Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nghiền bột ngô của máy nghiền dạng đĩa

1


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP



NGUYỄN DUY TRƢỜNG


ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN CHẤT LƢỢNG
NGHIỀN BỘT NGÔ CỦA MÁY NGHIỀN DẠNG ĐĨA



LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY


Hƣớng dẫn khoa học: GS.TSKH. Phạm Văn Lang


THÁI NGUYÊN 11 - 2012
2

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP



THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ
KỸ THUẬT
Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN CHẤT LƢỢNG
NGHIỀN BỘT NGÔ CỦA MÁY NGHIỀN DẠNG ĐĨA


Học viên: Nguyễn Duy Trƣờng
Lớp: Cao học K13 – CNCTM
Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

DUYỆT BGH
KHOA ĐÀO TẠO
SAU ĐẠI HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN
KHOA HỌC

GS.TSKH. Phạm Văn Lang
HỌC VIÊN





Nguyễn Duy Trƣờng
1


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


LỜI CAM ĐOAN

Tôi là Nguyễ n Duy Trƣờ ng, học viên lớp Cao học K13 – CN CTM.
Sau hai năm học tập nghiên cứu, đƣợc sự giúp đỡ của các thầy cô giáo và đặc
biệt là sự giúp đỡ của GS.TSKH Phạm Văn Lang, thầy giáo hƣớng dẫn tốt
nghiệp của tôi, và các thầy cô trong phòng thí nghiệm của trƣờng Giao thông
vận tải, tôi đã đi đến cuối chặng đƣờng
để
kết thúc khoá học.
Tôi đã quyết định chọn đề tài tốt nghiệp là: “Nghiên cứu các yếu tố
ảnh hưởng đến chất lượng nghiền bột ngô của máy nghiền dạng đĩa”
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi dƣới sự
hƣớng dẫn của GS.TSKH Phạm Văn Lang và chỉ tham khảo các tài liệu đã
đƣợc liệt kê. Tôi không sao chép công trình của các cá nhân khác dƣới bất cứ

hình thức nào. Nếu có tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.

NGƢỜI CAM
ĐOAN




Nguyễ n Duy Trƣờ ng

2


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên tôi xin đƣợc cảm ơn GS.TSKH Phạm Văn Lang - Thầy
hƣớng dẫn khoa học của tôi về sự định hƣớng đề tài, sự hƣớng dẫn của thầy
trong việc tiếp cận và khai thác các tài liệu tham khảo cũng nhƣ những chỉ
bảo trong quá trình tôi viết luận văn.
Tôi xin cảm ơn các cán bộ công nhân viên phòng thí nghiệm công
trình của trƣờng ĐH Giao thông vận tải, cảm ơn thầy Phạm Ngọc Liên
nguyên cá n bộ Việ n cơ điệ n nông nghiệ p và công nghệ sau thu hoạ ch đã tạo
điều kiện hết sức thuận lợi, giúp đỡ tôi trong quá
trình làm
thí nghiệm, thực
nghiệm để hoàn thành luận văn này.
Tôi cũng muốn cảm ơn các thầ y cô khoa sau đại học trƣờng ĐH KTCN

Thái Nguyên đã giúp đỡ tôi hoàn thành khóa học.
Cuối cùng tôi muốn bày tỏ lòng cảm ơn đối với gia đình tôi, các thầy cô
giáo, các bạn đồng nghiệp đã ủng hộ và động viên tôi trong suốt quá trình làm
luận văn này.

Tác
giả




Nguyễ n Duy Trƣờng


3


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN 1
LỜI CẢM ƠN 2
BẢNG K HIU V NHNG CH VIT TT 7
DANH MỤ C BẢ NG BIỂ U 10
DANH MỤ C HÌ NH VẼ ĐỒ THỊ 11
LỜ I MỞ ĐẦ U 12
Chƣơng 1: 16
TỔ NG QUAN NGHIÊN CƢ́ U MÁ Y NGHIỀ N DẠ NG ĐĨ A 16
1.1. Tầ m quan trọ ng, xu thế phá t triể n củ a chế biế n thƣ́ c ăn gia sú c và má y nghiề n. . 16

1.2. Tnh hnh nghiên cứu v s dng my nghiền trong v ngoi nƣớc. 20
1.2.1. Tnh hnh nghiên cứu, sƣ̉ dụ ng má y nghiề n trong nƣớ c 21
1.2.2. Tnh hnh nghiên cứu, sƣ̉ dụ ng má y nghiề n nƣớ c ngoà i. 23
1.3. Phân loạ i má y nghiề n đĩ a. 25
1.3.1. Phân tí ch nguyên lý : 25
1.3.2. Phân loạ i: 26
1.3.3. So sá nh hiệ u quả củ a má y nghiề n đĩ a vớ i cá c loạ i má y nghiề n khá c. 26
1.3.4. Chọn nguyên l lm vỡ hạt ngô thnh hạt mảnh 28
Kế t luậ n chƣơng 1 29
Chƣơng 2 31
ĐI TƢNG V PHƢƠNG PHP NGHIÊN CU 31
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu. 31
2.2. Mc tiêu nghiên cứu. 31
2.3. Phƣơng phá p nghiên cƣ́ u. 32
4


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


2.3.1. Nghiên cƣ́ u ƣ́ ng dụ ng cơ sở lý thyế t quy hoạ ch thƣ̣ c nghiệ m. 32
2.3.1.1. ng dng phƣơng php quy hoạch thực nghiệm trong nghiên
cƣ́ u thƣ̣ c nghiệ m đơn yế u tố 32
2.3.1.2. ng dng phƣơng php quy hoạch thực nghiệm trong nghiên
cƣ́ u thƣ̣ c nghiệ m đa yế u tố . 36
2.3.1.3. Xƣ̉ lý kế t quả – Xc định mô hnh ton phƣơng n bậc 1 41
2.3.1.4. Xc định mô hnh ton bậc 2 43
2.3.1.5. Xc định gi trị tối ƣu của cc yếu tố hm mc tiêu: 47
2.3.2. Cơ sở củ a lý thuyế t đồ ng dạ ng – mô hì nh – php phân tch thứ nguyên 47
2.3.2.1. ng dng l thuyết đồng dạng v mô hnh trong phƣơng php

nghiên cƣ́ u về má y mó c cơ điệ n. 47
2.3.2.2. Mô hì nh, bản chất v cc dạng mô hnh. 48
2.3.2.3. Chuẩ n số đồ ng dạ ng 51
2.3.2.4. L thuyết thứ nguyên 51
2.3.2.5. Nguyên lý củ a lý thuyế t đồ ng dạ ng – Đị nh lý đồ ng dạ ng. 53
2.3.2.6. Phƣơng phá p xá c đị nh chuẩ n số đồ ng dạ ng. 54
Kế t luậ n chƣơng 2 57
Chƣơng 3 58
CƠ SỞ LÝ THUYẾ T TÍ NH TON B PHN NGHIN 58
3.1. Cơ sở lý thuyế t: 58
3.2. Tnh ton một số bộ phận của my 60
3.2.1. Bộ phậ n nghiề n 60
3.2.1.1. Tnh đƣờng knh đa nghiền 60
3.2.1.2. Tnh năng suất my nghiền 61
5


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


3.2.1.3. Tnh công suất của my 62
3.2.1.4 Tnh chuyển động đai 63
3.2.2. Bộ phậ n nạ p liệ u (Trc vt tải ) 66
3.2.2.1. Năng suấ t củ a ví t tả i: 66
3.2.2.2. Công suấ t ví t tả i: 67
3.2.2.3. Tnh chuyển động đai của trc vt tải: 68
Kế t luậ n chƣơng 3 73
Chƣơng 4 74
KẾ T QUẢ THƢ̣ C NGHIỆ M Đ XC ĐNH ẢNH HƢỞNG CA MT S THÔNG
SỐ ĐN CHẤT LƢNG NGHIN CA MY NGHIN NGÔ DNG ĐA 68

4.1. Cơ lý tí nh củ a nguyên liệ u thí nghiệ m 74
4.2. Phƣơng phá p xá c định độ nhỏ củ a hạ t nghiề n và chi phí năng lƣợ ng riêng 75
4.3. Giớ i thiệ u mô hì nh thí nghiệ m. 76
4.3.1. Cc thông số cơ bản: 78
4.3.2.Thiế t bị đo. 79
4.4. Cc bƣớc thực hiện th nghiệm. 79
4.4.1 Chọn gi trị của cc thông số đầu vo. 79
4.4.2. Mc đch của th nghiệm. 80
4.4.3.Tiế n hà nh thí nghiệ m. 80
4.5. Nghiên cƣ́ u ả nh hƣở ng củ a mộ t số thông số đế n chấ t lƣợ ng nghiề n. 81
4.6. Nghiên cƣ́ u ả nh hƣở ng củ a mộ t số thông số đế n chi phí năng lƣợ ng riêng 83
4.7. Ảnh hƣởng của tốc độ đa nghiền x
1
v tốc độ trc vt tải x
2
đến chi ph
năng lƣợ ng riêng Y
k
88
Kế t luậ n chƣơng 4 95
6


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


KẾ T LUẬ N CHUNG 96
TI LIU THAM KHẢO 98

7

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


BẢNG K HIỆU VÀ NHNG CH VIẾT TẮT

K hiệu
Tên cá c đạ i lƣợ ng
Đơn vị
D
đng

Đƣờng knh đa nghiền
mm
V
Vậ n tố c đĩ a nghiề n
m/s
N
dn
Số vò ng quay trụ c đĩ a nghiề n
v/ph
K
1

Hệ số giƣ̃ a đƣờ ng kính ngoà i và đƣờ ng kí nh trong của đa

K
2

Hệ số thƣ̣ c nghiệ m

φ
Hệ số điề n đầ y thể tí ch

S
Khe hở giƣ̃ a hai đĩ a
mm
δ
Khố i lƣợ ng riêng củ a ngô hạ t
kg/m
3

Q
Năng suấ t má y nghiề n đĩ a
kg/h

đ

Công suât lắ p đặ t




Công suấ t hƣ̃ u dụ ng




Công suấ t không tả i



Hệ số phụ tả i

P
đ/cơ

Công suấ t độ ng cơ má y nghiề n
kw

Chiề u dà i đây đai
mm
Z
Số đây đai
ci

Chiề u rộ ng bá nh đai
mm
D
vt

Đƣờng knh ngoi của cnh vt tải
mm
d
tv
Đƣờng knh của trc vt tải
mm
S
vt

Bƣớ c củ a ví t tả i
mm
d
Đƣờng knh bnh đai
mm

Gc nghiêng của vt tải đối với phƣơng nm ngang
độ
8


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


W
0

Hệ số dẫ n suấ t củ a trở lƣ̣ c chuyể n độ ng sả n phẩ m

P
Công suấ t độ ng cơ biế n tố c vô cấ p

n
vt
Số vò ng quay trụ c ví t tả i
v/ph
a
Chiề u dầ y hạ t ngô
mm
b

Chiề u rộ ng hạ t ngô
mm
l
Chiề u dà i hạ t ngô
mm
d
td

Đƣờng knh tƣơng đƣơng hạt ngô
mm
D
Kch thƣớc cạnh quy về khối lập phƣơng
mm
m
Trọng lƣợng 1000 hạt ngô
g



Khố i lƣợ ng riêng hạ t ngô
kg/m
3

Ψ
Hệ số dạ ng cầ u hạ t ngô

μ
Hệ số ma sá t

K

ph

Hệ số phụ c hồ i

V
tb

Vậ n tố c thăng bằ ng
m/s
σ
p suất tnh ph vỡ hạt
kg/cm
2

D
s

Đƣờng knh của sng
mm
h
Chiề u cao mỗ i sà ng
mm
Wr
Mƣ́ c tiêu thụ điệ n năng riêng
KWh
Ptt
Công suấ t điệ n khá ng
KW
Qtt
Công suấ t trở khá ng

KW
TN
M số th nghiệm

tg
Tổ ng thờ i gian củ a tƣ̀ ng thí nghiệ m
s
ĐĐ
Độ đồng đều
%
NL
Năng lƣợ ng tiêu hao củ a độ ng cơ cho quá trình nghiề n
Wh
NL/tg
Năng lƣợ ng trung bì nh trên mộ t giây củ a tƣ̀ ng thí nghiệ m
Wh/s
X
1

Biế n mã tố c độ quay củ a trụ c đĩ a nghiề n

9


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


X
2

Biế n mã khố i lƣợ ng mẻ nghiề n

x
1

Tố c độ quay củ a trụ c nghiề n
v/p
x
2

Khố i lƣợ ng mẻ nghiề n
kg
Y
N

Chi phí năng lƣợ ng riêng
Wh/kg
10


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


DANH MỤ C BẢ NG BIỂ U

Bảng 1.1: Tnh hnh sản xuất lƣơng thực v chăn nuôi trong cc năm qua
Bảng 1.2: Thƣ́ c ăn công nghiệ p tiế t kiệ m nhiề u so vớ i thƣ́ c ăn truyề n thố ng
Bảng 1.3: Số lƣợ ng gia sú c trong thờ i gian đế n năm 2015 v 2020
Bảng 1.4: Tổ ng sả n lƣợ ng thƣ́ c ăn công nghiệ p ở nƣớ c ta so vớ i cá c nƣớ c Châu Á
Bảng 1.5: Số lƣợ ng thƣ́ c ăn gia sú c trong kế hoạ ch năm 2010 v dự bo đến năm 2020

Bảng 2.1: Kế hoạ ch toà n phầ n n = 2
Bảng 4.1: Khố i lƣợng hạt vo phu trong tng th nghiệm
Bảng 4.2: Kế t quả thí nghiệ m lầ n 1
Bảng 4.3: Kế t quả thí nghiệ m lầ n 2
Bảng 4.4: Kế t quả thí nghiệ m lầ n 3
Bảng 4.5: Danh sá ch cá c thí nghiệ m thƣ̣ c hiệ n
Bảng 4.6: Tổ ng hợ p số liệ u th nghiệm
Bảng 4.7: Ma trậ n thí nghiệ m ả nh hƣở ng củ a tố c độ đĩ a nghiề n x
1
v
tố c độ trụ c ví t tả i x
2
đến chi ph năng lƣợng riêng Y
K






11


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



DANH MỤ C HÌ NH VẼ , Đ TH

Hnh 3.1: Đĩ a nghiề n đƣợ c chọ n dù ng trong thí nghiệ m

Hnh 3.2: Bnh đai lp trên trc đĩ a nghiề n
Hnh 3.3: Bnh đai lp trên trc vt tải
Hnh 4.1: Sơ đồ thí nghiệ m
Hnh 4.2: Bản v tng thể my nghiền đa
Hnh 4.3: Công tơ điệ n 3 pha có tí ch hợ p bộ truyề n dẫ n thông tin và o my tnh
Hnh 4.4: Mố i quan hệ giƣ̃ a thờ i gian nghiề n và hƣ̃ u công
Hnh 4.5: Nhậ p số liệ u và o Minitab
Hnh 4.6: Phân tí ch tì m hệ số hồ i quy
Hnh 4.7: Đồ thị phƣơng trnh hồi quy
Hnh 4.8: Điể m tố i ƣu


12


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


LỜ I MỞ ĐẦ U

1. Tính cấp thiết của đề tài.
Nền kinh tế nƣớc ta đang dần đi vo n định, tiếp tc tăng trƣởng. Sản
xuất nông nghiệp đạt nhiều thành tựu to lớn. Sản xuất lƣơng thực t chỗ
thiếu ăn nay đ c đủ tiêu dùng, dự trữ và suất khẩu. Do đ đ tạo điều kiện
thuận lợi cho ngành chăn nuôi v chế biến nông sản phát triển.
Với yêu cầu phát triển mạnh ngnh chăn nuôi nên lƣợng thức ăn gia súc
trong cc năm tới s phát triển với tốc độ nhanh hơn. Ngnh chế biến thức
ăn gia súc cần chuyển biến kịp thời để đp ứng với đòi hỏi của sản suất.
Một trong những tiêu chuẩn đnh gi trnh độ chăn nuôi l tỉ lệ s dng
thức ăn gia súc công nghiệp trong tng số thức ăn chăn nuôi. Nhƣ vậy để

phát triển ngnh chăn nuôi, đảm bảo khối lƣợng hàng hóa lớn, chất lƣợng
sản phẩm cao có khả năng cạnh tranh trên thị trƣờng thế giới cần đẩy mạnh
công nghiệp sản xuất chế biến thức ăn gia súc.
Việc chế biến thức ăn hỗn hợp cho gia súc ở nƣớc ta cũng nhƣ trên thế
giới đ v đang trở thành một mạng lƣới sản xuất rộng rãi t trung ƣơng tới
địa phƣơng. Những công c và máy móc chính mà ngành sản xuất ny đòi
hỏi bao gồm thái, nghiền, định mức, trộn. Trong đ my nghiền thức ăn
thô là nhu cầu ph biến nhất.
Nghiền là nguyên công chiếm chi ph năng lƣợng lớn nhất của công
đoạn chế biến thức ăn. V vậy việc nghiên cứu hoàn thiện các mẫu máy
nghiền theo nguyên l đ c s mang  ngha rất lớn tới việc thay đi giá
thành thức ăn chăn nuôi. Chế tạo đƣợc các mẫu máy nghiền c chi ph năng
lƣợng riêng nhỏ, cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ để hạ giá thành sản phẩm luôn
là mc tiêu phấn đấu của các nhà nghiên cứu máy nghiền trong và ngoài
nƣớc.
13


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


Việc nghiên cứu các thông số ảnh hƣởng đến chất lƣợng cũng nhƣ chi
ph năng lƣợng riêng của máy nghiền hạt ngô, là một việc làm cần thiết
nhm nâng cao chất lƣợng của sản phẩm và hiệu quả về kinh tế.
Vì vậy đề ti đƣợc lựa chọn là: “Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng
đến chất lượng nghiền bột ngô của máy nghiền dạng đĩa”
2. Mc tiêu nghiên cứu:
Bổ sung cơ sở khoa họ c và xá c định mộ t số thông số chí nh cho tí nh
ton thiết kế, lƣ̣ a chọn chế độ s dng thiết bị my nghiền đa , ứng dng
trong sả n xuấ t thƣ́ c ăn gia sú c tạ i cá c cụ m nông hộ ở nông thôn. Tăng hiệ u

quả s dng thiết bị v giảm gi thnh chi ph.
3. Nộ i dung nghiên cƣ́ u:
- Phân tích yếu tố ảnh hƣởng đến tnh năng lm việc của máy nghiền
ngô dạng đa.
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết quá trình làm việc của bộ phận nghiền.
- Xc định một số tính chất cơ l của vật liệu nghiền (hạt ngô).
- Xc định đƣợc ảnh hƣởng của các thông số chính tới chất lƣợng làm
việc v chi ph năng lƣợng riêng.
- Thiết kế chế taọ đa nghiền trong buồng nghiền theo nguyên l đ xc
định, đảm bảo máy nghiền có kết cấu gọn nhẹ, phù hợp với điều kiện chế
tạo và sản xuất trong nƣớc.
- Nghiên cứu đnh gi my trong điều kiện sản xuất.
- So sánh với các kết quả đ đƣợc công bố v đƣa ra kết luận và những
ý kiến đề xuất.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu.
- Phƣơng php x lý số liệu thống kê, đnh gi kết quả thu đƣợc thông
qua chƣơng trnh tnh ton hồi qui.
14


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


- Phƣơng php quy hoạch thực nghiệm, lý thuyết đồng dạng, phép
phân tích thứ nguyên.
- Mô hình thực nghiệm: Xây dựng mô hình thực nghiệm, xc định các
thông số “đầu vào – đầu ra” tm mối quan hệ ph thuộc thông số hợp lý
của máy.
- Phƣơng php đo:
+ Phƣơng php xc định độ đồng đều của vật liệu nghiền trên cơ sở

của cc phƣơng php thông dng.
+ Phƣơng php đo v điều khiển một số thông số chính.
+ Phƣơng php đo xc định cơ l tnh nguyên liệu và sản phẩm.
+ Phƣơng php đo xc định chi ph năng lƣợng.
+ Phƣơng php xc định thông số đầu vo, đầu ra của máy.
5.  nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.
a.  nghĩa khoa học.
- Xc định đƣợc quy luật chuyển động của hạt nghiền trong máy
nghiền dạng đa.
- Xc định đƣợc các yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng nghiền, tiêu th
năng lƣợng trong quá trình nghiền.
- Khc phc cc nhƣợc điểm do hiện tƣợng lƣu chuyển và phân lớp các
hạt nghiền.
b.  nghĩa thực tiễn.
- Đúc kết, lựa chọn xc định các thông số hợp lý của máy nghiền dạng đa
đang s dng trong ngành sản xuất thức ăn gia súc.
- Đề tài nghiên cứu một giải pháp thiết kế mới cho buồng nghiền để cải
thiện quá trình công nghệ trong buồng nghiền nhm mc tiêu giảm chi phí
năng lƣợng riêng, nâng cao năng suất và chất lƣợng bột nghiền. Lm cơ sở
15


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


cho việc thiết kế chế tạo buồng nghiền trong quy trình nghiền khép kín và
máy nghiền cỡ nhỏ phc v cm nông hộ ở nông thôn hiện nay.
6. Bố cụ c luậ n văn:
Ngoi phần mở đầ u , kế t luậ n chung. Kế t cấ u đề tà i gồ m:

Chƣơng 1: Tổ ng quan nghiên cƣ́ u má y nghiề n dạ ng đĩ a.
Chƣơng 2: Đối tƣợng v phƣơng php nghiên cứu.
Chƣơng 3: Cơ sở lý thuyế t tí nh toá n bộ phậ n nghiề n.
Chƣơng 4: Kế t quả thƣ̣ c nghiệ m để xá c đị nh ả nh hƣở ng củ a mộ t số
thông số đế n chấ t lƣợ ng nghiề n củ a má y nghiề n ngô dạ ng đĩa.
Đạ t đƣợ c kế t quả trên luậ n văn đã đƣợ c sƣ̣ giú p đỡ nhiệ t tì nh củ a Việ n
cơ điệ n nông nghiệ p , cc cơ sở chế tạo, sản xuất chế biến thức ăn gia súc v
chăn nuôi đã chế tạ o , ứng dng mẫu my mới . Đặc biệt l thầy hƣớng dẫn :
Gio sƣ, tiế n sĩ khoa họ c, Phạm Văn Lang đ tạo mọi điều kiện giúp đỡ nhiệt
tnh nhm đạt hiệu quả trong nghiên cƣ́ u.
Tôi xin chân thà nh cả m ơn và mong rằ ng sẽ đƣợ c sƣ̣ giú p đỡ , đó ng gó p
 kiến để cho luận văn cũng nhƣ mẫu my hon thiện , gp phần phc v sản
xuấ t tố t hơn.








16


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


Chƣơng 1:
TỔ NG QUAN NGHIÊN CƢ́ U MÁ Y NGHIỀ N DẠNG ĐĨA

1.1. Tầ m quan trọ ng, xu thế phá t triể n củ a chế biế n thƣ́ c ăn gia sú c và má y nghiề n
Nề n kinh tế đấ t nƣớ c đang dầ n dầ n đi và o ổ n đị nh, tiế p tụ c tăng trƣở ng.
Sản suất nông nghiệp đạt nhiều thnh tựu to lớn. Trong 5 năm qua tố c độ tăng
trƣở ng hà ng năm là 4,5%. Sản xuất lƣơng thực t chỗ thiếu ăn nay đ c đủ
tiêu dù ng, dƣ̣ trƣ̃ và xuấ t khẩ u . Do tăng lƣơng thƣ̣ c đã tạ o điề u kiệ n thuậ n lợ i
cho ngà nh chăn nuôi và chế biế n nông sả n phá t triể n[2]
Tnh hnh sản xuất lƣơng thực v chăn nuôi trong cá c năm qua: 2001 – 2010.
Bng 1.1
Năm
Sản lƣợng
lúa cả năm
( triệ u tấ n)
Sản lƣợng
lƣơng thƣ̣ c
quy ra thó c
( triệ u tấ n)
Lƣơng thƣ̣ c
bnh quân
đầ u ngƣờ i
(kg/ng)
Đà n trâu
(triệ u con)
Đà n bò
(Triệ u con)
Đà n lợ n
(Triệ u con)
2001
32,10
34,29
435,6

2,915
4,127
20,46
2003
33,57
35,67
476,6
2,9
4,934
25,12
2005
35,83
36,46
480,9
2,819
5,403
26,73
2007
37,23
38,48
477,9
2,85
6,724
25,65
2010
39
41,27
513,0
3,07
7,18

27,24

Tỉ trọng của ngnh chăn nuôi trong tng số sả n lƣợ ng nông nghiệ p đã
tăng 29 % năm 2001, 38 % 2010, ƣớc tnh 40% năm 2012. Nhu cầ u thị t trƣ́ ng
sƣ̃ a trong nƣớ c tiế p tụ c đƣợ c tăng cao trong nhƣ̃ ng năm tớ i, trong khi đó ở cá c
nƣớ c trong khu vƣ̣ c lạ i có xu thế giả m khố i lƣợ ng thị t xuấ t khẩ u do giá công
lao độ ng cao , cc nƣớc ny giảm dần mức trợ gi đối với sản phẩm nông
nghiệ p. Đây là cơ hộ i tố t để nƣớ c ta có thể đẩ y nhanh tố c độ phá t triể n chăn
nuôi. Tuy nhiên hiệ n nay ngnh chăn nuôi đ ang gặ p khó khăn và hạ n chế là :
17


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


Năng suấ t và chấ t lƣợ ng thấ p ,gi thnh chăn nuôi cao…khả năng cạnh tranh
trên thị trƣờ ng thế giớ i cò n yế u.
Chế biế n thƣ́ c ăn gia sú c để sả n xuấ t t hƣ́ c ăn công nghiệ p tƣ̀ cá c nông
sản v cc thnh phần b sung nhm đả m bảo đầy đủ cc thnh phần dinh
dƣỡ ng cho tƣ̀ ng loà i , tƣ̀ ng lƣ́ a tuổ i vậ t nuôi tạ o điề u kiệ n cho gia sú c hấ p thụ
tố t, tăng nhanh trọ ng lƣợ ng , chấ t lƣợ ng s ản phẩm, tiế t kiệ m thƣ́ c ăn , thuânj
tiệ n cho việ c chăm só c và sƣ̉ dụ ng cơ giớ i hó a trong khâu chăn nuôi.
Dng thức ăn công nghiệp c thể tiết kiệm một lƣợng thức ăn rất lớn .
Theo số liệ u nghiên cƣ́ u củ a Trung Quố c, dng thức ăn công nghiệ p tiế t kiệ m
nhiề u so vớ i thƣ́ c ăn truyề n thố ng. [7], [10] ( Bảng 1.2)
Bng 1.2
TT
Sảnphẩ m
chăn nuôi
Lƣợ ng thƣ́ c ăn

truyề n thố ng
(kg)
Lƣợ ng thƣ́ c ăn
công nghiệ p
(kg)
1
1 kg thị t gà
4,0
2,1
2
1 kg trƣ́ ng gà
4,5
2,5
3
1 kg thịt lợn
5,0
3,0

Hiệ n nay ở nƣớ c ta , nguồ n nguyên liệ u thƣ́ c ăn gia sú c có
khoảng 5,5 triệ u tấ n. Trong đó sả n lƣợ ng cầ n nghiề n nhỏ chiế m khoả ng
60 – 70%, tƣơng đƣơng 3,5 triệ u tấ n. Đây là khâu có chi phí năng
lƣợ ng lớ n nhấ t , thƣờ ng chiế m 60% tổ ng chi phí điệ n năng trong chế
biế n thƣ́ c ăn gia sú c.
Theo số lƣợ ng thố ng kê và dƣ̣ bá o củ a Bộ nông nghiệ p và phá t
triể n nông thôn thì số lƣợ ng gia sú c trong thờ i gian đế n năm 2015 v
2020 s l (Bảng 1.3):

18

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


Bng 1.3

Yêu cầ u phá t triể n mạ nh ngà nh chăn nuôi do đó lƣợ ng thƣ́ c ăn gia sú c
trong cá c năm tớ i phá t triể n vớ i tố c độ nhanh hơn . Chế biế n thƣ́ c ăn gia sú c
cầ n chuyể n biế n kị p thờ i để đá p ƣ́ ng vớ i đò i hỏ i củ a sả n xuấ t. Theo số liệ u
thố ng kê trong năm 2010 cc x nghiệp chế biến thức ăn gia sú c chế biế n đƣợ c
hơn 1.000.000 tấ n, cc x nghiệp đầu tƣ vốn nƣớ c ngoà i sả n xuấ t đƣợ c gầ n
550.000 tấ n thƣ́ c ăn công nghiệ p , do đó chƣa đá p ƣ́ ng kị p cho ngà nh chăn
nuôi.
So vớ i mộ t số nƣớ c châu Á , tổ ng sả n lƣợ ng thƣ́ c ăn công nghiệ p ở nƣớ c
ta cò n quá í t [2] Xem bả ng 1.4
Bng 1.4
Chỉ tiêu tnh
Đơn vị
tnh
Số lƣợ ng thƣ́ c ăn gia sú c hà ng năm
Tố c độ
tăng hà ng
năm (%)


2010
Kế hoạ ch
Dƣ̣ bá o
2012
2013
2015

2020
Đà n lợ n
Triệ u con
27,24
29,8
32,6
35
38,3
9,5
Thịt lợn hơi
Nghn tấn
2874
3132
3445
3789
4167
10
Gia cầ m
Triệ u con
293
328
367
411
460
12
Thịt gia cầm hơi
Nghn tấn
416
456
500

549
602
9,8
Đà n bò
Triệ u con
7,18
8,2
9,3
10,5
12
13
Đà n trâu
Triệ u con
3,07
3,1
3,2
3,3
3,4
0,8
Thịt trâu, bò hơi
Nghn tấn
387
447
514
591
680
13
TT
Tên nƣớ c
Đơn vị

Sản lƣợng thức ăn
công nghiệ p
So sá nh
(%)
2000
2010
1
Việ t Nam
Triệ u tấ n
8,5
1,25
100
2
Malaysia
Triệ u tấ n
-
3,7
296
3
Đà i loan
Triệ u tấ n
-
8,4
672
4
Trung Quố c
Triệ u tấ n
38,2
47,5
3800

5
Nhậ t Bả n
Triệ u tấ n
28,5
30,0
2400
19


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


Lƣợ ng thƣ́ c ăn côn g nghiệ p củ a nƣớ c ta năm 2010 cũng mới c gần 2
triệ u tấ n. Mộ t trong nhƣ̃ ng tiêu chuẩ n đá nh giá trì nh độ chăn nuôi là tỉ lệ sƣ̉
dng thức ăn gia súc công nghiệp trong tng số thức ăn chăn nuôi . Tỉ lệ thức
ăn công nghiệ p củ a nƣớ c ta mớ i dù ng có 18 – 19% ( cc nƣớc chăn nuô i
pht triển l > 70%). Nhƣ vậ y để phá t triể n ngà nh chăn nuôi phả i đả m bả o
khố i lƣợ ng hà ng hó a lớ n , chấ t lƣợ ng cao có khả năng cạ nh tranh trên thị
trƣờ ng thế giớ i. Cầ n đẩ y mạ nh công nghiệ p sả n xuấ t chế biế n thƣ́ c ăn gia sú c.
Trên cơ sở số lƣợ ng thƣ́ c ăn gi a sú c trong kế hoạ ch năm 2010 v dự bo đến
năm 2015 lƣợ ng thƣ́ c ăn gia sú c sẽ là : ( Bảng 1.5) [2]
Bng 1.5

TT

Chỉ tiêu
Sản lƣợng
thƣ́ c ăn chăn nuôi
( triệ u tấ n )
Tăng so vớ i

năm 2010
( % )
2010
2020
1
Thƣ́ c ăn tinh bộ t cho lợ n
8,4
11,05
31,54
2
Thƣ́ c ăn già u protein cho lợ n
1,7
2,39
40,7
3
Thƣ́ c ăn tinh bộ t cho gia cầ m
0,86
1,2
39,53
4
Thƣ́ c ăn già u protein cho gia cầ m
0,31
0,44
41,9
5
Thƣ́ c ăn tinh bộ t cho bò
0,1
0,25
150
6

Thƣ́ c ăn cho tôm, c
0,3
0,7
133,3

Tổ ng cộ ng
11,67
16,03
37,36

Nhƣ trên đã nêu, để pht triển chế biến nông sản cần phải trang bị my
nghiề n. Năm 1985 số lƣợ ng má y nghiề n đƣợ c trang bị mớ i là 3010 chiế c, năm
6
Hn Quốc
Triệ u tấ n
11,9
12,5
1000
7
Thi Lan
Triệ u tấ n
5,0
7,2
576
8
Philipin
Triệ u tấ n
2,2
4,0
320

20


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


1994 đã là 15157 chiế c, tằ ng gấ p 5 lầ n, trong đó 97,8% số má y là cho ngƣờ i
lm dịch v ( my nghiền cỡ nhỏ ) [16]. Vớ i tố c độ tăng trƣở ng củ a ngà nh
chăn nuôi, trong nhƣ̃ ng năm tớ i số lƣợ ng má y nghiề n sẽ tăng nhanh . Cc loại
my nghiền đang s dng ở nƣớc ta chi ph năng lƣợng riêng còn rất cao ( 20
– 30 kwh/tấ n). Do đó việ c nghiên cƣ́ u cá c yế u tố ả nh hƣở ng tớ i chấ t lƣợ ng
nghiề n, nghiên cƣ́ u tạ o ra cá c mẫ u má y nghiề n giả m chi phí năng lƣợ ng riêng
mang tí nh thiế t thƣ̣ c và hiệ u quả . C đƣợc cc mẫu my nghiền chi ph năng
lƣợ ng riêng nhỏ , cấ u tạ o đơn giả n gọ n nhẹ luôn l mc tiêu phấn đấu của cc
nh nghiên cứu trong v ngoi nƣớc.
1.2 . Tnh hnh nghiên cứu v s dng máy nghiền trong v ngoi nƣớc
My nghiền đ đƣợc chế tạo v ứng dng trong cc ngnh kinh tế t
lâu. Trƣớ c tiên nó đƣợ c sƣ̉ dụ ng trong ngà nh địa chấ t để nghiề n quặ ng, sau đó
l phc v chăn nuôi , chế biế n nông sả n, v tiếp tc mở rộng sang nhiều lnh
vƣ̣ c khá c. Năm 1830 lầ n đầ u tiên trên thế giớ i Schitko Jozef giá o sƣ Việ n hà n
lâm địa chất Budapest đ đề xuất l thuyết nghiền , vớ i phƣơng phá p kiể m tra
dƣ̣ a trên cơ sở công là m vỡ hạ t và chi phí năng lƣợ ng riêng để nghiề n . Năm
1867 tại Berlin Rittinger Peter đ hệ thống ha , nâng cao phƣơng phá p lý
thuyế t là m cơ sở cho việ c nghiên cƣ́ u đá nh giá má y nghi ền. Cho đế n nay lý
thuyế t “Diệ n tí ch bề mặ t mớ i tạ o thà nh” củ a Rittinger rấ t quen thuộ c và đƣợ c
ứng dng rộng ri trong nghiên cứu, thiế t kế , chế tạ o và đá nh giá má y nghiề n.
Tƣ̀ lý thuyế t nà y , năm 1874 Kirpicsov và năm 1885 Kick đã xây dƣ̣ ng lý
thuyế t nghiề n “thể tí ch” , P.A.Rebinde xây dƣ̣ ng lý thuyế t “thể tí ch về bề
mặ t”, F.C.Bon và A .K.Runvist dƣ̣ a trên quan điể m nà y đẻ tí nh chi phí năng
lƣợ ng. Ngy nay, cng với việc pht triển khoa học k thuật, vớ i trang thiế t bị

hiệ n đạ i, nghiên cƣ́ u lý thuyế t, thiế t kế , chế tạ o cá c mẫ u má y nghiề n luôn cả i
tiế n và hoà n thiệ n không ngƣ̀ ng để đá p ƣ́ ng nhu cầ u ngà y cng tăng của sản
xuấ t [3], [17].
21


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


1.2.1. Tnh hnh nghiên cứu, sƣ̉ dụ ng má y nghiề n trong nƣớ c
Tƣ̀ nhƣ̃ ng năm 60 nƣớ c ta đã nhậ p mộ t số má y nghiề n tƣ̀ Liên Xô cũ và
Trung Quố c trang bị cho cá c nông trƣờ ng quố c doanh để nghiề n nông sả n ,
chế biế n thƣ́ c ăn gia sú c. Trên cơ sở cá c mẫ u má y nghiề n nà y cá c việ n nghiên
cƣ́ u củ a ngnh nông nghiệp v công nghiệp nƣớc ta đ nghiên cứu cải tiến ,
thiế t kế , chế tạ o phù hợ p vớ i khả năng công nghệ củ a ta. L một loại my ph
biế n trong sả n xuấ t , vớ i nhiề u nguyên lý là m việ c khá c nhau , nhƣng má y
nghiề n của ta lm việc chƣa thạt n định , tiế ng ồ n lớ n , bi nhiều ảnh h ƣởng
tớ i sƣ́ c khỏ e ngƣờ i sƣ̉ dng, chi phí năng lƣợ ng riêng cao . Năm 1967 U ban
Khoa Họ c Kỹ Thuậ t Nhà Nƣớ c và sau đó năm 1973 U ban Nông Nghiệp
Trung ƣơng đã tổ chƣ́ c khả o nghiệ m bì nh tuyể n để chọ n ra nhƣ̃ ng mẫ u má y
nghiề n tố t giớ i thiệ u , phổ biế n và o sả n xuấ t . Qua cá c đợ t khả o nghiệ m bình
tuyể n cá c mẫ u má y nghiề n đã đƣợ c lƣ̣ a chọ n là m mẫ u chí nh thƣ́ c phổ biế n
tiế n bộ kỹ thuậ t, chế tạ o hà ng loạ t và đƣa và o ƣ́ ng dụ ng trong sả n suấ t và đã
đá p ƣ́ ng đƣợ c cho sả n xuấ t đó là :
1. NB-60 ( Nh my cơ kh 1-5 Ninh Bình)
+ Năng suấ t nghiề n: 500- 600 kg/h
+ Công suấ t độ ng cơ: 14KW
2. ND – 500( Nh my cơ kh 2- 9 Thi Bnh)
+ Năng suấ t nghiề n: 400- 500 kg/h
+ Công suấ t độ ng cơ: 10KW

3. NG-72 hay là NDQ – 02 ( Tổ ng cụ c hậ u cầ n, sau bì nh tuyể n giao cho
cơ khí hà tây chế tạ o)
+ Năng suấ t nghiề n: 200- 300 kg/h
+ Công suấ t độ ng cơ: 7,5KW
Tƣ̀ đó đế n nay , cc nh nghiên cứu vẫn bền bỉ cải tiến cc mẫu my
nghiề n nhằ m nâng cao hiệ u quả là m việ c củ a má y , giảm chi ph năng lƣợ ng
22


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


riêng [11],[12], [13], [15]. Việ n thiế t kế má y nông nghiệ p ( Bộ Cơ Khí và
Luyệ n Kim) đã nghiên cƣ́ u cả i tiế n má y nghiề n ND – 500A và ND – 500B
đƣa sả n phẩ m lên cao để lắ p đặ t và o hệ thố ng dây chuyề n chế biế n thƣ́ c ăn gia
súc 0,5 – 1 tấ n/h. Trƣờ ng ĐH Nông nghiệ p I đã nghiên cƣ́ u thiế t kế má y
nghiề n N -500 A vớ i nguyê n lý trụ c đƣ́ ng có sà ng bao quanh 360
0
v ở mặt
đá y buồ ng nghiề n đã mở rộ ng diệ n tí ch mặ t sà ng , tăng khả năng lọ c và giả m
chi phí năng lƣợ ng riêng. Việ n Cơ Điệ n Nông Nghiệ p đã thiế t kế cả i tiế n má y
nghiề n NT-02 vớ i tấm đập đứng để hạn chế hiện tƣợng lƣu chuyển v phân ly
của nguyên liệu trong buồng nghiền , giảm đƣợc chi ph năng lƣợng riêng ,
my c năng suất 250-300kg/h. công suấ t độ ng cơ 7kw; My nghiền NT-1 c
xiclon lắ ng bộ t và đƣờ ng h ồi lƣu kh trang bị cho cc cơ sở chế biến thức ăn
gia sú c, năng suấ t má y 200kg/h, công suấ t độ ng cơ 4,5kw. My nghiền NC-4
c kết cấu trộn quạt , năng suấ t má y 100kg/h, công suấ t độ ng cơ 2,8 kw. Cc
nh my cơ kh , cc cơ sở s ản xuất cũng tự nghiên cứu chế tạo cc my
nghiề n cỡ nhỏ phỏ ng theo cá c mẫ u má y mà qua khả o nghiệ m bì nh tuyể n quố c
gia đã đạ t đƣợ c cá c kế t quả tố t.

Cc mẫu my nghiền trên đ đƣợc ph biến , tham gia và o mạ ng lƣớ i
chế biế n thƣ́ c ăn gia sú c và đá p ƣ́ ng mộ t phầ n nhu cầ u ngà y cà ng tăng củ a
ngnh chăn nuôi. V đƣợc nghiên cứu k về l thuyết , kế t hợ p vớ i thƣ̣ c tế sả n
xuấ t ở Việ t Nam , cng với việc tham khảo cc mẫu my nhập ngoại đang
đƣợc s dng ở trong nƣớc nên cc mẫu my mới ở trên c khả năng lm việc
rộ ng hơn, cc thông số thiết kế đƣợc lựa chọn ph hợp , hạn chế đƣợc nhƣợc
điể m củ a cá c mẫ u má y nghiề n cũ , giảm đƣợc 5-10% chi phí năng lƣợ ng riêng.
Nhƣng cũ ng nhƣ cá c má y nghiề n củ a nƣớ c ta và nƣớ c ngoà i đang đƣợ c sƣ̉
dng ph biến trong sản xuất hiện nay . Đặc biệt l my nghiền búa v my
nghiề n đĩ a. Hoạt động vớ i nguyên lý bú a quay , hay đĩ a nghiề n quay vớ i tố c
độ cao, va đậ p, tr st vo nguyên liệ u trong buồ ng nghiề n. C nhƣợc điểm l:
23


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


+ Hiệ n tƣợ ng lƣu chuyể n củ a nguyên liệ u : lớ p hạ t và bộ t chuyể n độ ng
trong buồ ng nghiề n theo chiề u quay củ a bú a hay đĩ a nghiề n vớ i tố c độ khá
cao, lm giảm đng kể vận tốc v số lần va đập , ch st của búa v đa vo
hạt, lm tiêu tốn năng lƣợng vô ch để chuyển động khối nguyên liệu , nguyên
liệ u trà sá t và o thà nh vỏ má y là m nó ng sả n phẩ m gây tiêu hao năng lƣợ ng v
giảm chất lƣợng của sản phẩ m.
+ Hiệ n tƣợ ng phân ly củ a nguyên liệ u : Lớ p hạ t và bộ t chuyể n độ ng
trong buồ ng nghiề n vớ i tố c độ cao nên sinh ra lƣ̣ c ly tâm do đó cá c hạ t có
kch thƣớc lớn chuyển động ở pha ngoi st vớ i sà ng, còn cc hạt nhỏ chuyển
độ ng ở phí a trong là m cho khả năng lọ c cũ ng nhƣ khả năng đậ p , nghiề n nhỏ
bị hạn chế (Cc hạt to chuyển động bên ngoi st với sng lm cho cc hạt
nhỏ ở trong thot ra ngoi kh khăn , đồng thời t đƣợc va đập cho nên khả
năng đậ p bị hạ n chế ). Mặ t khá c cac hạ t nhỏ ở phí a trong vớ i kí ch thƣớ c đạ t

yêu cầ u chƣa thoá t ra , tiế p tụ c bị đậ p thêm tăng độ nhỏ không cầ n thiế t , tiêu
tố n thêm năng lƣợ ng , tăng cao nhiệ t độ và tƣ̀ đó giả m chấ t lƣợ ng sả n phẩ m .
Đó là nguyên nhân dẫ n tớ i chi phí năng lƣợ ng riêng củ a má y cá c má y nghiề n
trong nƣớ c cò n cao.
1.2.2. Tnh hnh nghiên cứu, sƣ̉ dụ ng má y nghiề n nƣớ c ngoà i
Trên thế giớ i má y nghiề n đƣợ c ƣ́ ng dụ ng trong sả n xuấ t chế biế n nông
sản v thứ ăn gia súc l loại my nghiền búa v my nghiền đa . C bộ phận
lọc sản phẩm bng sng đặ t ở trong buồ ng nghiề n để đ ảm bảo kch thƣớc độ
nhỏ sản phẩm theo yêu cầu.
Ở cc nƣớc pht triển , my nghiền đ đƣợc tập trung nghiên cứu k cả
l thuyết cũng nhƣ cc my c thể , my nghiền đƣợc cơ kh ha , tƣ̣ độ ng hó a
để nâng cao hiệu quả lm việc v tiện lợi cho ngƣời s dng v theo 2 công
đoạ n chí nh.
a) Công đoạ n nghiề n nhỏ nguyên liệ u: