BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ

BỘ MƠN THIẾT KẾ MÁY

Đề tài: Thiết Kế Cơ Cấu Chấp Hành
Máy Xay Lúa Gạo.

Giảng viên hướng dẫn:

TS. Ngô Tiến Hồng

Thành viên nhóm
Nguyễn Quốc Hưng

19520391

Nguyễn Huy Vương

19509211

Trần Đức Thọ

19491591

TP. Hồ Chí Minh,ngày 10 tháng 5 năm 2022


Mục Lục

PHẦN 1. Tổng Quan................................................................................................................. 1
1.1. Tổng quan. ..................................................................................................................... 1
1.1.1. Yêu cầu của xã hội . ................................................................................................ 1
1.2. Phân tích sản phẩm. ....................................................................................................... 2
1.2.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng máy xay xát lúa tại Việt Nam. ........................ 4
1.3. Yêu cầu của máy xay lúa gạo : ..................................................................................... 6
1.3.1. Tính cấp thiết của đề tài. ......................................................................................... 6
1.4. Tổng quan thiết kế máy xay lúa gạo. ............................................................................. 7
1.4.1. Lựa chọn nguyên lí làm việc. .................................................................................. 7
PHẦN 2. PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ. ....................................................................................... 8
2.1. Bản chất của q trình bóc vỏ:....................................................................................... 8
2.2. Phân tích ngun lý của các loại máy bóc vỏ : ............................................................ 10
2.2.1. Máy bóc vỏ hai dĩa đá : ......................................................................................... 10
2.2.2. Máy bóc vỏ cặp trục cao su ngang. ....................................................................... 12
2.2.3. Máy bóc vỏ cặp trục cao su nghiêng..................................................................... 13
2.3. Máy xay lúa bằng vít tải. ............................................................................................. 14
PHẦN 3. PHÂN TÍCH CÁC THƠNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NHỮNG YẾU TỐ MỤC
TIỀU CỦA Q TRÌNH BĨC VỎ ....................................................................................... 16
3.1. Các thông số ảnh hưởng đến những yếu tố mục tiêu. .................................................. 16
3.1.1. Các thông số của nguyên liệu. .............................................................................. 16
3.1.2. Các thơng số vật lý của thóc. ................................................................................ 16
3.2. Tính tốn thiết kế vít tải. .............................................................................................. 22
3.2.1. Vít tải. ................................................................................................................... 22
3.2.2. Bước vít................................................................................................................. 22
3.2.3. Chọn động cơ. ....................................................................................................... 22
3.2.4. Xác định cơng suất trên vít tải .............................................................................. 23
3.2.5. Momen xoắn trên vít tải. ....................................................................................... 23


3.2.6. Lực dọc trục trên vít tải. ........................................................................................ 23

PHẦN 4. BỘ TRUYỀN ĐAI. ................................................................................................. 24
4.1. Nêu các yêu cầu để chọn đai. ....................................................................................... 24
4.1.1. Bảng tóm tắt thơng số. .......................................................................................... 30
PHẦN 5. TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC VÍT. .................................................................... 30
5.1. Tính tốn trục vít. ......................................................................................................... 30
5.1.1. Tải trọng ngang tác dụng lên trục vít đặt giữa 2 gối đỡ........................................ 30
5.1.2. Tính tốn và chọn đường kính vít theo điều kiện bền. ......................................... 31
5.1.3. Kiểm tra trục vít có xét đến sự ảnh hưởng của Nz. ............................................... 31
PHẦN 6. TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN. ......................................................... 33
6.1. Chọn vật liệu làm trục .................................................................................................. 33
6.2. Xác định chiều dài trục ................................................................................................ 33
6.2.1. Tính giá trị đường kính đầu ngõng trục và chiều dài các mayơ. .......................... 33
6.2.2. Kí hiệu chiều dài trục: ........................................................................................... 35
6.3. Xác định chính xác đường kính trục ............................................................................ 35
PHẦN 7. TÍNH TỐN Ổ LĂN. ............................................................................................. 38
7.1. Tính tải trọng quy ước: ................................................................................................ 38
7.2. Tính thời gian làm việc theo triệu vòng quay: ............................................................. 39
7.3. Khả năng tải trọng tính tốn. ....................................................................................... 39
7.4. Chọn cỡ ổ lăn. .............................................................................................................. 39
7.5. 9) Máng vít ................................................................................................................... 40
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................ 1


Lời nói đầu
Nước ta là một nước nơng nghiệp trồng lúa nước. Hằng năm suất khẩu ra nước ngoài hàng
trăm ngàn tấn gạo.
Và nước ta là một nước xuất khẩu gạo lớn thứ 2 trên thế giới.
Vì thế làm tạo ra sản lượng gạo để cung cấp cho việc suất khẩu thì rất quan trọng.
Người dân phải làm thế nào cho quá trình từ lúa ra gạo phải đạt năng suất cao. Giảm thời
gian và sức lực của con người .

Và ngày nay với trình độ khoa học kĩ thuật phát triển. Cơng nghiệp hóa hiện đại hóa nơng
thơn.
Các nhà máy xay xát và đánh bóng lúa gạo được xây dựng lên với các máy móc hiện đại
nhằm cung cấp cho xuất khẩu lúa gạo của nước ta
Các máy xay xát và đánh bóng lúa gạo được sử dụng rộng rãi nhằm để bóc lớp vỏ ngồi của
hạt lúa mà cơ thể con người khơng tiêu hóa được vỏ.
Q trình tách riêng khỏi nhân của hạt lúa gọi là quá trình xay.
Các máy xay xát được chế tạo tùy theo tính chất và hình dạng của những bộ phận làm việc
của máy cũng như theo nguyên lý và phương pháp tác dụng lên hạt khi xay xát.
Và trân trọng cảm ơn thầy Ngơ Tiến Hồng đã tận tình giảng dạy và hướng dẩn nhóm đi
đúng hướng để hồn thành xuất sắc đồ án này!
Nhóm em xin chân thành cảm ơn thầy !



PHẦN 1. Tổng Quan.
1.1. Tổng quan.
1.1.1. Yêu cầu của xã hội .
a. Sản xuất lúa gạo ở nước ta nói chung, vùng đồng bằng sơng Cửu Long nói riêng có vị trí
đặc biệt quan trọng trong Chiến lược bảo đảm an ninh lương thực quốc gia, góp phần thúc
đẩy tăng trưởng kinh tế, giữ ổn định chính trị và trật tự an toàn xã hội.
b. Những năm qua, Đảng, Nhà nước và chính quyền các địa phương vùng đồng bằng sông
Cửu Long quan tâm và tăng cường đầu tư cho nơng nghiệp, nơng dân, nơng thơn nói chung,
sản xuất lúa gạo nói riêng, nhất là về xây dựng kết cấu hạ tầng, nghiên cứu ứng dụng,
chuyển giao khoa học kỹ thuật, đổi mới thiết bị, công nghệ chế biến …đã đưa ngành sản
xuất lúa gạo nước ta phát triển vượt bậc: Từ chỗ thiếu lương thực, nước ta đã vươn lên trở
thành quốc gia xuất khẩu gạo và đã khẳng định vị thế của mình trên trường quốc tế với tư
cách quốc gia xuất khẩu gạo đứng hàng thứ 2 thế giới trong nhiều năm qua.
c. Đồng hành cùng sản xuất, công nghiệp chế biến lúa gạo ở tỉnh cũng có sự phát triển nhanh
cả về số lượng, quy mơ, công nghệ, đã đáp ứng ngày càng tốt hơn nhu cầu thu mua, chế

biến, tiêu thụ, nhất là từ sau năm 1990 khi Kiên Giang cùng cả nước tự túc được lương thực
và bắt đầu tham gia thị trường lúa gạo thế giới . Cũng từ thời điểm này, ngành lúa gạo Kiên
Giang chính thức trở thành ngành sản xuất hàng hóa, với lượng gạo xuất khẩu hàng năm gia
tăng: từ 11.000 tấn ( năm 1991) lên 780.700 tấn (năm 2008) với giá trị xuất khẩu gần 387
triệu USD, chiếm 77% tổng kim ngạch xuất khẩu cả tỉnh và trong 9 tháng của năm 2009, đã
xuất khẩu 806.400 tấn, đạt kim ngạch 308,5 triệu USD, chiếm 79,3% tổng kim ngạch xuất
khẩu 9 tháng.
d. Từ những người lao động thủ công, sản xuất tự cấp tự túc, dựa vào kinh nghiệm, sức lực
và sự ưu đãi của tự nhiên là chính, theo thời gian, họ đã thay đổi nhận thức, tư duy theo
hướng sản xuất hàng hóa gắn với thị trường; tiếp cận và vươn lên làm chủ những tiến bộ kỹ
thuật, công nghệ mới giúp khai thác tốt hơn, hiệu quả hơn tài nguyên tự nhiên phát triển sản
xuất.
e. Việc đầu tư đồng bộ kết cấu hạ tầng nông thôn và đẩy nhanh ứng dụng khoa học công
nghệ vào sản xuất nông nghiệp là nền tảng cho việc phát triển sản xuất theo hướng cơng
nghiệp hóa, hiện đại hóa nơng nghiệp, nông thôn vùng đồng bằng sông Cửu Long.
1


1.2. Phân tích sản phẩm.
Hạt được chia làm 4 phần: vỏ hạt, lớp alơron, nội nhũ và phôi hạt.
a. Vỏ hạt:
Bao bọc xung quanh hạt, có tác dụng bảo vệ, chống lại ảnh hưởng xấu của điều kiện ngoại
cảnh, bảo vệ phôi hạt.
Căn cứ vào đặc điểm của vỏ hạt: vỏ trần và hạt vỏ trấu.
b. Lớp alơron:
Chiếm 4 – 12% khối lượng hạt.
Là lớp tế bào trong cùng của vỏ hạt tiếp giáp với nội nhũ. Chiều dày của lớp alơron phụ
thuộc vào giống, điều kiện trồng trọt.
c. Nội nhũ:
Nằm sau lớp alơron. Đây là thành phần chiếm tỷ lệ lớn nhất trong các thành phần cấu tạo

nên hạt.
Tập trung toàn bộ chất dinh dưỡng chủ yếu của hạt. Nội nhũ của hạt càng lớn thì giá trị của
hạt càng tăng.
+) Hạt giàu tinh bột thì nội nhũ chứa nhiều tinh bột: lúa mì, ngơ, gạo.
+) Hạt giàu dầu: nội nhũ chứa nhiều dầu: thầu dầu, lạc,…
Chất lượng hạt được đánh giá qua chất lượng nội nhũ, hạt thóc có nội nhũ trong thì chất
lượng tốt. Khi xay xát ít bị vỡ vụn và nát hạt.
d. Máy xay lúa gạo:
Tiếp theo quá trình tách vỏ trấu của lúa cần bóc tiếp lớp vỏ lụa mỏng của gạo, chủ yếu là
cellulơ. Q trình xát chủ yếu dựa vào ma sát nên có nhiều kiểu máy xát khác nhau; chất
lượng máy được đánh giá dựa vào mức tách cám, năng suất và tỉ lệ gãy vỡ. Thông thường,
các lớp vỏ lụa bám rất chắc vào trong phơi nhũ, q trình tách vỏ lụa rất khó so với tách vỏ
trấu. Các máy xát thường sử dụng nguyên lý làm mòn bằng cách cho các khối hạt chuyển
động, hạt ma sát với thành máy hoặc ma sát với nhau, lớp vỏ lụa mòn dần và bong ra khỏi
hạt.
• Các máy xay xát lúa đã có trên thị trường.
Hiện nay, trên thị trường đã xuất hiện rất nhiều máy, thiết bị xay xát lúa với nhiều kiểu dáng,
nguyên lý khác nhau, có thể kể đến như:
2


a. Máy xay lúa có 2 trục cao su: Nguyên lý của các loại máy này là sử dụng 2 rulo cao su đặt
song song và quay ngược chiều nhau. Khi hạt lúa rơi vào giữa 2 rulo (khoảng cách giữa 2
rulo nhỏ hơn bề dày của hạt lúa), dưới áp lực cao su kéo hạt lúa đi theo và do chênh lệch vận
tốc giữa 2 rulo (1 rulo quay nhanh, 1 rulo quay châm hơn) nên vỏ hạt lúa bị bóc ra. Hình ảnh
mơ tả ngun lý làm việc của máy xay xát sử dụng 2 rulo bằng cao su.
* Một số máy xay đá sử dụng nguyên lý 2 trục rulo cao su:
- Máy xay lúa của hãng satake Nhật Bản:

Hình 1. Máy xay xát lúa của hang satake

Kiểu

HR10FH-T

Năng suất

Cơng suất

Vịng quay

Trọng

Kích thước tổng

(tấn giờ)

động cơ

trục chính

lượng máy

thể

(kW)

(r.p.m0)

(kg)


3.5-5.0

11.2

1190

+ Đặc điểm:
- Có thêm bộ phận tách trấu.
- Điều khiển lưu lượng nguyên liệu vào bằng hệ thống xy lanh khí nén.
- Hiệu suất bóc vỏ cao. - Tỉ lệ gãy vỡ thấp.
Máy bóc vỏ do cơng ty LAMICO chế tạo:

3

1550x2040x2650


Hình 2. Máy của hãng LAMICO
Kiểu

Năng suất

Cơng suất

Tốc độ trục

Kiểu cấp

Trọng


Kích thước

(tấn/giờ)

(kW)

chính

liệu

lượng

(DxRxC)

(vịng/phút)
RH40C

3-4

7.5

1200

máy
Máng

510

1260x620x980


rung
+ Đặc điểm:
- Trục cao su tháo lắp và thay thế dễ dàng.
- Tự động nén trục cao su thơng qua xylanh khí nén.
- Truyền động bằng đai nên máy hoạt động êm, dễ thay thế và bảo dưỡng.
- Hai trục ru lô nghiêng kết hợp với máng dẫn hướng hạt.
- Hiệu suất bóc vỏ > 90%. - Tỉ lệ gãy vỡ < 3%.
- Chi phí điện năng thấp.
- Chi phí trục cao su thấp, nhưng nhanh mịn.
1.2.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng máy xay xát lúa tại Việt Nam.
a. Trước năm 1975, ở miền Bắc, ngành cơ khí Việt Nam chưa sản xuất được các dây chuyền
chế biến lúa gạo kể cả thiết bị đơn lẻ mà phải nhập từ nước ngoài, chủ yếu là của Trung
Quốc, và một số nhà máy có sử dụng thiết bị do Nhật Bản chế tạo.
b. Ngay từ năm 1958, xác định ngành chế biến lúa gạo có vai trị quan trọng trong đời sống
kinh tế của Đất nước, Đảng và Bác Hồ đã cho xây dựng nhà máy chế biến lúa gạo lớn nhất
cả nước lúc bấy giờ là nhà máy xay Ninh Giang thuộc tỉnh Hải Dương nằm kề bên dịng
Sơng Luộc nối hệ thống Sơng Hồng và Sơng Thái Bình, trở thành trung tâm chế biến lúa gạo
lớn. Nhà máy này có năng suất 60 tấn/ca.
4


c. Cho đến đầu thập niên 1990, ở các tỉnh miền Bắc nói riêng và cả nước nói chung hầu như ít
có cơng trình nghiên cứu về cơng nghệ và các thiết bị chế biến lúa gạo. Trong các nhà máy
chế biến lúa gạo cán bộ kỹ thuật chủ yếu là các kỹ sư công nghệ, kỹ sư thiết bị đào tạo từ
ngành chế biến thực phẩm, còn kỹ sư động lực được đào tạo từ ngành cơ khí, làm việc cùng
các cán bộ trung cấp kỹ thuật.
d. Sau năm 1975, ngành cơ khí sản xuất máy chế biến lúa gạo vẫn có tốc độ phát triển mạnh
mẽ để cung cấp cho thị trường cả nước và xuất khẩu sang các nước trong khu vực.
e. Vào khoảng cuối những năm 1980, Cơng ty Lương thực Thành phố Hồ Chí Minh nhập khẩu
dây chuyền chế biến lúa gạo của hãng SATAKE (Nhật Bản) lắp đặt tại huyện Bình Chánh

Thành phố Hồ Chí Minh có năng suất 5 tấn/h. Từ đây, tình hình sản xuất dây chuyền chế
biến lúa gạo và ngành chế biến lúa gạo có một sự thay đổi về chất. Nếu như trước đó, thị
trường cần loại gạo đạt 95 % gạo nguyên, 5 % tấm thì ngành chế biến lúa gạo của Việt Nam
không thể cung ứng được, thì với dây chuyền này, các yêu cầu khắt khe về chất lượng gạo
đều thoả mãn. Đây là dây chuyền có nhiều điểm vượt trội về cơng nghệ, thiết bị tỏ ra nhiều
ưu thế mà không một dây chuyền chế biến lúa gạo của cả nước hiện có lúc bấy giờ có thể so
sánh được. Điểm mới này đã thơi thúc nhiều nhà khoa học, các doanh nghiệp, Trường Đại
học và Viện nghiên cứu quan tâm tìm hiểu để cải tiến thiết bị lẫn công nghệ chế biến lúa gạo
vốn dậm chân tại chỗ hàng chục năm. Những đơn vị đi đầu bao gồm Trường Đại học Nông
Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, Cơng ty Giống và Cây trồng miền Nam, Nha Nông Cơ (nay
là Phân viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ Sau thu hoạch), Công ty SINCO, Công ty
Bùi Văn Ngọ. Các nghiên cứu chủ yếu là tìm hiểu, chép mẫu để thiết kế cải tiến các thiết bị
dây chuyền chế biến lúa gạo. Tuy nhiên tập trung vẫn chỉ ở các khâu sàng phân loại lúa, gạo
còn khâu xát trắng vẫn chưa được quan tâm đến.
f. Cho đến thời điểm hiện tại, có khá nhiều doanh nghiệp cơ khí trong nước đã chế tạo được
các dây chuyền thiết bị chế biến lúa gạo với các qui mô năng suất khác nhau từ 1 – 5 tấn/h.
Với dây chuyền chế biến lúa gạo có cỡ năng suất từ 8 – 10 tấn/h chỉ có hai đơn vị là Công ty
Bùi Văn Ngọ và Công ty Cổ phần Cơ khí Chế tạo máy Long An (LAMICO) tham gia sản
xuất.

5


Vùng

Năm

Đồng bằng sông

1995


2000

2002

44,4

55,2

56,4

40,2

42,3

46,2

36,9

42,4

45,9

Hồng
Đồng bằng sông
Cửu Long
Cả nước

* So sánh sản lượng giữa đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long.
- Năng suất lúa đồng bằng sông Hồng (56,4 tạ/ha_năm 2002):

+ Cao hơn năng suất lúa đồng bằng sông Cửu Long (46,2 tạ/ha_năm 2002).
+ Cao hơn năng suấ lúa cả nước (45,9 tạ/ha_năm 2002).
- Trong giai đoạn 1995 — 2002, năng suất lúa của Đồng bằng sông Hồng tăng nhanh hơn
tăng năng suất lúa của cả nước và năng suất lúa của Đồng bằng sông Cửu Long.

1.3. Yêu cầu của máy xay lúa gạo :
- Phá hủy lớn nhất lớp vỏ ngoài của hạt khi cho tác dụng lên nó các bộ phận làm việc của
máy. Sản phẩm đầu vào của máy là lúa . Sản phẩm đầu ra của máy là gạo và trấu. Trấu được
thổi ra nhờ quạt gió.
1.3.1. Tính cấp thiết của đề tài.
- Qua tình hình nghiên cứu và chế tạo máy xát lúa ở Việt Nam, chúng ta thấy q trình xay
xát cịn phụ thuộc vào kinh nghiệm cũng như sự điều chỉnh máy thường xun của người
vận hành; tỉ lệ bóc cám cịn thấp; tỉ lệ gãy vỡ cao.
- Vì vậy, việc nghiên cứu và chế tạo máy xay xát lúa với hệ thống giám sát và điều khiển các
hoạt động của thiết bị trong quá trình làm việc cần thiết nhằm tăng tỉ lệ bóc cám, giảm tỉ lệ
gãy vỡ, đảm bảo chất lượng gạo theo tiêu chuẩn và giảm năng lượng tiêu hao cho ngành sản
xuất lúa gạo. Thơng qua đó sẽ nâng cao được khả năng cạnh tranh của các doanh nghiệp
Việt Nam trên thị trường thế giới, góp phân nâng cao chất lượng gạo xuất khẩu.

6


1.4. Tổng quan thiết kế máy xay lúa gạo.
1.4.1. Lựa chọn nguyên lí làm việc.
- Các máy xay xát được phân loại theo các phương thức sau:
a. Va đập nhiều lần: làm cho vỡ nứt lớp vỏ bên ngoài của hạt bằng phương pháp va đập.
máy xay sử dụng phương pháp va đập nhiều lần có q trình làm việc phức tạp. Nó phụ
thuộc vào hàng loạt yếu tố quan hệ chủ yếu đến dộ lớn nhỏ của hạt, mà cịn phụ thuộc vào
hướng va đập, khơng thể điều chỉnh được ở mức độ đảm bảo về điều kiện độ chắc ẩm và độ
đồng nhất của hạt.

b. Nén và ma sát: đập vỡ và phá hủy vỏ lúa yến mạch. Do kết quả tác dụng của hai bề mặt
làm việc lên hạt, trong đó thì 1 bề mặt di động còn bề mặt kia cố định đàn hồi hoặc nhám.
Sản phẩm gia cơng do kết quả của q trình lực mat sát tác dụng lên nó của bề mặt đĩa quay
bằng đá kim cương của vành dạng lưới và hạt ma sát lẫn nhau.
c. Dịch trượt: làm phá hủy lớp vỏ bao bên ngoài của hạt kê , lúa , … do kết quả tác dụng
quay ngược chiều với tốc độ khác nhau của hai trục có bề mặt làm việc cứng hay đàn hồi.
d. Ma sát: làm mài mòn lớp vỏ do kết quả nhiều lần tác dụng mạnh lên hạt. Bởi bề mặt nhám
và có khoan lỗ của những bộ phận làm việc của máy và còn do ma sát giữa hạt này với hạt
khác.
e. Từ những phương pháp xay hạt nêu trên ta chọn phương pháp xay lúa theo phương pháp
dịch trượt với máy xay có hai trục làm bằng cao su. Sở dĩ ta chọn phương pháp này bởi vì 1
trong những yêu cầu cơ bản khi xay là giữ gìn cho hạt nguyên vẹn nhất ở mức có thể. Vì vậy
lực tác dụng lên vùng làm việc không thể gây phá hủy nhân của hạt. Ta chọn phương pháp
này bởi vì cao su có tính đàn hồi nên khi xay lượng hạt gạo bể ít tỉ lệ bóc vỏ rất cao và máy
có cơ cấu điều chỉnh khoảng cách giữa 2 trục cao su cũng làm cho lượng gạo bể ít. Người sử
dụng máy xay kiểu hai trục cao su có thể thao tác dễ dàng.
f. Sở dĩ ta không chọn các phương pháp xay cịn lại bởi vì:
Ví dụ như phương pháp xay bằng phương pháp va đập thì quá trình làm việc phức tạp. mà
va đập thì tỉ lệ hạt ngun khơng được đảm bảo nên sữ dụng phương pháp này không khả
thi.

7


g. Làm việc theo phương pháp ma sát lên hạt thì phải sử dụng đá kim cương, động cơ có
cơng suất cao lên tới 10kw từ đó giá thành sẽ tăng nhưng hiệu quả năng suất xay lúa không
bằng phương xay bằng phương pháp dịch trượt.
h. Còn trong xay bằng phương pháp dịch trượt có loại máy xay bằng 2 đĩa xát. Phương pháp
xay bằng hai đĩa xát phải phụ thuộc vào tay nghề của người điều chỉnh khe hở thích hợp của
máy. Nếu khơng tỉ lệ hạt bể rất nhiều.


PHẦN 2. PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.
2.1. Bản chất của quá trình bóc vỏ:
Mục đích của q trình bóc là bóc lớp vỏ trấu của thóc để thu gạo lức.
Hạt thóc được đặc trưng bởi các tính chất cơ lý sau: Độ bền của mối liên kết giữa vỏ và
nhân, khả năng của nhân chống lại các lực tác dụng trong q trình bóc vỏ. Ngồi ra trong
q trình bóc vỏ cịn chịu ảnh hưởng của các thơng số vật lý như: độ ẩm, hình dạng, kích
thước, độ đồng nhất, trọng lượng 1000 hạt, trọng lượng riêng…. Dưới tác dụng của các bộ
phận làm việc của máy bóc vỏ, lớp vỏ trấu chịu sự biến dạng phức tạp - nén, xé, ma sát. Kết
quả là mối liên kết giữa vỏ trấu và nhân bị phá vỡ, vỏ trấu bị tách ra.
Nhiệm vụ chủ yếu của q trình bóc vỏ là phá vỡ một cách tối đa mối liên kết vỏ - nhân
trong mỗi lần hạt đi qua máy bóc vỏ, đồng thời phải tránh làm nhân bị vỡ nát. Để thỏa mãn
điều kiện trên cần khống chế độ làm việc của máy sao cho lực phá vỡ vỏ trấu là lớn nhất
nhưng không vượt quá giới hạn độ bền cho phép của nhân.
Căn cứ theo nguyên lý tác dụng của lực, máy bóc vỏ có các dạng như hình 2.1.

8


a)

b)
Hình 2.1: Các nguyên lý tác dụng lực
a) Ma sát

b) Dịch trượt

- Phân loại máy xay xát gạo
- Phân loại theo khối lượng và năng xuất máy:
+ Máy xay xát gạo cở nhỏ: có năng xuất khoảng 50 Kg/h và có khối lượng chỉ từ 50 Kg đến

100 Kg. Chỉ phụ hợp sử dụng cá nhân.
+ Máy xay xát gạo cở trung: với năng xuất lớn hơn những máy xay xát cở nhỏ, nhưng không
quá lớn. Năng xuất chỉ từ 50 Kg/h đến 200 Kg/h. Phù hợp cho các hộ kinh doanh lúa gạo
hoặc xay xát gạo cở trung bình.
+ Máy xay xát gạo cở lớn: với năng xuất rất lớn. Phù hợp với các cơ sở sản xuất lớn, các
công ty xuất khẩu gạo.
- Phân loại theo nguyên lý bóc vỏ của máy:
Phương án 1: Ma sát: làm mài mòn lớp vỏ do kết quả nhiều lần tác dụng mạnh lên hạt, bởi
bề mặt nhám và có khoan lỗ của những bộ phận làm việc của máy và còn do ma sát giữa hạt
này với hạt khác.

9


Phương án 2: Dịch trượt: làm phá hủy lớp vỏ bao bên ngoài của hạt lúa , … do kết quả tác
dụng quay ngược chiều với tốc độ khác nhau của hai trục có bề mặt làm việc cứng hay đàn
hồi. Phương pháp này cho hạt sau khi bóc vỏ đẹp, nguyên hạt, năng xuất cao.
Phương án 3: Nén và ma sát: đập vỡ và phá hủy vỏ lúa yến mạch. Do kết quả tác dụng của
hai bề mặt làm việc lên hạt, trong đó thì 1 bề mặt di động còn bề mặt kia cố định đàn hồi
hoặc nhám. Sản phẩm gia cơng do kết quả của q trình lực mat sát tác dụng lên nó của bề
mặt đĩa quay bằng đá kim cương của vành dạng lưới và hạt ma sát lẫn nhau. Phương pháp
này cho kết quả hạt có tỷ lệ nứt cao. Năng xuất thấp.

2.2. Phân tích ngun lý của các loại máy bóc vỏ :
2.2.1. Máy bóc vỏ hai dĩa đá :
Dựa theo nguyên lý ma sát.

Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy bóc vỏ hai dĩa đá
1. Phễu cấp liệu; 2. Tay quay điều chỉnh khe hở; 3. Dĩa cố định
4. Lớp đá nhân tạo; 5. Dĩa quay; 6. Động cơ; 7. Puly truyền động


10


Hình 2.3: Máy bóc vỏ dạng hai đĩa đá.
➢ Ngun lý làm việc:
-

Máy gồm hai dĩa bằng thép đặt nằm ngang (3) và (5), trên mặt dĩa có đắp một lớp đá
nhân tạo (4) làm bằng hỗn hợp bột đá và xi măng kết dính cao. Dĩa cố định (3) có lỗ
nhập liệu giữa tâm, được lắp trên 3 điểm treo có thể điều chỉnh nâng lên hạ xuống
được bằng tay quay điều chỉnh khe hở (2) để thay đổi kích thước khe hở giữa hai mặt
đá và điều chỉnh độ song song của khe hở. Thóc vào phễu cấp liệu (1), đi vào khe hở
giữa 2 dĩa đá. Do kích thước khe hở nhỏ hơn đường kính hạt nên hạt bị nén giữa hai
dĩa, phản lực chống lại lực nén sẽ sinh lực ma sát giữa hạt với dĩa trên và dĩa dưới,
làm cho vỏ trấu bị vỡ và tách hoàn toàn khỏi nhân hạt. Đồng thời do tác động quay
của dĩa làm phát sinh lực ly tâm có xu hướng làm văng hạt ra khỏi vùng xay. Hỗn hợp
thu được ở ngõ ra bao gồm: gạo, tấm, thóc, cám, sạn và trấu.

➢ Ưu điểm:
o Làm việc ổn định, dễ vận hành, lắp đặt và bảo trì.
o Cấu tạo đơn giản, dĩa đá lâu mòn.
o Kết cấu máy đứng vững, các chi tiết máy chuyển động được cân bằng tốt.
o Hiêu suất bóc vỏ tương đối cao 65 – 70%.
➢ Nhược điểm:
o Năng suất thấp.
11


o Tỷ lệ gãy vỡ cao 10 – 15%.

- Do những nhược điểm trên nên máy này ít được dùng và chỉ thích hợp với một vài loại hạt
nhất định.
2.2.2. Máy bóc vỏ cặp trục cao su ngang.
- Dựa theo nguyên lý dịch trượt.

Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý máy bóc vỏ cặp trục cao su ngang.
1. Phễu cấp liệu; 2. Trục phân phối liệu; 3. Tấm rãi liệu;
4. Vít chỉnh tấm rãi liệu; 5. Động cơ;
6. Trục cao su quay chậm; 7. Trục cao su quay nhanh
➢ Nguyên lý làm việc:
-

Thóc được đưa qua phễu cấp liệu (1), lưu lượng thóc vào được điều chỉnh nhờ trục rãi
liệu (2), vít chỉnh tấm rãi liệu(4) để điều chỉnh tấm rãi liệu (3) tạo thành một lớp
nguyên liệu đều suốt chiều dài trục cao su. Hai trục cao su quay ngược chiều nhau, và
được nén vào bằng xylanh khí nén. Do tính chất của lực tác động lên hạt dựa vào sự
phối hợp của lực nén và lực dịch trượt (nhờ có chênh lệch tốc độ vịng của trục nhanh
và trục chậm) mà hạt ở trong vùng làm việc giữa hai trục chịu biến dạng và ứng suất
dẫn tới phá huỷ lớp vỏ ngoài. Hỗn hợp thu được ở ngõ ra bao gồm: gạo, tấm, thóc,
cám, sạn và trấu.

➢ Ưu điểm:
12


➢ Năng suất cao.
➢ Tỉ lệ bóc vỏ cao khoảng 85 - 90%.
➢ Kết cấu đơn giản.
➢ Dễ vận hành, lắp đặt và bảo trì.
➢ Nhược điểm:

➢ Bề mặt cao su nhanh mòn, cần phải thay sau một thời gian làm việc.
➢ Tỉ lệ gãy vỡ cao do va đập với trục cao su và cấp liệu không đều.
2.2.3. Máy bóc vỏ cặp trục cao su nghiêng.
- Dựa theo nguyên lý nén và ma sát.

Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý máy bóc vỏ cặp trục cao su nghiêng.
1. Hệ thống cấp liệu; 2. Động cơ; 3. Máng nghiêng chảy liệu;
4. Trục cao su di động; 8. Trục cao su cố định

➢ Nguyên lý làm việc:
Giống máy bóc vỏ trục cao su ngang nhưng hai trục cao su được đặt nghiêng góc 300 và có
thêm hệ thống cấp liệu đầu vào (1) để đảm bảo năng suất cấp liệu đầu vào và máng nghiêng
13


chảy liệu (3) có tác dụng đưa 1 lớp mỏng nguyên liệu vào đúng khe hở giữa hai trục cao su
nên nguyên liệu được cấp vào đều đặn và tránh va đập.
➢ Ưu điểm:
➢ Hai trục cao su nghiêng kết hợp với máng dẫn hướng liệu
➢ Tỉ lệ bóc vỏ cao khoảng 90%.
➢ Tỉ lệ gãy vỡ thấp 4%.
➢ Nguyên liệu được cấp vào đều đặn.
➢ Nhược điểm:
➢ Bề mặt cao su nhanh mòn, cần phải thay sau một thời gian làm việc.
Tiêu chí đánh giá

Trọng số

Năng suất


Phương án
1

2

3

15

+1

+1

-1

Mức độ phức tạp của máy

7

-1

-1

+1

Mức độ tự động hóa

7

+1


+1

+1

Khơng gây tiếng ồn

3

-1

-1

+1

Dễ dàng cấp liệu

7

+1

-1

+1

An tồn

7

+1


+1

+1

Dễ bảo trì, thay thế, sửa chữa

5

0

0

+1

Hoạt động ổn định

8

+1

+1

0

34

20

21


Tổng điểm
Kết luận:

Trên cơ sở các phương án đã trình bày, so sánh, phân tích ưu nhược điểm của các phương án
ta thấy phương án 1 là phương án tốt nhất.

2.3. Máy xay lúa bằng vít tải.
Ưu điểm
• Tải vít có khả năng xử lý nhiều loại vật liệu rời từ chậm chạp đến chảy tự do.
• Tải vít có nhiều điểm vào và xả. Vật liệu số lượng lớn có thể được vận chuyển và
phân phối đến các địa điểm khác nhau theo yêu cầu. Cửa trượt hoặc van có thể được
thêm vào để kiểm sốt dịng chảy vào và ra khỏi băng tải trục vít.
14


• Băng tải trục vít rất nhỏ gọn và thích ứng với các vị trí tắc nghẽn. Băng tải trục vít
khơng có hồi lưu tương tự như băng tải dây đai hoặc băng tải kéo.
• Băng tải trục vít được bao bọc hoàn toàn để chứa sản phẩm và chống tràn. Băng tải
trục vít có thể được sử dụng ở vị trí ngang, dọc hoặc bất kỳ vị trí nghiêng nào.
• Băng tải trục vít có thể được thiết kế mà khơng có ống trung tâm. Loại băng tải này
được gọi là băng tải trục vít khơng trục và được thiết kế để vận chuyển các sản phẩm
ướt, dính, chậm chạp như bùn thải công nghiệp và chất rắn sinh học.
• Băng tải trục vít có thể được sử dụng để làm mát, làm nóng hoặc sấy khơ các sản
phẩm đang vận chuyển. Tùy thuộc vào yêu cầu truyền nhiệt, băng tải trục vít có thể
được bọc ngồi hoặc thiết kế dạng bay rỗng được sử dụng để cung cấp truyền nhiệt
cần thiết cho ứng dụng.
• Băng tải trục vít có thể được thiết kế để kín hơi hoặc giữ áp suất bên trong. Điều này
rất quan trọng khi vận chuyển các sản phẩm độc hại hoặc nguy hiểm như những sản
phẩm trong ngành cơng nghiệp hóa chất.

• Giá thành thấp.

Hình 2.6: Sơ đồ động của máy bóc vỏ trục cao su.
Sơ đồ động của máy được vận hành như sau:
-

Động cơ (4) truyền động cho trục cao su cố định (12) và trục cao su di động(3)
thông qua bộ truyền đai thang, bộ phận căng đai(1) dùng để căng đai khi đai bị
15


chùng. Máng rung cấp liệu (6) sử dụng động cơ rung (7) và lò xo (5) để cấp liệu
đều đặn và tạo thành một lớp mỏng đi vào khe hở giữa hai trục cao su. Khi trục
cao su bị mòn, khe hở giữa hai trục cao su tăng lên, khi đó ta điều chỉnh khe hở
giữa hai trục cao su bằng xylanh khí nén (11), đồng thời ta phải điều chỉnh vị trí
của máng nghiêng dẫn liệu (9) vào đúng khe hở giữa hai trục cao su bằng vít
chỉnh (10).

PHẦN 3. PHÂN TÍCH CÁC THƠNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NHỮNG YẾU
TỐ MỤC TIỀU CỦA Q TRÌNH BĨC VỎ
3.1. Các thơng số ảnh hưởng đến những yếu tố mục tiêu.
3.1.1. Các thông số của nguyên liệu.
Các thông số của nguyên liệu bao gồm: Các thơng số vật lý của thóc, loại thóc, độ ẩm thóc.
3.1.2. Các thơng số vật lý của thóc.
a. Cấu tạo hạt thóc:

Hình 3.1: Cấu tạo hạt thóc.
Hạt thóc gồm có hai phần chính: Vỏ trấu và hạt gạo lức.
+ Vỏ trấu :
-


Vỏ trấu do hai lá của lúa tạo thành một lớp vỏ bọc ngoài hạt gạo.Hai lá này được
ghép liền với nhau theo chiều dọc bằng một nếp gấp cài vào nhau. Ở phần dưới
cùng, chỗ mà hạt dược dính vào chùy hoa ( trong hình là mày dưới ).

16


-

Điều cần lưu ý nhất của trấu là sự có mặt của silic với tỷ lệ tương đối cao làm cho
trấu và hạt thóc thường gây hư hỏng rất nhiều các thiết bị chế biến do mài mòn
trục cao su và các phương tiện chuyển tải bên trong giữa các máy.

+ Hạt gạo lức:
-

Hạt gạo lức được bọc bằng một màng chất xơ gọi là vỏ hạt. Vỏ hạt trong mờ và
hơi xám, được xem như là thuộc về hạt thóc nhưng lại dễ dàng bị bóc đi trong q
trình xát trắng gạo.

-

Phần cịn lại của hạt thóc được gọi là nội nhũ chủ yếu là tinh bột.

-

Ở phần cuối của hạt gạo, chỗ hạt được dính vào chùy hoa của cây lúa là phơi, dính
vào nội nhũ tinh bột. Phôi này chỉ được bao bọc một phần bởi các tế bào tinh bột.
Trong q trình xát gạo, phơi này bị bóc đi.


b. Các thơng số vật lý của hạt thóc [6]
+ Kích thước:
Kích thước của hạt thóc khơng thống nhất ngay cả trong cùng một giống lúa vì có sự biến
động của râu và của cuống hoa.
Chiều dài: l = 5 – 12 mm.
Chiều rộng: a = 2,5 – 4,3 mm.
Chiều dày: b = 1,2 – 2,8 mm.
Đường kính tương đương của thóc d = 2,5 – 5 mm.
+ Bề mặt của trấu.
Bề mặt của trấu khá ráp và có tính mài mịn cao vì hàm lượng silic lớn. Vì ngun nhân đó
mà trục cao su của máy bóc vỏ bị mài mòn rất nhanh, máy làm sạch sơ có nhiều bộ phận
phải thường xuyên thay thế, các bộ phận của máy hút trấu tiếp xúc trực tiếp với trấu phải sửa
chửa và thay thế thường xuyên.
+ Nếp gấp cài kín vào nhau của hai mảnh trấu.
Các mảnh trấu được ghép với nhau bằng một nếp gấp đôi. Cần có lực để mở nếp gấp ấy
trong q trình bóc vỏ trấu, điều này làm khó cho việc thiết kế máy bóc vỏ với mục đích
tránh gãy vỡ hạt khơng cần thiết.
+ Góc ma sát.
17


Góc được đo từ mặt phẳng nằm ngang, lúc mà hạt bắt đầu xuống phía dưới trên một mặt
phẳng nhẵn bằng gỗ, dưới tác động của trọng lực.

Hình 3.2: Góc ma sát hạt thóc
Thơng thường góc ma sát được xác định bằng cách dùng một tấm gỗ nhẵn ở vị trí nằm
ngang trên đó có rải một lớp thóc mỏng. Tấm gỗ được nghiêng từ từ cho đến lúc hạt thóc bắt
đầu chuyển động xuống phía dưới.Góc nghiêng được cố định lại lúc tất cả hạt đều dịch
chuyển hết do trọng lực. Góc nghiêng cố định lúc ấy là góc ma sát. Đối với thóc hệ số ma sát

khoảng 350 – 400.
Góc ma sát quan trọng trong việc thiết kế các phễu chứa liệu, các phương tiện tồn trữ rời và
các ống xả hạt. Góc ma sát đối với mỗi loại hạt khác nhau thì khác nhau vì nó phụ thuộc vào
độ nhẵn của bề mặt và độ ẩm của hạt.
+ Tỷ trọng hạt thóc khoảng 500 kg/m3.
+ Khối lượng của 1000 hạt thóc khoảng 23 – 30g.
3.1.2.1. Phân loại thóc theo kích thước.
Thóc được phân thành 4 loại theo chiều dài của hạt gạo lức nguyên:
+ Loại rất dài: thóc có 80% hạt gạo lức nguyên có chiều dài  7,5mm.
+ Loại dài: thóc có 80% hạt gạo lức nguyên có chiều dài  6,5mm và < 7,5mm.
+ Loại trung bình: thóc có 80% hạt gạo lức ngun có chiều dài  5,5mm và < 6,5mm.
+ Loại ngắn: thóc có 80% hạt gạo lức nguyên có chiều dài < 5,5mm.
Ngồi ra thóc cịn được phân loại theo thứ loại thóc.
Thứ loại thóc được qui ra bằng tỷ lệ chiều dài/chiều rộng của hạt gạo lức nguyên.
Tỷ lệ = chiều dài/chiều rộng (mm)
Có 3 thứ loại thóc:
18


+ Mảnh: là thóc mà hạt gạo lức có tỷ lệ  3.0.
+ Đậm: là thóc mà hạt gạo lức có tỷ lệ  2.0 và < 3.0.
+ Trịn: là thóc mà hạt gạo lức có tỷ lệ < 2.0.
3.1.2.2. Độ ẩm thóc.
Độ ẩm là một chỉ số cơ bản của hạt ảnh hưởng rõ rệt đến độ bền của hạt trong thời gian bảo
quản và chế biến. Độ ẩm ảnh hưởng rất lớn đến tỷ lệ bóc vỏ và tỷ lệ gãy vỡ trong quá trình
xay xát. Thành phần độ ẩm của thóc thường khơng đồng nhất và giống nhau do nhiều lý do
khác nhau: công đoạn thu hoạch, vận chuyển và xử lý. Độ ẩm của thóc thường nằm trong
khoảng từ 13% đến 21%. Độ ẩm lý tưởng để quá trình xay xát đạt tỷ lệ gãy vở thấp nhất là
từ 14-15% [7].
Hiện nay, do thiếu máy sấy, công nghiệp xay xát lúa gạo ở ĐBSCL đã phải biến hóa thích

ứng, nghĩa là phải xay được lúa cịn hơi ẩm, có độ ẩm cao từ 15-17%, thậm chí là 18-19%
[8].
Theo báo cáo về nghiên cứu khoa học của Đại học Cần thơ thì độ ẩm sẽ ảnh hưởng đến năng
suất và tỷ lệ thu hồi gạo nguyên của q trình xay xát. Theo đó thì, tương ứng với độ ẩm
16% thì tỷ lệ gạo thu hồi là 54,8%, với độ ẩm 15% thì tỷ lệ gạo thu hồi là 56,6% và độ ẩm
14% thì tỷ lệ thu hồi là 59,63% [11].
Qua các tài liệu thống kê được về giá trị độ ẩm của thóc ảnh hưởng đến chất lượng gạo xay
xát, trong đó thì giá trị độ ẩm tốt nhất là 14 – 15%. Do đó, nếu vẫn sử dụng thóc với nhiều
độ ẩm khác nhau thì chất lượng gạo cũng sẽ khác nhau, với những loại thóc có độ ẩm cao thì
chất lượng gạo xay xát sẽ thấp.
Một số phương án xay xát gạo còn phụ thuộc vào nhà sản xuất:[12]
+ Phương án 1: Xay xát với độ ẩm như hiện nay. Với độ ẩm như hiện nay thường khoảng từ
16 – 19%, thì dây chuyền vẫn đảm bảo có thể xay xát được, tuy nhiên thì chất lượng gạo
không cao, tỷ lệ gãy vỡ lớn, tỷ lệ gạo nguyên thu hồi không cao. Theo khảo sát thì với độ ẩm
như hiện nay, các nhà máy xay xát chỉ đạt 60 – 66% tổng thu hồi, gạo nguyên chỉ đạt được
40 – 48%. Nếu dùng gạo trên để tái chế xuất khẩu thì tiếp tục làm gạo gãy vỡ nhiều hơn.
Cuối cùng 100 kg lúa chỉ được 33% gạo nguyên xuất khẩu. Thiệt hại ước tính khoảng 18%
giá trị lúa, khoảng 100 triệu USD với 3 triệu tấn gạo xuất khẩu và gấp 28 lần tiền lời do công
gia công xay xát của các chủ nhà máy.
19


+ Phương án 2: Xử lý thóc trước khi đưa vào dây chuyền nhằm đảm bảo thóc có độ ẩm nằm
trong khoảng yêu cầu từ 14 – 15%. Với giá trị độ ẩm này thì chất lượng gạo xay xát sẽ cao
hơn, tỷ lệ gãy vỡ thấp hơn và tỷ lệ gạo thu hồi cao hơn. Tuy nhiên, với phương án này, nhà
sản xuất phải đầu tư một hệ thống sấy thóc năng suất lớn để đảm bảo năng suất của dây
chuyền. Với chi phí sấy chỉ chiếm 5% giá lúa, nếu áp dụng được hệ thống sấy vào dây
chuyền sẽ tăng lợi nhuận cho nhà sản xuất.
Do đó, ta sẽ chọn phương án 2 để thiết kế máy, nghĩa là phải xử lý thóc trước khi đưa vào
máy nhằm đảm bảo thóc có độ ẩm từ 14 -15%.

Nhận dạng và xác định các thông số thiết kế, nguyên lý hoạt động và các thơng số
động lực học
Tính tốnVít tải

Trong đó:
1. Puly truyền động chính.
2. Trục chính.
3. Cửa cấp liệu.
4. Vít xoắn dẫn liệu.
5. Rulo sát.
6. Sảng sát.
7. Van điều chỉnh áp suất.
8. Khoan chứa.
Các nguyên lí hoạt động của vít tải.
20