Đồ án tính toán thiết kế và mô phỏng tham số máy băm sắn bằng CATIA

Mục lục
Mục lục
1
Danh mục hình vẽ
Danh mục hình vẽ
H4.33. Thay đổi các Constraints của Sketch1 56
H4.34. Thay đổi chiều dài Pad1 56
H4.35. Thay đổi chiều dài Pocket1 57
H4.36. Các Constrainst trên cây chi tiết 57
H5.1. Cửa sổ quản lý thư viện Marco 65
H5.2. Thiết lập giao diện bằng VBA 66
H5.3. Sơ đồ quan hệ giữa các tham số đầu vào và các tham số đầu ra 67
H5.4. Giao diện chương trình thiết kế tự động 68
2
Lời nói đầu
Lời nói đầu
Hiện nay đất nước ta ngày càng đổi mới, nền kinh tế đã có những thành tựu to lớn và
nổi bật. Với những thành tựu ấy, không thể không kể đến những đóng góp của ngành
nông nghiệp.
Ngày nay việc áp dụng khoa học kỹ thuật vào trong sản xuất, chế tạo là rất quan
trọng và không còn mới lạ, nhưng làm thế nào để các ứng dụng khoa học đó có thể đi vào
thực tế, giúp cho người nông dân giảm được sức lao động và tăng năng suất thì vẫn còn
là một vấn đề thời sự. Đặc biệt trong lĩnh vực máy chế biến thực phẩm, loại máy giúp chế
biến các loại sản phẩm nông nghiệp sau thu hoạch, làm đầu vào cho các khâu chế biến
tiếp theo. Sản phẩm có được chế biến tốt thì mới có chất lượng tốt và nâng cao được giá
trị, có khả năng thâm nhập vào cả những thị trường khó tính như xuất khẩu, qua đó có thể
cải thiện và nâng cao được đời sống của người nông dân.
Nhận thức được tầm quan trọng của công việc này và được sự đồng ý giúp đỡ của
GS.TSKH. Đỗ Sanh - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội và TS. Nguyễn Tường Vân -
Viện Trưởng Viện Máy Nông Nghiệp RIAM, nhóm sinh viên chúng em đã mạnh dạn tìm
hiểu, nghiên cứu, thết kế và mô phỏng một số máy trong dây chuyền sản xuất thức ăn gia

súc.
Nội dung của đồ án này tác giả xin phép được trình bày về nguyên lý hoạt động, thiết
kế mô hình, thiết kế tham số và mô phỏng hoạt động của máy băm sắn. Trong quá trình
thực tập và tìm tư liệu phục vụ cho đồ án, bản thân tác giả nhận thấy rằng, đối với người
làm cơ khí, khi họ có một ý tưởng thì cần phải tốn rất nhiều thời gian và công sức để triển
khai các thí nghiệm hay đánh giá mức khả thi của dự án. Với sự phát triển không ngừng
của tin học ngày nay, đã có những ảnh hưởng sâu sắc tới các ngành khoa học khác, và cơ
khí cũng không thể nằm ngoài sức ảnh hưởng mang tính tất yếu này. Với mong muốn áp
dụng những tiến bộ tin học vào lĩnh vực cơ khí, nhằm nâng cao chất lượng thiết kế, giảm
công sức và thời gian cũng như tiền của cho người làm thiết kế nói chung, tác giả đã chọn
một phần mềm chuyên dụng là phần mềm CATIA để giả quyết vấn đề trên, đây là một bộ
phần mềm được Dassault Systemes phát triển, và được tích hợp rất nhiều các module
3
Lời nói đầu
chuyên dụng về CAD-CAM-CAE. Nhưng đồ án này chỉ tập trung vào khai thác một số
module chính là:
- Module thiết kế (CAD).
- Module mô phỏng (DMU Kinematics).
- Module tự động hóa thiết kế theo tham số đầu vào thay đổi (Automation).
Với module thiết kế đầu tiên nhằm mục đích tạo ra một kết cấu chung cho chiếc máy
(trong đồ án này chỉ dừng lại ở mức độ mô hình).
Module mô phỏng có tác dụng cho thấy hoạt động của máy từ trước khi chế tạo ra
sản phẩm thật.
Module thứ 3 có nhiệm vụ tham số hóa các kích thước cơ bản của máy. Từ đó, khi
thay đổi các tham số đầu vào như công suất máy, sản lượng đầu vào… thì các kích thước
của máy cũng thay đổi theo.
Toàn bộ đồ án được chia làm 5 chương:
Chương I: Phân loại các dạng máy làm nhỏ nông sản
Chương II: Tính toán các thông số kỹ thuật của máy băm.
Chương III: Tổng quan về CATIA.

Chương IV: Thiết kế tham số và mô phỏng máy băm sắn với CATIA.
Chương V: Xây dựng chương trình tính toán máy băm sắn bằng VBA trong CATIA.
Trong quá trình học tập và làm đồ án, với sự cố gắng nỗ lực hết mình của bản thân,
nhưng do CATIA là một phần mềm còn tương đối mới lạ ở Việt Nam, cộng thêm kinh
nghiệm làm việc còn chưa nhiều, vì vậy đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót và
hạn chế. Tác giả rất mong có được sự đóng góp, chỉ bảo của các thầy cô và các ý kiến
góp ý từ phía các bạn đọc cũng như bạn bè đồng nghiệp để đề tài được hoàn thiện hơn.

Hà nội, tháng 5 năm 2011.
Sinh viên: Đỗ Văn Hiếu
4
Chương I: Phân loại các dạng máy làm nhỏ nông sản
CHƯƠNG I: PHÂN LOẠI CÁC DẠNG MÁY LÀM NHỎ NÔNG SẢN
1.1. Phân loại máy làm nhỏ nông sản nói chung:
Hiện nay, khi sản xuất thực phẩm có nhiều dạng khác nhau, người ta sử dụng các
thiết bị công nghệ cũng hoàn toàn khác nhau. Các thiết bị đó có thể phân loại theo hàng
loạt đặc điểm chung như sau:
- Tính chất tác dụng lên sản phẩm gia công.
- Cấu tạo của chu trình làm việc.
- Mức độ cơ khí hóa và tự động hóa.
- Nguyên tắc phối hợp trong dây truyền sản xuất.
- Chức năng.
Ngoài những đặc điểm chung ấy ra, mỗi dạng thiết bị lại vốn sẵn có đặc điểm, tính
chất riêng, mà có thể xem như đặc điểm để phân loại cá biệt. Những tính chất và đặc
điểm ấy sẽ được nghiên cứu trong những chương tương ứng dành cho các máy khác
nhau.
1.1.1.Phân loại theo tính chất tác dụng lên sản phẩm gia công :
Những máy trong đó sản phẩm chịu tác dụng cơ học, khi gia công trên máy ấy, sản
phẩn không thay đổi tính chất của nó, mà có thể chỉ thay đổi hình dạng, kích thước hoặc
nhưng thông số tương tự khác chịu tác dụng cơ học.

Những thiết bị như là máy công tác loại đặc biệt, trong đó, sản phẩm cùng chịu những
tác dụng như thế (cơ lý, sinh hóa, nhiệt, điện) dưới các tác dụng này chúng thay đổi tính
chất vật lý hay hóa học hoặc là trạng thái tổ hợp.
Trong một vài trường hợp, thiết bị công nghệ là những máy và thiết bị liên hợp, trong
đó được phối hợp cả cơ học, lý hóa, nhiệt và các dạng tác dụng khác.
Đặc điểm của máy là: có những bộ phận làm việc chuyển động trực tiếp tác dụng cơ học
lên sản phẩm gia công. Đặc điểm của thiết bị là: có một khoảng không gian phản ứng
nhất định (buồng làm việc), trong đó tiến hành tác dụng lên sản phẩm với mục đích thay
đổi tính chất của nó. Dung tích của khoảng không gian phản ứng và năng suất thiết bị
quyết định thời gian của quá trình.
Chương I: Phân loại các dạng máy làm nhỏ nông sản
1.1.2. Phân loại theo cấu tạo của quá trình làm việc :
- Máy tác dụng gián đoạn :
Ở những máy tác dụng gián đoạn, sản phẩm gia công chịu tác dụng trong suốt thời
gian của một chu kỳ nhất định và thành phẩm lấy ở máy ra đã qua chu kỳ đó. Sau đó quá
trình lại tiếp diễn lặp lại với tính chất chu kỳ. Chế độ làm việc của các bộ phận làm việc
của những máy này thay đổi liên tục trong thời gian một chu trình.
- Máy tác dụng liên tục.
Trong những máy tác dụng liên tục, thời gian của quá trình làm việc được ổn định,
nạp sản phẩm ban đầu và lấy thành phẩm ra được tiến hành đồng thời. Các bộ phận làm
việc của những máy như thế làm việc trong những điều kiện ổn định.
Như vậy những bộ phận và chi tiết có công dụng giống nhau của các máy tác dụng
gián đoạn đòi hỏi một phương pháp tính toán và thiết kế khác nhau.
1.1.3. Phân loại theo mức độ cơ khí hóa và tự động hóa :
- Các máy không tự động:
Ở những máy không tự động, các nguyên công phụ (nạp, tháo, dịch chuyển, kiểm tra)
và một vài nguyên công công nghệ được thực hiện khi con người tác dụng trực tiếp lên
đối tượng lao động. Trong những máy như thế, các cơ cấu và công cụ chỉ giảm nhẹ lao
động cho con người chứ không loại bỏ hẳn được nó.
- Các máy bán tự động :

Ở những máy bán tự động, tất cả các nguyên công công nghệ và các quá trình chủ yếu
được thực hiện bằng máy, chỉ có một vài nguyên công phụ còn thực hiện bằng tay như:
vận chuyển, kiểm tra
- Các máy tự động:
Ở những máy tự động, các nguyên công công nghệ và các quá trình cũng như tất cả
các nguyên công và các quá trình phụ, kể cả vận chuyển và kiểm tra đều được thực hiện
bằng máy.
* Đặc điểm của những máy bán tự động và tự động là ngoài những bộ phận và những cơ
cấu thông thường và những bộ phận sẵn có ở trong máy đó, còn có những bộ phận và cơ
Chương I: Phân loại các dạng máy làm nhỏ nông sản
cấu đặc biệt dùng để đảm bảo tác dụng tự động của máy. Trong quá trình phát triển
thường xuyên và hoàn thiện hóa nghành công nghiệp thực phẩm Liên Xô, tất cả các máy
dùng để sản xuất thực phẩm được thay thế liên tục bằng những máy bán tự động và sau
đó bằng những máy hoàn toàn tự động.
1.1.4. Phân loại theo nguyên tắc phối hợp trong dây chuyền sản xuất :
- Những máy riêng lẻ.
- Những máy tổ hợp hoặc bộ máy.
- Những máy liên hợp.
- Hệ thống máy tự động.
1.1.5. Tìm hiểu một số dạng máy nghiền và cắt :
Trong thực tế quá trình băm cũng là một phương pháp làm nhỏ nông sản như quá trình
nghiền và cắt. Vì vậy ta có thể tìm hiểu và tham khảo hai dạng máy này để phục vụ cho
việc chế tạo máy băm thêm phần dễ dàng hơn.
1.1.5.1.Máy để nghiền thực phẩm:
Trong nhiều ngành sản xuất thực phẩm, để chế biến sản phẩm cần phải nghiền nguyên
liệu ban đầu hay bán thành phẩm với mục đích được hỗn hợp hạt rời hạt mịn nào đấy. Ví
dụ các máy nghiền được dùng trong lĩnh vực công nghiệp thực phẩm như sau: trong công
nghiệp xay bột – để nghiền hạt ngũ cốc thành bột, trong công nghiệp thức ăn gia súc tổng
hợp – để nghiền hạt và cỏ khô thành bột và các chất bổ sung khác (muối, phấn, vi nguyên
tố, vitamin, kháng sinh) thành bột, cũng như để nghiền thô khô dầu, lõi ngô và thân rau

khô, quả khô và các chất bổ sung khác (đường, muối ) thành bột; trong sản xuất cafe
đắng – để nghiền thành những hạt tấm nhỏ (hạt cafe, hạt dẻ, gạo đại mạch ); trong công
nghiệp bánh kẹo – để nghiền bán thành phẩm có chứa chất béo (cacao vụn, nhân hạt hồ
đào và hạnh nhân, bột nhão sôcôla và hồ đào), nghiền đường cát thành bột, nghiền các
phế phẩm trong sản xuất sôcôla.
Phân loại máy nghiền:
Chương I: Phân loại các dạng máy làm nhỏ nông sản
Đặc tính của máy
Các nhóm máy
Máy nghiền đĩa Máy nghiền trục
Máy nghiền tác
dụng va đập và
ma
sát – va đập
Nguyên tắc tác dụng
của các bộ phận làm
việc của máy lên sản
phẩm gia công.
Phạm vi tốc độ vòng
của các bộ phận làm
việc của máy theo m/s

Tính chất nghiền
Nhiều lần phá hủy
vật liệu nghiền
bằng nén và dịch
trượt.
7-68
Trung bình và mịn
Một lần hay nhiều

lần phá hủy vật liệu
nghiền bằng nén và
dịch trượt cũng như
thay đổi hình dạng
sản phẩm và phá
hủy cấu trúc của
chúng.
0,5-14
Thô, trung bình và
mịn và còn ép nữa
Nhiều lần phá hủy
vật liệu nghiền bằng
va đập hay va đập
và chà xát.
40-20 và lớn hơn
Trung bình, mịn và
rất mịn
Một số loại máy nghiền phổ biến:
Chương I: Phân loại các dạng máy làm nhỏ nông sản
H1.1. Máy nghiền trục đứng
H1.2. Máy nghiền búa kiểu trục
Chương I: Phân loại các dạng máy làm nhỏ nông sản

H1.3. Máy nghiền 1 trục H1.4. Máy nghiền 3 trục
1.1.5.2. Máy để cắt thực phẩm:
Cắt giống như một trong những phương pháp nghiền được thực hiện bằng lưỡi dao,
bằng bàn dao, bằng dao thanh răng hay bằng lưỡi cưa mà trong đó dụng cụ cắt bị nêm
chặt vào sản phẩm gây nên ứng suất tiếp xúc đủ để khắc phục tất cả sức cản sinh ra trong
đó ở thời điểm phá hủy. Đối với những máy cắt dùng trong công nghiệp thực phẩm có
những yêu cầu đặc biệt như sau.

Cấu tạo dao phải cho phép thay đổi được chiều dày của miếng nguyên liệu khi thái ra
hay chiều rộng của dải sản phẩm khi cắt mà không thay dao, dao phải tách được các cục
sản phẩm bằng cách cắt mà không bứt xé chúng ra (ở đây trong máy băm thì loại trừ yêu
cầu này), không làm biến dạng rõ rệt sản phẩm ban đầu và không làm cho nước ép trong
sản phẩm chảy ra, lưỡi dao khi mài mòn phải đồng đều theo tất cả chiều dài của nó và dễ
mài sắc, khi đưa sản phẩm vào cắt và lấy chúng ra từ bên dưới dao phải đảm bảo giữ
được chất lượng của sản phẩm ban đầu.
Sản phẩm của thực phẩm đem cắt, theo tính chất cơ học có thể là vật thể giòn hay
dẻo, đồng nhất hoặc không đồng nhất, trong thành phần bản thân chúng có các nguyên tố
liên kết (thớ ) với độ bền lớn hơn khối lượng sản phẩm cơ bản. Ngoài ra sản phẩm đem
Chương I: Phân loại các dạng máy làm nhỏ nông sản
cắt có thể là ở dạng tự nhiên hay có thể đã qua những nguyên công chuẩn bị với những
mục đích nâng cao khối lượng riêng, sức bền, độ rắn chắc, giữ nguyên số lượng ban đầu.
Cắt có thể là chặt hay là thái (hình 1.1), khi thái thì có hệ số cắt khi chặt
Kc = 0.Từ ấy rút ra rằng chặt là một trường hợp đặc biệt của thái.

Vt = 0
Vn > 0
Vt > 0
Vn > 0
a) b)
H1.5. Các phương pháp cắt
a – thái, b – chặt
H1.6. Máy cắt rau loại ngang
0
t
c
n
K
ω

ω
= >
Chương I: Phân loại các dạng máy làm nhỏ nông sản
H1.7. Máy thái cỏ, máy băm rơm
1.2. Nghiên cứu tổng quan về quá trình băm :
1.2.1. Khái niệm về băm :
Băm là các quá trình biến các chất rắn thành những chất nhỏ hơn dưới tác dụng của
va đập, nén vỡ, chà xát, chia cắt và các yếu tố khác. Nguyên liệu được đưa vào máy băm
một cách tự do hay cưỡng bức. Khi nguyên liệu được đưa vào, dưới tác động của các lưỡi
dao sắn bị băm chém thành những cục nhỏ hay thành từng lát.
1.2.2. Phân loại máy băm :
Máy băm cũng gần giống với một số loại máy nghiền trong thực tế. Vì vậy tùy theo
nguyên tắc làm việc, các tính chất cơ lý của nguyên liệu ban đầu, đặc điểm của quá trình
công nghệ sản xuất thực phẩm đã biết, yêu cầu về mức độ phân tán của sản phẩm cuối
cùng và tùy theo cách tác dụng của chúng lên sản phẩm gia công ta có thể phân loại
những dạng máy băm khác nhau.
1.2.3. Tình hình nghiên cứu, chế tạo và sử dụng máy băm trong sản xuất nông
nghiệp:
Ngày nay, ngành chăn nuôi trên thế giới đã và đang phát triển rất mạnh mẽ cả về qui
mô lẫn chất lượng. Do sự phát triển của ngành chăn nuôi như vậy đòi hỏi nghành công
nghiệp thức ăn chăn nuôi phải phát triển để theo kịp với nhu cầu đó. Trong nhiều nghành
sản xuất thực phẩm, để chế biến sản phẩm cần phải nghiền nguyên liệu ban đầu hay bán
Chương I: Phân loại các dạng máy làm nhỏ nông sản
sản phẩm với mục đích được hỗn hợp hạt rời có độ mịn nào đấy. Để nâng cao năng suất
khâu cuối (nghiền) người ta có thể băm nhỏ sản phẩm (bán sản phẩm) vì vậy máy băm
cần được chế tạo và sử dụng nhiều trong thực tế. Hiện nay, các loại máy băm, nghiền
được dùng trong lĩnh vực công nghiệp thực phẩm như sau: trong công nghiệp xay bột -
để
nghiền hạt ngũ cốc thành bột, trong công nghiệp thức ăn gia súc tổng hợp - để nghiền hạt
và cỏ khô thành bột và các chất bổ sung khác (muối, phấn, vi nguyên tố, vitamin, kháng

sinh) thành bột, cũng như để nghiền thô khô dầu, lõi ngô và thân ngô, sắn khô, sắn tươi
Trước đây, trong dây chuyền sản xuất thức ăn chăn nuôi, nước ta phần lớn phải nhập
khẩu máy trong đó có máy băm nghiền nhưng vài năm trở lại đây nước ta đã chủ động
nghiên cứu, chế tạo được máy băm nghiền để phục vụ cho nghành công nghiệp sản xuất
thức ăn chăn nuôi trong nước, các đơn vị đi đầu điển hình như Viện nghiên cứu thiết kế
chế tạo máy nông nghiệp RIAM, Viện cơ điện nông nghiệp và một số các trung tâm
nghiên cứu của các trường Đại học lớn trong nước như trường Đại học Nông nghiệp I Hà
Nội, trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh.
Từ khi nước ta có chủ trương mở cửa, thực hiện nền kinh tế thị trường, đặc biệt nước
ta ra nhập WTO đòi hỏi chúng ta phải nâng cao chất lượng sản phẩm thức ăn chăn nuôi
cũng như các máy và thiết bị công nghiệp sản xuất thức ăn chăn nuôi nhưng giá thành
phải cạnh tranh. Do đó việc thiết kế, chế tạo ra máy băm đóng góp và nâng cao năn suất
trong dây chuyền băm nghiền sản phẩm là cần thiết và cấp bách để đáp ứng nhu cầu phát
triển nhành công nghiệp sản xuất thức ăn chăn nuôi trong nước.
Chương II: Tính toán các thông số kỹ thuật của máy băm sắn
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA
MÁY BĂM SẮN
2.1. Cơ sở lý thuyết và thực tế tham khảo mẫu máy để tính toán thiết kế máy băm
sắn:
Hiện nay, quy trình chế biến thức ăn chăn nuôi hầu như đều có khâu nghiền nhỏ
thành phẩm. Vì vậy nhằm tăng năng suất khi nghiền sắn người chế tạo đã đưa ra sáng
kiến: trước khi đem sắn đi nghiền thì nên băm nhỏ hoặc thái sắn củ ra nhưng việc thái
những củ sắn sau khi thu hoạch về rất mất công và mất nhiều thời gian, do đó việc chế
tạo một máy băm sắn là thực sự cần thiết. Vì trên thực tế loại máy băm này chưa có nhiều
do vậy để có thể tính toán và thiết kế máy băm sắn ta có thể tham khảo một số máy
nghiền vì chúng có cấu tạo và quá trình hoạt động tương đối giống với máy băm sắn mà
ta cần thiết kế.
2.2. Tìm hiểu về máy băm sắn :
Theo khái niệm đã nêu ở phần trên, băm là các quá trình biến các chất rắn thành
những chất nhỏ hơn dưới tác dụng của va đập, nén vỡ, chà xát, chia cắt và các yếu tố

khác. Nguyên liệu được đưa vào máy băm một cách tự do hay cưỡng bức. Do đó ta có thể
lập sơ đồ khối chế tạo máy băm như sau :


H2.1. Sơ đồ khối của máy băm sắn
Về cấu tạo các bộ phận làm việc của máy băm là các cơ cấu và thiết bị để đưa sản
phẩm vào trong vùng làm việc của máy để băm và lấy sản phẩm ra. Cấu tạo của những bộ
phận làm việc này căn bản phụ thuộc vào hình dạng của mặt phẳng phân chia, vào tính
chất cơ lý của sản phẩm, vào chất lượng cắt và công suất của máy. Sản phẩm mà máy
băm ta thiết kế ở đây là những miếng sắn vụn nhỏ, hình dạng to nhỏ khác nhau Do vậy
Máng
trượt
Trục dao
băm
Bộ
truyền đai
Động
cơ
Chương II: Tính toán các thông số kỹ thuật của máy băm sắn
bộ phận làm việc gồm buồng để cấp nguyên liệu vào, nó có hình phễu như trong một số
loại máy xát gạo và được thiết kế với độ dốc vừa phải sao cho sản phẩm khi đưa vào sẽ
có hướng trượt vào bộ phận dao cắt. Bộ phận dao cắt gồm nhiều đĩa dao như hình dạng
bánh răng được gắn trên 2 trục và các dao được bố trí so le nhau. Sản phẩm sau khi băm
được đưa qua máng trượt ra ngoài.
150
85
55
1
2
4

5
3
H2.2. Hình vẽ phác của máy băm sắn.
1.Máng trượt 2. Phễu nạp liệu 3.Dao băm 4.Động cơ 5.Bộ truyền đai
Phương pháp băm, chặt trong máy băm sắn được thực hiện bằng các dao thanh răng
gây ra ứng suất tiếp xúc đủ để khắc phục tất cả sức cản sinh ra trong đó ở thời điểm phá
hủy.
Chương II: Tính toán các thông số kỹ thuật của máy băm sắn
Băm cũng là một hình thức chặt, khi băm thì hệ số băm Kb=0. Kinh nghiệm về băm cắt
các vật liệu khác nhau cho biết rằng nếu tăng Kb thì trở lực cắt W giảm.
2.3. Nguyên lý hoạt động của máy băm sắn :
- Khi cho nguyên liệu vào máy từ bộ phận cấp liệu qua phễu, nguyên liệu rơi vào vị trí
giữa hai trục. Do tính chất của lực tác động lên củ sắn dựa vào sự phối hợp của lực nén
và dịch trượt và nhờ có tỷ lệ tốc độ khác nhau của trục nhanh mà củ sắn ở trong vùng làm
việc giữa hai trục chịu biến dạng và ứng suất dẫn tới bị phá hủy.
- Tùy theo yêu cầu hình dạng to hay nhỏ của sản phẩm cần băm mà khi chế tạo ta có thể
tính toán khoảng cách hai trục sao cho hợp với yêu cầu. Một trục dao ta gắn cố định và
trục còn lại làm việc và có chức năng băm củ sắn hướng vào phía trục cố định.
- Sản phẩm nhận được sau khi đi qua hai trục băm gồm hỗn hợp các cục sắn vụn nhỏ đã
bị phá vỡ trong quá trình băm và được đưa qua máng trượt ra ngoài.
- Ta có thể hiểu nguyên lý hoạt động của máy băm sắn dưới sơ đồ sau:
H2.3. Nguyên lý băm
Máy băm sắn hoạt động theo nguyên lý va đập để phá vỡ củ sắn thành những miếng
nhỏ có kích thước phù hợp với yêu cầu. Khi lực của các dao (có độ sắc không cao) của
máy băm sắn tác dụng lực đủ lớn vào củ sắn thì củ sắn sẽ bị phá vỡ phù hợp với yêu cầu.
Chương II: Tính toán các thông số kỹ thuật của máy băm sắn
2.4. Tính toán xác định các thông số kỹ thuật của máy :
Tùy theo yêu cầu năng suất cần băm, do vậy thùng máy được chế tạo đảm bảo đúng
yêu cầu chứa số lượng nguyên liệu đưa ra.
Qua tham khảo một số loại máy nghiền hiện nay và công nghệ để gia công rôto máy,

ở đây tác giả chọn đường kính vòng đĩa dao băm db = 400mm, dạng dao kiểu như lưỡi
bánh răng, được chia ra khoảng 11 dao băm trên đĩa, và các đĩa dao được gắn với trục với
cách bố trí các lưỡi dao trên mỗi đĩa so le nhau. Từ kết quả này ta cũng xác định được
hình dáng của vỏ máy băm :
H2.4. Đường kính, cách bố trí dao băm.
Chương II: Tính toán các thông số kỹ thuật của máy băm sắn
H2.5. Tiết diện ngang vỏ máy băm và vị trí trục
dao với vỏ máy băm
Theo bảng 5.3[1] với loại hình dáng đĩa dao như trên tỷ số L/D = (2÷2,5).
Với D = 400 mm => chọn L = 1,2.
Vậy kết hợp hình 2.2a, 2.2b, thể tích khoang băm có thể xác định như sau:
2 2
3
0,4
2. 0,31.1,175 . 2. .3,14 0,364 .1,2 0,73
2 2
bb
D
V L m
π
   
   
= + = + =
   
 ÷  ÷
   
   
   
Qua kết quả khảo sát các nguyên liệu dùng để sản xuất thức ăn chăn nuôi tác giả chọn
khối lượng riêng trung bình của sắn đem băm là :

3
960 /km m
ρ
=
Vậy 1 tấn nguyên liệu có thể tích :
3
1000
1,041
960
ngl
V m
= =
2.4.1 Vận tốc quay của rôto trục băm trong thời gian 1 phút :
Tốc độ quay của rôto trục băm phải đảm bảo trước hết phá vỡ được củ sắn tại thời
điểm va đạp với dao gắn trên trục. Tốc độ cần thiết nhỏ nhất ấy ta gọi là Vmin có thể xác
Chương II: Tính toán các thông số kỹ thuật của máy băm sắn
định gần đúng theo định luật động lượng :
Trong đó :
m : Khối lượng trung bình mỗi củ sắn đem băm kg.
v1 : Tốc độ của củ sắn khi bắt đầu tiếp xúc với dao m/s.
v2 : Tốc độ của hạt sau khi va đập với dao m/s.
P : Lực cản trung bình tức thời của củ chống lại sự phá vỡ, N(Kg).
: Thời gian va đập, s.
Nếu lấy v1 = 0 thì :
Từ đó :
Ta tính trong trường hợp khối lượng mỗi củ sắn trung bình đem là m = 0,4 kg, thời gian
va đập ; và lực cản của củ sắn chống lại sự phá vỡ P = 160N ta tính được vận tốc
của rôto trục băm:
min
160.0,1

40( / )
0,4
v m s= =
Từ đây ta có :
(2.4)
Trong đó dt là đường kính vòng đầu trục. Ở đây dt = 0,15m. Thay vào (2.4) ta có :
2 1
.( )m v v P
τ
− =
τ
min
. .m v P
τ
=
min
.P
v
m
τ
=
1s
τ
=
min
( / )
t
v
n vg ph
d

=
Chương II: Tính toán các thông số kỹ thuật của máy băm sắn
40
267( / )
0,15
n vg ph= ≈
2.4.2 Thời gian băm t:
Thời gian băm chính là khoảng thời gian tính với số nguyên liệu là một tấn bắt đầu
cho vào băm cho tới khi hoàn thành khối lượng băm này, với mỗi trục băm được xác định
theo công thức: ti = K/n.
Với K là hằng số thực nghiệm, K phụ thuộc vào nhiều yếu tố :
K = f(k’,dt,D,L, ,q, )
Ở đây với máy băm ta chọn K = 50.
Do máy được cấu tạo là một trục quay và một trục cố định thế nên khoảng thời gian có
lâu hơn, và khoảng thời gian được tính như sau:
50
2
24
t h= ≈
2.4.3. Công suất băm :
Với năng suất:

1
0,28
T kg
Q
h s
 
= =
 ÷

 
Theo thực tế ta có thể lấy kích thước sản phẩm
60d mm
≈
và
Vậy ta tính được độ băm :
60
0,6
90
d
D
λ
= = =
Toàn bộ công cần thiết khi băm :
ρ
90( )D mm≈
3
. . ( 1)
P v s
A C C lg C
λ λ
= + −
Chương II: Tính toán các thông số kỹ thuật của máy băm sắn
Trong đó :
Cp: Hệ số đặc trưng cho ảnh hưởng của tính chất vật liệu như: tỷ trọng, độ dai,
độ bền Xác định theo thí nghiệm và tra trong bảng 10 ta được : Cp=1,2+0,3=1,5.
Cv : Tra theo bảng 10 [CS Tính toán thiết kế máy sản xuất thực phẩm]:
3
8,5.10
v

J
C
kg
 
=
 ÷
 
Cs: Công tiêu thụ riêng để tạo thành bề mặt mới : C
s
=7,5.10
3
J
kg
 
 ÷
 
.
Vậy :
3 3 3 3
1,5.8,5.10 .lg(0,6) 7,5.10 (0,6 1) 35,85.10
J
A
kg
 
= + − =
 ÷
 
Suy ra công suất có ích :
N
i

= A.Q= 35,85. 10
3
. 0,28= 10,038.10
3
(kW) =10,038(kW).
Trong quá trình băm do mất mát công suất nên lấy công suất cần thiết khi băm là :
N=1,15.N
i
=1,15.10,038=11,5 (kW).
2.4.4. Kích thước cơ bản thiết kế khoảng cách trục dao băm :
Kích thước cơ bản của khoảng cách trục dao băm là thông số quan trọng của máy
băm, đặc trưng cho chế độ động học, kích thước dao và thứ tự thay đổi của chúng cũng
như đặc trung về mặt năng lượng và kinh tế kỹ thuật. Đó là đường kính D và chiều dài L.
Qua thực nghiệm và thực tế đã tìm thấy sự liên hệ giữa các khoảng cách trục dao băm
và năng suất máy biểu thị qua hệ số tải trọng riêng q; được xác định theo công thức :
Trong đó :
Q : Năng suất máy (kg/s).
D.L :Diện tích động học thiết kế của trục.
2
( / )
.
Q
q kg m s
D L
=
Chương II: Tính toán các thông số kỹ thuật của máy băm sắn
q :Phụ thuộc vào độ băm λ và tốc độ quay của trục dao.
Qua thí nghiệm ta đã xác định theo khoảng sau :
λ=3÷4 ; v=30÷80
( )

/m s
thì q= 3÷6 ( ).
Chọn q=3,5 ( ) ; Q= 8,5 ( ).
Theo cơ sở lý thuyết chọn trục có kết cấu .
Vậy thay vào ta tính được : ta lấy L =1050 mm.
Trong thực thế ta tính toán khoảng cách trục máy băm các dao nằm so le và khoảng cách
khe hở giữa 2 trục phải đảm bảo băm được sản phẩm nên ta tính.
250
62,5
4
D mm
= =
Ta lấy D = 62 (mm).
2.4.5. Tính số lượng đĩa dao băm trên mỗi trục :
Theo công thức trong giáo trình “Công nghệ và các máy chế biến lương thực”:
N= (W) => i =
N – Công suất băm.
k – Hệ số phụ thuộc vào v ( khi v tăng thì k giảm).
Theo thí nghiệm lấy k=0,0038.
sm
kg
.
2
sm
kg
.
2
2
kg
m s

5,2=
L
D
0,97L m≈
120

2
nvmik
nvmk
N

.120
2
Chương II: Tính toán các thông số kỹ thuật của máy băm sắn
Vậy:
2
120.11,5
19
0,0038.0,4.30 .100
i = ≈
(đĩa dao).
2.5. Chọn động cơ :
-Công suất cần thiết :
N
ct
= N
b
= 11,5 (kW).
-Công suất động cơ phải kể đến cả mất mát trên bộ truyền nên :
N

đc
= .
Trong đó :
η
: hiệu suất của bộ truyền.
Tra theo bảng 2-1 trang 27 giáo trình “ Thiết kế chi tiết máy” ta được :

η
=0,94 – Hiệu suất bộ truyền đai.
Suy ra :
N
đc
=
11,5
12,23
0,94
≈
(kW)
Vậy công suất động cơ cần chọn phải lớn hơn 12(kW).
Theo bảng 2P trang 322 giáo trình “Thiết kế chi tiết máy”, ta chọn loại động cơ có công
suất:
N
đc
= 15 (kW); Số vòng quay : n = 1460 (vg/ph).
2.6. Yêu cầu khi chọn vật liệu chế tạo một số bộ phận của máy băm :
Đặc điểm yêu cầu trục băm phải bền, cứng, chịu mòn tốt, dẫn nhiệt và có hình trục,
đồng thời đòi hỏi một sự đồng trục cao giữa ngõng trục và ống lót trục của nó.
Điều có ý nghĩa đặc biệt là sự cân bằng của các trục nghiền. Phá hủy yêu cầu đó sẽ
dẫn đến dao động và làm cho khe hở giữa các trục không ổn định, có thể làm giảm hiệu
quả trong công nghệ băm, nghiền. Bề mặt trục nghiền phải có độ nhám xác định phù hợp

η
ct
N
Chương II: Tính toán các thông số kỹ thuật của máy băm sắn
với mục đích công nghệ của máy. Ổ trục của trục băm phải có khả năng tự điều chỉnh
song song với trục hình học và có cơ cấu bôi trơn tin cậy và bề mặt đủ rộng để thoát nhiệt
được ra môi trường xung quanh; không được phép để bụi rơi vào ổ trục. Ngoài ra cơ cấu
cấp liệu phải đảm bảo đưa sản phẩm đồng đều vào vùng băm trên suốt cả chiều dài trục
băm với tốc độ bằng hay gần bằng tốc độ trục băm, và có độ nhạy cao để điều chỉnh khối
lượng sản phẩm đưa vào máy băm với phạm vi rộng.
Đa số trường hợp ở trong những máy băm, nghiền thì trục được làm bằng gang đặc
biệt (C-3,2-3,7%; Si-0,4-0,7%; Mn-0,2-0,8%; P-0,5%; S-0,14%; Ni-0,25%) đúc trong
khuôn kim loại. Ở những trục cán như thế, lớp bề mặt gang biến trắng có độ sâu 20-
25mm và độ rắn HB là 370-450. Ngoài ra người ta cũng dùng trục băm hai lớp, lõi của nó
được đúc bằng gang xám thường, còn phần ngoài là Crôm-Niken (C-3,7%; Si-0,25%;
Mn-0,3%; P-0,15%; Cr-0,4%; Ni-2%). Trục cán lớp có độ rắn đồng đều ở lớp bề mặt với
chiều sâu 15-20mm bằng HB 500, nghĩa là chúng chịu mòn cao hơn và bền hơn là đúc
bằng gang đặc biệt.
Chương III: Tổng quan về phần mềm CATIA
CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM CATIA
3.1.Giới thiệu về phần mềm CATIA :
Phần mềm CATIA là một phần mềm hỗ trợ cho công việc thiết kế các chi tiết máy
của người kỹ sư thiết kế. CATIA (Computer Aided Three Dimensional Interactive
Application) nghĩa là xử lý tương tác trong không gian ba chiều có sự hỗ trợ của máy tính
là một bộ phần mềm thương mại phức hợp CAD/CAM/CAE được Dassault Systemes
(một công ty của Pháp) phát triển và IBM phân phối trên toàn thế giới. Catia được viết
bằng ngôn ngữ lập trình C++. Catia là viên đá nền tảng đầu tiên của bộ phần mềm quản
lý toàn bộ 1 chu trình sản phẩm của Dassault. Phần mềm này được viết vào cuối những
năm 1970 và đầu năm 1980 để phát triển máy bay chiến đấu Mirage của Dassault, sau đó
được áp dụng trong ngành hàng không vũ trụ, ô tô, đóng tàu, và các ngành công nghiệp

khác. Kiến trúc sư Frank Gehry đã sử dụng nó để thiết kế các Bảo tàng Guggenheim
Bilbao và Walt Disney Concert Hall.
Lúc đầu phần mềm tên là CATI (Conception Assistée Tridimensionnelle Interactive,
tiếng Pháp nghĩa là Thiết kế ba chiều được máy tính hỗ trợ và có tương tác) nó đã được
đổi tên thành CATIA năm 1981, khi Dassault tạo ra một chi nhánh để phát triển và bán
các phần mềm và ký hợp đồng không độc quyền phân phối với IBM. Năm 1984, Công ty
Boeing đã chọn CATIA là công cụ chính để thiết kế 3D, và trở thành khách hàng lớn
nhất. Năm 1988, CATIA phiên bản 3 đã được chuyển từ các máy tính Mainframe sang
UNIX. Năm 1990, General Dynamics/Electric Boat Corp đã chọn CATIA như là công cụ
chính thiết kế 3D, thiết kế các tàu ngầm hạt nhân của Hải quân Hoa Kỳ. Năm 1992,
CADAM đã được mua từ IBM và các năm tiếp theo CADAM CATIA V4 đã được công
bố. Năm 1996, nó đã được chuyển từ một đến bốn hệ điều hành Unix, bao gồm IBM
AIX, Silicon Graphics IRIX, Sun Microsystems SunOS và Hewlett-Packard HP-UX.
Năm 1998, một phiên bản viết lại hoàn toàn CATIA, CATIA V5 đã được phát hành, với
sự hỗ trợ cho UNIX, Windows NT và Windows XP từ 2001.
Năm 2008, Dassault công bố CATIA V6, hỗ trợ cho các hệ điều hành Windows, các
hệ điều hành không phải Windows không được hỗ trợ nữa.
Trong phạm vi đồ án này tác giả đã dùng phiên bản CATIA V5R20.