Giới thiệu dự án

Cây lạc (Arachis hypogaea), hay đậu phộng, là một trong những cây công nghiệp ngắn ngày có giá trị kinh tế cao tại Việt Nam, đặc biệt tại các vùng chuyên canh miền Trung như Đại Lộc, Thăng Bình, Phú Ninh (Quảng Nam). Nhân lạc chứa hàm lượng dinh dưỡng dồi dào với 40%–50% chất béo (chủ yếu là các glycerid của acid béo chưa no như acid oleic, linoleic), 20%–30% protein thực vật và hợp chất chống oxy hóa mạnh resveratrol. Tuy nhiên, ngành công nghiệp chế biến lạc và các cơ sở ép dầu truyền thống đang đối mặt với nút thắt lớn ở khâu sơ chế sau thu hoạch.

       [ Thu hoạch lạc ]
              │
              ▼
    [ Phơi khô (Độ ẩm 10%) ]
              │
              ▼
 ┌─────────────────────────────┐
 │  PHƯƠNG PHÁP BÓC TÁCH VỎ    │
 ├──────────────┬──────────────┤
 │   Thủ công   │   Cơ giới    │
 │ (50 kg/ngày) │  (300 kg/h)  │
 └──────────────┴──────────────┘
              │
              ▼
   [ Nhân lạc sạch vỏ (<5% vỡ) ]
              │
              ▼
    [ Ép dầu / Chế biến thực phẩm ]

Vấn đề cốt lõi bắt nguồn từ việc bóc tách vỏ lạc thủ công năng suất cực kỳ thấp (chỉ đạt trung bình 50 kg/người/ngày), tốn nhiều nhân công nhàn rỗi và làm kéo dài chu kỳ sản xuất. Do hạn chế này, nhiều cơ sở ép dầu buộc phải đưa cả quả lạc còn nguyên vỏ vào ép để gia tăng lực nén cưỡng bức. Vỏ lạc có cấu trúc xốp từ cellulose và hemicellulose, gây hiện tượng tái hấp phụ dầu nghiêm trọng, làm thất thoát 30%–35% lượng dầu nguyên chất và làm dầu bị biến tính màu do tan sắc tố vỏ dưới nhiệt độ cao.

Nhằm giải quyết triệt để bài toán này, đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Cơ khí Chế tạo máy (Khoa Cơ khí – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng) đã thực hiện đề tài "Nghiên cứu, tính toán thiết kế và mô hình hóa máy tuốc vỏ lạc" với các mục tiêu cụ thể:

  1. Thiết kế và chế tạo máy bóc vỏ lạc công suất nhỏ, phù hợp quy mô hộ gia đình và tổ hợp tác chế biến nông sản.
  2. Đạt năng suất bóc vỏ định mức 300 kg/h, gấp hơn 48 lần so với năng suất bóc tay thủ công.
  3. Kiểm soát tỷ lệ vỡ nhân lạc ở mức tối thiểu ($< 5%$) và tỷ lệ hạt chưa bóc ($< 7%$).
  4. Tích hợp hệ thống quạt gió phân loại khí động học nhằm tách sạch 100% vỏ bụi khỏi nhân thành phẩm.
  5. Tối ưu hóa chi phí đầu tư chế tạo dưới 10 triệu đồng, thay thế các dòng máy nhập khẩu đắt tiền.

Giải pháp kỹ thuật được lựa chọn là ứng dụng nguyên lý kết hợp giữa va đập động năng của cánh đập bọc cao su đàn hồi và lực nén ép trượt qua lồng rá sắt bán trụ có khe hở thoát liệu xác định. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào đặc tính cơ lý của giống lạc thương phẩm miền Trung ở độ ẩm tiêu chuẩn $9% - 10%$.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Khâu bóc tách vỏ nông sản dạng quả khô hiện nay áp dụng nhiều nguyên lý cơ học khác nhau. Bảng phân tích dưới đây so sánh các phương án công nghệ chính:

Phương án công nghệ Nguyên lý tác động Ưu điểm Nhược điểm Đánh giá
1. Rulo ma sát Ma sát giữa rulo cao su/đá nhám và máng cong Hạt ít vỡ khi dùng cao su đàn hồi Rulo đá gây nát nhân, rulo cao su nhanh mòn, khó gia công Không tối ưu cho hộ gia đình
2. Va đập tự do Guồng búa quay đập vỡ vỏ trên bề mặt cứng Năng suất lớn, cấu tạo đơn giản Tỉ lệ vỡ nát nhân cao do xung lực va đập không kiểm soát Không phù hợp với hạt lạc mềm
3. Dao tĩnh - Dao động Cắt xé vỏ qua khe dao đĩa quay Năng suất cao, làm việc liên tục Đòi hỏi công suất lớn, hạt dễ kẹt gãy vỏ lụa Thích hợp cho đậu nành, đậu xanh
4. Ép 2 đĩa đá Nén ép và chà xát điều chỉnh khe hở Máy bền, làm việc ổn định (1–4 tấn/h) Chỉnh khe rất khó, lẫn bột đá, tỉ lệ vỡ $> 15%$ Phù hợp bóc vỏ trấu lúa gạo
5. Va đập kết hợp ép ma sát (Lồng rá sắt) Lưỡi dao bọc cao su va đập + ép qua khe hở thanh thép Phá vỡ vỏ dứt khoát, nhân lọt qua khe ngay lập tức, độ vỡ $< 5%$ Cần tính toán chính xác khe hở lồng sóc và vận tốc góc Lựa chọn tối ưu nhất

So sánh với các dòng máy hiện có trên thị trường:

Dòng máy Xuất xứ Công suất động cơ Năng suất Tỷ lệ vỡ nhân Chi phí ước tính
Hongxin HX Trung Quốc 2.25 kW (380V) 500 kg/h 3% - 6% ~60.000.000 VNĐ
Máy ép mini TQ Trung Quốc 0.75 - 1.1 kW 1000 kg/h 5% - 8% ~25.000.000 VNĐ
Máy công nghệ Việt - Trung Việt Nam 2.2 kW 100 kg/h 1% - 2% ~15.000.000 VNĐ
Máy tự chế Trà Vinh Dân sinh (gỗ) 1.5 kW 20 kg/h 8% - 12% ~4.500.000 VNĐ
Máy thiết kế của đề tài ĐH SPKT Đà Nẵng 1.5 - 2.2 kW (220V) 300 kg/h < 5% ~7.500.000 VNĐ

Yêu cầu kỹ thuật theo mô hình MoSCoW:

  • Must have: Buồng bóc vỏ va đập bọc cao su; lồng rá sắt $\phi 8\text{ mm}$ với bước hở $10\text{ mm}$; quạt hút/thổi ly tâm phân ly khí động; động cơ điện $1.5\text{ kW}$.
  • Should have: Bộ đệm cao su có thể tháo lắp tăng chỉnh khe hở $20 - 30\text{ mm}$; cửa cấp liệu có van tiết lưu điều hòa lưu lượng.
  • Could have: Cụm sàng rung phân loại 2 tầng bổ trợ.
  • Won't have: Cảm biến tự động hóa điều khiển PLC (nhằm tối giản chi phí đầu tư cho nông hộ).

Thiết kế hệ thống

Kiến trúc tổng thể của máy gồm các cụm chức năng chính: Khung thân máy hàn thép hình $V40 \times 40$, Cụm nạp liệu (Phễu cấp), Buồng bóc vỏ (Trục chính, cánh đập bọc cao su, lồng rá sắt bán trụ), Cụm quạt gió ly tâm phân ly vỏ trấu, và Hệ thống truyền động đai 2 cấp.

       [ Động cơ điện AO2-22-4 (1.5 kW, 1420 rpm) ]
                            │
                            ▼ (Bộ truyền đai cấp 1: id1 = 1.43)
                 [ Trục quạt gió ly tâm (n = 989 rpm) ]
                            │
                            ▼ (Bộ truyền đai cấp 2: id2 = 2.11)
                 [ Trục chính buồng bóc (n = 468 rpm) ]
                            │
        ┌───────────────────┴───────────────────┐
        ▼                                       ▼
 [ Dao va đập bọc cao su ]            [ Quạt thổi phân ly vỏ ]

Tính toán động lực học và thông số kết cấu:

  1. Lực ép vỡ vỏ quả lạc: Qua thực nghiệm đo nén trên 30 mẫu quả lạc khô theo 3 phương (đặt đứng, đặt ngang, đặt sườn hướng xuống) và phân nhóm kích thước ($19-21\text{ mm}, 14-16\text{ mm}, 9-11\text{ mm}$), xác định lực ép vỡ trung bình: $$\bar{F}{ép} = 25.5\text{ N}$$ Khối lượng trung bình 1 quả lạc: $m{q} = \frac{20\text{ g}}{14} \approx 1.43\text{ g} = 1.43 \times 10^{-3}\text{ kg}$.

  2. Động năng phá vỡ vỏ và vận tốc góc trục chính: Quãng đường biến dạng phá hủy vỏ: $s = 0.05\text{ m}$. Động năng cần thiết để phá vỡ 1 hạt: $$E_{đp} = F \cdot s = 25.5 \times 0.05 = 1.275\text{ J}$$ Cánh dao va đập có khối lượng $m_d = 2\text{ kg}$, chiều dài quay $l = 160\text{ mm} = 0.16\text{ m}$. Bán kính tác dụng lực $R = 0.08\text{ m}$. $$E_d = \frac{1}{2} I \omega^2 \implies \omega = \sqrt{\frac{2 E_{đp}}{I}} \implies n_{tc} \approx 468\text{ vòng/phút}$$

  3. Tính toán khí động học quạt gió ly tâm: Chọn quạt ly tâm trung áp có hệ số cao tốc $n_s = 1000\text{ vòng/phút}$, áp lực tĩnh $H = 30\text{ mm H}2\text{O}$, lưu lượng gió $Q = 1\text{ m}^3/\text{s}$, khối lượng riêng không khí $\rho = 1.2\text{ kg/m}^3$: $$n{quạt} = \frac{n_s \cdot (H / \rho)^{3/4}}{11.3 \cdot \sqrt{Q}} = \frac{1000 \cdot (30 / 1.2)^{3/4}}{11.3 \cdot \sqrt{1}} = 989\text{ vòng/phút}$$ Công suất khí động quạt: $$N_{quạt} = \frac{10^{-3} \cdot Q \cdot H \cdot g}{\eta} = \frac{10^{-3} \cdot 1 \cdot 30 \cdot 9.81}{0.5} \approx 0.58\text{ kW}$$ Công suất động cơ kéo quạt (kể cả hệ số dự trữ $k=1.3$): $N_{đc_quạt} = 0.78\text{ kW}$.

  4. Tính chọn động cơ tổng: Công suất tiêu hao buồng bóc ở năng suất $300\text{ kg/h}$ ($83.3\text{ g/s}$): $N_{bóc} \approx 0.5\text{ kW}$. Hiệu suất bộ truyền đai và ổ lăn $\eta_{chung} = 0.931$. $$N_{đc_cần} \ge \frac{N_{bóc} + N_{đc_quạt}}{\eta_{chung}} = \frac{0.5 + 0.78}{0.931} = 1.37\text{ kW}$$ $\implies$ Chọn động cơ điện xoay chiều 3 pha (hoặc 1 pha tụ khởi động) che kín có quạt gió ký hiệu AO2-22-4 (Công suất $N = 1.5\text{ kW}$, tốc độ đồng bộ $n = 1420\text{ vòng/phút}$).

# Script mô phỏng thuật toán tính toán động học và tỷ số truyền hệ thống
def calculate_drive_system(n_motor=1420, n_fan=989, n_main=468):
    i_d1 = n_motor / n_fan     # Tỉ số truyền cấp 1: Động cơ -> Quạt gió
    i_d2 = n_fan / n_main      # Tỉ số truyền cấp 2: Quạt gió -> Trục chính
    i_total = n_motor / n_main # Tỉ số truyền tổng
    
    # Giả định chọn đường kính bánh đai tiêu chuẩn (mm)
    d1 = 100                   # Bánh đai trên trục motor
    d2 = d1 * i_d1             # Bánh đai lớn trên trục quạt (~143 mm -> chọn 140 mm)
    d3 = 110                   # Bánh đai nhỏ trên trục quạt dẫn sang trục chính
    d4 = d3 * i_d2             # Bánh đai trên trục chính (~232 mm -> chọn 230 mm)
    
    return {
        "i_d1": round(i_d1, 2),
        "i_d2": round(i_d2, 2),
        "i_total": round(i_total, 2),
        "pulley_diameters": [d1, round(d2), d3, round(d4)]
    }

kinematics = calculate_drive_system()
# Output: {'i_d1': 1.44, 'i_d2': 2.11, 'i_total': 3.03, 'pulley_diameters': [100, 144, 110, 232]}

Kiểm nghiệm bền trục chính bằng phần mềm giải tích sức bền vật liệu Rdm v6.0: Trục làm bằng thép C45 ($\sigma_b = 600\text{ MPa}, [\sigma] = 65\text{ MPa}$), đường kính ngõng trục $d = 25\text{ mm}$, khoảng cách giữa 2 ổ bi đỡ chặn $L = 380\text{ mm}$. Biểu đồ Moment uốn $M_x, M_y$ và Moment xoắn $T$ cho thấy ứng suất tương đương cực đại $\sigma_{tđ_max} = 38.4\text{ MPa} < [\sigma]$, hệ số an toàn bền mỏi $s = 2.45 > [s] = 1.5$, đảm bảo độ cứng vững tuyệt đối khi chịu va đập liên tục.

Methodology

Phương pháp luận thiết kế chế tạo tuân thủ mô hình Waterfall kết hợp thực nghiệm cơ lý nông sản:

  • Giai đoạn 1 (Khảo sát & Đo đạc): Xác định thông số kích thước hình học, độ bền nén phá hủy của vỏ lạc tại các dải độ ẩm $8% - 12%$.
  • Giai đoạn 2 (Thiết kế 3D & Mô phỏng): Mô hình hóa toàn bộ chi tiết máy trên phần mềm AutoCAD 2022, xuất bản vẽ lắp A0 và bản vẽ chế tạo chi tiết điển hình.
  • Giai đoạn 3 (Phân tích kết cấu Sức bền): Ứng dụng phần mềm Rdm v6.0 để kiểm tra biến dạng trục, tính chọn ổ lăn 6205 và bộ truyền đai thang loại A.
  • Giai đoạn 4 (Gia công chế tạo & Lắp ráp): Quy trình công nghệ gia công chi tiết trục chính trên máy tiện vạn năng T616, gá kẹp hàn khung lồng sóc.
  • Giai đoạn 5 (Chạy thử & Tinh chỉnh): Khảo nghiệm thực tế với $100\text{ kg}$ lạc khô, hiệu chỉnh góc nghiêng máng dẫn và khe hở má cao su.

Implementation và kết quả

Development process

Quá trình gia công chế tạo chi tiết trục chính (vật liệu phôi thép thanh tròn C45 $\phi 30 \times 450\text{ mm}$) tuân thủ nghiêm ngặt tiến trình công nghệ 6 nguyên công:

[ Phôi cán nóng C45 φ30 ]
          │
          ▼
 Nguyên công 1: Cắt phôi + Khỏa mặt đầu + Khoan 2 lỗ tâm (Máy tiện T616)
          │
          ▼
 Nguyên công 2: Tiện thô & Tiện tinh các đoạn trục φ25, φ20, φ15 (Đạt Ra = 1.25 μm)
          │
          ▼
 Nguyên công 3: Phay rãnh then bắt then bằng 6x6x25 (Máy phay 6H82)
          │
          ▼
 Nguyên công 4: Tiện ren M14x1.5 ở đầu trục bắt đai ốc hãm puly
          │
          ▼
 Nguyên công 5: Nhiệt luyện tôi cải thiện đạt độ cứng 240 - 260 HB
          │
          ▼
 Nguyên công 6: Mài cổ trục lắp ổ lăn (Đạt dung sai k6, Ra = 0.63 μm)

Kết cấu buồng bóc vỏ được chế tạo đặc biệt:

  • Lồng rá sắt bán trụ: Uốn cong bán kính $R = 175\text{ mm}$, hàn từ 32 thanh thép tròn trơn CT3 $\phi 8\text{ mm}$, khoảng cách lọt lòng giữa hai thanh liên tiếp là $10\text{ mm}$ (cho phép hạt lạc đã bóc vỏ lọt xuống máng nhưng giữ lại quả chưa vỡ).
  • Cụm dao va đập: Gồm 2 cánh đối xứng bắt bu lông trên then trục chính. Đầu mỗi cánh kẹp tấm đệm cao su kỹ thuật dày $10\text{ mm}$, độ cứng Shore A 65–70, tạo khe hở làm việc $25\text{ mm}$ với đáy rá sắt.

Testing và validation

Quá trình khảo nghiệm thực nghiệm được tiến hành tại xưởng cơ khí với nguyên liệu lạc khô thu hoạch tại Đại Lộc (độ ẩm kiểm tra $9.2%$). Máy được vận hành liên tục qua 3 mẻ thử nghiệm với tải trọng nạp liệu tăng dần:

          KẾT QUẢ KHẢO NGHIỆM PHÂN TÍCH THÀNH PHẨM (MẪU 100 KG)
┌────────────────────────────────────────────────────────┬───────────┐
│ Thành phần khảo sát                                    │ Tỷ lệ (%) │
├────────────────────────────────────────────────────────┼───────────┤
│ Nhân lạc nguyên vẹn (Đạt chuẩn thương phẩm)            │   94.1%   │
│ Nhân lạc bị vỡ đôi/sứt mẻ (Độ vỡ)                      │    4.2%   │
│ Quả lạc chưa bóc hết (Hồi lưu bóc lại)                 │    5.8%   │
│ Vỏ trấu và tạp chất bụi lẫn trong khay nhân            │    0.1%   │
│ Tỷ lệ vỏ trấu được quạt gió thổi sạch sang bao gom     │   99.2%   │
└────────────────────────────────────────────────────────┴───────────┘

Biểu đồ phân bố lực ép vỡ vỏ lạc theo hướng nạp liệu:
Đứng           : [████████████████████████████] 38.2 N
Ngang          : [████████████████] 22.4 N
Ngang sườn úp  : [████████████] 15.9 N
-> Trung bình lực phá hủy thiết kế: 25.5 N

Kết quả đạt được

Hệ thống máy chế tạo hoàn thiện đạt và vượt các chỉ tiêu kỹ thuật đề ra ban đầu:

Chỉ số hiệu năng Mục tiêu thiết kế Kết quả thực nghiệm đạt được Đánh giá
Năng suất bóc tách $300\text{ kg/h}$ $310 - 325\text{ kg/h}$ Vượt $8.3%$ công suất
Tỷ lệ vỡ nát nhân $< 5.0%$ $4.2%$ Đạt yêu cầu xuất khẩu
Tỷ lệ sạch vỏ (độ sạch) $> 95%$ $99.2%$ Khí động học tối ưu
Tỷ lệ hạt chưa bóc $< 7.0%$ $5.8%$ Tách lại dễ dàng
Mức tiêu hao điện năng $< 2.0\text{ kWh/tấn}$ $1.85\text{ kWh/tấn}$ Tiết kiệm chi phí năng lượng
Độ rung ồn buồng bóc $< 80\text{ dB}$ $74\text{ dB}$ Êm nhờ cánh cao su

Đổi mới và đóng góp

  1. Cơ cấu dao đập lai ghép (Hybrid Impactor): Thay vì dùng hoàn toàn thanh thép cứng (gây nát hạt $> 15%$) hoặc cánh gỗ mềm (nhanh mòn, hiệu suất bóc thấp $< 60%$), đồ án áp dụng giải pháp kẹp tấm cao su đàn hồi chịu mài mòn trên khung thép CT3. Giải pháp này giúp triệt tiêu ứng suất va đập xung đỉnh nhọn tác động trực tiếp lên nhân lạc, giảm tỷ lệ tróc vỏ lụa xuống dưới $2%$.
  2. Lồng rá sắt điều chỉnh đa cự ly: Cụm rá sắt $\phi 8\text{ mm}$ được lắp trên cơ cấu tai trượt bu lông định vị, cho phép kỹ thuật viên dễ dàng tăng giảm khe hở xuyên tâm từ $20\text{ mm}$ đến $35\text{ mm}$. Cải tiến này giúp máy thích ứng linh hoạt với nhiều giống lạc khác nhau (lạc hoa cúc, lạc sẻ, lạc L14) mà không làm vỡ nát quả to hay bỏ sót quả nhỏ.
  3. Phối hợp khí động học trực tiếp: Tích hợp cánh quạt ly tâm gắn đồng trục truyền động trung gian, tận dụng góc thoát nghiêng $35^\circ$ của máng dẫn liệu để dòng khí thổi ngang phân ly vỏ trấu ngay khi vừa rơi khỏi lồng rá. Điều này loại bỏ hoàn toàn nhu cầu lắp thêm cụm sàng rung phức tạp tốn điện năng.

Ứng dụng thực tế và triển khai

                     MÔ HÌNH TRIỂN KHAI NÔNG THÔN
┌─────────────────┐       ┌──────────────────┐       ┌─────────────────┐
│   Nông hộ thu   │       │ Tổ hợp tác ép dầu│       │ Xưởng bánh kẹo  │
│  hoạch lạc củ   │──────▶│ máy bóc 300 kg/h │──────▶│ (Kẹo cu đơ, bơ) │
└─────────────────┘       └──────────────────┘       └─────────────────┘
                                   │
                                   ▼
                         [ Vỏ trấu: Đốt lò / Phân bón vi sinh ]

Kịch bản ứng dụng thực tế

  • Cơ sở ép dầu lạc truyền thống: Thay thế quy trình ép cả vỏ. Khi đưa nhân sạch vào máy ép trục vít, hiệu suất thu hồi dầu nguyên chất tăng thêm $12% - 15%$ (không bị vỏ hút dầu giữ lại), dầu có màu vàng óng tự nhiên, không bị đắng chát.
  • Hợp tác xã nông nghiệp & Cơ sở bánh kẹo: Đáp ứng nguồn nguyên liệu nhân hạt đồng đều cho các làng nghề sản xuất kẹo cu đơ, bơ đậu phộng, lạc rang muối đóng gói chân không.

Phân tích hiệu quả kinh tế (ROI)

  • Chi phí đầu tư chế tạo: $7.500.000\text{ VNĐ}$ (Động cơ $1.5\text{ kW}$: 2.2 triệu; Vật tư cơ khí & gia công: 4.3 triệu; Puly đai + gối đỡ ổ bi: 1.0 triệu).
  • Chi phí nhân công thủ công tương đương: Để bóc $300\text{ kg}$ lạc/giờ cần 6 lao động thủ công làm việc liên tục trong 1 ngày, chi phí nhân công: $6 \times 250.000 = 1.500.000\text{ VNĐ/ngày}$.
  • Chi phí vận hành máy (1 ngày 8 tiếng, bóc 2.4 tấn lạc):
    • Điện năng: $1.5\text{ kW} \times 8\text{ h} \times 2.500\text{ đ/kWh} = 30.000\text{ VNĐ}$.
    • 1 nhân công đứng máy nạp liệu: $300.000\text{ VNĐ}$.
    • Tổng chi phí: $330.000\text{ VNĐ/ngày}$.
  • Tiết kiệm mỗi ngày: $1.500.000 - 330.000 = 1.170.000\text{ VNĐ/ngày}$.
  • Thời gian hoàn vốn (Payback Period): $$\text{Thời gian hoàn vốn} = \frac{7.500.000}{1.170.000} \approx 6.4\text{ ngày làm việc}$$

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật hiện tại

  • Độ nhạy cảm với độ ẩm: Nếu nguyên liệu có độ ẩm $> 12%$, vỏ lạc bị dai dẻo làm giảm năng suất bóc tách xuống dưới $60%$. Ngược lại, nếu độ ẩm $< 7%$, nhân hạt quá giòn dễ vỡ đôi khi va đập.
  • Cơ cấu nạp liệu thủ công: Phễu nạp vẫn phụ thuộc vào việc công nhân đổ nguyên liệu và gạt tấm chắn định lượng bằng tay.

Hướng nâng cấp mở rộng

  • Lắp đặt thêm cụm cấp liệu rung cưỡng bức điều khiển bằng biến tần để tự động hóa hoàn toàn chu trình cấp hạt vào buồng bóc.
  • Tích hợp thêm sàng rung phân loại 3 tầng ở cửa ra để tách riêng biệt: (1) Nhân lạc loại 1 nguyên hạt, (2) Nhân lạc nửa hạt/tấm vỡ, (3) Quả chưa tách vỏ hồi lưu tự động về phễu nạp.

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên & Kỹ sư Cơ khí Chế tạo: Tham khảo nguồn tài liệu hoàn chỉnh về quy trình tính toán động học buồng bóc hạt nông sản, thiết kế bộ truyền đai thang, tính chọn khí động học quạt ly tâm và kiểm nghiệm trục trên phần mềm Rdm.
  • Nông hộ & Chủ xưởng ép dầu: Tiếp cận bản vẽ công nghệ để tự gia công hoặc đặt hàng chế tạo máy với chi phí chỉ bằng $1/8$ máy ngoại nhập, nâng cao tỷ lệ thu hồi dầu ép.
  • Doanh nghiệp chế biến thực phẩm: Mô hình hóa phương pháp sơ chế nông sản đạt chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm, hạt không bị lẫn bụi đất hay tạp chất cơ khí.

Câu hỏi thường gặp

1. Máy có thể sử dụng nguồn điện 1 pha 220V gia đình không?

Hoàn toàn được. Thiết kế gốc sử dụng động cơ $1.5\text{ kW}$ tốc độ $1420\text{ vòng/phút}$. Người dùng chỉ cần thay thế động cơ 3 pha bằng động cơ điện 1 pha (loại có tụ khởi động và tụ ngâm của Vihem hoặc Toàn Phát) mà không cần thay đổi bất kỳ kết cấu cơ khí nào của hệ truyền động.

2. Làm thế nào để điều chỉnh máy khi chuyển sang bóc loại lạc có kích cỡ hạt khác nhau?

Chỉ cần nới lỏng 4 bu lông hãm ở hai bên thành buồng bóc để tăng chỉnh khoảng cách giữa cụm lồng rá sắt và đầu má cao su của rulo (trong phạm vi $20\text{ mm} - 35\text{ mm}$). Với giống lạc hạt nhỏ, chỉnh khe hở về $20\text{ mm}$; với giống lạc quả to, nâng khe hở lên $30\text{ mm}$.

3. Vỏ lạc sau khi bóc được gom lại như thế nào?

Cửa xả của quạt ly tâm được thiết kế có họng nối tiêu chuẩn $\phi 120\text{ mm}$. Người vận hành chỉ cần lồng một bao tải lưới hoặc ống dẫn vải vào họng xả, toàn bộ vỏ trấu và bụi mịn sẽ được gom gọn gàng, không phát tán bụi ra môi trường xưởng.

4. Quy trình bảo dưỡng định kỳ gồm những bước nào?

  • Sau mỗi 50 giờ làm việc: Bơm mỡ bôi trơn (mỡ lithium No.2) vào 2 gối đỡ ổ bi trục chính và trục quạt.
  • Sau mỗi 100 giờ làm việc: Kiểm tra độ chùng dây đai thang (độ võng cho phép $10 - 15\text{ mm}$ khi ấn ngón tay $40\text{ N}$), đảo mặt tấm đệm cao su nếu mép va đập bị mòn quá $3\text{ mm}$.

5. Tại sao không dùng máy đĩa đá truyền thống để bóc vỏ lạc?

Máy đĩa đá hoạt động dựa trên lực mài nén phẳng, bề mặt đá thô ráp làm nát mầm nhân lạc, gây xước vỏ lụa nghiêm trọng (tỷ lệ hư hỏng $> 15%$) và sinh nhiệt làm biến tính protein hạt, không đủ tiêu chuẩn để làm hạt giống hoặc chế biến kẹo cao cấp.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu, tính toán thiết kế và mô hình hóa máy tuốc vỏ lạc" đã giải quyết xuất sắc bài toán cơ giới hóa công đoạn bóc tách nông sản sau thu hoạch. Bằng việc kết hợp hài hòa giữa cơ sở lý thuyết sức bền máy, khí động học phân ly hạt và phương pháp thực nghiệm cơ lý chính xác, nhóm nghiên cứu đã chế tạo thành công mẫu máy bóc vỏ năng suất 300 kg/h với tỷ lệ vỡ nhân cực thấp ($4.2%$), mang lại giá trị gia tăng rõ rệt cho các làng nghề ép dầu truyền thống.

Đây là công trình nghiên cứu ứng dụng mẫu mực, kết nối chặt chẽ giữa đồ án kỹ thuật trường đại học với nhu cầu thực tiễn của nền nông nghiệp hiện đại hóa. Các xưởng cơ khí chế tạo và cơ sở sản xuất có thể liên hệ tiếp nhận hồ sơ bản vẽ chế tạo 2D/3D chi tiết để tiến hành sản xuất hàng loạt, góp phần thúc đẩy chuỗi giá trị nông sản Việt Nam.