Tính toán và mô phỏng kiểm bền cho đế ép của máy tách hạt Mắc ca

Chia sẻ: Dạ Thiên Lăng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

2
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo cáo "Tính toán và mô phỏng kiểm bền cho đế ép của máy tách hạt Mắc ca" trình bày kết quả tính toán kiểm bền cho đế ép của máy tách hạt Mắc ca năng suất 15kg/h do nhóm thiết kế. Đế ép là bộ phận quan trọng, chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi lực tách hạt do đặc điểm tiếp xúc trực tiếp với hạt Mắc ca. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tính toán và mô phỏng kiểm bền cho đế ép của máy tách hạt Mắc ca

395 466 Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ XI, Hà Nội, 02-03/12/2022 Tính toán và mô phỏng kiểm bền cho đế ép của máy tách hạt Mắc ca Nguyễn Hoàng Quân1,*, Đinh Khắc Mác2, Trần Cường Hưng2, Đỗ Huy Điệp2 1 Viện công nghệ hàng không vũ trụ, Trường Đại học Công nghệ 2 Khoa cơ học kỹ thuật và tự động hóa, Trường Đại học Công nghệ *Email: nhquan@vnu.edu.vn Tóm tắt. Hạt Mắc ca ngày càng được tiêu thụ nhiều tại Việt Nam. Tuy nhiên, quy trình tách hạt Mắc ca vẫn là thủ công cho năng suất không cao. Bài báo cáo trình bày kết quả tính toán kiểm bền cho đế ép của máy tách hạt Mắc ca năng suất 15kg/h do nhóm thiết kế. Đế ép là bộ phận quan trọng, chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi lực tách hạt do đặc điểm tiếp xúc trực tiếp với hạt Mắc ca. Hệ phương trình xác định trường ứng suất, biến dạng của đế được giải bằng phương pháp phần tử hữu hạn nhờ phần mềm mô phỏng số Ansys. Các kết quả thu được là cơ sở để chọn ra vật liệu phù hợp trong chế tạo đế ép cho máy tách hạt Mắc ca. Từ khóa: Máy tách hạt Mắc ca, Ansys, Kiểm tra bền. 1. Mở đầu Hiện nay, phương pháp tách hạt thủ công vẫn đang phổ biến trong các cơ sở chế biến hạt Mắc ca tại Việt Nam. Thực tế cho thấy phương pháp này năng suất không cao và tốn nhiều chi phí nhân công. Trên cơ sở nâng cao năng suất tách hạt, nhóm nghiên cứu đã thiết kế, chế tạo thành công máy tách hạt Mắc ca năng suất 15kg/h. Máy tách hạt Mắc ca sử dụng hệ thống điều khiển điện khí nén có bốn ưu điểm: sạch do sử dụng khí nén ngoài tự nhiên; đảm bảo được nhiều yêu cầu từ tách nứt một phần đến toàn phần; hệ thống khí nén dễ dàng chế tạo, vận hành và bảo dưỡng định kỳ; năng suất gấp ba lần công nhân tách hạt [3]. Đối với năng suất 15kg/h, thời gian một chu trình tách ba hạt cùng lúc được xác định là 5 giây. Ở đây, nhóm nghiên cứu sử dụng hai xy lanh khí nén để ép đồng thời ba hạt ở vào ba vị trí đế ép [3]. Trong đó, một chi tiết đế luôn giữ nguyên vị trí, chi tiết đế còn lại di chuyển nhờ vào tác động của xy lanh khí nén gắn vào nó thông qua hai bu lông. Mục tiêu chính của máy tách hạt Mắc ca là tạo ra lực tách là nứt vỏ nâu bên ngoài để lấy nhân hạt Mắc ca bên trong. Qua quá trình phân tích hoạt động của máy, vị trí chịu lực chính nằm ở cơ cấu tách hạt, mặt trước của máy. Đặc biệt, đế ép là bộ phận chịu toàn bộ lực tác dụng từ dao tách thông qua ba vị trí cố định hạt Mắc ca trong quá trình tách nứt. Như vậy, nhóm tác giả tập trung tính toán và mô phỏng kiểm tra bền cho chi tiết này. Trong quá trình tách hạt, bộ phận đế ép chịu lực tác dụng theo phương dọc từ trên xuống. Lực này sẽ phân bố theo mặt cầu tiếp xúc giữa hạt Mắc ca và đế ép. Về thiết kế, việc chọn vật liệu phù hợp quyết định trực tiếp tới độ bền của chi tiết máy. Có thể nói, đế ép là bộ phận chịu tác động lực thường xuyên nhất trong suốt quá trình máy hoạt động. Vật liệu làm đế ép cần thỏa mãn yêu cầu thiết kế về tuổi thọ chi tiết máy ít nhất 106 lần tách hạt, con số được xem là một số lượng chu kỳ đầy đủ để định nghĩa giới hạn độ bền của vật liệu [4]. Để thuận tiện cho việc tính toán, hạt Mắc ca được xem xét như một vật thể có dạng hình cầu. Khi đó, bài toán trở thành xác định phân bố lực trên đế ép hình bán cầu khi chịu tác dụng một lực N vào vật thể hình cầu tiếp xúc với nó. 2. Mô hình tính toán 2.1 Mô tả hệ thống Đế ép là bộ phận quan trọng trong việc tách hạt Mắc ca, có vai trò như mặt cứng giữ cố định hạt Mắc ca trong suốt quá trình tách hạt. Để đảm bảo hạt không bị trượt ra khỏi đế trong suốt quá trình tách, ý tưởng được sử dụng là làm biên dạng cong nửa hình cầu ôm trọn lấy hạt Mắc ca đã được dùng trong một số mẫu 466
396 466 Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ XI, Hà Nội, 02-03/12/2022 máy tách hạt Mắc ca có sẵn trên thị trường như Hình 3. Đường kính cong của phần lõm được xác định là 28mm để phù hợp với phần lớn các hạt Mắc ca loại lớn, có kích thước dao động trong khoảng từ 23mm đến 28mm [6]. Tâm các hình cầu lõm nằm cách nhau một khoảng dài 70mm để tránh trường hợp các dao thép bị va chạm với nhau khi tách hạt. Hình 1. Mô hình thiết kế đế ép Đế ép chia làm hai chi tiết đối xứng nhau gồm đế cố định và đế di chuyển. Hoạt động của đế ép bao gồm ba bước cơ bản. Ban đầu, đế di chuyển nhờ tác động của xy lanh đẩy sẽ chuyển động tịnh tiến về phía đế cố định tạo nên ba vị trí đặt hạt Mắc ca nguyên liệu. Tiếp theo, đế di chuyển giữ nguyên vị trí tới khi dao tách đi hết hành trình tạo ra các vết nứt trên hạt Mắc ca. Cuối cùng, đế di chuyển lùi về sau để hạt thành phẩm rời khỏi đế ép theo tác động của trọng lực. Nhờ vào tính chất đối xứng của mô hình thiết kế đế ép, việc tính toán, mô phỏng, kiểm tra bền cho đế ép quy về tính toán, mô phỏng, kiểm tra bền cho chi tiết đế cố định giúp giảm thời gian và tài nguyên cần sử dụng. 2.2 Các phương trình cơ bản Phương trình lực ứng suất, biến dạng, chuyển vị Có thể chia lực tác dụng ra ba loại và ta biểu diễn chúng dưới dạng véc tơ cột [2]: Lực thể tích f: f = f [f x , f y , f z ]T Lực diện tích T: T = T [T x , T y , T z ]T Lực tập trung P: P = P [P x , P y , P z ]T 𝑢𝑢 = [ 𝑢𝑢, 𝑣𝑣, 𝑤𝑤] 𝑇𝑇 Chuyển vị của một điểm thuộc vật được ký hiệu bởi: 𝜀𝜀 = �𝜀𝜀 𝑥𝑥 , 𝜀𝜀 𝑦𝑦 , 𝜀𝜀 𝑧𝑧 , 𝛾𝛾𝑥𝑥 , 𝛾𝛾𝑦𝑦 , 𝛾𝛾𝑧𝑧 � 𝑇𝑇 Các thành phần của tenxơ biến dạng được ký hiệu bởi ma trận cột: 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜀𝜀 𝑥𝑥𝑥𝑥 = , 𝜀𝜀 𝑦𝑦𝑦𝑦 = , 𝜀𝜀 𝑧𝑧𝑧𝑧 = Với giả thiết biến dạng nhỏ, quan hệ biến dạng - chuyển vị (u, v, w) chính là hệ thức Cauchy [1]: 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 1 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 1 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 1 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜀𝜀 𝑥𝑥𝑥𝑥 = � + � , 𝜀𝜀 𝑦𝑦𝑦𝑦 = � + � , 𝜀𝜀 𝑧𝑧𝑧𝑧 = � + � (1) 2 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 2 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 2 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 (2) 𝜎𝜎 = �𝜎𝜎 𝑥𝑥 , 𝜎𝜎 𝑦𝑦 , 𝜎𝜎𝑧𝑧 , 𝜏𝜏 𝑥𝑥 , 𝜏𝜏 𝑦𝑦 , 𝜏𝜏 𝑧𝑧 � 𝑇𝑇 Các thành phần của ten xơ ứng suất được ký hiệu bởi ma trận cột: Với vật liệu đàn hồi tuyến tính và đẳng hướng, ta có quan hệ giữa ứng suất và biến dạng: 467
397 Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ XI, Hà Nội, 02-03/12/2022 𝜎𝜎 = 𝐷𝐷𝐷𝐷 466 (3) 1 − 𝜈𝜈 𝜈𝜈 𝜈𝜈 0 0 0 ⎡ 𝜈𝜈 ⎤ Trong đó: 1 − 𝜈𝜈 𝜈𝜈 0 0 0 𝐸𝐸 ⎢ ⎥ 𝐷𝐷 = ⎢ 𝜈𝜈 𝜈𝜈 1 − 𝜈𝜈 0 0 0 ⎥ (1 + 𝜈𝜈)(1 − 2𝜈𝜈) ⎢ 0 0 0 0,5 − 𝜈𝜈 0 0 ⎥ ⎢ 0 0 0 0 0,5 − 𝜈𝜈 0 ⎥ (4) ⎣ 0 0 0 0 0 0,5 − 𝜈𝜈 ⎦ E là mô đun đàn hồi, ν là hệ số Poisson của vật liệu Nguyên lý cực tiểu hóa thế năng toàn phần Thế năng toàn phần п của một vật thể đàn hồi là tổng năng lượng biến dạng U và công của ngoại lực 1 𝑛𝑛 tác dụng W: 𝛱𝛱 = 𝑈𝑈 + 𝑊𝑊 = � 𝜎𝜎 𝜀𝜀𝜀𝜀𝜀𝜀 − � 𝑢𝑢 𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓 − � 𝑢𝑢 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇 − � 𝑢𝑢 𝑖𝑖𝑇𝑇 𝑃𝑃𝑖𝑖 𝑇𝑇 𝑇𝑇 𝑇𝑇 2 𝑉𝑉 𝑉𝑉 𝑆𝑆 𝑖𝑖=1 (5) Trong đó: u là véc tơ chuyển vị và P i là lực tập trung tại nút i có chuyển vị là u i Nguyên lý cực tiểu thế năng: Đối với một hệ bảo toàn, trong tất cả các di chuyển khả dĩ, di chuyển thực ứng với trạng thái cân bằng sẽ làm cho thế năng đạt cực trị. Khi thế năng đạt giá trị cực tiểu thì vật (hệ) ở trạng thái cân bằng ổn định [2]. Điều kiện biên Các điều kiện biên về lực ép và gối tựa được thể hiện trong Hình 2. Lực tác dụng xuất phát từ pít tông xy lanh khí nén, truyền qua dao tách tới hạt Mắc ca rồi tới đế ép. Bằng thiết bị đo lực sử dụng xy lanh khí nén, lực cần thiết để tách một hạt Mắc ca xác định được là khoảng 1500N [3]. Mô hình máy thiết kế tách ba hạt có tổng lực tác dụng là 4500N phân bố đều lên mặt tiếp xúc của hạt Mắc ca và hai chi tiết đế. Lực tách hạt được thể hiện bằng các mũi tên có phương thẳng đứng hướng xuống. Để thuận tiện cho việc tính toán mô phỏng, lực tác dụng được coi là phân bố đều trên các bề mặt tiếp xúc và mỗi chi tiết đế chịu một nửa tổng lực tác dụng (tương đương 2250N). Hình 2. Các điều kiện biên của đế ép Đặc điểm của đế ép là nằm trên một thanh đỡ ngang và không di chuyển trong suốt quá trình tách hạt Mắc ca. Mặt phía trước có ba vị trí lõm xuống, có nhiệm vụ ôm trọn một nửa hạt Mắc ca. Mặt sau được cố định vào khung máy bằng các bu lông và đai ốc. Vì thế, mặt dưới của đế ép được lựa chọn làm gối tựa cố định. 3. Kết quả mô phỏng Phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) là một phương pháp rất tổng quát và hữu hiệu cho lời giải số nhiều lớp bài toán kỹ thuật khác nhau. Giả sử V là miền xác định của một đại lượng khảo sát nào đó. Ta 468
398 466 Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ XI, Hà Nội, 02-03/12/2022 chia V ra nhiều miền con v e có kích thước và bậc tự do hữu hạn. Đại lượng xấp xỉ của đại lượng cần khảo sát sẽ được tính trong tập hợp các miền v e . Phương pháp xấp xỉ nhờ các miền con v e được gọi là phương pháp xấp xỉ bằng các phần tử hữu hạn. Các miền con v e được gọi là các phần tử hữu hạn [2]. Phần mềm Ansys Độ phức tạp của các chi tiết máy yêu cầu phải sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn trong phân tích kết cấu. Sau khi rời rạc hóa mô hình thành các phần tử nhỏ, dung lượng bài toán trở nên rất lớn nên cần có sự hỗ trợ của các phần mềm chuyên dụng. Trên thế giới có nhiều phần mềm phần tử hữu hạn nổi tiếng như: NASTRAN, ANSYS, ABAQUS, IDEAS, SAP 2000, CAST3000, SAMCEF, v.v [2]. Công cụ được sử dụng để mô phỏng kiểm tra độ bền là mô đun phân tích kết cấu tĩnh (Static structural) trong phần mềm Ansys 2021R2. Đây là phần mềm dễ tiếp cận với đa số vì có phiên bản hoàn toàn miễn phí. Do độ phức tạp của các đế ép phù hợp với phương pháp gia công phay CNC, nhóm tác giả khảo sát ba loại vật liệu hay được sử dụng trong phương pháp gia công này là: nhôm 6061, nhựa POM, inox 304. Các đặc tính cơ lý của ba vật liệu này thể hiện trong Bảng 1 [5]. Bảng 1. Cơ lý tính nhựa POM, nhôm 6061, inox 304 Đặc tính cơ lý Nhựa POM Nhôm 6061 Inox 304 Khối lượng riêng (g/cm3) 1.41 2.7 8 Giới hạn dẻo kéo (MPa) 60 276 215 Giới hạn dẻo nén (MPa) 88 240 205 Giới hạn bền kéo (MPa) 70 310 505 Mô đun đàn hồi (GPa) 2.5 68.9 193 Hệ số Poisson 0.44 0.33 0.29 Độ cứng 81±3 SHORE D 95 HB 123 HB Phương pháp chọn vật liệu là khảo sát biến dạng tại đường trung bình (Hình 3) xác định được từ ba loại vật liệu nêu trên cho đế cố định. Đây là đường thẳng cắt ngang mặt tiếp xúc giữa hai chi tiết của đế ép, đồng thời là vị trí thể hiện trực quan các giá trị biến dạng, ứng suất của đế cố định. Hình 3. Đường trung bình đế cố định Các kết quả mô phỏng và đánh giá Sau khi thực hiện các bước tính toán mô phỏng sử dụng phần mềm Ansys Static Structural, những kết quả về chuyển vị của đường trung bình đế cố định đã thu được mô tả ở Hình 4. Các giá trị chuyển vị đối với vật liệu nhựa POM lớn hơn hẳn so với hai vật liệu còn lại và dao động từ 1e-3 mm đến 1e-2 mm nên sẽ không được sử dụng. Trong khi đó, chuyển vị đường trung bình đế ép khi sử dụng vật liệu nhôm 6061 và Inox 304 luôn nhỏ hơn 1e-3 mm. 469
399 466 Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ XI, Hà Nội, 02-03/12/2022 Hình 4. Chuyển vị đường trung bình đế cố định với ba vật liệu khác nhau Theo Bảng 1, khi so sánh với nhau, vật liệu nhôm 6061 có độ cứng nhỏ hơn inox 304, suy ra dễ dàng hơn trong gia công, chế tạo chi tiết đế ép. Hơn nữa, với khối lượng riêng chỉ bằng 33.75% so với inox, vật liệu nhôm sẽ làm giảm khổi lượng của chi tiết khi chế tạo. Dựa trên những lý do đó, vật liệu nhôm 6061 được lựa chọn sử dụng cho thiết kế đế cố định. Sau khi chọn được vật liệu chế tạo đế cố định là nhôm 6061, báo cáo tiếp tục phân tích các giá trị chuyển vị, biến dạng, ứng suất của đế ép thu được các kết quả như ở Hình 5, Hình 6, Hình 7. Ứng suất lớn nhất có giá trị xấp xỉ 3.2 MPa nằm ở mặt tiếp xúc giữa hạt và đế cố định. Giá trị này nhỏ hơn rất nhiều so với giới hạn bền của vật liệu nhôm 6061 (310 MPa). Vì vậy, vật liệu chế tạo đã đảm bảo tiêu chí không bị phá hủy trong điều kiện hoạt động bình thường của máy tách hạt Mắc ca. Chuyển vị lớn nhất là 5.6e-4 mm nằm ở mặt phẳng phía trên của đế ép. Trị số này rất nhỏ và đồng thời không gây ra biến dạng đáng kể nào cho đế ép trong suốt quá trình tách dụng lực. Vị trí có giá trị ứng suất nhỏ nhất nằm về hai mặt bên của đế cố định, đồng thời các vị trí này gần như không xảy ra bất kỳ biến dạng đáng kể nào. Qua đó, ta có thể giảm thiểu kích thước chiều ngang của đế cố định để tối ưu hóa vật liệu sử dụng. Hình 6. Biến dạng đế cố định Hình 5. Chuyển vị đế cố định 470
400 466 Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ XI, Hà Nội, 02-03/12/2022 Hình 7. Ứng suất đế cố định Hình 8. Tuổi thọ đế cố định Một thông số quan trọng cần xét tới đó là tuổi thọ của đế ép được tính toán và thể hiện ở Hình 8. Dế thấy, tuổi thọ của toàn bộ các phần tử trên đế ép đều có giá trị tuổi thọ lên tới 1e8 lần tác dụng lực hay một chu kỳ tách hạt Mắc ca. Con số này đã thỏa mãn thời gian sử dụng liên tục yêu cầu là 106 lần tách hạt cho đế ép. Sự đồng nhất về tuổi thọ chứng minh được ưu điểm của thiết kế đế ép lõm xuống, ôm trọn một nửa hạt Mắc ca làm giảm ứng suất tập trung xảy ra trên đế ép. Các kết quả ở Hình 5, Hình 6, Hình 7 cho thấy vị trí tiếp xúc giữa hạt Mắc ca và đế ép là nơi có các trị số chuyển vị, biến dạng và ứng suất lớn nhất. Ở đây, đường thẳng cắt ngang các vị trí tiếp xúc sâu nhất của đế cố định và hạt Mắc ca được gọi tắt là đường tiếp xúc miêu tả ở Hình 9. Tương tự đường trung bình, đường tiếp xúc cũng nằm ở mặt trước của đế cố định để tiện cho việc so sánh đánh giá các kết quả. Nhằm thể hiện rõ hơn ảnh hưởng của lực tách tới đế ép, việc khảo sát giá trị chuyển vị, ứng suất tại đường tiếp xúc là cần thiết. Hình 9. Đường tiếp xúc đế cố định Hình 10. Chuyển vị trường hợp tách ba hạt tại đường trung bình và đường tiếp xúc So sánh giá trị chuyển vị tại đường trung bình và đường tiếp xúc của đế cố định trong trường hợp tách cùng lúc ba hạt thể hiện ở Hình 10. Càng gần vị trí tiếp xúc sâu nhất của hạt Mắc ca và đế cố định, các giá trị chuyển vị càng lớn. Giá trị chuyển vị lớn nhất tại đường tiếp xúc là xấp xỉ 4e-4 mm nhiều hơn khoảng 30% so với chuyển vị lớn nhất tại đường trung bình. Các trường hợp tách hạt khác nhau Trong tự nhiên, kích thước các hạt không đồng đều nhau hoàn toàn. Khi tiến hành tách hạt, thời điểm tiếp xúc với dao thép của các hạt sẽ khác nhau, nên ngoài trường hợp tách ba hạt cùng lúc, có thể xảy ra các 471
401 466 Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ XI, Hà Nội, 02-03/12/2022 trường hợp khác như tách một hạt hoặc tách hai hạt. Vì thế, đối với mỗi trường hợp tách hạt lại có các điều kiện biên khác nhau và bài toán mô phỏng cũng thay đổi theo đó. Nhờ vào tính chất đối xứng của mô hình đế ép, báo cáo chỉ cần xem xét bốn trường hợp như sau: tách hai hạt lệch trái, tách hai hạt nằm hai bên, tách một hạt bên trái, tách một hạt ở giữa. Dưới đây là một số kết quả phân tích về chuyển vị trong các trường hợp tách nêu trên tại các vị trí đường tiếp xúc và đường trung bình đế cố định. Vật liệu sử dụng trong mô phỏng là nhôm 6061. Báo cáo so sánh chuyển vị đường trung bình và đường tiếp xúc tại các trường hợp: tách ba hạt, tách hai hạt lệch trái, tách một hạt lệch trái thể hiện ở Hình 11 với sáu đường biểu diễn. Chuyển vị xảy ra trên đường tiếp xúc luôn lớn hơn so với đương trung bình trong mọi trường hợp đã xét. Các Hình 12, Hình 13 biểu diễn ảnh hưởng của vị trí hạt tới chuyển vị của đế ép trong các trường hợp tách 2 hạt và tách 1 hạt. Giá trị chuyển vị lớn nhất không bị thay đổi khi xét các trường hợp tách khác nhau, đều giữ ở mức 4e-4mm là một giá trị không đáng kể. Hình 11. Chuyển vị đường trung bình, đường tiếp Hình 12. Ảnh hưởng của vị trí hạt tới chuyển vị xúc các trường hợp tách hạt của đế ép trong trường hợp tách 2 hạt Hình 13. Ảnh hưởng của vị trí hạt tới chuyển vị của đế ép trong trường hợp tách 1 hạt Sau khi khảo sát đầy đủ tất cả trường hợp đề ra, vật liệu nhôm 6061 đã hoàn toàn thỏa mãn các yêu cầu thiết kế. Áp dụng vào chế tạo, vật liệu này cũng có độ thẩm mĩ cao, không han gỉ và đảm bảo vệ sinh an toàn cho sản phẩm tách. Đế ép được gắn với xy lanh khí nén (Hình 14) tạo thành một cơ cấu di chuyển linh hoạt trong quá trình hoạt động của máy tách hạt Mắc ca thể hiện trong Hình 15. 472
402 466 Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ XI, Hà Nội, 02-03/12/2022 Hình 14. Đế ép máy tách hạt Mắc ca gắn với Hình 15. Máy tách hạt Mắc ca xy lanh đẩy 4. Kết luận Các kết quả tính toán mô phỏng đã cho thấy vật liệu nhôm 6061 là phù hợp cho trường hợp tách ba hạt Mắc ca cùng lúc với tổng lực tác dụng lên tới 4500N trên toàn bộ đế ép. Các giá trị về ứng suất lớn nhất nhỏ hơn đáng kể so với giới hạn bền của vật liệu lựa chọn và các trị số biến dạng là rất nhỏ. Tính toán về tuổi thọ đế cố định cũng đáp ứng hoàn toàn được mục tiêu về thời gian sử dụng lên tới 106 chu kỳ tách hạt liên tục. Như vậy, các kết quả chứng minh mô hình thiết kế đế ép với vật liệu nhôm 6061 đã đảm bảo độ bền trong suốt thời gian sử dụng của máy tách hạt Mắc ca. Kết quả chỉ ra các vị trí có ứng suất, biến dạng nhỏ có thể cải tiến để giảm thiểu vật liệu dùng trong chế tạo đế ép. Tuổi thọ đế ép với vật liệu được chọn cũng đã phù hợp với yêu cầu đặt ra và kéo dài hơn thời gian thay mới đối với chi tiết đế ép. Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Đình Đức và Đào Như Mai, Sức bền vật liệu và kết cấu, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, (2011), tr. 28-29 [2] Nguyễn Mạnh Cường, Trần Ích Thịnh, Phương pháp phần tử hữu hạn (Lý thuyết và bài tập), Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam, (2011), tr. 7–12 [3] Đinh Khắc Mác, Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy tách hạt Mắc ca sử dụng hệ thống điều khiển điện khí nén, Đồ án tốt nghiệp, Đại học Công nghệ, ĐHQG HN, Hà Nội, 2021. [4] V. B. Bhandari, Design of Machine Elements, Tata McGraw-Hill, (2010), p. 152 [5] matweb.com [6] UNECE STANDARD DDP-22 concerning the marketing and commercial quality control of INSHELL MACADAMIA NUTS 2010 EDITION, p. 5 473