Báo cáo Nghiên cứu thiết kế thiết bị tách gạch tôm và thịt tôm còn lại trong đầu tôm (Phần 1)

Nội dung text: Báo cáo Nghiên cứu thiết kế thiết bị tách gạch tôm và thịt tôm còn lại trong đầu tôm (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ THIẾT BỊ TÁCH GẠCH TÔM VÀ THỊT TÔM CÒN LẠI TRONG ĐẦU TÔM S K C 0 0 3 9 5 9 MÃ SỐ: T2014-101 SKC0 0 5 5 2 6 Tp. Hồ Chí Minh, 11/2014
2. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ MÁY BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH & CN CẤP TRƢỜNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ THIẾT BỊ TÁCH GẠCH TÔM VÀ THỊT TÔM CÒN LẠI TRONG ĐẦU TÔM MÃ SỐ: T2014 - 101 Chủ nhiệm đề tài: GV. Hồ Viết Bình TP. HCM, Tháng 11 Năm 2014
3. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SPKT Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt nam TP. HỒ CHÍ MINH Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Khoa Cơ khí Chế tạo máy Tp. HCM, Ngày 7 tháng 11 năm 2014 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1.Thông tin chung: -Tên đề tài: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ THIẾT BỊ TÁCH GẠCH TÔM VÀ THỊT TÔM CÒN LẠI TRONG ĐẦU TÔM - Mã số: T2014 – 101 - Chủ nhiệm: Hồ Viết Bình - Cơ quan chủ trì: Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật TP.HCM - Thời gian thực hiện: tháng 3/2014 đến tháng 11/2014 2.Mục tiêu: Nghiên cứu phƣơng pháp và thiết bị tách gạch, thịt trong đầu tôm phục vụ cho ngành chế biến tôm nhằm nâng cao năng suất chế biến đầu tôm và tiết kiệm nguyên liệu. 3.Tính mới và sáng tạo: Phƣơng pháp ép liên tục để dễ tự động hóa đồng thời ép qua 2 cặp trục và có sàng nhằm lấy hết gạch và thịt trong đầu tôm. 4.Kết quả nghiên cứu: - Nghiên cứu thiết kế máy ép có năng suất khoảng 500 Kg/ngày 8 giờ. - Chế tạo đƣợc phần ép của máy để thực nghiệm một vài thông số còn thiếu. 5.Sản phẩm: Tập thuyết minh kèm đĩa CD chứa kết quả nghiên cứu. 6. Hiệu quả, phƣơng thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng: Tƣ vấn thiết kế máy ép đầu tôm cho các công ty có nhu cầu Trƣởng đơn vị Chủ nhiệm đề tài (ký, họ và tên) (ký, họ và tên) Hồ Viết Bình 2
4. INFORMATION ON RESEARCH RESULTS 1. General information: - Project title: SHRIMP-SPLITTING EQUIPMENT RESEARCH - Code number: T2014 – 101 - Coordinator: Ho Viet Binh - Implementing institution: HCMC University of Technical and Education - Duration: March 2014 to December 2014 2. Objective(s) - Research in shrimp-splitting methods and equipment for materials savings and productivity improving in shrimp processing industry 3. Creativeness and innovativeness: - Automatic forced-continuous method and pressed through two pairs of axes to take off in the shrimp meat 4. Research results: - Research design presses yield about 500 kg / day 8 hours. - Manufacturing the molding machine to test some missing parameters 5. Products: - Description notes and a CD including contents and research results 6. Effects, transfer alternatives of research results and applicability: - Apply on Machinery Technology training courses - Consulting on design the shrimp-splitting machine for firms 3
5. Chƣơng 1- TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1-1 Đặt vấn đề Hiện nay, phần lớn đầu tôm đƣợc bán lại cho các công ty chế biến thức ăn gia súc, đầu tôm sẽ đƣợc nghiền và xay nhuyễn để trộn vào thức ăn cho gia súc, gia cầm vì đầu tôm là nguồn thức ăn giàu đạm thay thế bột cá. Hơn nữa, giá thành thức ăn sản xuất từ nguyên liệu này thấp hơn so với dùng bột cá. Tuy nhiên trong đầu tôm còn sót lại một lƣợng thịt do quá trình cắt, lƣợng thịt này lấy ra có thể làm muối tôm, mắm tôm hay thức ăn chế biến sẵn. gạch tôm là phần tạo ra mùi tôm nhiều nhất nên thƣờng sử dụng trong bánh phồng tôm, muối tôm, các loại thực phẩm cần mùi tôm. Đồng thời thịt và gạch cũng chứa một lƣợng đạm khá cao. Theo kết quả khảo sát của Trƣờng ĐH Nông lâm thành phố Hồ Chí Minh tỷ lệ đầu của tôm chiếm khoảng 35 – 45% trọng lƣợng cơ thể. Tận dụng nguồn phụ phẩm này sẽ mang lại một nguồn thu khá lớn cho các nhà máy chế biến. Mới đây, nhóm nghiên cứu gồm PGS.TS Bùi Văn Miên và Nguyễn Anh Trinh, khoa công nghệ thực phẩm trƣờng ĐH Nông lâm Thành phố Hồ Chí Minh phân tích thành phần cho thấy: hàm lƣợng protein của đầu tôm chiếm tỷ lệ khá cao: 11%. Dù vậy, việc tận dụng và chế biến đầu tôm ở nƣớc ta vẫn chƣa đƣợc chú ý nhiều, các phƣơng pháp chế biến còn thủ công và tốn kém, việc không tiêu thụ hoàn toàn lƣợng phụ phẩm này có nguy cơ gây ô nhiễm môi trƣờng. 1-2 Mục tiêu đề tài Nghiên cứu và thiết kế thiết bị tách gạch, thịt trong đầu tôm phục vụ cho ngành chế biến tôm nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế và tiết kiệm nguyên liệu. 1-3 Tình hình nghiên cứu trong & ngoài nƣớc Hiện nay việc chế biến đầu tôm ở nƣớc ta chƣa đƣợc chú trọng nhiều, phần lớn là dùng làm thức ăn cho gia súc gia cầm. Những nƣớc có ngành nuôi tôm phát triển đều có công nghệ chế biến tôm hoàn chỉnh, không bỏ phí bất cứ bộ phận nào. 1-4 Tính cấp thiết và hƣớng thiết kế Việc tách đƣợc phần thịt tôm ra khỏi đầu tôm nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế, nâng cao chất lƣợng trong việc sản xuất thức ăn cho gia súc, gia cầm, làm muối tôm và 4
6. trong các ngành chế biến thực phẩm khác. Vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy ép là một đề tài cấp thiết, có tính ứng dụng cao. Hƣớng thiết kế cho máy này là cấp liệu và lấy sản phẩm ra liên tục. 1-5 Phƣơng pháp và trình tự nghiên cứu Tham khảo kết quả nghiên cứu về việc chế biến đầu tôm. Tham khảo các thiết bị ép, nghiền. Thiết kế máy, chế tạo mô hình. Thử nghiệm, đo các thông số. Hiệu chỉnh bản thiết kế Chuyển giao sản phẩm. 1-6 Quy trình chế biến đầu tôm 1.Phân loại: 5
7. Lựa chọn những đầu tôm bị nát, bị ƣơn, hay bị quá hƣ hỏng để loại bỏ. Để đạt hiệu quả cao, ngƣời ta thƣờng phân loại đầu tôm theo kích thƣớc. Những đầu tôm có kích thƣớc nên cho vào cùng một mẻ. 2.Rửa: Nguyên liệu sau khi thu về thƣờng lẫn tạp chất nhƣ đất, cát còn bám trên bề mặt vỏ, vì vậy cần rửa sạch để loại bỏ lƣợng tạp chất này, cùng nhƣ để nâng cao chất lƣợng sản phẩm đầu ra. Tuy nhiên, cần chú ý, ko nên rửa quá mạnh hoặc quá kỹ, có thể làm rửa trôi đi phần thịt trong đầu tôm. 3.Ép: Tách phần thịt tôm ra khỏi vỏ tôm. Lực ép đủ lớn để tách đƣợc lƣợng thịt tôm ra khỏi đầu tôm là lớn nhất. 4.Thành phẩm: Sản phẩm ép đƣợc có thể sử dụng để làm thức ăn viên cho gia súc, gia cầm, làm muối tôm, hoặc dùng để làm hƣơng liệu trong các ngành công nghiệp thực phẩm nhƣ sản xuất bánh, snack Ngoài ra vỏ đầu tôm còn đƣợc sử dụng làm nguyên liệu cho dƣợc phẩm 6
8. Chƣơng 2- CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY ÉP Ép là quá trình tác động lực cơ học vào đầu tôm làm đầu tôm bị biến dạng trên vật cản nhằm phân chia pha lỏng và pha rắn trong đầu tôm, từ đó thu đƣợc thịt tôm và xác vỏ tôm. Ép có các nguyên lý sau: 2.1 Ép gián đoạn : 1- Thiết bị ép khung bản (plate press): Hình 2.1. Thiết bị ép khung bản Khi thực hiện quá trình ép bằng thiết bị ép khung bản, nguyên liệu đƣợc cho vào các túi bằng vải hoặc cotton, đặt vào giữa các bản cứng. Trên bản đó có các đƣờng rãnh để giúp chất lỏng thoát ra ngoài dễ dàng. Các bản này đƣợc giữ nhờ 4 trục thẳng 7
9. đứng. Áp suất thủy lực đƣợc tác dụng lên các bản này từ một đầu của thiết bị (thƣờng từ phía dƣới lên). Cƣờng độ ép có thể đạt từ 31-62NM/m2, tùy thuộc vào đối tƣợng nguyên liệu. Khi chịu tác dụng của áp lực, chất lỏng từ trong nguyên liệu sẽ thoát ra, khuếch tán qua các túi lọc, theo các rãnh trên bản đi đến các kênh thu hồi chất lỏng. Cần chú ý áp lực nên đƣợc tăng dần dần và theo từng giai đoạn để tăng hiệu suất thu hồi sản phẩm, hạn chế hiện tƣợng nguyên liệu sẽ rò qua các vị trí giữa 2 bản. Nhƣợc điểm của thiết bị này là cần nhiều lao động cho quá trình chuẩn bị nguyên liệu, ép, tháo bã và làm sạch. 2-Thiết bị ép dạng hình trụ (cake press): Hình 2.2. Thiết bị ép hình trụ Thiết bị ép dạng hình trụ là thiết bị bao gồm một ống hình trụ, bên trên có các lỗ nhỏ. Đƣờng kính của các lỗ này phụ thuộc vào từng loại nguyên liệu và áp lực ép. Bên trong ống trụ có một bản cứng có thể di chuyển trong ống. Giữa bản di động này và phía cuối của ống trụ đƣợc liên kết với nhau bằng một số sợi dây. Khi ép, nguyên liệu sẽ đƣợc đặt vào trong ống, áp lực sẽ tác dụng lên bản di động, dần nén khối 8
10. nguyên liệu. Chất lỏng dần thoát ra qua các lỗ trên thân trụ và đi vào kênh thu hồi. Khi nén, các dây sẽ chùng lại và đóng vai trò nhƣ các kênh mao dẫn để giúp chất lỏng từ bên trong nguyên liệu đi đến các lỗ thoát đƣợc dễ dàng hơn. Trong quá trình ép bằng thiết bị này, sau khi tác dụng một lực ban đầu nhất định, sẽ ngƣng tác dụng lực, đồng thời sẽ làm quay ống trụ. Khi đó, khối bã sẽ bị vỡ ra. Quá trình nén lại tiếp tục. Thao tác này giúp nâng cao hiệu suất thu hồi dịch ép. 3-Thiết bị ép dạng tang: 1 – nạp nguyên liệu vào tang; 2 – áp lực khí làm màng ép lên nguyên liệu; 3 – quá trình ép tiếp diễn; 4 – làm tơi nguyên liệu; 5 – tháo bã rắn Hình 2.3. Thiết bị ép dạng tang Thiết bị này là một tank hình trụ, đặt nằm ngang. Bên trong thiết bị đƣợc chia thành hai ngăn bằng một màng chất dẻo, lắp dọc theo chiều dài của tank. Nguyên liệu đƣợc đƣa vào một phía của tank (khu vực nén). Khí nén sẽ đƣợc đƣa vào ở phía còn lại và tạo lực nén lên khối nguyên liệu, làm chất lòng thoát ra qua các lỗ trên tank ở khu vực nén. Sau khi quá trình ép đƣợc thực hiện xong, khí đƣợc xả ra và tank sẽ quay làm cho bã đƣợc đánh tơi ra và thoát ra ngoài qua kênh tháo bã. Thiết bị này thƣờng đƣợc áp dụng để ép các loại trái cây. Ƣu điểm của thiết bị này là có thể làm việc tự động và năng suất cao. 2.2 Ép liên tục : 1-Thiết bị ép trục 9
11. Cấu tạo của thiết bị bao gốm các trục hình trụ, thƣờng đƣợc làm bằng kim loại nặng. Trên các trục có rãnh. Khi nguyên liệu đi qua khe hẹp giữa 2 trục, sẽ xuất hiện lực ép tác dụng lên nguyên liệu, khối vật liệu bị nén ép, pha lỏng tách ra và chảy theo rãnh dầu, pha rắn đƣợc hứng bởi máng dẫn ra ngoài. Thông thƣờng, thiết bị loại này đƣợc thiết kế bao gồm nhiều trục nối tiếp với nhau để tăng hiệu quả quá trình ép. 1. Trục ép 1; 2. Trục ép 2; 3. Nguyên liệu vào; 4. Rãnh chứa dịch ép ;5. Hƣớng nạp liệu Hình 2.4. Thiết bị ép dạng trục 2-Thiết bị ép dạng băng tải: 10
12. Hình 2.5. Thiết bị ép dạng băng tải Thiết bị đƣợc cấu tạo gồm hai băng tải đƣợc lắp song song với nhau, chuyển động cùng chiều với nhau. Giữa hai băng tải có khe hẹp nhỏ. Trong hai băng tải, một băng tải đóng vai trò nén và nằm phía trên, băng tải còn lại (có các lỗ nhỏ để chất lỏng thoát ra) đóng vai trò chịu lực, lọc và nằm ở dƣới. Băng tải nén là băng tải đóng vai trò định hƣớng và điều khiển tốc độ. Các băng tải này chuyển động nhờ các trục truyền động. Khi hoạt động, nguyên liệu đƣợc đƣa vào ở một đầu của băng tải, dƣới tác dụng của lực ép giữa hai băng tải, chất lỏng sẽ thoát ra và đƣợc thu hồi. Ở phần cuối của băng tải, bã đƣợc tách ra nhờ vào thanh dao cạo. Một số thiết bị ép băng tải chỉ gồm một băng tải, đƣợc chuyển động qua khe hẹp giữa hai trục hình trụ rỗng. Một trục sẽ có các lỗ nhỏ để chất lỏng đi qua. Khi hoạt động, lực ép đƣợc tạo ra khi nguyên liệu đi qua khe hẹp giữa hai trục, dịch ép sẽ thoát ra và đi qua các lỗ trên trục hình trụ rồi đi vào kênh thu hồi dịch ép. Thiết bị băng tải thƣờng đƣợc sử dụng trong quá trình ép các loại trái cây. Ƣu điểm của thiết bị này là năng suất lớn nhƣng khó vệ sinh và bảo trì, chi phí đầu tƣ thiết bị đắt. 3- Thiết bị ép dạng trục vít (screw press): Hình 2.6. Thiết bị ép dạng trục vít 11
13. Nguyên liệu đƣợc đƣa vào phễu nạp liệu, nhờ tác dụng của trục ép, nguyên liệu di chuyển dọc theo trục ép, do trục ép có đƣờng kính thay đổi nên áp suất tạo ra trong buồng ép có xu hƣớng tăng dần, từ đó tạo ra áp lực để tách pha rắn và pha lỏng trong nguyên liệu ra, dịch ép theo màng lƣới của buồng ép để ra ngoài và chảy xuống máng, bã ép đƣợc thoát ra qua cửa xả đầu trục và có thể thay đổi áp lực thông qua việc thay đổi kích thƣớc khe hở để tăng hiệu suất ép. 2.3 Kết luận: Từ nguyên lý hoạt động của 6 loại thiết bị trên và dựa trên nguyên liệu đầu vào là đầu tôm, ta nhận thấy thiết bị ép dạng trục có nguyên lý hoạt động đơn giản, dễ chế tạo. Đồng thời có thể hoạt động liên tục, nâng cao năng suất của máy ép. Ngoài ra thiết bị dạng trục còn dễ tháo lắp để vệ sinh thay thế. Do đó ta chọn thiết kế và chế tạo máy ép đầu tôm dạng trục cuốn với 2 cặp trục. 12
14. Chƣơng 3- THỰC NGHIỆM VÀ THIẾT KẾ SƠ BỘ MÁY ÉP 3.1 Cơ sở thiết kế máy ép: 1. Các thông số ban đầu: - Năng suất : 500 kg/ngày. - Nguyên liệu: Đầu tôm sau khi đã đƣợc tách ra khỏi thân tôm. 2. Các tiêu chí thiết kế: - Đạt hiệu suất 50% chất dịch đƣợc ép ra khỏi đầu tôm hoặc hơn. - Đạt đƣợc hoặc cao hơn năng suất cho trƣớc. - Dễ thay đổi, điều chỉnh tốc độ, khe hở, dễ thay thế phụ tùng. - Đủ công suất, chi phí thấp. 13
15. Nguyên liệu vào Trục ép Trục ép Dao gạt Cánh gạt liệu Tấm lƣới Phễu hứng dịch lỏng Phễu hứng vỏ Dịch đầu tôm Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý của máy ép c. Nguyên lý làm việc: Khi máy làm việc, cặp trục đầu tiên có khe hỡ giữa 2 trục lớn, sẽ ép sơ bộ, làm giảm kích thƣớc của đầu tôm, chuẩn bị cho giai đoạn ép tinh ở cặp trục thứ 2. Quá trình này sẽ làm giảm 30–50% kích thƣớc của đầu tôm. Sau khi đi qua cặp trục thứ nhất đầu tôm sẽ đƣợc hƣớng vào cặp trục thứ hai để ép tinh. Cặp trục thứ 2 có khe hỡ giữa 2 trục nhỏ, sẽ ép tinh để ép lấy hết dịch trong đầu tôm. Trên các trục có gắn các tay gạt để gạt sạch hết các bã và dịch còn dính trên trục sau quá trình ép. Đầu tôm sau khi ép sẽ đƣợc hứng tại một sàng có đục các lỗ nhỏ, trên sàng có cách tay gạt để gạt phần thịt xuống và giữ phần vỏ lại. 14
16. Trên bề mặt trục của cặp trục thứ nhất có các rãnh nhỏ để tăng hệ số ma sát, giúp nguyên liệu vào dễ hơn. Bề mặt trục của cặp trục thứ 2 đƣợc làm nhẵn, độ nhấp nhô cho phép trong giới hạn 0,025 – 0,05 µm. Trong thực tế thƣờng gặp các trục cuốn các máy ép, đập hạt và máy xay hạt trong giới hạn từ 150 – 350mm. Đƣờng kính của trục có rãnh thƣờng lấy bằng đƣờng kính tính toán của các trục nhẵn để tránh cho thức ăn không dính bết vào mặt trục (vì khi nghiền đầu tôm có độ ẩm khá lớn). d. Các thông số cần lựa chọn tính toán: -Đƣờng kính trục: D. -Chiều dài trục: l. -Khối lƣợng nguyên liệu vào. 3.2 Thiết kế sơ bộ và tính toán các thông số: 1- Chế tạo mô hình thực nghiệm: Vì hiện nay chƣa có nghiên cứu nào về máy ép đầu tôm nên phải chế tạo mô hình thực nghiệm dựa trên những tính toán sơ bộ để lấy thông số tính toán. Dùng vật liệu dễ gia công chế tạo cặp trục cán, thân máy và cân đồng hồ đo lực để xác định lực ép 15
17. Hình 3.2. Mô hình trục ép Hình 3.3. Đo và thu kết quả Tôm đƣợc lựa chọn thực nghiệm có kích thƣớc dài 30mm, đƣờng kính đầu tôm khoảng 5÷ 10mm. Trục ép đƣợc chế tạo với đƣờng kính D = 85mm, l = 120mm, chiều dài cánh tay đòn = 25mm. 16
18. Khi thực nghiệm, nhận thấy đầu tôm có độ đàn hồi cao, phần rỗng trong đầu tôm có thể tích tƣơng đối lớn. Nguyên liệu đầu tôm sau khi đƣợc xử lý cắt bỏ khỏi thân tôm kích thƣớc giảm so với ban đầu khoảng 10 ÷ 20%. Theo thực nghiệm trên mô hình, để ép sơ bộ, chuẩn bị cho quá trình ép tinh, cần chọn khoảng hở giữa 2 trục của cặp trục thức 1 là δ = 5mm. Khoảng hở lớn hơn sẽ không làm giảm kích thƣớc đầu tôm xuống mức cần thiết, nếu khoảng hở quá nhỏ đầu tôm sẽ khó đi qua, gây ứ đọng. Tiến hành đo với số tôm trên khe hở của cặp trục lần lƣợt là 3, 2, 1 con. Thông số đo đạc ở cặp trục thứ 1: Bảng 1. Trị số đo đạc thử nghiệm trên cặp trục thứ nhất Lực cần thiết để ép Lực trung bình để Lần đo Số tôm trên trục (N) ép 1 đầu tôm (N) 1 3 43 14,3 2 3 46 15,3 3 3 50 16,6 4 3 35 11,6 5 2 38 19 6 2 34 17 7 2 26 13 8 2 29 14,5 9 1 16 16 10 1 22 22 11 1 25 25 12 1 21 21 17
19. Chọn trị số lớn nhất F = 25N. Momen xoắn cần thiết để ép Mx=25x0,025=0,525Nm Sau khi qua cặp trục thứ nhất, để gạch tôm có thể tách ra khỏi đầu tôm hoàn toàn, cần ép với khoảng cách trục là δ = 1mm. Thông số đo đạc ở cặp trục thứ 2: Bảng 2. Trị số đo đạc thử nghiệm trên cặp trục thứ hai Lực cần thiết để ép Lực trung bình để Lần đo Số tôm trên trục (N) ép 1 con tôm (N) 1 3 42 14 2 3 36 12 3 3 55 18,3 4 3 44 14,6 5 2 46 23 6 2 49 24,5 7 2 43 21,5 8 2 32 16 9 1 22 22 10 1 23 23 11 1 19 19 12 1 33 33 Chọn trị số lớn nhất F = 33N. Momen xoắn cần thiết để ép: Mx=33x0,025=0,85Nm Thông số đo đạc ở trên chỉ mang tính tƣơng tối vì số lƣợng đo đạc ít, chỉ đo trên 1 loại tôm. Vì thế cần phải chế tạo thử, sau đó mới điều chỉnh để tìm ra thông số tối ƣu. 18
20. 2- Tính toán đường kính của trục: Hình 3.4. Sơ đồ đặt lực của cặp trục. Theo 7.2.2.1/171,[3], ta xét một hạt vật liệu có đƣờng kính d nằm trong khe nghiền của một máy nghiền hai trục có đƣờng kính D quay cùng vận tốc. Hai điểm A1 và A2 là vị trí tiếp xúc của hạt với cặp trục nghiền, góc kẹp là α đƣợc xác định bởi bán kính OA1 và OA2 với đƣờng nối tâm O1O2 của cặp trục. Trục tác dụng lên hạt một lực P thì ngƣợc lại trục cũng chịu một lực P từ hạt và lực P này tác dụng lên trục theo hƣớng từ A1 đến O1 gây ra lực ma sát F theo phƣơng tiếp tuyến với trục và có chiều kéo hạt về phía khe nghiền. Thành phần thằng đứng của lực P do trục tác dụng lên hạt là Psinα có tác dụng kéo hạt ra khỏi khe nghiền, còn thành phần thẳng đứng của lực ma sát F là Fcosα có tác dụng đẩy hạt vào khe nghiền. Vậy điều kiện để đẩy hạt vào khe nghiền là: Psinα < Fcosα Thay lực ma sát F = f.P và hệ số ma sát giữa hạt và vật liệu chế tạo trục f = tgφ với φ là góc ma sát, ta đƣợc: Psinα < f.Pcosα  tanα < f 19
21.  tanα < tanφ  α < φ Gọi δ là khoảng cách giữa hai trục nghiền trên đƣờng nối tâm O1 và O2, ta cũng có: Cosα = Trị số góc kẹp α đạt tới giới hạn lớn nhất là αmax = φ Khi đó D cũng đạt giá trị nhỏ nhất Dmin và đƣợc xác định từ biểu thức: Cosφ =  Dmin = Đƣờng kính của cặp trục thứ nhất: Với đƣờng kính đầu tôm ứng với d =10m. Theo thực nghiệm khe hẹp của cặp trục thứ nhất ta chọn δ =5 mm, với φ = 15o (bảng 7.49/172,[3]) = =137,06 mm Chọn D thực tế có tính tới hệ số an toàn: D = 1,2Dmin= 137,06.1,2 = 164,47 mm. Đƣờng kính cặp trục thứ 2: Tƣơng tự, ta chọn δ=1mm, với φ=15o (bảng 7.49/172,[3]) = = 113,65 mm Chọn D thực tế có tính tới hệ số an toàn: D = 1,2Dmin= 113,65.1,2 = 135,18 mm. Máy ép đầu tôm đƣợc sử dụng trong công nghiệp thực phẩm, trong thành phần nguyên liệu có chứa muối và các chất có thể gây sét rỉ bề mặt. Để bảo đảm an toàn vệ sinh thực phẩm ta chọn vật liệu làm trục ép là Thép không rỉ có mác thép TP (SUS) 316 . Để giảm chi phí vật liệu chế tạo, ta chọn loại ống Inox đã đƣợc tiêu chuẩn hóa để chế tạo trục ép. 20
22. S K L 0 0 2 1 5 4