Thiết kế và chế tạo máy bóc vỏ tỏi tự động

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY BÓC TỎI TỰ
ĐỘNG

Người hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:

ThS. TRẦN NGỌC HẢI
TRẦN VĂN HIỆP
NGUYỄN VĂN DƯƠNG

Đà Nẵng, 2019


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TT

Họ tên sinh viên
01 Trần Văn Hiệp

Số thẻ SV
101140027

Lớp
14C1A

Ngành
Chế tạo máy

02 Nguyễn Văn Dương 101140020 14C1A
Chế tạo máy
1. Tên đề tài đồ án:
Thiết kế, chế tạo máy bóc tỏi tự động
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
- Năng suất: 25-54 Kg/1h;
- Các số liệu tự chọn trên yêu cầu thực tế.
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
a. Phần chung:
TT
Họ tên sinh viên
Nội dung
4.a1. Tổng quan các vấn đề liên quan và tính cấp thiết
của đề tài.
4.a2. Thiết kế động lực học máy.
01
Trần Văn Hiệp

4.a3. Tính tốn sức bền và thiết kế các chi tiết máy.
4.a4. Thiết kế mạch điều khiển:
- Chu trình hoạt động.
- Sơ đồ Grafcet
02 Nguyễn Văn Dương
- Sơ đồ mạch điều khiển.
4.a5. Chế tạo máy thiết kế.
b. Phần riêng:
TT
Họ tên sinh viên
Nội dung

C
C

R
L
T.

DU

01
02

Trần Văn Hiệp
Nguyễn Văn Dương

Không
Không

5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
a. Phần chung:
TT
Họ tên sinh viên
01 Trần Văn Hiệp
02

Nguyễn Văn Dương

Nội dung
- Bản vẽ tồn máy:
- Bản vẽ ngun cơng:
- Bản vẽ lắp:
- Bản vẽ sơ đồ điều khiển:

1A0
1A0
4A0
1A0


b. Phần riêng:
TT
Họ tên sinh viên
01 Trần Văn Hiệp
02

Nội dung
Không

Nguyễn Văn Dương

Không

6. Họ tên người hướng dẫn:
Trần Ngọc Hải
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
8. Ngày hoàn thành đồ án:

Phần/ Nội dung:
20/2/2019
25/5/2019

Trưởng Bộ môn Chế tạo máy

Đà Nẵng, ngày 25 tháng 5 năm 2019
Người hướng dẫn

C
C

DU

R
L
T.


LỜI NÓI ĐẦU
Sau thời gian học tập và nghiên cứu trên ghế giảng đường, nhận được rất nhiều sự

hướng dẫn và dạy dỗ tận tình của các thầy cơ giáo về chuyên môn lẫn đạo đức. Đề tài tốt
nghiệp là sản phẩm có ý nghĩa nhất của bất kì một sinh viên nào. Nó là sự kết tinh của tất
cả những kiến thức mà sinh viên đã lĩnh hội được trong quá trình học tập tại trường cũng
như những kiến thức tự học tập được của mỗi sinh viên.
Với thời đại khoa học công nghệ phát triển mạnh mẽ như ngày nay, thì con người
ln có khuynh hướng kết hợp rất nhiều lĩnh vực công nghệ vào những sản phẩm. Đặc
biệt là sự kết hợp mạnh mẽ giữa cơ khí, tự động hóa, điện – điện tử, tin học…nhằm đem
lại hiệu quả thiết thực và cao nhất.
Chính vì vậy đề tài “ Thiết kế và chế tạo máy bóc vỏ tỏi tự động ” được hình
thành. Thứ nhất đề tài được xem là một trải nghiệm thực sự để chúng em có thể vận dụng
những gì đã học tập và nghiên cứu nhằm cho ra một sản phẩm thật sự hữu ích và có giá
trị sử dụng. Thứ hai việc chọn và thực hiện đề tài nhằm mục đích giải phóng phần nào
sức lao động của con người trong cơng việc chế biến tỏi thực phẩm. Và đó cũng là lý do
và mục đích đề ra để nhóm thực hiện đề tài đạt được.
Trong suốt quá trình học tập và làm đề tài, em đã nhận được sự hướng dẫn, giúp
đỡ quý báu rất nhiều từ nhà trường, thầy cô, gia đình và bạn bè. Để hồn thành đề tài này,
trước tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến thầy TRẦN NGỌC HẢI.
Thầy đã dành nhiều thời gian, tâm huyết, nhiệt tình hướng dẫn, góp ý và động viên trong
suốt thời gian thực hiện đề tài.

C
C

R
L
T.

U
D

Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cơ Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức nền tảng và chuyên môn trong thời gian
qua. Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến q thầy cơ khoa Cơ Khí đã tạo điều kiện thuận
lợi cho em trong quá trình làm đề tài.
Trong quá trình thực hiện đề tài này, mặc dù đã cố gắng nhưng do thời gian, trình
độ hiểu biết và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế cộng với việc đây là lần đầu tiên thiết kế
và chế tạo các loại máy công nghiệp rất phức tạp nên khơng tránh khỏi những thiếu sót.
Nhưng em hy vọng rằng với sự dìu dắt của các thầy cơ và sự nổ lực của bản thân, trong
tương lai gần chúng ta sẽ sản xuất được những loại máy đáp ứng được địi hỏi của thị
trường. Kính mong các thầy cơ, các bạn cảm thơng và góp ý để đề tài này được hoàn
thiện tốt hơn.
Xin chân thành cảm ơn!

i


CAM ĐOAN

Tên đề tài

:“Thiết kế và chế tạo máy bóc tỏi tự động”

GVHD

: Th.S Trần Ngọc Hải

SVTH

: Trần Văn Hiệp
Nguyễn Văn Dương

Lớp

: 14C1A

Lời cam kết: “ Tôi xin cam đoan đề tài tốt nghiệp này là cơng trình do nhóm của chúng

C
C

tôi gồm Trần Văn Hiệp và Nguyễn Văn Dương cùng nhau nghiên cứu thực hiện. Chúng
tôi không sao chép hoặc lấy ý tưởng của ai mà không được sự cho phép hoặc trích dẫn

R
L
T.

nguồn gốc. Nếu có bất kỳ sự sai phạm nào, chúng tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm.”

U
D

Sinh viên thực hiện
Trần Văn Hiệp
Nguyễn Văn Dương

ii


MỤC LỤC

Lời nói đầu ................................................................................................................ i
Cam đoan .................................................................................................................. ii
Mục lục ..................................................................................................................... iii
MỞ ĐẦU .................................................................................................................. 1
1. Đặt vấn đề ..................................................................................................... 1
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài .......................................................... 2
3. Mục tiêu nghiên cứu đề tài.......................................................................... 3
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .............................................................. 3
5. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................ 4
6. Kết cấu của đề tài ......................................................................................... 4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .................................................................................. 5
1.1. Giới thiệu về tỏi ............................................................................................ 5
1.2. Phân bố ......................................................................................................... 9
1.3. Cơ sở lý thuyết ............................................................................................. 13
1.3.1. Phương trình trạng thái ....................................................................... 13
1.3.2. Phương trình lưu lượng ...................................................................... 14
1.3.3. Phương trình Becnili ........................................................................... 14
1.3.4. Phương trình Entanpi .......................................................................... 15
1.3.5. Vận tốc âm .......................................................................................... 16
1.3.6. Tính tốn dịng khí bằng các hàm khí động và biểu đồ ...................... 16
1.3.7. Lưu lượng khí nén qua đầu phun ........................................................ 17
1.4. Các phần tử điện sử dụng trong máy ........................................................ 17
1.5. Nhận xét ........................................................................................................ 23
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ DỘNG HỌC CỦA MÁY ............................................ 24
2.1. Phân tích các phương án thiết kế ............................................................... 24
2.1.1. Các phương pháp bóc vỏ tỏi ............................................................... 24
2.1.2. Máy bóc tỏi khơ dùng ma sát .............................................................. 28
2.1.3. Máy bóc tỏi khơ dùng khí nén ............................................................ 30
2.1.4. Các yêu cầu thiết kế ............................................................................ 33
2.1.5. Các phương án thiết kế ....................................................................... 33

2.2. Chọn phương án thiết kế ............................................................................. 36
2.3. Thiết kế động học của máy ......................................................................... 36
2.3.1. Tính chọn động cơ .............................................................................. 36
2.3.2. Tính tốn đầu phun ............................................................................. 37
2.4. Nhận xét ........................................................................................................ 40

C
C

R
L
T.

U
D

iii


CHƯƠNG 3:TÍNH TỐN SỨC BỀN VÀ THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY CỦA
MÁY BĨC TỎI TỰ ĐỘNG ................................................................................... 41
3.1. Tính tốn sức bền......................................................................................... 41
3.1.1. Tính thiết kế trục ................................................................................. 41
3.1.2. Tính chọn khớp nối ............................................................................. 43
3.2. Thiết kế các chi tiết máy.............................................................................. 44
3.2.1. Thiết kế phễu cấp liệu ......................................................................... 44
3.2.2. Thiết kế mân quay .............................................................................. 45
3.2.3. Thiết kế khung máy ............................................................................ 46
3.2.4. Thiết kế buồng bóc ............................................................................. 47
3.2.5. Thiết kế cụm van cấp liệu ................................................................... 52

3.2.6. Thiết kế cụm van xã liệu ..................................................................... 53
3.2.7. Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết mâm quay .................... 55
3.3. Nhận xét ........................................................................................................ 66
CHƯƠNG 4:THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ................................................. 67
4.1. Yêu cầu thiết kế ............................................................................................ 67
4.2. Thiết kế mạch điều khiển ............................................................................ 67
4.2.1. Sơ lượt ARDUINO ............................................................................. 67
4.2.2. Phần mềm viết chương trình cho bo mạch ARDUINO ...................... 70
4.3. Thiết lập chu trình và viết chương trình điều khiển ...................................... 72
4.4. Nhận xét ......................................................................................................... 75
CHƯƠNG 5: CHẾ TẠO MÁY THIẾT KẾ ......................................................... 76
5.1. Chế tạo máy thiết kế .................................................................................... 76
5.2. Kết quả thực nghiệm ................................................................................... 79
5.3. Vận hành và bảo dưỡng máy ...................................................................... 79
5.3.1. An toàn khi sử dụng máy .................................................................... 79
5.3.2. Hướng dẫn sử dụng máy ..................................................................... 80
5.3.3. Bảo dưỡng ........................................................................................... 81
5.4. Nhận xét ........................................................................................................ 81
KẾT LUẬN ............................................................................................................. 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................... 83
PHỤ LỤC ..................................................................................................................

C
C

R
L
T.

U

D

iv


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế và chế tạo máy bóc tỏi tự động

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề:
Việt Nam là một nước có truyền thống về sản xuất nơng nghiệp, xuất phát từ
thực tế đất nước ta được thiên nhiên ưu đãi về thời tiết, khí hậu nhiệt đới, đất đai phì
nhiêu, phong phú đa dạng về các loại nơng sản. Sản xuất các sản phẩm nơng nghiệp
là ngành hàng có tính chiến lược quan trọng trong kế hoạch phát triển kinh tế hiện
nay. Để nâng cao các giá trị các sản phẩm nông sản nhằm tăng giá trị tiêu thụ trong
nước và xuất khẩu của các loại sản phẩm này, ngoài việc thay đổi giống cây trồng
và kỹ thuật canh tác thì việc chế biến cũng góp phần quan trọng. Một quy trình chế
biến được hỗ trợ bởi các loại máy móc và thiết bị hợp lý cũng làm tăng giá trị chất
lượng các loại sản phẩm, làm tăng năng suất, tỉ lệ thành phẩm cao, giảm được phế
phẩm. Trong vấn đề nâng cao khả năng cạnh tranh thì chất lượng và giá cả phải
được đặt lên hàng đầu .
Chế biến nông sản là một ngành sản xuất được nhiều nước trên thế giới quan
tâm. Hiện nay nhiều nước trên thế giới đã không ngừng đầu tư công sức cho lĩnh
vực nghiên cứu, chế tạo ra các thiết bị phục vụ cho việc bảo quản và chế biến nông
sản. Đây không chỉ là ngành sản xuất mang lại nhiều lợi nhuận cho nhà đầu tư mà
nó góp phần tạo việc làm tăng thu nhập cho người nông dân và giải quyết một số
vấn đề xã hội.
Hiện nay, trong điều kiện nước ta việc bảo quản và chế biến nông sản cịn gặp
nhiều hạn chế khó khăn do thiếu máy móc và thiết bị chưa có hiệu quả cao. Phần

lớn, các thiết bị máy móc trong nước chưa đáp ứng yêu cầu thực tế. Nó làm giảm
năng suất cũng như chất lượng sản phẩm gây lãng phí lớn về nguyên vật liệu, dẫn
tới chi phí giá thành cao khó cạnh tranh được.
Vì vậy, việc áp dụng khoa học kỹ thuật vào trong lĩnh vực chế biến nông sản
phải được chú trọng.Tuy nhiên, vấn đề này cịn gặp nhiều hạn chế, khó khăn và
chưa được đầu tư đúng mức. Đặc biệt, trong lĩnh vực chế tạo ra các loại máy bóc
tách vỏ các loại nơng sản. Đó là khâu ban đầu trong công đoạn chế biến nông sản,
khâu này rất quan trọng, quyết định đến chất lượng và giá thành sản phẩm. Q
trình chế biến, khâu bóc vỏ là khâu tốn nhiều cơng sức và thời gian. Đa số việc bóc
tách vỏ bằng tay chưa đem lại hiệu quả cao không phù hợp với quy mô sản xuất.
Thực tế, ở nước ta cũng đã chế tạo thành công các loại máy tách vỏ tự động
các loại hạt và củ quả như: máy tách hạt điều, hạt đậu, máy gọt vỏ khoai lang…giải
phóng phần nào sức lao động cho nông dân cũng như công nhân trong các xưởng
chế biến. Tuy nhiên, không phải bất cứ các loại vỏ nơng sản nào cũng bóc bằng máy
được vì chúng có cấu tạo hình dáng và tính chất khác nhau: có loại thì vỏ dày, loại
thì vỏ mỏng, biên dạng cũng khác nhau. Trong quá trình bóc tách vỏ nảy sinh ra
nhiều phế phẩm gây khó khăn cho nhà chế tạo. Vì vậy, cần phải nghiên cứu kỹ, cải
tiến liên tục để tìm ra các cơ cấu phù hợp và tối ưu nhất, thông qua việc áp dụng các

C
C

R
L
T.

DU

SVTH: Trần Văn Hiệp- Nguyễn Văn Dương

GVHD:Th.S Trần Ngọc Hải

Trang 1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế và chế tạo máy bóc tỏi tự động

phần mềm thiết kế, phần mềm mô phỏng, các cơng nghệ gia cơng tiên tiến, vật
liệu…
Bên cạnh đó cần xem xét giá thành, mẫu mã, chất lượng để có thể cạnh tranh
được các loại máy móc của nước ngồi có trình độ khoa học phát triển hơn ta.
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài:
Hiện nay, nước ta có nhiều địa phương trồng tỏi chuyên canh với quy mô lớn
cần được chế biến, tiêu thụ để thúc đẩy phát triển sản xuất và hướng tới xuất khẩu.
Các địa phương trồng tỏi như: các tỉnh phía Bắc và các tỉnh Duyên hải miền Trung.
Tỏi là một trong những gia vị không thể thiếu để chế biến thức ăn. Nhu cầu tiêu thụ
tỏi rất cao.Vì vậy cần một số lượng lớn để cung ứng cho thị trường trong và ngồi
nước. Tuy nhiên, trong q trình chế biến, đa phần tỏi được bóc bằng tay gặp nhiều
khó khăn vì tỏi có mùi cay nồng. Do đó, việc bóc vỏ bằng tay với năng suất chưa
cao, cần số lượng lớn nhân cơng cho việc bóc vỏ dẫn đến tăng giá thành khó cạnh
tranh được trên thị trường. Hơn nữa, trong các cơ sở chế biến tỏi, nhà hàng, quán ăn
việc bóc vỏ để làm gia vị tốn rất nhiều thời gian và khơng vệ sinh. Vì vậy, việc áp
dụng cơ khí tự động hóa mới đem lại hiệu quả cao về kinh tế, giải phóng được sức
lao động, giảm thời gian để bóc vỏ và an tồn vệ sinh thực phẩm.
Một số khó khăn cần giải quyết vấn đề khi bóc vỏ tỏi là:
+ Tỏi khi bóc vỏ khơng bị trầy xước và khơng bị dập nát.
+ Tỏi được bóc sạch.
+ Tỷ lệ phế phẩm thấp.

C
C

R
L
T.

DU

Vì vậy, cần phải nghiên cứu kỹ lưỡng về các cơ cấu cơ khí cho hợp lý thơng
qua việc đi khảo sát thực tế, tìm kiếm tài liệu tham khảo có liên quan và vận dụng
kiến thức đã được học để thiết kế, chế tạo để thành cơng.
Bóc vỏ là cơng đoạn đầu tiên trong q trình chế biến, có nhiệm vụ là tách lớp
vỏ mỏng bao quanh ra khỏi tép tỏi. Hiện nay, tại thị trường Việt Nam đã có nhiều
loại máy bóc vỏ tỏi mà chủ yếu xuất xứ từ Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản... Hầu
hết, các máy bóc vỏ hoạt động theo nguyên lý: ma sát, khí động lực học hay chuyển
động quay ma sát kết hợp với nước... Do đó, việc làm cho lớp vỏ được bóc tróc ra
ngồi có vai trị rất quan trọng trong q trình này.
Tuy nhiên, ngun lý vận hành máy bóc vỏ hiện nay cịn tồn tại một số nhược
điểm: tỏi dễ bị dập nát và kích thước của các loại tỏi khác nhau gây khó khăn trong
việc bóc vỏ. Làm thế nào máy bóc vỏ tự động có thể bóc được tất cả các kích cỡ của
tép tỏi mà khơng bị dập nát và tỷ lệ bóc sạch vỏ cao.
Vì vậy, việc tính tốn thiết kế máy bóc vỏ tỏi tự động có được cơ cấu bóc vỏ
phải đồng bộ tối ưu hoạt động nhịp nhàn nhất để đảm bảo được năng suất và chất
lượng sản phẩm tốt ở đầu ra.
Máy bóc vỏ tỏi tự động được đưa vào ứng dụng trong dây chuyền chế biến tỏi
cũng sẽ mang lại hiệu quả to lớn về năng suất, chất lượng sản phẩm, tiết kiệm được
thời gian, chi phí và mang lại kinh tế cho nhà sản xuất. Việc thực hiện chế tạo máy
SVTH: Trần Văn Hiệp- Nguyễn Văn Dương

GVHD:Th.S Trần Ngọc Hải

Trang 2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế và chế tạo máy bóc tỏi tự động

bóc vỏ tỏi sẽ làm phong phú thêm về các chủng loại máy chế biến nông sản. Đây là
hướng đi thích hợp trong việc áp dụng kỹ thuật cơ khí hóa vào các ngành chế biến
nơng sản Việt Nam.
Mỗi bộ phận trong hệ thống máy, có chức năng, nhiệm vụ nhất định và phải
được bố trí đồng bộ với nhau trong một tổng thể thống nhất hợp lý về không gian và
thời gian. Tuy vậy, cũng phải thấy rằng khơng nhất thiết lúc nào cũng có đầy đủ các
thành phần của nó mà tùy thuộc vào từng trường hợp cụ thể. Chúng ta có thể kết
hợp với một số thành phần lại với nhau, tùy theo đặc điểm về hình dáng để giảm
được kích thước của hệ thống thuận lợi cho việc thiết kế, chế tạo và lắp ráp được
đơn giản hơn.
Trong quá trình thiết kế và chế tạo máy bóc vỏ tỏi tuy có rất nhiều hình dạng
kết cấu và nguyên lý bóc vỏ khác nhau được ứng dụng. Để đảm bảo các cơ cấu làm
việc đồng bộ, đúng chức năng và hiệu quả. Mục đích cuối cùng là máy móc phải
đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật dựa trên phân tích mơ hình hóa và động lực học các
cơ cấu cho phù hợp, lựa chọn vật liệu cho đúng chức năng làm việc của cơ cấu.Hơn
nữa phải phân tích đánh giá hình học cũng như tính chất về thành phần hóa học, cơ
học của củ tỏi.
Trên cơ sở đó, người thiết kế, tính tốn đưa ra những giải pháp hợp lý.
Do vậy, đề tài “Thiết kế và chế tạo máy bóc vỏ tỏi tự động ” cho quy mô nhỏ
là cần thiết.

C
C

R
L
T.

DU

3. Mục tiêu nghiên cứu đề tài:
- Nghiên cứu bóc tách vỏ của tỏi bằng động cơ và khí nén.
- Thiết kế, chế tạo hồn chỉnh máy bóc vỏ tỏi tự động qui mơ nhỏ.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
❖ Đối tượng nghiên cứu:
- Tỏi thực phẩm
- Cách thức bóc vỏ tỏi
- Qui trình bóc vỏ
- Máy bóc vỏ tỏi
❖ Phạm vi nghiên cứu
- Đề tài này chỉ tập trung nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy bóc vỏ tỏi tự động
cho tỏi thực phẩm đã tách thành từng tép.
- Máy được cấp liệu và thu liệu bằng tay để cung cấp cho các cơ sở chế biến
tỏi, các cơ sở chế biến thực phẩm quy mơ nhỏ và các nhà hàng có nhu cầu sử dụng
tỏi.

SVTH: Trần Văn Hiệp- Nguyễn Văn Dương

GVHD:Th.S Trần Ngọc Hải

Trang 3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế và chế tạo máy bóc tỏi tự động

5. Phương pháp nghiên cứu:
- Nghiên cứu phân tích lý thuyết: Thu thập tài liệu có liên quan đến nội dung
nghiên cứu để tính tốn.
- Phương pháp thực nghiệm: Chế tạo mơ hình máy bóc vỏ tỏi và tiến hành thử
nghiệm.
6. Nội dung của đề tài:
Đề tài “Thiết kế và chế tạo máy bóc vỏ tỏi tự động” gồm có 5 chương.
Chương 1: Tổng quan các vấn đề liên quan.
Chương 2: Thiết kế động lực học máy.
Chương 3: Tính tốn sức bền và thiết kế kết cấu máy.
Chương 4: Thiết kế mạch điều khiển.
Chương 5: Chế tạo máy thiết kế

C
C

R
L
T.

DU

SVTH: Trần Văn Hiệp- Nguyễn Văn Dương

GVHD:Th.S Trần Ngọc Hải

Trang 4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế và chế tạo máy bóc tỏi tự động

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về tỏi:
Cây tỏi (Allium sativum) Tên khoa học: Alliums sativum L. Đây là một lồi
trong chi Hành tây (Allium) có nguồn gốc ở Trung Á, có lịch sử sử dụng trên 7.000
năm được biết đến Ai Cập cổ đại và đã được sử dụng cho mục đích ẩm thực và làm
thuốc. Ngày nay tỏi là cây rau gia vị quan trọng ở khu vực Địa Trung Hải, cũng như
một gia vị thường xuyên ở Châu Á, Châu Phi, và châu Âu.
Chúng là các lồi thực vật sống lâu năm có thân phình ra thành củ giống như
củ hành. Chúng phát triển tốt trong vùng ôn đới của Bắc bán cầu, ngoại trừ một số
lồi có mặt ở Chile (lồi Allium juncifolium), Brazil (lồi Allium sellovianum) hoặc
nhiệt đới châu Phi (loài Allium spathaceum).
Chiều cao thân cây của chúng dao động từ 5-150 cm. Các hoa tạo thành
dạng hoa tán ở trên đỉnh của thân cây khơng có lá. Các chồi (thân cây có lá đã biến
đổi hay các gốc lá dày đặc, trong cách gọi thơng thường là củ) dao động về kích
thước giữa các lồi, từ rất nhỏ (đường kính khoảng 2-3 mm) đến rất lớn (8-10 cm).
Phần lớn các chồi cây trong các loài thuộc chi hành đều gia tăng bằng cách
tạo ra các chồi nhỏ hay "mầm cây" xung quanh chồi già, cũng như bằng cách phát
tán hạt. Một vài loài có thể tạo ra nhiều củ (quả) nhỏ trong cụm hình đầu ở gốc lá;
tạo ra cụm nhỏ gọi là "mắt hành (tỏi)". Các mắt này có thể phát triển thành cây.
Phần hay được sử dụng nhất của cây tỏi là củ tỏi. Củ tỏi có nhiều tép. Từng

tép tỏi cũng như cả củ tỏi đều có lớp vỏ mỏng bảo vệ. Tỏi sinh trưởng tốt trong mơi
trường nóng và ẩm.
Từ lâu con người đã biết đến việc sử dụng tỏi làm gia vị cho các món ăn thêm
phần hấp dẫn và ngon miệng, ngồi ra nó cịn là một vị thuốc chữa bệnh kỳ diệu của
thiên nhiên.
Thành phần của tỏi chứa nhiều chất kháng sinh allicin giúp chống lại các virut
gây bệnh. Tinh dầu từ tỏi giàu glucogen và aliin, fitonxit có cơng dụng diệt khuẩn,
sát trùng, chống viêm nhiễm. Ngồi ra, tỏi cịn chứa hàm lượng lớn vitamin A, B,
C, D, PP, hidrat cacbon, Polisaccarit, inulin, fitoxterin và các khoáng chất khác cần
thiết cho cơ thể như: iot, canxi, photpho, magie, các nguyên tố vi lượng .

C
C

R
L
T.

DU

SVTH: Trần Văn Hiệp- Nguyễn Văn Dương

GVHD:Th.S Trần Ngọc Hải

Trang 5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế và chế tạo máy bóc tỏi tự động

Hình 1.1. Củ tỏi
Loại gia vị này cịn giúp làm giảm lượng cholesterol trong máu, giàu chất
chống oxi hóa giúp khơi phục hoạt động của các tế bào trong cơ thể, nâng cao sức
đề kháng, giúp cơ thể chống lại rất nhiều bệnh tật, trong đó có ccar bệnh ung thư
nguy hiểm.
Tỏi không những được sử dụng làm gia vị khi chế biến các món ăn mà nó còn
làm thuốc chữa các bệnh như: đau bụng, cảm cúm, đầy bụng, khó tiêu, gan, tim
mạch, thấp khớp, huyết áp, tim mạch, tiểu đường,…
Tỏi là loài cây thân thảo căn hành sống nhiều năm.
-Thân: thân thật là chồi mọc đầu tiên (tép tỏi), phía dưới mang nhiều rễ phụ,
bẹ lá và chồi (tép tỏi) hình thành thân giả, phần bẹ lá và chồi bó thành khối tạo nên
củ (giả). Củ tỏi có nhiều tép. Từng tép tỏi cũng như cả củ tỏi đều có lớp vỏ mỏng
bảo vệ.
Thân thật của tỏi rất ngắn đã thoái hoá chúng là dạng đế dò nằm sát ngay dưới
thân giả (thân củ). Trên thân thật có mầm sinh dưỡng và sinh thực, những mầm này
được che phủ bởi những bẹ lá dày mọng nước.

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.2. Thân tỏi
Thân củ cây tỏi bao gồm một số nhánh ( tép) được liên kết với nhau bởi những
màng mỏng.

SVTH: Trần Văn Hiệp- Nguyễn Văn Dương

GVHD:Th.S Trần Ngọc Hải

Trang 6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế và chế tạo máy bóc tỏi tự động

- Lá: phần dưới là bẹ ôm sát chồi bên trong (tép tỏi). Phần phiến lá bên trên
cứng, thẳng, dài 15-50cm, rộng 1-2,5cm có rãnh khía, mép lá hơi ráp.

C
C

Hình1.3. Lá tỏi
- Ở mỗi nách lá phía gốc có một chồi nhỏ sau này phát triển thành một tép
tỏi; các tép này nằm chung trong một cái bao (do các bẹ lá trước tạo ra) thành một
củ tỏi tức là thân hành (giị) của tỏi.
-Hoa: tỏi có hoa mọc thành cụm trên đầu một trục hình trụ từ thân củ kéo dài
ra. Cụm hoa là một tán giả hình cầu, màu trắng, đỏ hoặc xanh nhạt. Hoa xếp thành
tán ở ngọn thân trên một cán hoa dài 55cm hay hơn. Bao hoa màu trắng hay hồng
bao bởi một cái mô dễ rụng tận cùng thành mũi nhọn dài. Hoa lưỡng tính, thụ phấn
nhờ cơn trùng. Hoa nở tháng 5-7.
- Quả: có một hạt, quả ra tháng 9-10.

R
L

T.

DU

Hình 1.4. Hoa và quả

SVTH: Trần Văn Hiệp- Nguyễn Văn Dương

GVHD:Th.S Trần Ngọc Hải

Trang 7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế và chế tạo máy bóc tỏi tự động

Các thành phần hóa học có trong tỏi:
- Kết quả phân tích khác: thành phần trong củ tỏi khoảng 84,09% nước,
13,38% chất hữu cơ, và các chất vô cơ 1,53%, trong khi trong lá tỏi là 87,14%
nước, 11,27% chất hữu cơ, các chất vô cơ 1,59%.
- Giá trị dinh dưỡng của tỏi:
Bảng 1.1: Giá trị dinh dưỡng của tỏi
Giá trị dinh dưỡng 100 g
Năng lượng

623 kJ (149 kcal)

Carbohydrat

33.06 g

Đường

1.00g

Chất xơ thực phẩm

2.1 g

Chất béo

0.5 g

Protein

6.39 g

C
C
5 μg (0%)

- beta-caroten

R
L
T.

Thiamin (Vit. B1)
Riboflavin (Vit. B2)

DU

Niacin(Vit. B3)

Axitpantothenic(Vit. B5)
Vitamin B6

0.2 mg (15%)
0.11 mg (7%)
0.7 mg (5%)
0.596 mg (12%)
1.235 mg (95%)

Axitfolic(Vit. B9)

3 μg (1%)

Vitamin C

31.2 mg (52%)

Canxi

181 mg (18%)

Sắt

1.7 mg (14%)

Magie

25 mg (7%)

Mangan

1.672 mg (84%)

Phospho

153 mg (22%)

Kali

401 mg (9%)

Natri

17 mg (1%)

Kẽm
Selen

1.16 mg (12%)
14.2 μg

Tỷ lệ phần trăm theo lượng hấp thụ hàng ngày của người lớn.

SVTH: Trần Văn Hiệp- Nguyễn Văn Dương

GVHD:Th.S Trần Ngọc Hải

Trang 8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế và chế tạo máy bóc tỏi tự động

Ngoài ra, cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, khuynh hướng quay về
với thiên nhiên, tìm tịi và phát triển những phương thuốc truyền thống ngày càng
được chú trọng. Thảo dược thiên nhiên ngày càng đóng vai trị quan trọng trong
phịng, chữa bệnh và nâng cao sức khỏe của nhân dân. Sử dụng tỏi không làm cản
trở sự phòng vệ tự nhiên của cơ thể như thuốc kháng sinh, chúng là những probiotic
kích thích các cơ chế phòng vệ tự nhiên của cơ thể mà khơng làm hại những vi
khuẩn có ích, làm tăng cường khả năng của hệ thống miễn dịch, làm giảm huyết áp
cao và nhiều bệnh nâng cao sức khỏe.
1.2. Phân bố:
Cây tỏi được trồng trên toàn cầu nhưng Trung Quốc là nhà sản xuất tỏi lớn
nhất thế giới với khoảng 13,5 triệu tấn củ tỏi hàng năm, chiếm hơn 80% sản lượng
thế tỏi giới. Các nước trồng nhiều tỏi khác là Ấn Độ (4,1%), Hàn Quốc (2%), Ai
Cập và Nga (1,6%)…
Bảng 2.1: Top 10 nước sản xuất tỏi lớn nhất thế giới trong năm 2010
Quốc gia

R
L
T.

Trung Quốc

Ấn Độ

DU

Hàn Quốc

C
C

Sản lượng ( tấn )
13.664.069
833.970
271.560

Ai Cập

244.626

Nga

213.480

Myanmar

185.900

Ethiopia

180.300

Hoa Kỳ

169.510

Bangladesh

164.392

Ukraina

157.400

Thế giới

17.674.893

Nguồn: FAO (2011).
Các giống tỏi được trồng phổ biến ở Việt Nam là:
- Giống tỏi địa phương: tỏi gié, tỏi trâu trồng nhiều ở các tỉnh miền núi phía
Bắc. Năng suất thấp và được trồng rải rác.

SVTH: Trần Văn Hiệp- Nguyễn Văn Dương

GVHD:Th.S Trần Ngọc Hải

Trang 9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế và chế tạo máy bóc tỏi tự động

Hình 1.5. Tỏi trâu
- Giống tỏi trắng: lá xanh đậm to bản, củ to, đường kính củ 4-4,5 cm khi thu
hoạch vỏ lụa củ màu trắng. Khả năng bảo quản kém. Năng suất củ đạt trung
bình 5-8 tấn củ khơ/ha.

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.6. Tỏi trắng

- Giống tỏi tía: lá dày, cứng, màu lá xanh nhạt, củ chắc và cay hơn tỏi trắng.
Dọc thân gần củ có màu tía. Khi thu hoạch có màu trắng ngà. Đường kính củ 3,5-4
cm. Giống này có hương vị đặc biệt nên được trồng nhiều hơn giống tỏi trắng. Năng
suất của đạt trung bình 5-8 tấn củ khô/ha.
Ở Việt Nam cây tỏi được trồng ở khắp cả nước. Diện tích trồng tỏi ngày càng
tăng. Những vùng trồng tỏi nổi tiếng gồm có Ninh Thuận, Đảo Lý Sơn - Quảng
Ngãi, Hải Dương...
- Ninh Thuận: Vùng trồng tỏi và hành tím nổi tiếng của Ninh Thuận tập trung
ở huyện Ninh Hải. Hiện nay diện tích trồng hành tỏi toàn tỉnh là 988 ha, sản lượng
hàng năm khoảng 7.817 tấn/năm, trong đó vùng chuyên canh gồm có các xã Nhơn
Hải, Thanh Hải, Vĩnh Hải huyện Ninh Hải chiếm khoảng 70% diện tích và sản
lượng tồn tỉnh Nơng dân trồng tỏi tự để giống cho mùa sau, vì thế, tỏi Phan Rang

trải qua nhiều năm vẫn là giống tỏi địa phương bền bỉ, chịu được khí hậu khắc
nghiệt, gió biển mặn có hơi muối và nắng cháy. Tỏi ở đây không thể mang đi trồng
ở đất khác và ngược lại.

SVTH: Trần Văn Hiệp- Nguyễn Văn Dương

GVHD:Th.S Trần Ngọc Hải

Trang 10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế và chế tạo máy bóc tỏi tự động

Hình 1.7. Tỏi tía
- Huyện đảo Lý Sơn là một huyện đảo trực thuộc tỉnh Quảng Ngãi. Cách đất
liền hơn 18 hải lí. Được hình thành từ q trình phun trào của núi lửa từ hàng triệu
năm trước. Ngành nghề của người dân Lý Sơn vẫn là đánh bắt và trồng hành tỏi.
Nổi tiếng nhất vẫn là thương hiệu tỏi Lý Sơn.
Đất trồng tỏi tại Lý Sơn được người dân pha trộn giữa đất đỏ của núi lửa và
đất cát mịn ven biển theo một tỉ lệ bí mật của chính người dân tại địa phương. Tỏi
Lý Sơn ăn có mùi thơm dễ chịu, vị ngọt, ít cay và nồng hơn so với tỏi được trồng ở
Phan Rang vì tỏi Lý Sơn được trồng ở ngồi đảo, bốn bề là biển cả, nguồn nước là
mạch nước ngầm dưới lòng đất, cát là những hạt được bào mòn từ rặng san hơ biển,
lịng đất là lớp đất đỏ bazan được hình thành do quá trình hoạt động của ngọn núi
lửa đã ngừng hoạt động cách đây hàng trăm năm. Lý sơn có diện tích 310 ha, với
sản lượng tỏi 2200 tấn/năm.
Tỏi Lý Sơn có một đặc điểm riêng là củ nhỏ vừa, tép đều, màu trắng, chắc. Ăn
tỏi Lý Sơn, ta cảm nhận được cả các mùi vị thơm cay dịu ngọt nồng hơn củ tỏi được

trồng ở những vùng đất khác. Củ tỏi có kích thước trung bình từ 2 ÷6 cm, có màu
trắng, mỗi củ có từ 12÷20 tép. Thành phần củ tỏi chứa 0,1÷0.36% tinh dầu, trong đó
hơn 90% chứa hợp chất lưu huỳnh, thành phần chủ yếu của củ tỏi là chất alixin. Tỏi
tươi không có alixin ngay mà có chứa chất alinin chất này dưới tác động của
enzyme alinaza và khi giã dập mới cho alixin. Ngồi ra trong tỏi cịn chứa nhiều
vitamin và khoáng chất đặc biệt là selen. Đây là khoáng chất giúp cơ thể con người
tăng cường hệ miễn dịch, giảm nguy cơ mắc bệnh tim, ung thư, phát triển trí não và
tăng cường tuổi thọ cho con người.

C
C

R
L
T.

DU

SVTH: Trần Văn Hiệp- Nguyễn Văn Dương

GVHD:Th.S Trần Ngọc Hải

Trang 11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế và chế tạo máy bóc tỏi tự động

Hình 1.8. Tỏi trắng Lý Sơn

Tỏi cơ đơn (tỏi một) là đặc sản Lý Sơn (Quảng Ngãi). Tỏi cơ đơn nó chỉ có
một tép khơng giống như bao loại tỏi thơng thường khác có nhiều tép. Chính vì vậy,
tất cả toàn bộ chất dinh dưỡng của cây tỏi chỉ tập trung vào một tép theo một cách
tự nhiên mà không cần bất cứ sự tác động nào từ con người. Tỏi cô đơn rất hiếm,
trong 1 tấn tỏi thường Lý Sơn chỉ cho ra 1kg tỏi cô đơn, tỏi được trồng từ vùng đất
được hình thành và khai sinh do hoạt động phun trào của núi lửa và sự bồi đắp của
cát biển thì Lý Sơn là nơi rất thích hợp cho tỏi cơ đơn phát triển mạnh, nó giống
như lộc mà ơng trời ban cho đảo Lý Sơn vậy đó. Tỏi cơ đơn đặc biệt là tỏi cơ đơn
Lý Sơn nó có vị thơm lừng, cay nồng hơn tất cả các loại tỏi khác. Củ tỏi bên ngồi
có màu trắng tinh, hình bầu dục, kích thước chỉ to chừng bằng đầu ngón tay út. Tỏi
cơ đơn có chứa rất nhiều tinh dầu nên khi ăn vào không gây mùi hơi khó chịu như
các loại tỏi thơng thường khác mà nó có vị cay thơm rất đặc biệt.

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.9. Tỏi cô đơn (tỏi một).
Tỏi cô đơn Lý Sơn có cơng dụng chữa nhiều thứ bệnh. Trong tỏi có chứa 0.1 0.36% tinh dầu và hàm lượng vitamin khoáng chất cao, đặc biệt là chất selen, tốt
SVTH: Trần Văn Hiệp- Nguyễn Văn Dương

GVHD:Th.S Trần Ngọc Hải

Trang 12

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế và chế tạo máy bóc tỏi tự động

cho sức khỏe.Theo các nhà nghiên cứu đã chứng minh tỏi cơ đơn ngồi là thực
phẩm chứa nhiều chất dinh dưỡng mà cịn có những đặc tính kỳ diệu như làm giảm
huyết áp, có khả năng tăng cường hệ thống miễn dịch, có tác dụng làm chậm q
trình lão hóa tế bào, chống ung thư, chống tắc nghẽn mạch máu, làm giảm sưng
huyết và tiêu viêm…
- Hải Dương: Huyện Kinh Môn - Hải Dương là vùng bán sơn địa, 3/4 diện tích
là đồi núi với nhiều diện tích đất xám mà người dân quen gọi là “đất thịt”. Đây là
loại đất rất thuận lợi cho việc trồng chuyên canh các loại cây vụ đơng như hành và
tỏi. Ngồi diện tích đất xám, vùng này cịn có diện tích đất phù sa, đất sét pha cát
được bồi đắp bởi con sông Kinh Thầy (một chi lưu của Sông Thái Bình) chảy qua
địa phận của huyện. Yếu tố thiên nhiên đa dạng đã giúp vùng có nhiều loại cây đặc
sản trong đó diện tích tỏi và hành đang giúp vùng q này thốt nghèo nhanh chóng.
Hải Dương là tỉnh có diện tích trồng hành, tỏi lớn nhất vùng đồng bằng sơng Hồng
có diện tích 5100 ha. Tổng sản lượng hơn 5100 tấn/năm.
Tỏi là gia vị rất quen thuộc trong đời sống của nhân dân ta. Thường thu hoạch
vào cuối đông, đầu xn. Tỏi có thể dùng tươi hay phơi khơ dùng dần.
Ngày nay, với quy mô trồng tỏi chuyên canh ở nhiều địa phương trong cả
nước, cũng như các loại tỏi được nhập khẩu của các nước với sản lượng rất lớn, địi
hỏi cần có thiết bị máy móc cần thiết để chế biến đạt năng suất cao, giải phóng sức
lao động bằng chân tay có năng suất thấp.
Việc chế biến tỏi thành phẩm cũng rất đa dạng như tỏi sau khi bóc vỏ được
ngâm dấm, ngâm đường, làm trà tỏi, rượu tỏi hoặc làm gia vị tẩm ướp các món ăn...
Do đó, khâu bóc tách vỏ vơ cùng quan trọng nó chiếm thời gian rất lớn trong q
trình gia công thành phẩm, đây cũng là khâu tốn nhiều nhân cơng nhất. Để giải
quyết vấn đề này, địi hỏi cần có thiết bị bóc tách vỏ tự động mới đem lại hiệu quả

cao được.
1.3. Cơ sở lý thuyết:

C
C

R
L
T.

DU

Tính tốn miệng phun để đảm bảo gia tốc của dịng khơng khí đến tốc độ âm
thanh hoặc siêu âm cũng như tính tốn ống hỗn hợp hình trụ, người ta dự kiến dựa
trên lý thuyết về thiết bị dịng và khí động lực học. Ngoài ra dựa vào lực li tâm của
đĩa quay làm cho tỏi va đập vào nhau và va đập vào thành ống trụ.
1.3.1. Phương trình trạng thái:
Nội dung để tính tốn chuyển động một chiều của chất khí nén được, nghĩa là
 = const , nó thay đổ theo áp suất p và nhiệt độ T. Khi đó các phương trình có
thay đổi.
Biểu diễn mối quan hệ giữa trọng lượng riêng γ = ρg, áp suất và nhiệt độ. Đối
với chất khí hồn hảo, ta có :

P



= RT

(1-1)

R: Hằng số khí, với khơng khí R = 29,27 m/độ.
SVTH: Trần Văn Hiệp- Nguyễn Văn Dương

GVHD:Th.S Trần Ngọc Hải

Trang 13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế và chế tạo máy bóc tỏi tự động

Biểu thức (3-1) vẫn còn phức tạp để áp dụng vào kỹ thuật nên người ta cần tìm
những quan hệ đơn giản hơn phụ thuộc vào quá trình chuyển động.
γ : Trọng lượng riêng
ρ: khối lượng riêng
Quá trình đẳng nhiệt ( T = const):P = cγ
Quá trình đoạn nhiệt:P = cyk
(1-2)

Cp

k=

Cv

CP: Nhiệt dung đẳng áp
Cv: Nhiệt dung đẳng tích
Với khơng khí k = 1,4

Từ (3-1) và (3-2) suy ra:

1
k

  P T 
=  = 
 1  P1   T1 

1
k −1

(1-3)

C
C

1.3.2. Phương trình lưu lượng:
Có dạng giống với chất lỏng không nén được:
G = γQ = const: γ1ν1ω1 = γ2ν1ω2

R
L
T.

DU

dv d 
+
=0


v

1.3.3. Phương trình Becnuli:
Đối với dịng ngun tố của chất khí lý tưởng, chuyển động dừng:
dp u 2
z+ +
const
 2g
Xét quá trình đoạn nhiệt:
dp
k p
p = c k : 
=

k −1 
Vậy phương trình Becnuli có dạng:
k p u2
z+
+
=C
k −1  2g
Hay là:

Suy ra:

d

+

k p1 u12
k p2 u2 2
z1 +
+
= z2 +
+
k −1 1 2g
k −1  2 2g

(1-4)

Đối với quá trình đẳng nhiệt:

z+

p0

0

SVTH: Trần Văn Hiệp- Nguyễn Văn Dương

ln p +

u2
= const
2g

GVHD:Th.S Trần Ngọc Hải

Trang 14

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế và chế tạo máy bóc tỏi tự động

1.3.4. Phương trình Entanpi:
Thành lập dịng ngun tố của chất khí lý tưởng, chuyển động dừng. Khảo sát
sự biến thiên lưu lượng trong khối khí từ 1-1 đến 2-2 sau khoảng thời gian dt trong
hệ tọa độ cố định (hình 3.1).

C
C

Hình 1.10. Thành lập phương trình Entanpi
Dựa vào định luật bảo toàn năng lượng: năng lượng thu vào hay năng lượng
sinh ra bằng biến thiên năng lượng của thể tích chất khí, nghĩa là:
Nhiệt hấp thụ + cơng áp lực = thế năng + động năng + nội năng + công cơ
học + công ma sát
Viết cho một đơn vị trọng lượng chất khí:
CT CT
Q p1 p2
+ −
= ( z2 − z1 ) + p + V + L + Lms
A 1  2
A
A

R
L

T.

DU

Nhiệt lượng Q = Qn (tỏa nhiệt ra ngoài) + Qt (nội nhiệt do ma sát)
Qt=ALms
Tiếp tục biến đổi phương trình dựa vào các biểu thức sau đây:
p
= RT ; C pT − CV T = ART



Suy ra:

C pT
A
C pT
A

+

CV T
p
= RT =
A


=

p



+

CV T
; i = C pT - entanpi
A

i
p U
= + ;U = CvT - Nội năng
A  A
Nếu xét quá trình đoạn nhiệt (Qn = 0) và bỏ qua công cơ học (L=0), ta sẽ được
phương trình Entanpi:
U2
U2
(1-5)
i1 = A + 1 = i2 = A + 2
2g
2g
Nghĩa là tổng Entanpi và động năng là một đại lượng không đổi.
SVTH: Trần Văn Hiệp- Nguyễn Văn Dương

GVHD:Th.S Trần Ngọc Hải

Trang 15


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế và chế tạo máy bóc tỏi tự động

1.3.5. Vận tốc âm:

a=

Xét: P = Cy k : a = k

dP
d
P



= kRT

a  T : Vận tốc phụ thuộc vào nhiệt độ tuyệt đối.
Chẳng hạn: t = 150C, T = 15 + 273 = 2880C , k= 1.4 thì a = 341m/s
Để so sánh vận tốc dịng chảy v với vận tốc âm a cần đưa vào hệ số M:

M=

v
a

Hệ số M là tiêu chuẩn quan trọng để dánh giá mức độ ảnh hưởng của tính nén
được đến chuyển động.Nó là tiêu chí quan trọng của hai dịng khí tương tự.
M < 1: dịng dưới âm
M = 1: dòng quá độ

M > 1: dòng trên âm
Trong trường hợp dịng khí trên âm M > 1 thường xảy ra hiện tượng sóng va
( sóng thẳng và xiên).
1.3.6. Tính tốn dịng khí bằng các hàm khí động và biểu đồ:
Hàm khí động là hàm có dạng: f(k,λ) hay f(k,M). Với giá trị k nhất định, các
giá trị hệ số vận tốc λ và M. Người ta tính giá trị các hàm đó và lập thành bản hay
vẽ biểu đồ. Nhờ các bảng hàm khí động[1] và biểu đồ đó, có thể tính các thơng số
dịng khí một cách thuận tiện.
Có thể nêu ra những ưu điểm của phương pháp này:
- Rút ngắn các q trình tính tốn.
- Đơn gian rất nhiều các phép biến đổi khi cùng giải nhiều phương trình,
nghĩa là tìm được lời giải chung của những bài tốn phức tạp.
- Biết một cách định tính cơ bản những quy luật của chuyển động và mối liên
quan giữa các thơng số của dịng khí.
Các thơng số dịng khí [1]

C
C

R
L
T.

DU

 ( ) =

 ( ) =

T  k −1 2 

= 1 −
 
T0  k + 1 

P  k −1 2 
= 1 −
 
P0  k + 1 

k
k −1

k

  k − 1 2  k −1
 ( ) = = 1 −

0  k + 1 
SVTH: Trần Văn Hiệp- Nguyễn Văn Dương

GVHD:Th.S Trần Ngọc Hải

Trang 16


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế và chế tạo máy bóc tỏi tự động

1.3.7. Lưu lượng khí nén qua đầu phun:

Quá trình thực hiện trong hệ thống xảy ra nhanh, như vậy theo thời gian trao
đổi nhiệt không được thực hiện. Quá trình xảy ra là quá trình đoạn nhiệt.
Lưu lượng khối lượng khí m qua khe hở

m =  AV = const

(1-6)

A: tiết diện mặt cắt :

A=

 .d 2
4

[m2]

ρ: Khối lượng riêng của khơng khí [kg/m3]
V: vận tốc tại tiết diện mặt cắt
Theo định luật bảo toàn khối lượng

m1 = m2
 1 AV
1 1 =  2 A2V2

C
C

(1-7)

R
L
T.

DU

Hình 1.11. Dịng chảy liên tục của chất khí
1.4. Các phần tử điện sử dụng trong máy:
Một hệ thống điều khiển bao gồm ít nhất là một mạch điều khiển vòng hở
(Open – loop Control System) với các phần tử sau:
- Phần tử đưa tín hiệu : Nhận những giá trị của đại lượng vật lý như đại
lượng vào, là phần tử đầu tiên của mạch điều khiển. Ví dụ: Van đảo chiều, rơle áp
suất.
- Phần tử xử lý tín hiệu: Xử lý tín hiệu nhận vào theo một quy tắc logic nhất
định, làm thay đổi trạng thái của phần tử điều khiển. Ví dụ: van đảo chiều, van tiết
lưu, van logic OR hoặc AND.
- Cơ cấu chấp hành: Thay đổi trạng thái của đối tượng điều khiển, là đại
lương ra của mạch điều khiển. Ví dụ: Xilanh, động cơ khí nén.
- Van đảo chiều
Van đảo chiều có nhiệm vụ điều khiển dịng năng lượng bằng cách đóng mở
hay thay đổi vị trí các cửa van để thay đổi hướng của dịng khí nén.

SVTH: Trần Văn Hiệp- Nguyễn Văn Dương

GVHD:Th.S Trần Ngọc Hải

Trang 17


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế và chế tạo máy bóc tỏi tự động

- Vị trí của nịng van được ký hiệu bằng các ô vuông liền nhau với các chữ cái
o, a, b,c … hay các chữ số 0, 1, 2 …
a

o

b

a

b

1.12. Ký hiệu chuyển đổi vị trí của nịng van

Vị trí ‘khơng’ là vị trí mà khi van chưa có tác động của tín hiệu bên ngồi
vào. Đối với van có 3 vị trí, thì vị tríở giữa, ký hiệu ‘o’ là vị trí ‘khơng’. Đối với van
có 2 vị trí thì vị trí ‘khơng’ có thể là ‘a’ hoặc ‘b’, thơng thường vị trí bên phải ‘b’ là
vị trí ‘khơng’.
- Cửa nối van được ký hiệu như sau:
ISO 5599
ISO 1219
+ Cửa nối với nguồn(từ bộ lọc khí)
1
P
+ Cửa nối làm việc 2 , 4, 6, … A , B , C, …
+ Cửa xả khí 3 , 5 , 7…
R , S , T…

+ Cửa nối tín hiệu điều khiển
12 , 14…
X,Y…

C
C

R
L
T.

a
b
Trường hợp a là cửa xả khí khơng có mối nối cho ống dẫn, cịn cửa xả khí
có mối nối cho ống dẫn khí là trường hợp b.
Bên trong ơ vng của mỗi vị trí là các đường mũi tên biểu diễn hướng
chuyển động của dịng khí nén qua van. Khi dịng bị chặn thì được biểu diễn bằng

DU
4(B)

Cửa nối điều khiển

2(A)
0

14(Z)

1

12(Y)

Cửa 1nối với cửa 4

Cửa 1nối với cửa 2

3(R)
Cửa xả khí có mối nối cho
ống dẫn

Cửa nối điều khiển

Cửa xả khí khơng có mối nối cho ống dẫn

5(S)
1(P)

Nối với nguồn khí nén

1.13. Kí hiệu các cửa nối của van đảo chiều
Ký hiệu và tên gọi của van đảo chiều
- Hình trên là ký hiệu của van đảo chiều 5/2 trong đó:
5 : chỉ số cửa
2 : chỉ số vị trí
SVTH: Trần Văn Hiệp- Nguyễn Văn Dương

GVHD:Th.S Trần Ngọc Hải

Trang 18