Hãy phân tích và so sánh ưu nhược điểm của các loại máy xay xát kiểu trục vít ,kiểu nhiều đĩa, kiểu trục côn ,kiểu cặp lô cao su

Trường Đại Học Nông Lâm Huế
Khoa Cơ khí -Công nghệ

CHUYÊN ĐỀ HỌC PHẦN
CÁC THIẾT BỊ CƠ BẢN TRONG CHẾ BIẾN NÔNG SẢN
THỰC PHẨN
Tên chuyên đề: Hãy phân tích và so sánh ưu nhược điểm của các
loại máy xay xát: kiểu trục vít ,kiểu nhiều đĩa, kiểu trục côn ,kiểu
cặp lô cao su(thuyết minh,sơ đồ,ảnh, bản vẽ).Từ đó đề xuất phạm
vi ứng dụng?
Người thực hiện: Trần Hữu Khang
Lớp: Công thôn 39A
Giáo viên hướng dẫn: TS. Đinh Vương Hùng
Huế,30/12/2007
1
I. Đặt vấn đề:
Máy xay xát dùng tách lớp vỏ cứng bên ngoài của các hạt ngủ cóc .Lớp
vỏ này thường không dính quá chặt vào nhân hạt ,và củng tương đối dẻ
vở , vì vậy phần lớn các máy xay làm việc theo nguyên lí dịch trượt hay
va đập nhằm làm tách phần vỏ trấu cứng ra khỏi nhân hạt bên
trong.Tiếp theo của quá trình tách vỏ trấu của lúa cần bóc tiếp lớp vỏ
lụa mỏng của gạo ,chủ yếu là cenlulo.Quá trình xát chủ yếu dựa vào ma
sát nên có nhiều kiểu máy xay xát khác nhau .Chất lượng

máy được
đánh giá vào mức tách cám ,năng suất và tỉ lệ gãy vỡ.Thông thường
,các lớp vỏ lụa bám rất chác vào trong phôi nhủ ,Quá trình tách vỏ lụa
rất khó so với tách vỏ trấu ,Các máy xay xát thường sử dụng nguyên lí
làm mòn bằng cách cho các khối hạt chuyển động ,hạt ma sát với thành
máy hoạc hạt ma xát với nhau ,lớp vỏ lụa mòn dần và bong ra khỏi hạt.
Ở đây ta sẻ nghiên cứu quá trình tách vỏ bằng các loại máy xay xát kểu

trục vít ,kiểu nhiều dĩa đá ,kiểu trục côn kiểu cặp lô cao su.
II. Nội dung nghiên cứu:
2.1 Máy xát trục côn
Gồm một rôto hình nón cụt có đáy lớn ở phía trên, đáy nhỏ ở phía
dưới (cũng có thể ngược lại) được bao bọc bằng một lớp đá nhám. Rôto
được lắp trên trục thẳng đứng và truyền động quay. Bao bọc xung
quanh trục là lớp lưới xát tạo ra một khoang trống giữa rôto và lưới, gọi
là khoang xát. Lưới gồm nhiều phần ghép, giữa hai phần lưới là một
thanh bằng cao su (gồm 6 thanh), khoảng cách giữa các thanh cao su
với mặt đá nhám của rôto nhỏ hơn so với lưới. Phía dưới khoang xát là
cửa thoát hạt xát có lắp côn điều chỉnh để độ mở của cửa thoát. Bên
ngoài lưới là khoang chứa cám gắn với quạt hút để hút cám ra ngoài
đồng thời làm nguội hạt. Để điều chỉnh khe hở giữa trục và lưới, có thể
điều chỉnh nâng trục lên hoặc hạ xuống được nhờ tay quay điều chỉnh,
qua đó làm tăng hoặc giảm khe hở xát giữa rôto và lưới. Thanh cao su
cũng có thể điều chỉnh ra vào được.
2
Hình - 1
. Máy xát trục côn (trục quay lên
Hình - 2
.

Máy xát trục
côn (quay

xuống)
Hạt được đưa vào máy từ phía trên, vào khoảng trống giữa rôto và lưới
xát.Trục rôto quay làm lớp hạt tiếp xúc với bề mặt đá nhám bị mài mòn.
Khi hạt đi qua khe hở giữa thanh cao su và bề mặt trục, sự mài mòn
diễn ra tích cực hơn do hạt chịu lực đàn hồi của thanh cao su ép mạnh

về phía mặt đá nhám. Ngoài ra sự chuyển động của cả khối hạt làm
tăng sự cọ xát cũng làm lớp vỏ lụa bị mòn nhanh chóng. Như vậy, do
ma sát giữa vỏ lụa và trục côn, giữa các hạt với nhau, vỏ lụa mòn và
bong ra. Lớp vỏ lụa bị mài mòn gọi là cám gạo có kích thước tương đối
mịn. Quạt hút cám, hút không khí ngang lớp hạt, xuyên qua lưới mang
theo cám gạo, và làm nguội khối hạt xát. Do trục xát đặt thẳng đứng,
hạt có khuynh hướng di chuyển xuống phía dưới và thoát ra ngoài theo
cửa thoát. Ðể thay đổi độ trắng hạt sau khi xát, người ta thay đổi diện
tích của thoát để tăng thời gian lưu lại trong máy của hạt. Tuy nhiên khi
tăng độ trắng làm giảm năng suất làm việc của máy.
Số vòng quay trục từ n= 400 – 600 v/p. năng suất thay đổi theo giống
lúa, thường từ 2,5 t/h đến 8
t/h, tùy theo kích cỡ máy và theo độ trắng gạo xát.
2.2 Máy xát nhiều dĩa đá có thổi gió
Máy xát nhiều dĩa đá có thổi gió gổm một trục quay trên đó có lắp
nhiều dĩa đá hình trụ ngắn, giữ các dĩa là vòng cách có đường kính nhỏ
hơn, và có nhiều lỗ thổi gió. Tương tự như máy xát trục côn, bao
quanh trục có dĩa đá là lưới xát để thoát cám và 4 thanh cao su.
Khoảng cách giữa lưới, các thanh cao su và dĩa đá có thể điều chỉnh
được bằng cách dịch chuyển lưới và thanh cao su. Hạt ra ngoài theo
cửa thoát lắp bên dưới. Diện tích thoát của cửa thoát cũng được điều
chỉnh nhờ một côn điều chỉnh.
3
Hình - 3
. Máy xát nhiều dĩa

đá
Hạt được cho vào khoang xát giữa lưới và dĩa đá. Dĩa đá quay làm
khối hạt chuyển động. Khi qua ngang khoảng hở nhỏ giữa thanh cao
su, hạt tiếp xúc mạnh với bề mặt lớp đá nhám, làm mòn lớp vỏ lụa bên

ngoài hạt. Ngoài ra tác động tự mài mòn khi ma sát giữa hạt với hạt
cũng có tác động đáng kể tới quá trình xát trắng hạt.
Hình - 4
. Máy xát trục vít

Hình - 5
. Máy xay xát kiểu nhiều đĩa đá
2.3 Máy xát trục vít
Máy xát trục vít gồm có một trục xát có 2 đoạn: đoạn đầu có cánh dạng
vít, đoạn sau có cánh thẳng, được truyền động quay nhờ động cơ điện
qua bộ truyền đai thang. Bao bọc xung quanh trục xát là bao lưới hình
lục giác hoặc bát giác được ghép từ nhiều tấm riêng rẽ. Lưới làm từ
4
thép tấm, có lỗ gia công nghiêng một góc so với cạnh của tấm lưới, có
dạng dài, chiều rộng nhỏ hơn kích thức hạt xát Phễu nạp liệu có cơ cấu
rung cấp liệu được lắp phía đoạn trục cánh vít, còn phía cuối đoạn trục
cánh thẳng là cửa thoát sản phẩm xát. Một tấm chặn đóng kín của thoát
hạt xát nhờ các khối đối trọng lắp phía ngoài. Trong nhiều trường hợp,
trục quay có lỗ rỗng dẫn không khí nén hay nước đưa vào khối hạt.
Khi làm việc, hạt từ phễu nạp liệu đi vào trong khoang xát. Do tác động
cánh vít, khối hạt sẽ được đẩy vào trong tạo một áp suất lên khối hạt.
Bên trong, đoạn trục cánh thẳng quay làm khối hạt quay theo, ma sát
với lỗ lưới và ma sát với nhau làm cho lớp vỏ lụa bị mòn, bong ra. Áp
suất của khối hạt càng lớn, ma sát càng lớn. Do lớp bao lưới quanh trục
xát có hình lục giác hoặc bát giác nên có sự xáo trộn mạnh làm cho quá
trình xát xảy ra đồng đều với cả khối hạt. Đôi khi giữa
2 tấm lưới có lắp thêm một thanh chắn nhô vào phía trong dọc theo
suốt chiếu dài máy, làm chuyển hướng dòng hạt đang di chuyển làm
tăng đáng kể độ xáo trộn của khối hạt. Tấm chặn cửa thoát có tác dụng
điều chỉnh áp suất trong khoang xát, từ đó điều chỉnh độ trắng của hạt

xát. Khi áp suất trong khoang xát lớn sẽ đẩy tấm chặn làm hạt thoát ra,
còn khi áp suất giảm, đối trọng sẽ tác động làm tấm chặn đóng làm
giảm cửa thoát hạt.
Hình - 6
. Máy xát trục vít
Máy xát trục vít còn có thể dùng để đánh bóng hạt. Khi đó một lượng
nhỏ nước được đưa vào khối hạt giúp cho bề mắt hạt bóng đẹp hơn
sau khi xát. Không khí cũng được thổi vào làm khối hạt nguội hơn
đồng thời giúp thoát cám nhanh chóng cũng góp phần làm sạch, bóng
bề mặt hạt.
2.4 . Lý thuyết tính toán trong máy xay xát
Để tiến toán máy bóc vỏ hành có hiệu quả quá trình xay nguyên liệu
trong máy xay cỏtục cao su, thi điều rất quan trọng là phải quy định lực
nén hạt thích hợp trong vùng làm việc giữa hai trục, chiều dài đoạn đường
của hai hạt đi qua vùng làm việc giữa hai trục; với hiệu quả công nghệ
xay cao thì đoạn đường này phải nhỏ nhất.
Ta hãy nghiên cứu (hìnhIX-7) chiều dài đoạn đường (L) của vùng làm
việc giữa hai trục mà trên đó các bộ phận làm việc tác động lên hạt. Nếu
ký hiệu góc giữa đường tâm và bán kính (góc ôm) đi qua đường tiếp xúc
5
của hạt với bề mặt trục ở chỗ hạt đi vàovùng làm việc là α và ở chỗ cửa
ra của các trục (góc ra) là α
1
, đường kính của trục lá D bằng mm, khoảng
cách giữa hai trục (khe hở làm việc) δ bằng mmvà kích thước hạt d bằng
mm thì từ góc vuông của tam giác OAC, cosα = OA/OC theo sơ đồ rõ
ràng là OC = D + δ/ 2, còn OA = OB + BA = D/ 2 + d/ 2 = D + d/ 2. ở
đây, ta lấy hạt có dạng hình cầu do đó :
cosα =
OA

OC
=
2
dD
2
D
+
δ+
=
dD
D
+
δ+
(IX-4)
Đối với α
1
cũng khảo sát tương tự. Trong đó cần coi chiều dài đoạn
đường nén hạt ơ trong góc kép α có trị số lý thuyết lớn hơn ở trong α
1
,
nhưng vì hiệu giữa các kích thước hạt trước và sau

khi ra khỏi vùng làm
việc giữa hai trục rất nhỏ (gần 100 đén 160 micromet) nên trong thực tế
tính toán có thể bỏ qua.
Chiều dài làm việc của đoạn nén hạt L
nén
trong vùng làm việc giữa hai
trục được xác định từ hình IX-7:
α = arc cos

dD
D
+
δ+
,
Từ đó:
L
nén
= 2
360
Dπ
arc cos
dD
D
+
δ+
mm (IX-5)
Thay trị số bằng số vào khi D = 200 mm, d = 2 mm, δ = 0,3 mm ta được

L
nén
= 2
360
200143 .,
arc cos
2200
30200
+
+ ,
= 26,1 mm

Một trong những yếu tố cơ bản có ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình
xay trên trục cao su quay ngược chiều nhau là chọn đúng tốc độ vòng
khác nhau của các trục (v), hơn nữa, người ta đã quy định rằng đối với
mỗi dạng nguyên liệu có một tỉ lệ tốc độ vòng thích hợp (vi sai K) .
Như ta thấy từ công thức (IX-5), chiều dài làm việc của đoạn nén phụ
thuộc vào đường kính của trục (D), kích thước hạt (d) khe hở giữa các
trục (δ) và hoàn toàn không phụ thuộc vào tốc độ vòng của các trục và vi
sai của chúng.
Vì các trục quay với tốc độ vòng khác nhau nên một trong chúng (nhanh)
vượt sớm hơn ttrục kia (chậm) với một đại lượng xác định nào đó ở đoạn
làm việc L
nén
. Hãy xác định đại lượng vượt sớm đó và gọi nó là chiều dài
trượt L
tr
. Kí hiệu tốc độ vòng của trục nhanh là v
n
m/s, còn của trục chậm
là v
c
m/s và tỷ lệ tốc độ vòng của các trục là K = v
n
/ v
c
Xác định L
tr
theo hình (IX-8). Khi trục nhanh chuyền động ổn định đều
với tốc độ v
n
sau một thời gian nhất định thì nó đi được một đoạn đường

6
từ khi kẹp hạt (điểm E cho đến khi sản phẩm ra khỏi vùng làm việc điểm
Q) bằng L
tr
.
Cũng ở khu vực đó trục chậm với tốc độ v
c
sau một khoảng thời gian như
thế cũng đi được một đoạn đường bằng E
1
q
1.
Từ sơ đồ hình (IX-8) ta thấy
rằng trục v
n
vượt sơm hơn trục v
c
một cung qQ hay L
tr
. Như vậy L
tr
được
xác định theo phương trình:
c
trnen
v
LL −
′
=
n

nen
v
L
′
từ đó
L
tr
= L
nén
-
n
cnen
v
vL
′
;
L
tr
=
c
cnnen
v
vvL )( −
′
mm (IX-7)
L
tr
= L
nén
(1 -

K
1
) =
K
1KL
nen
)( −
′
mm
(IX-6)
Theo đại lượng đã xác định ở trên L
nén
= 26,1 mm (khi đường kính trục D
= 200 mm, d = 2 mm và = 0,3 mm) và tốc độ trục v
n
=15,5 m/s; v
c
= 9,6
m/s thì L
tr
bằng:
L
tr
=
515
69515126
,
),,(, −
=
515

95126
,
,.,
= 9,9 mm
Vì vậy đại lượng L
tr
là hàm số phụ thuộc vào L
nén
tốc độ vòng của trục v
n

và v
c
tỷ lệ tốc độ của chúng K và mức độ liên hợp tác dụng cơ khí đã xác
định của các bộ phận làm việc của máy(trục) khi xay nguyên liệu.
Để có được hiệu quả công nghệ xay cao của các dạng nguyên liệu khác
nhau trên trụ cao su như ta thấy từ công thức nêu trên (IX-6 và IX-7) có
thể xác định trị số L
tr
thích hợp nhất đối với quá trình xay. Trong điều
kiện khi (L
nén
= const đối với tỷ lệ K khác nhau có thể xác định đại lương
L
tr
thích hợp. Giả thiết rằng L
nén
= 26,1 mm, tìm các trị số tương ứng của
L
tr

xem trang 466 bảng IX-1).
Từ bảng IX-1 có thể thấy rằng, tiếp tục tăng K khi L
nén
= const chỉ làm
tăng L
tr
rất ít,thực tế cón không có ý nghĩa, vì vậy mà lấy K lớn hơn 3 là
không hợp lý,vì chỉ có thể ảnh hưởng không đáng kể đến việc nâng cao
hệ số bóc vỏ K
bv
.

K
bv
=
1bc
2bc1bc
K
KK
.

−
100 = (1 -
1bc
2bc
K
K
.
.
) . 100%

Trong đó: K
c.b1
- số lượng hạt chưa bóc vỏ trước khi dưa vào máy, %.
K
c.b2
- số lượng hạt chưa bóc vỏ sau khi cho đi qua máy, %.
Từ việc xác định L
nén
và L
tr
nêu trên có thể kết luận như sau:
7
Như đã chỉ rõ1- chiều dài làm việc của đoạn nén hạt (L
nén
) trong
vùng làm việc giữa hai trục chỉ phụ thuộc vào các thông số hình
học,nghĩa là phụ thuộc vào đường kính trục
(D bằng mm), kích thước hạt (d mm)và khe hở giữa hai trục (δ mm).
Các tốc độ vòng của trục (v
n
và v
c
)và vi sai K của chúng không ảnh
hưởng đến L
nén
.
2. Chiều dài làm việc của đoạn trượt (L
tr
) phụ thuộc hoàn toàn vào các
thông số hình học (L

nén
) cũng như vào các thông số động học (v
n
v
c
và K);
3. Hệ số K
bv
phụ thuộc vào L
tr
đến một trị số nhất định, nghĩa là L
tr
càng
lớn thì K
bv
càng cao.
Như ta đã biết một trong những yêu cầu cơ bản khi xay các hạt ngũ cốc là
giữ gìn cho nhân dược nguyên vẹn nhất. Vì vậy mà lực trong vùng làm
việc của máy không được gây nên sự phá huỷ bản thân hạt trong khi tách
riêng lớp màng (vỏ) một cách có hiệu quả.
Ta còn biết rằng hạt có dạng hình elip khi đi vào vùng giữ hai trục lớn
vuông gó với đường tâm, điều đó cho phép sẽ được sắp xếp thoe hình thái
đương trục xuất phát từ kích thước hạt, thoe chiều dầy của nó khi rút ra
các công thức.
Sau khi hạt tiếp xúc với bề mặt cao su của trục thì nó được vào vùng làm
việc, như ta thấy ở hình IX-9 dọc theo đường trục y-y. Nối tâm của trục
O
1
với tâm của O
3

và xét tam giác vuông O
1
O
3
B, trong x- trị số hiện tại
của góc xác định vị trí của hạt ở thời điểm đã biết.
Đoạn O
1
O
3
=
x
BO
1
cos
=
x2
D
cos
δ+
trong đó O
1
B =
2
D δ+
hạt biến dạng khi trục nén nó và bề mặt cao su của trục cũng biến dạng
đồng thời. Đại lượng biến dạng tuyệt đối của bề mặt cao su được đặ trưng
bằng đoạn CE xác định bằng công thức sau.
Sơ bộ tìm đoạn EO
3

= O
1
O
3
- O
1
E, trong đó O
1
O
3
= D +
x2cos/δ
và O
1
E
= D/2, có nghĩa là bán kính của trục cao su:
EO
3
=
x2
D
cos
δ+
-
3
D
.
Từ đoạn CE = CO
3
– EO

3
, trong đó CO
3
= d/2 mm; ở đây d là đường kính
hạt, như vậy
CE =
2
D
x2
D
2
d
+
δ+
−
cos

Phương trình này đặc trưng cho quy luật thay đổi biến dạng (tuyệt đối)
của bề mặt cao su của trục theo góc x ; góc này có thể thay đổi từ 0 đến x
= α (trong đó góc α là góc kẹp hạt).
Kết luận đó cũng đúng với những trường hợp khi hạt ở dưới đường tâm
của các trục.
Nếu kí hiệu CE = ∆h
0
thì phương trình trên đây có dạng :

8
∆h
0
=

2
d
- (
x2
D
cos
δ+
-
2
D
)
(IX-8)
Khi hạt nằm trên đường tâm của các trục (x = o) thì ∆h
0
= d - δ/2 tức là
có biến dạng tuyệt đói lớn nhất trên bề mặt cao su của trục.
Giả thiết rằng d = 4 mm; D = 200 mm; δ =1,0 mm; x = 0, như vậy :

CE =
2
4
-
02
1200
cos
+
+
2
200
= 1,5 mm

Khi x = α, nghĩa là ở điểm tiếp xúc của hạt với bề mặt trục (ở chỗ hạt đi
vào vùng làm việc), cosα = D + δ/D + d ; biến dạng hạt bằng 0.
Giả thiết hạt đang dùng có dạng hình cầu cứng tuyệt đối, ta xác định đại
lượng lực nén lên hạt trong vùng làm việc giữa hai trục.
Theo lý thuyết đàn hồi khi nghiên cưu ép quả cầu cứng tuyệt đối lên bề
mặt đàn hồi hình trụ “gần như vô tận”, ta có thể biểu diễn sơ đồ tác dụng
tương hỗ của trục và hạt khi đi hạt qua vùng làm việc (hình IX-10).
Trong sơ đồ đó, lực P là tác dụng của trục thứ hai lên hạt.
đại lượng biến dạng tuyệt đối (∆h
0
) của bề mặt cao su của trục được xác
định phụ thuộc vào lực P bởi quan hệ sau:
∆h
0
=
3
2
21
21
2
1
2
p
RR
R2R
32
K9 +π
(IX-9)
Trong đó K
1

=1 - µ/πE ; thông số K
1
đặc trưng cho tính chất cơ học của
cao su;
µ - hệ số poisson ; µ = 0,5;
E – mô đun đàn hồi của cao su khi độ rắn của nó là 85 – 90 đơn
vị (theo máy đo độ rắn TM-2) bằng 7,5 đến 8,0 MN/m
2
(75 – 80 kG/
2
cm
);
R
1
= d/2 _ bán kính quả cầu (hạt), m(cm);
R
2
= D/2_bán kính của trục cao su hình trụ,m(cm);
Biết ∆h
0
có thể thay đổi trị số của nó vào công thức (IX-9) và xác định
đại lượng lực p nén hạt.
Sau khi biến đổi công thức (IX-9) có dạng:

P =
1
K3
4
π
)(

2
1
21
3
0
R
2
R
RRh
+
∆
N (kG)
(IX-10)
Do đó lực nén hạt trong vùng làm việc giữa các trục là hàm số của vị trí
của nó (
0
h
∆
), kích thước hạt (d), đường kính trục (D) và tính chất cơ học
của bản thân cao su của trục.
9
Bởi vì ở khoảng giữa hai trục, sự phân bố hạt được quy ước chọn theo các
dẫy với khoảng cách 1°30′ và góc kẹp hạt có đường kính 200 mm là
7°30′ trên đường tâm của các trục có thể xếp được 5 dẫy hạt.
Biết kích thước hạt, ví dụ như đối với hạt kê d = 2 mm, và đối với gạo d =
3 mm, khi khe hở giữa các trục cao su tương ứng là δ =0,3 mm vàδ =
0,75 mm, có thể xác định
0
h
∆

và P :
K
1
=
E
1
2
π
µ−
=
80143
501
2
.,
,−
=
251
750,
= 0,003.
Thay các số liệu vào công thức (IX-8) và (IX-10) ta được trị số bằng số
của biến dạng tuyệt đối
0
h
∆
của trục cao su và lực P nén hạt ở vùng làm
việc giữa hai trục đối với mõi dẫy.
Tuỳ theo mức độ gần nhau của hạt đối với đường tâm của các trục mà đại
lượng
0
h

∆
và P tăng lên.
Biết lực mà một hạt phải chịu và số lượng hạt ở trong vùng làm việc, có
thể xác định lực nén sinh ra giữa các trục trong quá trình xay, có kể đến
hệ số đầy của vùng làm việc trong giới hạn từ 0,5 đến 0,60. Số lượng hạt
n trong vùng làm việc giữa hai trục được xác định theo kích thước của
bản thân hạt, có nghĩa là theo chiều dày c của nó (đối với hạt có dạng
hình elip) hay đường kính d’ (đối với hạt hình dạng cầu) và chiều dài của
trục ( L
c
):
n = L
c
/ d’
Trong quá trình bóc vỏ, ngoài các lực nén ra, thì lực dịch trượt cũng có ý
nghĩa lớn, khi trục quay cái nọ ngược chiều cái kia với tốc độ vòng khác
nhau.Trục nhanh quay trượt trục chậm một đại lượng L
trươt,
, lúc này do kết
quả ép hạt vào bề mặt cao su mà trục nhanh không những chỉ phá huỷ lớp
vỏ của hạt bằng nén ở vùng làm việc giữa hai trục, mà còn tách lớp vỏ đó
ra, có nghĩa là tiến hành quá trình xay.
Thời gian tiến hành phá lớp vỏ ngoài của hạt dưới tác dụng của trục cao
su được đo bằng phần nghìn giây. Lực cản trung bình để phá lớp vỏ hay
lực trung bình của trục nhanh tác dụng lên hạt đươc xác định trên cơ sở
định luật động lượng.
Ta thành lập sơ đồ tính toán để xác định lực tác dụng của trục nhanh lên
hạt. Nguyên liệu từ phễu cung cấp rơi tự do vào vùng làm việc giữa các
trục quay với tốc độ v
n

(đối với trục nhanh) và v
c
(đối với trục chậm). ở
thời điểm tiếp xúc của hạt với trục, nó đạt được tốc độ rơi tự do (không
kể sức cản của không khí):
v
h1
=
gH2
m/s;
Trong đó : v
h1
_tốc độ hạt ở điểm A, m/s;
g - gia tốc rơi tự do của vật thể, m/s
2
;
H- chiều cao rơi của hạt, m;
Tốc độ của hạt ở thời điểm khi nó rơi khỏi vùng làm việc có thể lấy gần
đúng bằng một nửa tổng đại số tức là :
10
v
1
=
2
vv
cn
+
Khối lượng một hạt m = A/10
6
g ; trong đó A là trọng lực (trọng lượng)

của 1000 hạt được tính bằng G(N) của nguyên liệu đem chế biến.
Thời gian tác dụng của trục lên hạt được xác định xuất phát từ điều kiện
chuyển động với gia tốc của nó trong vùng làm việc. Trên
hình IX-11 cho biết đoạn đường chuyển động của hạt trong vùng làm việc
S. Cung vòng tròn hay L
nén
đối với các đường kính ứng dụng của trục và
kích thước hạt thường thường ở trong giớ hạn 25- 30 mm và hình chiếu
của cung đó trên đường trục y-y với mức đủ chính xác đối với thực tế tính
toán có thể lấy bằng: S = L
nén

Vậy thời gian hạt đi qua vùng làm việc được xác định theo công thức:
τ =
21
vv
S2
+
=
21
nen
vv
L2
+
′
(IX-11)
Trong đó : τ _ thời gian hạt đi qua vùng làm việc, s;
L
nén
_ chiều dài đoạn nén hạt trong vùng làm việc, m;

v
1
= v
n
+v
c
/2 - tốc độ hạt ở thời điểm nó rời khỏi vùng làm việc,
m/s;
v
1
=
gH2
- tốc độ hạt ở thời điểm nó rời khỏi vùng làm việc,
m/s;
Lực tương đương tác dụng lên hạt trong vùng giữa hai trục là P
0
= P
n
–
P
c
; trong đó P
n
, P
c
là các lực đo trục quay nhanh và quay chậm tác dụng
lên hạt.
Ta hãy xác định trị số P
0
dựa trên cơ sở định luật động lượng. Thành lập

phương trình:
m(v
1
– v
2
) = P
0
τ
Trong đó: m là khối lượng hạt, kg;
P
0
=
τ
− )(
21
vvm
.
Biết m và τ, thay các trị số của chúng sẽ xác định được lực dịch trượt cần
thiết để bóc lớp vỏ ngoài của hạt :
P
0
=
nen
6
2
2
2
1
L2g10
vvA

′
−
.
)(
=
[ ]
nen
6
2
cn
gL108
gH8vvA
′
−+

)(
, N(kG) (IX-12)
Biết P
0
có thể xác định được tổn thất năng lượng (E) trong quá trình xay
hạt; vì trục nhanh quay vượt hơn trục chậm một đại lượng L
trươt
và L
tr
= K
– 1/K cho nên trên đoạn đó trong vùng làm việc giữa hai trục năng lượng
được sử dụng để bóc vỏ và phá huỷ lớp vỏ của hạt. Thay trị số L
trượt
vào
công thức, có thể xác định đại lượng công tiêu thụ trong quá trình xay:

E = P
0
L
tr
[ ]
nen
6
2
cn
gL108
gH8vvA
′
−+

)(
L
nén
(
K
1K −
), J(kGm)
hay có kể đến công nén (N
nén
)
11

E =
[ ]
nen
6

2
cn
gL108
gH8vvA
′
−+

)(
(
K
1K −
) + N
nén
, J(kGm) (IX-13)
Về tổn thất năng lượng đối với một hạt, người ta tính công suất và tiêu
thụ năng lượng để bóc vỏ số lượng hạt thực tế có tính đến hệ số dày ở
vùng làm việc giữa hai trục.
Hiệu quả công nghệ làm việc của máy xay được đặc trưng bằng chỉ tiêu
chủ yếu – chất lượng bóc vỏ sau một lần hạt đi qua máy.
Trong những trường hợp khi cần phải xác định hệ số bóc vỏ K
bv
trong khi
cho một phần hay toàn bộ hạt đã xay quay trở lại hỗn hợp cùng vớihạt
chơa xay để đưa vào máy xay hay máy sát tiếp theo, có thể dùng công
thức :
K
bv
=
100
CK

mMC
11bc
+
++
.
)(
(IX-14)
Trong đó : C _ số lượng hạt được bóc do kết quả gia công, %;
M _ số lượng nhân bị vỡ, %;
m _ số lượng cám, %;
C
1
_số lượng hạt đã bóc vỏ có lẫn trong hỗn hợp đưa quay trở
lại máy để gia
công lại, %;
K
c.b1
_ số lượng hạt chưa bóc vỏ trước khi đưa vào máy,%;
Hệ số nguyên vẹn của nhân (K
n
) xácđịnh theo công thức :
K
n
=
mMN
N
++
, % (IX-15)
Trong đó N _ số lượng nhân nguyên vẹn, %;
Khi xay trên máy mà lấy ra được nhân nguyên vẹn càng hoàn toàn thì quá

trình xay trên máy đó càng có hiệu quả. Hiệu quả công nghệ làm việc của
máy xay được đặc trưng bằng hệ số chung η
x
, nói lên chỉ tiêu về chất
lượng và số lượng của máy làm việc
η
x
= K
bv
.K
n
, % (IX-16)
Hệ số bóc vỏ của hạt ở trong máy xay trục cao su sau một lần cho hạt đi
qua máy là 0,88 đến 0,92 với lượng nhân bị vỡ thấp nhất là 0,3 đến 0,5%.
Để xác định năng suất lý thuyết của cặp trục làm việc nên dùng công thức
:
hệ SI Q = ρlv
3
δϕ
, kg/s :
hay Q = 0,36ρ
1
lv
3
δϕ ,

kg/h ;
trong đó : ρ
1
_ khối lượng thể tích của sản phẩm trước khi xay, kg/m

3
;
l _ chiều dài trục, m(cm);
v
3
_ tốc độ trung bình của hạt trong vùng xay, m/s;
δ _ đại lượng trung bình của khe hở giữa các trục trong vùng
xay, m(cm);
ϕ _ mức độ chứa đầy thể tích của vùng xay;
12
ϕ = 0,28 – 0,30
13