THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY RỬA TRỨNG GÀ VỊT GIA CẦM
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
NỘI DUNG
Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY RỬA TRỨNG GÀ VỊT GIA CẦM
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
Để thiết kế về máy rửa trứng, trước tiên ta phải tìm hiểu về loại trứng cần được làm sạch, các thành phần, cấu tạo vỏ trứng như thế nào để lực tác động vào trứng là bao nhiêu để trứng không bị vỡ khi rửa, các tính chất vật lý, hóa học, sinh học…và một số thành phần dinh dưỡng của trứng, cách đánh giá, kiểm tra trứng có đạt yêu cầu hay chưa.
1.1. Cấu tạo quả trứng. ( gà, vịt,…)
Hình 1.1: Cấu tạo trứng gà,vịt, …
|
Trứng gia cầm |
Lòng trắng |
Lòng đỏ |
Vỏ |
|
Trứng gà |
56.8 |
31.6 |
11.6 |
|
Trứng vịt |
52.1 |
35.6 |
12.3 |
Bảng 1: Thành phần của một số loại trứng gia cầm thường gặp
(% theo khối lượng)
Trứng là thực phẩm có giá trị bồi dưỡng cao.
Trong một quả trứng có khoảng 7g protein, trong đó 50% ở lòng trắng, 44,3% ở lòng đỏ, số protein còn lại nằm ở vỏ và màng dưới vỏ.
Còn lipit (chất béo) và cholesterol đều nằm ở lòng đỏ.
1.1.1.Vỏ trứng.
Vỏ trứng có cấu tạo chủ yếu từ hợp chất đá vôi, làm nhiệm vụ bảo vệ các thành phần bên trong tránh tổn thương cơ học đồng thời điều khiển sự trao đổi khí cũng như hơi ẩm cho các hoạt động sống của trứng. Ngoài ra còn ngăn ngừa sự xâm nhập của vi khuẩn và là nguồn cung cấp khoáng cho phôi bên trong, chủ yếu là canxi giúp cho phôi phát triển đủ cấu trúc cho xương. Độ dày vỏ trứng trung bình 0.31 – 0.35mm, phía đầu nhọn vỏ dày hơn phía đầu tù với mật độ các hơi cũng nhiều hơn, trung bình 100 – 1500 lỗ/cm2 , đường kính lỗ 4 – 40µm.
Độ cứng vỏ trứng : 0,8 ÷ 8,16 kgf. (8 – 80 N)
Bề dày vỏ trứng 0,1 ÷ 0,6 mm
1.1.2. Buồng khí.
Nhiệt độ trứng khi mới được đẻ ra bằng với thân nhiệt của gà vịt (khoảng 40.5oC). Khi nhiệt độ trứng giảm xuống đến nhiệt độ môi trường thì các thành phần bên trong trứng sẽ co lại và hai lớp màng sẽ tách ra ở hai đầu tù tạo thành buồng khí cung cấp oxi cho phôi trong tuần đầu.
1.1.3. Lòng trắng.
Lòng trắng trứng gồm 4 phần theo thứ tự như hình vẽ trên:
+ Lớp đầu tiên là lớp mỏng.
+ Lớp đặc, dày, hơi đục …thành phần chủ yếu của lòng trắng.
+ Lớp khí đặc, mỏng, mờ đục (bao quanh màng vitelline của lòng đỏ. Hai đầu của lớp lòng trắng trong cùng này là hai dây đỡ lòng đỏ xoắn theo hai chiềungược nhau để giữ lòng đỏ ở vị trí trung tâm và giữ đĩa phôi luôn ở vị trí hướng lên.
Protein ở lòng trắng đa số thuộc loại đơn giản, nằm ở trạng thái hòa tan và có đến 8 loại khác nhau, chủ yếu là albumin (gần 70%), ovomucoit (10%), globulin (7%), avidin (0.05%) …Protein của lòng trắng cũng có thành phần axit amin toàn diện như lòng đỏ, chất avidin – biotin làm cho cơ thể mất khả năng hấp thụ biotin, dễ gây nên trạng thái bị thiếu hụt vitamin H.
Nhưng chỉ cần dun nóng đến 80oC thì men antitrypsin bị phá hủy và biotin cũng được giải phóng khối phức hợp avidin – biotin, ăn trứng ngon lành và an toàn.
Lòng trắng trứng thì có thể ăn thoải mái hơn bởi không có chất béo, cũng không có cholesterol.
1.1.4. Lòng đỏ.
Thành phần hóa học: Lòng đỏ trứng chiếm khoảng 36% khối lượng của toàn trứng tươi.
Chất khô của lòng đỏ khoảng 50 – 52%.
Thành phần chính của lòng đỏ trứng tươi là lipit (chiếm 65% chất khô của lòng đỏ) và tỉ lệ lipit và protein là 2 : 1.
|
|
Lòng đỏ trứng tươi (%) |
Lòng đỏ trứng khô (%) |
|
Nước |
51.1 |
- |
|
Lipids |
30.6 |
62.5 |
|
Proteins |
16.0 |
33.0 |
|
Carbohydrates |
0.6 |
1 |
|
Khoáng |
1.7 |
3.5 |
Bảng 2: Thành phần hóa học của trứng gà (Powrie và Nakai, 1986)
1.2. Phân loại trứng.
1.2.1. Phân loại theo trọng lượng.
Người ta dựa vào sự khác nhau về khối lượng các trứng mà đưa ra tiêu chuẩn phân loại trứng. Tiêu chuẩn phân loại phụ thuộc vào từng vùng và từng quốc gia. Sau đây là hai tiêu chuẩn khác nhau về phân loại trứng theo trọng lượng.
Mỹ và Canada phân thành 6 loại khối lượng:
Hình 1.2: Phân loại trứng theo kích thước của Mỹ và Canada.
Việc phân loại theo trọng lượng có thể thực hiện bằng hệ thống cân tự động.
1.2.2. Phân loại theo phẩm chất.
Việc phân loại theo phẩm chất bao gồm:
+ Phẩm chất ngoài (dựa vào tình trạng vỏ).
+ Phẩm chất trong (dựa vào buồng khí, trạng thái lòng đỏ và lòng trắng).
Để đánh giá trứng tươi người ta dung phương pháp soi đèn.
Khi soi đèn, trứng tươi có buồng khí không di động và không cao quá 5mm, (thường từ 1 – 3,5mm).
Buồng khí cao quá hoặc di động là do màng ngoài đã bị bông và nứt. Ở trứng tươi tốt lòng đỏ thường ở vị trí trung tâm và có đường viền không rõ nét.
Hình 1.3: Máy soi trứng và vận chuyển trứng đạt chất lượng.
Hình 1.4: Phương pháp soi đèn.
Để đánh giá trạng thái lòng trắng trứng người ta thường phải phá vỡ trứng (ít dùng), lòng trắng của trứng tươi tốt thì hơi đặc quánh trog suốt, nếu lòng trắng trứng bị vẫn đục là do quá thừa khí CO2, dấu hiệu trứng hỏng là khi tròng trắng trứng có vệt màu, đôi khi có thể có vật lạ như kí sinh trùng.
Theo tiêu chuẩn này ta có các loại trứng sau:
+ Loại AA: vỏ sạch, nguyên; buồng khí < 3mm, nguyên; lòng trắng rõ, chắc; lòng đỏ nằm giữa, đường viền mở.
+ Loại A: vỏ sạch, nguyên; buồng khí < 6mm, nguyên; lòng trắng rõ, chắc; lòng đỏ gần trung tâm, đường viền rõ.
+ Loại B: vỏ hơi bẩn, nguyên; buồng khí < 9,5mm, di động; lòng trắng hơi loảng; lòng đỏ lơ lững, đường viền rõ.
+ Loại C: vỏ bẩn dưới ¼ diện tích vỏ, buồng khí >9,5mm, di động, có bọt; lòng trắng loảng, có vết máu; lòng đỏ lơ lững, đường viền lỏng lẻo.
Ngoài ra còn một số khóa phân loại cho các loại trứng kém chất lượng:
+ Loại bẩn: vỏ bẩn nhưng còn nguyên vỏ.
+ Loại rạn: vỏ bị rạn nhưng dịch không chảy ra ngoài.
+ Loại vỡ: vỏ nứt và dịch chảy ra ngoài.
Hình 1.5: Phân loại trứng.
1.3. Tổng quan trang thiết bị hiện tại.
1.3.1.Mục đích rửa trứng.
Quá trình rửa trứng nhằm mục đích chuẩn bị cho quá trình chế biến và vào khay trứng. Quá trình này giúp loại bỏ các tạp chất bám dính và các vi sinh vật bề mặt vỏ trứng.
1.3.2.Tổng quan về máy rửa trứng.
Máy rửa trứng khá đặc biệt so với các loại máy rửa thực phẩm khác vì trứng là loại thực phẩm có vỏ cứng nhưng dễ vỡ khác với những thực phẩm còn lại như củ, quả.
Do đó máy rửa trứng có yêu cầu cao hơn so với các máy rửa thực phẩm khác vì khi rửa trứng phải đảm bảo trứng được rửa sạch nhưng không bị va đập trong quá trình rửa cũng như phải đảm bảo yêu cầu về năng suất.
1.4. Các nguyên lí rửa trứng thực tại.
1.4.1. Rửa trứng dạng băng tải.
Hình 1.6: Rửa trứng dạng băng tải.
Thân (2): có dạng khung hình chữ nhật kéo dài theo chiều dọc.
Băng tải (3): di chuyển được theo chiều dọc của thân (2) nhờ con lăn (8), giúp vận chuyển khay (6) đựng trứng (7) bên trong thân (2).
Các chổi quét (4) có gắn cọ quét (9): được đặt theo phương thẳng đứng và cách đều nhau theo chiều dọc của thân (2).
Dàn phun nước (5): gồm hai ống dẫn nước chính (17) và các vòi phun (18) được đặt ở giữa các chổi quét (4).
Khi khay (6) được băng tải (3) đưa qua khe hở giữa các chổi quét (4), chổi quét (4) được dẫn động xoay tròn để tạo lực ma sát giữa cọ quét (9) và trứng (7), đồng thời dàn phun (5) phun nước trực tiếp lên bề mặt trứng (7) để làm sạch chất bẩn.
Trứng qua xử lý có bề mặt sạch sẽ, bảo đảm an toàn và dự trữ được lâu hơn.
Ưu điểm: Rửa được số lượng nhiều
Khuyết điểm: Cần rửa hai lần vì mỗi lần rửa chỉ sạch được một mặt của trứng.
1.4.2.Rửa trứng dạng 2 vít tải cước.
Trứng tươi được đặt vào trong khe trục vít tải. Trong suốt quá trình rửa, trứng đượcdkéo đi nhờ 2 trục vít tải, trứng đặt trên trục vít tải có cước nhựa, trứng được cọ sát và chà kết hợp với lực phun nước khi rửa giúp rửa sạch các chất bẩn dính trên vỏ trứng.
Hình 1.7: Rửa trứng dạng hai vít tải cước
Ưu điểm:Thời gian rửa trứng nhanh.
Khuyết điểm: Lực tác dụng vào vỏ trứng ít, không chà sạch được các vết bẩn dơ, cứng.
1.4.3. Rửa trứng dạng băng chuyền bằng con lăn.
Trứng tươi được vận chuyển theo băng chuyền bởi các con lăn vào trong buồng rửa trứng. Tại đây các lông bàn chải chuyển động qua lại với tốc độ thích hợp tiếp xúc trục tiếp lên vỏ trứng kết hợp với nước rửa được phun trực tiếp lên trứng đang chuyển động trên các con lăn sẽ giúp rửa trôi tạp chất và vi sinh vật trên vỏ trứng.
Ưu điểm: Tính tự động cao
Khuyết điểm: Lực chà ít, thiết kế phức tạp.
Hình 1.8: Rửa trứng dạng băng chuyền bằng con lăn.
1.4.4. Rửa trứng bằng phương pháp cọ trực tiếp.
Hình 1.9: Rửa trứng bằng miếng chà.
Cả hai trục được bọc lớp miếng nhám có tác dụng chà sạch bụi bẩn trên trứng. Trục thứ nhất có các rãnh trùng với biên dạng bề mặt của trứng để tăng bề mặt tiếp xúc với trứng nhằm mục đích rửa sạch hơn đồng thời giữ trứng xoay tại chỗ.Trục thứ hai có các vòng chà có tác dụng giữ trứng không bị rơi ra và tăng khả năng rửa sạch trứng.
Khuyết điểm: Không có tính tự động
Năng suất thấp.
1.5 Một số kích thước cơ bản của trứng gà, vịt.
|
|
Dài |
Rộng |
|
|
Dài |
Rộng |
|
1 |
53 |
43 |
1 |
64 |
46 |
|
|
2 |
55 |
43 |
2 |
63 |
45 |
|
|
3 |
54.5 |
43 |
3 |
63 |
44.5 |
|
|
4 |
52 |
41 |
4 |
63.5 |
45.5 |
|
|
5 |
55 |
43 |
5 |
63.5 |
45 |
|
|
6 |
56 |
44 |
6 |
64 |
45.5 |
|
|
7 |
56 |
43.5 |
7 |
63.5 |
44 |
|
|
8 |
55 |
43 |
8 |
63 |
44.5 |
|
|
9 |
54 |
42.5 |
9 |
63 |
44.5 |
|
|
10 |
53 |
43 |
10 |
63.5 |
45 |
|
|
TB |
54.35 |
42.9 |
TB |
63.4 |
44.95 |
Hình 1.10: Kích thước trứng gà. Hình 1.11: kích thước trứng vịt.
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Giới thiệu về hệ dẫn động vít tải.
2.1.1.Vít tải.
Vít tải là máy vận chuyển vật liệu rời chủ yếu theo phương nằm ngang. Ngoài ra vít tải có thể dùng để vận chuyển lên cao với góc nghiêng có thể lên tới 900, tuy nhiên góc nghiêng càng lớn hiệu suất vận chuyển càng thấp.
Vít tải thuộc nhóm máy chuyển liên tục không có bộ phận kéo. Bộ phận công tác của vít tải là vít cánh xoắn chuyển động quay trong một vỏ kín tiết diện tròn ở dưới. Khi vít chuyển động, cánh vít đẩy vật liệu di chuyển trong vỏ. Vật liệu chuyển động không bám vào cánh xoắn là nhờ trọng lượng của nó và lực ma sát giữa vật liệu và vỏ máng, do đó vật liệu chuyển động trong máng theo nguyên lý truyền động vít-đai ốc. Vít tải có thể có một cánh xoắn hoặc nhiều cánh xoắn, với nhiều cánh xoắn thì vật liệu chuyển động êm hơn. Chất tải cho vít tải qua lỗ trên nắp máng 18, còn dỡ tải qua cửa ra liệu ở phía dưới của ống.Vít tải thường dùng để vận chuyển vật liệu nóng và độc hại.
* Các ưu điểm của vít tải:
- Vật liệu chuyển động trong máng kín, có thể nhận và dỡ tải ở trạm trung gian không tổn thất rơi vãi vật liệu, an toàn khi làm việc và sử dụng, rất thuận lợi cho việc vận chuyển vật liệu nóng và độc hại.
- Chúng chiếm chỗ rất ít, với cùng năng suất thì diện tích tiết diện ngang của vít tải nhỏ hơn rất nhiều so với tiết diện ngang của các máy vận chuyển khác.
- Bộ phận công tác của vít nằm trong máng kín, nên có thể hạn chế được bụi khi làm việc với nguyên liệu sinh nhiều bụi.
- Giá thành thấp hơn so với nhiều loại máy vận chuyển khác.
* Các nhược điểm của vít tải:
- Chiều dài cũng như năng suất bị giới hạn, thông thường không dài quá 30 m với năng suất tối đa khoảng 100 tấn/giờ.
- Chỉ vận chuyển được vật liệu rời, không vận chuyển được các vật liệu có tính dính bám lớn hoặc dạng sợi do bị bám vào trục.
- Trong quá trình vận chuyển vật liệu bị đảo trộn mạnh và một phần bị nghiền nát ở khe hở giữa cánh vít và máng, chóng mòn cánh xoắn và máng khi vận chuyển vật liệu cứng và sắc cạnh. Ngoài ra nếu quãng đường vận chuyển dài, vật liệu có thể bị phân lớp theo khối lượng riêng.
- Năng lượng tiêu tốn trên đơn vị nguyên liệu vận chuyển lớn hơn so với các máy khác.
Mặc dù có những nhược điểm như vậy, vít tải vẫn được dùng rộng rãi trong các nhà máy xi măng, các nhà máy tuyển khoáng hoặc trong các xí nghiệp hoá chất.
- Vít tải thường được chia làm 2 loại theo phương vận chuyển vật liệu:
+ Vít tải nằm ngang
+ Vít tải thẳng đứng
Theo hình dạng cánh xoắn ta phân loại vít tải ra thành:
+ Loại cánh xoắn liên tục liền trục
+ Loại cánh xoắn liên tục không liền trục
+ Loại cánh xoắn dạng lá.
Vít tải cánh xoắn liên tục liền trục dùng để vận chuyển vật liệu dạng bột khô, có kích thước nhỏ hay trung bình. Loại cánh xoắn này không cho vật liệu chuyển động ngựơc lại, do đó khi cùng vận tốc quay và đường kính vít xoắn, năng suất của nó đạt cao hơn các loại khác.
Vít tải liên tục không liền trục dùng để vận chuyển vật liệu dạng hạt có kích thước lớn, hoặc vật liệu dính.
Vít tải loại cánh xoắn dạng lá dùng cho vật liệu kết dính, hoặc khi cần kết hợp quá trình trộn khi vận chuyển vật liệu.
2.1.2. Kết cấu của vít tải.
Kết cấu của vít tải cố định công dụng chung phải thoả mãn các yêu cầu sau:
Thuận tiện cho việc kiểm tra xem xét, bôi trơn các bộ phận quay dễ dàng, tháo lắp bộ phận dẫn động và vit xoắn độc lập với nhau. các chi tiết và các bộ phận của vít tải phải đảm bảo tính đổi lẫn.
Vật liệu dùng để chế tạo vít xoắn và máng của vít tải là:
+ Nếu vít tải dùng để vận chuyển các vật liệu gây gỉ thì phải chế tạo bằng cácloại thép chống gỉ.
+ Nếu vít tải dùng để vận chuyển vật liệu cứng sắc cạnh phải chế tạo bằng các loại thép bền mòn.
+ Nếu dùng để vận tải các vật liệu nóng trên 2000 phải chế tạo bằng gang hoặc thép lá.
Vít tải: Là vít xoắn dùng để đẩy vật liệu chuyển động dọc theo máng. Hình dạng và kết cấu của cánh xoắn phụ thuộc vào mục đích sử dụng để vận chuyển các loại vật liệu khác nhau.
Vít xoắn gồm nhiều đoạn vít nối với nhau, chiều dài mỗi đoạn không quá 3m. Mỗi đoạn vít xoắn gồm có trục và cánh xoắn hàn với trục. Cánh xoắn gồm nhiều đoạn hàn với nhau chiều dài mỗi đoạn bằng một bước xoắn. Người ta chế tạo cánh xoắn bằng cách dập. Trục vít xoắn được chế tạo từ thép ống, đầu mỗi đoạn ống có hàn một mặt bích bằng thép có các lỗ để bắt với các mặt bích của ổ treo trung gian. Hình dạng và kết cấu của cánh xoắn phụ thuộc vào mục đích sử dụng để vận chuyển các loại vật liệu khác nhau. Dựa vào tính chất vật liệu vận chuyển người ta sử dụng các loại vít xoắn:
Khi vận chuyển các loại vật liệu có dạng bột, hạt nhỏ và trung bình rời khô min như: xi măng, tro, bột, cát khô thì dùng vít có cánh xoắn liền trục (hình 1.4-a). Loại này cho năng suất vận chuyển cao. Hệ số điền đầy e = 0,125 ¸ 0,45 và tốc độ quay của vít từ n = 50 ¸ 120 vg/ph. Vít tải dạng lá liền trục (hình 1.4-c) dùng cho vật liệu dính, dùng vừa trộn, tẩm vừa vận chuyển như: đất sét ẩm, bê tông, xi măng. Hệ số điền đầy của loại này đạt e = 0,15¸0,3và tốc độ quay của vít n = 30 ¸ 60 vg/ph. Vít tải dạng lá không liên tục (hình 1.4-d) dùng để vận chuyển loại hạt thô, có độ ẩm như: sỏi thô, đá dăm, đất sét ẩm, bê tông, xi măng. Hệ số điền đầy của loại này đạt e = 0,15 ¸ 0,4 và tốc độ quay của vít từ n = 30 ¸ 60 vg/ph
Hình 2.1 : Các dạng vít tải:
a- vít có cánh xoắn liền trục, b- vít có cánh xoắn liên tục không liền trục, c- Vít dạng lá liên tục, c- Vít có cánh xoắn dạng lá không liên tục. Sơ đồ vận chuyển: e- Sang trái, f- Sang phải, g- Đẩy sang hai phía, h- Dồn vào giữ, k- Hệ số điền đầy vít tải .
Kích thước của trục vít xoắn và bước xoắn vít thường được tiêu chuẩn háo. Đường knihs d= 100 đến 320mm, bước xoắn từ 80 đến 320mm. Tiêu chuẩn trên bước xoắn thường bằng 0,8 đến 1 lần đường kính cánh xoắn. Tốc độ quay thường từ 10 ÷ 300 vòng/ phút.
Kích thước của trục vít xoắn và bước xoắn vít thường được tiêu chuẩn hoá: Đường kính d = 100 đến 320 mm, bước xoắn từ 80 đến 320 mm. Theo tiêu chuẩn trên bước xoắn thường bằng 0,8 đến 1 lần đường kính cánh xoắn. Tốc độ quay thường từ 10 300 vòng/ phút.
Trên hình 1.4 e ¸ h là sơ đồ hướng vận chuyển vật liêu: Vận chuyển sang trái, sang phải, phân sang hai phía, hai đầu dồn vào giữa.
Trong trường hợp vận chuyển vật liệu dính, ẩm người ta sử dụng vít có hai cánh xoắn hay còn gọi là vít kép. Loại này thích hợp. Hình 2.2 : Kích thước trục vít
trong vận chuyển vữa bê tông hoặc bột than.
Đối với vít tải đặt đứng thường vận chuyển vật liệu tơi vụn, ở đây sử dụng cánh xoắn liên tục liền trục, trong quá trình vận chuyểncó xuất hiện ma sát giữa vật liệu và cánh xoắn. Dưới tác dụng của lực ly tâm, vật liệu áp sát vào thành máng và bị vỏ máy hãm chuyển động quay lại và nhờ cánh xoắn đẩy nâng vật liệu đè lên trong máng. Muốn vật liệu không có chuyển động quay khi ra đến thành máng thì lực ly tâm phải lớn.Vì vậy vít tải đặt đứng có tốc độ quay lớn hơn nhiều so với tốc độ của vít tải đặt nằm ngang. Vít tải đặt đứng tiết kiệm được diện tích, kín và dỡ tải bất cứ vị trí nào cần thiết . Tuy vậy loại này tốn năng lượng, chóng mài mòn cánh.
2.2. Công thức tính vít tải
2.2.1. Tính năng suất của vít tải.
Q = 60
Trong đó : - D : Đường kính của vít tải
- n : Số vòng quay của trục vít trong một phút
- γ: Khối lượng thể tích của vật liệu chuyển , t/m3
Ta có khối lượng riêng của trứng là γ= 1.04 kg/m3
- S : Bước vít , S = ( 0,8 ÷ 1 )D
- ψ : Hệ số điền đầy , đối với vật liệu dạng hạt mịn
- ψ = 0,35 ÷ 0,45 đối với vật liệu đã nghiền nhỏ
- ψ = 0,45 ÷ 0,55 đối với khoai tây , củ cải ψ = 0,6 ÷ 0,7
- C1 : Hệ số xét tới độ dốc của vít tải so với mặt phẳng ngang
Đường kính của vít tải được tính theo công thức
D = 0,28.
Trong đó : ξ = là hệ số.
Công suất trên trục vít tải , ta có công thức ( 5-4 )
N =
Trong đó : Q : Năng suất kg/h
ω: Hệ số trở lực , cản sự dịch chuyển của vật liệu . Hệ số này chỉ sự cản trở ma sát của vật liệu với cánh vít và máng . Đối với vật liệu dạng hạt ω = 1,5 – 1,6 , đối với dạng bột ω = 1,2 – 1,3 , đối với dạng cục ít bào mòn ω = 1,8 – 2 , đối với muối hạt nhỏ ω = 4
H : Chiều cao nâng vật liệu ( m)
Công suất cần thiết để lắp động cơ vào:
2.2.2.Xác định công suất trên vít tải.
Đối với vít tải nằm ngang, công suất trên trục vít tải được xác định theo công thức sau:
P = Co .
Trong đó:
Q : là năng suất của vít tải Q = 1 (tấn/h)
L : là chiều dài vận chuyển của vật liệu theo phương ngang L = 1.1 (m)
Co: hệ số lực cản ma sát với vật liệu vận chuyển là trứng có Co = 4.0
2.2.3. Xác định momen xoắn trên vít tải.
Tv = 9,55 . 106
2.2.4. Xác định lực dọc trục trên vít tải.
Lực dọc trục trên vít tải được xác định theo công thức:
Fav = (2.2)
Trong đó:
R - Khoảng cách điểm đặt lực ma sát của vật liệu với cánh vít đến trục của vít tải (mm).
R(0,3 ¸0,4) .Dn R
a - Góc nâng của đường xoắn vít (độ) xác định theo công thức:
tga =
P - Bước vít tải (mm)
P = 0,8 D
d: Góc ma sát của vật liệu vận chuyển với cánh vít (độ)
tgd = f
Với:
f - Hệ số ma sát của vật liệu vận chuyển với cánh vít . Với vật liệu vận chuyển là gạo có f = 0,8
2.3. Công thức tính bộ truyền đai thang.
2.3.1 Công thức tính vận tốc đai :
2.3.2. Tính đường kính của bánh lớn :
D2= i.(1-ζ)
Hệ số trượt đai ζ=0,02
2.3.3. Số vòng quay thực của trục bị dẫn :
2.3.4. Công thức tính chiều dài đai L theo khoảng cách trục A sơ bộ :
Kiểm nghiệm số vòng chạy u trong 1 giây :
2.3.5. Xác định chính xác khoảng cách trục A theo chiều dài đai đã lấy theo tiêu chuẩn :
Khoảng cách A thỏa mãn điều kiện :
Sau đó bố trí có thể tăng giảm về 2 phía:
Phía giảm: = 0,015.L
Phía tăng = 0,03.L
2.3.6. Công thức góc ôm
Góc ôm thỏa mãn điều kiện .
2.3.7 Chiều rộng bánh đai loại A
B = (Z – 1)t + 2S = (1-1).16 +2.10= 20 mm
2.3.8. Đường kính ngoài cùng của bánh đai:
Bánh dẫn:
Dn1=D1 + 2ho
Bánh bị dẫn:
Dn2=D2 + 2c
Chiều rộng bánh đai loại O
B = (Z – 1)t + 2S
2.3.9. Đường kính ngoài cùng của bánh đai:
Bánh dẫn:
Bánh bị dẫn:
Tính lực căng ban đầu của :
Lực tác dụng lên trục R:
Tỉ số truyền
2.4. Tính toán bánh răng.
2.4.1. Ứng suất uốn cho phép.
N1 = 60.u.n1.T
N2 = 60.u.n2.T
2.4.2.Ứng suất uốn cho phép.
[б]tx1 = 2,6.HB1.KN
[б]tx2 = 2,6.HB2.KN
Vì bánh răng quay một chiều nên ứng suất uốn có công thức:
Với n = 1,5
Kб = 18
*Thép 45 (bánh nhỏ)
б-1 = (0,4÷0,45). бb
[б]u1 = .1
*Thép 35 (bánh nhỏ)
б-1 = (0,4÷0,45). бb
2.4.3. Chọn sơ bộ hệ số tải.
Ksb = (1,3÷1,5) = 1,4
2.4.4. Chọn sơ bộ hệ số chiều dài bánh răng.
2.4.5. Tính khoảng cách trục A.
2.4.6. Tính chính xác lại hệ thống tải trọng K.
Chiều dài vành răng b = ψR.Rl .KCX = Kt.Kd
K1 = 1
Chênh lệch sơ bộ so với Ksb ban đầu nên ta tính lại A:
2.4.7. Tính m số răng Z
Số m bánh răng:
Z=
Chiều rộng bánh răng:
B= ψ.A = 30 mm
2.4.8. Kiểm nghiệm sức bền răng.
Số răng tương đương của bánh dẫn
răng
Số răng tương đương của bánh dẫn
răng
Lấy Ztd2 = 54 răng
Kiểm nghiệm ứng suất uốn đối với bánh răng nhỏ
Đối với bánh răng lớn
бu2 = бu1. бu2 < [б]u2 = 111 N/mm2
2.4.9. Tính lực tác dụng.
Lực vòng:
Lực hướng tâm:
Pr1 = P1.tgα
2.5. Tính Toán Trục.
Đường kính sơ bộ trục:
dsb mm
Trong đó :d là đường kính trục (mm)
C- hệ số phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép đối với đầu trục vào và trục truyền chung.
C = (110 130)
=> chọn C = 130
Ta có:
dIC.
Trong đó N: công suất truyền của trục
n: số vòng quay trong 1 phút của trục
2.5.1. Tính chính xác trục.
Momen uốn = 0
Momen tương đương:
DA ≥
Hệ số an toàn B theo công thức:
Trong đó: và
Ứng suất thay đổi theo chu kì đối xứng:
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP
3.1. Nguyên lí lựa chọn. (trục cước, vít tải)
Trứng tươi được vít tải kéo đi trong buồng rửa trứng. Trong suốt quá trình di chuyển lông bàn chải chuyển động qua lại với vận tốc thích hợp tiếp xúc trực tiếp lên vỏ trứng kết hợp với nước rửa được phun trực tiếp lên trứng đang chuyển động trong vít tải sẽ giúp rửa trôi tạp chất và vi sinh vật trên vỏ trứng.
Máy rửa vít tải là loại máy rửa làm việc liên tục, thường được dùng để rửa các loại củ, quả, trứng.
Hinh 3.1: Rửa bằng trục cước – vít tải.
Nguyên tắc làm việc của máy là vít tải liện tục quay để đưa nguyên liệu di chuyển trong quá trình quá trình rửa đồng thời làm quay nguyên liệu khiến cho nguyên liệu vừa di chuyển vừa quay, song song trục vít tải là trục cước rửa có chức năng chà sạch vết bẩn trên bề mặt nguyên liệu và nước được phun vào liên tục trong suốt quá trình rửa để vết bẩn mềm và dễ rớt ra. Đồng thời dòng nước sẽ mang ra ngoài theo lỗ ở đáy máng. Thời gian cần thiết để rửa sạch có thể giảm đáng kể do đó kích thước của máy trở nên gọn nhẹ hơn.
Do nguyên liệu trong qua trình rửa chuyển động song phẳng ít va đập nên thích hợp để rửa các loại nguyên liệu có độ cứng thấp, dễ vỡ như là các loại trứng.
Phương pháp rửa kiểu vít tải hoạt động trên nguyên tắc trục vít tải đưa nguyên liệu di chuyển và trục cước có nhiệm vụ chà sạch vết bẩn trên nguyên liệu. Được dùng để rửa những nguyên liệu mềm, có độ cứng thấp rất thích hợp để rửa trứng.
3.2. Động cơ:
Sử dụng động cơ điện một pha.
3.3. Sơ lược về sợi cước và trục cước.
Cước được làm từ nhựa với cơ tính dẻo va đàn hồi tính chịu kéo… ,sợ cước được lắp vào trục được nằm thẳng sắp theo từng hàng kề nhau tạo thành trục cước. Khi hoạt động trục cước sẽ chuyển động vuông góc với hướng di chuyển của trứng và độ tiếp xúc được điều chỉnh phù hợp để việc rửa sạch là tối ưu nhất. Nước rửa cũng được phun dọc theo lông bàn chải trong quá trình cọ xát.
3.4 Trục vít tải:
Được làm từ nhựa tefon, trục rỗng, đường kính ngoài Ø75mm, được lắp với các miếng cao su, được quắn quanh trục với bước ren P=100mm, đường kính ngoài Ø180mm, khi máy hoạt động trục vít tải sẽ quay tròn, trứng đặt vào trục vít tải sẽ di chuyển theo hướng đi của ren, trục cước sẽ chà và làm xoay trứng. Đảm bảo trứng chà sạch khi trứng đi hết chiều dài trục vít tải.
|
STT |
Tên Gọi |
Vật liệu |
Số lượng |
|
1 |
Tấm che động cơ |
CT3 |
2 |
|
2 |
Đai ốc M16 |
CT3 |
1 |
|
3 |
Bulong M16 |
CT3 |
1 |
|
4 |
Dây đai |
polyurethane |
1 |
|
5 |
Bánh đai Ø100mm |
GX 15 – 32 |
1 |
|
6 |
Bánh đai Ø300mm |
GX 15 – 32 |
1 |
|
7 |
Lục giác M10 |
CT3 |
8 |
|
8 |
Chân đế |
PVC |
4 |
|
9 |
Máng đưa trứng ra |
Cao su Nitril |
1 |
|
10 |
Khung máy |
CT3 |
1 |
|
11 |
Ổ bi nhào Ø35mm |
100Cr6 |
2 |
|
12 |
Đai ốc M10 |
CT3 |
8 |
|
13 |
Máy bơm |
|
1 |
|
14 |
Ống hút nước |
PVC |
1 |
|
15 |
Ống phun nước |
PVC |
1 |
|
16 |
Vòng đệm 12 |
CT3 |
8 |
|
17 |
Ổ bi nhào Ø30mm |
100Cr6 |
2 |
|
18 |
Lục giác M3 |
CT3 |
45 |
|
19 |
Thanh đỡ tấm che khung |
CT3 |
6 |
|
20 |
Trục thép Ø32mm |
C45 |
1 |
|
21 |
Đai ốc M12 |
CT3 |
16 |
|
22 |
Ống chặn |
CT3 |
1 |
|
23 |
Trục nhựa |
POM |
2 |
|
24 |
Then 8 |
CT3 |
1 |
|
25 |
Trục cước |
PP + POM |
2 |
|
26 |
Trục đỡ trứng |
INOX 304 |
1 |
|
27 |
Trục vít tải |
Cao su Nitril+ PVC |
1 |
|
28 |
CB |
|
1 |
|
29 |
Trục trung gian |
C45 |
1 |
|
30 |
Bánh răng Z = 18 |
C45 |
1 |
|
31 |
Lục giác chìm M6 |
CT3 |
1 |
|
32 |
Bánh răng Z = 56 |
C45 |
1 |
|
33 |
Bánh răng Z = 33 |
C45 |
1 |
|
34 |
Động cơ |
|
1 |
|
35 |
Bulong M8 |
CT3 |
4 |
|
36 |
Máng hứng nước |
CT3 |
1 |
|
37 |
Vòng đệm 10 |
CT3 |
4 |
|
38 |
Đai ốc M8 |
CT3 |
4 |
Bảng 5.1: Tên gọi chi tiết máy.
Hinh 5.17: Bản vẽ lắp máy rửa trứng.
1. Khung máy.
2. Máng đưa trứng ra.
3. Khung che máy.
4. Thanh đỡ tấm che khung.
5. Cánh vít tải
6. Ống phun nước
7. Tấm che động cơ.
8. Chân đế.
5.2. Hướng dẫn sử dụng.
Bước 1: Kiểm tra lại nguồn điện 220V.
Bước 2: Bật CB , kiểm tra nguồn nước, chờ máy chạy ổn định 1 – 2 phút.
Bước 3: Kiểm tra mực nước trong xô đủ để khi trứng lăn ra không bị vỡ.
Bước 4: Kiểm tra hệ thống máng thoát nước.
Bước 5: Đặt trứng vào máy rửa trứng.
Bước 6: Lấy trứng đã rửa sạch ra.
* Những lưu ý khi sử dụng :
Nguồn điện sử dụng phải đảm bảo đủ công suất và cường độ. Nếu nguồn điện sử dụng yếu, máy sẽ hoạt động kém hiệu quả, sản phẩm rửa không sạch.
Không để vật nặng lên bộ phận che chắn của máy.
Thả trứng nhẹ nhàng, hạn chế cho rơi từ trên cao xuống, sẽ làm hư hỏng vỏ trứng, ảnh hưởng đến chất lượng trứng.
Một máy chỉ cần 1 người đứng máy.
Người đứng máy phải cung cấp trứng liên tục thì năng suất máy mới cao.
Nếu gặp sự cố, phải dừng ngay việc cung cấp trứng, tắt máy để sử lý sự cố, sau đó mới cho máy hoạt động trở lại.
5.3. Bảo trì.
Kiểm tra độ căng đai.
Kiểm tra bộ bánh răng.
Vệ sinh trục cước.
Xiết các đai ốc, bulông, vít vì sau một thời gian bị lỏng.
Bôi mỡ vào các ổ bi và các bánh răng.
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ
* Kết luận.
1. Những kết quả đạt được:
Đã chế tạo , lắp ráp hoàn thành phần cơ khí.
Kết cấu gọn nhẹ phù hợp với mô hình thí nghiệm.
Nắm được nguyên lý, cấu tạo căn bản máy rửa trứng.
Thiết kế mô hình, tính toán động học cho máy.
Tính toán và biết được các thông số kỹ thuật của máy rửa trứng.
Xây dựng chương trình mô phỏng hoạt động của máy rửa trứng bằng phần mềm Creo.
Sử dụng phần mềm Autocad để biểu diễn các chi tiết của máy.
Biết cách lắp ráp, tháo lắp các bộ phận của máy.
2. Những kết quả chưa đạt được:
Còn một vài sai xót trong phần cơ khí.
Đặt trứng vào máy còn thủ công.
* Hướng phát triển:
- Cải thiện thêm bộ phận đưa trứng vào bằng hệ thống băng chuyền.
- Máy rửa trứng nên sử dụng các vật liệu bằng thép không gỉ (inox).
*Lời cảm ơn: Do thời gian có hạn nên việc tìm hiểu về máy còn có nhiều thiếu sót, vì vậy kính mong tất cả các thầy cô thông cảm.
Sau khi hoàn thành đồ án này, em đã bước đầu có những hiểu biết cơ bản về máy rửa trứng, cấu tạo cũng như nguyên lý làm việc. Trong quá trình làm đồ án đã giúp em biết cách vận dụng các kiến thức từ những môn học khác nhau, và từ đó bắt tay vào giải bài toán kỹ thuật. Với yêu cầu của đề tài, nhóm em đã hoàn thành được các nội dung đặt ra. Do lần đầu tiếp cận với khía cạnh mới cũng như những khó khăn gặp phải trong quá trình làm nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Từ đó em rút ra được rất nhiều kinh nghiệm thực tế và sẽ giúp ích nhiều cho công việc sau này của em. Xây dựng được tính đồng đội, nhất trí trong một nhóm, phân chia công việc cụ thể rõ ràng, giúp đỡ, cùng đồng đội vượt qua mọi trở ngại.
Lời cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy đã giúp đỡ em trong quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Lời Nói Đầu
Việc thiết kế và cải tiến những hệ thống máy móc là công việc rất quan trọng trong công cuộc hiện đại hoá đất nước. Hiểu biết được tầm quan trọng đó, nhóm chúng em làm đề tài thiết kế và chế tạo mô hình máy rửa trứng nhằm phục vụ cho quá trình rửa trứng
Là sinh viên năm cuối chuyên ngành Cơ Khí Chế Tạo Máy của trường để trang bị hành trang tốt hơn chuẩn bị bước vào ngành nghề của mình sau khi ra trường . Chúng em đã được đi thực tập thực tế ở các công ty, xí nghiệp sản xuất các mặt hàng chuyên về lĩnh vực cơ khí.
Nay chúng em lại may mắn có được cơ hội làm Đồ Án Tốt Nghiệp đề tài “ Mô hình máy rửa trứng”, chúng em được đi sát vào thực tế cũng như vận dụng các kiến thức đã học trong những năm học vừa qua một cách tổng hợp và linh hoạt. Qua những trao đổi với giảng viên hướng dẫn cũng như trao đổi nhóm với nhau để tìm ra phương án hợp lí và thuận lợi nhất cho việc thực hiện đồ án tốt nghiệp. Nhờ vậy, khi kết thúc khóa luận án này, mỗi người chúng em tổng hợp và trang bị thêm cho mình những kiến thức về chế tạo máy nói chung và kiến thức về chế tạo máy gia công kim loại nói riêng.
Được sự hướng dẫn của thầy , đến nay nhóm em đã hoàn thành bài đồ án của mình. Mặc dù được trang bị các kiến thức cơ bản, nhưng do khả năng và hiểu biết thực tế còn hạn chế nên trong đồ án không tránh khỏi những thiếu xót, rất mong sự thông cảm của các Thầy Cô.
Trong thời gian thực hiện còn có nhiều sai sót, rất mong sự đóng góp ý kiến từ quý thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cám ơn !
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI...................................... 8
1.1. Cấu tạo quả trứng (gà, vịt, …)........................................................... 8
1.2. Phân loại trứng................................................................................ 11
1.3. Tổng quan trang thiết bị hiện tại...................................................... 13
1.4. Các nguyên lý rửa trứng thực tại..................................................... 14
1.5. Một số kích thước cơ bản của trứng gà, vịt...................................... 17
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT................................................................ 18
2.1. Giới thiệu về hệ thống dẫn động vít tải............................................ 18
2.2. Công thức tính vít tải....................................................................... 22
2.3. Công thức tính bộ truyền đai thang................................................. 25
2.4. Tính toán bánh răng........................................................................ 27
2.5. Tính toán trục.................................................................................. 29
CHƯƠNG 3:PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP............................... 31
3.1. Nguyên lý lựa chọn (trục cước – vít tải).......................................... 31
3.2. Động cơ.......................................................................................... 32
3.3. Sơ lược về sợi cước và trục cước..................................................... 32
3.4. Trục vít tải....................................................................................... 33
3.5. Các biến đổi trong quá trình rửa trứng............................................ 33
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN.................................................... 35
4.1. Thông số kỹ thuật của máy............................................................. 35
4.2. Tính toán vít tải............................................................................... 35
4.3. Tính toán bộ truyền đai thang.......................................................... 39
4.4. Tính toán bánh răng........................................................................ 45
4.5. Tính toán trục.................................................................................. 50
4.6. Tính toán chọn ổ lăn, gối đỡ trục..................................................... 63
4.7. Chọn then........................................................................................ 66
4.8. Máy bơm......................................................................................... 67
CHƯƠNG 5: CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM........................................................ 68
5.1. Thiết kế kết cấu máy........................................................................ 68
5.2. Hướng dẫn sử dụng......................................................................... 80
5.3. Bảo trì............................................................................................. 80
Kết luận kiến nghị........................................................................................... 81
Tài liệu tham khảo........................................................................................... 82
