NGHIÊN CỨU – THIẾT KẾ MÁY ÉP XƠ DỪA NĂNG SUẤT 500 kgh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ – CÔNG NGHỆ


NGHIÊN CỨU – THIẾT KẾ MÁY ÉP XƠ DỪA
NĂNG SUẤT 500 kg/h

Chuyên ngành: Cơ khí công thôn

Giáo viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

Th.S NGUYỄN VĂN XUÂN

PHẠM TIẾN SĨ

KS PHẠM DUY LAM

Tp. Hồ Chí Minh
Tháng 08 năm 2008

1


LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, xin gởi lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến bậc sinh thành đã nuôi
dạy và chăn sóc con khôn lớn đến ngày hôm nay.
Xin cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm, Ban chủ nhiệm và các

thầy cô trong Khoa Cơ khí – Công nghệ đã quan tâm dạy dỗ và tạo mọi điều kiện
thuận lợi cho em học tập và hoàn thành luận văn này.
Đặc biệt gởi lòng cảm ơn đến thầy Th.s Nguyễn Văn Xuân và thầy Phạm Duy
Lam đã tận tình hướng dẫn và dìu dắt em trong lúc làm luận văn.
Xin cảm ơn các Thầy Cô trong Thư viện Trường Đại học Nông Lâm đã giúp đỡ
em tìm tài liệu để làm luận văn.
Cuối cùng, xin cảm ơn các bạn trong lớp DH04CK và ngoài lớp đã giúp đỡ tôi
thực hiện đề tài.
Xin thật lòng cảm ơn.

Sinh viên: Phạm Tiến Sĩ

2


Đề tài: NGHIÊN CỨU - THIẾT KẾ MÁY ÉP XƠ DỪA
NĂNG SUẤT 500 kg/h.
Thời gian thực hiện: 01/04/2008 đến 14/8/2008.
Địa điểm: Trung tâm Năng lượng  Máy nông nghiệp - Trường Đại học Nông
Lâm TP.HCM.

TÓM TẮT

Hiện nay, ở nước ta việc làm bánh xơ dừa để trồng lan vẫn còn thực hiện bằng
phương pháp thủ công bao gồm việc cắt, đập mềm vỏ xơ dừa rồi cuốn lại thành bánh,
chưa có máy ép xơ dừa. Vì vậy, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu thiết kế máy ép xơ
dừa với mục đích làm cho vỏ xơ dừa dẹp và mềm ra phù hợp với yêu cầu trong việc
trồng lan. Qua đó, chúng tôi đã tìm hiểu các loại máy ép với mục tiêu sau:
 Tìm hiểu các loại máy ép đã và đang sử dụng để chọn ra một loại máy ép phù
hợp với yêu cầu.

 Tính toán, thiết kế các cụm chi tiết chính của máy ép: trống ép, trục, các bộ
truyền.
 Đặc tính kĩ thuật của máy.
 Năng suất: 500 kg/h.
 Năng lượng tiêu thụ: 15 kW/h.
 Số vòng quay của trống: 19 vg/ph.

3


Topic: RESEARCHING – DESIGNING COCONUT FIBER PRESSING
MACHINE, CAPACITY 500 kg/h.
Date: from April 1st, 2008 to August 14th, 2008.
Place: The center for Agricultural energy and Machinery – Nong Lam University
- Ho Chi Minh city.

SUMMANY

Nowadays, making coconut fiber piece to plant orchids is done by manual with:
cutting; threshing to do coconut fiber soft; rolling, and there isn’t any coconut fiber
pressing machine in my country. So, we have researched and designed the coconut
fiber pressing machine for the purposes making coconut fiber being flat and soft to
suitable for planting orchids. Consequently, we have learned about pressing machine
with the below purposes:


Learning about pressing machine, which were used in oder to choose a suitable

pressing machine.


Calculating, designing the main detail groups of the pressing machine: pressing

thresher, axis, a set of communicating motion.
 Specification of the machine.
 Capacity: 500 kg/h.
 Energy consumption: 15 kW/h.
 Rotation of pressing thresher: 19 vg/ph.

4


MỤC LỤC
TRANG
Lời cảm ơn

i

Tóm tắt

ii

Mục lục

iii

Danh sách các hình

v

Danh sách các bảng

vi

1

MỞ ĐẦU..................................................................................................................9

2

TRA CỨU TÀI LIỆU SÁCH BÁO .......................................................................11

PHỤC VỤ TRỰC TIẾP ĐỀ TÀI ..................................................................................11
2.1

2.1.1

Nguồn gốc nuôi trồng và phân bố. ..........................................................11

2.1.2

Đặc điểm sinh thái và một số tính chất của cây dừa và trái dừa .............12

2.1.3

Các sản phẩm từ cây dừa.........................................................................13

2.2

3

Tư liệu về cây dừa và trái dừa. .......................................................................11

Ưu nhược điểm của một số loại máy ép. ........................................................15

2.2.1

Máy ép thủy lực.......................................................................................15

2.2.2

Máy ép kiểu vít........................................................................................16

2.2.3

Máy ép kiểu trục cuốn kiểu trống............................................................17

2.3

Các yếu tố vật lý ảnh hưởng đến việc ép nguyên liệu. ...................................18

2.4

Những yếu tố đặc trưng cho điều kiện ép.......................................................18

2.5

Tính toán – thiết kế. ........................................................................................19

2.5.1

Chọn công suất động cơ điện ..................................................................19

2.5.2

Tính toán bộ truyền xích. ........................................................................19

2.5.3

Tính trục. .................................................................................................20

2.5.4

Tính bộ truyền đai. ..................................................................................22

2.5.5

Chọn ổ lăn. ..............................................................................................22

PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN.................................................................24
3.1

Phương pháp nghiên cứu. ...............................................................................24

3.1.1

Về lý thuyết. ............................................................................................24
5

3.1.2
3.2

4

5

Về thực nghiệm. ......................................................................................24

Phương pháp và dụng cụ sử dụng...................................................................24

3.2.1

Xác định kích thước vật liệu. ..................................................................24

3.2.2

Xác định ẩm độ vật liệu...........................................................................25

3.2.3

Xác định lực ép........................................................................................25

3.2.4

Xác định góc ma sát giữa nguyên liệu và vật liệu cấu tao máy (thép)....25

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...............................................................................26
4.1

Các thông số thiết kế ban đầu. ........................................................................27

4.2

Tính toán – thiết kế máy ép xơ dừa. ...............................................................32

4.2.1

Xác định đường kính trống......................................................................32

4.2.2

Tính vận tốc quay trung bình của trống. .................................................33

4.2.3

Tính công suất của động cơ.....................................................................34

4.2.4

Tính bộ truyền đai. ..................................................................................35

4.2.5

Tính bộ truyền xích. ................................................................................37

4.2.6

Tính bền trục. ..........................................................................................40

4.2.7

Chọn ổ lăn. ..............................................................................................43

4.2.8

Tính bền trống. ........................................................................................44

4.2.9

Chọn bánh răng truyền động giữa các trống. ..........................................47

KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ .......................................................................................49
5.1

Kết luận...........................................................................................................49

5.2

Đề nghị............................................................................................................49

TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................50

6


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1: Máy ép thủy lực.......................................................................................... 7
Hình 2.2: Máy ép kiểu vít........................................................................................... 8

Hình 2.3: Máy ép kiểu trống....................................................................................... 9
Hình 4.1: Sơ đồ toàn máy ép xơ dừa .......................................................................... 18
Hình 4.2: Sơ đồ đo lực ép........................................................................................... 21
Hình 4.3: Biểu đồ giữa lực ép và độ dày của vỏ xơ dừa ............................................ 22
Hình 4.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định góc ma sát .............................................. 23
Hình 4.5: Sơ đồ lực tác dụng lên trục cuốn ................................................................ 24
Hình 4.6: Sơ đồ truyền động ...................................................................................... 27
Hình 4.7: Sơ đồ trục ................................................................................................... 32
Hình 4.8: Biểu đồ mômen .......................................................................................... 34
Hình 4.9: Sơ đồ trống ................................................................................................. 36
Hình 4.10: Biểu đồ mômen Mz ................................................................................... 37
Hình 4.11: Hình vẽ trống............................................................................................ 38

7


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 4.1 Kết quả kích thước bề dày, chiều dài, chiều rộng của xơ dừa ................ 19
Bảng 4.2: Kết quả ẩm độ của xơ dừa ..................................................................... 20
Bảng 4.3: Kết quả kiểm tra lực ép trên 1 cm2 của vỏ xơ dừa................................. 21
Bảng 4.4: Lực tác dụng lên trục ............................................................................. 22
Bảng 4.5:Kết quả góc ma sát của vỏ xơ dừa và tấm thép ...................................... 23

8


1 MỞ ĐẦU

Dừa là cây công nghiệp thích hợp với vùng khí hậu nhiệt đới, sản phẩm của dừa

ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực chế biến thực phẩm, công
nghiệp hóa chất, y tế, cây cảnh … Trái dừa là sản phẩm chính của cây dừa. đặc biệt là
đối với các cơ sở sản xuất bánh kẹo, nước cốt dừa tách từ cơm dừa là một nguồn
nguyên liệu chính không thể thiếu được. Xơ dừa được dùng làm dây thừng, chão,
thảm, bàn chải, nó còn được dùng rộng rãi trong nghề làm vườn như trồng cây cảnh,
làm chất độn trong phân bón.
Do giá trị và nhu cầu sử dụng xơ dừa ngày càng cao, đòi hỏi phải có những loại
máy móc phục vụ cho việc lấy xơ dừa cũng như ép làm mền dẹp xơ dừa xuống để
phục vụ cho việc trồng cây cảnh.
Hiện nay, máy ép xơ dừa chưa có ở Việt Nam và việc ứng dụng máy ép xơ dừa
để ép xơ dừa tỏ ra có nhiều triển vọng. Thiết kế máy này đáp ứng được các yêu cầu
như đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng đều, giá thành không cao, đủ sức cạnh tranh
trên thị trường trong và ngoài nước. Hơn nữa thiết kế máy này không quá phức tạp, ít
tốn nhân công và có thể chế tạo trong nước.
Được sự chấp nhận của khoa Cơ khí – Công Nghệ Trường Đại Học Nông Lâm
Thành Phố Hồ Chí Minh, với sự hướng dẫn của thầy Thạc sĩ Nguyễn Văn Xuân và
thầy Phạm Duy Lam tôi thực hiện đề tài:
“Nghiên cứu - thiết kế máy ép xơ dừa năng suất 500 kg/h”.

9


Đề tài nhằm mục đích: Nghiên cứu thiết kế máy ép xơ dừa. Trong đó chú trọng
đến khâu ép làm cho sản phẩm ra được mềm và dẹp theo yêu cầu sử dụng trong việc
trồng lan.

10


2 TRA CỨU TÀI LIỆU SÁCH BÁO

PHỤC VỤ TRỰC TIẾP ĐỀ TÀI

2.1 Tư liệu về cây dừa và trái dừa.
2.1.1 Nguồn gốc nuôi trồng và phân bố.
Dừa (Cocos nucifera) là một loài cây trong họ Cau (Arecaceae). Nó cũng là thành
viên cao nhất trong chi Cocos và là một loại cây lớn, thân đơn trục (nhiều khi gọi là
nhóm thân cau dừa) có thể cao tới 30 m, với các lá đơn xẻ thùy lông chim 1 lần, cuống
và gân chính dài 4 – 6 m các thùy với gân cấp 2 có thể dài 60 – 90 cm; lá kèm thường
biến thành bẹ dạng lưới ôm lấy thân; các lá già khi rụng để lại vết sẹo trên thân. Ngọn
dừa là phần trên cùng của thân có mang một chùm lá to. Tàu dừa từ khi mới tượng
hình trong cổ hũ là 2,5 năm, thời gian nở ra và phát triển ra ngoài khoảng 2,5 năm.
Bình thường mỗi tháng dừa cho ra một lá. Nếu cây tốt trong một năm có thể ra khoảng
15 lá. Cây dừa phát triển bình thường có từ 20 – 25 lá, ít hơn là do diều kiện xấu hoặc
bị bệnh. Gốc rễ là phần dưới cùng của thân thường phình to, rễ chùm tỏa rộng ngang
dọc trong một bán kính 5 – 6 mét, ám chặt vào đất giữ cho thân đứng vững. Người ta
phân biệt dừa có 2 hình thái: dừa lùn và dừa cao. Dừa lùn sau khi trồng khoảng 3 – 4
năm cho trái, thân cao không quá 10 mét, có khi ra trái là đà mặt đất. Dừa cao trồng
lâu hơn, từ 5 – 7 năm hoặc 10 năm mới thu hoạch, thân cao từ 20 – 25 mét.
Hiện nay trên thế giới có các vùng, các nước trồng dừa có tầm cỡ qui mô lớn là
Phi-lip-pin, Indonesia, Ấn Độ, Xri-lan-ca, Malaysia, Việt Nam, Bra-xin, Mê-hi-cô, tây
châu Phi… Riêng ở Việt Nam, dừa được trồng nhiều tập trung ở đồng bằng sông Cửu
Long là Bến Tre và vùng duyên hải miền Trung từ vùng đất ven bờ biển Đà Nẵng vào
11


Phan Thiết. Có các loại dừa như: dừa Ta, dừa Dâu, dừa Bung, dừa Lửa, dừa Xiêm, dừa
Tam Quan và dừa Lùn Bình Dương…
Theo thống kê hiện Bến Tre có khoảng 36.827 hecta dừa, tổng sản lượng hàng
năm khoảng 250 triệu trái. Cây dừa trở thành cây đặc sản hàng đầu của Bến Tre, đưa
Bến Tre dẫn đầu cả nước về diện tích và sản lượng dừa.

2.1.2 Đặc điểm sinh thái và một số tính chất của cây dừa và trái dừa
Dừa phát triển tốt trên đất cát và có khả năng chống chịu mặn tốt cũng như nó ưa
thích các nơi sinh sống có nhiều nắng và lượng mưa bình thường (750 – 2.000 mm
hàng năm), điều này giúp nó trở thành loại cây định cư bên các bờ biển nhiệt đới một
cách tương đối dễ dàng.Dừa cần ẩm độ cao (70 – 80 %) đẻ có thể phát triển một cách
tối ưu nhất, điều này lí giải tại sao nó ít khi được tìm thấy trong các khu vực có độ ẩm
thấp (ví dụ khu vực Địa Trung Hải), thậm chí cả khi khu vực này có nhiệt độ đủ cao.
Nó rất khó trồng và phát triển trong các khu vực khô cằn.
Hoa của dừa là loại tạp tính (có cả hoa đực lẫn hoa cái và hoa lưỡng tính), với cả
hoa đực và hoa cái trên cùng một cụm hoa. Dừa ra hoa liên tục với hoa cái tạo ra hạt.
Người ta cho rằng dừa là loại cây thụ phấn chéo là chủ yếu, nặc dù một vài giống lùn
lại là tự thụ phấn .
Về mặt thực vật học, dừa là quả khô đơn độc được biết đến như là quả hạch có xơ
(không phải là quả hạt thực thụ). Vỏ quả ngoài thường cứng, nhẵn, nổi rõ 3 gờ, lớp vỏ
quả giữa là các sợi xơ gọi là xơ dừa và bên trong nó là lớp vỏ quả trong hay gáo dừa
hoặc sọ dừa, lớp vỏ quả trong hóa gỗ, khá cứng, có ba lỗ mầm có thể nhìn thấy rất rõ
từ phía mặt ngoài khi bóc hết lớp vỏ ngoài và vỏ giữa (gọi là các mắt dừa). Thông qua
một trong các lỗ này thì rễ mầm sẽ thò ra khi phôi nảy mầm. Bám vào thành phía trong
của lớp vỏ quả trong là vỏ ngoài của hạt với nội nhũ dạng anbumin dày, là lớp cùi thịt,
gọi là cùi dừa, nó có màu trắng và gọi là phần ăn được của hạt.
Khi nhìn từ một đầu, vỏ quả trong và các lỗ mầm trông giống như mặt của khỉ, từ
trong tiếng Bồ Đào Nha để gọi nó là macaco, đôi khi được viết tắt là coco, từ đây mà
có tên gọi khoa học của dừa. Nucifera là từ trong tiếng Latinh đẻ chỉ mang theo hột.

12


Khi quả dừa còn non, nội nhũ bên trong còn mỏng và mềm có thể nạo dễ dàng.
Nhưng lí do chính để hái dừa vào giai đoạn này là để lấy nước dừa làm đồ uống,
những quả to có thể chứa tới 1 lít nước uống bổ dưỡng. Khi quả đã già và lớp vỏ ngoài

chuyển sang màu nâu (Khoảng vài tháng sau) thì nó sẽ rụng từ trên cây xuống. Vào
thời điểm đó nội nhũ đã dày và cứng hơn, trong khi đó nước dừa sẽ có vị đắng hơn.
2.1.3 Các sản phẩm từ cây dừa
Thành phần hóa học trong cơm dừa thường có đường, vitamin B1, vitamin B2,
vitamin C… và các thành phần khác. Với hàm lượng trên, khi ăn một quả dừa cứng
cạy và sẽ được cung cấp một số lương thực tương đương với 300g gạo. Thành phần
axít chủ yếu của dầu dừa gồm có: axit lauric, axit myristic, axit capric, axit stearic, axit
clêic, axit linôlêic… Trong nước dừa tươi có chứa đường và một số chất khác như:
vitamin C, vitamin H, axit nicôtinic (vitamin P.P), vitamin B… và khoảng 10 chất
khoáng khác như: kali, clo, natri, photpho, ma-nhê, sunfua, sắt, đồng… Do đó dừa có
ít nhiều giá trị dinh dưỡng và công dụng của các phần khác nhau của cây dừa bao gồm:
 Phần cùi (cơm) dừa trăng ăn được và được sử dụng ở dạng tươi hay sấy khô
trong một số món ăn. Cùi dừa khô là nguyên liệu sản xuất dầu dừa.
 Nước dừa nằm trong khoang bên trong quả dừa có chứa các chất như đường,
đạm, chất chống ôxi hóa, các vitamin và khoáng chất, là nguồn cung cấp và tạo ra cân
bằng điện giải đẳng trương tốt cũng như là nguồn thực phẩm bổ dưỡng. Nước dừa
được dùng làm nước giải khát tại nhiều vùng nhiệt đới. Nước dừa là vô trùng khi quả
dừa chưa bị bổ ra, và có thể làm dung dịch truyền ven. Nó cũng được dùng để sản xuất
món tráng miệng dạng sệt có tên gọi thạch dừa (nata de coco).
 Cây cảnh: Những cây dừa lạ (do biến dị) được trồng làm cảnh, chủ yếu tại
Philippines, tại đây nó được gọi là macapuno.
 Sữa dừa, ở miền nam gọi là cốt dừa, (chứa khoảng 17% chất béo) được tạo ra từ
cơm dừa đã nạo nhỏ hòa với nước nóng hay sữa nóng. Nước cốt dừa là thành phần chủ
yếu của các món ăn vùng Đông Nam Á và Việt Nam. Các bã sợi cơm dừa còn lại từ
việc sản xuất sữa dừa được dùng làm thức ăn cho gia súc.

13


 Kẹo dừa là món đồ ngọt thông dụng tại Việt Nam, nguyên liệu chính là nước

cốt dừa cô đặc và hương vị sầu riêng hoặc sôcôla.
 Mứt dừa dược làm từ cơm dừa dược cắt sợi và sên với đường cát để khô dùng
trong ngày tết ở Việt Nam.
 Kem dừa là lớp chất nổi lên trên khi sữa dừa bị làm lạnh.
 Nhựa dừa thu được từ việc rạch các cụm hoa dừa được lên men để sản xuất
rượu vang dừa (ở Philippines gọi là tuba).
 Gáo dừa kho được dùng làm bộ phận trong một số loại nhạc cụ như gia hồ và
bản hồ của Trung Quốc hay đàn gáo của Việt Nam, chúng được đập vào nhau để tạo ra
hiệu ứng âm thanh tựa như tiếng vó ngựa. Gáo dừa còn được dùng làm gáo múc nước
và là nguyên liệu làm đồ thủ công mỹ nghệ.
 Xơ dừa được dùng làm dây thừng, chão, thảm, bàn chải, khảm thuyền cũng như
làm vật liệu lèn, nó còn được dùng rộng rãi trong nghề làm vườn để làm chất độn trong
phân bón.
 Vỏ và xơ dừa có thể làm nguồn nguyên liệu hay để sản xuất than củi.
 Lá là nguồn cung cấp vật liệu làm mái che, làm một số loại giỏ đựng đồ và làm
chổi dừa.
 Các gân giữa của các lá (chét) có độ cứng thích hợp cho việc làm các que xiên
(để nướng thịt chẳng hạn) trong nấu ăn.
 Các chồi non trên ngọn cây dừa có thể ăn được và đôi khi nó được thu hái để
làm rau ăn (mặc dù kiểu thu hái này sẽ làm chết cây dừa).
 Phần bên trong của lá non đang lớn cũng có thể thu hoạch làm tim dừa và nó
được coi là một loại đặc sản. Kiểu thu hái này cũng làm chết cây dừa. Tim dừa thường
được ăn trong các món rau trộn, các món rau trộn như thế đôi khi đựơc gọi là “salad
triệu phú”.
 Gỗ dừa có thể làm đồ mỹ nghệ hoặc làm vật liệu cho một số công trình xây
dựng đặc biệt (nổi tiếng nhất là cung điện Dừa tại Manila). Người Hawai còn đục rỗng
thân cây dừa để làm trống, thùng chứa ha các loại xuồng nhỏ.
14

 Rễ dừa có thể làm thuốc nhuộm, thuốc sát trùng để súc miệng hay chữa trị bệnh
lị. Nó còn được dùng để đánh răng.
 Củ hũ dừa là phần lõi trong thân cây dừa, đôi khi cũng được dùng làm món ăn.
2.2 Ưu nhược điểm của một số loại máy ép.
2.2.1

Máy ép thủy lực.

Sơ đố cấu tạo

1. Xy lanh lực

2. Vật liệu ép

3. Tấm kê trên

4. Tấm kê cố định

Hình 2.1: Máy ép thủy lực
Nguyên lý hoạt động:
Khi xy lanh lực (1) đi xuống, tấm kê trên (3) đè vào vật liệu ép (2) ép vật liệu dẹp
xuống nhờ vào tấm cố định (4).
a) Ưu điểm.
 Lực ép lớn.
 Ép được với nhiều loại nguyên liệu.
 Ép theo mẻ.
 Kích thước ép chính xác, có thể điều chỉnh được dễ dàng.

15

b) Nhược điểm.
 Chi phí lớn, phức tạp, chế tạo khó.
 Ép không liên tục.
 Thời gian ép lâu với những vật có chiều cao lớn.
 Đối với ép xơ dừa thì xơ có bị nép dẹp theo yêu cầu nhưng độ mềm không đảm
bảo theo yêu cầu.
2.2.2

Máy ép kiểu vít.

Sơ đồ cấu tạo.

1. Vỏ

2. Vít xoắn

3. Trục

4.Tấm kê

5. Lỗ thoát liệu

6. Vật liệu ép

7. Máng cấp liệu
Hình 2.2: Máy ép kiểu vít
Nguyên lý hoạt động:
Vật liệu (6) đi vào nhờ vít xoắn (2) đến cuối vít xoắn thì vật liệu bị chèn ép giữa
vít xoắn và tấm kê (4) ép vật liệu và thoát ra ngoài qua lỗ (5).

a) Ưu điểm.
 Ép nguyên liệu ở dạng bột (dạng hạt) rất tốt.
 Ép được liên tục.
16


b) Nhược điểm.
 Nguyên liệu có hình dạng phức tạp ép không được đảm bảo.
 Lực ép không lớn.
 Đối với ép xơ dừa thì xơ không đảm bảo độ mềm theo yêu cầu.
2.2.3

Máy ép kiểu trục cuốn kiểu trống.

Sơ đồ cấu tạo.

1. Trống trên

2. Vật liệu ép

4. Trục trên

5. Trục dưới

3. Trống dưới

Hình 2.3: Máy ép kiểu trống
Nguyên lý hoạt động.
Khi hai trống (1) và (3) chuyển động theo chiều mũi tên kéo vật liệu (2) đi vào ép
vật liệu (2) dẹp xuống nhờ hai trống chuyển động quay cố định theo hai trục (4) và (5).

Ưu điểm.
 Nguyên liệu được ép liên tục, năng suất lớn.
 Kích thước sản phẩm được đồng đều, có thể điều chỉnh khoảng cách ép
được. Nhờ điều chỉnh khoảng cách khe hở giữa hai trống.
 Đối với ép xơ dừa thì cần làm mềm theo yêu cầu, do đó bố trí thêm các
răng trống.
17


 Đơn giản, dễ chế tạo.
Từ những ưu nhược điểm của các loại máy ép trên ta chọn máy ép kiểu trục cuốn
dạng trống có răng, vì nó đảm bảo các yêu cầu trong việc ép xơ dừa phù hợp với mục
đích trồng lan.
2.3 Các yếu tố vật lý ảnh hưởng đến việc ép nguyên liệu.
 Độ cứng của nguyên liệu càng lớn thì lực ép càng lớn, nguyên liệu càng khó ép.
 Nguyên liệu ép phụ thuộc rất nhiều vào ẩm độ, ẩm độ càng lớn thì nguyên liệu
ép càng dễ. Vì ẩm độ lớn, nguyên liệu càng mềm và xốp.
 Tính chất ma sát bề mặt của nguyên liệu.
2.4 Những yếu tố đặc trưng cho điều kiện ép.
 Áp suất riêng, áp suất của vật liệu ép khi không có tổn thất áp suất do ma sát.
 Ma sát của sản phẩm với dụng cụ ép. Đại lượng đó phụ thuộc vào tính chất của
sản phẩm và trạng thái bề mặt của dụng cụ ép.
 Hình dạng bánh ép và tương quan kích thước của nó.
 Chế độ ép có thể là chu kì hay liên tục.
 Số bề mặt của bánh ép trực tiếp chịu áp suất ép phụ thuộc vào số bề mặt mà quá
trình ép có thể tiến hành được (1 mặt, 2 mặt, nhiều mặt).

18

2.5 Tính toán – thiết kế.
2.5.1

Chọn công suất động cơ điện
N đm 

N lv



.

(2-1)

trong đó: Nđm – công suất định mức của động cơ (kW);
Nlv – công suất làm việc (kW);
 - hiệu suất truyền động.
2.5.2

Tính toán bộ truyền xích.

Đường kính vòng chia của đĩa xích:
dc 

t
180 0
sin
Z

(2-2)

trong đó: t – bước xích;
Số răng Z có trị số Z1 khi tính cho đĩa xích dẫn và Z2 khi tính cho đĩa bị dẫn.
Khoảng cách trục A:
Z  Z2
Z  Z2 
t

 Z  Z1 
 X  1
A  X  1
  8 2

4
2
2 
2 



2

2






(2-3)

Số mắt xích X:
2

Z  Z 2 2 A  Z 2  Z1  t
X  1



2
t
 2  A

(2-4)

Định bước xích.
Hệ số điều kiện sử dụng:
k  k đ k A k O k đc k b k c

(2-5)

trong đó: kđ – hệ số xét đến tính chất của tải trọng ngoài, tải trọng êm kđ = 1, tải trọng
va đập kđ = 1,2 ÷ 1,5;
kA – hệ số xét đến chiều dài xích, nếu A = (30 ÷ 50)t thì kA = 1, nếu
19


A  25t, kA = 1,25; nếu A = (60 ÷ 80)t, kA = 0,8;
kO – hệ số xét đến cách bố trí bộ truyền;
kđc – hệ số xét đến khả năng điều chỉnh lực căng xích;

kb – hệ số xét đến điều kiện bôi trơn;
kc – hệ số xét đến chế độ làm việc của bộ truyền.
Xác định công suất tính toán của bộ truyền xích:
N t  kk Z k n N

(2-6)

trong đó: N – công suất danh nghĩa, kW;
kZ 

Z o1 25

- hệ số răng đĩa dẫn;
Z1
Z1

kn 

no1
- hêi số vòng quay đĩa dẫn;
n1

Zo1, no1 – số răng và số vòng quay đĩa dẫn của bộ truyền cơ sở.
Lực tác dụng lên trục:
R  kt P 

6.10 7 k t N
Ztn

(2-7)

trong đó: kt – hệ số xét đến tác dụng của trọng lượng xích lên trục.
2.5.3

Tính trục.

2.5.3.1 Tính sức bền trục
a) Tính sơ bộ trục
d 3

Mx
, mm
0,2 x

(2-8)

hoặc:
d  C3

N
n

(2-9)

trong đó: d – đường kính trục ;
20


N – công suất truyền, kW ;
M – mômen xoắn, Nmm ;

n – số vòng quay trong 1 phút của trục ;
[]x - ứng suất xoắn cho phép, N/mm2 ;
C – hệ số tính toán phụ thuộc []x.
b) Tính gần đúng.
M tđ
, mm
0,1(1   4 ) 

(2-10)

M tđ  M u2  0,75M x2 , Nmm

(2-11)

d 3

với

trong đó: Mtđ – mômen tương đương ;
Mu, Mx – mômen uốn và xoắn ở tiết diện tính toán, Nmm ;


do
, do – đường kính trong của trục rỗng ;
d

[] - ứng suất cho phép, N/mm2
c) Tính độ cứng uốn.
[y] = (0,0002 ÷ 0,0003)l

(2-12)

với l – khoảng cách giữa các gối đỡ.
d) Tính độ cứng xoắn.


M xL
, rad
GJ o

hoặc

(2-13)


57 M x L
, độ
GJ o

trong đó:  - góc xoắn trục ;
G – môđun đàn hồi trượt, N/mm2 ;
Jo – mômen quán tính độc cực, mm4 ;
21


Jo 

d 4
32

- mômen quán tính độc cực của tiết diện tròn đường kính d

L – chiều dài đoạn trục đang tính, mm.
2.5.4 Tính bộ truyền đai.
Kiểm nghiệm vận tốc của đai.
v

nD1
60 * 1000

.

(2-14)

trong đó: n – số vòng quay trong 1 phút của trục dẫn;
D1 – đường kính bánh đai nhỏ;
D2 – đường kính bánh đai lớn
Tính chiều dài đai.
L  2A 


2

D2  D1   D2  D1 

2

4A

(2-15)

.

Xác định khoảng cách trục A.
A

2.5.5

2 L   ( D2  D1 ) 

2 L   D2  D1 2  8D2  D1 2
8

.

(2-16)

Chọn ổ lăn.

Chọn kích thước ổ lăn theo hệ số khả năng làm việc và tải trọng tĩnh.
Hệ số C
C = Q(nh)0,3

(2-17)

trong đó: Q – tải trọng tương đương, daN ;
n – số vòng quay của ổ, vg/ph ;
h – thời gian phục vụ, giờ.
Tải trọng tương đương.
Ổ bi đỡ một dãy

Q = (KvR + mA)KnKt,

(2-18)

trong đó: R – tải trọng hướng tâm, daN ;

22


A – tải trọng dọc trục, daN ;
M – hệ số chuyển tải trọng dọc trục về tải trọng hướng tâm ;
Kt – hệ số tải trọng động ;
Kn – hệ số nhiệt độ ;
Kv – hệ số xét đến vòng nào của ổ là vòng quay.
Đối với ổ đũa trụ đỡ
Q = RKvKnKt

(2-19)

Đối với ổ chặn.
Q = AKnKt

(2-20)

Đối với ổ đỡ chặn.
Q = (KvR + mAt)KnKt

(2-21)

trong đó: At – tổng đại số các lực dọc trục, daN.

23


3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN

3.1 Phương pháp nghiên cứu.
3.1.1 Về lý thuyết.
Tham khảo tra cứu các nguồn tài liệu liên quan đến đề tài, bao gồm:
Các tài liệu từ cây dừa: nguồn gốc, sự phân bố, đặc điểm sinh thái, tính chất và
phương pháp chế biến các sản phẩm từ trái dừa.
Các tài liệu về tính toán – thiết kế của máy ép như: máy ép thủy lực, máy ép trục
vít, máy ép trục cuốn kiểu trống.
3.1.2 Về thực nghiệm.
Đã tìm hiểu các loại máy ép phục vụ cho việc thiết kế máy ép xơ dừa. Bao gồm
cấu tạo, nguyên lý hoạt động phục vụ cho việc đánh giá tính năng hoạt động và hiệu
quả kinh tế của máy ép xơ dừa.
3.2 Phương pháp và dụng cụ sử dụng.
Để thu thập số liệu phục vụ cho việc đánh giá tính năng hoạt động của máy ép
xơ dừa, chúng tôi đã sử dụng các phương pháp và dụng cụ đo sau:
3.2.1 Xác định kích thước vật liệu.
Kích thước bề dày vật liệu được lấy tại 3 vị trí khác nhau: đầu, giữa và đuôi. Tại
mỗi vị trí có các kích thước khác nhau và được đo bằng thước cặp có độ chính xác
0,02 mm. Việc xác định kích thước bề dày vật liệu nhằm mục đích để kiểm tra lực ép.

24


3.2.2 Xác định ẩm độ vật liệu.
Ẩm độ được xác định bằng tủ sấy mẫu và cân điện tử có độ chính xác ÷ 0,1g.

3.2.3 Xác định lực ép.
Vì không có dụng cụ chuyên dung nên chúng tôi chỉ có cân 100 kg có độ chính
xác 200g và con đội cơ để xác định lực ép trên 1 cm2. Từ đó, chọn hệ số an toàn để
tính toán trục và trống.
3.2.4 Xác định góc ma sát giữa nguyên liệu và vật liệu cấu tao máy (thép).
Nhằm xác định độ nghiêng của máng cấp liệu, thoát liệu và tính đường kính của
trống. Dụng cụ dùng là một tấm thép, một thước thẳng có độ chính xác 2 mm, một sợi
dây.

25