TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÁY TÁCH HẠT ĐẬU NÀNH ĐƠN THÂN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÁY
TÁCH HẠT ĐẬU NÀNH ĐƠN THÂN

Họ tên sinh viên thực hiện: BÙI HỮU LỢI
Ngành: CƠ KHÍ NÔNG LÂM
Niên khóa: 2007 – 2011

Tháng 06 năm 2011


Tính toán, thiết kế, chế tạo, khảo nghiệm máy đập đậu nành đơn

Sinh viên: Bùi Hữu Lợi

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư ngành:
Cơ khí nông lâm

Giáo viên hướng dẫn
Thạc sĩ: Nguyễn Hải Triều

Tháng 06 năm 2011

i


LỜI CẢM TẠ

Tôi xin chân thành cảm ơn:
Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh.
Ban chủ nhiệm Khoa Cơ Khí Công Nghệ
Tôi xin chân thành cảm ơn quí Thầy Cô trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM,
đặc biệt là quí thầy cô trong Khoa Cơ Khí – Công Nghệ đã truyền đạt kiến thức để
chúng tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Hải Triều đã trực tiếp dạy
dỗ, hướng dẫn và giúp đỡ tôi thực hiện đề tài này.
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn các bạn bè gần xa trong và ngoài lớp đã
giúp đỡ, đóng góp ý kiến và sửa chữa trong suốt quá trình tôi thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên: Bùi Hữu Lợi

ii


TÓM TẮT
Đề tài nghiên cứu “ Tính toàn, thiết kế, chế tạo, khảo nghiệm máy đập đậu nành
đơn thân” được tiến hành tại xưởng máy bộ môn Công thôn, thời gian từ ngày 15 tháng
3 năm 2011 đến ngày 10 tháng 6 năm 2011.
Kết quả thu được:
- Chiều dài trống đập

: 400 mm;

- Đường kính đỉnh răng

: 300 mm;

- Số thanh răng

:6

- Góc bao máng trống

: 2000;

- Khe hở máng trống

: 10 – 45 mm;

iii


MỤC LỤC
LỜI CẢM TẠ ................................................................................................................. ii
TÓM TẮT ..................................................................................................................... iii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iv
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ....................................................................... vii
DANH SÁCH CÁC HÌNH ......................................................................................... viii
DANH SÁCH CÁC BẢNG .......................................................................................... ix
DANH SÁCH CÁC BẢNG .......................................................................................... ix
Chương 1 ......................................................................................................................... 1
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
Chương 2 ......................................................................................................................... 2
TỔNG QUAN................................................................................................................. 2
2.1. Giới thiệu cây đậu nành: ........................................................................................... 2
2.1.1 Lợi ích:.................................................................................................................... 2
2.1.2 Xuất sứ:....................................................................................................................3

2.1.3. Tính hình phát triển cây đậu nành: .........................................................................3
a) Thế giới: ...................................................................................................................... 3
b) Việt Nam: .................................................................................................................... 3
2.1.4 Quá trình thu hoạch tách hạt:...................................................................................3
2.2. Các phương pháp tách hạt: ....................................................................................... 4
2.3. Phương pháp tách hạt đang sử dụng hiện nay: ......................................................... 4
2.4. Tìm hiểu nguyên lý một số bộ phận khác: ............................................................... 5
2.4.1 Quạt ly tâm: .............................................................................................................5
a) Phân loại ...................................................................................................................... 6
b) Nhiệm vụ .................................................................................................................... 6
c) Yêu cầu ........................................................................................................................ 6
d) Cấu tạo của quạt ly tâm ............................................................................................... 6
đ) Lý thuyết tính toán quạt: ............................................................................................. 7
2.4.2 Lý thuyết sàng phẳng: .............................................................................................8
iv


Chương 3 ....................................................................................................................... 11
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................. 11
3.1. Các phương pháp tách hạt theo kiểu đập:............................................................... 11
3.2.1 Bộ phận đập tiếp tuyến: .........................................................................................11
3.2.2 Bộ phận đập dọc trục: ............................................................................................13
3.2.3 Bộ phận đập tiếp tuyến dọc trục: ...........................................................................14
3.2. Xác định thông số động học của máy đập: ............................................................. 19
Chương 4: ...................................................................................................................... 20
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................................................... 20
4.1. Kết quả:................................................................................................................... 20
4.1.1 Tính toán thiết kế các bộ phận chủ yếu của máy: .................................................20
a) Trống đập: ................................................................................................................. 20
b) Máng phân ly:............................................................................................................ 22

c) Sàng: .......................................................................................................................... 23
d) Quạt: .......................................................................................................................... 25
đ) Hệ thống truyền động, nguồn động lực:.................................................................... 29
e) Khung: ....................................................................................................................... 33
g) Các bộ phận khác: ..................................................................................................... 33
4.2 Khảo nghiệm thực tế: .............................................................................................. 34
4.2.1 Mục đích khảo nghiệm: .........................................................................................34
4.2.2 Chuẩn bị khảo nghiệm: ..........................................................................................34
4.2.3 Phân tích sản phẩm: ...............................................................................................34
a) Cửa thoát: .................................................................................................................. 34
b) Cửa thu hạt: ............................................................................................................... 35
4.2.4 Dụng cụ khảo nghiệm:...........................................................................................35
4.2.5 Khảo nghiệm .........................................................................................................35
4.3 Đánh giá kết quả khảo nghiệm: ............................................................................... 35
4.3.1 Khảo nghiệm lần 1: ...............................................................................................35
a) Nhận xét: ................................................................................................................... 36
b) Thảo luận:.................................................................................................................. 37
4.3.2 Khảo nghiệm lần 2: ...............................................................................................37
v


a) Nhận xét: ................................................................................................................... 38
b) Thảo luận:.................................................................................................................. 38
Chương 5 ....................................................................................................................... 39
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ......................................................................................... 39
5.1 Kết luận: .................................................................................................................. 39
5.2 Đề nghị: ................................................................................................................... 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................
PHỤ LỤC .........................................................................................................................

vi


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
IRRI: International Rice Research Institute

vii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2. 1: Đậu nành.................................................................................................. 2
Hình 2. 2 Thu hoạch đậu nành.................................................................................. 4
Hình 2. 3: Các loại quạt ly tâm ................................................................................. 5
Hình 2. 4: Cấu tạo quạt ly tâm.................................................................................. 6
Hình 2. 5: Sơ đồ cấu tạo sàng phẳng ...................................................................... 10
Hình 2. 6: Hình dáng một số loại sàng ................................................................... 10
Hình 3. 1: Sơ đồ phân bố vận tốc các lớp lúa trong khe hở đập ............................ 12
Hình 3. 2: Sơ đồ khai triển răng trống trên trống và trống đập .............................. 12
Hình 3. 3: Sơ đồ cấu tạo bộ phận đập dọc trục trống thanh ................................... 13
Hình 3. 4: Sơ đồ cấu tạo bộ phận đập tiếp tuyến dọc trục ...................................... 14
Hình 3. 5: Bộ phận đập dọc trục răng trụ ............................................................... 16
Hình 3. 6: Bộ phận đập dọc trục răng bản .............................................................. 18
Hình 4. 1: Sơ đồ khai triển răng trên trống............................................................. 20
Hình 4. 2: Sơ đồ bố trí răng trên trống ................................................................... 21
Hình 4. 3: Sơ đồ dẫn động cho sàng ....................................................................... 23
Hình 4. 4: Bố trí lỗ sàng ......................................................................................... 24
Hình 4. 5: Trục trống đập ....................................................................................... 34

viii

DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 3. 1: Các chỉ số tính chất cơ lý của hạt đậu nành .................................................23
Bảng 4. 1: Kết quả khảo nghiệm lần 1 ngày 9/6/2011 .................................................. 36 
Bảng 4. 2: Chỉ tiêu chất lượng máy ở lần khảo nghiệm 1 ............................................. 36 
Bảng 4. 3: Kết quả khảo nghiệm lần 2 ngày 14/06/2011 .............................................. 37 
Bảng 4. 4: Chỉ tiêu chất lượng máy ở lần khảo nghiệm 2 ............................................. 37 

ix


Chương 1
MỞ ĐẦU
Đề tài này phục vụ cho công tác nghiên cứu, phát triển giống các giống đậu
nành mới được thuận lợi và nhanh chóng hơn.
Vận dụng được lý thuyết vào thực nghiệm.
Đây là nền tảng để thiêt kế chế tạo các mẫu máy sau này có cùng nguyên lý.
Tham khảo các mẫu máy đập hiện có qua đó xác định nguyên lý cho máy đập
tách hạt đậu nành. Tiến hành tính toán, thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy.
Nhiệm vụ cụ thể:
- Tìm hiểu quá trình thu hoạch cây đậu nành, yêu cầu tách hạt cụ thể của Trung
tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Nông nghiệp Hưng Lộc.
- Tìm hiểu các bộ phận đập tách hạt sẵn có từ đó đưa ra mẫu máy đập đậu nành.
- Tính toán, thiết kế, chế tạo bộ phận đập và các chi tiết cần thiết. Lắp ráp chạy
thử.
- Tiến hành khảo nghiệm.
- Rút ra kết luận. Tiến hành sửa chữa cải tiến.
- Khảo nghiệm lại và đưa ra thông số làm việc thích hợp cho máy.

1

Chương 2
TỔNG QUAN
2.1. Giới thiệu cây đậu nành:
2.1.1 Lợi ích:

Hình 2. 1: Đậu nành
Đậu nành (còn gọi là đậu tương có tên khoa học Glycine max) là loại cây họ
Đậu (Fabaceae). Đặc điểm của hạt đậu nành giàu hàm lượng protein, chính vì vậy là
cây thực phẩm quan trọng cho người và gia súc. Cây đậu nành là cây thực phẩm có
hiệu quả kinh tế lại dễ trồng. Sản phẩm từ cây đậu nành được sử dụng rất đa dạng như
dùng trực tiếp hạt thô hoặc chế biến thành đậu phụ, ép thành dầu đậu nành, nước
tương, làm bánh kẹo, sữa đậu nành, ... đáp ứng nhu cầu đạm trong khẩu phần ăn hàng
ngày của người cũng như gia súc.
Ngoài ra, trong cây đậu nành còn có tác dụng cải tạo đất, tăng năng suất các cây
trồng khác. Điều này có được là hoạt động cố định N2 của loài vi khuẩn
Rhizobium cộng sinh trên rễ cây họ Đậu.

2


Trên thế giới có trên 1,000 loại đậu nành với nhiều đặc điểm khác nhau, hạt đậu
nành có kích thước nhỏ nhất như hạt đậu Hà lan cho tới lớn nhất giống trái anh đào,
hạt đậu có nhiều màu sắc như đỏ, vàng, xanh, nâu và màu đen. Trong ngũ cốc, đậu
nành được đánh giá cao nhất.
2.1.2 Xuất sứ:
Theo từ điển thực phẩm, cây đậu nành được biết có nguồn gốc xa xưa từ Trung
Quốc và được coi là cây thực phẩm cho đời sống con người từ hơn 4,000 năm trước,
sau đó được truyền bá sang Nhật Bản vào khoảng thế kỷ thứ VIII, vào nhiều thế kỷ sau

có mặt ở các nước Á Châu như: Thái lan, Malaysia, Hàn Quốc và Việt Nam. Cây đậu
nành có mặt ở Âu Châu vào đầu thế kỷ XVII và ở Hoa Kỳ vào thế kỷ XVIII..
2.1.3. Tính hình phát triển cây đậu nành:
a) Thế giới:
Ngày nay Hoa Kỳ là quốc gia đứng đầu sản xuất đậu nành chiếm 45% diện tích
trồng đậu nành và 55% sản lượng đậu nành của thế giới. Nước Mỹ sản xuất 75 triệu
tấn đậu nành năm 2000, trong đó hơn một phần ba được xuất khẩu. Các nước sản xuất
đậu nành lớn khác là Brasil, Argentina, Trung Quốc và Ấn Độ. Phần lớn sản lượng đậu
nành của Mỹ hoặc để nuôi gia súc, hoặc để xuất khẩu, mặc dù tiêu thụ đậu tương ở
người trên đất nước này đang tăng lên. Dầu đậu nành chiếm tới 80% lượng dầu
ăn được tiêu thụ ở Mỹ.
b) Việt Nam:
Ở Việt Nam hiện nay cây đậu tương được gieo trồng ở 43/64 tỉnh, thành phố,
thuộc 7 vùng sinh thái nông nghiệp. Những năm gần đây do tập quán canh tác và đặc
biệt là do năng suất đậu nành đạt thấp, hiệu quả kinh tế sản xuất đậu nành không cao
cho nên đậu nành chưa được chú ý phát triển ở cả nước, nhất là các tỉnh phía Nam. Do
sản lượng đậu nành sản xuất hằng năm không đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước
dẫn đến tình trạng hàng năm nước ta phải nhập khoảng 400,000 – 500,000 tấn đậu
nành để chế biến dầu ăn và thức ăn chăn nuôi.
2.1.4 Quá trình thu hoạch tách hạt:
Cây đậu nành được thu hoạch khi 95% số trái trên cây chuyển sang màu nâu và
hầu hết các lá trên cây đã vàng, rụng. Cây đậu nành sẽ được cắt về phơi khô và đập lấy
hạt. Hạt đậu nành sau đó được đem phơi khô, bảo quản.
3


Hình 2. 2 Thu hoạch đậu nành
2.2. Các phương pháp tách hạt:
Quá trình tách hạt khi thu hoạch là một khâu quan trọng trong quá trình sản
xuất cây lấy hạt. Quá trình tách hạt là quá trình cung cấp năng lượng để làm đứt liên

kết giữa hạt và các phần khác của cây.
Căn cứ vào loại nguồn động lực có thể chia ra:
- Cung cấp bằng sức người.
- Gia súc.
- Bằng máy móc.
Căn cứ vào cách thức cắt đứt liên kết của hạt và các bộ phận khác:
- Tuốt hạt: chỉ cung cấp năng lượng để phá vỡ liên kết giữa hạt và gié mà không
phá hủy toàn bộ thân cây.
- Đập: sử dụng bộ phận đập phá hủy phần mang hạt hoặc toàn bộ thân cây sau
đó thu lại hạt thông qua các bộ phận sàng lọc.
Tuy các phương pháp có đặc điểm khác nhau nhưng đều có yêu cấu chung là
hạt thu được không được vỡ nát, tỉ lệ thất thoát ở mức thấp nhất có thể. Hiện nay, với
trình độ khoa học công nghệ phát triển, quy trình tách hạt đã được cơ giới hóa mạnh
mẽ đặc biệt là cây lương thực như: lúa nước, lúa mì, bắp,…
Đối với các loại cây lương thực này, phương pháp thu hạt được sử dụng phổ
biến hiện nay là đập. Nguồn động lực cung cấp năng lượng cho bộ phận đập. Bộ phận
đập sử dụng nguồn năng lượng này để phá vỡ liên kết của hạt với các bộ phận khác
của cây. Hạt sau khi rơi ra sẽ được làm sạch tạp chất và sau đó đưa đi cất trữ, sử dụng.
2.3. Phương pháp tách hạt đang sử dụng hiện nay:
4


Các loại cây lương thực chủ yếu như: lúa mì, lúa mạch, lúa nước, bắp, đậu,…
quá trình tách hạt đã được cơ giới hóa gần như hoàn toàn. Đây là những cây lương
thực chính được trồng từ rất lâu vì vậy quá trình canh tác, thu hoạch đã được cơ giới
hóa rất sớm. Ban đầu, quá trình tách hạt được thực hiện bằng tay. Ở những nơi không
sử dụng rơm như Nam Bộ, sau khi cắt gốc rạ, bà con cầm từng bó lúa đập ngay trên
đồng bằng một công cụ gọi là “bồ”. Ở Bắc Bộ, bà con cắt lúa làm hai phần, phần rạ và
phần rơm. Phần rơm được vận chuyển về nhà và dùng néo để đập. Tùy theo độ lớn của
bó lúa mà điều chỉnh độ dài dây néo.

Sau này, người ta còn sử dụng trục lăn do trâu bò kéo để tách hạt Đến khi máy
móc xuất hiện công việc tách hạt trở nên thuận tiện hơn. Lần lượt các máy đập tiếp
tuyến, tiếp tuyến dọc trục ra đời. Đến nay, các mẫu máy này đã được cải tiến để phù
hợp với điều kiện ở nước ta. Ở Việt Nam hiện nay, phương pháp đập tiếp tuyến dọc
trục được ứng dụng phổ biến nhất. Nó đã thể hiện được các ưu điểm vượt trội so với
các phương pháp khác. Đa số các máy đập ở Đồng bằng Sông Cửu Long hiện nay đều
sử dụng phương pháp đập này.
2.4. Tìm hiểu nguyên lý một số bộ phận khác:
2.4.1 Quạt ly tâm:

Hình 2. 3: Các loại quạt ly tâm
1. Quạt ly tâm cánh cong về phía trước
2. Quạt ly tâm cánh nghiêng về phía sau
3. Quạt ly tâm cánh hướng kính
4. Quạt ly tâm dạng ống.
5


a) Phân loại
Quạt ly tâm được chia ra làm các loại sau:
 Quạt ly tâm cánh cong về phía trước.
 Quạt ly tâm cánh nghiêng về phía sau.
 Quạt ly tâm cánh hướng kính.
 Quạt ly tâm dạng ống.
b) Nhiệm vụ
Quạt dùng để thổi không khí vào sàng để đẩy tạp chất ra ngoài để lại hạt rơi
xuống đồng thời hút tạp chất nhẹ tại cốc đựng hạt nhằm tăng khả năng làm sạch.
c) Yêu cầu
Phải tạo đủ áp và lưu lượng để tạp chất bị thổi (hút) ra ngoài đồng thời không
thổi hạt đi ra ngoài sàng.

d) Cấu tạo của quạt ly tâm
- Phần quay: gồm bánh công tác được gắn trên trục. Bánh công tác gồm các
cánh thẳng gắn trên một đĩa tròn theo phương hướng kính.
- Phần tĩnh: gồm vỏ quạt ly tâm làm bằng thép tấm hình tròn để dẫn không khí
từ bánh công tác ra ngoài.
1

5

2

4

Hình 2. 4: Cấu tạo quạt ly tâm
1. Bánh công tác
2. Vỏ quạt
3. Cánh quạt
4. Cửa hút
5. Trục quạt
6

3


đ) Lý thuyết tính toán quạt:
Tính toán xác định các thông số cấu tạo và động học của bơm ly tâm bao gồm:
-

Đường kính vòng chân cánh quạt: d1

-

Đường kính vòng đỉnh cánh quạt: d2

-

Vận tốc quay của cánh quạt: ω

-

Bề rộng quạt: b

-

Chiều cao cửa ra: a

Để thoả mãn yêu cầu về cột áp lý thuyết Hm, chi phí không khí V (lưu lượng)
với hiệu suất của áp suất cho trước là ηh.
Đường kính cửa hút của quạt
Để tổn thất của quạt là nhỏ nhất ta xác định đường kính của hút theo công thức:
D0  K 3

Q

(2.15) [m]



Trong đó:
D0: Đường kính cửa quạt hút.

K: Hệ số (K = 1,6 – 1,8).
Q: Lưu lượng của quạt.
ω: Vận tốc góc  

 .n
30

(rad/s)

n: Số vòng quay của quạt (v/ph)
Vận tốc dòng không khí ở cửa quạt hút
v0 

4.Q
(m/s)
 .D02

Để quạt làm việc không ồn thì phải thỏa mãn điều kiện sau: v0 < 20 m/s.
Cột áp
Là khả năng trao đổi của máy thủy lực với chất lỏng, được thể hiện bằng mức
chênh lệch đơn vị trước và sau máy thủy lực. Cột áp được chia làm 2 thành phần: Cột
áp tĩnh và cột áp động.
 Cột áp tĩnh:
Ht 

P



z

(m)

7


Trong đó:
z: Độ cao hình học (m)
(N/m2)

P: Áp suất tại điểm đang xét
γ: Trọng lượng riêng của chất khí
(N/m3)

γ = δ.g
 Cột áp động:
 *v2

Hđ 

2g

(m)

Hoặc tính theo công thức:
Hđ 

 .v 2
2

(N/m2)

Trong đó:
α: Hệ số sửa chữa động năng.
v: Vận tốc dòng không khí

(m/s)

g: Gia tốc trọng trường

(m/s2)

 Áp suất toàn phần:
H  HT  H đ

Công suất của quạt ly tâm
 Công suất thủy lực:
N tl 

Q.H
102

(kW)

Trong đó:
Q: Lưu lượng của quạt

(m3/s)

H: Cột áp

(mmH2O)

 Công suất trên trục:
N tr 

N tl



(kW)

Trong đó:
Ntr: Công suất trên trục.
η: Hiệu suất chung của quạt trông thường.
2.4.2 Lý thuyết sàng phẳng:
8


Sàng phẳng là một loại thiết bị phân loại – làm sạch được sử dụng từ thời cổ.
Sàng phẳng có thể là công cụ đơn giản làm bằng các loại vật liệu tre trúc hoặc có thể
là một máy sàng hiện đại có khả năng phân loại chính xác các loại vật liệu rời theo
các kích thước khác nhau.
Nguyên tắc làm việc của sàng phân loại là phân chia khối vật liệu theo kích
thước nhờ một bề mặt kim loại có đục lỗ hoặc lưới. Vật liệu chuyển động trên mặt
sàng và được phân chia thành hai loại:
• Phần lọt qua sàng là những hạt có kích thước nhỏ hơn kích thước lỗ sàng.
• Phần không qua sàng có cỡ lớn hơn kích thước lỗ sàng, do đó sẽ nằm lại
trên bề mặt của sàng
Tùy theo yêu cầu vật liệu rời cần phân loại, có thể bố trí các hệ thống sàng gồm

nhiều lớp. Thí dụ, sàng 2 lớp sẽ phân chia nguyên liệu thành 3 loại kích thước khác
nhau, sàng 3 lớp sẽ phân chia vật liệu thành 4 cỡ kích thước... Kích của lỗ sàng ở
lớp trên lớn hơn ở lớp sàng dưới.
Quá trình chuyển động sàng giúp cho có quá trình phân loại-làm sạch xảy ra tốt
hơn do tạo cơ hội để cho hạt tiếp xúc với lỗ sàng. Trong trường hợp làm việc liên tục,
sàng được đặt nghiêng một góc từ 2 - 7o, hạt sẽ có khuynh hướng di chuyển xuống
phía dưới. Quá trình di chuyển như vậy giúp cho hạt có kích thước nhỏ sẽ chui qua lỗ
sàng. Phần hạt không qua sàng sẽ được hứng ở phía đầu thấp của sàng.
Tùy theo bố trí hệ thống truyền động, chuyển động của sàng có thể khác nhau
làm cho chuyển động của hạt trên sàng cũng khác nhau. Thông thường sàng được
thiết kế sao cho hạt có cả chuyển động xuống và lên nhưng với khoảng đi xuống
dài hơn khoảng đi lên.
Các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất của sàng có thể kể đến là:
• Diện tích bề mặt sàng, là thông số quan trọng nhất. Diện tích càng lớn, năng suất
càng lớn. Tổng diện tích lỗ sàng cũng ảng hưởng trực tiếp đến năng suất sàng.
• Tốc độ chuyển động của sàng. Tốc độ càng lớn, năng suất càng lớn.
• Số vật liệu qua lỗ sàng. Lượng vật liệu nhỏ hơn lỗ sàng càng nhiều, năng
suất sàng càng giảm do cần nhiều thời gian hơn để tách phần vật liệu này.
Ðối với một sàng đã có sẵn, diện tích mặt sàng và tốc độ chuyển động của sàng
9


hầu như không điều chỉnh được, do đó để điều chỉnh khả năng làm việc của sàng,
người ta thay đổi lượng nhập liệu.

Hình 2.4
Hình 2. 5: Sơ đồ cấu tạo sàng phẳng

Hình 2.5
Hình 2. 6: Hình dáng một số loại sàng

10


Chương 3
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Các phương pháp tách hạt theo kiểu đập:
3.2.1 Bộ phận đập tiếp tuyến:
Đây là một mẫu máy truyền thống phổ biến trên thế giới và được sử dụng rất
rộng rãi để đập tách hạt các loại ngũ cốc như: lúa mỳ, lúa nước, đậu nành, hướng
dương, bắp,…
Cấu tạo chính: trống đập và máng trống. Trống đập là loại trống thanh hoặc
trống răng. Khe hở đập nằm giữa máng trống và trống đập.
Quỹ đạo dịch chuyển của vật liệu là những cung tròn theo khe hở đập giữa
máng trống và trống đập.
Ưu điểm: năng suất rất cao, thời gian lưu lại của vật liệu đập nhỏ chỉ từ 0,03
đến 0,035s.
Nhược điểm:
- Vì thời gian lưu lại của vật liệu nhỏ nên độ sót tăng. Do đó cần tăng vận tốc
trống đập. Điều này đồng nghĩa với việc tăng độ vỡ hạt
- Tỉ lệ hạt theo rơm cao.
- Độ tổn thương hạt tương đối lớn.
Sự chuyển động của vật liệu đập trong bộ phận đập tiếp tuyến dọc trục:
Khi vật liệu được đưa vào khe hở đập, các thanh trống sẽ trực tiếp tác động vào
khồi vật liệu đập. Những tác động này phá vỡ liên kết của hạt với gié.
Trong quá trình tác động vào khối vật liệu đập, trống đập kéo vật liệu qua khe hở
máng trống. Vật liệu đập bị chia thành nhiều lớp. Do khe hở máng trống nhỏ (từ 8 đến
20mm), nên ta có thể xem có 3 lớp vật liệu đập có vận tốc khác nhau. Lớp gần trống
đập sẽ có vận tốc gần với vận tốc trống đập nhất ( V1  Vt ) và có giá trị lớn nhất. Các
lớp tiếp theo có vận tốc giảm dần. Nhờ có sự chuyển động tương đối giữa các lớp vật

liệu tạo nên ma sát chà sát các lớp vật liệu làm đứt liên kết của hạt với gié. Hạt rụng ra
11


rơi lọt qua máng trống và rơi xuống dưới. Những hạt không kịp lọt xuống hoặc chưa
kịp đứt khỏi gié thì theo hỗn hợp ra ngoài.
Các lớp vật liệu được biểu diễn trên hình:

Hình 3. 1: Sơ đồ phân bố vận tốc các lớp lúa trong khe hở đập

Hình 3. 2: Sơ đồ khai triển răng trống trên trống và trống đập
12


3.2.2 Bộ phận đập dọc trục:
Mẫu máy này nhầm tăng thời gian lưu lại của vật liệu đập trong khe hở đập mà
không làm giảm nhiều năng suất của máy đồng thời giảm được vận tốc đập. Qua đó
làm giảm tỉ lệ hạt tổn thương, tỉ lệ hạt theo rơm và độ sót giảm xuống.

Hình 3. 3: Sơ đồ cấu tạo bộ phận đập dọc trục trống thanh
1: Băng chuyền cung cấp;

5: Thanh khía thẳng;

2: Cánh vơ;

6: Máng phân ly;

3: Thanh khía nghiêng;

7: Trống đập.

4: Thanh khía ngắn;
Cấu tạo gồm 3 phần:
- Phần thứ nhất: gồm các cánh vơ lúa có nhiệm vụ vơ hết khối lúa do
băng chuyền hoặc người đưa vào.
- Phần thứ hai: gồm các thanh khía nghiêng và các đoạn thanh khía thẳng
nằm chen giữa khoảng nghiêng của thanh khía nghiêng trên mặt trống. Các thanh
nghiêng có nhiệm vụ chuyển khối vật liệu theo chiều dọc trục và chà xát khối vật liệu.
Thanh thẳng ngắn có tác dụng tách hạt.
- Phần thứ ba: gồm các thanh thẳng vừa đập phần vật liệu đập còn lại
vừa phân ly hỗn hợp tạp chất và hạt trước khi đẩy tạp chất ra ngoài.
Máng trống gồm hai phần ứng với các phần của trống đập:
13


- Phần thứ nhất: (ứng với phần cánh vơ) có hình trụ ôm hết phần cánh
vơ, phía trong bố trí các gân xoắn để khối vật liệu dịch chuyển xoắn vào khe hở giữa
trống và máng trống
- Phần thứ hai: gồm
 Phần dưới: giống máng sàng để phân ly hạt.
 Phần trên: là nắp.
Phần trên và phần dưới kết hợp lại bao tròn xung quanh trống.
Ưu điểm:
- Giảm được tốc độ trống đập. Qua đó làm giảm tỉ lệ hạt tổn thương và chi phí
năng lượng.
- Tỉ lệ hạt theo rơm giảm đáng kể.
Nhược điểm:
- Năng suất thấp.
- Quá trình cung cấp vật liệu không đảm bảo vì cửa vào nhỏ.

- Truyền động khá phức tạp.
3.2.3 Bộ phận đập tiếp tuyến dọc trục:
Ở mẫu máy này việc cung cấp sẽ theo phương pháp tiếp tuyến còn quá trình
tách hạt là dọc trục.

Hình 3. 4: Sơ đồ cấu tạo bộ phận đập tiếp tuyến dọc trục
1: Cửa cấp liệu;

4: Cánh tung rơm;

2: Trống đập;

5: Cửa ra liệu;

3: Máng phân ly;

6: Răng trống.
14


Nguyên lý cơ bản: Vật liệu đập được đưa vào qua cửa cung cấp. Vật liệu đập
được các răng trống ở phần vơ kéo vào khe hở đập và được trống chuyển theo đường
xoắn quanh chu vi mặt trống theo chiều dọc trục. Khối vật liệu đập dịch chuyển dọc
trục nhờ các gân xoắn được lắp trên nắp trống. Trong quá trình chà sát, vò xé, hạt được
tách ra, lọt qua máng trống. Hạt được phân ly còn tạp chất được dịch chuyển về phía
cánh hất rơm và được “phun” ra ngoài. Hạt từ hệ thống sàn sẽ được thu gom về cửa ra
hạt.
Máy đập tiếp tuyến dọc trục trống răng thẳng:
Mẫu máy này được Bộ môn Cơ khí Nông nghiệp của Viện Nghiên cứu Lúa
Quốc tế (IRRI) đặt ở Philippines nghiên cứu, thiết kế, chế tạo.

Nguyên lý: Lúa được cung cấp qua cửa cấp liệu, trống răng vơ lúa vào trong
khe hở đập. Lúa bị chà xát, vò, dịch chuyển dọc theo trống. Hạt sẽ được tách khỏi
bông, lọt qua máng xuống sàng nhờ quá trình dịch dọc trục của khối lúa. Rơm được
thoát ra ngoài ra cửa thoát sau khi đã tách và phân ly hạt. Quá trình hạt lọt qua máng
trống xuống sàng có sự hỗ trợ của quạt thổi ra ngoài các là gẫy và các tạp chất nhẹ.
Lúa dịch chuyển dọc trục nhờ:
- Động năng của trống, thông qua các răng thẳng tạo xoay tròn cho
khối lúa sát vào mặt trống.
- Các gân xoắn trên nắp trống đập. Các gân xoắn đổi hướng của khối
lúa và buộc khối lúa dịch chuyển theo các đường xoắn do các gân xoắn tạo

15