TÍNH TOÁN, THIẾT kế máy LAU BÓNG gạo NĂNG SUÂT 7 tấn GIỜ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

-------------------------------------Ngày

tháng

năm

PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LVTN
(Dành cho người hướng dẫn / phản biện)

1. Họ và tên SV : Ngơ Xn Định
MSSV : 20600499
Ngành (chuyên ngành) : Kỹ Thuật Chế Tạo
2. Đề tài : TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MÁY LAU BĨNG GẠO NĂNG ST 7 TẤN/ GIỜ
3. Họ tên người hướng dẫn/phản biện : ........................................................................
4. Tổng quát về bản thuyết minh :
Số trang
: .................
Số chương
: ................
Số bảng số liệu
: .................
Số hình vẽ
: ................

Số tài liệu tham khảo : ..................
Phần mềm tính toán : ................
Hiện vật (sản phẩm) : ..................
5. Tổng quát về các bản vẽ :
- Số bản vẽ :
bản A1
bản A2
khổ khác
- Số bản vẽ vẽ tay
Số bản vẽ trên máy tính
6. Những ưu điểm chính của LVTN : ............................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
7. Những thiếu sót chính của LVTN : ............................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
8. Đề nghò : Được bảo vệ
Bổ sung thêm để bảo vệ
Không được bảo vệ
9. Câu hỏi SV phải trả lời trước Hội đồng (CBPB ra ít nhất 02 câu):
a. . ....................................................................................................................
.....................................................................................................................
b. .....................................................................................................................
.....................................................................................................................
c. .....................................................................................................................
.....................................................................................................................

Đánh giá chung (bằng chữ : giỏi, khá, TB) : Điểm _____/10
Ký tên (ghi rõ họ tên)


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ...................................................................................................................... 6
THỐNG KÊ CÁC BẢNG BIỂU ............................................................................................ 7
THỐNG KÊ CÁC HÌNH ẢNH.............................................................................................. 8
Chương 1 : TỔNG QUAN ................................................................................................... 11
1.1.

Tổng quan về hạt lúa ............................................................................................ 11
1.1.1. Cấu tạo hạt lúa ................................................................................................ 11
1.1.2. Tính chất cơ lý của hạt lúa .............................................................................. 12
1.2. Quy trình công nghệ chế biến lúa gạo ................................................................... 13
1.3. Các loại máy lau bóng gạo có trên thị trường nước ta ........................................... 15
Chương 2 : NGUYÊN LÝ LAU BÓNG VÀ SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC .................................... 20
2.1.
2.2.
2.3.

Vị trí, nhiệm vụ của máy lau bóng trong dây chuyền ............................................ 20
Các phương án lau bóng ....................................................................................... 20
Chọn phương án thiết kế ....................................................................................... 24

Chương 3 : TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MỘT SỐ CHI TIẾT QUAN TRỌNG CỦA MÁY ... 25
3.1.
3.2.
3.3.

Chọn động cơ điện................................................................................................ 25
Tính bộ truyền đai ................................................................................................ 29
Tính toán trục ....................................................................................................... 33
3.3.1. Tính sơ bộ trục................................................................................................ 33
3.3.2. Tính chính xác đường kính trục ...................................................................... 35
3.3.3. Kiểm nghiệm trục ........................................................................................... 36
3.4 Chọn ổ lăn ............................................................................................................. 37
3.4.1. Chọn ổ lăn ...................................................................................................... 37
3.4.2. Kiểm nghiệm ổ lăn.......................................................................................... 37
3.5 Chọn và kiểm nghiệm vít tải .................................................................................. 39
3.5.1. Kích thước vít tải ............................................................................................ 39
3.5.2. Kiểm nghiệm độ bền tĩnh vít tải ...................................................................... 39
3.6 Thiết kế buồng xát ................................................................................................. 40
3.6.1. Nhiệm vụ của dao xát và lưới xát .................................................................... 40
3.6.2. Cấu tạo lồng lưới ............................................................................................ 41
3.6.3. Tính toán dao xát ............................................................................................ 42


3.7

Thiết kế hệ thống hút cám...................................................................................... 44
3.7.1. Tính lưu lượng quạt hút .................................................................................. 44
3.7.2. Bộ phận lắng li tâm ......................................................................................... 45

Chương 4 : HỆ THỐNG PHUN SƯƠNG ............................................................................ 48
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.

Nguyên lý phun sương .......................................................................................... 48
Kết cấu và kích thước ống phun sương ................................................................. 48
Các thiết bị của hệ thống khí và bơm nước ........................................................... 50
Hoạt động của hệ thống khí .................................................................................. 51

Chương 5 : VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY ............................................................ 53
5.1.
5.2.
5.3.

Vận hành máy....................................................................................................... 53
Điều chỉnh hệ thống phun sương .......................................................................... 53
Bảo dưỡng máy .................................................................................................... 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 55
PHỤ LỤC A : TIÊU CHUẨN GẠO XUẤT KHẨU CỦA VIỆT NAM ............................... 56
PHỤ LỤC B : TIÊU CHUẨN GẠO XUẤT KHẨU CỦA CÔNG TY GENTRACO ........... 56
PHỤ LỤC C : BẲNG CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG CỦA GẠO NHẬP KHO DỰ
TRỮ CỦA NHÀ NƯỚC...................................................................................................... 58


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÁY LAU BÓNG GẠO

LỜI NÓI ĐẦU
Những năm gần đây, nước ta là một trong những nước xuất khẩu gạo nhiều nhất trên
thế giới. Nhưng gạo xuất khẩu phần lớn là gạo cấp thấp, mặt hàng gạo cao cấp chiếm tỉ lệ
thấp nên lợi nhuận không cao. Bên cạnh đó gạo cấp thấp của nước ta đang bị cạnh tranh
gay gắt bởi gạo cấp thấp của Ấn Độ, Myanmar và Pakistan, gạo cao cấp thì bị cạnh tranh

bởi gạo cao cấp của Thái Lan…Xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu về mặt hàng gạo cao
cấp càng lớn. Yêu cầu chất lượng cũng cao hơn. Đứng trước tình hình đó, chúng ta phải
chuyển hướng xuất khẩu gạo theo hướng thiên về chất lượng không phải số
lượng…Nghĩa là sản xuất mặt hàng gạo chất lượng cao để xuất khẩu. Bên cạnh yêu cầu
về giá trị dinh dưỡng cao hạt gạo phải có độ bóng đẹp thì mới có thể cạnh tranh với các
sản phảm gạo cao cấp khác trên thế giới. Hiện nay, nước ta đã từng bước xây dựng được
thị trường vững chắc về gạo chất lượng cao.
Để thực hiện được những yêu cầu bức thiết đó, trách nhiệm của các kỹ sư ngành Chế
Tạo Máy là phải đảm nhiệm trọng trách thiết kế và chế tạo ra dây chuyền chế biến lúa
gạo có năng suất chất lượng cao. Nhằm đáp ứng nhu cầu xuất khẩu gạo của đất nước
trong giai đoạn hiện nay.
Với mục đích góp phần sức lực nhỏ bé của mình vào công cuộc phát triển của đất
nước, sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu tại công ty Cổ Phần Cơ Khí SINCO, dưới
sự hướng dẫn tận tình của Thầy Trần Thiên Phúc, em đã chọn đề tài Tính Toán, Thiết Kế
Máy Lau Bóng Gạo làm đề tài luận văn của mình.
Với sự hạn chế về kiến thức cũng như kinh nghiệm của mình, trong quá trình thiết kế,
tính toán chúng em không thể nào tránh được những sai sót, kính mong các thầy, cô tận
tình chỉ bảo để em có thể hoàn thiện kiến thức của mình trước khi bước và thực tế sản
xuất trong tương lai.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy Trần Thiên Phúc đã tận tình hướng dẫn,
dìu dắt em trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. Nhân đây em cũng xin chân thành
cám ơn các thầy cô trong bộ môn Thiết Kế Máy nói riêng, các thầy cô trong Khoa Cơ Khí
cùng toàn thể các thầy cô trong trường Đại Học Bách Khoa TP HCM bao năm qua đã dạy
dỗ em trở thành những người có tri thức để có thể đóng góp một phần sức lực nhỏ bé của
mình cho sự phát triển của đất nước.
Sinh viên thực hiện
Ngô Xuân Định
7

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÁY LAU BÓNG GẠO

THỐNG KÊ CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 : Thành phần hóa học của lúa, gạo và vỏ trấu (% chất khô) ................................... 12
Bảng 1.2 : Hệ số ma sát của một số loại hạt ....................................................................... 13
Bảng 3.1 : các kích thước chủ yếu của Cyclone ................................................................... 47

8


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÁY LAU BÓNG GẠO

THỐNG KÊ CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 : Cấu tạo của hạt lúa

.......................................................................................... 10

Hình 1.2 : Quy trình công nghệ chế biến gạo ....................................................................... 14
Hình 1.3 : Máy lau bóng gạo Model KB60GS – T của Satake ............................................. 16
Hình 1.4 : Model máy lau bóng gạo LAMICO .......................................................................... 17

Hình 1.5 : Model máy lau bóng của công ty Bùi Văn Ngọ ......................................................... 18
Hình 1.6 : Model máy lau bóng của SINCO ............................................................................ 19
Hình 2.1 : Máy lau bóng gạo kiểu côn đứng ........................................................................ 22
Hình 2.2 : Buồng sát máy lau bóng gạo kiểu trụ trục ngang ................................................. 22
Hình 2.3 : Sơ đồ máy lau bóng gạo trục nằm ngang ............................................................. 23

Hình 2.4 : Sơ đồ động học máy lau bóng gạo ....................................................................... 24
Hình 3.1 : Phân tích lực trên trục vít .................................................................................... 26
Hình 3.2 : Sơ đồ lắp các chi tiết chính lên trục ..................................................................... 29
Hình 3.3 : Biểu đồ moment và sơ đồ phân tích lực ............................................................... 35
Hình 3.4 : Sơ đồ phân bố lực tác dụng lên ổ lăn ................................................................... 38
Hình 3.5 : Kết cấu vít tải ...................................................................................................... 40
Hình 3.6 : Khe hở giữa dao xát và lưới xát........................................................................... 41
Hình 3.7 : Khung buồng xát và lưới xát ............................................................................... 42
Hình 3.8: Kết cấu của dao thẳng .......................................................................................... 43
Hình 3.9: Kết cấu của dao nghiêng ...................................................................................... 43
Hình 3.10: Cyclone .............................................................................................................. 47
Hình 4.1 : Kết cấu đầu ống phun sương ............................................................................... 48
Hình 4.2 : Vòi phun sương................................................................................................... 49

9


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÁY LAU BÓNG GẠO

Hình 4.3 : Ống phun sương .................................................................................................. 49
Hình 4.4 : Thân phun sương ................................................................................................ 50
Hình 4.5 : Sơ đồ khí nén và bơm nước .................................................................................... 51
Hình 4.6 : Sơ đồ điều khiển đóng mở đọng cơ điện .................................................................. 52
Hình 5.1 : Cụm phun sương ................................................................................................. 54

10

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÁY LAU BÓNG GẠO

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về hạt lúa.
1.1.1. Cấu tạo của hạt lúa.
-

Vỏ trấu thành phần hóa học chủ yếu là xenluloza và khoáng chất. Những chất
này con người không tiêu hóa được nên trong quá trình chế biến vỏ được tách
càng triệt để càng tốt.

-

Phôi là phần mọc ra rễ và mầm khi hạt nẩy mầm. Trong phôi chứa nhiều chất
dinh dưỡng ở dạng phân tử cấp thấp, đặc biệt nhiều chất béo. Trong sản xuất
bột và gạo cần tách phôi càng sạch càng tốt. Vì nếu lẫn phôi nhiều thì khi bảo
quản bột , gạo sẽ chóng bị hôi và khét do chất béo bị oxy hóa.

-

Cám là hỗn hợp của lớp vỏ
ngoài của hạt gạo và lớp
aloron. Cám có một số enzym
(chất men) nội tại hoạt động rất
mạnh sẽ oxy hóa các nhóm béo
chưa no của cám rất nhanh chỉ
vài giờ sau khi chế biến tạo
mùi hôi khó chịu. Do đó càn

bóc sạch lớp cám trong quá
trình chế biến.
Hình 1.1 : Cấu tạo của hạt lúa

-

Hạt gạo (nội nhũ) là thành phần chủ yếu chứa chất dinh dưỡng của hạt lúa.

11


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÁY LAU BÓNG GẠO

Bảng 1.1 : Thành phần hóa học của lúa, gạo và vỏ trấu (% chất khô)
Thành

Tinh

Protit

Đường

Chất béo

Xenluloza

Tro

phần

bột

Thóc

68,51

9,4

1,5 ÷ 2,5

1,5 ÷ 2,5

15,48

6

Gạo

80

9,74

0,1 ÷ 0,3

<1

0,34

1,19

Trấu

3,61

2,73

20

56,72

19,61

1.1.2. Tính chất cơ lý của hạt lúa.
-

Đặc điểm hình học : Kích thước của hạt có một vai trò quan trọng trong việc
xác định các tiêu chuẩn của hạt và quy trình chế biến.

-

Độ lớn : Độ lớn của hạt ảnh hưởng đến tỉ lệ thành phẩm khi chế biến. Hạt càng
lớn tỉ lệ nội nhũ càng cao. Vì vậy khi chế biến thu được nhiều thành phẩm.

-

Độ đồng đều : Trong chế biến ngoài độ lớn ra còn phải chú ý đến độ đồng đều
của lô hạt. Vì nó ảnh hưởng đến chế độ làm việc của nhiều trang thiết bị.

-

Dung trọng của hạt : Đây là chỉ số cần thiết cho quá trình thiết kế và tính toán
thiết bị cũng như bảo quản. Dung trọng của hạt dao động trong khoảng khá
rộng tùy theo hình dạng của hạt, độ lớn, độ ẩm...Khối lượng 1000 hạt lúa ở
nước ta khoảng 25g ÷ 30g.

-

Độ trắng trong : Là chỉ số đánh giá chất lượng hạt, lúa có độ trắng trong cao
thì khi nấu chín thành cơm vẫn giữ được dạng hạt không bị vữa nát. Trong chế
biến độ trắng trong chia làm ba loại:
+ Độ trắng trung thấp < 40%.
+ Độ trắng trung bình 40 ÷ 60%.
+ Độ trắng cao > 60%.

-

Hệ số ma sát : Hệ số ma sát giữa hạt và thiết bị là vấn đề cần lưu ý khi thiết kế
máy, nó ảnh hưởng đến thông số của bộ phận máy như: Khi chọn đường kính
Rulô cao su, tính vận tốc hay quá trình vận chuyển hạt.

12


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÁY LAU BÓNG GẠO

Bảng 1.2 : Hệ số ma sát của một số loại hạt

Loại

Hệ số ma sát

lương

trong

thực
Lúa
Đại mạch
Ngô
-

Hệ số ma sát ngoài
Thép

Gỗ

Động

Tĩnh

0,7 ÷ 0,85

0,4

0,4 ÷ 1
0,4 ÷ 0,6

Bê tông

Động Tĩnh

Động

Tĩnh

0,6

0,32

0,75

0,45

0,8

0,37

0,58

0,32

0,7

0,45

0,75

0,36

0,58

0,3

0,68

0,45

0,6

Độ ẩm : Độ ẩm là lượng nước có trong hạt so với trọng lượng toàn hạt theo %
và người ta chia độ ẩm ra làm 4 loại:
+ Hạt khô có độ ẩm < 14% .
+ Hạt trung bình có độ ẩm 14 ÷ 15% .
+ Hạt ẩm có độ ẩm 15,5 ÷ 17%.
+ Hạt ướt có độ ẩm >17% .

1.2.

Quy trình công nghệ chế biến lúa gạo.

 Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến gạo.
-

Nguyên liệu được vận chuyển từ cụm máy này hoặc Tank chứa qua cụm
máy khác nhờ hệ thống gầu tải và ống dẫn.

-

Dây chuyền được lắp đặt hệ thống lọc bụi cyclone và quạt gió.

-

Cụm máy xát trắng và lau bóng có thiết bị phụ trợ kèm theo là cyclone và
quạt hút cám. Có nhiệm vụ hút bụi, cám trong quá trình xát trắng và lau
bóng.

-

Tank chứa lúa có nhiệm vụ trữ lúa để đảm bảo quá trình chế biến không bị
gián đoạn.

13


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÁY LAU BÓNG GẠO

Nguyên liệu

Lúa

Sàng
tạp chất

Cối
lức

Thùng
rê

Sàng
phân ly

Lúa lép, trấu
Tách
màu gạo

Gạo thành phẩm

Trống
chọn
Tấm

Gạo gãy

Đá

Sàng đá

Sàng đảo

Máy lau
bóng

Máy xát
trắng

Gạo gãy

Cám

Cám

Hình 1.2 : Quy trình công nghệ chế biến gạo
 Làm sạch tạp chất lẫn trong nguyên liệu : Sàng tạp chất có nhiệm vụ loại bỏ
rơm, rác, đá lớn, sắt…ra khỏi lúa. Sau đó lúa sạch được đưa đến cối lức.
 Bóc vỏ hạt lúa.
-

Cối lức có nhiệm vụ tách vỏ trấu ra khỏi hạt lúa. Hiệu suất bóc vỏ
khoảng 80% ÷ 90% tùy theo loại máy. Trong công đoạn này tỉ lệ gạo
gãy nát phải là thấp nhất.

-

Sauk hi bóc vỏ hỗn hợp gạo lức, lúa , lúa lép và trấu được chuyển đến
thùng rê. Tại đây, quạt hút gió sẽ tách hỗn hợp thành 3 loại : Gạo lức +
lúa, lúa lép và vỏ trấu dựa vào trọng lượng của chúng.

 Phân loại gạo lức và hạt lúa.
-

Để thu hồi những hạt lúa chưa bóc vỏ hết qua mỗi lần xay, người ta tiến
hành tách gạo lức và lúa bằng sàng phân ly.

-

Sàng phân hoạt động dựa vào độ nhám bề mặt của gạo lức và hạt lúa để
tách chúng ra.
14


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

-

THIẾT KẾ MÁY LAU BÓNG GẠO

Lúa sau khi tách được đưa trở lại cối lức để tiếp tục bóc vỏ.

 Tách đá : Sàng tách đá có nhiệm vụ tách đá ra khỏi hỗn hợp gạo lức dựa vào
trọng lượng của đá và gạo. Sử dụng quạt gió và sàng lắc.
 Xát trắng gạo.
-

Công đoạn này nhằm bóc đi lớp vỏ cám giúp cho chúng ta dễ tiêu hóa
và hạt gạo có màu trắng đẹp, nâng cao chất lượng và giá thành gạo.

-

Yêu cầu bóc vỏ cám với tỷ lệ thích hợp, gạo xuất khẩu có tỉ lệ bóc vỏ
cám từ 8,5 ÷ 10 % khối lượng so với khối lượng hạt gạo.

 Lau bóng gạo.
-

Đánh bóng thường dùng áp lực nhỏ để làm sạch vi mô bề mặt hạt, chủ
yếu là lau sạch những hạt cám còn bám dính, có bóc đi một lớp rất
mỏng trên bề mặt hạt gạo sau xát trắng.

-

Công đoạn này làm cho hạt gạo trắng đẹp và loại bỏ hoàn toàn lớp cám
có chứa chất béo chưa no giúp bảo quản gạo lâu hơn.

 Phân loại hạt gạo:
-

Gạo sau khi lau bóng được chuyển tới sàng đảo và trống chọn để tách
lấy gạo nguyên và gạo gãy.

-

Sàng đảo tách hỗn hợp gạo sau lau bóng thành 3 loại : Gạo gãy 1/4 , gạo
gãy 1/8 và gạo nguyên + gạo gãy 1/2 .

-

Trống chọn tách thành 2 loại gạo nguyên và gao gãy 1/2 .

 Tách màu hạt : Khi gạo qua máy tách màu điện tử sẽ tách loại ra các “tạp chất
màu” lẫn trong gạo như: hạt đen, hạt hỏng, hạt đỏ, hạt vàng, bạc bụng. Đây là
những chỉ tiêu hết sức khắt khe mà khách hàng gạo cao cấp thường yêu cầu.
1.3.

Các loại máy lau bóng gạo có trên thị trường nước ta.

Trên thị trường trong và ngoài nước có nhiều loại máy đánh bóng với nguyên
lý hoạt động tương tự như nhau, tồn tại một số nhược điểm: sự thay đổi loại
gạo và độ ẩm của gạo làm cho giá trị của các chỉ tiêu chất lượng thay đổi ở đầu
ra. Để đảm bảo các chỉ tiêu chất lượng, người vận hành thường xuyên phải
điều chỉnh lưu lượng nước phun vào buồng xát và áp lực xát. Điều đó có nghĩa
15


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÁY LAU BÓNG GẠO

là chất lượng gạo ở đầu ra phụ thuộc gần như hoàn toàn vào tay nghề, kinh
nghiệm và tinh thần trách nhiệm của người vận hành, còn việc điều chỉnh dựa
vào kết quả quan sát gạo ở đầu ra của người công nhân.
Hiện nay, trên thị trường máy chế biến nông sản nước ta có một số thương hiệu
máy lau bóng thông dụng sau:
 Công ty SATAKE Việt Nam.

Hình 1.3 : Máy lau bóng gạo Model KB60GS-T của Satake
Đặc điểm :
-

Hoàn thiện bề ngoài của gạo: Bề mặt của gạo được xay xát trở nên
mượt và sạch, giúp nâng cao giá trị thương mại của gạo.

-

Nâng cao chất lượng gạo: Lượng cám thừa hút ẩm và giúp cho vi sinh
vật phát triển. Máy KB Satake sẽ giúp cho gạo kéo dài tuổi thọ bằng

cách loại bỏ lượng cám thừa này.

-

Đánh bóng nhẹ nhàng: Máy KB Satake được thiết kế để giảm thiểu tỷ
lệ gạo gãy. Trục xát và lưới được chọn sao cho phù hợp nhất với nguyên
liệu.

-

Ứng dụng rộng : Sự kết hợp với các thiết bị xay xát khác của Satake cho
phép ứng dụng rộng với đa dạng các loại gạo, và ngay cả với các loại
hạt khác như bắp.
16


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

-

THIẾT KẾ MÁY LAU BÓNG GẠO

Công suất lớn: Nhờ kết hợp với khoan trên dành để pha trộn hơi nước
và khoan dưới dành để đánh bóng, công suất gia tăng gần như gấp đôi,
so với máy KB60G-TA.

 Công ty Cổ Phần Cơ Khí Chế Tạo Máy Long An (LAMICO).

Hình 1.4 : Model máy lau bóng gạo LAMICO

Đặc điểm :
-

Tự động mở van cấp liệu khi đủ liệu và đóng van khi hết liệu hoặc
trường hợp khẩn cấp.

-

Hệ thống phun sương tự động mở sau khi cấp liệu vào buồng sát và tự
động tắt khi đóng liệu.

-

Tỉ lệ bóc cám đến 5% , tỉ lệ gãy thấp.

-

Gạo thành phẩm sau khi qua máy có độ trắng và độ bóng cao.

-

Kết cấu máy cứng vững, các chi tiết máy chuyển động can bằng tốt.

-

Máy đánh bóng có thể sử dụng cho gạo đồ và đậu xanh.

17

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÁY LAU BÓNG GẠO

 Công ty Bùi Văn Ngọ.

Hình 1.5 : Model máy lau bóng của công ty Bùi Văn Ngọ
Đặc điểm:
-

Có hệ thống phun nước tự động: nước sẽ tự động phun theo sự điều
chỉnh từ 1 đến 30 giây sau có gạo vào buồng máy và sẽ tự động tắt khi
hết gạo.

-

Có bộ phận van đóng nhanh trong trường hợp khẩn cấp hoặc hết nguyên
liệu.

-

Gạo thành phẩm có độ bóng cao, màu trắng, sáng, tỷ lệ gãy vỡ thấp.
Đối với máy CBLC còn có các đặc điểm sau:

-

Mọi sự điều chỉnh được thực hiện trên màn hình cảm ứng..

-

Định lượng được lắp ở phần nạp liệu để cố định lưu lượng nguyên liệu
vào nhằm tạo cân bằng với lượng nước đã được chỉnh sẵn, vì thế gạo
sau khi đánh bóng sẽ có chất lượng đồng đều và ổn định.

18


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÁY LAU BÓNG GẠO

 Công ty Cổ Phần Cơ Khí Chế Tạo Máy SINCO.
Đặc điểm.
-

Gạo đạt độ bóng cao, tỷ lệ gảy vỡ thấp.

-

Dễ dàng lắp đặt, sử dụng và thay thế phụ tùng.

Hình 1.6 : Model máy lau bóng SINCO
-

Hệ thống phun nước tự động: nước sẽ tự động phun sau khi gạo vào
trong buồng máy từ 10 ÷20 giây, và tự động ngưng phun nếu mức gạo
trong thùng chứa gần hết. Khí nén được dùng để đóng mở van cấp liệu
và phun sương.

19

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÁY LAU BÓNG GẠO

CHƯƠNG 2 : NGUYÊN LÝ LAU BÓNG VÀ SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC
2.1.

Vị trí, nhiệm vụ của máy lau bóng trong dây chuyền.
 Vị trí : Trong dây chuyền chế biến gạo máy lau bóng luôn được bố trí sau máy
xát trắng.
 Nhiệm vụ :
-

Lau sạch những hạt cám còn bám dính và bóc đi một lớp mỏng trên bề mặt
hạt gạo sau khi xát trắng để hạt gạo trắng bóng và nâng cao tuổi thọ của hạt.

-

Trong quy trình chế biến gạo, đánh bóng là công đoạn cuối nhằm đảm bảo
độ bóng bề mặt gạo trước khi xuất ra thị trường tiêu thụ. Vì vậy, công đoạn
này đóng một vai trò quan trọng, quyết định chất lượng cũng như giá thành
của gạo.

-

Các chỉ tiêu chính đánh giá chất lượng của quá trình đánh bóng gạo bao
gồm tỷ lệ gãy vỡ và độ bóng bề mặt.

 Yêu cầu kỹ thuật của gạo thành phẩm.

2.2.

-

Độ ẩm 14 ÷ 15%.

-

Tỷ lệ bóc cám đến 5%.

-

Tỷ lệ gãy vỡ < 1%.

Các phương án lau bóng.
 Nguyên lý lau bóng : Các máy xát và đánh bóng làm việc dựa theo nguyên lý
tác dụng đồng thời của ma sát, va đập và dịch trượt. Căn cứ vào mức độ tác
động của các nguyên lý trên mà người ta có thể phân biệt giữa xát và đánh
bóng. Xát thường dùng áp lực lớn để bóc vỏ cám và cả những vỏ trấu còn sót
lại khi xay, trong đó tác dụng của ma sát, va đập và dịch trượt xảy ra đồng thời
và mãnh liệt. Đánh bóng thường dùng áp lực nhỏ để làm sạch vi mô bề mặt
hạt, chủ yếu là lau sạch những hạt cám còn bám dính, có bóc đi một lớp rất
mỏng trên bề mặt hạt, trong đó tác dụng của ma sát là chủ yếu.
 Máy lau bóng gạo kiểu đứng.
-

Nguyên lý hoạt động.
20

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÁY LAU BÓNG GẠO

+ Máy gồm một ống xy lanh bằng gang hình côn có lớp chống mòn. Lớp
chống mòn bằng gỗ, trên đó có đóng các tấm da.
+

Ống côn được lắp cố định trên một trục đứng có thể quay thuận hay
ngược chiều kim đồng hồ.

+

Xung quanh bộ phận ống côn có bắt cố định một khung lưới thép có các
mắt lưới tùy thuộc vào loại giống thóc được xát.

+ Gạo xát được đưa vào tâm máy qua một phễu nhỏ.
+

Ống bao hình trụ có thể điều chỉnh thẳng đứng dùng để điều chỉnh lượng
gạo và sự phân phối đồng đều trên toàn bộ bề mặt của bộ phận côn quay.

+

Do lực ly tâm, gạo được đưa vào khe hở giữa bộ phận ống côn và lưới
xát.

+

Khi đó gạo được chà xát bởi các tấm da, các tấm da này làm cho hạt gạo
xoay quanh nhau, xoay quanh da và lưới sát.

+

Dưới một áp lực nhẹ, các phần tử cám còn lại được lấy đi và gạo trở nên
bóng hơn hay trong hơn.

+ Ngoài ra sự chuyển động của cả khối hạt làm tăng sự cọ xát cũng làm lớp
mòn lớp cám trên hạt.
+ Gạo di chuyển trong buồng xát hoàn toàn do trọng lực bản thân mà không
cần nhờ đến vít tải để vận chuyển gạo.
-

Ưu điểm.
+ Máy loại này có áp lực trong buồng sát thấp.
+ Hiệu quả tách cám cao.
+ Thích hợp cho hạt gạo dài.
-

Nhược điểm.
+ Lớp da nhanh bị mòn thường xuyên phải thay thế.
+ Máy loại này khó điều chỉnh được độ bóng theo yêu cầu, do trục thẳng
đứng nên dưới tác dụng của trọng lực gạo luôn có khuynh hướng rơi
xuống nên quá trình tách cám không đảm bảo.

21

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÁY LAU BÓNG GẠO

Hình 2.1 : Máy lau bóng kiểu côn đứng
 Máy lau bóng gạo kiểu trụ trục ngang (máy được thiết kế chế tạo ở Nhật Bản).

Hình 2.2 : Buồng sát máy lau bóng gạo kiểu trụ trục ngang
-

Nguyên lý hoạt động. Bộ phận làm việc là ru lô (2) bằng thép có dạng hình trụ
trên đó có bắt một số lớn các tấm da (4) bằng bu lông. Ru lô đặt nằm ngang,
được quay trong một buồng hình trụ có sàng (3) đột lỗ dài bao quanh. Quá
trình đánh bóng được thực hiện nhờ ma sát giữa các tấm da với hạt và giữa hạt
với hạt. Gạo sau khi đánh bóng được thoát ra ngoài qua cửa (6), cám lọt qua
sàng rơi vào bộ phận gom chữ V và đưa ra ngoài nhờ vít xoắn (5).

-

Ưu điểm : Là ít làm gãy vỡ hạt, chi phí điện năng riêng thấp

22


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

-

THIẾT KẾ MÁY LAU BÓNG GẠO

Nhược điểm : Độ bóng hạt không cao, khó điều chỉnh được độ bóng theo yêu
cầu chế biến, các tấm da rất nhanh mòn thường xuyên phải thay thế.

 Máy lau bóng gạo trục nằm ngang.
-

Nguyên lý hoạt động : Gạo được đưa vào khoang sát nhờ vít tải ngắn ở đầu
trục. Trong quá trình đánh bóng ma sát giữa gạo và lồng lưới, giữa gạo với
gạo, giữa gạo và dao xát, giữa gạo và vít tải sẽ làm sạch cám và bào mòn một
lớp rất mỏng trên bề mặt hạt gạo. Trong khi lau bóng hệ thống phun sương sẽ
tạo ra áp suất đến kim phun, các hạt sương sẽ lau sạch cám bám trên bề mặt
gạo và làm giảm nhiệt độ trong khoang xát và đạt độ ẩm lý tưởng cho quá trình
lau bóng.
-

Ưu điểm : Gạo được ma sát nhiều lần nên khả năng bóc cám cao, độ
bóng đạt yêu cầu. Hệ thống phun sương dễ ràng điều chỉnh độ ẩm của
hạt trong khi lau bóng. Tỷ lệ gạo gãy thấp và năng suất cao. Có thể điều
chỉnh áp suất trong khoang xát.

-

Nhược điểm : Kết cấu máy cồng kềnh thêo chiều dài trục.

Hình 2.3 : Sơ đồ máy lau bóng gạo trục nằm ngang
23


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

2.3.

THIẾT KẾ MÁY LAU BÓNG GẠO

Chọn phương án thiết kế.
-

Từ yêu cầu thiết kế máy lau bóng năng suất đầu vào là 7 tấn/giờ.

-

Yêu cầu kỹ thuật của gạo thành phẩm.
+ Độ ẩm 14 ÷ 15%.
+ Tỷ lệ bóc cám đến 5%.
+ Tỷ lệ gãy vỡ < 1%.

-

Từ những phân tích trên, em chọn nguyên lý máy lau bóng trục nằm ngang
để tính toán thiết kế. Nguyên lý này dễ dàng đảm bảo năng suất yêu cầu
cũng như yêu cầu kỹ thuật của gạo thành phẩm. Vì gạo được ma sát nhiều
lần nên có độ bóng cao, khả năng bóc cám cao và có hệ thống phun sương
để điều chỉnh độ ẩm của gạo. Bên cạnh đó tỷ lệ gạo gãy cũng thấp hơn.

-

Máy cũng đảm bảo quá trình chế biến diễn ra liên tục hơn so với hai
phương án đầu vì ít phải bảo tri thay thế phụ tùng (dao xát).

Hình 2.4 : Sơ đồ động học máy lau bóng gạo

24


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÁY LAU BÓNG GẠO

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MỘT SỐ CƠ CẤU, CHI TIẾT QUAN
TRỌNG CỦA MÁY
3.1.

Chọn dộng cơ điện.

 Tính số vòng quay của trục chính.
Với công suất đầu vào theo yêu cầu 7000kg/giờ số vòng quay trục vít n (v/p)
tính theo công thức [XI.40 –trang 236 – TL1]:
Q

=>

60π(D − d )S. n. ρ. φ
4

=

=

) .ρ.φ

π(

Trong đó :
+ Qtk = 7000kg/h là năng suất vận chuyển .
+

D (chọn sơ bộ D = 168mm = 0,168m) là đường kính ngoài của cánh vít .

+

d (chọn theo tiêu chuẩn d = 134mm = 0,134m) là đường kính trục .

+

n là số vòng quay trục vít, v/phút .

+

φ là khối lượng riêng của vật liệu. Giá trị khối lượng riêng phụ thuộc vào
nhiều yếu tố ảnh hưởng như độ ẩm hạt gạo và loại gạo. Tại Việt Nam, giá
= 800

trị này có thể lấy trung bình:
+

/

.

ρ là hệ số dày của vít tải. Vít tải nằm ngang ρ= 0,125 [trang 236 – TL1]

+ S = 0,15 m là bước vít. Để vận chuyển hạt rời, thông thường S = (0,8-1) D.
Vậy ta có : n

=

.
π( ,

,

). ,

. ,

.

= 964,45 (v/p)

Chọn n = 965 v/p.
 Tính công suất động cơ.
Công suất của động cơ bao gồm : Công suất ép đẩy gạo của trục vít N1 và công
suất khuấy trộn N2.
Ta có : Nđc = N1+ N2

25


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

-

THIẾT KẾ MÁY LAU BÓNG GẠO

Công suất ép N1.
Trong quá trình đánh bóng trục vít tạo lực ép đẩy gạo vào khoang đánh bóng.
Cơ cấu trục xoắn vít trong quá trình ép tải gạo có thể xem như một hệ thống
bulong đai ốc. Trong đó khối lượng gạo vận chuyển được xem như đai ốc
“mềm” . Nếu như về phía guồng xoắn đặt một lực Q tác dụng theo phương tiếp
tuyến với đường tròn có đương kính là đường kính trung bình của cặp ăn khớp
trục vít và đai ốc. Thì công của lực đó sẽ là công có ích để vận chuyển cấp liệu
và công ma sát. Để xác định công suất ép theo yêu cầu, ta sử dụng sự liên hệ
giữa áp suất toàn phần P và động lực Q.

Hình 3.1 : Phân tích lực trên trục vít

=

. (α β)
α. β

Với α góc nâng của ren (chọn α= 15o).

[CT XV.25 – trang 312 – TL1]
[trang 312 – TL1]

β là góc ma sát giữa bề mặt ren vít và khối gạo. Hệ số ma sát giữa gang và
gạo f = tgβ = 0,4 => β = arctg f = arctg0,4 = 22o
Lực áp suất toàn phần P được phân bố như tải trọng tổng do các lực đơn vị
tác dụng lên diện tích tiết diện ngang của trục gang xoắn gây ra.

Ta có :

=

.

P

[CT XV.26 – trang 312 – TL1]

26


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÁY LAU BÓNG GẠO

Pe là áp suất ép đơn vị, đối với các loại hạt Pe =20.104 N/m2 (tham khảo
số liệu từ công ty SINCO)
.

=> P=

. . ,

= 4433 (N)

. (

Q=

)
.

= 2533 (N)

Mô men cần thiết trên trục vít để đẩy gạo đi M0 : M0 = M1 + M2 + M3
+ M1 là mô men do áp suất P gây ra.
M1 = P. S1 (Nm)

[CT XV.27 – trang 312 –TL1]

S1 là đại lượng chuyển chỗ thực tế của khối gạo trong khoang sau một
vòng quay của trục.
S1 =

π.

[CT XV.33 – trang 313 –TL1]

ω.φ.

Với : Khối lượng riêng φ = 800 kg/m3 .
Năng suất đánh bóng Qtk = 7000kg/h = 1,94kg/s.
Vận tốc góc ω của trục (rad/s) : ω =

=
= (

Diện tích tiết diện ngang giới hạn.

. ,

.

−

= 101 rad/s
) = 0,008 m2

Thay các giá trị vào ta có S1 = 0,019 m
Vậy mô men do áp suất P gây ra là : M1 = 4433.0,019 = 84,23 Nm
+ M2 là mô men ma sát trên nhũng vòng vít:
M2 = f ’.(P1+ Qtgα).π.dtb

[CT XV.28 - trang 312 – TL1]

f ‘ là hệ số trở lục chuyển động chung cho hạt:
f ‘ = 0,6 [trang 312 – TL1]
d
P1 =



=
(

,

=

)

,

=

,

= 0,151 m
,

,

.

.

= 1612 N

Thay các giá trị trên vào ta được :
M2 = 0,6.(1612 + 2533.tg15o).3,14.0,151 = 651,67 Nm
27


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÁY LAU BÓNG GẠO

+ Mô men ma sát bên trong guồng xoắn M3.
M3 =

. .. ..

[CT XV.29 – trang 312 – TL1]

l là chiều dài làm việc của buồng xoắn, chọn l =1,1m
M3 =

,

. ,

. , . ,

. , .

.

= 487,43 Nm

Vậy mô men cần thiết trên trục vít để đẩy gạo đi :
M0 = 84,23 + 651,67 + 487,43 =1223,33 Nm
Công suất cần thiết trên trục vít tải.
N1 =

ω
. π.η

=

.

,

. . ,

. ,

= 20,71 (kW)

Với η = 0,95 là hiệu suất bộ truyền đai.
-

Công suất khuấy trộn N2.
Khi gạo ra khỏi vít tải để dẫn hướng cho gạo và tăng sự ma sát giữa gạo và
lưới ta thiết kế phần đầu của cánh khuấy nghiêng đi một góc 4o so với phương
dọc trục. Để đơn giản trong quá trình tính toán coi như thẳng. Khi trộn gạo,
cánh khuấy tác dụng lên gạo một lực sao cho thắng trở lực của vật liệu trộn.
Lực này phụ thuộc vào cơ lý của sản phẩm, tốc độ chuyển động của cánh và
khối lượng của vật liệu.
Áp lực của vật liệu tác dụng lên cánh khuấy chìm trong vật liệu được tính
theo công thức sau:
E = γ.htb.fe.tg2(45o + β/2) N

[CT XI.239 – trang 239 – TL1]

Trong đó :
β là góc ma sát của gạo (β = 25o).
fe là diện tích tiết diện cánh nhưng chìm trong vật liệu:
fe = a.l = 0,016.1,1 =0,0176 m2 (a và l chọn theo máy chuẩn)

htb chiều sâu nhấn chìm : htb = 0,168 – 0,134 = 0,034 m
γ trọng lực của gạo (N/m3) γ = φ.g = 800.9,8 = 7840 N/m3
Vậy ta có : E = 0,0176.7840.0,034.tg2(45o + 25o/2) = 11,56 N

28