TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BÓC TÁCH VỎ HIỆN NAY ppt

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.
Bề dày của mỏ đỡ bằng bề dày của đĩa,nếu kích thước của mỏ đỡ lớn quá
dẫn đến số lượng mỏ đỡ trên đĩa giảm,năng suất của máy giảm.
Vậy kích thước của mỏ đỡ có biên dạng như hình vẽ:
Hình III.1:Biên dạng của đĩa chứa cau
III:Chọn khoảng cách hai đĩa và việc tiếp liệu
Với chiều dài trung bình của trái cau từ 30-50mm,trái cau được đặt nằm
ngang trên 2 mỏ đỡ,bề dày của mỗi đĩa chứa cau là 10mm.Do đó để trái cau nằm
trên 2 mỏ đỡ mà không bị rớt ta chọn khoảng cách hai đĩa là 15mm.
Việc tiếp liệu cau cho các cặp mỏ đỡ được thực hiện băng sức người.Tức là
khi nào đĩa quay đến cửa vào thì ta cho cau vào và mỗi lần 1 trái.
IV:Tính chọn đĩa chứa chứa cau
Trên thực tế các động cơ điện thường có số vòng quay rất lớn trong khi đó các
máy nông nghiệp thường có số vòng quay nhỏ.Mặt khác do máy ta chọn làm
phương án thiết kế ở đây chỉ có một cấp tỷ số truyền đó là bộ truyền động đai.Đĩa
quay theo một chiều nhất định.

Từ việc chọn trên mỗi mỏ đỡ tiếp liệu chỉ chứa một trái cau.Do đó chiều dài phần
làm việc của mỏ đỡ tính theo phương vuông góc với đĩa tối thiểu phải lớn hơn
đường kính to nhất của trái cau có thể.
Đường kính của đĩa cắt được tính như sau:
d=d
1
+2d
2
+2L
lv
Trong đó:
-d:là đường kính đĩa cắt
-d
1
:đường kính trong cùng của đĩa tính từ tâm cho đến điểm trong cùng của
đĩa cắt.Chọn d
t
=50(mm).
-d
2
:chiều dài phần không làm việc.Chọn d
2
=180(mm)
-L
v
: chiều cao của mỏ đỡ.Chọn L
v
=50(mm).
Vậy d
dc

=50+2.180+2.50=510(mm)
Bề dầy của đĩa 50mm
L
1
d
2
d
1
d
Hình III.2:Đường kính của đĩa
V:Chọn số vòng quay của đĩa
Do việc tiếp liệu ở đây bằng tay nên yêu cầu số vòng quay 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 (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 cắt
1
2
3
4
Hình III.3:Dao cắt
2:Đặc tính làm việc của dao cắt
- Dao được lắp theo phương thẳng đứng vuông góc với đĩa chứa cau,đầu trên
của dao được lắp lỏng với một trục cố định bởi lỗ 2,dao có thể quay đi quay
lại và bị giới hạn bởi mỏ giữ dao 3.Hai lỗ 1 của dao được dùng để gắn hai
lò xo hai bên,lưỡi cắt 4 bộ phận 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 lò xo bật ngược trở lại
,kết hợp với hai mỏ đỡ đẩy trái cau đi 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:

1
2
3
4
6
0
°
15°
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.
+ Độ cứng của vỏ cau.
+ Lực ma sát của vỏ cau tác dụng lên lưỡi dao.
Công thức tính lực cản riêng:
a
v
n
K .=
Trong đó: + K: lực cản riêng (kG/cm
2
)
+ n: số vòng quay của đĩa (v/p)
+ v: vận tốc của đĩa quay. v =0.5/36=0,014(m/s)

====
60
23.0.2.14,3.2
60
2
.
rn
r
π
ϖυ
+ 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 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:
%100
02
21
x
gg
gg
W
−
−
=
(Tra theo 7, Tr 31)
Trong đó: g
1
: Khối lượng hộp + mẫu cau trước khi sấy (g).
g
2
: Khối lượng hộp + mẫu cau sau khi sấy khô kiệt (g).
g
0
: Khối lượng hộp khô (g).
Với loại cau ở đây là cau tươi độ ẩm khoảng W = 3-5%
3. Độ cứng ( độ chặt ).

Độ cứng của đất được xác định bằng công cụ Reveckin và tính theo công thức:
P = h.k/s (KG/cm
2
).
Trong đó: P : độ cứng của đất tính bằng kg/cm
2
.
h : chiều cao giản đồ đo được tính bằng cm.
k : hệ số cứng của lò xo tính bằng kg/cm
2
.
s : tiết diện đầu đo tính bằng cm
2
.
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 f = 0,2 ÷ 0,8 và có thể cao
hơn khi độ ẩm của vỏ cau tăng.
4. Lực cản riêng.
)/(7,504,0
014,0
2
.
2
cmkGa
v
n
K ===
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/cm
2
)
VII:Chọn biên dạng của lò xo
Lò xo được gắn vào thân dao có tác dụng tạo lực đàn hồi cho dao cắt
Hình ảnh một số dạng lò xo:

Hình III.5:Lò xo kéo
Hình III.6:Lò xo nén
Ở đây ta chọn lò xo kéo.
Mô tả các tham số của lò xo kéo đầu kiểu Đức
Các tham số vật lý
 d (đường kính dây) : tham số này cho biết đường kính của dây kim loại
được dùng để làm lò xo
 De (Đường kính ngoài) : đường kính ngoài của lò xo phụ thuộc vào đầu lò
xo và số vòng xoắn. Dung sai : +/- 2% (chỉ định)
 H (khoảng không) : đây là đường kính tối thiểu của khoảng không gian
trong đó lò xo có thể hoạt động được. Dung sai đối với tham số này là +/-
2 % (chỉ định).
 Ln (Chiều dài tối đa) : là chiều dài tối đa trong giới hạn đàn hồi của lò xo.
Đây cũng là chiều dài tối đa cho những ứng dụng tĩnh. Dung sai của tham
số này là +/- 15 % (chỉ định).
 Fn (Lực tối đa) : là lực lớn nhất có thể tác dụng lên lò xo. Dung sai cho
tham số này là +/- 15 % (chỉ định).
 L0 (Chiều dài tự nhiên) : là chiều dài của lò xo khi ở trạng thái tự nhiên.
Dung sai của tham số này là +/- 2 % (chỉ định).

 Số vòng xoắn : tổng số vòng xoắn của lò xo. Lò xo trong hình bên trên có
6 vòng xoắn.
 R (Độ cứng) : tham số này xác định độ đàn hồi của lò xo khi bị kéo dãn.
Đơn vị : 1 DaN/mm = 10 N/mm. Dung sai của tham số này là +/- 15 % (chỉ
định).
 L1 & F1 (chiều dài ứng với lực F) : lực F1 tác dụng vào lò xo làm cho nó
dãn ra đến chiều dài L1. Lực F1 được tính bằng công thức :F1 = Fn -
R(Ln-L1) từ đó suy ra chiều dài L1 : L1 = Ln - (Fn-F1)/R.
 Đầu lò xo : lò xo kéo đầu kiểu Đức có hai dạng : dạng đầu ở vị trí 0 độ và
dạng đầu ở vị trí 90 độ như hình vẽ bên trên.
 Mã số : mỗi lò xo đều có một mã số duy nhất : loại . (De * 10) . (d * 100) .
(L0 * 10) . nguyên liệu. [X - nếu hai đầu vuông góc nhau] ; đối với lò xo
kéo đầu kiểu Đức, loại tương ứng với ký tự A và I. Ví dụ : mã số
U.063.090.0100.AX ứng với lò xo có đường kình ngoài là 6,3 mm, có chiều
dài tự nhiên là 10 mm, với đầu nằm ở góc 90 độ, làm bằng dây thép có
đường kính 0,9 mm.
Nguyên liệu
 A (dây piano) : thép theo tiêu chuẩn DIN 172233 loại C1
 I (Inox) : inox 18/8 theo tiêu chuẩn Z10 CN 18.09
Dung sai
 Lực tối đa : dung sai đối với lực tối đa là +/- 15 % (chỉ định).
 Chiều dài tối đa : dung sai đối với chiều dài tối đa là +/- 15 % (chỉ định).
 Độ cứng : 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 biến dạng (biến dạng càng nhiều thì lực đàn hồi

càng lớn)
Giá trị cụ thể của lực đàn hồi được tính theo Định luật Hooke :
Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò
xo:
F = - k.x
Trong đó
• k : độ cứng của lò xo (N/m)
• x: độ biến dạng của lò xo (m)
o (l
0
: chiều dài tự nhiên của lò xo,
o l : 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:

t
lv
ycdc
N
N
η
=
(kw)
Trong đó:
-N
lv
:công suất làm việc của đĩa cắt(kw)
-η
t

:hiệu suất hệ thống.
Tính công suất làm việc của máy (đĩa quay) được xác định theo công
thức:

1000
VP
N
tt
LV
⋅
=
(kw).
Trong đó:
-P
tt
:lực cắt tác dụng nên dao cắt.
-ν:vận tốc dài của đĩa quay

Vậy công suất làm việc của máy là:

177,0
1000
23,5.8,33
1000
==
⋅
=
VP
N
tt

LV
(kw).
Xác định hiệu xuất hệ thống:
Ta có: η
t
=η
d.
η
o
Trong đó:
-η
d
:hiệu suất của bộ truyền động đai
(chọn η
d
=0,96)
-η
o
:hiệu suất một cặp ổ lăn.(chọn η
o
=0,99).
η
t
=η
d.
η
o
=0,96.0,99=0,95
→
186,0

95,0
177,0
===
t
lv
ycdc
N
N
η
(kw).
Chọn động cơ:
Kiểu động cơ Công
suất (kw)
Vận tốc
quay
(v/ph)
cosφ
ax
min
m
d
T
T
k
dn
T
T
Khối lượng
(kg)
4A71B8Y3 0,25 680 0,65 1,7 1,6 27

2.4.4) Xác định hệ số truyền của hệ thông.
Từ sơ đồ động của máy ta thấy tỷ số truyền của hệ thống chính là tỷ
số truyền của bộ truyền động đai.Tỷ số truyền của bộ truyền động đai được
xác định theo công thức:

72,2
250
680
====
dcat
dc
dt
n
n
ii
+)Xác định công suất trên các trục:
N
1
=N
dc
=0,25(kw)
Công suất trên trục của đĩa cắt:
N
2
=η
1-2
.N
1
=0,95.0,25=0,24(kw).
+)Xác định mômen xoán trên trục.

Mômen xoắn trên trục động cơ:
M
xl
=0,95.10
6
1
1
n
N
=9,55.10
6
.
680
25,0
=3511(N.mm)
Mômen xoắn trên trục đĩa cắt:
M
x2
=
12733
250
24,0
.10.55,9.10.55,9
6
2
2
6
==
n
N

(N.mm).
III: Thiết kế bộ truyền động đai.
a) Chọn đai.
Ở phần tính toán động lực học thiết bị (phần I). Ta đã xác định được Mô men
của bán dẫn tức là mô men xoắn trên trục động cơ:
M
x1
= 3511 (N.mm) = 3,511 (N.m).
Dựa vào bảng hướng dẫn chọn đai thang trên ta chọn đai thang loại O.
Các thông số cơ bản của đai thang loại O:
b
b = 10 (mm)
b
c
= 8,5 (mm)
h = 6 (mm)
Y
o
= 2,1 (mm)
F = 47 (mm) ( diện tích tiết diện đai).
b. Xác định đường kính bánh dẫn.
Chọn đường kính bánh đai nhỏ D
1
theo bảng tiêu chuẩn ( trang 45, bảng 18).
Chọn D
1
= 70 (mm).
+ Kiểm nghiệm vận tốc đai theo điều kiện biên:

( )

1 1
4
. .
25 30
6.10
D n
v
π
= ≤ ÷
(m/s).
Trong đó: - D
1
: Đường kính bánh dẫn. D
1
= 70 (mm)
- n
1
: Số vòng quay của bánh dẫn. n
1
= 680 (v/p)
4
.70.680
2,94( / ) 25( / )
6.10
v m s m s
π
⇒ = = ≤
(t/m).
+ Tính đường kính bánh đai lớn D
2

theo công thức.

2 1
. .(1 )D i D
ξ
= −
Trong đó: - i: Tỷ số truyền của truyền động đai: i = 2,72
- ξ: Hệ số trượt: ξ = 0,02
D = 2,72.70.(1- 0,02) = 187,6 (mm).
Để đảm bảo thay thế sửa chữa nhanh ta chọn bánh đai lớn D
2
theo tiêu chuẩn.
Chọn D
2
theo tiêu chuẩn = 180 (mm).
( Đường kính D
1
,D
2
xác định trên đường kính vòng lớn trung hòa của đai khi đai
vòng qua bánh). Cũng là đường kính danh nghĩa của bánh đai trong tính toán.
Sau khi chọn D
1
,D
2
theo tiêu chuẩn ta phải kiểm nghiệm tỷ số truyền và vận tốc
quay của trục bị dẫn.
Ta có công thức kiểm nghiệm sau:

1

2 1 1
'
2
. .(1 ) . .(1 ).
n
D D i D
n
ξ ξ
= − = −
Tính lại số vòng quay thực tế của bánh bị dẫn 
'
1
2 1
2
70
.(1 ). .(1 0,02).680 259
180
D
n n
D
ξ
= − = − =
(v/p)
Ta có tỷ số:
2
'
2
250
.100 .100 97%
259

n
n
= =
 Sai số giữa
'
2
n
và n
2
= 100% - 97% = 3%. Thông thường sai số này nằm trong
khoảng (3÷5)%.
Vậy điều kiện này thỏa mãn.
c) Xác định khoảng cách trục.
Ta có bảng:
Tỷ số truyền 1 2 3 4 5 6
A
sb
1,5D
2
1,2D
2
D
2
0,95D
2
0,9D
2
0,85D
2
Chọn A

sb
= D
2
= 180 (mm).
+ Xác định chiều dài đai L và khoảng cách trục A.
Tính chiều dài sơ bộ. Ta có công thức sau:

2
2 1
1 2
( )
2. .( )
2 4.
sb sb
sb
D D
L A D D
A
π
−
= + + +
Chọn chiều dài đai theo tiêu chuẩn: Chọn L = 750 (mm)
+ Kiểm tra số vòng chạy đai theo điều kiện.

1 1
. . .70.680
3,32 10
60. 60.750
D nv
U

L L
π π
= = = = <
(t/m)
+ Từ chiều dài đai được chọn theo tiêu chuẩn ta cần phải tính lại khoảng cách
trục. Ta có công thức:

[ ]
2
2
2 1 2 1 2 1
2. ( ) 2. ( ) 8.( )
8
L D D L D D D D
A
π π
− − + − − − −
=
Thay số ta có:

[ ]
2
2
2.750 (180 70) 2.750 (180 70) 8.(180 70)
283,3
8
A
π π
− − + − − − −
= =

(mm).
d) Kiểm nghiệm góc ôm của bánh đai α
1
.
Ta kiểm nghiệm theo công thức:

0 0 0
2 1
1
180 .57 120
D D
A
α
−
= − ≥

1
180 70
180 .57 157,9 120
283,3
o o o o
α
−
= − = ≥
(t/m)
e) Xác định số đai cần thiết.
Số đai được xác định theo khả năng kéo của bộ truyền.

0
1000.

.
. . . . .
p t v
N
Z
V F c c c
α
σ
≥
 
 
Trong đó:
- N: Công suất của bánh dẫn N
1
= 0,25 KW
- V: Vận tốc đai.

1 1
. . .680.180
565,5
60 60
n D
V
π π
= = =
(m/s)
-
0
p
σ

 
 
: Ứng suất cho phép của đai hình thang = 1,45
- c
α
: Hệ số ảnh hưởng của góc ôm = 0,92
- c
v
: Hệ số ảnh hưởng của vận tốc = 1,04
- c
t
: Hệ số ảnh hưởng của tải trọng = 0,6

1000.0,25
0,53
565,5.1,45.0,92.1,04.0,6
Z ≥ =
Chọn Z = 1. Vậy số đai cần thiết để truyền chuyển động là 1 đai.
f) Xác định kích thước bánh đai.
Sau khi chọn đai và bánh đai theo tiêu chuẩn ta có các thông số sau:
Tiết
diện
Kích thước rãnh Đường kính tính toán của bánh đai
h
o
e t s K 34
o
36
o
38

o
40
o
O 2,5 10 12 8 5,5 63-70 80-160 112-160 180
+ Bánh đai nhỏ D
1
với α
1
= 34
o
- Đường kính ngoài bánh đai nhỏ D
n1
= D
1
+ 2.h
0
= 70 + 2.2,5 = 75 (mm)
- Đường kính trong bánh nhỏ D
t1
.
D
t1
= D
1
-2.e
= 75 – 2.10 = 55 (mm)
- Chiều rộng bánh đai nhỏ B
1
.
B

1
= (Z – 1).t + 2.S
= (1-1).12 +2.8 = 16 (mm)
+ Bánh đai lớn D
2
với α
2
= 40
0
.
- Đường kính ngoài bánh đai lớn D
n2
.
D
n2
= D
2
+ 2.h
0

= 180 + 2.2,5 = 185 (mm).
- Đường kính trong bánh đai lớn D
t2
.
D
t2
= D
n2
-2.e
= 185 – 2.10 = 165 (mm)

- Chiều rộng bánh đai B
2.
B
2
= (Z – 1).t + 2.S
= (1-1).12 + 2.8 =16 (mm)
g) Xác định lực tác dụng nên trục.
Lực tác dụng nên trục được xác định theo công thức:

1
0
3. . . .
2
R F Z Sin
α
σ
≈
Trong đó.
- α
0
: Ứng suất của đai thang = 1,2 (N/mm
2
)
- F: Tiết diện đai = 47 (mm
2
)
- Z: Số đai =1
- α
1
= 34

0

34
3.1,2.47.1. 49,5
2
R Sin≈ ≈
(N).
Lực R được coi gần đúng có phương lằm trên đường nối tâm 2 bánh đai, chiều
từ bánh này hướng đến bánh kia.

IV:Thiết kế trục.
1.Thông số đã biết.
- Công suất trục động cơ : 0,25KW
- Công suất trên trục truyền 0,24KW
Mômen xoắn trên trục động cơ 3511(N.mm
2
)
Mômen xoắn trên trục truyền 12733(N.mm
2
)
Đường kính bánh đai: