NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM MÁY GỌT VỎ NÂU CƠM DỪA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM
MÁY GỌT VỎ NÂU CƠM DỪA

Mã số: T2014-02
Chủ nhiệm đề tài: GVC. TS. Võ Minh Trí

Cần Thơ, 12/2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM
MÁY GỌT VỎ NÂU CƠM DỪA

Mã số: T2014-02

Xác nhận của trường Đại học Cần Thơ
(ký, họ tên, đóng dấu)

Cần Thơ, 12/2014

Chủ nhiệm đề tài
(ký, họ tên)


Báo cáo Nghiên cứu khoa học

Trường Đại học Cần Thơ

DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN
THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

STT

Các thành viên

Đơn vị

1

Ts. Võ Minh Trí

Bộ môn Tự Động Hóa,
KCN

2

Ths. Lý Thanh Phương

Bộ môn Tự Động Hóa,
KCN

3

Ths. Trần Nhựt Thanh

Bộ môn Tự Động Hóa,
KCN

4

Ths. Phạm Trần Lam Hải

Bộ môn Tự Động Hóa.
KCN

GVC.TS. Võ Minh Trí

i


Trường Đại học Cần Thơ

Báo cáo Nghiên cứu khoa học

MỤC LỤC
MỤC LỤC....................................................................................................................... ii
DANH MỤC HÌNH ....................................................................................................... iv
KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT ............................................................................................... ix

TÓM TẮT ........................................................................................................................x
ABSTRACT ................................................................................................................... xi
THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .................................................................... xii
INFORMATION ON RESEARCH RESULTS........................................................... xiv
PHẦN MỞ ĐẦU ..............................................................................................................1
1. ĐẶT VẤN ĐỀ ..........................................................................................................2
2. LỊCH SỬ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ ...........................................................................2
2.1. Ngoài nước .........................................................................................................2
2.2. Trong nước .........................................................................................................6
3. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ ...........................................................................................7
4. MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI ...............................................................8
4.1. Mục tiêu của đề tài .............................................................................................8
4.2. Phạm vi của đề tài...............................................................................................9
PHẦN KẾT QUẢ ..........................................................................................................10
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ..............................................................................11
1.1 TÌNH HÌNH CÂY DỪA TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM .............................11
1.1.1 Tổng quan về cây dừa ....................................................................................11
1.1.2 Diện tích dừa ..................................................................................................12
1.1.3 Năng suất và sản lượng ..................................................................................13
1.1.4 Tình hình sản xuất, chế biến và thương mại dừa ở Bến Tre ..........................14
1.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY ..........................................................17
1.2.1 Đặc điểm ........................................................................................................17
1.2.2 Nguyên tắc......................................................................................................17
1.2.3 Truyền dẫn cơ khí trong máy .........................................................................18
1.2.4 Truyền động đai .............................................................................................21
1.2.5 Thông số biến tần LG SV022iG5 – 4.............................................................24
CHƯƠNG 2: TỔNG HỢP KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH SỐ LIỆU .............................25
GVC.TS. Võ Minh Trí

ii

Báo cáo Nghiên cứu khoa học

Trường Đại học Cần Thơ

2.1 THU THẬP SỐ LIỆU CẦN THIẾT CHO ĐỀ TÀI .............................................25
2.1.1 Tổng hợp và phân tích số liệu kích thước của cơm dừa khi chưa gọt bỏ vỏ
nâu ...........................................................................................................................25
2.1.2 Giả thuyết ban đầu..........................................................................................25
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHẾ TẠO CÁC CHI TIẾT CỦA MÁY ..............................26
3.1 THIẾT KẾ CHẾ TẠO ..........................................................................................26
3.1.1 Truyền động của cơ cấu: ................................................................................26
3.1.2 Khâu cố định cơm dừa: ..................................................................................27
3.1.3 Khâu gọt vỏ nâu cơm dừa và điều chỉnh độ sâu cắt:......................................40
3.1.4 Tính toán chọn động cơ phù hợp....................................................................62
3.1.5 Tính toán chọn hộp giảm tốc ..........................................................................62
3.1.6 Thiết kế khung máy ........................................................................................67
3.2 BẢN VẼ LẮP CÁC CHI TIẾT ............................................................................69
3.2.1 Bản vẽ lắp khâu cố định cơm dừa ..................................................................69
3.2.2 Bản vẽ lắp khâu dao .......................................................................................70
CHƯƠNG 4: THÍ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ................................................................71
4.1 CÁC THÍ NGHIỆM .............................................................................................71
4.1.1 Thí nghiệm 1: Thí nghiệm tìm lực gọt cần thiết ............................................71
4.1.2 Thí nghiệm 2: Thí nghiệm xác định tính khả thi của dao gọt ........................77
4.1.3 Thí nghiệm 3: Xác định khối lượng cơm dừa hao hụt sau khi gọt ................79
4.1.4 Thí nghiệm 4: Thí nghiệm gọt vỏ nâu cơm dừa tự động ...............................80
4.2 Nhận xét kết quả các thí nghiệm ..........................................................................82
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................84
1. KẾT LUẬN .............................................................................................................84

2. KIẾN NGHỊ ............................................................................................................84
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................85
PHỤ LỤC 1: SỐ LIỆU KÍCH THƯỚC CƠM DỪA ....................................................87
PHỤ LỤC 2: SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM TÌM LỰC GỌT VỎ NÂU ..............................93
PHỤ LỤC 3: SƠ ĐỒ KẾT NỐI VÀ CÀI ĐẶT CÁC THÔNG SỐ CỦA BIẾN TẦN .96
PHỤ LỤC 4: THIẾT KẾ GỐI ĐỠ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG NÓN ......................98
PHỤ LỤC 5: KHỚP NỐI GIỮA TRỤC CỐI CỐ ĐỊNH VÀ HỘP GIẢM TỐC .........99
GVC.TS. Võ Minh Trí

iii


Trường Đại học Cần Thơ

Báo cáo Nghiên cứu khoa học

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Máy gọt vỏ nâu cơm dừa COM30 của Malaysia ..............................................3
Hình 1.2. Máy gọt vỏ nâu cơm dừa COM31 của Malaysia .............................................4
Hình 1.3 Nguyên lý vận hành máy gọt vỏ nâu của Ấn Độ ..............................................5
Hình 1.3 Gọt vỏ nâu bằng tay của người lao động ở tỉnh Bến Tre ..................................6
Hình 1.4 Nguyên lý máy gọt vỏ nâu cơm dừa của Ks Lê Nhất Thống ...........................7
Hình 1.5 Máy gọt vỏ nâu cơm dừa của Ks. Lê Nhất Thống ............................................7
Hình 1.6. Sơ đồ nguyên lý gọt vỏ nâu cơm dừa ..............................................................8
Hình 2.1. Diện tích canh tác dừa trên thế giới năm 2009 theo các vùng địa lý (%) ......12
Hình 2.2. Diện tích dừa của 10 quốc gia canh tác dừa lớn nhất thế giới năm 2009 (%)
........................................................................................................................................12
Hình 2.3. Phân bố sản lượng dừa trồng theo khu vực địa lý (%) ..................................13
Hình 2.4. Biểu đồ diện tích và sản lượng dừa của một số tỉnh ĐBSCL 2012 ...............14
Hình 2.5. Biểu đồ tương quan số lượng sản phẩm xuất khẩu của dừa ở 2 giai đoạn 2009

và từ tháng 7 đến tháng 9 năm 2014 ..............................................................................16
Hình 2.6. Tương quan giá trị USD một số sản phẩm xuất khẩu của dừa ở 2 giai đoạn
2009 và từ tháng 7 đến tháng 9 năm 2014 .....................................................................17
Hình 2.7. Nguyên lý cấu tạo của bộ truyền đai ..............................................................21
Hình 2.8. Một số loại đai................................................................................................22
Hình 2.9. Cấu tạo dây đai thang [7] ...............................................................................22
Hình 2.10. Bảng chịu tải trọng của các loại đai thang [7] .............................................22
Hình 2.11. Chọn tiết diện các loại đai ............................................................................23
Hình 2.12 Truyền động đai tròn ( ∅ = φ) .......................................................................23
Hình 2.12. Truyền động đai tròn ( ∅ = φ) ......................................................................23
Hình 2.13. Biến tần LG được sử dụng để thí nghiệm ....................................................24
Hình 3.1. Sơ đồ động ban đầu của máy gọt vỏ nâu cơm dừa ........................................26
Hình 3.2. Cối giữ cố định dừa ........................................................................................27
Hình 3.3 Thiết kế trục cố định cơm dừa ........................................................................29
Hình 3.4 Phân bố lực trên trục cối .................................................................................29
Hình 3.5 Phân bố lực trên mỗi đinh ghim ......................................................................31
Hình 3.6 Kích thước đinh ghim .....................................................................................32
Hình 3.7 Kích thước dao chẻ dừa ..................................................................................32
GVC.TS. Võ Minh Trí

iv


Báo cáo Nghiên cứu khoa học

Trường Đại học Cần Thơ

Hình 3.8. Phân bố lực trên lưỡi dao chẻ ........................................................................33
Hình 3.9. Kích thước đinh ghim ....................................................................................34
Hình 3.10. Đường sinh chén úp .....................................................................................35

Hình 3.11. Thiết kế chén úp ...........................................................................................35
Hình 3.12. Bulong lắp lỏng chịu lực dọc trục ................................................................36
Hình 3.13 Sơ đồ khí nén ................................................................................................37
Hình 3.14. Chi tiết ép dừa ..............................................................................................39
Hình 3.15. Hình 3D của xy lanh khí nén .......................................................................39
Hình 3.16. Một số hình thiết kế 3D của khâu cố định cơm dừa ....................................40
Hình 3.17. Sơ đồ truyền động của hộp giảm tốc gắn càng dao .....................................41
Hình 3.18. Nguyên lý cơ cấu chuyển động của càng dao ..............................................41
Hình 3.19 Càng dao và sơ đồ nguyên lý ........................................................................42
Hình 3.20. Sơ đồ nguyên lý khâu điều chỉnh độ sâu lớp gọt .........................................42
Hình 3.21. Mô tả vị trí kích thước ban đầu ....................................................................43
Hình 3.22. Hình dạng miếng cơm dừa ...........................................................................44
Hình 3.23. Kích thước và vị trí các lỗ gắn chi tiết của khâu..........................................45
Hình 3.24. Kích thước hình dạng của gối đỡ càng dao..................................................46
Hình 3.25. Chuyển vị của gối ........................................................................................46
Hình 3.26. Hình ảnh 3D gối đỡ càng dao .....................................................................47
Hình 3.27. Hình dạng kích thước cữ chặn biên dạng ....................................................47
Hình 3.28. Vị trí trục tâm của cơm dừa lý tưởng ...........................................................48
Hình 3.29. Cải tiến thêm một biên dạng nhỏ .................................................................48
Hình 3.30. Vị trí bố trí lò xo nén....................................................................................49
Hình 3.31. Con lăn .........................................................................................................50
Hình 3.32. Bạc trượt.......................................................................................................50
Hình 3.33. Cơ sở chọn kích thước càng dao ..................................................................51
Hình 3.34. Kích thước càng dao ....................................................................................52
Hình 3.35. Vị trí càng dao chịu uốn lớn nhất .................................................................52
Hình 3.36. Giả định mô hình càng dao ..........................................................................53
Hình 3.37. Phân tích lực.................................................................................................53
Hình 3.38. Chi tiết truyền chuyển động (khâu 4) ..........................................................54
GVC.TS. Võ Minh Trí

v


Báo cáo Nghiên cứu khoa học

Trường Đại học Cần Thơ

Hình 3.39. Quá trình làm việc của càng dao ..................................................................54
Hình 3.40. Điều kiện quay toàn vòng của giá ................................................................55
Hình 3.41. Tay quay ( Khâu 2) ......................................................................................56
Hình 3.42. Dầm liên kết ( Khâu 3) .................................................................................56
Hình 3.43. Mô hình hóa cơ cấu 4 khâu bản lề ...............................................................57
Hình 3.44. Một số loại dao bán trên thị trường..............................................................58
Hình 3.45. Lưỡi dao được chọn để ứng dụng ................................................................59
Hình 3.46. Chi tiết 1 .......................................................................................................59
Hình 3.47. Chi tiết 2 ......................................................................................................60
Hình 3.48. Chi tiết gắn lưỡi dao .....................................................................................60
Hình 3.49. Lưỡi dao .......................................................................................................61
Hình 3.50. Gối đỡ cố định trục dao................................................................................61
Hình 3.51. Hình ảnh 3D của hộp giảm tốc vô cấp ........................................................63
Hình 3.52. Motor DC giảm tốc ......................................................................................64
Hình 3.53. Cấu tạo motor DC giảm tốc 3 cấp ................................................................64
Hình 3.54. Bánh răng nón răng cong .............................................................................65
Hình 3.55. Hai trục của bộ truyền bánh răng nón ..........................................................66
Hình 3.56. Lắp ghép bánh răng với truyền động bánh răng nón ...................................66
Hình 3.57. Khung đỡ hộp giảm tốc ................................................................................67
Hình 3.58. Hình vẽ thiết kế khung máy .........................................................................68
Hình 3.59. Hình ảnh 3D của khung máy .......................................................................68
Hình 3.60. Sơ đồ thí nghiệm tìm lực cắt ........................................................................71
Hình 3.61. Tiến hành thí nghiệm với dao tĩnh ...............................................................72

Hình 3.62. Thí nghiệm với dao động .............................................................................72
Hình 3.63. Đồ thị biểu diễn lực gọt vỏ nâu cơm dừa .....................................................74
Hình 3.64. lưỡi dao răng cưa .........................................................................................74
Hình 3.65. Biểu đồ biễu diễn lực cắt..............................................................................74
Hình 3.66. Biểu đồ biễu diễn lực cắt của dao động (xoay tròn) ....................................75
Hình 3.67. Tính tổng diện tích lực gọt trên miền thời gian ...........................................75
Hình 3.68. Diện tích phân bố lực của thí nghiệm b (dao động) ....................................76
Hình 3.69. Bố trí dao gọt được gắn với động cơ DC .....................................................77
GVC.TS. Võ Minh Trí

vi


Báo cáo Nghiên cứu khoa học

Trường Đại học Cần Thơ

Hình 3.70. Bố trí thí nghiệm gọt vỏ nâu khi cầm miếng dừa trên tay ...........................78
Hình 3.71. Kết quả khi gọt trên cối cố định (lưỡi dao chưa tự động di chuyển) ...........78
Hình 3.72. Thí nghiệm gọt vỏ nâu cơm dừa với dao hai lưỡi ........................................79
Hình 3.73. Một số hình ảnh của thí nghiệm 4 ................................................................81
Hình 3.74. Miếng cơm dừa sau khi đã được gọt vỏ nâu từ thí nghiệm 4 ......................81

GVC.TS. Võ Minh Trí

vii


Trường Đại học Cần Thơ

Báo cáo Nghiên cứu khoa học
DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Thông số máy COM30 ....................................................................................3
Bảng 1.2. Thông số máy COM31 ....................................................................................4
Bảng 2.1. Diện tích và sản lượng dừa ở các tỉnh năm 2012 ..........................................14
Bảng 2.2. Một số mặt hàng xuất khẩu từ dừa ở Bến Tre 2009 .....................................15
Bảng 2.3. Một số mặt hàng xuất khẩu từ dừa ở Bến Tre (Tháng 7 - 9/2014)...............16
Bảng 2.4. Tỉ số truyền nên dùng cho các bộ truyền trong hệ ........................................19
Bảng 2.5. Chỉ số hiệu suất của các loại bộ truyền và ổ .................................................20
Bảng 3.1. Kích thước trung bình của cơm dừa đã qua phân tích (Đv: cm) ...................25
Bảng 3.2. Trị số E của một số vật liệu ...........................................................................30
Bảng 3.3. Cơ tính của thép làm các tiết máy có ren [1][3] ............................................37
Bảng 3.4. Thông số xy lanh SCA2 theo đường kính [18] .............................................38
Bảng 3.5 Trị số áp xuất [P] và tích số [Pv] của một số vật liệu [4] ...............................51
Bảng 3.6. Thông số hộp giảm tốc ..................................................................................64
Bảng 3.7 Tổng hợp kết quả và tính toán các thông số của thí nghiệm 1 .......................73
Bảng 3.8. Số liệu có được khi gọt vỏ nâu cơm dừa bằng dao hai lưỡi ..........................80
Bảng 3.9. Số liệu gọt vỏ nâu với dao chạy tự động .......................................................82

GVC.TS. Võ Minh Trí

viii


Trường Đại học Cần Thơ

Báo cáo Nghiên cứu khoa học

KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT

FG – Lực cần thiết gọt vỏ nâu
FAO – Food and Agriculture Orginazation of the United Nations (Tổ chức Lương
Thực và Nông Nghiệp Liên Hiệp Quốc)
APCC – Asian Pacific Coconut Community (Cộng đồng các quốc gia Châu Á Thái
Bình Dương trồng và sản xuất dừa)
DC – Direct Current
3D – Three dimensional
ĐBSCL – Đồng bằng Sông Cửu Long
HC – Hiệu chỉnh các chi tiết trong quá trình thử nghiệm

GVC.TS. Võ Minh Trí

ix


Trường Đại học Cần Thơ

Báo cáo Nghiên cứu khoa học

TÓM TẮT
Việt Nam là một nước đầy tiềm năng về sản xuất và xuất khẩu nông sản, trong đó
đóng góp chủ yếu từ khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long. Ngoài đóng góp về sản
lượng lúa gạo cho xuất khẩu, Đồng Bằng Sông Cửu Long còn biết đến là vựa trái cây
của cả nước, với nhiều loại trái cây nổi tiếng như cam, xoài, bưởi, sầu riêng,… trong
đó có cây dừa.
Cây dừa là loại cây lâu năm đã gắn bó với người nông dân từ rất lâu đời, cây dừa có
thể nói là một loại cây công nghiệp đặc biệt, nó được tận dụng hầu hết các bộ phận.
Đặc biệt là các sản phẩm, thực phẩm từ cơm của quả dừa. Trong quá trình chế biến
cơm dừa nạo sấy, thì phần vỏ nâu bên ngoài yêu cầu phải được bóc tách để phần cơm
bên trong sau khi chế biến giữ được màu trắng tinh. Qui trình bóc tách hiện nay hầu

như vẫn thực hiện một cách thủ công.
Mục đích của đề tài “Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy gọt vỏ nâu cơm dừa” nhằm
từng bước tự động hóa qui trình chế biến cơm dừa nói chung, và giải quyết khâu bóc
tách vỏ nâu nói riêng. Bộ phận máy gọt vỏ nâu cơm dừa được nghiên cứu trong đề tài
bao gồm bốn thành phần chính: bộ phận khung máy, hệ thống động lực, bộ phận cố
định miếng cơm dừa khi gọt, và bộ phận gọt vỏ nâu cơm dừa. Trong đề tài này, một
nguyên lý hoạt động hoàn toàn mới được đề xuất: Khi hệ thống động lực được khởi
động, bộ phận truyền động làm quay bộ phận cố định miếng cơm dừa và bộ phận gọt
vỏ nâu cơm dừa theo tỉ số truyền khác nhau, lưỡi dao sẽ di chuyển theo một cung tròn
được tính toán từ trước và tiến hành gọt sạch vỏ nâu cơm dừa. Trước đó, miếng cơm
dừa đã được đính chặt trên một chày định vị thông qua cối ép bằng khí nén.
Kết quả thử nghiệm cho thấy nguyên lý mới này có thể gọt được dừa miếng, là một
loại nguyên liệu sơ cấp đầu vào cho máy rất đặt thù trong sản xuất cơm dừa hiện nay.
Máy gọt một cách tự động, tỷ lệ hao hụt cạnh tranh được với gọt thủ công. Với kết quả
thí nghiệm cho thấy độ hao hụt trung bình là 23 %, năng suất gọt khoảng 30 kg/giờ.
Hạn chế của đề tài là khoảng thời gian ngừng máy để cơm dừa được đưa vào cối cố
định gây mất thời gian ảnh trực tiếp hưởng tới năng suất gọt của máy, vẫn còn tỉ lệ lỗi
của cơm dừa sau khi gọt. Ngoài ra do hạn chế kinh phí, nên đề tài chỉ dừng lại ở mức
nghiên cứu khả thi về nguyên lý mà chưa thể đưa ra một dây chuyền làm việc hoàn hảo
với những cải tiến cần thiết.

GVC.TS. Võ Minh Trí

x


Trường Đại học Cần Thơ

Báo cáo Nghiên cứu khoa học

ABSTRACT
Viet Nam has an enormous potential for producing and exporting agricultural products,
which mainly contributed by Mekong Delta. Not only being a major supply to national
rice production for export, it also known as the fruit basket of the country, with many
well-known fruits such as oranges, mango, grapefruit, durian… and coconut.
Coconut trees are perennial trees which have been close with farmers for a long time,
it is a very special industrial plants, which is fully ultilizied every parts. Especially the
products, food from the coconut meat. In the process of making desiccated coconut, the
outer brown skin of coconut meat required to be removed, so that the inner meat
remains pure white after processing. Today, the brown skin peeling and classifying is
still handcrafted and rudimentary.
The aim of the thesis "Reseach designing and manufacturing of brown skin peeling
machine" to gradually automate the processing of copra in general and tackle the
brown skin peeling stage. Brown skin peeling machine was studied in this topic
includes four major parts: the chassis, dynamic system, coconut fixing part, brown skin
peeling component. In this thread, an entirely new principle is proposed: After the
dynamic system activated, actuator help to rotate the copra fixing part and brown skin
peeling with different gear ratios, blades will move in a premeditated arc and clean the
brown skin. Beforehand, pieces of coconut meat are attached on a positioning pestle
through a pneumatic pressing mortar.
Test results showed that the new theory could peel coconut pieces, a primary input
materials for machine which is very specific in copra production today. This machine
automatically peels, with loss ratio can compete with manual paring. With the results
of experiments showed that average loss ratio is 23%, efficiency of 30kg/hour.
Limitations of the study is the downtime for coconut meat to be taken to the fixing
mortar, causing time-consuming which directly affects the productivity of the machine,
still existing error of copra after peeling. Beside, due to the budget limitation, this topic
just study the feasible princible, could not reach an excellent production line with
necessary improvements.

GVC.TS. Võ Minh Trí

xi


Báo cáo Nghiên cứu khoa học

Trường Đại học Cần Thơ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
Đơn vị: Khoa Công Nghệ

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1. Thông tin chung:
- Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy gọt vỏ nâu cơm dừa
- Mã số: T2014-02
- Chủ nhiệm: Ts. Võ Minh Trí
- Cơ quan: Bộ môn Tự Động Hóa, Khoa Công Nghệ
- Thời gian thực hiện: từ 4/2014 đến tháng 12/2014
2. Mục tiêu:
Nghiên cứu chế tạo một thiết bị cơ khí có khả năng tiếp nhận cơm dừa và mài sát hoặc
bào gọt để loại bỏ lớp vỏ nâu một cách tự động. Năng suất dự kiến là 30 kg/giờ.
3. Tính mới và sáng tạo:
Đề tài nhằm đưa ra một hướng mới cho Đồng Bằng Sông Cửu Long nói riêng và các
tỉnh có trồng dừa nói riêng một quy trình gọt vỏ nâu cơm dừa để tăng năng suất lao
động, giảm bớt phụ thuộc vào tay nghề của người gọt vỏ nâu cơm dừa, mang đến sự
cạnh tranh trong việc sản xuất và xuất khẩu các sản phẩm từ cơm quả dừa của Việt
Nam đối với các nước trồng dừa trong khu vực Đông Nam Á.
4. Kết quả nghiên cứu:
Kết quả nghiên cứu thử nghiệm bước đầu cho thấy nguyên lý mới này có thể gọt được

nửa trái dừa, hoàn toàn tự động, tỷ lệ hao hụt cạnh tranh được với gọt thủ công.
5. Sản phẩm:
- Công nghệ: Sơ đồ nguyên lý, bảng vẽ, qui trình chế tạo thiết bị
- Khoa học: Gửi đăng 01 bài báo cho tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ
- Đào tạo: 01 Luận văn tốt nghiệp sinh viên đã hoàn thành
6. Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng:
GVC.TS. Võ Minh Trí

xii


Báo cáo Nghiên cứu khoa học

Trường Đại học Cần Thơ

Có đầy đủ cơ sở để thực hiện đề tài nghiên cứu cấp Tỉnh hoặc cấp Bộ với đề tài dự
kiến là Dây chuyền phân loại và gọt vỏ nâu cơm dừa tự động.
Ngày 28 tháng 12 năm 2014
Xác nhận của Trường Đại học Cần Thơ

Chủ nhiệm đề tài

(ký, họ và tên, đóng dấu)

(ký, họ và tên)

GVC.TS. Võ Minh Trí

xiii

Báo cáo Nghiên cứu khoa học

Trường Đại học Cần Thơ

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS

1. General information:
Project title: Study of design and implement paring coconut’s brown skin
machine
Code number: T2014-02
Coordinator: Vo Minh Tri
Implementing institution: Department of Automation, College of Technology
Duration: from 4/2014 to 12/2014
2. Objective(s):
The research study and design a mechanical device capable of receiving and grinding
coconut meat to remove brown skin automatically. Expected rate of 30 kg/hour.
3. Creativeness and innovativeness:
The project offer a new direction for Vietnam in general and the Mekong Delta in
particular in applying industrialisation to paring brown skin of coconut to increase
productivity, reduce dependence on skill of worker, bring competition in the
production and export of products from coconut’s meat with countries in Southeast
Asia.
4. Research results:
The research results showed that it can pare half a coconut, fully automatic, loss
comparable with handmade.
5. Products:
- Technology: Provide working principle, drawings, and procedure to manufacturing
the device.
- Science: submission of 01 papers to Journal of Science, Can Tho University

- Training: 01 engineer thesis
6. Effects, technology transfer means and applicability:
GVC.TS. Võ Minh Trí

xiv


Báo cáo Nghiên cứu khoa học

Trường Đại học Cần Thơ

There are comprehensive establishments to carry out a research projects at ministerial
or provincial level, which would be entitled Production line of shorting and paring
coconut’s brown skin.

GVC.TS. Võ Minh Trí

xv


Trường Đại Học Cần Thơ

Báo cáo Nghiên cứu khoa học

PHẦN MỞ ĐẦU

Phần này trình bày tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về lĩnh vực
liên quan tới đề tài. Vấn đề khó khăn đang hiện diện và hướng giải quyết của đề tài sẽ
được đề cập. Từ đó, mục tiêu và phạm vi đề tài được xác định rõ.

GVC.TS. Võ Minh Trí

1


Báo cáo Nghiên cứu khoa học

Trường Đại Học Cần Thơ

1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Đối với xu thế xã hội ngày một phát triển thì tự động hóa là không thể thiếu trong
sản xuất. Tự động hóa đóng vai trò quan trọng cho một nền kinh tế giàu mạnh. Việt
Nam là một nước đang phát triển việc ứng dụng tự động hóa vào sản xuất là cấp thiết,
muốn có lợi nhuận kinh tế cao trong sản xuất cần phải xét nhiều vấn đề nhưng quan
trọng nhất là năng suất lao động và thời gian tạo ra sản phẩm. Đối với một quy trình
sản xuất thì khâu chuẩn bị nguyên vật liệu là khâu quan trọng hàng đầu.
Việt Nam Còn không ít những quy trình sản xuất thủ công cần được giải quyết,
trong số đó là công đoạn gọt vỏ nâu cơm dừa khô. Việc gọt vỏ nâu cơm dừa hiện nay
được thực hiện thủ công, người lao động dùng dao hai lưỡi để gọt vỏ nâu và không
phải ai cũng có thể làm được vì nó là công việc đỏi hỏi phải khéo tay và tỉ mỉ (hình
1.4).
Lợi ích của dừa mang lại rất cao. Cây dừa được tận dụng triệt để hầu hết các bộ
phận của cây dừa đều có giá trị kinh tế [1]. Đặc biệt là các sản phẩm từ trái dừa khô.
2. LỊCH SỬ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
2.1.

Ngoài nước

Nhận thấy được lợi ích mà dừa mang lại thì ở một số quốc gia có diện tích trồng
dừa lớn ở Đông Nam Á như Philippines, Indonesia, Malaysia… đã nghiên cứu chế tạo

thành công máy gọt vỏ nâu cơm dừa. như máy Coconut Paring Machine model
COM30 ( Hình 1.1) [2] , COM31 của Malaysia.
Dưới đây là một vài thông số của một số của một số máy gọt vỏ nâu đang có trên
thị trường thế giới.
a) Coconut Paring Machine Model COM30
Nguyên lý: máy gọt vỏ nâu bằng 2 trục xoay vuông góc nhau, trục thứ nhất cố định
miếng dừa và đưa xuống lưỡi dao, trục thứ hai là dao xoay với tiết diện hình trụ tròn để
gọt vỏ nâu (Hình 1.1) [2].

GVC.TS. Võ Minh Trí

2


Báo cáo Nghiên cứu khoa học

Trường Đại Học Cần Thơ

Hình 1.1 Máy gọt vỏ nâu cơm dừa COM30 của Malaysia
Bảng 1.1. Thông số máy COM30
Năng Suất
Số lượng cơ cấu chấp hành
Nguồn cấp
Công suất động cơ
Khối lượng của máy
Kích thước máy (dài x rộng x cao)

240 miếng cơm dừa / giờ
1
240 V/ 1 pha/ 50Hz

1 hp
200kg
0,60 x 0,50 x 1,10 (m)

 Ưu điểm : máy cắt nhanh, gọt được miếng dừa nhỏ, vận hành đơn giản.
 Nhược điểm: máy không điều chỉnh được độ ăn sâu của dao khi gọt vỏ nâu,
máy cồng kềnh, khối lượng máy khá nặng (200kg).
b) Coconut Paring Machine model COM31
Nguyên lý: Máy mài vỏ nâu bằng đá mài gắn trên trục xoay (Hình 1.2).

GVC.TS. Võ Minh Trí

3


Trường Đại Học Cần Thơ

Báo cáo Nghiên cứu khoa học

Hình 1.2. Máy gọt vỏ nâu cơm dừa COM31 của Malaysia
Bảng 1.2. Thông số máy COM31
Năng suất

120 miếng cơm dừa/ giờ

Số lượng cơ cấu chấp hành

2

Nguồn cấp

240V/ 1 pha / 50Hz

Công suất động cơ

0,5 hp

Khối lượng máy

120 kg

Kích thước của máy (dài x rộng x cao)

1,2 x 0,50 x 0,7 (m)

 Ưu điểm: Máy có thiết kế đơn giản, giá thành rẻ.
 Khuyết điểm: Máy mài thủ công nên năng suất thấp.
Qua xem xét các thông số của hai máy gọt vỏ nâu cơm dừa từ Malaysia trên, ta
thấy rằng cả hai máy đều sử dụng động cơ một pha, điều này thuận tiện cho người
dùng trong việc cung cấp nguồn điện để hoạt động máy. Thế nhưng, tổng khối lượng
vẫn còn lớn (COM30 là 200kg, COM31 là 120kg) và kích thước khung máy vẫn còn
lớn nên khiến máy chông cồng kềnh và khó di chuyển.

GVC.TS. Võ Minh Trí

4


Trường Đại Học Cần Thơ

Báo cáo Nghiên cứu khoa học
c) Wet Coconut Testa (Brown Skin) Peeler.

Theo bài báo “Development and Performance Evaluation of Wet Coconut Testa
(Brown Skin) Peeler” của các tác giả Mr. Mohankumarachar P, Mr. Shivakumara K S,
Mr. Bharath R S, MrPradeep Kumar A R & Dr. B Vasudeva, thuộc Bộ môn kỹ Thuật
cơ khí Viện Công nghệ Siddaganga, máy có nguyên lý và các thông số chính như sau:
Máy gọt một lúc nhiều trái dừa thông qua lưỡi dao được gắn phía dưới thùng làm
việc của máy. Động cơ truyền chuyển động cho đĩa lắp dao, trái dừa chuyển động và
va chạm vào lưỡi dao qua đó lớp vỏ nâu được loại bỏ được mô tả ở hình 1.3 dưới
đây[3].

1

2

Đĩa dao xoay tạo chuyển
động cho trái dừa

Hình 1.3 Nguyên lý vận hành máy gọt vỏ nâu của Ấn Độ
1 – Lưỡi dao; 2 – Đĩa gắn dao
Theo nhóm tác giả năng suất của máy là 1600/ngày (8 giờ) công suất tiêu thụ của
máy là 1kWh (1.34Hp), máy hoạt động tốt, năng suất lớn nhưng máy có một số nhược
điểm[21]:

 Máy chỉ gọt được vỏ nâu đối với những trái dừa còn nguyên.
 Máy mới thử nghiệm trên loại dừa Testa.
 Không điều chỉnh được chỗ nào cần gọt vì trái dừa va đập tự do vào lưỡi
dao.
GVC.TS. Võ Minh Trí

5


Báo cáo Nghiên cứu khoa học

2.2.

Trường Đại Học Cần Thơ

Trong nước

Từ lâu dừa đã là nguồn sống chính cho biết bao nông dân, có khoảng 70% dân Bến
Tre gắn bó với cây dừa [1] . Các sản phẩm thực phẩm từ dừa như cơm dừa nạo sấy, bột
sữa dừa, nước cốt dừa,... bắt đầu phát triển ở các tỉnh ĐBSCL đã nâng giá trị sản phẩm
từ dừa và tạo khả năng xuất khẩu. Trong đó, nguyên liệu chủ yếu dùng để chế biến các
sản phẩm trên là thịt quả dừa khô được gọt sạch vỏ nâu[4]. Tuy nhiên hiện nay, việc
gọt vỏ nâu cơm dừa của người dân vẫn còn là quy trình thủ công, người lao động phải
dùng dao hai lưỡi để gọt vỏ nâu. Vì thế năng suất vẫn còn rất thấp và cũng phụ thuộc
vào tay nghề của người lao động rất nhiều.

Hình 1.3 Gọt vỏ nâu bằng tay của người lao động ở tỉnh Bến Tre
Tại hội chợ dừa Bến Tre 2011, Kỹ sư Lê Nhất Thống, Công ty Tribeco Bến Tre,
cựu giảng viên ĐH BK TP. HCM, hiện đang công tác tại Trung tâm Nghiên cứu và
Chuyển giao công nghệ (Sở KH&CN TP. HCM) đã nghiên cứu và chế tạo thành công
máy gọt vỏ nâu dừa (công suất 3Hp) với nguyên lý được thể hiện ở hình bên dưới.(
Hình 1.4) [4]

GVC.TS. Võ Minh Trí

6


Báo cáo Nghiên cứu khoa học

Trường Đại Học Cần Thơ

Hình 1.4 Nguyên lý máy gọt vỏ nâu cơm dừa của Ks Lê Nhất Thống

Hình 1.5 Máy gọt vỏ nâu cơm dừa của Ks. Lê Thống Nhất
 Ưu điểm:
+ Năng suất cao 100kg/h
+ Gọt được các miếng cơm dừa có độ dày khác nhau.
+ Gọt được những miếng cơm dừa bị vỡ vụn.
+ Vận hành đơn giản, không cần kỹ năng tay nghề.
 Nhược điểm:
+ Tính tự động chưa cao
+ Thiết kế vẫn còn cồng kềnh.
+ Máy không gọt được cơm dừa có kích thước lớn như 1/2 trái.
3. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
Những vấn đề trên làm xuất hiện một sự kiện khoa học từ thực tiễn để giải quyết
được khó khăn đang gặp phải. Phần khảo sát các mô hình thực tế được nêu ra ở phần
trên cho thấy được các ưu nhược điểm. Từ đây lựa chọn một nguyên lý cắt gọt mới,
thông qua tính toán và thí nghiệm ban đầu xác định được tính khả thi hay không của cơ
cấu. Tiến hành thi công lắp ráp mô hình ngay sau khi các cơ cấu được thiết kế chế tạo,
thử nghiệm máy. Qua đó rút ra kết luận và đề nghị
Khả năng của máy được chọn là gọt được cơm dừa của 1/2 trái. Đề tài này chọn
nguyên lý cơm dừa sẽ được cố định trên cối giữ, và được định hình bằng lực ép của xy
lanh khí nén, cối giữ quay nhờ động cơ truyền động, tiếp theo càng dao chuyển động
thông qua cơ cấu bốn khâu bản lề theo biên dạng cơm dừa. Càng dao được gắn lưỡi

GVC.TS. Võ Minh Trí

7


Báo cáo Nghiên cứu khoa học

Trường Đại Học Cần Thơ

dao, lưỡi dao được thết kế quay quanh trục A. Kết hợp hai dạng chuyển động của càng
dao và lưỡi dao cơm dừa sẽ được gọt vỏ nâu (Hình 1.6).

Hình 1.6. Sơ đồ nguyên lý gọt vỏ nâu cơm dừa
1 – Càng cao; 2 – Dao; 3 – Cối cố định dừa; 4 – Đinh ghim;
5 – Lưỡi dao chẻ dừa; 6 – Cơm dừa khô; 7 – Khâu điều chỉnh độ sâu cắt;
8 – Lò xo điều chỉnh; 9 – Lực ép dừa
Nguyên lý gọt vỏ nâu được chọn gần giống với quy trình cắt gọt của máy tiện, chỉ
khác là lưỡi dao máy tiện đứng yên trên bàn dao còn của máy gọt thì quay để hạn chế
lực tác động lên miếng dừa. Lực ép dừa được tạo bởi xy lanh khí nén. Lực này đủ lớn
để ép cơm dừa cố định trên cối nhưng không làm hỏng (vỡ vụn) miếng cơm dừa.
4. MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI
4.1.

Mục tiêu của đề tài

Hướng tới việc chế tạo một mô hình thực nghiệm sau đó tiến hành thí nghiệm trên
cơm dừa thật và đạt được các tiêu chí sau đây:
 Gọt được vỏ nâu cơm dừa một cách tự động thông qua các cơ cấu được thiết kế
GVC.TS. Võ Minh Trí

8