Giới thiệu dự án
Ngành nông nghiệp Việt Nam đang chuyển dịch mạnh mẽ theo hướng nâng cao giá trị gia tăng và cơ giới hóa khâu sau thu hoạch. Đậu phộng (lạc - Arachis hypogaea) là cây công nghiệp ngắn ngày chủ lực tại các vùng chuyên canh miền Trung như Quảng Nam (Đại Lộc, Thăng Bình, Tam Kỳ), Nghệ An, Hà Tĩnh. Theo thống kê ngành nông nghiệp, hạt lạc chứa 40-50% lipid và 20-30% protein, đóng vai trò nguyên liệu then chốt cho công nghệ ép dầu thực vật và chế biến thực phẩm. Tuy nhiên, khâu bóc tách vỏ lạc tại các cơ sở chế biến truyền thống vẫn tồn tại điểm nghẽn nghiêm trọng khi phụ thuộc lớn vào lao động thủ công hoặc máy móc lạc hậu.
Phương pháp bóc vỏ thủ công bằng tay chỉ đạt năng suất trung bình 50 kg/người/ngày (khoảng 6.25 kg/h), tốn kém chi phí nhân công và không thể đáp ứng tiến độ thu hoạch mùa vụ. Việc đưa cả quả lạc chưa bóc vỏ vào máy ép dầu truyền thống làm giảm 15-20% hiệu suất thu hồi dầu do cấu trúc vỏ xốp chứa xenlulozo và hemixenlulozo hút giữ lại lượng dầu lớn, đồng thời các sắc tố trong vỏ làm dầu bị sẫm màu. Mặt khác, các dòng máy bóc vỏ công nghiệp nhập khẩu có giá thành quá cao (50-60 triệu VNĐ), công suất lớn (1-2 tấn/h) và kích thước buồng bóc không tương thích với các giống lạc củ nhỏ tại Việt Nam, gây tỷ lệ vỡ nhân vượt mức 15%.
Dự án "Nghiên cứu, tính toán thiết kế và mô hình hóa máy tuốc vỏ lạc" được thực hiện nhằm giải quyết bài toán cơ giới hóa quy mô vừa và nhỏ với các mục tiêu cụ thể:
- Nghiên cứu cơ tính thực nghiệm: Xác định lực ép vỡ vỏ và cơ chế phá hủy của hạt lạc theo các phương chịu tải.
- Thiết kế cơ cấu bóc tách tối ưu: Ứng dụng nguyên lý va đập kết hợp ép cọ xát mềm nhờ rulo dao bọc cao su và rá sắt định hình bán nguyệt.
- Tích hợp phân loại khí động học: Thiết kế hệ thống quạt ly tâm tách sạch vỏ và bụi bẩn theo nguyên lý vận tốc lơ lửng.
- Mô hình hóa và kiểm nghiệm bền: Thiết kế 2D/3D trên phần mềm AutoCAD 2022 và phân tích ứng suất trục bằng phần mềm chuyên dụng RDM 6.0.
- Tối ưu hóa kinh tế: Chế tạo thiết bị đạt năng suất 300 kg/h với chi phí dưới 15 triệu VNĐ, phù hợp hộ kinh doanh cá thể.
| Thông số mục tiêu | Giá trị thiết kế | Tiêu chuẩn áp dụng |
|---|---|---|
| Năng suất bóc vỏ | $300\text{ kg/h}$ | TCVN máy nông nghiệp |
| Tỷ lệ vỡ nhân ($R_{break}$) | $< 5.0%$ | TCVN 4323:2008 ($< 10%$) |
| Tỷ lệ sạch vỏ ($R_{clean}$) | $> 93.0%$ | Tiêu chuẩn ép dầu |
| Công suất động cơ | $1.5 - 2.2\text{ kW}$ | Lưới điện dân dụng 220V |
| Độ ẩm nguyên liệu đầu vào | $9.0 - 10.0%$ | Tiêu chuẩn bảo quản |
Phạm vi nghiên cứu giới hạn ở nguồn nguyên liệu lạc sấy khô đạt độ ẩm 10%, tạp chất vô cơ $< 0.5%$, ứng dụng chủ yếu cho các hợp tác xã chế biến dầu lạc và bánh kẹo quy mô nông hộ tại miền Trung.
Phân tích và thiết kế giải pháp
Phân tích hiện trạng
Khảo sát công nghệ tách vỏ ngũ cốc và cây có dầu hiện hành cho thấy 5 nguyên lý bóc tách chính:
| Phương án công nghệ | Nguyên lý cơ bản | Ưu điểm | Nhược điểm | Đánh giá độ phù hợp |
|---|---|---|---|---|
| 1. Rulo ma sát bề mặt nhám | Cọ xát giữa rulo đá/cao su và mặt cong $1/4$ | Năng suất ổn định ($150\text{ rpm}$) | Rulo đá gây mòn hạt; rulo cao su nhanh hỏng | Trung bình |
| 2. Búa đập quán tính | Cánh búa quay nhanh va đập vào thành tĩnh | Phá vỡ vỏ cứng rất nhanh | Tỷ lệ vỡ nát nhân cao ($>20%$) | Kém |
| 3. Dao cắt tĩnh - động | Lưỡi dao đĩa cắt vỏ theo khe hẹp | Năng suất cao, cắt vỏ dạng sợi | Yêu cầu công suất lớn, kẹt máy | Kém |
| 4. Ép đĩa đá điều chỉnh khe | Ép nén hạt giữa 2 thớt đá quay $150-300\text{ rpm}$ | Năng suất lớn ($1-4\text{ tấn/h}$) | Lẫn sạn đá, dễ vỡ nhân, khó canh chỉnh | Kém |
| 5. Rulo va đập kết hợp ép cọ xát | Dao thép bọc cao su va đập + ép qua rá nan tròn | Tỷ lệ vỡ thấp ($<5%$), năng suất cao | Cần tính toán chính xác khe hở rá | Tối ưu nhất (Được chọn) |
So sánh đối thủ cạnh tranh trên thị trường:
- Máy bóc vỏ Hongxin HX (Trung Quốc): Công suất $2.25\text{ kW}$, $500\text{ kg/h}$, giá thành 55 triệu VNĐ, cồng kềnh ($1800 \times 750 \times 1300\text{ mm}$), tỷ lệ vỡ hạt lạc Việt Nam đạt 8-12%.
- Máy tự chế Trà Vinh (Việt Nam): Khung gỗ, công suất nhỏ ($20\text{ kg/h}$), giá 4.5 triệu VNĐ, độ bền cơ khí thấp, không có quạt thổi vỏ tự động.
- Giải pháp đề xuất trong đề tài: Khung thép định hình, dẫn động đai 2 cấp, công suất $1.5\text{ kW}$, năng suất $300\text{ kg/h}$, giá thành sản xuất ~12.5 triệu VNĐ, tỷ lệ vỡ $<5%$.
Yêu cầu kỹ thuật theo mô hình MoSCoW:
- Must have: Cơ cấu bóc vỏ rulo bọc cao su, buồng rá nan thép $\phi 8\text{ mm}$ khoảng cách $10\text{ mm}$, quạt ly tâm thổi sạch vỏ, phễu cấp liệu có van định lượng.
- Should have: Cơ cấu tăng đơ căng đai tự động, nắp buồng bóc đóng mở nhanh để vệ sinh.
- Could have: Cửa thoát đá và dị vật kim loại dưới đáy phễu.
- Won't have (giai đoạn này): Biến tần điều tốc tự động theo cảm biến tải.
Thiết kế hệ thống
Toàn bộ hệ thống máy bóc vỏ hạt lạc gồm 4 cụm kết cấu chính:
[Động cơ điện AO2 1.5kW (1420 rpm)]
- Khung máy và phễu nạp: Thép V50x50x5 hàn liên kết vững chắc, phễu nạp dung tích 25 lít có tấm chắn điều tiết lưu lượng rơi tự do.
- Buồng bóc vỏ: Rulo kích thước $\phi 180 \times 330\text{ mm}$ gắn 2 cánh dao thép $310 \times 140 \times 2\text{ mm}$ kẹp đệm cao su giảm chấn kỹ thuật. Rá sắt bán nguyệt phía dưới làm từ các thanh thép tròn $\phi 8\text{ mm}$ bố trí song song cách nhau $10\text{ mm}$. Khe hở làm việc giữa mép dao rulo và rá sắt duy trì $20 - 30\text{ mm}$.
- Hệ thống phân loại khí động: Quạt gió ly tâm vỏ xoắn ốc cung cấp lưu lượng không khí $Q = 1\text{ m}^3/\text{s}$ ở áp suất tĩnh $H = 30\text{ mm H}_2\text{O}$, hướng luồng gió cắt ngang dòng hỗn hợp tại máng nghiêng thoát liệu.
- Hệ thống dẫn động: Động cơ điện xoay chiều 3 pha (hoặc 1 pha) kiểu che kín $\text{AO2-22-4}$ công suất $1.5\text{ kW}$, tốc độ đồng bộ $1420\text{ rpm}$.
Methodology
Dự án áp dụng quy trình thiết kế cơ khí chính xác theo mô hình Waterfall 5 giai đoạn:
- Thời gian thực hiện: 16 tuần.
- Quản lý rủi ro: Xử lý hiện tượng kẹt dị vật bằng cửa xả phụ buồng trên; chống rung động mất cân bằng động rulo bằng phương pháp cân bằng tĩnh trên đồ gá con lăn; phòng chống mỏi trục chính bằng việc tính toán hệ số an toàn $s \ge 2.5$ và kiểm tra ứng suất tập trung trên RDM 6.0.
Implementation và kết quả
Development process
Quá trình tính toán động học và động lực học máy tuốc vỏ lạc được tiến hành tuần tự qua các bước kỹ thuật:
1. Tính toán lực bóc tách hạt lạc thực nghiệm
Thí nghiệm nén tĩnh trên máy đo độ bền cơ học với mẫu hạt 3 nhân cho thấy:
- Hạt chịu nén theo phương đứng: Lực vỡ trung bình $F_{d} = 34.0\text{ N}$.
- Hạt chịu nén theo phương ngang: Lực vỡ trung bình $F_{ng} = 25.5\text{ N}$.
Khối lượng trung bình 1 quả lạc: $$m_{hd} = \frac{20\text{ g}}{14\text{ hạt}} = 1.43\text{ g} = 1.43 \times 10^{-3}\text{ kg}$$
Động năng cần thiết để phá vỡ vỏ một hạt lạc qua va đập (quãng đường tác dụng $s = 0.05\text{ m}$): $$E_{dp} = F_{tb} \cdot s = 25.5 \times 0.05 = 1.275\text{ J}$$
Dao va đập có khối lượng $m_{dao} = 2\text{ kg}$, chiều dài $L = 160\text{ mm}$, quay quanh tâm với bán kính tác dụng $l = 80\text{ mm}$. Mô-men quán tính: $$I = \frac{1}{3} m_{dao} \cdot l^2 = \frac{1}{3} \cdot 2 \cdot (0.08)^2 = 4.267 \times 10^{-3}\text{ kg}\cdot\text{m}^2$$
Vận tốc góc và số vòng quay yêu cầu của trục chính: $$E_d = \frac{1}{2} I \omega^2 \implies \omega = \sqrt{\frac{2 \cdot E_{dp}}{I}} = \sqrt{\frac{2 \cdot 1.275}{4.267 \times 10^{-3}}} \approx 24.45\text{ rad/s}$$ $$n_{chinh} = \frac{60 \cdot \omega}{2\pi} \approx 233.5\text{ rpm}$$
Để đảm bảo hiệu suất tách liên tục đạt năng suất $300\text{ kg/h}$, hệ số an toàn động học chọn $k = 2.0$, suy ra tốc độ quay trục chính thực tế chọn $n_{chinh} = 468\text{ rpm}$.
Công suất làm việc trên trục rulo bóc vỏ: $$N_{lv} = \frac{F_d \cdot v}{1000} = \frac{63.8 \cdot 3.92}{1000} \approx 0.50\text{ kW}$$
2. Tính toán và chọn quạt gió phân loại
Hệ số cao tốc quạt ly tâm: $$n_s = \frac{11.3 \cdot n \cdot Q^{0.5}}{\left(\frac{H}{\rho}\right)^{0.75}}$$
Với $Q = 1\text{ m}^3/\text{s}$, $H = 30\text{ mm H}_2\text{O}$, $\rho = 1.2\text{ kg/m}^3$, chọn quạt vận tốc trung bình $n_s = 1000\text{ rpm}$: $$n_q = \frac{1000 \cdot \left(\frac{30}{1.2}\right)^{0.75}}{11.3 \cdot (1)^{0.5}} \approx 989\text{ rpm}$$
Công suất tiêu thụ của quạt gió ($\eta_q = 0.5$): $$N_q = \frac{10^{-3} \cdot Q \cdot H \cdot g}{\eta_q} = \frac{10^{-3} \cdot 1 \cdot 30 \cdot 9.81}{0.5 \cdot 0.75} \approx 0.78\text{ kW}$$
Tổng công suất yêu cầu trên trục động cơ: $$N_{yc} = \frac{N_{lv} + N_q}{\eta_{chung}} = \frac{0.50 + 0.78}{0.931} = 1.37\text{ kW}$$ $\implies$ Chọn động cơ tiêu chuẩn $\text{AO2-22-4}$ công suất $P_{dm} = 1.5\text{ kW}$, tốc độ $n_{dm} = 1420\text{ rpm}$.
# Thuật toán mô phỏng kiểm tra khí động học phân loại vỏ lạc
def aerodynamic_separation(v_air, v_terminal_shell=2.5, v_terminal_kernel=8.2):
"""
v_air: Vận tốc dòng khí quạt thổi (m/s)
v_terminal_shell: Vận tốc lơ lửng của vỏ lạc (m/s)
v_terminal_kernel: Vận tốc lơ lửng của nhân lạc (m/s)
"""
if v_air <= v_terminal_shell:
return "Lỗi: Gió yếu, không tách được vỏ"
elif v_terminal_shell < v_air < v_terminal_kernel:
separation_efficiency = 0.95 + (v_air - 4.5) * 0.01
return f"Phân loại hoàn hảo: Vỏ bay ra ngoài, nhân rơi xuống máng (Hiệu suất: {separation_efficiency*100:.1f}%)"
else:
return "Cảnh báo: Gió quá mạnh, thổi bay cả nhân lạc"
# Thử nghiệm với vận tốc gió thiết kế v = 5.2 m/s
print(aerodynamic_separation(5.2))
3. Kiểm nghiệm sức bền trục chính bằng RDM 6.0
- Vật liệu chế tạo trục: Thép C45 tôi cải thiện, giới hạn bền $\sigma_b = 600\text{ MPa}$, ứng suất uốn cho phép $[\sigma] = 65\text{ MPa}$.
- Đường kính ngõng trục lắp ổ bi: $d_1 = d_3 = 25\text{ mm}$ (ổ bi đỡ 6205).
- Đường kính đoạn trục lắp rulo: $d_2 = 30\text{ mm}$.
- Kết quả phân tích RDM 6.0: Mô-men uốn tổng hợp lớn nhất $M_{max} = 48.6\text{ N}\cdot\text{m}$, mô-men xoắn $T = 30.7\text{ N}\cdot\text{m}$, ứng suất tương đương Von-Mises cực đại $\sigma_{td} = 22.4\text{ MPa} < [\sigma] = 65\text{ MPa}$. Trục đảm bảo độ bền uốn, bền mỏi và độ cứng vững.
Testing và validation
Quá trình kiểm nghiệm máy bóc vỏ được tiến hành qua 3 đợt thử nghiệm độc lập với 300 kg lạc giống L14:
| Kịch bản thử nghiệm | Độ ẩm mẫu | Năng suất thực tế | Tỷ lệ sạch vỏ | Tỷ lệ vỡ nhân | Trạng thái máy |
|---|---|---|---|---|---|
| Đợt 1: Độ ẩm cao | $12.5%$ | $260\text{ kg/h}$ | $88.2%$ | $2.1%$ | Vỏ dai, dính rá |
| Đợt 2: Độ ẩm chuẩn | $9.8%$ | $305\text{ kg/h}$ | $94.5%$ | $3.8%$ | Máy chạy êm, tách sạch |
| Đợt 3: Quá khô | $7.2%$ | $320\text{ kg/h}$ | $96.8%$ | $8.4%$ | Nhân giòn, bụi nhiều |
Kết quả đạt được
[Mục tiêu thiết kế] vs [Kết quả thực nghiệm]
Dự án đã hoàn thành $100%$ khối lượng bản vẽ thiết kế 2D/3D (A0) trên AutoCAD 2022, lập quy trình công nghệ gia công chi tiết điển hình (trục chính, rulo, rá sàng), kiểm chứng thành công trên phần mềm CAE RDM 6.0 và đáp ứng toàn bộ các chỉ tiêu chất lượng nông sản.
Đổi mới và đóng góp
- Cơ cấu dao va đập phức ứng động: Thay vì sử dụng thanh sắt cứng hoàn toàn (dễ làm vỡ hạt) hoặc thanh gỗ (nhanh mòn, hiệu suất thấp), thiết kế sử dụng tấm thép $2\text{ mm}$ kẹp đệm cao su chịu mài mòn giúp hấp thụ xung lực cực đại khi tiếp xúc với nhân, giảm tỷ lệ tróc vỏ lụa xuống dưới $2.5%$.
- Buồng bóc dạng rá hở nửa trụ tháo lắp nhanh: Kết cấu các thanh thép $\phi 8\text{ mm}$ xếp song song cách nhau $10\text{ mm}$ cho phép hạt sau khi vỡ vỏ thoát ngay lập tức xuống máng nghiêng, tránh hiện tượng va đập thứ cấp trong lồng quay gây nát nhân.
- Truyền động tích hợp 1 động cơ 2 cấp tốc độ: Tận dụng 1 động cơ duy nhất phân phối công suất cho cả quạt ly tâm ($989\text{ rpm}$) và trục bóc vỏ ($468\text{ rpm}$) qua hệ thống đai thang đôi, tiết kiệm $40%$ chi phí thiết bị điện và không gian lắp đặt.
| Tiêu chí so sánh | Máy thủ công Trà Vinh | Máy nhập khẩu Hongxin HX | Máy thiết kế của đề tài |
|---|---|---|---|
| Năng suất bóc tách | $20\text{ kg/h}$ | $500\text{ kg/h}$ | $300\text{ kg/h}$ |
| Tỷ lệ vỡ hạt | $6 - 8%$ | $8 - 12%$ | $< 3.8%$ |
| Độ sạch sau phân loại | Không có quạt thổi ($0%$) | $95%$ | $94.5%$ |
| Công suất tiêu thụ | Thủ công / $0.5\text{ kW}$ | $2.25\text{ kW}$ | $1.5\text{ kW}$ |
| Giá thành chế tạo | 4.5 triệu VNĐ | 55 - 60 triệu VNĐ | 12.5 triệu VNĐ |
| Bảo trì & Thay thế | Khó định chuẩn | Phụ tùng đắt, khó mua | $100%$ linh kiện nội địa |
Ứng dụng thực tế và triển khai
Kịch bản ứng dụng thực tế
Tại các xưởng ép dầu phụng nguyên chất tại Tam Kỳ, Đại Lộc (Quảng Nam), vào chính vụ (tháng 3-5 âm lịch), mỗi cơ sở xử lý từ $1.5 - 3$ tấn lạc quả mỗi ngày. Máy bóc vỏ 300 kg/h vận hành liên tục 6-8 giờ sẽ cung cấp đủ $1.8 - 2.4$ tấn nhân sạch cho dàn ép thủy lực, loại bỏ hoàn toàn tình trạng ứ đọng nguyên liệu và giảm 5 nhân công bóc vỏ thủ công.
[Vỏ Lạc Khô: Chất Đốt / Phân Bón] [Nhân Lạc Sạch: Ép Dầu / Thực Phẩm]
Yêu cầu triển khai và lắp đặt
- Mặt bằng lắp đặt: Tối thiểu $1.5 \times 2.0\text{ m}$, nền bê tông phẳng, có rãnh thoát bụi.
- Hạ tầng điện: Nguồn điện $220\text{V} - 50\text{ Hz}$ (dây nguồn $\ge 2.5\text{ mm}^2$, aptomat $20\text{A}$) hoặc điện 3 pha $380\text{V}$.
- Quy trình thao tác: Khởi động máy chạy không tải 60 giây $\to$ Bật quạt gió kiểm tra chiều quay $\to$ Đổ lạc vào phễu $\to$ Mở cửa van định lượng từ từ.
Phân tích hiệu quả kinh tế và thời gian hoàn vốn (ROI)
- Chi phí đầu tư cố định ban đầu: 12.500.000 VNĐ.
- Chi phí vận hành/ngày (xử lý 2.0 tấn lạc quả):
- Điện năng ($1.5\text{ kW} \times 7\text{h} \times 2.500\text{ đ/kWh}$): 26.250 VNĐ.
- Nhân công vận hành (1 người): 300.000 VNĐ.
- Hao mòn & bảo dưỡng: 20.000 VNĐ.
- Tổng chi phí máy: 346.250 VNĐ/ngày.
- Chi phí thuê bóc tay truyền thống (2.0 tấn = 2000 kg):
- Đơn giá bóc tay: $1.000\text{ VNĐ/kg} \implies 2.000.000\text{ VNĐ/ngày}$.
- Số tiền tiết kiệm mỗi ngày: $$\Delta C = 2.000.000 - 346.250 = 1.653.750\text{ VNĐ/ngày}$$
- Thời gian thu hồi vốn (ROI): $$T_{ROI} = \frac{12.500.000}{1.653.750} \approx 7.5\text{ ngày làm việc liên tục trong vụ mùa}$$
Hạn chế và hướng phát triển
Hạn chế kỹ thuật hiện tại
- Chưa tích hợp cụm sàng rung phân loại kích cỡ củ trước khi vào buồng bóc, dẫn đến củ quá nhỏ ($< 9\text{ mm}$) bị sót vỏ khoảng $3-5%$.
- Đệm cao su trên dao bóc bị lão hóa cơ học sau khoảng $400 - 500$ giờ vận hành, cần kiểm tra căn chỉnh khe hở định kỳ.
- Bụi mịn từ vỏ lạc phát tán ra môi trường xung quanh do chưa có xyclon thu hồi bụi kín.
Hướng nâng cấp và phát triển
- Tích hợp bộ thu hồi bụi lốc xoáy (Cyclone dust collector) đường kính $\phi 300\text{ mm}$ tại đầu ra quạt gió.
- Thiết kế hệ thống sàng rung phân cấp 2 tầng dưới đáy buồng bóc để phân loại ngay nhân nguyên, nhân vỡ đôi và hạt lép.
- Nghiên cứu ứng dụng cảm biến tải trọng IoT tại phễu nạp để tự động điều chỉnh tốc độ cấp liệu qua van xoay điện tử.
Đối tượng hưởng lợi
- Sinh viên & Giảng viên ngành Cơ khí Chế tạo: Bộ tài liệu hoàn chỉnh về tính toán động lực học buồng bóc va đập, quy trình công nghệ gia công trục máy và ứng dụng phần mềm RDM/AutoCAD trong thiết kế máy nông nghiệp.
- Kỹ sư & Xưởng cơ khí địa phương: Bản vẽ chế tạo chi tiết chuẩn hóa (A0/A3), sử dụng vật liệu thép hình và vòng bi tiêu chuẩn dễ tìm kiếm trên thị trường nội địa.
- Hộ sản xuất & Doanh nghiệp chế biến dầu lạc: Giải pháp kỹ thuật nâng cao năng suất gấp 6 lần, giảm chi phí vận hành $82%$, nâng cao tỷ lệ thu hồi dầu ép nguyên chất.
- Các nhà nghiên cứu máy sau thu hoạch: Dữ liệu thực nghiệm cơ tính phá hủy vỏ lạc giống Việt Nam làm tiền đề phát triển các dòng máy đa năng cho hạt họ đậu.
Câu hỏi thường gặp
1. Yêu cầu kỹ thuật và nguồn điện để lắp đặt máy là gì?
Máy sử dụng động cơ $1.5\text{ kW}$ chạy được trên cả lưới điện dân dụng 1 pha $220\text{V}$ (thay puly phù hợp) hoặc điện 3 pha công nghiệp $380\text{V}$. Cần cố định khung máy trên nền phẳng bằng bu-lông nở $\text{M10}$ để hạn chế rung lắc.
2. Giới hạn năng suất và khả năng nâng công suất máy?
Năng suất thiết kế định mức là $300\text{ kg/h}$. Muốn nâng công suất lên $500\text{ kg/h}$, cần tăng chiều dài rulo từ $330\text{ mm}$ lên $500\text{ mm}$, nâng công suất động cơ lên $2.2\text{ kW}$ và mở rộng tiết diện quạt hút vỏ.
3. Máy có làm vỡ màng lụa hoặc nhân hạt đậu phộng không?
Nhờ thiết kế lưỡi dao thép bọc đệm cao su giảm chấn và duy trì khe hở rá sắt $20 - 30\text{ mm}$, tỷ lệ vỡ hạt thực tế được kiểm soát ở mức $3.8%$ (thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn ngành $<10%$), màng lụa của nhân lạc được giữ nguyên vẹn.
4. Quy trình bảo dưỡng định kỳ bao gồm những bước nào?
- Sau mỗi ca làm việc ($8\text{h}$): Mở nắp buồng trên, quét sạch bụi và vỏ vụn bám trong rá sắt.
- Định kỳ $100\text{h}$: Bơm mỡ bôi trơn chuyên dụng vào 4 gối đỡ vòng bi trục chính và trục quạt.
- Định kỳ $300\text{h}$: Kiểm tra độ chùng đai thang (độ võng cho phép $10-15\text{ mm}$ dưới lực bấm ngón tay) và độ mòn của đệm cao su dao bóc.
5. Chi phí đầu tư chế tạo và thời gian thu hồi vốn thực tế?
Tổng chi phí vật tư và gia công chế tạo hoàn thiện máy là khoảng 12.500.000 VNĐ. Với cơ sở ép dầu chế biến $1.5 - 2.0$ tấn lạc/ngày, thời gian thu hồi toàn bộ vốn đầu tư chỉ mất từ 8 đến 15 ngày làm việc trong mùa thu hoạch.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu, tính toán thiết kế và mô hình hóa máy tuốc vỏ lạc" đã giải quyết triệt để bài toán kỹ thuật cơ giới hóa công đoạn bóc tách nông sản sau thu hoạch. Bằng việc kết hợp nhuần nhuyễn giữa phương pháp tính toán lý thuyết truyền thống, kiểm nghiệm thực nghiệm cơ tính phá hủy vật liệu và ứng dụng công cụ CAD/CAE hiện đại (AutoCAD, RDM), nhóm nghiên cứu đã chế tạo thành công mẫu máy bóc vỏ hạt lạc năng suất $300\text{ kg/h}$, tỷ lệ sạch vỏ $94.5%$ và tỷ lệ vỡ hạt $< 3.8%$.
Giải pháp không chỉ giải phóng sức lao động nặng nhọc cho người nông dân mà còn nâng cao chất lượng hạt nguyên liệu, gia tăng giá trị kinh tế cho ngành chế biến dầu thực vật truyền thống tại miền Trung và cả nước. Quý bạn đọc, xưởng cơ khí và cơ sở chế biến nông sản có thể tham khảo toàn bộ hồ sơ thiết kế, bản vẽ nguyên lý và quy trình gia công để ứng dụng triển khai thực tế vào sản xuất.