gian để chế tạo và sửa chữa đồ vật. Tuy kiến thức về cơ khí không cao tuy nhiên họ có khả năng chế tạo cao.

-        Do đó điểm cao nhất là 4.

vDễ điều khiển :

-        Máy móc dễ điều khiển sẽ mở rộng độ tuổi, trình độ người sử dụng máy móc.

-        Do đó điểm cao nhất là 5.

• Bước 5 : Đánh giá ý tưởng theo trọng số :

-        Các ý tưởng sẽ được so sánh theo đó ý tưởng tốt nhất trong 3 ý tưởng sẽ có số điểm cao nhất.

-        Ý tưởng tốt tiếp theo sẽ có số điểm = ý tưởng tốt hơn -1.

-       

 

Yêu cầu	Trọng số	Phương án
		1	2	3
Tự động hóa (1)	1	2	3	4
Giá thành (2)	1	5	5	4
Dễ chế tạo (3)	3	4	4	3
Gọn nhẹ (4)	2	3	4	2
Năng suất (5)	2	4	3	5
Độ ổn định (6)	3	4	3	5
Dễ sửa chữa (7)	4	4	4	4
Dễ điều khiển (8)	4	3	4	5
Tổng điểm		73	75	82

 

Vậy dễ thấy rằng phương án 3 có điểm cao nhất. Do đó ta chọn phương án 3 để tiếp tục phát triển.

 

3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

3.1         Cơ cấu cắt xơ dừa

Sau khi bóc hết vỏ dừa, xơ dừa vẫn còn dính trên gáo dừa do đó thiết kế sẽ được đưa vào hệ thống 1 cơ cấu cắt xơ dừa.

Phỏng theo cơ cấu cắt xơ dừa máy Coconut dehusking của hãng JIG tại Thái Lan:

 

Hình 3.1 cơ cấu cắt vỏ dừa:

Kết hợp với cơ cấu cắt vỏ dừa đã chọn cho ra phương án thiết kế sau :

3.2         Nguyên lý hoạt động

1. Động cơ. 2. Bánh răng chủ động. 3. Bộ truyền xích. 4. Bánh răng cắt xơ dừa. 5. Hệ thống trục gai vít. 6. Hệ thống cắt xơ dừa. 7. Cặp bánh răng đánh xơ dừa.

Hình 3.2. Nguyên lý hoạt động

 

 

 

• Nguyên lý hoạt động :

Động cơ tác động lực vào đĩa xích truyền lực lên hệ thống bánh răng. Hệ thống bánh răng vận hành 2 trục vít gai. Dừa được cấp vào phiểu sau đó rơi xuống trục vít gai. Trục vít gai đẩy dừa vào thanh ép dừa. Thanh ép dừa kết hợp với trục vít tạo ra lực để đẩy dừa vào trục vít gai tạo nên lực cắt vỏ dừa. Sau khi đi hết chiều dài tấm ép dừa thì dừa chỉ còn gáo dừa và xơ dừa trên đó. dừa rơi xuống trục cắt xưa dừa. Trục cắt xơ dừa vận hành như máy cắt cắt các xơ dừa dính trên đó sau đó đi ra khỏi máy thông qua thanh đỡ dừa.

4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY LỘT VỎ DỪA KHÔ

Dựa trên phương án đã lựa chọn ta chọn yêu cầu cơ bản của máy lột vỏ dừa khô như sau :

Năng suất : 720 trái/h

Bộ truyền quay 1 chiều

Làm việc trong 10 năm, mỗi năm 300 ngày, mỗi ngày làm 10 giờ.

Do tính chất vỏ dừa mềm do đó có thể xem như tải trọng không đổi.

4.1         Xác định đường kính trục gai và đường kính trục cắt xơ dừa :

4.1.1    Xác định đường kính trục gai

Hình 4.1 Mô tả trái dừa và trục vít

Do sử dụng trục gai do đó vỏ dừa có thể xuyên qua các khe của gai. Do đó khoảng cách trục sẽ bằng đường kính trục gai.

Để có thể bóc tách vỏ dừa yêu cầu khoảng cách giữa hai trục phải lớn hơn đường kính của trái dừa. Ta có đường kính dừa lớn nhất là 25 cm. Ta chọn đường kính trục vít ngoài là 32 cm tương đương 320 mm và đường kính trong là 240 mm.

Vậy ta có D = 320mm

Chiều dài của trục được xác định như sau :

L = (1,5 ÷ 3,9). D = 480mm ÷ 1248mm. Ta chọn L = 1000mm

4.1.2    Xác định đường kính trục cắt xơ dừa :

Sau khi dừa được bóc vỏ đường kính lớn nhất của gáo dừa là 15 cm. Do đó ta chọn đường kính d = 180 mm

Chiều dài của trục được xác định như sau :

L = (1,5 ÷ 3,9). d = 270mm ÷ 702mm. Ta chọn L = 500mm

4.1.3    Kiểm tra đường kính trục:

Máy bóc vỏ dừa phải đảm bảo chỉ bóc vỏ dừa mà không làm hư hại gáo dừa trong quá trình bóc vỏ.

Xét gáo dừa có đường kính d và khối lượng m. Dừa chịu tác dụng của lực nghiền và các lực ma sát P.f  ( f là hệ số ma sát của vật liệu nghiền và trục nghiền, P là áp lực của 2 trục lên vật liệu ). Lực P và lực ma sát P.f sẽ tác dụng lên 2 điểm tiếp xúc, nhưng để đơn giản, những lực này chỉ tác dụng tại 1 điểm tiếp xúc. Dựa hình( 3.1) ta thấy điều kiện để cục vật liệu đi vào trục.

 

Hình 4.2. Phân tích lực tác dụng

 

Xét trường hợp gáo dừa bị nghiền bởi trục gai vít

Hay

Cho góc ma sát là  ta có :

Như vậy để vật liệu kéo vào được trục nghiền thì góc α được gọi là góc ôm phải nhỏ hơn góc ma sát của vật liệu đập với trục. Đôi khi góc ôm còn được gọi là góc β tạo với 2 đường tiếp tuyến của hai trục tại điểm tiếp xúc giữa cục vật liệu và trục. Dễ nhận thấy rằng.

Dựa trên hình ta có công thức sau :

Trong đó :

o   D: kích thước trong của trục gai vít.

o   d: đường kính gáo dừa chọn 150mm

o   a: khe hở giũa 2 trục 60mm

o   α: góc nghiền

Vậy kết luận rằng 2 trục trơn không thể nghiền được gáo dừa.

4.2         Chọn động cơ :

1.  

4.2.1    Xác định công suất bóc dừa :

Qua thực nghiệm ta xác định được để có thể tách được vỏ dừa cần lực :

P₁ = 500 N

Dựa theo chiều dài trục ta xác định lý thuyết có thể bốc 2 trái cùng 1 lúc do đó  lực cần thiết là P = 2. P₁ =  1000 N

Momen lực M₁= P.r = 1000.0,15= 150 N.m

Chọn vận tốc cần thiết n = 40v/phut.

Vậy ta có công suất cần thiết để bóc vỏ dừa là :

 

 

4.2.2    Xác định công suất cần thiết để cắt xơ dừa :

Trục cắt xơ dừa hoạt động chủ yếu do lực va đập cắt vào xơ dừa nên lực thấp:

Chọn P₂ = 100 N

Theo đó trung bình có thể cắt cùng lúc được 4 quả dừa theo 1 chu kỳ do đó lực cần thiết là P = 4.P₂ = 400 N.

Momen lực M₂= P.r = 400.0,09= 36 N.m

Vận tốc quay nhanh hơn vận tốc bóc dừa. Chọn vận tốc quay 50v/phút.

Vậy ta có công suất cần thiết để cắt xơ dừa là :

 

4.2.3    Xác định công suất cần thiết trên động cơ :

• Hiệu suất của trục bóc dừa lên động cơ :

Hiệu suất được tính như sau :

   

Trong đó :      η : Hiệu suất tổng.

            η_br = 0.97 Hiệu suất bánh răng trụ.

            η_ol = 0.99 Hiệu suất 1 cặp ổ lăn.

            η_x = 0.93 Hiệu suất bộ truyền xích

• Hiệu suất của trục đánh xơ dừa lên động cơ :

Hiệu suất được tính như sau :

   

Trong đó :      η : Hiệu suất tổng.

            η_br = 0,97 Hiệu suất bánh răng trụ.

            η_ol = 0,99 Hiệu suất 1 cặp ổ lăn.

            η_x = 0,93 Hiệu suất bộ truyền xích

• Công suất cần thiết lên động cơ :

Ta chọn động cơ kèm hộp giảm tốc có thông số đầu ra như sau :

Tên động cơ	Số vòng quay	Công suất	Đường kính trục ra
GH30150020SB	72 vòng/phút	1500 W	30 mm

4.2.4    Phân phối tỉ số truyền :

• Tỉ số tryền bộ truyền xích :
• Tỉ số tryền bộ truyền bánh răng từ trục truyền chính lên trục bóc dừa :
• Tỉ số tryền giữa các bánh răng trục bóc dừa :

Do trục bóc dừa có số vòng quay là như nhau và ngược chiều nhau do đó i_docdua = 1.

• Tỉ số tryền giữa các bánh răng trục bóc dừa :

Do trục đánh xơ dừa có số vòng quay là như nhau và ngược chiều nhau do đó i_danhxodua = 1.

• Bảng phân phối tỉ số truyền:

Trục       Thông số	Trục hợp giảm tốc	Trục I			II
		I’	I’’		II’	II’’
i	4/3			5/4
i		1			1
n(vg/ph)	72	50	50		40	40
P (kW)	0,95	0,877	0,1885		0,654	0,628

 

4.3          Thiết kế bộ truyền xích :

Các thông số ban đầu:

-        Công suất cần truyền N = 0,95 kW.

-        Số vòng quay n₁ = 72(vòng/ph).

-        Số vòng quay n₂ = 50 (vòng/phút).

-        Trục đĩa xích không điều chỉnh được.

-        Khoảng cách trục A=600(mm).

-        Bộ truyền làm việc liên tục 12 tiếng 1 ngày, bôi trơn định kỳ.

[5]Theo trình tự thiết kế bộ truyền xích Chương 5 – “Cơ Sở thiết kế máy – Bộ truyền Xích” = TS.Nguyễn Hữu Lộc ta có quy trình thiết kế xích như sau :

1. Chọn loại xích :

Chọn loại xích con lăn vì rẻ hơn xích răng, không yêu cầu bộ truyền phải làm việc êm, không ồn và chính xác cao.

1. Định số răng đĩa xích:

Chọn số răng sơ bộ của đĩa xích dẫn theo công thức . Nên chọn số răng đĩa xích là số lẻ để xích mòn đều.

Ta chọn số răng đĩa dẫn là 27 răng.

Tỉ số răng trên bánh bị dẫn Vậy ta chọn số răng là 39 răng

Tỉ số truyền thực tế :  .Có thể chấp nhận.

1. Tính toán các hệ số điều kiện sử dụng xích theo công thức:

Hệ số sử dụng xích :

o    = 1,25 - hệ số xét đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyền: khi đường nối hai tâm đĩa xích hợp với đường nằm ngang một góc nhỏ hơn 60⁰ thì; nếu lớn hơn 60⁰ thì.

o    = 1,25 - hệ số xét đến ảnh hưởng của khoảng cách trục hay chiều dài xích, xích càng dài thì số lần ăn khớp của mỗi mắt xích trong một đơn vị thời gian càng ít, do đó xích sẽ ít mòn hơn. Khi:

1,25

1

0,8

o    = 1,25 - hệ số xét đến ảnh hưởng của khả năng điều chỉnh lực căng xích: nếu trục điều chỉnh được thì ; nếu điều chỉnh bằng đĩa căng xích hoặc con lăn căng xích thì ; nếu trục không điều chỉnh được hoặc không có bộ phận căng xích thì .

o   =1,5 - hệ số xét đến điều kiện bôi trơn: nếu bôi trơn liên tục ; nếu bôi trơn nhỏ giọt ; nếu bôi trơn định kỳ (gián đoạn) thì .

o    =1,2- hệ số tải trọng động: nếu dẫn động bằng động cơ điện và tải trọng ngoài tác động lên bộ truyền tương đối êm thì ; nếu tải trọng có va đập thì ; nếu có va đập mạnh thì .

o   =1,12  - hệ số xét đến chế độ làm việc: làm việc một ca bằng 1; làm việc hai ca bằng 1,12; làm việc ba ca bằng 1,45.

Vậy ta có hệ số sử dụng xích có giá trị như sau :

1. Tính công suất tính toán  theo công thức:

o   Hệ số răng đĩa xích dẫn :

o   Hệ số giá trị n = 50 vậy theo bảng 5.4 sách “ Cơ sở thiết kế máy” ta chọn số gần nhất là n₀₁ = 50.

o      =1 - hệ số xét đến số dãy xích x, nếu  thì  tương ứng sẽ bằng: 1; 1,7; 2,5; 3.

o   Vậy

o   Theo bảng 5.4 sách “ Cơ sở thiết kế máy” ta chọn n₀₁=50 (v/phút), [P]=3,20 ta chọn được bước xích p=25,4 mm. Đường kính chốt d₀=7,95 mm. Chiều dài ống 22,61 mm. Bề rộng 15,88 mm

1. Tính toán hình học

• Định khoảng cách sơ bộ trục :
• Tính số mắc xích theo công thức :

Vậy ta lấy X = 81

• Tính loại khoảng cách trục a

Đặt

Để xích khỏi chịu lực căng quá lớn ta giảm khoảng cách trục a đi một lượng

Vậy lấy khoảng cách trục III và trục tang : a = 594 (mm)

• Số lần va đập của xích :

đạt tiêu chuẩn.

• Đường kính đĩa xích :

1. Tính kiểm nghiệm xích về độ bền :

• Tính toán kiểm nghiệm bước xích :

Vậy bước xích 25,4 là thỏa đáng.

• Kiểm tra xích theo hệ số an toàn:

-        Theo bảng 5.1 sáng “ Cơ sở thiết kế máy” tải trọng phá hủy Q = 50000N và khối lượng 1 met xích là 2,6 kg.

-        Lực vòng :

-        Lực căn do lực ly tâm gây ra xác định theo công thức :

-        Lực căn dây ban đầu của xích xác định theo công thức :

 - hệ số phụ thuộc vào độ võng của xích.  khi xích nằm ngang;  khi góc nghiêng giữa đường tâm trục và phương nằm ngang nhỏ hơn 40⁰;  khi xích thẳng đứng.

Vậy xích đủ bền

1. Tính lực tác dụng lên trục theo công thức :

4.4         Thiết kế bộ truyền bánh răng

4.4.1    Bánh răng trục I với trục II

Các thông số tính toán :

-        Công suất : N₁ = 0,877 KW

-        Công suất : N₂ = 0,654 KW

-        Momen xoắn

-        Momen xoắn

-        Số vòng quay trục I : n_I = 50 vòng/ph

-        Tỉ số truyền : i = 1,25.

-        Số vòng quay trục II (bị dẫn) = n_II = 40 (vòng/phut)

.............................

Hình 4.23. Bảo vệ bánh răng hoạt động khỏi vùng đánh xơ dừa

1.1.1    Chi tiết bao bánh răng dẫn động :

Được dập từ thép tấm dày 3mm. Nhiệm vụ bảo vệ người sử dụng, che chắn bánh răng dẫn động chính và bánh răng cắt xơ dừa.

Hình 4.24 Lóc máy mặt trước

2. KỆT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI

2.1         Kết luận :

Qua 4 tháng thực hiện đề tài và nhiều lần thay đổi nguyên lý kết cấu của máy cuối cùng đề tài cũng hoàn thành. Tuy chỉ trên cơ sở lý thuyết nhưng đây là đề tài em đầu tư nhiều thời gian để tìm hiểu các cơ cấu và phương pháp bóc vỏ dừa từ trong nước đến ngoài nước.

Tuy còn mang khuynh hướng cá nhân và chưa được tối ưu hóa tuyệt đối em hy vọng đề tài này sẽ được nghiên cứu là tối ưu lại và sản xuất hàng loạt cho người dân trồng dừa sử dụng để giảm thiểu tai nạn lao động xảy ra hằng năm.

2.2         Các mặt hạn chế của đề tài :

Qua quá trình nghiên cứu thiết kế và kinh nghiệm làm việc em nhận thấy các mặt hạn chế như sau :

+ Chưa qua quá trình tối ưu hóa nên thiết kế còn thô sơ.

+ Chưa xác định được chính xác lựa tách vỏ dừa.

+ Máy hoạt động còn phụ thuộc vào kích thước của dừa.

+ Cơ tính của trái dừa không được xác định do thiếu máy móc.

+ Do máy vận hành theo cơ cấu Gai Vít, chưa tìm được tài liệu phân tích loại cơ cấu này chi tiết nên các lực tính toán có phần không chính xác. Cần kiểm tra lại qua thực nghiệm để xác định lại chính xác lực.

+ Quá trình tình toán hoàn toàn dựa vào sách mà chưa qua các quá trình phân tích thiết kế bằng máy tính nên đôi khi các chi tiết không phù hợp với điều kiện thực tế hiện tại.

+ Đề tài mang tính cá nhân lớn do người đưa ra phương án, người thiết kế toàn bộ bộ phận, người đánh giá kiểm tra đều là 1 người nên đề tài cần nghiên cứu lại.

+ Các quá trình tình toán chỉ mang tính lý thuyết và chưa kiểm nghiệm thực tế nên có độ tin cây thấp.

2.3         Hướng phát triển để tài :

Qua đó em đưa ra các phương pháp để phát triển thêm đề tài :

+ Cần có một quy trình rõ ràng trong thiết kế để tránh tính cá nhân.

+ Thực nghiệm để xác định lại lực cần thiết cho từng loại trái dừa.

+ Máy hoạt động tránh phụ thuộc vào kích thước dừa.

+ Tối ưu hóa các chi tiết để giảm giá thành, khối lượng và kích thước máy.

+ Cần xác định lực và gia bền cho các chi tiết đảm bảo tuổi thọ hoạt động.