Luận văn Tính toán, thiết kế, chế tạo máy tách hạt cacao (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Tính toán, thiết kế, chế tạo máy tách hạt cacao (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THOẠI KHANH TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY TÁCH HẠT CACAO NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 605204 S K C0 0 4 7 1 7 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2015
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ NGUYỄN THOẠI KHANH TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY TÁCH HẠT CACAO NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 605204 Hướng dẫn khoa học TS. VĂN HỮU THỊNH Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2015
3. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ và tên học viên: NGUYỄN THOẠI KHANH MSHV: 13252010311 Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí Khóa: 2013 – 2015A Tên đề tài: Tính toán, thiết kế, chế tạo máy tách hạt ca cao. Học viên đã hoàn thành LVTN theo đúng yêu cầu về nội dung và hình thức (theo quy định) của một luận văn thạc sĩ. Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2015 Giảng viên hướng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) i
4. LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: NGUYỄN THOẠI KHANH Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 20/08/1987 Nơi sinh: Long An Quê quán: Xã Vĩnh Trị, Huyện Vĩnh Hưng, Long An Dân tộc: Kinh Địa chỉ liên lạc: 18, đường 128, Phường Phước Long A, quận 9, Tp. HCM. Điện thoại cơ quan: 08 3 8212868 - 08 3 8215250 Di động: 0902923213 E-mail: thoaikhanhspkt@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/2006 đến 08/2011 Nơi học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh. Ngành học: Cơ Khí Chế Tạo Máy. Tên đồ án: Tính toán, thiết kế, xây dựng khung cơ sở dữ liệu cho hệ thống đường ống công đoạn chế biến lúa gạo trong dây chuyền 50 tấn/giờ tại công ty Cổ Phần Cơ Khí Chế Tạo Máy Long An – LAMICO. Ngày và nơi bảo vệ đồ án tốt nghiệp: 25/01/2011 tại Khoa Cơ Khí Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh. Giáo viên hướng dẫn: GVC. Ths Trần Thế San III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 2013 đến nay Khoa Cơ Khí, Trường CĐKT Cao Thắng Giảng viên 8/2011 đến Kỹ sư thiết kế máy tự Công ty Nidec Copal Việt Nam 4/2013 động 1/2011 đến Công ty TNHH Thiên Phú Nhân viên 6/2011 ii
5. LỜI CAM ĐOAN Tên đề tài: Tính toán, thiết kế, chế tạo máy tách hạt ca cao - GVHD: GVC. TS. VĂN HỮU THỊNH - Tác giả: NGUYỄN THOẠI KHANH Tôi cam đoan luận văn tốt nghiệp này là công trình do chính tôi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 10 năm 2015 (Ký tên và ghi rõ họ tên) NGUYỄN THOẠI KHANH iii
6. LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình thực hiện luận văn thạc sĩ, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ rất nhiều từ nhà trường, quý thầy cô, gia đình và bạn bè. Trước tiên tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến thầy hướng dẫn khoa học GVC.TS. VĂN HỮU THỊNH. Thầy đã dành nhiều thời gian, tâm huyết, nhiệt tình hướng dẫn, góp ý và động viên tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức nền tảng và chuyên môn cho tôi trong thời gian qua. Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình làm bài đến khi hoàn thành luận văn. Tôi cũng xin cảm ơn Ban Giám Hiệu và quý thầy cô Khoa Cơ Khí Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng đã tạo điều kiện để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn động viên, giúp đỡ và khích lệ tinh thần tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn này. Xin chân thành cảm ơn! Tp. Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 10 năm 2015 Tác giả NGUYỄN THOẠI KHANH iv
7. TÓM TẮT Đề tài: “Tính toán, thiết kế, chế tạo máy tách hạt ca cao” nghiên cứu quy trình công nghệ tách hạt và chế tạo máy tách hạt ca cao với quy mô dùng cho các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ hoặc hộ gia đình. Qua quá trình tìm hiểu về các giống ca cao phổ biến được trồng ở Việt Nam, phân tích các đặc tính lý, hóa của vỏ và hạt ca cao, tham khảo các phương pháp tách hạt ca cao trong và ngoài nước, tác giả tiến hành xây dựng các phương án thiết kế cho từng bộ phận máy. Tác giả thực hiện các thí nghiệm đo kích thước trung bình, lực cắt vỏ ca cao, lực đẩy ca cao qua dao cắt để lấy các thông số đầu vào thực hiện quá trình tính toán các bộ phận máy. Trên cơ sở tính toán, tác giả tiến hành mô hình hóa máy tách hạt ca cao trên phần mềm Autodesk Inventor trước khi chế tạo. Công việc tính toán, mô hình hóa máy tách hạt ca cao trên phần mềm sẽ hạn chế được những sai sót trong quá trình gia công, tiết kiệm được thời gian và mang lại hiệu quả cao. Thông qua dữ liệu đã mô hình hóa, tác giả tiến hành xuất bản vẽ, bảng kê chi tiết và thực hiện việc chế tạo, lắp ráp, vận hành thử nghiệm máy. Qua đó, tác giả hoàn chỉnh thiết kế, sửa chữa, thay đổi các bộ phận cần thiết sau đó lắp ráp lại và vận hành thực nghiệm máy để lấy các thông số cụ thể. Từ khóa: Hạt, Ca cao, Vỏ Ca cao, Hạt Ca cao, Máy tách v
8. ABSTRACT Thesis: “Calculate, design and manufacture cocoa beans separator ma- chine” studying process technology for separating cocoa beans and manufacturing the cocoa bean separator machine for the production of small and medium-scale or households. Through the process of learning about the common cocoa varieties grown in Vietnam, analyze the physical, chemical properties of the cocoa pod and beans, refering to the method for separating cocoa beans in the country and abroad, the au- thor conducted making design methods for each component of machine. The au- thors performed experiments to measure the average size, shear cocoa pods, cocoa thrust through the blades to get the input parameters perform calculations of ma- chine parts. Based on calculations, the authors carry out modeling a cocoa beans separa- tor machine on Autodesk Inventor software before fabrication. Computation, mod- eling a cocoa pod splitting machine on the software will limit the errors in machin- ing processes, save time and bring more high-efficiency. Through data modeling, the author proceeds to publish drawings, parts list and performed the fabrication, assembly and testing machine. Thereby, the author completed design, repairing, change the necessary parts then reassemble and oper- ated the machine to retrieve experiments specific parameters. Keywords: Beans, Cocoa, Cocoa Pod, Cocoa Beans, Separator machine vi
9. MỤC LỤC XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN i LÝ LỊCH KHOA HỌC ii LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT v ABSTRACT vi DANH MỤC HÌNH ẢNH xiii DANH MỤC BẢNG BIỂU xvii DANH MỤC BIỂU ĐỒ xix Chương 1 MỞ ĐẦU 1 1.1 Đặt vấn đề 1 1.2 Tính cấp thiết của đề tài 2 1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2 1.3.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài 2 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3 1.4 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 3 1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3 1.5.1 Đối tượng nghiên cứu 3 1.5.2 Phạm vi nghiên cứu 3 1.6 Phương pháp nghiên cứu 4 1.6.1 Phương pháp phân tích lý thuyết 4 1.6.2 Phương pháp thực nghiệm 4 1.7 Kết cấu của luận văn tốt nghiệp 4 Chương 2 TỔNG QUAN 5 2.1 Giới thiệu chung về cây ca cao 5 2.1.1 Nguồn gốc cây Ca cao 5 2.1.2 Đặc điểm thực vật học của cây ca cao 7 2.1.3 Các giống ca cao 11 vii
10. 2.2 Tình hình tiêu thụ 21 2.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ca cao ở Việt Nam 24 2.4 Quy trình sản xuất ca cao thô 28 2.4.1 Thu hoạch ca cao 29 2.4.2 Lưu trữ quả ca cao 29 2.4.3 Tách hạt 30 2.4.4 Ủ hạt ca cao (lên men) 31 2.4.5 Phơi, sấy hạt ca cao 32 2.4.6 Bảo quản 34 2.5 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 35 2.5.1 Các nghiên cứu của nước ngoài 35 2.5.1.1 Máy tách hạt ca cao hiệu Pinhalense 35 2.5.1.2 Máy tách hạt ca cao hiệu Cobre - PI20071690 37 2.5.1.3 Máy tách hạt ca cao hiệu NACDA 39 2.5.1.4 Các bài báo của nước ngoài 40 2.5.2 Các nghiên cứu trong nước 44 Chương 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 46 3.1 Đặc điểm của quả ca cao 46 3.2 Khảo sát đặc tính của quả ca cao 46 3.2.1 Mục đích 46 3.2.2 Loại ca cao được khảo sát 47 3.2.3 Khảo sát kích thước cơ bản của quả ca cao 47 3.2.4 Xử lý số liệu khảo sát 48 3.2.4.1 Xử lý số liệu đo chiều dài L của quả ca cao 48 3.2.4.2 Xử lý số liệu đo chiều rộng B của quả ca cao 49 3.2.4.3 Xử lý số liệu đo chiều dày T của quả ca cao 50 3.2.5 Kết quả khảo sát 51 3.3 Thí nghiệm xác định lực cắt quả ca cao 52 3.3.1 Mục đích thí nghiệm 52 viii
11. 3.3.2 Mẫu thí nghiệm 52 3.3.3 Số lần thí nghiệm 52 3.3.4 Thiết bị thí nghiệm 52 3.3.5 Tiến hành thí nghiệm 53 3.4 Thí nghiệm xác định lực đẩy quả ca cao 54 3.4.1 Mục đích thí nghiệm 54 3.4.2 Số lần thí nghiệm 54 3.4.3 Thiết bị thí nghiệm 54 3.4.4 Tiến hành thí nghiệm 55 3.5 Cơ sở vật lý, tính năng suất và công suất máy thái 57 3.5.1 Cơ sở vật lý của quá trình cắt thái bằng lưỡi dao 57 3.5.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cắt thái 58 3.5.2.1 Áp suất cắt thái riêng 58 3.5.2.2 Độ bền và chất lượng vật thái 59 3.5.2.3 Độ sắc lưỡi dao y 59 3.5.2.4 Độ bền của vật liệu làm dao 60 3.5.2.5 Vận tốc dao thái 60 3.5.2.6 Khe hở giữa cạnh sắc lưỡi dao và cạnh sắc tấm kê 60 3.5.2.7 Điều kiện kẹp vật thái giữa lưỡi dao và tấm kê thái 61 3.5.2.8 Góc trượt và điều kiện trượt của lưỡi dao trên vật thái 62 3.5.3 Xác định công suất cho máy thái củ 63 Chương 4 Ý TƯỞNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP 67 4.1 Các yêu cầu thiết kế 67 4.2 Các phương án thiết kế máy tách hạt ca cao 68 4.2.1 Phương án tách hạt ca cao bằng máy đập búa 68 4.2.1.1 Sơ đồ nguyên lý 68 4.2.1.2 Nguyên lý hoạt động 68 4.2.1.3 Ưu và nhược điểm 69 4.2.2 Phương án tách hạt Ca cao bằng dao có bước xoắn 69 ix
12. 4.2.2.1 Sơ đồ nguyên lý 69 4.2.2.2 Nguyên lý hoạt động 70 4.2.2.3 Ưu và nhược điểm 70 4.2.3 Phương án tách hạt ca cao bằng dao đĩa tròn 70 4.2.3.1 Sơ đồ nguyên lý 70 4.2.3.2 Nguyên lý hoạt động 71 4.2.3.3 Ưu và nhược điểm 71 4.2.4 Chọn phương án thiết kế hợp lí 71 4.3 Các phương án thiết kế dao cắt vỏ ca cao 71 4.4 Các phương án thiết kế bộ phận sàng 73 4.4.1 Sàng thùng quay 74 4.4.2 Sàng lắc 74 4.4.3 Sàng rung 76 4.5 Kết luận 77 Chương 5 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY TÁCH HẠT CA CAO 78 5.1 Xây dựng sơ đồ nguyên lý 78 5.1.1 Quy trình tách hạt ca cao thủ công 78 5.1.2 Quy trình tách hạt ca cao bằng máy 78 5.1.3 Sơ đồ nguyên lý máy tách hạt ca cao 79 5.1.4 Nguyên lý hoạt động của máy tách hạt ca cao 79 5.2 Tính toán thiết kế bộ phận bánh đẩy ca cao 80 5.2.1 Xác định công suất động cơ 80 5.2.2 Tính toán bộ truyền xích 81 5.2.2.1 Chọn loại xích 81 5.2.2.2 Xác định các thông số của xích và bộ truyền xích 81 5.2.2.3 Kiểm nghiệm xích về độ bền 83 5.2.2.4 Xác định các thông số của đĩa xích và lực tác dụng lên trục 84 5.2.3 Tính toán thiết kế trục 86 5.2.3.1 Xác định sơ bộ đường kính trục 86 x
13. 5.2.3.2 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực 86 5.2.3.3 Xác định trị số và chiều của các lực tác dụng lên trục 87 5.2.3.3 Xác định đường kính trục 90 5.3 Tính toán thiết kế bộ phận dao cắt vỏ quả ca cao 91 5.3.1 Xác định công suất động cơ 92 5.3.2 Tính toán bộ truyền xích 93 5.3.2.1 Chọn loại xích 93 5.3.2.2 Xác định các thông số của xích và bộ truyền xích 93 5.3.2.3 Kiểm nghiệm xích về độ bền 95 5.3.2.4 Xác định các thông số của đĩa xích và lực tác dụng lên trục 96 5.3.3 Tính toán thiết kế trục 97 5.3.3.1 Xác định sơ bộ đường kính trục 97 5.3.3.2 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực 98 5.3.3.3 Xác định trị số và chiều của các lực tác dụng lên trục 98 5.3.3.3 Xác định đường kính trục 101 5.4 Tính toán thiết kế bộ phận sàng 102 Chương 6 CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM MÁY TÁCH HẠT CA CAO 105 6.1 Chế tạo các bộ phận của máy tách hạt ca cao 105 6.1.1 Chế tạo bộ phận dao cắt vỏ quả ca cao 105 6.1.2 Chế tạo bộ phận sàng 106 6.1.3 Chế tạo bộ phận bánh đẩy ca cao 107 6.1.4 Chế tạo khung cho máy tách hạt ca cao 108 6.2 Thực nghiệm xác định lực kéo cần thiết của lò xo 108 6.2.1 Mục đích thực nghiệm 108 6.2.2 Phương pháp đánh giá 108 6.2.3 Dụng cụ và nguyên liệu 109 6.2.4 Chọn mẫu lò xo 109 6.2.5 Tiến hành thực nghiệm 110 6.2.6 Nhận xét 114 xi
14. 6.3 Thực nghiệm xác định góc nghiêng và tốc độ quay ảnh hưởng đến tỉ lệ tách hạt 115 6.3.1 Mục đích thực nghiệm 115 6.3.2 Phương pháp đánh giá 115 6.3.3 Dụng cụ và nguyên liệu 115 6.3.4 Phương pháp tổ chức thí nghiệm 116 6.3.5 Kết quả thí nghiệm 116 6.3.6 Nhận xét 120 6.3.7 Xử lý kết quả thực nghiệm 120 6.3.7.1 Tiến hành lập ma trận thí nghiệm 121 6.3.7.2 Xác định các tham số trong phương trình hồi quy bằng quy hoạch trực giao 122 6.3.7.3 Kiểm định ý nghĩa của các hệ số hồi quy 122 6.3.7.4 Kiểm định sự tương thích của phương trình hồi quy theo tiêu chuẩn Fisher 123 6.3.7.5 Tính hệ số xác định R2 để đánh giá độ chính xác của phương trình hồi quy 124 6.4 Hoàn chỉnh thiết kế 125 Chương 7 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 127 7.1 Kết luận 127 7.2 Kiến nghị 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO 129 PHỤ LỤC 1 132 xii
15. DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Cây ca cao 5 Hình 2.2: Thân cây ca cao 8 Hình 2.3: Lá ca cao 8 Hình 2.4: Hoa ca cao 9 Hình 2.5: Quả ca cao 10 Hình 2.6: Hạt ca cao 11 Hình 2.7: Giống ca cao TD1 11 Hình 2.8: Giống ca cao TD2 12 Hình 2.9: Giống ca cao TD3 13 Hình 2.10: Giống ca cao TD5 13 Hình 2.11: Giống ca cao TD6 14 Hình 2.12: Giống ca cao TD8 14 Hình 2.13: Giống ca cao TD10 15 Hình 2.14: Giống ca cao TD14 15 Hình 2.15: Chocolate 16 Hình 2.16: Chocolate nóng 17 Hình 2.17: Rượu vang được làm từ ca cao 17 Hình 2.18: Quy trình sơ chế ca cao 28 Hình 2.19: Thao tác cắt trái khi thu hoạch ca cao 29 Hình 2.20: Lưu trữ quả ca cao 30 Hình 2.21: Tách hạt ca cao 31 Hình 2.22: Ủ hạt ca cao 32 Hình 2.23: Phơi hạt ca cao 33 Hình 2.24: Sấy hạt ca cao 33 Hình 2.25: Bảo quản hạt ca cao 34 Hình 2.26: Sơ đồ nguyên lý của máy tách hạt ca cao hiệu Pinhalense 35 Hình 2.27: Máy tách hạt ca cao hiệu Pinhalense 36 xiii
16. Hình 2.28: Máy tách hạt Ca cao hiệu Cobre - PI20071690 37 Hình 2.29: Sơ đồ nguyên lý máy tách hạt Ca cao hiệu Cobre - PI20071690 38 Hình 2.30: Máy tách hạt Ca cao hiệu NACDA 40 Hình 2.31: Dao tách vỏ ca cao 41 Hình 2.32: Máy tách vỏ Ca cao theo công trình nghiên cứu của Yan Diczbalis 43 Hình 2.33: Máy bóc vỏ ca cao của cơ sở Phú Bình, huyện Châu Thành, Bến Tre 44 Hình 3.1: Cấu trúc vật lý của quả ca cao 46 Hình 3.2: Mặt cắt dọc quả ca cao 47 Hình 3.3: Đo chiều dài L của quả ca cao 48 Hình 3.4: Đo chiều rộng B của quả ca cao 49 Hình 3.5: Đo chiều dày T của quả ca cao 50 Hình 3.6: Quả ca cao 52 Hình 3.7: Sơ đồ đo lực cắt vỏ quả ca cao 52 Hình 3.8: Đo lực cắt vỏ ca cao 54 Hình 3.9: Sơ đồ đo lực đẩy quả ca cao 55 Hình 3.10: Đo lực đẩy quả ca cao 56 Hình 3.11: Sơ đồ lực tác dụng lên vật thái 57 Hình 3.12: Sơ đồ thí nghiệm cắt thái có trượt – Cân Robecval 58 Hình 3.13: Đồ thị quan hệ giữa lực tác động và quãng đường dịch chuyển của dao 58 Hình 3.14: Diện tích lát thái 58 Hình 3.15: Quan hệ giữa áp suất cắt thái riêng và độ ẩm của vật thái 59 Hình 3.16: Góc đặt dao, khe hở giữa cạnh sắc lưỡi dao và tấm kê 60 Hình 3.17: Quan hệ giữa áp suất cắt riêng q và vận tốc cắt thái 60 Hình 3.18: Góc kẹp vật thái lưỡi dao và tấm kê 61 Hình 3.19: Góc trượt và xác định điều kiện trượt 63 Hình 3.20: Sơ đồ quá trình cắt thái củ, quả 66 Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lý máy đập búa 68 Hình 4.2: Sơ đồ tách hạt Ca cao bằng buồng đập và hệ thống sàng 68 Hình 4.3: Sơ đồ tách hạt Ca cao bằng 2 trục nghiền và hệ thống sàng lắc 69 xiv
17. Hình 4.4: Sơ đồ tách hạt ca cao bằng dao đĩa tròn 70 Hình 4.5: Đường kính dao khi cắt vỏ quả ca cao 72 Hình 4.6: Các dạng mặt cắt ngang của dao 73 Hình 4.7: Sàng thùng 74 Hình 4.8: Sơ đồ nguyên lý của sàng lắc ngang 75 Hình 4.9: Sơ đồ nguyên lý của sàng lắc vòng 76 Hình 4.10: Sơ đồ nguyên lý của sàng rung có hướng 77 Hình 5.1: Quy trình tách hạt ca cao bằng tay 78 Hình 5.2: Quy trình tách hạt ca cao bằng máy 79 Hình 5.3: Sơ đồ nguyên lý máy tách hạt ca cao 79 Hình 5.4. Thiết kế bộ phận đẩy quả ca cao 80 Hình 5.5: Gối đỡ và trục bánh dẫn 86 Hình 5.6: Phân tích các lực tác dụng lên trục bánh đẩy ca cao 87 Hình 5.7: Sơ đồ đặt lực, biểu đồ mô men uốn, mô men xoắn của trục bánh đẩy 89 Hình 5.8: Cấu tạo trục bánh đẩy ca cao 91 Hình 5.9: Thiết kế bộ phận dao cắt vỏ quả ca cao 91 Hình 5.10: Gối đỡ và dao cắt vỏ quả ca cao 98 Hình 5.11: Phân tích các lực tác dụng lên trục dao cắt vỏ ca cao 99 Hình 5.12: Sơ đồ đặt lực, biểu đồ mô men uốn, mô men xoắn của trục dao 100 Hình 5.13: Thiết kế bộ phận sàng thùng 102 Hình 6.1: Chế tạo dao cắt vỏ ca cao 105 Hình 6.2: Chế tạo trục dao và trục trung gian 105 Hình 6.3: Xọc rãnh then cho các đĩa xích của bộ phận dao cắt 106 Hình 6.4: Chế tạo đế lắp dao 106 Hình 6.5: Lưới của bộ phận sàng 106 Hình 6.6: Chế tạo khung cho bộ phận sàng 106 Hình 6.7: Lắp ráp bộ phận sàng thùng 107 Hình 6.8: Chế tạo nắp che cho bộ truyền xích 107 Hình 6.9: Chế tạo bộ phận bánh đẩy ca cao 107 xv
18. Hình 6.10: Xọc rãnh then cho đĩa xích 107 Hình 6.11: Chế tạo khung cho máy tách hạt ca cao 108 Hình 6.12: Chế tạo máng chứa hạt ca cao 108 Hình 6.13: Nguyên liệu ca cao 109 Hình 6.14: Mẫu lò xo 110 Hình 6.15: Xác định lực kéo của lò xo 110 Hình 6.16: Bộ phận dao cắt vỏ quả ca cao và lò xo kéo 111 Hình 6.17: Kết quả thí nghiệm với lực kéo lò xo là 115,72 N 111 Hình 6.18: Kết quả thí nghiệm với lực kéo lò xo là 86,30 N 112 Hình 6.19: Kết quả thí nghiệm với lực kéo lò xo là 74,53 N 112 Hình 6.20: Kết quả thí nghiệm với lực kéo lò xo là 62,76 N 113 Hình 6.21: Kết quả thí nghiệm với lực kéo lò xo là 57,98 N 113 Hình 6.22: Biến tần, động cơ 3 pha và bộ phận sàng thùng 115 Hình 6.23: Kết quả thí nghiệm với góc nghiêng α = 10o, n = 50 vòng/phút 116 Hình 6.24: Kết quả thí nghiệm với góc nghiêng α = 10o, n = 20 vòng/phút 117 Hình 6.25: Kết quả thí nghiệm với góc nghiêng α = 5o, n = 50 vòng/phút 117 Hình 6.26: Kết quả thí nghiệm với góc nghiêng α = 5o, n = 20 vòng/phút 118 Hình 6.27: Kết quả thí nghiệm với góc nghiêng α = 7,5o, n = 35 vòng/phút 118 Hình 6.28: Kết quả thí nghiệm lặp lại với góc nghiêng α = 7,5o, n = 35 vòng/phút 119 Hình 6.29: Kết quả thí nghiệm lặp lại với góc nghiêng α = 7,5o, n = 35 vòng/phút 119 Hình 6.30: Hoàn chỉnh thiết kế máy tách hạt ca cao trong không gian 3 chiều 125 Hình 6.31: Chế tạo hoàn chỉnh máy tách hạt ca cao 125 xvi
19. DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Đặc tính giống ca cao TD2 12 Bảng 2.2: Đặc tính giống ca cao TD3 12 Bảng 2.3: Đặc tính giống ca cao TD5 13 Bảng 2.4: Đặc tính giống ca cao TD8 14 Bảng 2.5: Đặc tính giống ca cao TD10 14 Bảng 2.6: Thành phần cơ bản của ca cao 16 Bảng 2.7: Thành phần vỏ ca cao 18 Bảng 2.8: Thành phần hạt ca cao 18 Bảng 2.9: Sản lượng hạt ca cao của thế giới 20 Bảng 2.10: Tiêu thụ ca cao trên thế giới 21 Bảng 2.11: Sản xuất, tiêu thụ và giá thành hạt ca cao trên thế giới qua các niên vụ 22 Bảng 2.12: Giá hạt ca cao tại tỉnh Đắk Lắk tháng 08 năm 2014 27 Bảng 2.13: Giá dự toán của máy tách vỏ ca cao theo S.K. Adzimah và E.K. Asiam 41 Bảng 2.14: Thông số kỹ thuật của máy bóc vỏ ca cao 43 Bảng 2.15: Thông số thực nghiệm 44 Bảng 3.1: Phân phối xác xuất chiều dài L của quả ca cao 48 Bảng 3.2: Phân phối xác xuất chiều rộng B của quả ca cao 50 Bảng 3.3: Phân phối xác xuất chiều dày T của quả ca cao 51 Bảng 3.4: Bảng đo thông số lực cắt vỏ ca cao 53 Bảng 3.5: Bảng đo thông số lực đẩy quả ca cao 56 Bảng 4.1: Lựa chọn phương án thiết kế máy tách hạt ca cao 71 Bảng 5.1: Thông số động cơ bộ phận đẩy quả ca cao 81 Bảng 5.2: Thông số động cơ bộ phận cắt vỏ quả ca cao 92 Bảng 5.3: Thông số động cơ bộ phận sàng 104 Bảng 6.1: Thông số lực kéo của lò xo 110 Bảng 6.2: Kết quả thực nghiệm xác định lực cắt của lò xo 114 xvii
20. Bảng 6.3: Kết quả thực nghiệm 120 Bảng 6.4: Các mức thực nghiệm 121 Bảng 6.5: Bảng ma trận thí nghiệm 122 Bảng 6.6: Các số liệu dùng để tính phương sai tương thích 123 Bảng 6.7: Các số liệu để tính hệ số xác định 124 Bàng 6.8: Các thông số của máy 126 Bảng 6.9: Thông số thực nghiệm 126 xviii
21. DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 2.1: Giá hạt ca cao trên thị trường London và New York niên vụ 2012/2013 23 Biểu đồ 2.2: Diện tích trồng ca cao ở các tỉnh tính đến 11/2013 25 Biểu đồ 3.1: Phân phối xác xuất chiều dài L của quả ca cao 49 Biểu đồ 3.2: Phân phối xác xuất chiều rộng B của quả ca cao 50 Biểu đồ 3.3: Phân phối xác xuất chiều dày T của quả ca cao 51 Biểu đồ 6.1: Ảnh hưởng của lò xo đến tỉ lệ cắt vỏ quả ca cao 114 xix
22. S K L 0 0 2 1 5 4