Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Tại Việt Nam, cây dừa là một trong những loại cây công nghiệp và cây ăn quả có giá trị kinh tế quan trọng, phân bố tập trung chủ yếu tại các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long (chiếm khoảng 70% diện tích) như Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng, Cà Mau, Tiền Giang và vùng Duyên hải Nam Trung Bộ (chiếm khoảng 20%) như Bình Định. Theo số liệu thống kê được nêu trong đồ án, diện tích trồng dừa của cả nước đạt khoảng 200.000 ha với sản lượng trung bình hàng năm ước tính 2 tỷ trái. Tuy nhiên, khâu sơ chế dừa khô—đặc biệt là công đoạn bóc tách vỏ xơ dừa—tại các cơ sở chế biến (tiêu biểu như khu vực Giồng Trôm, tỉnh Bến Tre) vẫn phụ thuộc chủ yếu vào phương pháp thủ công dùng mũi giáo. Quá trình này đòi hỏi nhiều nhân công, tiêu tốn sức lao động, tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn lao động cao và cho năng suất hạn chế.

Mặc dù trên thị trường và trong các nghiên cứu trước đây đã xuất hiện một số mô hình máy bóc vỏ dừa, song việc áp dụng vào thực tế sản xuất vẫn gặp nhiều trở ngại do cấu tạo phức tạp, giá thành cao, chưa tự động hóa hoàn toàn khâu cấp phôi hoặc làm nát xơ dừa, vỡ gáo dừa. Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn đó, đề tài "Nghiên cứu và chế tạo máy bóc vỏ dừa khô" được nhóm tác giả thực hiện nhằm thiết kế một hệ thống máy cơ điện tử có khả năng tự động hóa công đoạn cấp phôi, bóc vỏ và đẩy sản phẩm ra ngoài.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu được xác định cụ thể trong văn bản bao gồm:

  1. Thu thập thông tin, khảo sát thực tế về sản lượng, phân loại và đặc tính kích thước hình học của các giống dừa phổ biến tại Việt Nam (đặc biệt tại tỉnh Bến Tre).
  2. Ứng dụng kiến thức kỹ thuật cơ khí và điều khiển để tính toán, thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh mô hình máy bóc vỏ dừa khô.
  3. Thiết kế và tích hợp hệ thống tự động hóa khâu cấp phôi và đưa sản phẩm ra ngoài với năng suất định mức mục tiêu 500 quả/giờ, tỷ lệ bóc sạch vỏ đạt từ 90% đến 95%, xơ dừa sau khi tách được chia thành 4 đến 5 phần mà không bị đứt nát vụn.
  4. Tiến hành thực nghiệm vận hành, đánh giá các thông số hoạt động, phân tích ưu nhược điểm và hiệu chỉnh máy sau chế tạo.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án gồm: kích thước và kết cấu quả dừa khô; các phương pháp cơ học tách vỏ dừa; cấu trúc cơ khí máy (bộ phận bóc vỏ, bộ phận giữ phôi, hệ thống cấp phôi tự động); hệ thống điều khiển điện (PLC, cảm biến sợi quang, động cơ DC và động cơ xoay chiều); tính ổn định, độ an toàn và năng suất làm việc của máy.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào việc khảo sát thực địa tại các xưởng sơ chế dừa ở huyện Giồng Trôm, tỉnh Bến Tre; thiết kế và thi công hệ thống máy thực tế bao gồm cơ cấu bóc trục rulo răng nhọn, cơ cấu mâm xoay cấp phôi tự động có sức chứa 15 quả, tủ điều khiển điện sử dụng PLC LOGO! 12RCL, cùng việc thực nghiệm và hiệu chỉnh qua 5 lần chạy thử.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án xây dựng trên nguyên lý cơ học bóc tách vỏ dừa: vỏ dừa được bóc tách khỏi gáo dừa nhờ lực tác dụng tập trung từ cơ cấu bóc nhằm phá vỡ liên kết giữa các sợi xơ dừa, kết hợp với chuyển động xoay cưỡng bức của quả dừa hoặc lực xoay từ chính các trục bóc.

Văn bản hệ thống hóa 4 phương pháp bóc vỏ dừa cơ bản:

  • Phương pháp thủ công: Người thợ dùng mũi giáo cắm sâu vào vỏ dừa khoảng 1/2 chiều dài quả, dùng lực đẩy của cánh tay bẩy vỏ ra, thực hiện lặp lại từ 3 đến 4 lần quanh chu vi quả.
  • Phương pháp răng bóc cố định trên trục rulo: Quả dừa được đặt vào khe giữa hai trục rulo quay ngược chiều nhau, các răng nhọn cắm sâu vào lớp vỏ và xé tách xơ dừa ra trong khoảng thời gian từ 6 đến 10 giây.
  • Phương pháp dùng răng cánh vít: Hai trục gắn cánh vít quay ngược chiều cuốn và xé xơ dừa thành từng mảnh nhỏ.
  • Phương pháp định tâm và tách bằng khâu khớp thủy lực: Định tâm quả dừa ở hai đầu, sau đó dùng các cơ cấu khớp răng điều khiển bằng xi lanh thủy lực để ép và tách vỏ thành nhiều phần.

Phương pháp nghiên cứu thực tế được nhóm tác giả kết hợp đồng bộ bao gồm:

  • Phương pháp khảo sát thực địa: Thu thập số liệu kích thước dừa, quy trình sơ chế và điều kiện làm việc thực tế tại các cơ sở chế biến dừa ở tỉnh Bến Tre.
  • Phương pháp nghiên cứu tài liệu và tính toán kỹ thuật: Sử dụng tài liệu chuyên ngành tính toán chi tiết máy để thiết kế động học, tính toán công suất động cơ, kiểm nghiệm độ bền bộ truyền xích, xác định ứng suất và lực cắt bóc tách vỏ.
  • Phương pháp phân tích - so sánh: Đánh giá ưu nhược điểm của các giải pháp công nghệ hiện có và các phương án thiết kế để chọn giải pháp tối ưu.
  • Phương pháp thực nghiệm chế tạo: Gia công cơ khí, lắp ráp hệ thống điện - điều khiển, chạy thử nghiệm mẫu máy qua 5 giai đoạn thực nghiệm trực tiếp trên quả dừa khô để đánh giá tỷ lệ bóc sạch và độ ổn định vận hành.

Nguồn dữ liệu của đồ án bắt nguồn từ các kết quả đo đạc thực tế trên giống dừa tại Bến Tre, số liệu đo lực bóc bằng cân điện tử, các tiêu chuẩn tra cứu bộ truyền cơ khí và catalog thiết bị điện công nghiệp (Keyence, Omron, Siemens).

Thiết kế và triển khai

Hệ thống máy bóc vỏ dừa khô được thiết kế và chế tạo bao gồm hai phân hệ chính: hệ thống cơ khí (cơ cấu bóc vỏ và cơ cấu cấp phôi) và hệ thống điện điều khiển tự động.

Tính toán và thiết kế cơ khí

Để chọn động cơ và thiết kế hệ thống dẫn động, lực bóc vỏ dừa được xác định qua thực nghiệm đo lực cắm tách bằng cân điện tử, ghi nhận chỉ số 32,7 kg (tương đương lực tác dụng $F \approx 320,78\text{ N}$). Với tốc độ quay yêu cầu trên trục bóc chính là $n_1 = 40\text{ - }41\text{ vòng/phút}$, công suất tính toán yêu cầu trên trục công tác được xác định là $P_{ct} = 0,588\text{ kW}$.

Hệ thống dẫn động từ động cơ sang trục bóc sử dụng bộ truyền xích con lăn với các thông số kỹ thuật được tính toán và kiểm nghiệm:

Thông số bộ truyền xích Giá trị thiết kế Đơn vị
Công suất cần truyền ($P$) 0,588 kW
Số vòng quay trục động cơ ($n$) 140 vòng/phút
Số vòng quay trục công tác ($n_1$) 40 vòng/phút
Tỷ số truyền ($u_{xich}$) 3,5 -
Số răng đĩa xích dẫn ($Z_1$) 15 răng
Số răng đĩa xích bị dẫn ($Z_2$) 52 răng
Bước xích ($p$) 12,7 mm
Khoảng cách trục ($a$) 349 mm
Số mắt xích ($x$) 70 mắt
Hệ số an toàn kiểm nghiệm ($S$) 8,2 -
Đường kính vòng chia đĩa dẫn ($d_1$) 91,62 mm

Bộ phận bóc vỏ chính gồm 2 trục rulo quay ngược chiều nhau (một trục có gắn răng bóc dạng tam giác nhọn và một trục rulo trơn không răng), kết hợp hệ thống bánh răng ăn khớp, thanh gá tách xơ và máng trượt thoát xơ dừa.

Cơ cấu cấp phôi tự động bao gồm khung chứa phôi hình trụ cao 1,3 m có sức chứa tối đa 15 quả dừa, đáy khung bố trí mâm xoay dẫn động bởi động cơ DC giảm tốc kết hợp thanh gạt định hướng, đưa từng quả dừa rơi tuần tự vào khe bóc của hai trục rulo.

Thiết kế và lắp ráp hệ thống điện điều khiển

Phần điều khiển được cấu hình để đáp ứng chu trình làm việc: hai trục rulo quay trong 7 giây để bóc sạch vỏ quả dừa, sau đó cơ cấu cấp phôi sẽ kích hoạt để nạp quả dừa tiếp theo trong vòng 1 giây.

Danh mục và thông số các thiết bị điện - tự động hóa chính được triển khai:

  • Bộ điều khiển lập trình (PLC): Siemens LOGO! 12RCL, nguồn cấp 12VDC; ngõ vào digital nhận tín hiệu từ cảm biến sợi quang ($I_1$) và các nút nhấn Start ($I_2$), Stop ($I_3$), Reset ($I_4$); ngõ ra điều khiển relay đóng ngắt nguồn động cơ ($Q_1$) và các đèn báo trạng thái ($Q_2, Q_3, Q_4$).
  • Động cơ cấp phôi: Động cơ DC giảm tốc Tokushudenso TD2722M-240, điện áp 24VDC, công suất 30W, dòng định mức 2,1A, mô-men định mức 98 Nm; vận tốc qua hộp giảm tốc 2GN10XK (tỷ số truyền 10:1) đạt 300 vòng/phút.
  • Module điều khiển tốc độ động cơ DC: Dải điện áp 12V–24VDC, dòng chịu tải cực đại 5A, công suất ra tối đa 120W, điều chế độ rộng xung PWM từ 0% đến 100%.
  • Cảm biến phát hiện phôi: Cảm biến sợi quang Keyence PS2-61, nguồn 12–24VDC, ngõ ra NPN cực đại 100mA, thời gian đáp ứng 0,5 giây, tích hợp hai chế độ vận hành Light-on và Dark-on.
  • Relay trung gian: Omron MY2N 12VDC, dòng định mức tiếp điểm 5A, cuộn hút 12VDC, đóng vai trò đệm công suất bảo vệ ngõ ra PLC khi đóng ngắt module điều khiển động cơ mâm xoay.
  • Động cơ chính: Động cơ 3 pha có hộp giảm tốc, tốc độ ngõ ra 140 vòng/phút, được chuyển đổi đấu nối sang sử dụng nguồn điện xoay chiều 1 pha 220V qua tụ khởi động để phù hợp với điều kiện lưới điện sinh hoạt và sản xuất quy mô vừa/nhỏ.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu

Chương 1 làm rõ tính cấp thiết của việc cơ giới hóa và tự động hóa khâu sơ chế dừa khô tại Việt Nam. Nội dung nêu bật ý nghĩa thực tiễn của đề tài trong việc giải phóng sức lao động thủ công nguy hiểm, tăng năng suất sơ chế. Chương này xác định rõ mục tiêu nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu (quả dừa, cơ cấu bóc, hệ thống cấp phôi và mạch điều khiển PLC), phạm vi nghiên cứu tại Bến Tre, cùng 5 phương pháp nghiên cứu nền tảng và tóm tắt bố cục 6 chương của đồ án.

Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài

Chương 2 trình bày tiềm năng kinh tế và đặc tính sinh học của các giống dừa phổ biến tại Việt Nam. Văn bản phân loại chi tiết các nhóm dừa chính: dừa ta (chuyên dùng chế biến công nghiệp và ép dầu), dừa dâu (sai trái, năng suất 80–100 trái/cây/năm), và nhóm dừa lùn chuyên lấy nước (gồm dừa xiêm xanh, xiêm đỏ, xiêm lục, xiêm lửa).

Quy chuẩn kích thước hình học của quả dừa được xác lập phục vụ thiết kế:

  • Dừa cỡ lớn: Đường kính dọc từ 20 đến 22 cm, đường kính ngang từ 16 đến 19,5 cm.
  • Dừa cỡ nhỏ: Đường kính dọc từ 15 đến 18 cm, đường kính ngang từ 12 đến 15 cm.

Chương này cũng tổng thuật cấu tạo phân lớp của quả dừa, khảo sát hoạt động tại xưởng sơ chế ở Giồng Trôm (Bến Tre), đồng thời phân tích chi tiết ưu nhược điểm của 4 loại máy bóc vỏ dừa hiện có trên thị trường: máy thủy lực của Công ty TNHH Nhứt Thống, máy của sinh viên HUTECH, máy trục vít của Ấn Độ và máy bóc vỏ của Thái Lan.

Chương 3: Cơ sở lý thuyết

Chương 3 đi sâu vào nguyên lý vật lý và cơ học của quá trình tách vỏ dừa. Tác giả phân tích cụ thể sơ đồ động lực học và bản chất công nghệ của 4 phương pháp: bóc thủ công bằng mũi giáo, bóc bằng răng cố định hình nón trên trục rulo, bóc bằng răng cánh vít và phương pháp định tâm kết hợp khâu khớp truyền động thủy lực. Các phân tích này làm cơ sở lý thuyết để lựa chọn phương án truyền động và kết cấu dụng cụ bóc.

Chương 4: Phương hướng và các giải pháp chế tạo

Chương 4 xác lập các yêu cầu kỹ thuật của đề tài: tự động hóa khâu cấp và thoát phôi, tỷ lệ tách sạch cao, năng suất đạt 500 quả/giờ, xơ dừa không bị đứt nát vụn (chia từ 4 đến 5 phần). Trên cơ sở đó, tác giả xây dựng và so sánh 3 phương án công nghệ:

  • Phương án 1 (Tách dạng múi): Mô phỏng cơ cấu bóc thủ công bằng dẫn động động cơ; nhược điểm là năng suất thấp, kết cấu cơ khí không an toàn.
  • Phương án 2 (Tách bằng răng bóc tam giác trên 2 trục rulo): Kết cấu đơn giản, chi phí thấp, an toàn, dễ gia công chế tạo.
  • Phương án 3 (Tách bằng răng dạng cánh vít): Bóc sạch và tự thoát phôi nhưng cánh vít gia công phức tạp, nhanh mòn, xơ dừa bị xé sợi vụn.

Nhóm tác giả quyết định chọn Phương án 2 (răng tam giác trên trục rulo) làm giải pháp thi công, đồng thời lập sơ đồ tiến độ thực hiện công việc từ khâu nhận đề tài, khảo sát, thiết kế bản vẽ đến chế tạo và đánh giá thực nghiệm.

Chương 5: Bản vẽ chế tạo, tính toán phần cơ khí

Chương 5 trình bày toàn bộ các phương án bản vẽ thiết kế 2D/3D cho từng cụm chi tiết và cụm tổng thể:

  • Bản vẽ cụm máy bóc chính: So sánh phương án 1 (cả 2 trục rulo đều gắn răng) và phương án 2 (1 trục gắn răng bóc, 1 trục trơn kết hợp thanh gá tách xơ và bệ đỡ thoát phôi). Nhóm chọn phương án 2 nhằm giảm chi phí, chống kẹt xơ dừa.
  • Bản vẽ hệ thống cấp phôi: So sánh phễu nạp trọng lực (dễ kẹt phôi, khó tự động hóa) và hệ thống khung chứa phôi lớn tích hợp mâm xoay dẫn động bằng động cơ DC và thanh gạt phôi.
  • Bản vẽ lắp ráp tổng thể kết hợp cụm cấp phôi tháo rời và khung máy chính.
  • Tính toán cơ học chi tiết: Xác định lực bóc thực tế ($F = 32,7\text{ kg} \approx 320,78\text{ N}$), tính chọn công suất động cơ ($P_{ct} = 0,588\text{ kW}$), thiết kế bộ truyền xích dẫn động ($u = 3,5$; $Z_1 = 15$; $Z_2 = 52$; $p = 12,7\text{ mm}$; khoảng cách trục $a = 349\text{ mm}$; số mắt xích $x = 70$; hệ số an toàn bền $S = 8,2$).

Chương 6: Chế tạo thử nghiệm, thực nghiệm và đánh giá

Chương 6 ghi nhận toàn bộ quá trình thi công thực tế phần cơ khí (hàn khung đỡ, tiện trục rulo, chế tạo khung chứa phôi 15 quả), lắp ráp tủ điện điều khiển (đấu nối PLC Siemens LOGO!, bộ nguồn 24VDC/12VDC, cảm biến sợi quang Keyence PS2-61, relay trung gian Omron MY2N, module điều tốc PWM và động cơ điện). Chương này trình bày chi tiết sơ đồ khối chức năng, sơ đồ khối phần cứng, sơ đồ layout bảng điện, nguyên lý hoạt động và chương trình điều khiển PLC.

Quá trình chạy thử máy được thực hiện qua 5 giai đoạn thực nghiệm trực tiếp để căn chỉnh khe hở rulo, tốc độ quay của mâm cấp dừa, độ nhạy cảm biến quang và thời gian bóc của chu trình nhằm đạt tỷ lệ làm sạch vỏ dừa tối thiểu 90%.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

Đồ án đã chế tạo thành công mẫu máy bóc vỏ dừa khô hoàn chỉnh tích hợp cơ khí và điều khiển tự động với các thông số vận hành thực tế:

  • Chế tạo thành công cơ cấu cấp phôi tự động dạng mâm xoay với khung chứa có khả năng nạp 15 quả dừa mỗi lượt nạp liệu.
  • Tự động hóa chu trình cấp dừa và bóc dừa thông qua cảm biến quang Keyence PS2-61 và PLC LOGO! 12RCL: thời gian hoàn thành bóc sạch 1 quả dừa là 7 giây, thời gian cấp 1 quả tiếp theo là 1 giây.
  • Năng suất máy tính toán theo chu trình đạt yêu cầu thiết kế (~450–500 quả/giờ).
  • Quả dừa sau khi qua hệ thống đạt độ sạch vỏ trên 90–95%, đáp ứng tiêu chuẩn sản phẩm dừa khô sơ chế.
  • Hệ thống máy bảo đảm an toàn cho người vận hành do không cần dùng tay đè ép quả dừa trong quá trình bóc như các mẫu máy bán tự động trước đây.

Đóng góp so với các nghiên cứu và sản phẩm trước

So với các mẫu máy bóc vỏ dừa đã được khảo sát tại Chương 2, giải pháp của đồ án khắc phục được nhiều nhược điểm cơ bản:

Tiêu chí so sánh Máy TNHH Nhứt Thống Máy SV HUTECH Máy Ấn Độ Máy Thái Lan Máy của Đề tài
Nguyên lý bóc Thủy lực 2 trục rulo răng Trục cánh vít 1 trục răng + 1 trục trơn 1 trục răng + 1 trục trơn
Cấp phôi Thủ công từng quả Thủ công (dùng tay đè) Đặt trực tiếp vào trục Đặt trực tiếp vào trục Tự động (Mâm xoay + Khung chứa 15 quả)
Năng suất 4 quả/phút 8 quả/phút Trung bình 10 quả/phút ~7–8 quả/phút (500 quả/h)
Tình trạng xơ dừa Không bị xé nát Xơ dừa bị nát vụn Xơ dừa bị nát vụn Bóc không triệt để Tách thành mảng, ít nát
Mức độ an toàn Tiềm ẩn nguy hiểm Kém an toàn (ấn tay) An toàn trung bình An toàn trung bình An toàn cao (khép kín)
Hệ thống điều khiển Điều khiển van dầu Cơ học đơn thuần Cơ học đơn thuần Cơ học đơn thuần Tự động hóa bằng PLC & Cảm biến quang

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Mặc dù đã chế tạo thành công máy và vận hành thực nghiệm theo mục tiêu đề ra, đồ án ghi nhận một số hạn chế:

  • Kích thước mảng vỏ xơ dừa sau khi bóc ra chưa đồng đều tuyệt đối theo kích thước quy chuẩn thương phẩm mong muốn của thị trường.
  • Trong một số thời điểm chạy thử tải liên tục, máy vận hành chưa đạt độ ổn định cao tuyệt đối; vẫn tồn tại hiện tượng xơ dừa bám dính vào thanh gạt tách xơ hoặc mắc kẹt tại chân răng bóc của trục rulo.
  • Khung chứa phôi và kết cấu mâm xoay kích thước lớn khiến việc di chuyển thiết bị trên các địa hình gồ ghề gặp khó khăn.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được nhóm tác giả đề xuất:

  • Tiếp tục cải tiến biên dạng hình học và khoảng cách bố trí của các răng bóc trên trục rulo nhằm kiểm soát chính xác kích thước mảng vỏ sau bóc.
  • Cải tiến cơ cấu thanh gá gạt xơ và hệ thống tự làm sạch răng rulo để ngăn chặn triệt để hiện tượng quấn xơ dừa gây nghẽn máy.
  • Tối ưu hóa kết cấu cơ khí khung máy theo dạng module lắp ghép tăng tính cơ động khi vận chuyển và bảo dưỡng.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo thực tế đối với:

  • Sinh viên và học viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ khí, Cơ điện tử, Máy nông nghiệp và Tự động hóa trong việc nghiên cứu phương pháp thiết kế, chế tạo máy cơ khí phục vụ sơ chế nông sản.
  • Kỹ sư cơ điện tử tham khảo quy trình tích hợp PLC cỡ nhỏ (LOGO!) với các cảm biến quang học công nghiệp và mạch điều chế xung PWM điều khiển động cơ DC.
  • Các nhóm nghiên cứu phát triển máy móc chế biến dừa có thể khai thác các số liệu thực nghiệm đo lực bóc tách ($F = 32,7\text{ kg}$), kích thước hình học các loại dừa tại Bến Tre và phương pháp tính toán động học bộ truyền xích con lăn.

Câu hỏi thường gặp

1. Cơ cấu bóc vỏ của máy sử dụng nguyên lý nào và có cấu tạo ra sao?
Máy sử dụng nguyên lý bóc tách bằng trục rulo quay ngược chiều, bao gồm 1 trục rulo có gắn các răng bóc tam giác nhọn bằng kim loại và 1 trục rulo trơn không răng. Khi quả dừa rơi vào giữa hai trục, các răng nhọn cắm vào lớp vỏ, xé đứt liên kết sợi xơ và quay quả dừa để lột sạch vỏ mà không làm vỡ gáo dừa.

2. Hệ thống cấp phôi tự động của máy chứa được bao nhiêu quả dừa và hoạt động như thế nào?
Hệ thống cấp phôi gồm một khung chứa hình trụ cao 1,3 m có sức chứa 15 quả dừa mỗi lần nạp. Phía dưới đáy khung bố trí mâm xoay dẫn động bởi động cơ DC 24V (Tokushudenso, hộp giảm tốc 10:1). Khi mâm xoay hoạt động, thanh gạt sẽ định hướng từng quả dừa rơi vào cơ cấu bóc; cảm biến sợi quang Keyence PS2-61 đặt tại vị trí rơi sẽ nhận biết quả dừa đi qua và truyền tín hiệu về PLC để ngắt động cơ mâm xoay.

3. Chu trình thời gian bóc và cấp phôi của máy được thiết lập ra sao trong chương trình PLC?
Trong chương trình điều khiển PLC Siemens LOGO! 12RCL, thời gian dành cho hai trục rulo quay để lột sạch hoàn toàn một quả dừa là 7 giây. Sau khi hoàn thành bóc vỏ quả trước, cơ cấu mâm xoay được kích hoạt trong vòng 1 giây để nạp tiếp quả dừa tiếp theo vào vị trí bóc.

4. Động cơ chính của máy ban đầu là loại gì và đã được xử lý ra sao để phù hợp với lưới điện thực tế?
Động cơ chính của máy nguyên bản là động cơ giảm tốc 3 pha công suất khoảng 0,588 kW (tốc độ trục ra 140 vòng/phút). Để máy có thể hoạt động tại các cơ sở sơ chế nông thôn không có nguồn điện 3 pha, nhóm nghiên cứu đã chuyển đổi đấu nối động cơ về nguồn điện xoay chiều 1 pha 220V kết hợp tụ điện khởi động.

5. Lực bóc vỏ dừa được xác định bằng cách nào để làm cơ sở tính chọn động cơ?
Lực bóc vỏ dừa được xác định thông qua thực nghiệm cắm và tách trực tiếp đo bằng cân điện tử, ghi nhận tải trọng tác dụng là 32,7 kg (tương đương $F \approx 320,78\text{ N}$). Từ số liệu lực này kết hợp với vận tốc quay trục bóc (40–41 vòng/phút) và hệ số an toàn 1,2, nhóm tác giả tính ra công suất cần truyền trên trục công tác là 0,588 kW.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu và chế tạo máy bóc vỏ dừa khô" của nhóm sinh viên Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu thiết kế và chế tạo một mô hình máy cơ điện tử có khả năng tự động hóa khâu cấp phôi và bóc tách vỏ xơ dừa. Hệ thống vận hành trên cơ sở kết hợp giữa cơ cấu rulo răng nhọn, mâm xoay cấp liệu 15 quả và bộ điều khiển lập trình PLC LOGO! cùng cảm biến sợi quang. Kết quả thực nghiệm cho thấy máy đạt năng suất định mức khoảng 500 quả/giờ, tỷ lệ bóc sạch đạt trên 90%, bảo đảm tính an toàn lao động và cung cấp nguồn dữ liệu kỹ thuật giá trị cho việc tiếp tục hoàn thiện cơ cấu tách xơ dừa thương phẩm trong thực tế.