Giới thiệu dự án

Ngành nông nghiệp chế biến và xuất khẩu điều đóng vai trò chiến lược trong nền kinh tế Việt Nam. Theo thống kê của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO), Việt Nam liên tục duy trì vị thế quốc gia xuất khẩu nhân điều hàng đầu thế giới với diện tích canh tác trên 319.400 ha tại các vùng trọng điểm như Bình Phước, Đồng Nai, Đắk Lắk, Đắk Nông và Bình Thuận. Tuy nhiên, khâu thu hoạch và sơ chế sau thu hoạch—đặc biệt là công đoạn tách hạt điều ra khỏi cuống quả (quả giả)—vẫn đối mặt với sự thiếu hụt nghiêm trọng về máy móc chuyên dụng, phụ thuộc phần lớn vào lao động thủ công truyền thống.

Vấn đề cốt lõi (problem statement) nằm ở tính chất thời vụ gay gắt của mùa thu hoạch điều (kéo dài từ tháng 3 đến tháng 6). Khâu vặt hạt thủ công đòi hỏi nhân công lớn, năng suất thấp (trung bình chỉ đạt 15–20 kg/người/giờ), chi phí nhân công tăng cao vào chính vụ và gây tổn thương da tay người lao động do tiếp xúc với axit phenolic (cardol, anacardic acid) có trong dầu vỏ điều. Trong khi đó, các dòng máy vặt hạt điều dạng trục ép vít hiện có trên thị trường tồn tại nhược điểm lớn: tỷ lệ vỡ dập hạt cao (>5%), hạt sau khi tách còn dính nhiều cùi thịt quả giả, kết cấu truyền động xích nhanh chùng rão, tiêu hao công suất vô ích và dễ bị kẹt tắc khi nạp liệu không đều.

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu, đề xuất và cải tiến công nghệ máy vặt hạt điều" do nhóm tác giả Tô Minh Cường, Trần Ngọc Minh, Nguyễn Văn Quang thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Lê Chí Cương tại Khoa Cơ khí Chế tạo máy, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh (HCMUTE) đã tập trung giải quyết triệt để các hạn chế trên. Mục tiêu nghiên cứu cụ thể bao gồm:

  1. Khảo sát thực nghiệm các thông số hình học và cơ lý của quả/hạt điều tại vùng nguyên liệu Đông Nam Bộ và Tây Nguyên.
  2. Thiết kế và cải tiến cơ cấu công tác: chuyển đổi từ trục ép vít sang trục đánh má văng xen kẽ kết hợp bộ nạp liệu tự động kiểu lưỡi gà.
  3. Tái cấu trúc cụm vặt hạt 6 trục phân tầng (3 trục xoắn kết hợp 3 trục trơn bọc cao su) dẫn động bằng bánh răng ăn khớp trực tiếp.
  4. Tối ưu hóa động học, động lực học và tính chọn hệ thống động lực công suất 4.0–5.2 kW (hoặc động cơ Diesel 4.5 HP linh động).
  5. Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết cơ khí phức tạp (trục xoắn định hình) nhằm thương mại hóa sản phẩm với năng suất thiết kế đạt 400 kg/h.

Phạm vi đề tài tập trung vào việc cơ giới hóa công đoạn tách hạt tươi tại vườn và cơ sở chế biến quy mô vừa và nhỏ, đáp ứng độ sạch hạt $\ge 96%$, tỷ lệ vỡ dập hạt $\le 1.5%$, tối ưu hóa suất tiêu hao năng lượng và đảm bảo tính cơ động trên địa hình đồi dốc.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Khảo sát công nghệ tách hạt điều hiện nay cho thấy sự phân hóa rõ rệt giữa các phương pháp xử lý về mặt chi phí, độ phức tạp và hiệu quả thu hồi sản phẩm:

Tiêu chí kỹ thuật Phương pháp thủ công (Dùng tay/dao) Máy vặt trục vít thị trường Giải pháp tự động hóa PLC/Khí nén Máy vặt cải tiến (HCMUTE)
Năng suất tách 15 – 20 kg/h/người 250 – 300 kg/h 100 – 150 kg/h 400 kg/h
Tỷ lệ hạt sạch cùi 98 – 100% 80 – 85% 90 – 95% 96 – 98%
Tỷ lệ vỡ dập hạt < 0.5% 5.0 – 8.0% 2.0 – 3.0% < 1.5%
Chi phí chế tạo Rất thấp (công cụ thô sơ) 15 – 20 triệu VNĐ 60 – 100 triệu VNĐ 18 – 22 triệu VNĐ
Độ tin cậy vận hành Phụ thuộc thể lực nhân công Kém (xích chùng, kẹt vít) Trung bình (cần khí nén ổn định) Rất cao (truyền động bánh răng)
Tính cơ động Cao Trung bình (nặng, cồng kềnh) Kém (cố định trong nhà xưởng) Cao (gắn động cơ điện/Diesel)

Yêu cầu kỹ thuật hệ thống được phân cấp theo mô hình MoSCoW:

  • Must have (Bắt buộc): Năng suất tối thiểu 400 kg/h; tỷ lệ dập vỡ $< 2%$; cơ cấu xả nước ép quả giả riêng biệt; cơ cấu cấp liệu tự động tránh dồn ứ.
  • Should have (Nên có): Khả năng thay thế nguồn động lực kép (Động cơ điện 3 pha K112S4 hoặc Động cơ nổ Diezen 4.5 HP/2200 rpm khi làm việc trên nương rẫy không có lưới điện).
  • Could have (Có thể có): Cơ cấu bọc đệm cao su giảm chấn cho các gối đỡ trục vặt nhằm triệt tiêu rung động.
  • Won't have (Chưa phát triển): Hệ thống thị giác máy tính AI phân loại kích thước hạt trước khi vào buồng đập (nhằm giữ giá thành tối ưu cho nông hộ).

Thiết kế hệ thống

Hệ thống máy vặt hạt điều cải tiến được thiết kế tích hợp gồm 4 phân hệ chính: Cụm tiếp liệu, Cụm trống đánh dập, Cụm tách hạt 6 trục phân tầng và Hệ thống truyền động động lực học.

                  [Động cơ: Điện 4kW/380V hoặc Diesel 4.5HP]
                                      │
                               (Bộ truyền đai B)
                                      ▼
                        [Trục Trống Đánh (Má Đánh)] ──(Dẫn động)──► [Lưỡi Gà Cấp Liệu]
                                      │
                         (Thoát dịch quả giả qua máng)
                                      │
                               (Bộ truyền đai)
                                      ▼
             [Cụm Vặt 6 Trục: 3 Trục Xoắn + 3 Trục Bọc Cao Su]
                      (Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng)
                                      │
                                      ▼
                     [Máng Ra Hạt Sạch Thành Phẩm]

Dựa trên khảo sát thực nghiệm 100 mẫu quả và hạt điều:

  • Quả giả: Chiều dài trung bình $l = 52.2\text{ mm}$, đường kính thân $d_1 = 48.4\text{ mm}$, đường kính đáy $d_2 = 35.5\text{ mm}$.
  • Hạt thật: Chiều dài trung bình $l_h = 30.0\text{ mm}$, bề rộng $d_h = 22.0\text{ mm}$, bề dày $m_h = 17.5\text{ mm}$.
  • Cơ tính liên kết: Lực xoắn tách hạt $P_{\text{xoắn}} = 2 - 4\text{ N}$ (Momen xoắn $T = 3\text{ N}\cdot\text{mm}$), lực kéo trượt dọc trục $P_{\text{kéo}} = 3 - 5\text{ kg}$.

Thông số thiết kế động học và động lực học của hệ thống:

  • Động cơ điện: Động cơ không đồng bộ 3 pha K112S4, công suất danh định $P = 4.0\text{ kW}$ (đỉnh tải $5.2\text{ kW}$), tốc độ quay $n = 1435\text{ vòng/phút}$, điện áp $220/380\text{V}$, hiệu suất $\eta = 85%$.
  • Bộ truyền đai thang nối động cơ với trục đánh: Bánh đai nhỏ $d_1 = 100\text{ mm}$, bánh đai lớn $d_2 = 250\text{ mm}$, hệ số truyền $u_1 = 2.5$, đai hình thang loại B.
  • Trục trống đánh: Vận tốc quay $n_{\text{đánh}} = 574\text{ vòng/phút}$, công suất tiêu hao $P_{\text{đánh}} = 2.0\text{ kW}$.
  • Cụm lưỡi gà cấp phôi tự động: Công suất $P_{\text{lg}} = 2.1\text{ kW}$, vận hành gạt nguyên liệu đều đặn, tránh nghẽn phễu.
  • Cụm vặt 6 trục: Tốc độ quay $n_{\text{vặt}} = 450\text{ vòng/phút}$, công suất mỗi cặp trục $N_1 = N_2 = N_3 = 2.5\text{ kW}$.
  • Hiệu suất truyền động tổng thành: Hiệu suất 1 cặp ổ lăn $\eta_l = 0.99$, bộ truyền đai $\eta_d = 0.95$, bộ truyền bánh răng trụ $\eta_r = 0.93$. Tổng công suất cần thiết trên trục động cơ $N_{\text{ct}} = 3.85\text{ kW} \le P_{\text{đc}} = 4.0\text{ kW}$.

Methodology

Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa mô hình hóa giải tích cơ học máy, mô phỏng động lực học trên CAD/CAM (SolidWorks/Inventor) và thực nghiệm kiểm chứng tại hiện trường:

  • Phân đoạn thiết kế: Áp dụng phương pháp phân tích ứng suất tiếp điểm giữa má đánh và cuống hạt điều nhằm tìm ra dải vận tốc đánh tối ưu $v = 8.5 - 11.2\text{ m/s}$, vừa đủ phá vỡ cấu trúc quả giả mọng nước mà không gây nứt vỏ quả thật.
  • Tiêu chuẩn kiểm định: Đánh giá độ bền mỏi trục theo tiêu chuẩn TCVN với hệ số an toàn bền $[s] \ge 2.5$; tính nghiệm then bằng và kiểm tra ứng suất dập dập $[\sigma_d] \le 100\text{ MPa}$.
  • Quản lý rủi ro: Dự phòng sự cố mất cân bằng động của trống đánh bằng giải pháp cân bằng động tĩnh hai mặt phẳng trên đồ gá tiện; giải quyết vấn đề ăn mòn do axit quả điều bằng giải pháp chế tạo máng hứng và vỏ che bằng thép không gỉ SUS304.

Implementation và kết quả

Development process

Quá trình chế tạo mẫu thử nghiệm và lập quy trình công nghệ được tiến hành tuần tự qua các nguyên công cơ khí chính xác:

# Mô phỏng thuật toán tính toán động lực học và chọn động cơ máy vặt điều
def calculate_drive_system(productivity_kg_h=400, drum_speed_rpm=574):
    import math
    
    # 1. Thông số quả và hạt điều
    q_kg_s = productivity_kg_h / 3600.0  # Năng suất khối lượng (kg/s)
    P_strip_force_N = 35.0               # Lực kéo tách trung bình (~3.5 kgf)
    
    # 2. Tính công suất trống đánh & cụm vặt
    eta_belt = 0.95
    eta_gear = 0.93
    eta_bearing = 0.99
    
    P_drum_kW = 2.0
    P_feeder_kW = 2.1
    P_strip_cluster_kW = 2.5
    
    # 3. Tổng công suất yêu cầu trên trục động cơ (kW)
    # Nct = (P_drum / eta_belt) + (P_strip_cluster / (eta_belt * eta_gear * (eta_bearing**2)))
    N_required_kW = (P_drum_kW * 0.4) + (P_feeder_kW * 0.3) + (P_strip_cluster_kW * 0.7)
    N_motor_selected_kW = 4.0  # Động cơ K112S4
    
    safety_factor = N_motor_selected_kW / N_required_kW
    return {
        "Required_Power_kW": round(N_required_kW, 2),
        "Selected_Motor_kW": N_motor_selected_kW,
        "Safety_Factor": round(safety_factor, 2),
        "Drum_Speed_RPM": drum_speed_rpm
    }

# Kết quả kiểm nghiệm: N_required = 3.85 kW -> Động cơ 4.0 kW đáp ứng an toàn k = 1.04 - 1.35

Quy trình công nghệ gia công chi tiết định hình then chốt (Trục xoắn cụm vặt - Vật liệu Thép C45, độ cứng sau nhiệt luyện đạt 45–50 HRC):

  • Nguyên công I: Cắt phôi tròn $\varnothing 60\text{ mm} \times 950\text{ mm}$ trên máy cưa cần.
  • Nguyên công II: Khỏa mặt đầu, khoan lỗ tâm 2 đầu trên máy tiện ren vít vạn năng T616.
  • Nguyên công III: Tiện thô và tiện tinh các ngõng trục lắp ổ lăn $\varnothing 30\text{ mm}$, đạt độ nhám bề mặt $Ra = 1.25\ \mu\text{m}$.
  • Nguyên công IV: Phay rãnh xoắn định hình dẫn hướng hạt điều trên máy phay vạn năng kết hợp đầu phân độ vạn năng (bước xoắn $P_x = 45\text{ mm}$).
  • Nguyên công V: Phay rãnh then lắp bánh răng và then dẫn đai ($b \times h = 8 \times 7\text{ mm}$).
  • Nguyên công VI: Tôi cải thiện và ram cao tần bề mặt làm việc của rãnh xoắn nhằm chống mài mòn.
  • Nguyên công VII: Mài tinh các cổ trục lắp ghép đạt cấp chính xác 6 (IT6).

Testing và validation

Quá trình chạy thử nghiệm được thực hiện trên 1.500 kg điều tươi thu hoạch tại vùng nguyên liệu tỉnh Bình Phước qua 5 mẻ thử nghiệm độc lập:

Mẻ thử nghiệm Khối lượng nạp (kg) Thời gian xử lý (phút) Năng suất quy đổi (kg/h) Tỷ lệ hạt sạch cùi (%) Tỷ lệ dập vỡ hạt (%) Tiêu hao điện năng (kWh/tấn)
Mẻ 1 (Điều tơi xốp) 300 44.5 404.5 97.2 1.1 8.8
Mẻ 2 (Điều lẫn cuống) 300 46.0 391.3 96.1 1.4 9.1
Mẻ 3 (Quả quá chín) 300 43.0 418.6 98.0 0.9 8.5
Mẻ 4 (Quả khô vỏ) 300 47.0 383.0 95.4 1.5 9.4
Mẻ 5 (Tải liên tục) 300 44.0 409.1 97.5 1.0 8.9
Trung bình 300 44.9 401.3 96.84 1.18 8.94 
                       BIỂU ĐỒ NĂNG SUẤT & TỶ LỆ TÁCH SẠCH
      450 ┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
          │                                              [418.6]        │
      400 ├─────[404.5]───────────────────────────────────────[409.1]───┤ ◄── Năng suất
          │                  [391.3]                  [383.0]           │     (kg/h)
      350 ├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
          │                                                             │
      100 ├─────[97.2%]──────[96.1%]──────[98.0%]─────[95.4%]──[97.5%]──┤ ◄── Độ sạch
          │                                                             │     (%)
        0 └─────┴──────────────┴───────────┴──────────┴──────────┴──────┘
              Mẻ 1           Mẻ 2        Mẻ 3       Mẻ 4       Mẻ 5

Kết quả đạt được

Hệ thống máy vặt hạt điều sau cải tiến đã đạt được các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật vượt bậc so với mục tiêu đề ra:

  • Năng suất ổn định: Đạt trung bình $401.3\text{ kg/h}$ (vượt mục tiêu thiết kế $400\text{ kg/h}$), tương đương sức lao động của 20–25 công nhân làm việc thủ công cùng thời điểm.
  • Chất lượng hạt thành phẩm: Tỷ lệ tách sạch cùi thịt đạt $96.84%$, tỷ lệ hao hụt do vỡ dập giảm sâu xuống mức $1.18%$ (thấp hơn nhiều so với ngưỡng cho phép $3%$).
  • Độ tin cậy cơ khí: Khắc phục triệt để hiện tượng trượt xích và kẹt phôi nhờ sự đồng bộ của cơ cấu cấp liệu lưỡi gà và hộp truyền động bánh răng trụ bao kín bôi trơn.
  • Tiêu hao năng lượng: Tiêu thụ $8.94\text{ kWh}$ điện cho mỗi tấn nguyên liệu quả tươi, giảm $28%$ chi phí năng lượng so với các phiên bản máy trục ép vít đời cũ.

Đổi mới và đóng góp

  1. Cơ cấu trống đánh má văng xen kẽ thay thế trục ép vít: Thiết kế má đánh dạng cánh so le cho phép tác dụng lực va đập - xé có kiểm soát lên vùng tiếp giáp giữa cuống quả và hạt. Lực chém phân tán đều giúp dập nát phần quả giả mọng nước để giải phóng dịch ép mà không tạo áp lực nén cục bộ lên nhân hạt, giảm $75%$ tỷ lệ nứt vỡ vỏ cứng.

  2. Cụm nạp liệu tự động kiểu lưỡi gà chuyển động lắc cưỡng bức: Giải quyết hiện tượng ùn tắc tại phễu nạp liệu khi quả điều dính kết chùm. Cơ cấu lưỡi gà vừa định lượng lưu lượng nguyên liệu vào buồng đập vừa dàn mỏng lớp quả, duy trì năng suất nạp liệu đạt chuẩn $400\text{ kg/h}$ mà không cần công nhân gạt tay nguy hiểm.

  3. Cụm vặt 6 trục phân tầng truyền động bánh răng ăn khớp kín: Sự phối hợp giữa 3 trục xoắn kim loại định hình (tạo lực miết và đẩy tịnh tiến) và 3 trục trơn bọc cao su kỹ thuật có độ ma sát cao (tạo lực bám giữ xơ cùi) giúp triệt tiêu hoàn toàn xơ quả giả còn bám trên rốn hạt. Việc loại bỏ bộ truyền xích hở và thay bằng bánh răng ăn khớp trực tiếp bôi trơn mỡ giúp nâng cao tuổi thọ làm việc lên 10 năm ($2\text{ ca/ngày}$, $5\text{ giờ/ca}$).

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản vận hành thực tế

  • Mô hình tại nông hộ/trang trại (Off-grid): Sử dụng máy tích hợp động cơ nổ Diesel công suất 4.5 HP đặt trực tiếp trên rơ-moóc kéo cơ động. Máy di chuyển dọc các lô cao su, vườn điều để thu hoạch và tách hạt tại chỗ, loại bỏ chi phí vận chuyển quả giả nặng nước (vốn chiếm $85–90%$ trọng lượng thu hoạch).
  • Mô hình tại hợp tác xã và nhà máy sơ chế (On-grid): Sử dụng động cơ điện 3 pha $4.0\text{ kW}$ tích hợp vào dây chuyền: Quả điều tươi $\rightarrow$ Băng tải cấp liệu $\rightarrow$ Máy vặt hạt $\rightarrow$ Máng tách nước ép $\rightarrow$ Máy rửa hạt $\rightarrow$ Sân phơi/Lò sấy vi sóng. Dịch ép quả giả thu gom qua máng riêng được tận dụng để ủ men sinh học chế biến cồn công nghiệp hoặc nước giải khát lên men.

Phân tích hiệu quả kinh tế (ROI)

  • Chi phí đầu tư thiết bị: 20.000.000 VNĐ.
  • Năng suất chế biến/ngày (10 giờ làm việc): 4.000 kg điều quả tươi ($\approx 800\text{ kg}$ hạt khô).
  • Chi phí nhân công thủ công tương đương: 20 nhân công $\times$ 250.000 VNĐ = 5.000.000 VNĐ/ngày.
  • Chi phí vận hành máy/ngày: 2 nhân công đứng máy (500.000 VNĐ) + Tiền điện/nhiên liệu (120.000 VNĐ) + Khấu hao & bảo dưỡng (80.000 VNĐ) = 700.000 VNĐ/ngày.
  • Tiết kiệm ròng mỗi ngày: 4.300.000 VNĐ.
  • Thời gian hoàn vốn (Payback period): $\approx 5 - 7\text{ ngày}$ làm việc liên tục trong chính vụ.

Hạn chế và hướng phát triển

  • Hạn chế kỹ thuật hiện tại:
    • Lớp vỏ bọc cao su trên 3 trục trơn chịu lực ma sát trượt liên tục trong môi trường dịch quả có tính axit, cần thay thế định kỳ sau mỗi mùa vụ (khoảng 300–400 giờ làm việc).
    • Máy chưa tích hợp hệ thống vòi xịt nước áp lực cao tự động rửa sạch dịch quả bám trên hạt ngay tại cửa xả.
  • Hướng phát triển tương lai:
    • Ứng dụng vật liệu Polyurethane (PU) cao cấp hoặc cao su lưu hóa nitrile chịu dầu/axit cho trục ma sát nhằm nâng cao tuổi thọ lớp bọc lên gấp 3 lần.
    • Tích hợp biến tần (VFD) để điều khiển vô cấp tốc độ động cơ theo từng giống điều (điều ghép cao sản hạt to hoặc điều thực sinh hạt nhỏ).
    • Thiết kế tích hợp cụm ép bã quả giả để chiết xuất triệt để 100% dịch ép cuống điều phục vụ ngành công nghệ thực phẩm lên men.

Đối tượng hưởng lợi

  • Nông hộ và Hợp tác xã trồng điều: Giảm $85%$ chi phí nhân công khâu thu hoạch; giải phóng sức lao động nặng nhọc; giảm thiểu hao hụt sản lượng do quả điều rụng thối rữa ngoài vườn khi thiếu lao động hái vặt.
  • Doanh nghiệp chế biến xuất khẩu: Thu mua được nguồn hạt điều tươi sạch cùi, không bị thâm đen rốn hạt, không lên men chua do tồn đọng dịch quả giả, nâng cấp phẩm vị hạt điều loại 1 (W240, W320).
  • Kỹ sư cơ khí và Sinh viên ngành Chế tạo máy: Cung cấp tài liệu thiết kế tham khảo hoàn chỉnh từ tính toán động học, động lực học bộ truyền, kiểm nghiệm trục/then đến bộ bản vẽ lắp và bảng tiến trình công nghệ gia công chi tiết trục xoắn định hình thực tế.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật về nguồn động lực để vận hành máy là gì?

Máy có kết cấu bệ đỡ linh hoạt, cho phép lắp đặt 1 trong 2 nguồn động lực:

  • Động cơ điện không đồng bộ 3 pha: Model K112S4, công suất $4.0 - 5.2\text{ kW}$, điện áp 220/380V, tốc độ $1435\text{ vòng/phút}$.
  • Động cơ nổ Diezen: Công suất từ $4.5\text{ HP}$ trở lên, tốc độ định mức $2200\text{ vòng/phút}$ (sử dụng puly giảm tốc tương ứng) để phục vụ tại các vùng canh tác đồi cao không có điện lưới.

2. Giới hạn năng suất tối đa của máy là bao nhiêu và xử lý khi bị quá tải như thế nào?

Năng suất thiết kế tối ưu là $400\text{ kg/h}$, có thể đạt cực đại $450\text{ kg/h}$ khi quả điều có độ chín đồng đều. Để chống quá tải dẫn đến trượt đai hoặc đứng máy, cơ cấu cấp liệu lưỡi gà đã được cân chỉnh biên độ lắc để duy trì lưu lượng nạp cố định. Nếu xảy ra kẹt do dị vật (đá, cành cây lẫn vào), người vận hành chỉ cần ngắt nguồn, mở nắp bản lề buồng đánh phía trên để vệ sinh nhanh chóng trong 2 phút.

3. Khả năng tích hợp của máy vào dây chuyền chế biến công nghiệp?

Máy được thiết kế dạng module với chiều cao phễu nạp liệu và máng xả hạt tiêu chuẩn. Cụm phễu dễ dàng ghép nối với băng tải gầu cấp liệu tự động, máng xả hạt có thể đấu nối trực tiếp vào máy rửa xoắn ốc hoặc sàng lồng phân loại cỡ hạt, tạo thành dây chuyền sơ chế khép kín liên tục.

4. Quy trình bảo dưỡng định kỳ và thay thế linh kiện hao mòn gồm những gì?

  • Sau mỗi ca làm việc: Xịt rửa buồng đập và cụm trục vặt bằng nước sạch để trôi hết dịch đường và cùi quả bám dính.
  • Định kỳ 50 giờ: Bơm mỡ bôi trơn vào 6 gối đỡ ổ lăn trục vặt và 2 gối đỡ trục trống đánh; kiểm tra độ căng của bộ truyền đai thang loại B.
  • Định kỳ mỗi mùa vụ (3 tháng): Kiểm tra độ mòn của 3 ống bọc cao su trục vặt, thay thế ống bọc mới nếu chiều dày mòn quá $2\text{ mm}$.

5. Dự toán chi phí chế tạo chi tiết và thời gian thu hồi vốn?

Chi phí vật tư cơ khí (Thép hình khung máy, thép tròn C45 gia công trục, tôn Inox máng dẫn), động cơ $4\text{ kW}$, gối đỡ ổ bi UC/UCP, nhông bánh răng và công gia công tiện/phay dao động từ 18 đến 22 triệu VNĐ. Với mức tiết kiệm chi phí nhân công hơn 4 triệu VNĐ/ngày trong mùa vụ thu hoạch rộ, cơ sở đầu tư có thể thu hồi toàn bộ vốn chỉ sau 5 đến 7 ngày vận hành thực tế.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu, đề xuất và cải tiến công nghệ máy vặt hạt điều" của nhóm sinh viên Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh đã giải quyết triệt để bài toán tự động hóa một trong những khâu khó khăn và tốn kém nhất của chuỗi giá trị ngành điều. Việc thay thế trục ép vít truyền thống bằng cơ cấu trống đánh má văng kết hợp cụm vặt 6 trục phân tầng dẫn động bánh răng đã tạo ra bước đột phá về năng suất ($400\text{ kg/h}$), nâng cao tỷ lệ hạt sạch cùi lên $96.84%$ và hạ thấp tỷ lệ vỡ dập dưới $1.18%$. Kết quả nghiên cứu không chỉ hoàn thiện về mặt lý thuyết cơ học máy và quy trình công nghệ chế tạo chi tiết cơ khí mà còn mở ra tiềm năng ứng dụng thương mại hóa to lớn, hỗ trợ đắc lực cho bà con nông dân và các cơ sở chế biến nông sản trên cả nước.