ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ
MÁY XÉ TÚI ĐỰNG GIÁ THỂ TRỒNG NẤM
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM
Chương 1. Tổng quan về ngành trồng nấm.
1.1. Giới thiệu chung.
1.1.1. Khái quát về nấm.
Nấm là một loại thực vật có cấu tạo bằng một mạng sợi, những sợi đó kết thành một khối to có thể nhìn thấy được trên mặt đất. Tuy nấm là thực vật nhưng tế bào của nó không có chứa xenlulozo cũng như diệp lục. Chính vì thế mà chúng không thể tự tạo chất dinh dưỡng cho mình được mà phải sống nhờ vào những gì có xung quanh.
Trên thế giới có khoảng 2.000 loài nấm ăn được, trong đó có 80 loại nấm ăn ngon và được nuôi trồng nhân tạo. Ở Việt Nam, ngành nấm đang ngày càng phát triển, các loại nấm được trồng phổ biến là: mộc nhĩ, nấm rơm, nấm mỡ, nấm bào ngư, nấm linh chi các loại...
1.1.2. Thành phần dinh dưỡng trong nấm.
- Khoáng chất và sinh tố.
Nấm được xem là nguồn cung cấp vitamin B, bao gồm Riboflavin (B2), Niacin (B3) và Pantothenic Acid, giúp cung cấp năng lượng bằng cách phá vỡ các protein, chất béo và Cabohydrates2. Trong hệ thống thần kinh vitamin B cũng đóng một vai trò quan trọng.
- Riboflavin (B2): Giúp duy trì sức khỏe.
- Niacin (B3): Thúc đẩy làn da khỏe mạnh, đảm bảo tiêu hóa và hệ thống thần kinh.
- Pantothenic Acid: giúp sản xuất hormone, đóng vai trò quan trọng trong hệ thống thần kinh.
Bên cạnh vitamin B thành phần dinh dưỡng trong nấm còn chứa cả vitamin D và hàm lượng vitamin D trong nấm có thể tăng lên đáng kể khi được phơi với ánh sáng (nhất là tia cực tím). Vì vậy nấm được xem là nguồn thực vật duy nhất cung cấp vitamin D cho cơ thể bên cạnh việc cơ thể phải tự tích tụ vitamin D dưới ánh nắng mặt trời có thể dẫn đến ung thư da. Do vậy việc bổ sung nấm vào khẩu phần ăn hàng ngày là cần thiết để giúp bổ sung dinh dưỡng và tăng cường vitamin D. Thành phần dinh dưỡng trong nấm ngoài vitamin nấm còn chứa nhiều khoáng chất quan trọng khác như: Sắt, Selen, Natri, Kali, Magie, Photpho, Đồng và Beta-Glucans…
- Chất đạm.
Thành phần dinh dưỡng trong nấm có hàm lượng đạm cao. Hàm lượng dinh dưỡng đạm thô ở một số loại nấm như:
- Nấm mèo từ 4 - 8%.
- Nấm rơm lên đến 43%.
- Nấm mỡ hay nấm bún là 23,9 - 34,8%.
- Nấm đông cô là 13,4 - 17,5%.
- Nấm bào ngư là 10,5 -30,4% (nấm bào ngư mỏng là 9,9 - 26,6%).
- Nấm kim châm là 17,6%.
- Nấm hầm thủ từ 23,8 -31,7%.
- Chất béo.
Chất béo có trong các loại nấm chiếm từ 1 - 10% trọng lượng khô của nấm, bao gồm các acid béo tự do, monoflycerid, diglycerid vàtriglyceride, serol, sterol ester, phos - phor lipid và có từ 72 - 85% acid béo thiết yếu chiếm từ 54 -76% tổng lượng chất béo.
- Nấm mỡ và nấm rơm là 69 -70%.
- Nấm mèo là 40,39%.
- Nấm Bào ngư mỏng là 62,94%.
- Nấm kim châm là 27,98%.
- Chất xơ.
Tổng lượng Carbohydrat và sợi: chiếm từ 51 - 88% trong nấm tươi và khoảng 4 - 20% trên trọng lượng nấm khô, bao gồm các đường pentose, methyl pentos, hexose, disaccharide, đường amin, đường rượu, đường acid. Thành phần chính của sợi nấm ăn là chitin, một polymer của n–acetylglucosamin, cấu tạo nên vách của tế bào nấm. Sợi chiếm từ 3,7% ở nấm kim châm cho đến 11,9 - 19,8% ở các loại:
- Nấm mèo: Từ 7,5 - 17,5%.
- Nấm bào ngư: 8 -14%.
- Nấm mỡ: 7,3 - 8%.
- Giá trị dinh dưỡng.
Một trong những giá trị không thể thiếu trong thành phần dinh dưỡng trong nấm là giá trị năng lượng. Giá trị năng lượng của nấm: Được tính trên 100 g nấm khô.
- Nấm mỡ: 328 - 381Kcal.
- Nấm hương: 387 - 392 Kcal.
- Nấm bào ngư xám: 345 - 367 Kcal.
- Nấm bào ngư mỏng: 300 - 337 Kcal.
- Nấm bào ngư trắng: 265 - 336 Kcal.
- Nấm rơm: 254 - 374 Kcal.
- Nấm kim châm: 378 Kcal.
- Nấm mèo (nấm Mộc nhĩ) 347 - 384 Kcal.
- Nấm hầm thủ: 233 kcal.
1.1.3. Tác dụng dược lý của nấm.
Ngoài giá trị cung cấp các chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể, nấm ăn còn có nhiều tác dụng dược lý khá phong phú như:
- Tăng cường khả năng miễn dịch của cơ thể: Các polysaccharide trong nấm có khả năng hoạt hóa miễn dịch tế bào, thúc đẩy quá trình sinh trưởng và phát triển của tế bào lympho, kích hoạt tế bào lympho T và lympho B. Nấm linh chi, nấm vân chi, nấm đầu khỉ và mộc nhĩ đen còn có tác dụng nâng cao năng lực hoạt động của đại thực bào.
- Kháng ung thư và kháng virus: Trên thực nghiệm, hầu hết các loại nấm ăn đều có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư. Với nấm hương, nấm linh chi và nấm trư linh, tác dụng này đã được khảo sát và khẳng định trên lâm sàng. Nhiều loại nấm ăn có công năng kích thích cơ thể sản sinh interferon, nhờ đó ức chế được quá trình sinh trưởng và lưu chuyển của virus.
- Dự phòng và trị liệu các bệnh tim mạch: Nấm ăn có tác dụng điều tiết công năng tim mạch, làm tăng lưu lượng máu động mạch vành, hạ thấp oxy tiêu thụ và cải thiện tình trạng thiếu máu cơ tim. Các loại nấm như ngân nhĩ (mộc nhĩ trắng), mộc nhĩ đen, nấm đầu khỉ, nấm hương, đông trùng hạ thảo… đều có tác dụng điều chỉnh rối loạn lipid máu, làm hạ lượng cholesterol, triglycerid và beta-lipoprotein trong huyết thanh. Ngoài ra, nấm linh chi, nấm mỡ, nấm rơm, nấm kim châm, ngân nhĩ, mộc nhĩ đen còn có tác dụng làm hạ huyết áp.
- Giải độc và bảo vệ tế bào gan: Kết quả nghiên cứu cho thấy, nhiều loại nấm ăn có tác dụng giải độc và bảo vệ tế bào gan rất tốt. Ví như nấm hương và nấm linh chi có khả năng làm giảm thiểu tác hại đối với tế bào gan của các chất như carbon tetrachlorid, thioacetamide và prednisone, làm tăng hàm lượng glucogen trong gan và hạ thấp men gan. Nấm bạch linh và trư linh có tác dụng lợi niệu, kiện tỳ, an thần, thường được dùng trong những đơn thuốc Đông dược điều trị viêm gan cấp tính.
- Kiện tỳ dưỡng vị: Nấm đầu khỉ có khả năng lợi tạng phủ, trợ tiêu hóa, có tác dụng rõ rệt trong trị liệu các chứng bệnh như chán ăn, rối loạn tiêu hóa, viêm loét dạ dày tá tràng. Nấm bình có tác dụng ích khí sát trùng, phòng chống viêm gan, viêm loét dạ dày tá tràng, sỏi mật. Nấm kim châm và nấm kim phúc chứa nhiều arginine, có công dụng phòng chống viêm gan và loét dạ dày.
- Hạ đường máu và chống phóng xạ: Khá nhiều loại nấm ăn có tác dụng làm hạ đường máu như ngân nhĩ, đông trùng hạ thảo, nấm linh chi… Cơ chế làm giảm đường huyết của đông trùng hạ thảo là kích thích tuyến tụy bài tiết insulin. Ngoài công dụng điều chỉnh đường máu, các polysaccharide B và C trong nấm linh chi còn có tác dụng chống phóng xạ.
- Thanh trừ các gốc tự do và chống lão hóa: Gốc tự do là các sản phẩm có hại của quá trình chuyển hóa tế bào. Nhiều loại nấm ăn như nấm linh chi, mộc nhĩ đen, ngân nhĩ… có tác dụng thanh trừ các sản phẩm này, làm giảm chất mỡ trong cơ thể, từ đó có khả năng làm chậm quá trình lão hóa và kéo dài tuổi thọ.
- Một số tác dụng khác: Nhiều loại nấm ăn còn có tác dụng an thần, trấn tĩnh, rất có lợi cho việc điều chỉnh hoạt động của hệ thần kinh trung ương. Gần đây, nhiều nhà khoa học còn phát hiện thấy một số loại nấm ăn có tác dụng phòng chống AIDS ở mức độ nhất định, thông qua khả năng nâng cao năng lực miễn dịch của cơ thể.
1.1.4. Một số loại nấm ăn điển hình.
- Nấm hương.
Nấm hương (Hình 1.1) còn gọi là nấm đông cô, hương cô,… được mệnh danh là “hoàng hậu thực vật”, là “vua của các loại rau” (can thái chi vương). Trong 100g nấm hương khô có 12-14 g protein (vượt xa so với nhiều loại rau khác). Nấm hương có tác dụng điều tiết chuyển hóa, tăng cường năng lực miễn dịch của cơ thể, ức chế tế bào ung thư, hạ huyết áp, giảm cholesterol máu, phòng ngừa sỏi mật và sỏi tiết niệu, trợ giúp tiêu hóa… Đây là thức ăn lý tưởng cho những người bị thiếu máu do thiếu sắt, cao huyết áp, tiểu đường, rối loạn lipid máu, trẻ em suy dinh dưỡng.
Hình 1.1Nấm hương.
- Nấm rơm.
Hình 1.2Nấm rơm.
Nấm rơm (Hình 1.2) còn gọi là bình cô, lan hoa cô, ma cô…, là một trong những loại nấm ăn được sử dụng rất rộng rãi, có giá trị dinh dưỡng khá cao. Nấm rơm là thức ăn rất tốt cho những người bị cao huyết áp, rối loạn lipid máu, vữa xơ động mạch, tiểu đường, ung thư và các bệnh lý mạch vành tim.
- Nấm mỡ.
Nấm mỡ (Hình 1.3) còn gọi là nhục tẩm, bạch ma cô, dương ma cô…, cũng là một trong những loại nấm có giá trị dinh dưỡng cao. Nấm mỡ có tác dụng làm giảm đường và cholesterol máu, phòng chống ung thư và cải thiện chức năng gan. Bởi vậy, đây là loại thực phẩm rất thích hợp cho những người bị ung thư, tiểu đường, tăng cholesterol máu, cao huyết áp, giảm bạch cầu và viêm gan.
Hình 1.3Nấm mỡ.
- Ngân nhĩ.
Ngân nhĩ (Hình 1.4) còn gọi là mộc nhĩ trắng, bạch mộc nhĩ, nấm bạc, bạch nhĩ tử…, cũng là một loại nấm khá giàu chất dinh dưỡng. Ngân nhĩ có tác dụng tăng cường khả năng miễn dịch của cơ thể, nâng cao năng lực tạo máu của tủy xương, cải thiện chức năng của gan và thận, thúc đẩy quá trình tổng hợp protid trong gan, làm giảm cholesterol máu, chống phù và chống phóng xạ. Bởi vậy, ngân nhĩ là thực phẩm rất tốt cho những người bị suy nhược cơ thể, suy nhược thần kinh, bị các bệnh lý đường hô hấp, cao huyết áp, thiểu năng tuần hoàn não…
Hình 1.4Ngân nhĩ.
- Mộc nhĩ đen.
Hình 1.5Mộc nhĩ đen.
Mộc nhĩ đen (Hình 1.5) còn gọi là vân nhĩ, thụ kê, mộc nhu, mộc khuẩn… Mộc nhĩ đen chứa nhiều protid, chất khoáng và vitamin. Mộc nhĩ đen có khả năng ức chế quá trình ngưng tập tiểu cầu, phòng chống tình trạng đông máu do nghẽn mạch, ngăn cản sự hình thành các mảng vữa xơ trong lòng huyết quản.
Ngoài ra, còn có tác dụng chống lão hóa, chống ung thư và phóng xạ. Bởi vậy, mộc nhĩ đen là thực phẩm lý tưởng cho những người bị cao huyết áp, vữa xơ động mạch, thiểu năng tuần hoàn não, thiểu năng động mạch vành và ung thư.
1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ nấm ở Việt Nam.
Nước ta có tiềm năng lớn về sản xuất nấm ăn và nấm dược liệu do có nguồn nguyên liệu trồng nấm phong phú, nguồn lao động nông thôn dồi dào, điều kiện thời tiết thuận lợi cho phát triển nhiều chủng loại nấm và có thể trồng nấm quanh năm. Chúng ta đã cơ bản làm chủ được công nghệ nhân giống và sản xuất nấm đối với các loại nấm chủ lực, thị trường tiêu thụ nấm ngày càng rộng mở. Chính vì vậy, ngày 16/ 4/ 2012, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định 439/QĐ- TTg , đưa nấm ăn, nấm dược liệu vào Danh mục sản phẩm quốc gia được ưu tiên đầu tư phát triển. Thời gian qua đã có nhiều mô hình sản xuất, kinh doanh nấm có hiệu quả ở quy mô hộ gia đình, trang trại, gia trại, hợp tác xã, tổ hợp tác, doanh nghiệp sản xuất, sơ chế, chế biến, kinh doanh nấm. Sản xuất nấm đang từng bước phát triển theo hướng chuyên nghiệp, quy mô hàng hóa; gắn kết đồng bộ các khâu sản xuất, sơ chế, bảo quản, tiêu thụ. Nhờ vậy đã có nhiều mô hình bền vững, đạt hiệu quả kinh tế cao, tạo thêm việc làm, tăng thu nhập cho nông dân. Đồng thời, việc phát triển ngành nấm còn góp phần bảo vệ môi trường, nâng cao giá trị gia tăng của sản xuất trồng trọt nhờ sử dụng các phụ phẩm của trồng trọt.
Nước ta sản xuất khoảng 16 loại nấm, các tỉnh phía Nam chủ yếu trồng nấm rơm, nấm mộc nhĩ...; các tỉnh phía Bắc chủ yếu trồng nấm hương, nấm sò,...
- Sản lượng nấm: hàng năm nước ta khoảng 250.000 tấn, kim ngạch xuất khẩu 25 - 30 triệu USD, trong đó: nấm mộc nhĩ 120.000 tấn, nấm rơm 64.500 tấn, nấm sò 60.000 tấn, nấm mỡ 5.000 tấn, nấm linh chi 300 tấn, các loại nấm khác như nấm vân chi, nấm đầu khỉ, nấm kim châm, nấm ngọc châm khoảng 700 tấn.
- Các vùng sản xuất nấm:
- Nấm rơm được trồng chủ yếu ở các tỉnh miền Đông Nam bộ và Đồng bằng sông Cửu Long (Đồng Tháp, An Giang, Sóc Trăng, Trà Vinh, Cần Thơ, Đồng Nai...) chiếm 90% sản lượng cả nước.
- Nấm mộc nhĩ được trồng tập trung ở các tỉnh miền Đông Nam bộ (Đồng Nai, Lâm Đồng, Bình Phước...), chiếm khoảng 70% sản lượng cả nước.
- Nấm mỡ, nấm sò, nấm hương được trồng chủ yếu ở các tỉnh phía Bắc, sản lượng khoảng 3.000 tấn/năm.
- Nấm làm dược liệu (linh chi, vân chi, đầu khỉ...) mới được phát triển, trồng ở một số tỉnh/thành phố (Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh, Hưng Yên, Vĩnh Phúc, Ninh Bình, Đồng Nai,...), sản lượng khoảng 300 tấn/năm.
- Một số loại nấm khác như nấm trân châu, nấm kim châm, nấm đùi gà, nấm chân dài, nấm ngọc châm... đang nghiên cứu và trồng thử nghiệm thành công tại một số cơ sở, sản lượng khoảng 100 tấn/ năm.
- Tình hình tiêu thụ trong nước: Nhu cầu tiêu thụ nấm (nấm tươi, nấm khô) trong nước tăng nhanh trong những năm gần đây, giá nấm luôn đứng ở mức cao, nấm hương 70.000 - 80.000 đồng/kg, nấm rơm, nấm mỡ 50.000 - 60.000 đồng/ kg, nấm tai mèo 60.000 - 70.000 đồng/ kg.
- Tình hình xuất khẩu: Nấm xuất khẩu dưới nhiều dạng như nấm muối, nấm hộp, nấm khô của các loại nấm mộc nhĩ, nấm hương, nấm rơm; kim ngạch xuất khẩu năm 2009 là 60 triệu USD, tăng lên 90 triệu USD (năm 2011). Giá nấm rơm muối xuất khẩu tháng 1/ 2009 là 1.299 USD/ tấn, tăng lên 1.790 USD/ tấn (tháng 11/ 2009), hiện nay khoảng 2.000 USD/tấn; nhiều công ty xuất khẩu nấm có uy tín ở các tỉnh phía Nam là West Food Cần Thơ, Vegetexco Hồ Chí Minh, Vegehagi, NutriWorld Đồng Nai.
1.3. Mô hình trồng nấm trong nhà.
Những năm gần đây, nông dân đã chuyển sang trồng nấm trong nhà với nhiều kiểu cách và quy mô khác nhau (Hình 1.6).
Trồng nấm trong nhà có nhiều ưu điểm, nhất là chủ động được thời tiết và nhiệt độ, tơ nấm không bị ảnh hưởng mưa, nắng, nhờ vậy năng suất ổn định hơn so với trồng nấm ngoài trời.
Hình 1. 6Một số mô hình trồng nấm trong nhà.
Mặc dù, trồng nấm trong nhà chi phí cao hơn so với trồng nấm ngoài trời, nhưng năng suất nấm luôn đứng ở mức cao và ổn định. Ngoài ra, ta có thể chọn hướng canh tác theo những thời điểm trong năm để tăng lợi nhuận. Do đó, mô hình trồng nấm trong nhà ngày được áp dụng rất rộng rãi.
Chương 2. Lập và chọn phương án thiết kế.
2.1. Ý tưởng thiết kế máy.
Do mô hình trồng nấm trong nhà rất phát triển, đặc biệt là trồng nấm bằng túi ni-lông chứa mùn (túi đựng giá thể) nên sau khi thu hoạch nấm lượng túi mùn là rất lớn. Nếu xả túi mùn ra môi trường tự nhiên thì túi ni-lông chứa mùn rất khó phân huỷ dễ gây ô nhiễm môi trường. Do đó, ta có thể loại bỏ túi ni-lông để tận dụng mùn bên trong cho vụ mùa kế tiếp. Nếu ta dùng phương pháp thủ công để cắt túi và phân loại thì tốn rất nhiều nhân công mà năng suất lại thấp. Từ những yêu cầu đó, ta sẽ thiết kế máy có thể cắt túi mùn và phân loại mùn và ni-lông.
2.2. Lập phương án thiết kế.
2.2.1. Đặc điểm kỹ thuật.
Dựa vào một số yêu cầu về máy đã nêu, ta có thể chia máy thành 4 cụm chính:
- Động cơ dẫn động.
- Cơ cấu truyền động.
- Cụm cắt túi mùn.
- Cụm phân loại túi mùn.
2.2.2. Yêu cầu kĩ thuật.
- Khả năng phân loại mùn nấm và túi ni-lông tốt.
- Kết cấu máy đơn giản.
- Máy thiết kế phải gọn, nhẹ.
- Máy làm việc ổn định.
- Giá thành sản xuất thấp.
2.2.3. Lập và phân tích phương án thiết kế.
- Phương án 1: Sử dụng một trục ru-lô có hàn dao dọc theo trục đặt trong lồng lưới có hàn dao (Hình 2.1).
- Nguyên lý làm việc: Động cơ giảm tốc truyền động qua bộ truyền xích làm quay trục chính. Khi trục quay, túi mùn sẽ bị kẹp giữa dao của trục quay và dao trên lồng nên túi bị chém rách làm nhiều phần nhỏ. Đồng thời, các dao trên trục có nhiệm vụ đánh tơi mùn ra khỏi túi ni-lông, mùn được đánh nhỏ ra và rơi xuống lỗ của lồng.
- Ưu điểm: phân loại mùn và túi ni-lông khá tốt, cơ cấu đơn giản, kích thước nhỏ gọn.
- Nhược điểm: năng suất thấp, dao hàn trên lồng chịu lực va đập lớn, túi ni-lông có thể rơi cùng với mùn hoặc vướn lại trên dao.
Hình 2.1Sơ đồ nguyên lý phương án 1.
- Phương án 2: Dùng hai trục ru-lô có gắn dao xen kẽ nhau để cắt túi mùn thành nhiều đoạn (Hình 2.2).
- Nguyên lý hoạt động: động cơ truyền động thông qua khớp nối đến trục trung gian và truyền sang bộ truyền đai và cơ cấu tay quay con trượt. Bộ truyền đai truyền động vào trục ru-lô thứ nhất thông qua bộ truyền bánh răng trụ làm trục ru-lô thứ hai quay theo chiều ngược lại. Đồng thời, khi truyền động đến cơ cấu tay quay con trượt sẽ làm cho sàng lưới bên dưới chuyển động tịnh tiến. Khi thả túi mùn vào, hai trục ru-lô quay ngược chiều nhau sẽ cắt túi mùn thành nhiều đoạn. Sau đó, túi ni-lông và mùn nấm sẽ rơi xuống sàng phía dưới và mùn sẽ được sàng và rơi xuống, còn túi ni-lông sẽ nằm lại trên sàng và sẽ rơi ra ngoài theo hướng khác.
- Ưu điểm: phân loại mùn và túi ni-lông tốt.
- Nhược điểm: năng suất thấp, mùn bị vón cục không bị tơi ra khi sàng nên không phân loại được, cơ cấu phức tạp, kích thước máy lớn.
-
Hình 2.2Sơ đồ nguyên lý phương án 2.
- Phương án 3: Dùng 1 trục ru-lô có hàn những thanh thép để gạt túi mùn qua hàng dao để cắt (Hình 2.3).
- Nguyên lý hoạt động: động cơ giảm tốc truyền động thông qua nối trục đàn hồi đến trục trung gian và truyền động đến hai bộ truyền đai. Bộ truyền đai thứ nhất truyền động đến trục ru-lô. Bộ truyền đai thứ hai truyền động đến lồng sàng. Khi đưa túi mùn vào, các thanh trên trục ru-lô sẽ gạt túi mùn vào hàng dao được hàn cố định. Lúc này, túi mùn bị cắt thành nhiều đoạn và rơi vào máng nghiêng phía dưới. Sau đó, rơi vào lồng sàng để phân loại mùn và túi ni-lông. Mùn sẽ rơi xuống phía dưới, túi ni-lông ở lại và sẽ rơi ra ngoài ở cuối hành trình.
- Ưu điểm: phân loại mùn và ni-lông khá tốt, năng suất khá cao.
- Nhược điểm: mùn dính vào lồng quay, khó đưa túi ni-lông ra ngoài, cơ cấu khá phức tạp, kích thước máy khá lớn.
Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý phương án 3.
- Phương án 4: Dùng 1 trục ru-lô được hàn dao theo bước xoắn (Hình 2.4).
- Nguyên lý hoạt động: động cơ giảm tốc truyền động qua bộ truyền xích đến trục ru-lô. Khi đưa túi mùn vào, các dao trên trục ru-lô kết hợp với các thanh của khung lưới phía dưới sẽ làm rách túi ni-lông. Đồng thời, khi trục quay các dao sẽ tạo nên lực để đánh mùn văng ra khỏi túi và làm tơi mùn. Lúc này, mùn sẽ rơi xuống phía dưới còn túi ni-lông ở lại. Do các dao được hàn theo dạng bước xoắn nên túi ni-lông sẽ được đánh rơi ra ngoài.
- Ưu điểm: Cơ cấu đơn giản, gọn nhẹ, phân loại khá tốt, năng suất cao, phân loại mùn nấm và túi ni-lông khá tốt.
- Nhược điểm: mùn nấm còn sót lại một ít trong túi ni-lông.
Hình 2.4Sơ đồ nguyên lý phương án 4.
2.3. Đánh giá và lựa chọn phương án thiết kế.
Ta chọn phương án 1 để làm chuẩn so sánh. Phương án nào có tiêu chuẩn đánh giá cao hơn sẽ nhận được điểm (+), thấp hơn sẽ nhận điểm (-), tương đương nhau sẽ nhận điểm 0. Mỗi tiêu chí đánh giá sẽ có một trọng số nhất định phụ thuộc vào yêu cầu cần thiết đối với máy. Cuối cùng, phương án nào có tổng điểm cao nhất sẽ là phương án tốt nhất.
Trong trường hợp có nhiều phương án có tổng số điểm cao nhất bằng nhau thì ta sẽ chọn một phương án trong đó để làm chuẩn so sánh. Sau đó, ta tiến hành so sánh các phương án đó theo các tiêu chí trên. Cuối cùng, ta sẽ chọn được phương án có tổng điểm cao nhất để làm phương án tốt nhất.
Dưới đây là bảng đánh giá giữa các phương án thông qua một số tiêu chí để chọn ra phương án hợp lí nhất được thể hiện qua Bảng 2.1.
- Lắp nắp máy và tấm che xích vào.
Hình 5.7Lắp máy hoàn chỉnh.
5.1. Vận hành máy.
v Vận hành máy sau khi lắp đặt.
- Sau khi lắp đặt máy, ta cho máy chạy không tải khoảng 30 phút để kiểm tra độ ổn định của máy.
- Kiểm tra khả năng hoạt động của mạch điều khiển và bảo vệ.
- Nếu không có sự cố gì trong quá trình kiểm tra, ta có thể cho máy làm việc bình thường.
v Vận hành máy thường ngày.
- Trước khi vận hành máy, phải đảm bảo không có vật cản như cây, thanh thép,… nằm trong máy.
- Khi máy làm việc, không nên cho quá nhiều túi mùn cùng một lúc để tránh quá tải.
v Khi có sự cố, ta phải nhấn ngay nút dừng khẩn cấp, sau đó ngắt điện cấp vào máy và thực hiện các công việc sau:
- Xác định nguyên nhân gây nên sự cố.
- Nếu bị hư hỏng như ổ lăn, dao, đĩa xích,…thì ta phải tiến hành thay thế.
- Kiểm tra mạch điện.
- Sau khi sửa chữa, thay thế ta cho máy chạy không tải để kiểm tra trước khi cho máy làm việc.
5.1. Bảo trì máy.
Khi sử dụng máy, ta cần tiến hành kiểm tra, bảo trì định kỳ để máy hoạt động tốt, đảm bảo an toàn cho người sử dụng. Một số công việc nên làm định kỳ:
- Làm vệ sinh máy:
- Làm sạch mùn dính trên dao và khung máy.
- Làm sạch bụi dính trên xích và đĩa xích.
- Kiểm tra độ căng xích, nếu xích bị chùng ta phải điều chỉnh bộ căng xích để căng xích.
- Kiểm tra bộ truyền xích xem có bị mòn bản lề và răng đĩa xích hay không, nếu mòn nhiều thì ta phải thay bộ truyền xích khác để máy làm việc tốt.
- Bôi trơn bộ truyền xích.
- Kiểm tra mạch điện điều khiển nếu bị hở mạch, hư hỏng hay bị rò điện thì phải kịp thời sửa chữa.
- Kiểm tra ổ lăn, nếu ổ lăn bị hỏng thì ta tiến hành thay ổ lăn.
- Kiểm tra các bu-lông, nếu bị tháo lỏng thì ta phải xiết lại.
Chương 6. Tổng kết và hướng phát triển.
6.1. Tổng kết.
Qua quá trình tìm hiểu về tình hình sản xuất nấm và nhu cầu về tái sử dụng mùn cho mùa vụ trồng nấm tiếp theo. Luận văn đã trình bày và giải quyết được những yêu cầu chính của đề tài là thiết kế máy xé túi đựng giá thể trồng nấm nhằm mục đích tách mùn trồng nấm và túi ni-lông. Qua đó, tăng năng suất lao động so với việc thực hiện tách bằng tay. Dù rằng tôi đã tính toán và thiết kế ra được máy hoàn chỉnh nhưng vẫn còn một số hạn chế. Do thời gian hạn chế nên phương án thiết kế của tôi vẫn chưa áp dụng để sản xuất máy thực tế. Qua đó, chưa thể đánh giá được hiệu quả làm việc của máy.
6.2. Hướng phát triển.
- Tiến hành chế tạo máy thử nghiệm nhằm mục đích đánh giá những ưu, nhược điểm của máy.
- Cải thiện nhược điểm của máy.
- Tiến hành sản xuất hàng loạt.
MỤC LỤC
DANH SÁCH HÌNH ẢNH.. vi
DANH SÁCH BẢNG BIỂU.. viii
Chương 1. Tổng quan về ngành trồng nấm.1
1.1. Giới thiệu chung.1
1.1.1. Khái quát về nấm.1
1.1.2. Thành phần dinh dưỡng trong nấm.1
1.1.3. Tác dụng dược lý của nấm.3
1.1.4. Một số loại nấm ăn điển hình.4
1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ nấm ở Việt Nam.7
1.3. Mô hình trồng nấm trong nhà.9
Chương 2. Lập và chọn phương án thiết kế.10
2.1. Ý tưởng thiết kế máy.10
2.2. Lập phương án thiết kế.10
2.2.1. Đặc điểm kỹ thuật.10
2.2.2. Yêu cầu kĩ thuật.10
2.2.3. Lập và phân tích phương án thiết kế.10
2.3. Đánh giá và lựa chọn phương án thiết kế.14
Chương 3. Tính toán thiết kế máy.16
3.1. Nguyên lý làm việc.16
3.2. Xác định động cơ và phân phối tỉ số truyền.16
3.2.1. Chọn động cơ.16
3.2.2. Tính moment xoắn trên các trục.19
3.2.3. Bảng đặc tính.19
3.3. Thiết kế bộ truyền xích.19
3.3.1. Chọn loại xích.19
3.3.2. Các thông số bộ truyền xích.20
3.3.3. Kiểm nghiện xích về độ bền.22
3.3.4. Xác định các thông số đĩa xích.22
3.3.5. Xác định lực tác dụng lên trục.24
3.4. Thiết kế trục – Chọn then.24
3.4.1. Chọn vật liệu và xác định sơ bộ đường kính trục.24
3.4.2. Phân tích lực tác dụng lên trục làm việc.25
3.4.3. Xác định lực tác dụng lên trục, đường kính các đoạn trục.26
3.4.4. Chọn và kiểm nghiệm then.29
3.4.5. Tính kiểm nghiệm độ bền trục.30
3.5. Tính toán ổ lăn.33
3.5.1. Chọn loại ổ lăn.33
3.5.2. Xác định thời gian làm việc của ổ.35
3.5.3. Kiểm tra khả năng tải tĩnh.35
3.5.4. Khả năng quay nhanh của ổ.36
3.6. Kiểm nghiệm độ bền của ống thép.36
3.6.1. Kiểm nghiệm về độ bền xoắn.37
3.6.2. Kiểm nghiệm về độ bền uốn.37
3.7. Tính toán mối hàn.38
3.7.1. Mối hàn giữa gối đỡ với trục và ống thép.38
3.7.2. Mối hàn giữa tấm kê dao và ống thép.40
Chương 4. Thiết kế các chi tiết khác.41
4.1. Thiết kế khung máy.41
4.2. Thiết kế nắp máy.45
4.3. Thiết kế bộ căng xích.46
4.4. Thiết kế cách lắp dao lên trục.48
4.5. Thiết kế mạch điện.51
4.6. Dung sai và lắp ghép.52
Chương 5. Lắp đặt, vận hành và bảo trì.54
5.1. Lắp đặt máy.54
5.2. Vận hành máy.57
5.3. Bảo trì máy.58
Chương 6. Tổng kết và hướng phát triển.59
6.1. Tổng kết.59
6.2. Hướng phát triển.59
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 60
DANH SÁCH HÌNH ẢNH
Hình 1.1Nấm hương.5
Hình 1.2Nấm rơm.5
Hình 1.3Nấm mỡ.6
Hình 1.4Ngân nhĩ.6
Hình 1.5Mộc nhĩ đen.7
Hình 1. 6Một số mô hình trồng nấm trong nhà.9
Hình 2.1Sơ đồ nguyên lý phương án 1.11
Hình 2.2Sơ đồ nguyên lý phương án 2.12
Hình 2.3Sơ đồ nguyên lý phương án 3.13
Hình 2.4Sơ đồ nguyên lý phương án 4.14
Hình 3.1Sơ đồ nguyên lý.16
Hình 3.2 Động cơ 3 pha liền hộp giảm tốc.18
Hình 3.3Các loại xích ống con lăn.20
Hình 3.4Hình dạng đĩa xích.23
Hình 3.5Hình chiếu trục làm việc.25
Hình 3.6Phân tích lực tác dụng lên dao.25
Hình 3.7 Biểu đồ nội lực.28
Hình 3.8Kết cấu trục.29
Hình 3.9 Ổ lăn liền gối đỡ của hãng Misumi.34
Hình 3.10 Thông số kích thước của ổ lăn liền gối đỡ.34
Hình 3.11Thép ống đúc trên thị trường.37
Hình 3.12 Biểu đồ momen uốn tác dụng lên ống.37
Hình 3.13 Mối hàn giữa gối đỡ với trục (1) và ống thép (2).38
Hình 3.14 Ngoại lực tác dụng lên mối hàn.40
Hình 4.1Các loại thép hộp vuông.41
Hình 4.2Hình dáng của khung máy.42
Hình 4.3 Lực tác dụng lên khung.43
Hình 4.4 Biểu đồ nội lực thanh A’B’. 44
Hình 4.5 Biểu đồ nội lực thanh A’D’. 45
Hình 4.6Thép tấm cán nóng.46
Hình 4.7Hình dáng của nắp máy.46
Hình 4.8Cơ cấu căng xích.47
Hình 4.9Lắp dao lên trục nhờ bu-lông.48
Hình 4.10 Lực tác dụng lên dao cắt.49
Hình 4.11 Phân tích lực tác dụng lên bu-lông.49
Hình 4.12Sơ đồ nguyên lý mạch dừng khẩn cấp.51
Hình 5.1Lắp ổ lăn vào trục.54
Hình 5.2Lắp trục làm việc lên khung máy.54
Hình 5.3Lắp dao lên trục làm việc.55
Hình 5.4Lắp cơ cấu căng xích vào máy.55
Hình 5.5Lắp động cơ vào máy.56
Hình 5.6Lắp bộ truyền xích.56
Hình 5.7Lắp máy hoàn chỉnh.57
DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 Đánh giá ý tưởng sử dụng ma trận quyết định.15
Bảng 3.1 Thông số động cơ.18
Bảng 3.2Bảng đặc tính.19
Bảng 3.3Khối lượng của thép nguyên liệu trên thị trường.26
Bảng 3.4Thông số tính toán then.29
Bảng 3.5 Tính kiểm nghiệm độ bền mỏi.32
Bảng 3.6 Kiểm nghiệm độ bền tĩnh.33
Bảng 3.7 Thông số ổ lăn đã chọn:. 35
Bảng 3.8Thông số của thép ống đúc.36
Bảng 4.1Bảng kê vật liệu để làm khung máy.42
Bảng 4.2Bảng dung sai lắp ghép.53
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Bộ môn: CHẾ TẠO MÁY
HỌ VÀ TÊN: MSSV:
NGÀNH: CHẾ TẠO MÁY LỚP:
- Đầu đề luận văn: THIẾT KẾ MÁY XÉ TÚI ĐỰNG GIÁ THỂ TRỒNG NẤM
- Nhiệm vụ:
- Tìm hiểu về tình hình sản xuất nấm.
- Thiết kế máy xé túi đựng giá thể trồng nấm.
- Năng suất máy 3000 túi/giờ.
LỜI CẢM ƠN
Luận văn tốt nghiệp là bước cuối cùng đánh dấu sự trưởng thành của một sinh viên ở giảng đường Đại học, trở thành một cử nhân hoặc một kỹ sư đóng góp những gì mình đã học được cho sự phát triển đất nước.
Đầu tiên, tôi xin cảm ơn gia đình thân yêu của mình, những người đã luôn âm thầm ủng hộ và chia sẽ mỗi lúc tôi gặp khó khăn.
Tôi xin cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Bách Khoa Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong quá trình học tập. Xin cám ơn các thầy cô khoa Cơ Khí, đặc biệt là các thầy cô trong bộ môn Chế Tạo Máy đã trang bị cho tôi những kiến thức bổ ích, giúp tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Tôi xin cảm ơn thầy Bành Quốc Nguyên, người thầy trực tiếp hướng dẫn đề tài. Xin cảm ơn thầy Trương Quốc Thanh, thầy hỗ trợ. Trong quá trình làm luận văn, thầy đã tận tình hướng dẫn thực hiện đề tài, luôn là người cho tôi những lời khuyên xác đáng và kịp thời khi gặp các vấn đề nảy sinh trong quá trình làm luận văn.
Cuối cùng, tôi xin cám ơn tất cả bạn bè, những người luôn cùng tôi chia sẽ, học tập trong suốt thời gian học tại Đại học Bách Khoa.
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Sau khi thu hoạch nấm, người ta thường vứt bỏ túi đựng giá thể (túi mùn) hoặc dùng phương pháp thủ công để tách túi ni-lông và mùn nấm nhằm mục đích tận dụng mùn nấm cho mua vụ sau. Để tăng năng suất và tiết kiệm được nhân công lao động, chúng ta cần có một máy nông nghiệp phục vụ cho công việc này.
Do đó, luận văn này tập trung thiết kế máy xé túi giá thể trồng nấm nhằm thực hiện nhiệm vụ tách mùn nấm và túi ni-lông sau khi thu hoạch nấm.
Máy xé túi đựng giá thể trồng nấm gồm các bộ phận chính sau:
- Động cơ dẫn động.
- Bộ truyền xích.
- Trục làm việc chính.
- Khung máy.
- Lồng sàng.
