THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ PHẬN CẤP LIỆU MÁY PHÂN LOẠI MÀU HẠT ĐIỀU

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

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ PHẬN CẤP LIỆU MÁY PHÂN LOẠI
MÀU HẠT ĐIỀU

Họ và tên sinh viên: ĐẶNG HỮU HẢO
Ngành: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
Niên khóa: 2006 - 2010

Tháng 8 / 2010
i


THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ PHẬN CẤP LIỆU MÁY PHÂN LOẠI MÀU HẠT
ĐIỀU

Tác giả

ĐẶNG HỮU HẢO

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư ngành
Điều Khiển Tự Động

Giáo viên hướng dẫn:
Ths.Lê Văn Bạn

Tháng 8 năm 2010
ii

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tại Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí
Minh, nhờ sự giúp đỡ của quý thầy cô về mọi mặt nên đề tài tốt nghiệp mới được hoàn
thành .
Em xin gửi lời biết ơn chân thành đến bộ môn Điều Khiển Tự Động cùng thầy
cô trong Khoa Cơ Khí đã giảng dạy những kiến thức chuyên môn làm cơ sở để em
thực hiện tốt đề tài này. Đặc biệt, trong quá trình thực hiện đề tài này, em nhận được
sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn đề tài Ths. Lê Văn Bạn, em
xin gửi đến thầy lời cảm ơn chân thành .
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa, cùng các bạn đã đóng góp ý
kiến và kinh nghiệm quý báu trong quá trình thực hiện đề tài này.

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2010
Sinh viên thực hiện
Đặng Hữu Hảo

iii


TÓM TẮT

Ngành sản xuất và chế biến hạt điều đang là thế mạnh trong cơ cấu kinh tế
nước ta hiện nay, Việt Nam là một trong những nước chế biến và xuất khẩu hạt điều
đứng đầu thế giới, diện tích trồng cây điều ở nước ta rất lớn bên cạnh đó ngành chế
biến hạt điều ở nước ta cũng rất phát triển, đi đôi với sự phát triển đó là sự đổi mới
công nghệ nhằm đáp ứng nhu cầu của thị trường ngày càng nhiều trong nước và đặc
biệt là cho nhu cầu xuất khẩu.
Ở nước ta hiện nay, việc chế biến hạt điều vẫn phụ thuộc nhiều vào lao động

bằng tay ở những khâu như tách vỏ, phân loại…, những máy móc phục vụ cho những
công đoạn này chủ yếu phải nhập khẩu từ nước ngoài với giá thành cao nhưng đôi khi
hiệu quả lại không như mong muốn, dựa trên những lý do đó, đề tài thiết kế hệ thống
cấp liệu cho máy phân loại màu hạt điều đóng góp một phần trong hệ thống máy phân
loại màu hoàn chỉnh với hy vọng ứng dụng được trong thực tế với giá thành rẻ hơn và
năng suất cao hơn.
Nội dung đề tài gồm các phần sau:
¾ Tìm hiểu quy trình chế biến, sản xuất và chế biến hạt điều ở nước ta hiện nay.
¾ Tìm hiểu các loại máy phân loại cơ học nguyên liệu rời trong thực tế.
¾ Tìm hiểu tính năng và cách sử của biến tần.
¾ Tìm hiểu tính năng, cách sử dụng và ứng dụng của nam châm điện xoay chiều.
¾ Điều khiển tần số sàng rung dùng biến tần.
¾ Chế tạo một mô hình máng cấp liệu máy phân loại màu hạt điều.
¾ Kết quả đã đạt được trong quá trình thực hiện đề tài:
¾ Đã chế tạo được một mô hình bộ phận cấp liệu cho máy phân loại màu hạt điều
với tần số rung có thể thay đổi được.

iv


MỤC LỤC
Trang tựa……………………………………………………………………….. i
Lời cảm ơn………………………………………...…………………………… .ii
Tóm tắt…………………………………………………………………………. iii
Mục lục………………………………………………………………………….iv
Danh sách hình…………………………………………………………………. v
Danh sách bảng………………………………………………………...………. vi
Chương 1: MỞ ĐẦU………………………………………………………….. 1
1.1 Tổng quan về đề tài………………………………………………………… 1
1.2 Giới hạn đề tài……………………………………………………………… 1

1.3 Mục đích nghiên cứu……………………………………………………….. 1
Chương 2: TỔNG QUAN…………………………………………………….. 1
2.1 Tìm hiểu chung về máy phân loại và định lượng………………………….... 2
2.1.1 Cơ sở lý thuyết quá trình phân loại sản phẩm rời…………………….. 2
2.1.1.1 Khái niệm………………………………………………………….2
2.1.1.2 Các phương pháp phân loại………………………………………. 2
2.1.2 Giới thiệu các máy phân loại………………………………………….. 3
2.2 Quá trình định lượng sản phẩm…………………………………………….. 6
2.2.1 Khái niệm chung………………………………………………………. 6
2.2.2 Nguyên tắc làm việc của máy định lượng…………………………….. 7
2.3 Các máy định lượng dùng cho sản phẩm hạt rời……………………………. 7
2.3.1 Thùng định lượng…………………………………………………….. 8
2.3.2 Đĩa định lượng………………………………………………………… 9
2.3.3 Băng tải định lượng…………………………………………………….9
2.3.4 Vít định lượng………………………………………………………… 10
2.3.5 Máy định lượng có các bộ phận làm việc tịnh tiến…………………… 11
2.3.6 Các máy định lượng theo khối lượng…………………………………. 12
Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU…………… 12
3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu đề tài…………………………………… 12
v


3.2 Địa điểm tiến hành đề tài…………………………………………………. 12
3.3 Phân bố thời gian tiến hành đề tài…………………………………………. 12
3.4 Đối tượng và thiết bị nghiên cứu…………………………………………… 12
3.4.1 Đối tượng nghiên cứu…………………………………………………. 12
3.4.2 Thiết bị nghiên cứu……………………………………………………. 12
3.5 Phương pháp thực hiện đề tài………………………………………………. 12
3.5.1 Phương pháp thực hiện phần cơ khí………………………………… 12
CHƯƠNG 4: THỰC HIỆN ĐỀ TÀI- KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……… 14

4.1 Tính góc ma sát của hạt điều………………………………………………... 21
4.2 Thiết kế máy……………………………………………………………….... 22
4.2.1 Chọn mô hình chung………………………………………………… 22
4.3 Thực hiện phần cơ khí………………………………………………………. 23
4.3.1 Tính toán kích thước của máng rung………………………………….. 24
4.3.2 Chọn phương án rung cho bộ phận cấp liệu…………………………. . 25
4.4 Tính toán nam châm điện ………………………………………………… 25
4.4.1 Chọn dạng kết cấu……………………………………………………. 25
4.4.2 Chọn vật liệu dẫn từ………………………………………………… 26
4.4.3 Chọn từ cảm, hệ số từ rò và từ tản…………………………………….. 27
4.4.4 Xác định kích thước, thông số chủ yếu ………………………………27
4.4.4.1 Xác định tiết diện lõi thép……………………………………… ..27
4.4.4.2 Xác định kích thước cuộn dây……………………………….…....28
4.4.4.3 Xác định tiết diện cuộn dây………………………………….……29
4.5 Tính toán kiểm nghiệm nam châm điện……………………………..……… 31
4.5.1 Sơ đồ thay thế cho mạch từ nam châm điện………………………….. 31
4.5.2 Tính từ dẫn khe hở không khí………………………………………… 32
4.5.2.1 Tính từ dẫn khe hở không khí cực từ bên………………………… 32
4.5.2.2 tính khe hở không khí cực từ giữa………………………………... 34
4.5.2.3 Tính từ dẫn rò…………………………………………………….. 34
4.5.2.4 tính từ dẫn tổng khe hở không khí, mạch từ và đạo hàm…………35
4.5.2.5 Hệ số từ rò…………………………………………………………36
4.6 Khảo sát kích các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình cấp liệu………………. 39
vi


4.6.1 Khảo sát kích thước hạt điều nhân……………………………………..39
4.6.2 Ảnh hưởng của tần số rung và khoảng cách giữa thùng cấp liệu
và máng rung ………............................................................................ 39
4.6.3 Bố trí thí nghiệm…………………………………………………..…. 39

4.6.3.1 Bố trí thí nghiệm về sự ảnh hưởng của tần số đối với năng
suất sự phân bố hạt điều trên băng tải……………………………40
4.6.3.2 Kết quả khảo sát………………………………………………… 41
4.6.3.3 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của tần số rung và
khoảng cách giữa thùng câp liệu và máng rung………………… 44
4.6.4.4 Kết quả khảo sát…………………………………………………. 44
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ…………………………………….. 45
5.1 Kết luận…………………………………………………………………….. 45
5.2 Đề nghị……………………………………………………………………… 45
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………….. 46

vii


DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo máy sàng phẳng
Hình 2.2: Một số loại máy sàng phẳng
Hình 2.3: Máy sàng thùng quay có các lưới sàng đặt nối tiếp
Hình 2.4: Máy sàng thùng quay
Hình 2.5: Ống phân loại
Hình 2.6: Nguyên lý máy tách hạt theo màu
Hình 2.7: Máy phân loại hạt điều theo màu
Hình 2.8: Băng tải định lượng
Hình 2.9: Băng tải định lượng có máng rung
Hình 2.10: Cấu tạo của vít định lượng
Hình 4.1: Bố trí thí nghiệm xác định góc tự ma sát của hạt điều
Hình 4.2: Mô hình tổng quan bộ phận cấp liệu
Hình 4.3: thùng cấp liệu
Hình 4.4: Máng rung
Hình 4.5: Mô hình bộ phận cấp liệu

viii


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 4.1: xác định hệ số góc tự ma sát của hạt điều
Bảng 4.2: Bảng giá trị của từ dẫn khi δ thay đổi

ix


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1

Tổng quan về đề tài
Một trong những yếu tố quan trọng trong quá trình chế biến hạt điều nhân là quá

trình phân loại hạt điều, hầu hết quá trình phân loại hiện nay được thực hiện bằng tay
tốn rất nhiều thời gian, những máy phân loại hiện nay trên thị trường có giá bán khá
cao, vì vậy, đề tài được thực hiện là phần cung cấp nguyên liệu trong máy phân loại
màu hạt điều nhằm giải quyết vấn đề cấp liệu trong máy phân loại màu hạt điều, giúp
cải thiện năng suất phân loại bằng máy.
1.2 Giới hạn đề tài.
Do bước đầu thiết kế đề tài nên còn nhiều hạn chế nhất định.Vì thế, sinh viên thực
hiện đề tài chỉ chú trọng nghiên cứu những vấn đề chính sau:
• Chỉ dừng lại ở việc thiết kế bộ phận rung cấp liệu cho máy phân loại màu hạt
điều.
• Khả năng cấp liệu nhỏ.
• Nghiên cứu về tính năng và cách sử dụng bộ biến tần điều khiển.

• Tính toán thiết kế nam châm điện.
• Thiết kế phần cứng.
1.3

Mục đích nghiên cứu.
• Đồ án này giúp sinh viên thực hiện tìm hiểu máy phân loại màu hạt điều thực tế
trên thị trường
• Đồ án này giúp sinh viên tìm hiểu ứng dụng của bộ biến tần, nam châm điện
ứng dụng trong việc điều khiển tốc độ và điều khiển tần số.
• Tạo ra một sản phẩm cụ thể làm mô hình nghiên cứu: một mô hình cơ khí của
bộ phận cung cấp nguyên liệu trên máy phân loại màu hạt điều.
1


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1

Tìm hiểu chung về máy phân loại và định lượng.

2.1.1 Cơ sở lý thuyết quá trình phân loại sản phẩm rời.
2.1.1.1 Khái niệm.
Bất kỳ một hỗn hợp nào cũng có thể phân chia một cách cơ học thành các thành
phần khác nhau theo tính chất cơ lý của chúng. Những tính chất quan trọng nhất để
phân loại hạt là hệ số thổi bay, kích thước hạt, dạng hạt, đặc tính bề mặt, khối lượng
riêng và tính đàn hồi.
Quá trình phân loại hỗn hợp được chia thành hai quá trình nhỏ là làm sạch và
phân loại theo cỡ hạt.
Làm sạch hỗn hợp nguyên liệu tức là phân chia hỗn hợp sao cho loại bỏ tối đa
các tạp chất lẫn trong hỗn hợp để thu được khối nguyên liệu có cùng tính chất sử dụng

với những tính chất công nghệ tương tự nhau.
Phân loại là phân chia hỗn hợp nguyên liệu hoặc sản phẩm thành các phần đồng
nhất.
Đối với các loại máy phân loại hiện đại thì qúa trình phân loại không chỉ phân
chia nguyên liệu thành các phần đồng nhất về độ lớn mà còn đồng nhất về màu sắc.
2.1.1.2 Các phương pháp phân loại.
Thiết bị phân loại được chia thành hai nhóm là thiết bị làm sạch theo kiểu đơn
giản và thiết bị làm sạch theo kiểu phức tạp.
¾ Thiết bị làm sạch và phân loại theo kiểu đơn giản:
Theo nhóm này các tiết bị thực hiện nhiệm vụ phân loại thành hai thành phần
theo một dấu hiệu riêng.
¾ Thiết bị làm sạch và phân loại theo kiểu phức tạp:

2


Theo nhóm này, thiết bị làm việc bao gồm nhiều thiết bị đơn giản được tổ hợp lại
thành một máy hoàn chỉnh và chia khối hạt ra làm ba hay bốn thành phần trở lên theo
những dấu hiệu riêng. Thí dụ, máy phân loại bằng sàng quạt để tách tạp chất nhẹ bằng
khí động và phân hỗn hợp thành phần theo kích thước.
Hiện nay trong sản xuất quá trình phân loại có thể thực hiện được bằng các máy
làm việc dựa theo các tính chất sau đây của khối hạt:
• Dựa theo sự khác nhau về đặc tính hình học của hạt để phân loại bằng các máy
sàng, máy rây, máy sàng ống và trống phân loại.
• Dựa theo sự khác nhau về tính chất khí động của hạt để phân loại bằng quạt,
xyclon...
• Dựa theo sự khác nhau về trạng thái bề mặt đề phân loại bằng sàng chuồi, sàng
Pakis...
• Dựa theo sự khác nhau về khối lượng riêng để phân loại bằng bàn tự phân loại,
máy gằn đá...

• Dựa theo sự khác nhau về tính chất từ tính để phân loại bằng nam châm điện
hay nam châm vĩnh cửu.
• Dựa theo độ dẫn điện để phân loại theo hệ thống thiết bị phân ly bằng điện.
• Dựa theo sự khác nhau về màu sắc phân loại bằng máy phân loại điện từ.
2.1.2 Giới thiệu các máy phân loại.
Các máy phân loại dựa vào cơ cấu cơ học: Các loại máy phân loại sản phẩm dựa
vào cơ cấu cơ học chủ yếu là các loại máy sàng, được dùng rất nhiều trong quá trình
phân loại nông sản thực phẩm, điển hình là một số loại sau:
¾ Máy sàng lắc phẳng.
Là loại máy sàng làm việc dưới tác dụng của trọng lực, lực ma sát và lực quán
tính tạo nên sự chuyển động tương đối của vật liệu với bề mặt sàng. Quá trình làm việc
của sàng được thực hiện nhờ có chuyển động tương đối của hạt trên sàng, cùng trong
khoảng thời gian phân ly quãng đường chuyển động tương đối của hạt càng lớn thì xác
xuất phân ly qua lỗ sàng càng cao.
- Các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất của sàng có thể kể đến là:

3


Diện tích bề mặt sàng, là thông số quan trọng nhất, diện tích sàng càng lớn thì
năng suất càng lớn. Tổng diện tích lỗ sàng cũng ảnh hưởng trực tiếp đến lỗ sàng.
Tốc độ chuyển động của sàng, tốc độ càng lớn thì năng suất càng cao.
Số vật liệu qua sàng: Lượng vật liệu nhỏ hơn lỗ sàng càng nhiều thì năng suất
càng giảm do cần nhiều thời gian hơn để tách phần vật liệu này.
Đối với một sàng đã có sẵn, diện tích mặt sàng và tốc độ chuyển động của sàng
hầu như không điều chỉnh được, do đó để điều chỉnh khả năng làm việc của sàng,
người ta thay đổi lượng nhập liệu cho sàng.

Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo máy sàng phẳng

Hình 2.2: Một số loại máy sàng phẳng

¾ Máy sàng thùng quay.
Máy sàng thùng quay gồm có thân thùng quay là một ống hình trụ bằng thép tấm
có đục lỗ hoặc bằng lưới sợi đan bọc lên khung hình trụ hoặc lăng trụ, thân thùng quay
được cố định vào trục tâm nhờ các vành đai nối với moayo và các nan hoa. Máy sàng
thùng quay có thể phân chia vật liệu rời thành nhiều loại bằng cách đặt chồng hay đặt
nối tiếp các lưới sàng có kích thước khác nhau.
4


Hình 2.3: Máy sàng thùng quay có các lưới sàng đặt nối tiếp

Nguyên lý hoạt động: khi thân thùng của sàng quay thì vật liệu sẽ được nâng đến
một góc nhất định sau đó sẽ trượt tương đối trên bề mặt sàng theo đường xoắn ốc, các
cục vật liệu nhỏ có kích thước nhỏ hơn lỗ lưới của thân thùng sàng sẽ chui qua thân
thùng và tạo thành sản phẩm dưới sàng, các cục vật liệu có kích thước lớn hơn sẽ ở lại
trên mặt sàng và di chuyển đến cuối máy và tạo ra sản phẩm trên sàng.

Hình 2.4: Máy sàng thùng quay

¾ Ống phân loại
Sử dụng rất hiệu quả trong công nghiệp xay sát, dùng phân loại hạt ngắn và hạt
dài. Ống phân loại là một ống hình trụ được truyền động quay, làm từ thép tấm mỏng
cuộn lại, bề mặt bên trong của ống được tạo các hốc lõm có kích thước chính xác và
bằng nhau bằng phương pháp dập bên trong và đồng trục với ống có một vít tải và
5


máng hứng có thể điều chỉnh vị trí hứng bằng cách quay máng. Ống và vít tải có thể

quay cùng số vòng quay hoặc có thể khác nhau.

Hình 2.5: Ống phân loại

Nguyên liệu được đưa vào ở một đầu của ống, khi quay hạt sẽ chui vào hốc, các
hạt dài rơi ra ngay khi hốc vừa được quay lên, hạt ngắn mằm sâu trong hốc nên rơi ra
sau khi ống đã quay lên cao, phần hạt ngắn sẽ rơi vào máng hứng và được vít tải đẩy
dọc theo máng ra ngoài và rơi theo một đường riêng, sau một số lần quay, hầu hết hạt
ngắn được chuyền lên máng hứng, phần còn lại trong ống chỉ là hạt dài, do ống quay
đặt hơi dốc nên hạt dài di chuyển dần về đầu thấp của ống và rơi ra.
¾ Máy phân loại theo màu.
Hạt có màu khác màu đặc trưng thường là các hạt không tốt hoặc bị hư hỏng, để
tách các hạt đó ra khỏi khối hạt, người ta dùng máy tách hạt theo màu, máy tách hạt
theo màu làm việc theo nguyên tắc phân biệt màu bằng cảm biến màu của dòng hạt
đang trượt trên rãnh hoặc băng tải, nếu phát hiện có màu sắc khác, cảm biến màu sẽ
phát tín hiệu điều khiển ống thổi khí thổi hạt đó ra khỏi dòng nguyên liệu xuống máng
bên dưới, máy có thể tách hầu hết các hạt có màu sẫm ra khỏi khối hạt có màu sáng.

6


Hình 2.6: Nguyên lý máy tách hạt theo màu

Hình 2.7: Máy phân loại hạt điều theo màu

2.2 Quá trình định lượng sản phẩm
2.2.1 Khái niệm chung
Trong quá trình sản xuất, cần phải tiến hành quá trình đo lường nguyên liệu xác
định được gọi là định lượng, công đoạn này có ý nghĩa rất lớn, nó đảm bảo chính xác
thành phần phục vụ người tiêu dùng.

2.2.2 Nguyên tắc làm việc của máy định lượng

7


Định lượng là phương pháp đo lường lượng vật liệu với độ chính xác theo yêu
cầu, mức độ chính xác được xác định theo yêu cầu công nghệ và thực phẩm, ngoài ra
còn căn cứ tính kinh tế.
Có hai phương pháp định lượng vật liệu là phương pháp thể tích và phương pháp
khối lượng. Phương pháp định lượng thể tích có sai số từ 2 đến 3% nên chỉ áp dụng
khi đo lường sơ bộ, phương pháp định lượng theo khối lượng có thể đạt sai số định
lượng thấp khoảng 0.1% nên được áp dụng khi cần đo lường chính xác hỗn hợp.
Việc lựa chọn phương pháp định lượng, dạng máy định lượng phụ thuộc vào các
tính chất cơ lý và cỡ hạt của sản phẩm bao gồm:
• Kích thước, khối lượng thể tích, độ linh động, độ ẩm, sự kết dính, sự vón
cục, khả năng kết dính thành tảng lớn và tính phân tản của sản phẩm rời.
• Khối lượng riêng, độ nhớt, độ dính…
• Khối lượng thể tích, độ đặc, độ dính, độ linh động, tính đàn hồi với dạng sản
phẩm bột nhão.
Các máy định lượng phải dễ điều chỉnh khi thay đổi hay bố trí lại lượng nguyên
liệu cần định lượng mà vẫn đảm bảo độ tin cậy, độ chính xác theo yêu cầu công nghệ.
2.3 Các máy định lượng dùng cho sản phẩm hạt rời
Để định lượng sản phẩm hạt, người ta sử dụng các máy thể tích và khối lượng,
định lượng liên tục và từng phần.
Trong nhiều ngành sản xuất thực phẩm, máy định lượng thể tích làm việc liên tục
cũng được dùng như cơ cấu cấp liệu để cấp sản phẩm hay vật liệu vào máy. Máy định
lượng thể tích làm việc liên tục cấp sản phẩm thành dòng đồng đều, trong đó thể tích
sản phẩm đưa vào liên tục cấp sản phẩm đưa vào theo đơn vị thời gian được xác định
bằng tốc độ cấp liệu hay bằng tiết diện ngang của dòng sản phẩm. Trường hợp thứ
nhất thì tiết diện ngang của dòng là hằng số, trường hợp thứ hai thì tốc độ cấp liệu là

hằng số.
Khi tiết diện của dòng không đổi, người ta đặt vào các trang bị định lượng những
cơ cấu dẫn động đặc biệt để điều chỉnh tốc độ cấp liệu trong phạm vi rộng. Trường
hợp thứ hai, các trang bị định lượng cần có những cơ cấu để thay đổi tiết diện của
dòng sản phẩm cấp vào.
8


Những máy định lượng cấp liệu tác dụng liên tục thường gặp là loại thùng đĩa, vít
tải, băng tải, máng lắc, piston, rung lắc và dao động cũng như loại trọng lượng làm
việc tự động và nửa tự động.
2.3.1 Thùng định lượng.
Người ta sử dụng hai loại thùng định lượng, thùng hình trụ hay thùng có nhiều
cạnh và thùng hình quạt. Loại thứ nhất dùng để điều chỉnh dòng sản phẩm nhờ lực ma
sát và lực bám dính với bề mặt thùng. Trong thùng hình quạt, số lượng sản phẩm cấp
vào được xác định bằng số và dung tích hình quạt, chúng có thể là các hốc có hình
dạng xác định.
Thùng hình trụ nhẵn, có những nếp gợn nhỏ cho sản phẩm bột và hạt nhỏ, những
thùng mài cạnh dùng cho sản phẩm ở dạng cục nhỏ và cục trung bình.
Tốc độ dài của thùng từ 0.025 – 1 m/s. Năng suất của thùng có thể điều chỉnh
được bằng tấm chắn thay đổi chiều dày của lớp sản phẩm đi vào
Các công thức tính toán thùng cấp liệu:
Năng suất thùng cấp liệu:
Q = 3600.S.v.k.γ (kg/h)
Trong đó:
S là diện tích tiết diện của lỗ (m2)
v là tốc độ trung bình của sản phẩm chảy qua lỗ (m/s)
k là hệ số nạp đầy của lỗ ra
γ là khối lượng thể tích của sản phẩm (kg/m2)
Trong tính toán, tốc độ trung bình của sản phẩm chảy ra có thể lấy bằng tốc độ

dài của thùng.
Tiết diện lỗ ra là hình chữ nhật: S = a.b
Trong đó: a là chiều rộng chảy của lỗ
b là chiều dài lỗ
Chiều rộng chảy của lỗ phụ thuộc vào thành phần cỡ hạt của sản phẩm và được
xác định theo công thức sau:
a = (1+n’).k0.(80+D).tgφ0 (mm)
Trong đó:
n’ = b/a là tỷ lệ các cạnh của lỗ
9


ko là hệ số thực nghiêm: Đối với sản phẩm có phân loại ko= 2.2, đối với sản
phẩm không phân loại ko= 2.
D là kích thước cục lớn nhất (mm)
φ0 là góc nghiêng tự nhiên của sản phẩm ở trạng thái tĩnh.
Đối với hạt rời nhỏ thì đại lượng n’ có thể dao động trong những giới hạn, với
sản phẩm cục thì n’= 1-2.
Hệ số nạp đầy của lỗ ra k phụ thuộc vào khối lượng thể tích và thành phần cỡ hạt
vật liệu, trung bình k= 0.7. Khối lượng thể tích của sản phẩm càng lớn và thành phần
của nó đồng đều thì đại lượng k càng lớn. từ phương trình:
V =Π.D.n/60 (m/s)
Có thể xác định được kích thước của thùng định lượng (D là đường kính của
thùng (m))
2.3.2 Đĩa định lượng
Đĩa hay mâm định lượng là một đĩa quay nằm ngang, sản phẩm ở trên được lấy ra
bằng thanh gạt, chiều dày của lớp sản phẩm được điều chỉnh bằng ống tiếp liệu phủ
bên ngoài đoạn ống tháo liệu của thùng chứa liệu.
Động cơ điện làm quay trục thẳng đứng qua cơ cấu truyền động, sản phẩm nằm
trên đĩa thành hình nón cụt, chiều rộng của nó phụ thuộc vào chiều cao ống tiếp liệu,

khi đĩa quay, sản phẩm được tháo đi bằng thanh gạt, năng suất của máy định lượng
phụ thuộc vào thể tích sản phẩm trên đĩa, chiều cao và vị trí đặt thanh gạt cũng như số
vòng quay của đĩa.
Đĩa định lượng dùng để cấp và định lượng vật liệu dạng hạt nhỏ và dạng bột khô,
nhằm đảm bảo cấp liệu đủ chính xác khi năng suất tương đối lớn.
2.3.3 Băng tải định lượng
Băng tải định lượng dùng để cung cấp và định lượng vật liệu cục nhỏ cũng như
vật liệu ẩm kết dính, với vật liệu ẩm, kết dính, dùng thanh gạt làm sạch bộ phận chịu
tải. Băng tải định lượng có thể đặt nằm ngang hay nằm nghiêng, nhánh băng phía trên
đỡ bằng những con lăn định lượng, dọc theo băng có đặt thanh chắn tạo thành máng
nhỏ dẫn sản phẩm cấp liệu, vật liệu từ thùng chứa liệu được cấp vào băng tải đều đặn
và có thể điều chỉnh được, tốc độ của băng tải từ 0.1 đến 0.5 m/s.
10


Hình 2.8: Băng tải định lượng

Hình 2.9: Băng tải định lượng có máng rung

2.3.4 Vít định lượng
Vít định lượng dùng để cấp sản phẩm dạng hạt, cục nhỏ, dạng bột trong những
trường hợp khi bỏ qua hiện tượng nghiền nát. Cấu tạo của vít định lượng tương tự như
một vít tải, tuy nhiên thường có kích thước tương đối nhỏ và không quá dài, khi vít
quay với số vòng quay không đổi, lượng cung cấp cũng không thay đổi theo thời gian.
Để thay đổi lượng cung cấp, tốc độ quay của vít định lượng được điều chỉnh bởi một
bộ biến tốc vô cấp.

11

Hình 2.10: Cấu tạo của vít định lượng

2.3.5 Máy định lượng có bộ phận làm việc chuyển động tịnh tiến
Loại bàn trượt và loại piston thuộc loại máy định lượng chuyển động tịnh tiến
qua lại, trong các bàn trượt định lượng thì bộ phận làm việc là bàn di động, trong
piston định lượng bộ phận làm việc là piston chuyển động cấp sản phẩm trên bàn cố
định.
Những máy lắc định lượng dạng khác là máy lắc và dao động, thường dùng khi
cấp sản phẩm ít linh động có khuynh hướng kết dính và tạo mảng.
2.3.6 Các máy định lượng theo khối lượng
Máy định lượng khối lượng gồm các bộ phận sau:
Bộ phận cấp liệu để cấp sản phẩm vào máy định lượng, thùng chứa để cân từng
sản phẩm một, cơ cấu khối lượng, bộ phận để điều khiển tự động máy định lượng.
Thùng chứa phải có hình dạng phù hợp để có thể tiếp nhận được hoàn toàn vật
liệu dạng rời đưa vào và tháo liệu a hết theo các phần đã định lượng
2.4 Biến tần.
2.4.1 khái niệm.
Biến tần là một thiết bị tổ hợp các linh kiện điện tử thực hiện chức năng biến đổi
tần số và điện áp một chiều hay xoay chiều có tần số nhất định thành dòng điện xoay
chiều có tần số điều khiển được nhờ các khóa van điện từ.
Đối với các bộ biến tần dùng cho việc điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều thì
ngoài việc thay đổi tần số của chúng còn có thể thay đổi cả điện áp ra khác với điện áp
lưới cấp vào bộ biến tần.
2.4.2 Phân loại.
12


Biến tần được chia thành hai nhóm là biến tần máy điện và biến tần van.
¾

Biến tần máy điện

Nguyên lý làm việc của loại biến tần này là dùng máy điện xoay chiều làm nguồn
điện có tần số biến đổi.

Sơ đồ nguyên lý bộ biến tần máy điện
• Dấu (+) ứng với trường hợp roto quay ngược chiều từ trường, lúc này fr >
f1
• Dấu (-) ứng với trường hợp roto quay cùng chiều từ trường, lúc này fr• Khi roto đứng yên thì fr = f1
Nhờ sự thay đổi tốc độ ω2 ta có thể thay đổi tần số đầu ra, tuy nhiên, việc sử dụng
cũng như điều khiển biến tần loại này rất phức tạp vì phải sử dụng nhiều máy điện,
diện tích lắp đặt lớn, hiệu suất làm việc thấp, gây ồn, nền móng phải kiên cố nên có giá
thành cao.
¾ Biến tần van: Biến tần van được ứng dụng rộng rãi vì có nhiều ưu điểm như
kích thước nhỏ nhẹ, không gây ồn, hệ số khuếch đại công suất lớn, hiếu suất
cao.

13


Nguyên lý làm việc của biến tần van là dùng các tín hiệu điều khiển để đóng mở
các van (thường dùng transistor hoặc thysistor) biến đổi năng lượng điện xoay chiều ở
tần số này thành năng lượng điện xoay chiều có tần số khác, biến tần van được chia
thành hai loại là biến tần trực tiếp và biến tần gián tiếp.
Biến tần trực tiếp: Hay biến tần phụ thuộc, là loại biến tần có tần số vào f1 được
biến đổi thành tần số f2 một cách trực tiếp mà không phải qua khâu trung gian, thường
gồm các nhóm chỉnh lưu điều khiển mắc song song ngược cho xung lần lượt hai nhóm
chỉnh lưu trên ta có thể nhận được dòng điện xoay chiều trên tải.
Biến tần trực tiếp thường được dùng cho truyền động có công suất lớn, tốc độ

làm việc thấp.

- Sơ đồ khối và sơ đồ nguyên lý của bộ biến tần trực tiếp
Các nhóm van P, N có thể được điều khiên riêng hoặc chung, khi điều khiển
riêng thì không cần cuộn kháng cân bằng, khi điều khiển chung thì cuộn kháng cân
bằng được dùng để hạn chế dòng điện cân bằng xuất hiện do sự chênh lệch điện áp tức
thời lúc đóng nhóm này mở nhóm kia mà quá trình quá độ không xảy ra tức thời.
Nhóm van P tạo nửa chu kỳ dương của điện áp tải, nhóm van N tạo nửa chu kỳ âm của
điện áp tải. Trong mạch điều khiển, người ta sử dụng dấu của dòng điện tải để quyết
định nhóm van nào phải làm việc, khi một nhóm van đã được chỉ định làm việc thì nó
làm việc ở chế độ chỉnh lưu và chế độ nghịch lưu phụ thuộc.
14


Các giai đoạn làm việc của các nhóm van biến tần trực tiếp.
Thời điểm phát xung mở cho các thyristor trong mỗi nhóm phải có phân bố sao
cho điện áp trên tải là phần hình sin nhất và giá trị trung bình của điện áp đầu ra luôn
tương thích với giá trị tức thời của điện áp mong muốn.
Như vậy, điện áp xoay chiều u1 (f1) chỉ cần qua một van là chuyển ngay ra tải với
u2(f2). Tuy nhiên, đây là loại biến tần có cấu trúc sơ đồ van rất phức tạp chỉ sử dụng
cho động cơ điện có công suất lớn, tốc độ làm việc thấp vì việc biến đổi tần số f2 khó
khăn và phụ thuộc vào f1.
Biến tần gián tiếp: Bộ biến tần này còn gọi là biến tần độc lập, trong biến tần này,
đầu tiên điện áp được chỉnh lưu thành dòng một chiều, sau đó qua bộ lọc rồi trở lại
dòng xoay chiều với tần số, điện áp đầu ra được điều chỉnh nhờ sự thay đổi góc thông
của các van trong nhóm chỉnh lưu hoặc điều chế độ rộng xung, việc phải biến đổi năng
lượng hai làn làm giảm hiệu suất biến tần, tuy nhiên, việc ứng dụng hệ điều khiển số
nhờ kỹ thuật vi xử lý nên ta phát huy tối đa các ưu điểm của biến tần loại này và
thường sử dụng nó hơn. Loại biến tần này cho phép thay đổi dễ dàng tần số f2 không
phụ thuộc f1 mà nó chỉ phụ thuộc mạch điều khiển.

15


Sơ đồ khối của bộ biến tần và các dạng điện áp

Do tính chất của bộ lọc nên biến tần gián tiếp lại được chia thành hai loại sử dụng
nghịch lưu áp và nghịch lưu dòng.
Bộ biến tần gián tiếp nguồn dòng: Là loại mà nguồn tạo ra điện áp một chiều là
nguồn dòng, dạng của dòng điện trên tải phụ thuộc vào dạng của dòng điện nguồn, còn
dạng áp trên tải phụ thuộc là tùy thuộc vào các thông số của tải quy định.
Bộ nghịch lưu nguồn dòng thường dùng cho các hệ thống công suất lớn, trong đó
các van bán dẫn điều khiển hoàn toàn khi tải mang tính cảm kháng thì cần các diode
tạo thành cầu ngược để cho dòng điện phản kháng đi qua.

Sơ đồ nguyên lý mạch nghịch lưu dòng môt pha và dạng dòng tải
Bộ biến tần nguồn áp: Là loại biến tần mà nguồn tạo ra điện áp một chiều là
nguồn áp (nghĩa là điện trở nguồn bằng 0). Dạng của điện áp trên tải tùy thuộc vào
16