Design and Construction of Eri Cocoon Cutting Machine

Abstract

The production of eri silk yarn is quite complicated and takes time. The production process begins with the cocoon cutting, taking the pupa from the cocoon, degumming, carding and spinning the yarn. From the survey, it was found that the rate of cocoon cutting and pupa separation are generally only 1.5 kilograms per hour per person. In addition, there is a shortage of labor, causing farmers to not be able to produce Erie silk enough to meet market demand. From studying these problems, the purpose of this research was to develop the eri cocoon cutting machine to cut the cocoons and to separate the pupa from the eri cocoon. The eri cocoon cutting machine consists of three parts: the cocoon conveyor section, the cocoon cutter section and the pupa separation section. As for the cocoon conveyor, the eri cocoon conveyor has been developed to transport the cocoon to the belt of the cocoon cutting. The developed cocoon conveyor has the overall dimensions of 60 cm in width, 127 cm in length and 133 cm in height. The machine consists of a cocoon containing tank, cocoon conveyor belt, conveyor rail and conveyor pipe. The cocoon conveyor machine can adjust the speed of the conveyor belt from 0.28 to 1.04 meters per minute. The speed of the conveyor rail can be adjusted from 175 to 255 rpm and the speed of the conveyor pipe can be adjusted from 50 to 110 rpm. From the experiment found that the conveyor can provide the highest conveyor rate of 1.645 kilograms per hour when the cocoon conveyor belt is adjusted to 1.04 meters per minute, the conveyor rail speed of 225 rpm and the conveyor pipe speed of 110 rpm. The developed cocoon conveyor has the overall dimensions of 60 cm in width, 127 cm in length and 133 cm in height. The machine consists of a cocoon containing tank, cocoon conveyor belt, conveyor rail and conveyor pipe. The cocoon conveyor machine can adjust the speed of the conveyor belt from 0.28 to 1.04 meters per minute. The speed of the conveyor rail can be adjusted from 175 to 255 rpm and the speed of the conveyor pipe can be adjusted from 50 to 110 rpm. From the experiment found that the conveyor can provide the highest conveyor rate of 1.645 kilograms per hour when the cocoon conveyor belt is adjusted to 1.04 meters per minute, the conveyor rail speed of 225 rpm and the conveyor pipe speed of 110 rpm. From the experiment to find the efficiency of cocoon cutting, it was found that when the cocoon cutting blades were tilted 55 degrees relative to horizontal and adjust the speed of the conveyor to 2.2 meters per minute, the machine will provide the highest cocoon cutting rate is equal to 6.301 kilograms per hour and the cutting efficiency percentage is 100. However, when the cocoon conveyor machine is installed with a cocoon cutter and pupa separation machine, the results showed that the cocoons that were conveyed from the conveyor machine were not contained in the grooves of the cutter machine because the speed of the cocoon conveyed is not related to the conveyor belt of the cutter. In addition, the angle of the conveyor pipe of conveyor machine is not related to the conveyor of cutting machine. Because of these errors, the researcher therefore developed a new cocoon cutter machine by designing the cocoon conveyor; cutter and separator are in the same machine. All three parts use mechanisms to control the speed of the belt together. During the operation, the cocoon cutter and the pupa separator are semi-automatic. And the semi-automatic cocoon cutting machine has the details as follows; the overall dimensions are 60 centimeters in length, 120 centimeters in length and 140 centimeters in height. The conveyor can adjust the speed between 2.6 to 4 meters per minute. The speed of the belt connected to the cocoon tank is adjustable from 5.7 to 9.4 meters per minute. And the speed of the conveyor can be adjusted from 180 to 280 rpm. From the experiments, it can be found that the semi-automatic cocoon cutting machine can work very well. The part of the cocoon conveyor is compatible with the cocoon cutting section and pupa separation section. The conditions that give the best conveyor efficiency and the best cocoon conveyor rate are the conveyor belt speed is 3.3 meters per minute, the speed of the tank conveyor belt is 5.7 meters per minute and the speed of the conveyor pipe is 230 revolutions per minute. At this condition, the cocoon cutting machine provides conveying efficiency of 79.225 percent and the rate of conveying at 2.581 kilograms per hour. In addition, it provides 100% cutting efficiency and 100% separation efficiency. From the previous findings, it can be said that the cocoon cutting machine can increase the rate of cocoon cutting and pupa separation and can be used to increase the eri silk production rate for the eri silk farmers.

การผลิตเส้นด้ายไหมอีรี่ค่อนข้างยุ่งยากและใช้เวลา ขั้นตอนการผลิตเริ่มต้นจากการตัดรังไหม นำดักแด้ออกจากรัง ต้มลอกกาว สางเส้นใย และปั่นเส้นด้าย จากการสำรวจข้อมูลพบว่าอัตราการตัดรังและแยกดักแด้ โดยทั่วไปมีค่าเฉลี่ยเพียง 1.5 กิโลกรัมต่อชั่วโมงต่อคน นอกจากนั้นยังมีปัญหาการขาดแคลนแรงงานด้วย ทำให้เกษตรกรไม่สามารถผลิตไหมอีรี่ได้พอกับความต้องการของตลาดจากการศึกษาปัญหาเหล่านี้ งานวิจัยนี้จึงมีจุดประสงค์เพื่อพัฒนาเครื่องตัดรังไหมอีรี่เพื่อตัดรังไหมและแยกดักแด้ออกจากรังไหมอีรี่ โดยเครื่องตัดรังไหมอีรี่ประกอบด้วยสามส่วน ส่วนลำเลียงรังไหม ส่วนตัด และ ส่วนแยกดักแด้ออกจากรังที่ถูกตัดแล้ว ในส่วนของการลำเลียงรังไหมได้พัฒนาเครื่องลำเลียงรังไหมอีรี่เพื่อช่วยลำเลียงรังไหมไปยังสายพานของส่วนตัดรังไหม เครื่องลำเลียงรังไหมที่พัฒนาขึ้นมีขนาดโดยรวมคือ ความกว้าง 60 เซนติเมตร ความยาว 127 เซนติเมตร และความสูง 133 เซนติเมตร เครื่องประกอบด้วย ถังบรรจุรังไหม สายพานลำเลียงรังไหม รางลำเลียง และท่อลำเลียง เครื่องลำเลียงสามารถปรับความเร็วของสายพานลำเลียงตั้งแต่ 0.28 ถึง 1.04 เมตรต่อนาที ความเร็วรอบของรางลำเลียงตั้งแต่ 175 ถึง 255 รอบต่อนาที และความเร็วรอบของท่อลำเลียงตั้งแต่ 50 ถึง 110 รอบต่อนาที จาการทดลองพบว่า เครื่องลำเลียงสามารถให้อัตราการลำเลียงที่มากที่สุดคือ 1.645 กิโลกรัมต่อชั่วโมง เมื่อปรับความเร็วของสายพานลำเลียงรังไหมที่ 1.04 เมตรต่อนาที ความเร็วรอบรางลำเลียง 225 รอบต่อนาที และความเร็วท่อลำเลียง 110 รอบต่อนาที ส่วนของการตัดและแยกดักแด้ออกจากรังตัดได้พัฒนาขึ้นให้ทั้งสองส่วนอยู่ในเครื่องเดียวกันเครื่องตัดรังไหมและแยกดักแด้ออกจากรังไหมอีรี่ที่สร้างขึ้นมีขนาดโดยรวมคือ ความกว้าง 85 เซนติเมตร ความยาว 150 เซนติเมตร ความสูง 80 เซนติเมตร เครื่องประกอบด้วย สายพานลำเลียงจำนวนสามสายพาน สายพานเหล่านี้ทำเป็นร่องสำหรับวางรังไหมและสามารถปรับความเร็วได้ตั้งแต่ 0.7 ถึง 3.6 เมตรต่อนาที แต่ละสายพานมีชุดกดรังไหม ใบมีดตัดรังไหมสามารถปรับองศาได้ตั้งแต่ 40 ถึง 60 องศา ชุดแยกดักแด้ปรับความเร็วของการสั่นได้ตั้งแต่ 150 ถึง 250 รอบต่อนาที นอกจากนั้นยังติดตั้งแปรงปัดเพื่อปัดรังไหมที่ผ่านการตัดแล้วให้หลุดออกจากสายพานลำเลียง จากการทดลองพบว่า อัตราการป้อนรังไหมลงบนสายพานลำเลียงได้สูงสุดอยู่ที่ 6.424 กิโลกรัมต่อชั่วโมง ที่ความเร็วสายพานลำเลียง 2.2 เมตรต่อนาที จากการทดลองหาประสิทธิภาพของการตัดรังไหมพบว่า เมื่อเอียงใบมีดตัดรังไหม 55 องศา เมื่อเทียบกับแนวระดับ และปรับความเร็วของสายพานลำเลียง 2.2 เมตรต่อนาทีจะได้ อัตราการตัดรังไหมเท่ากับ 6.301 กิโลกรัมต่อชั่วโมง ค่าร้อยละประสิทธิภาพการตัดเท่ากับ 100 อย่างไรก็ตาม เมื่อนำเครื่องลำเลียงมาติดตั้งเข้ากับเครื่องตัดรังไหมและแยกดักแด้ออกจากรังไหมอีรี่ ผลปรากฏว่ารังไหมที่ถูกลำเลียงออกจากเครื่องลำเลียงไม่ถูกบรรจุอยู่ในร่องของสายพานของเครื่องตัด เนื่องจากความเร็วของรังไหมที่ลำเลียงมามีความเร็วไม่สัมพันธ์กันกับสายพานของเครื่องตัด อีกทั้งมุมที่ของท่อลำเลียงยังไม่สัมพันธ์กันกับสายพานลำเลียง ด้วยเหตุของความผิดพลาดเหล่านี้ ผู้ดำเนินงานวิจัยจึงได้พัฒนาเครื่องตัดรังไหมเพิ่มเติม โดยให้ส่วนลำเลียง ส่วนตัดและส่วนแยกดักแด้อยู่ในเครื่องเดียวกันใช้กลไกในการควบคุมความเร็วของสายพานร่วมกัน ในการทำงานเครื่องตัดรังไหมและแยกดักแด้ออกจากรังไหมอีรี่จะเป็นแบบกึ่งอัตโนมัติ และเครื่องตัดรังไหมกึ่งอัตโนมัติมีรายละเอียดดังนี้ ขนาดโดยรวมคือ ความกว้าง 60 เซนติเมตร ความยาว 120 เซนติเมตร และความสูง 140 เซนติเมตร สายพานลำเลียงสามารถปรับความเร็วได้ระหว่าง 2.6 ถึง 4 เมตรต่อนาที ความเร็วของสายพานที่เชื่อมต่อกับถังบรรจุรังไหมปรับได้ตั้งแต่ 5.7 ถึง 9.4 เมตรต่อนาที และความเร็วรอบของท่อลำเลียงสามารถปรับได้ช่วง 180 ถึง 280 รอบต่อนาที จากการทดลองพบว่า เครื่องตัดรังไหมแบบกึ่งอัตโนมัติสามารถทำงานได้เป็นอย่างดี ส่วนของการสำเลียงสามารถเข้ากันได้กับส่วนตัดและส่วนแยก เงื่อนไขที่ให้ประสิทธิภาพการลำเลียงและอัตราการลำเลียงรังไหมที่ดีที่สุดคือ ความเร็วของสายพานที่ 3.3 เมตรต่อนาที ความเร็วของสายพานลำเลียงถังบรรจุ 5.7 เมตรต่อนาที และความเร็วของท่อลำเลียง 230 รอบต่อนาที ให้ประสิทธิภาพการลำเลียงร้อยละ 79.225 และอัตราการลำเลียงที่ 2.581 กิโลกรัมต่อชั่วโมง นอกจากนั้นยังให้ประสิทธิภาพการตัดร้อยละ 100 และประสิทธิภาพการแยกดักแด้ร้อยละ 100 จากผลการวิจัยที่ผ่านมาสามารถกล่าวได้ว่า เครื่องตัดรังไหมสามารถเพิ่มอัตราการตัดรังไหมอีรี่และแยกดักแด้ และสามารถที่จะนำไปใช้ในการเพิ่มอัตราการผลิตไหมอีรีให้กับกลุ่มเกษตรกรผู้ผลิตไหมอีรี่ได้