NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MÁY LỘT VỎ HẠT SEN TƯƠI CÒN VỎ 2023
-
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Giảng viên hướng dẫn :
Giảng viên phản biện :
Họ và tên sinh viên Tên đề tài : “ Thiết kế máy tách vỏ hạt sen tươi”
- Các số liệu , tài liệu ban đầu
Năng suất :
Máy tách hạt có trên thị trường
- Nội dung thuyết minh, tính toán
Bản thuyết minh gồm các nội dung tính toán:
- Khảo sát thị trường
- Tìm hiểu thiết bị đã có ( nếu có )
- Đề xuất phương án cắt và tách vỏ hạt sen , chọn phương án khả thi.
- Tính toán động học và động lực học các bộ truyền
- Tính toán thiết kế kết cấu toàn máy
- Thiết kế phần điều khiển
- Tính giá thành
- Các bản vẽ:
- Bản vẽ sơ đồ nguyên lý ( 1 A0)
- Bản vẽ mạch điện điều khiển ( 1 A0)
- Bản vẽ lắp một bộ phận của máy (1 A0)
- Bản vẽ sơ đồ phân rã của máy ( 1 A0)
- Bản vẽ sơ đồ lắp của máy ( 1 A0)
- Bản vẽ lắp tổng thể của máy ( 1 A0)
- Bản vẽ mô hình chế tạo ( chế tạo mô hình thu nhỏ để kiểm chứng nguyên lý )
- Các bản vẽ chi tiết của máy (A4)
-
TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Tên đề tài :
“ Thiết kế máy tách vỏ hạt sen tươi”
I.Nội dung
- Dựa trên các kiến thức đã học ở trường , cùng với sự phân công của bộ môn chúng em có cơ hội tìm hiểu về đề tài “ Thiết kế tách vỏ hạt sen tươi” . Quá trình tìm hiểu , nghiên cứu và thực thi, đề tài được chúng em tóm tắt như sau:
+ Nghiên cứu nhu cầu thì trường về thiết bị máy tách vỏ hạt sen tươi.
+ Tìm hiểu trong và ngoài nước đã có máy tách hạt vỏ hạt sen tươi này chưa?
+ Tìm ra nguyên lý tách vỏ hạt sen .
+ Tính toán và thiết kế các bộ phận của máy.
+ Chế tạo mô hình thử nghiệm và kiểm nghiệm kết quả.
II. Kết quả đạt được
ü Tiếp thu, tổng hợp được một khối lượng lớn các kiến thức thực tiễn cũng như lý thuyết.
ü Tính toán thiết kế được máy tách vỏ hạt sen tươi.
ü Chế tạo mô hình thành công.
ü Nghiên cứu phát triển sản phẩm ra thị trường.
MỤC LỤC
LỜI CAM KẾT.. ii
LỜI CẢM ƠN.. iii
TÓM TẮT ĐỒ ÁN.. iv
LỜI NÓI ĐẦU.. viii
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU.. 1
1.1.Tính cấp thiết của đề tài1
1.2.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài2
1.2.1.Ý nghĩa khoa học. 2
1.2.2.Ý nghĩa thực tiễn. 2
1.3.Mục tiêu nghiên cứu của đề tài2
1.4.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. 3
1.4.1.Đối tượng nghiên cứu. 3
1.4.2.Phạm vi nghiên cứu. 3
1.5.Phương pháp nghiên cứu. 3
1.5.1.Cơ sở phương pháp luận. 3
1.5.2.Các phương pháp nghiên cứu cụ thể. 3
1.6. Kết cấu của Đồ án tốt nghiệp. 4
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI. 5
2.1.Giới thiệu. 5
2.2.Đặc tính của máy tách hạt sen. 5
2.3.Kết cấu của máy tách hạt sen. 5
2.4.1.Việc cấp hạt sen tươi5
2.5.Các nghiên cứu liên quan đến đề tài6
2.5.1.Các nghiên cứu ngoài nước. 6
2.5.2.Các nghiên cứu trong nước. 7
2.6.Cách tồn tại của hệ thống máy tách hạt sen. 7
CHƯƠNG III: CƠ SỞ LÝ THUYẾT.. 8
3.1.Lý thuyết chuyên ngành. 8
3.2.Lý thuyết bên ngoài thực tiễn. 8
CHƯƠNG IV:PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP VỀ THỰC TIỄN.. 9
4.1.Yêu cầu đề tài , thông số thiết kế. 9
4.1.1.Yêu cầu đề tài 9
4.1.2.Thông số thiết kế. 9
4.2.Phương hướng và giải pháp thực hiện. 9
4.2.1 Phương hướng đưa ý tưởng từ những chức năng. 9
4.3. Cơ cấu cắt và tách vỏ hạt sen. 11
4.3.1.Phướng án 1. 14
4.3.2.Phương án 2. 14
4.4.Lựa chọn phương án. 15
4.5.Trình tự công việc tiến hành. 15
CHƯƠNG V: ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY.. 16
5.1.Chọn động cơ và tính toán bộ truyền đai 18
5.2.Tính toán bộ truyền đai dẹt cho băng tải 23
5.3.Tính toán và thiết kế trục. 25
5.3.1.Tính toán thiết kế cho trục I25
5.3.2.Tính toán và thiết kế trục II27
5.3.3.Tính toán và thiết kế cho trục III29
5.3.4.Kiểm nghiệm tiết diện tại F(vị trí lắp bánh đai bị dẫn) 31
5.4. Tính toán ổ lăn cho trục I ,II và III. 33
5.5.Tính toán then trục I. 37
5.6.Tính toán khung máy. 38
CHƯƠNG VI:CHẾ TẠO THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ.. 41
6.1. Chế tạo. 41
6.2.Đánh giá. 41
CHƯƠNG 7: TÍNH GIÁ THÀNH.. 42
CHƯƠNG 8 : BIỆN LUẬN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ.. 43
8.1.Quy trình công nghệ gia công chi tiết gối đỡ. 43
8.1.1.Nguyên công I : Chuẩn bị phôi43
8.1.2.Nguyên công II : Phay thô mặt B.. 44
8.1.3.Nguyên công III : Phay thô mặt A.. 47
8.1.4.Nguyên công IV : Phay đồng thời 2 mặt D, D150
8.1.5.Nguyên công V : Phay thô mặt C.. 53
8.1.6.Nguyên công VI : Phay tinh mặt B.. 56
8.1.7.Nguyên công VII : Phay bán tinh mặt A.. 59
8.1.9.Nguyên công IX : Phay tinh mặt C.. 62
8.1.10.Nguyên công X: Tiện thô Ø32 và tinh Ø52H7. 65
8.1.11.Nguyên công XI : Khoan 2 lỗ Ø11. 70
8.2.Quy trình công nghệ gia công bánh đai73
8.2.1.Nguyên công I : Chuẩn bị phôi73
8.2.2.Nguyên công II :Tiện thô mặt B và khoan , khoét , doa lỗ Ø20+0,02174
8.2.3.Nguyên công III : Tiện thô, bán tinh mặt A và tiện thô mặt C , Ø400.78
8.2.4.Nguyên công IV : Tiện thô mặt D , bán tinh mặt B và tiện định hình đai thang.82
8.2.5.Nguyên công V: Xọc thô , bán tinh then. 85
8.2.6.Nguyên công VI : Khoan và taro M8x1,25. 87
8.3.Quy trình công nghệ gia công dạng trục. 89
8.3.1.Nguyên công I : Chuẩn bị phôi89
8.3.2.Nguyên công II : Tiện thô mặt A , B và khoan tâm 2 đầu. 89
8.3.3.Nguyên công III : Tiện thô, bán tinh Ø25 và thô , bán tinh, tinh Ø20. 92
8.3.4.Tiện thô , bán tinh, tinh Ø20,1 , và chích rãnh định hình 1x45ͦ , vát cạnh 0,5x45ͦ. 96
8.3.5.Nguyên công V :Mài tròn ngoài Ø20-0,02199
8.3.6.Nguyên công VI : Khoan 3 lỗ Ø6 và phay rãnh then bằng b = 6. 100
KIẾN NGHỊ - ĐỀ NGHỊ. 103
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 104
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU
1.1.Tính cấp thiết của đề tài
- Chúng ta đã bước sang thế kỷ XXI thế kỷ của khoa học kỹ thuật hiện đại. Các thành tựu của khoa học kỹ thuật được áp dụng vào mọi mặt của cuộc sống. Điều này cũng được phản ảnh một cách rõ ròng trọng lĩnh vực lao động sản xuất. Ngày trước, khoa học kĩ thuật vẫn còn lạc hậu thì lao động chân tay chiếm vị trí chủ đạo.Qua thời gian khi xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu của con người ngày càng cao không chỉ về số lượng mà cã chất lượng thì điều đó không còn tính thiết thực nữa. Lao động chân tay dần dẫn thay thế bằng máy móc hiện đại. Điều này có ý nghĩ vô cùng quan trọng không chỉ giải phóng sức lao động mà còn nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm . Đặc biệt là trong các ngành công nghiệp nặng nhọc và có chất độc hại.
- Trong thời buổi kinh tế thị trường như hiện nay thì việc tự động hoá quá trình sản
xuất trở thành một yếu tố sống còn của các doanh nghiệp. Sự thành công hay thất
bại của một doanh nghiệp phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó chất lượng sản
phẩm và giá thành là hai yếu tố cơ bản nhất. Mà hai yếu tố này lại được quyết định
trực tiếp bởi yếu tố công nghệ và khả năng tự động hoá của doanh nghiệp. Một khi
sản phẩm được sản xuất một cách tự động hoá thì tính ổn định và chất lượng cũng
như năng suất của sản phẩm sẽ tăng từ đó sẽ giảm được giá thành nâng cao khả năng cạnh tranh.
- Ngày nay, ở bất cứ nơi đâu không chỉ trong các nhà máy xí nghiệp mà trong cả đời
sống sinh hoạt chúng ta có thể thấy sự hiện hữu của máy móc khắp nơi. Tuy nhiên
nhu cầu của con người là vô hạn và nó phát sinh trong những hoàn cảnh nhất định.
Do đó máy móc chỉ có thể đáp ứng được nhu cầu của con ngƣời trong một giai
đoạn nhất định nào đó. Nhưng không vì vậy mà con người bớt đi sự tìm tòi sáng
tạo. Mà ngược lại việc này còn được hưởng ứng một cách rộng rãi không phân biệt
giai cấp. Có thể là trí thức, học sinh- sinh viên và thậm chí là người lao động.- Do đặc trưng của ngành nghề học tập cũng như yêu cầu của xã hội thì đồ án tốt
nghiệp của sinh viên ngành chế tạo máy có quan hệ mật thiết với những điều nêu
trên. Với đề tài “Thiết kế máy tách vỏ hát sen tươi” chúng tôi hi vọng sẽ
đóng góp đƣợc một phần nào sự phát triển chung của quá trình lao động sản xuất.
- Hiện trên thị trường đã có loại máy này, vì vậy việc bắt tay vào nghiên cứu nó
và cải tiến là một cơ hội cũng như thách thức cho bản thân, đồng thời chúng em hy
vọng sẽ tạo ra một tiền đề mới mang chất lượng tốt hơn. Thực tế, tại các hệ thống
siêu thị lớn, các chợ đầu mối trong cả nước, các đại lý lớn nhỏ
điều đang thực hiện thao tác tách vỏ hạt bằng thủ công , chỉ nhỏ lẻ những doanh nghiệp đã trang bi máy tách vỏ hạt sen , Vì vậy yêu cầu cấp
thiết hiện nay là có một loại máy mới cải thiện được năng suất, chất lượng cao hơn và giá thành rẻ hơn, chúng em tin rằng đó sẽ là một sự cải tiến cần thiết cho ngành lương thực,
thực phẩm.1.2.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.2.1.Ý nghĩa khoa học
- Máy sau khi hoàn thiện và được vận hành ổn định sẽ giảm được áp lực cho nguồn lao động ở Việt Nam, đồng thời giảm công suất lao động của một người lao động ở Việt Nam.
1.2.2.Ý nghĩa thực tiễn
- Năng cao năng suất ở những cơ sở, nhà máy nhỏ, lẻ và lớn ở Việt Nam khi sản xuất hẹn sen từ công đoạn bốc tách vỏ hạt sen.
1.3.Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
- Củng cố kiến thức đã học, thu thập kiến thức thực tiễn trong quá trình làm.
- Tìm ra được nguyên lý bóc tách vỏ hạt sen tươi.
- Tính toán được các thông số, yêu cầu kĩ thuật của máy tách vỏ hạt sen.
- Chế tạo mô hình để kiểm nghiệm nguyên lý tách vỏ hạt sen tươi.
- Có được định hướng phát triển sản phẩm ra thực tiễn sản suất.
1.4.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1.4.1.Đối tượng nghiên cứu
- Hạt sẹn tươi, nguyên lý tách vỏ hạt sen tươi hiệu quả.
- Máy tách vỏ hạt sen tưới tự động.
1.4.2.Phạm vi nghiên cứu
- Do thời gian nghiên cứu ít, kiến thức của chúng em còn hạn hẹp, nên đề tài xin phép được giới hạn trong Tìm hiểu thiết kế máy tách vỏ hạt sen tưới ( hoặc máy có biên dạng tương ưng giống hạt sen )
1.5.Phương pháp nghiên cứu
1.5.1.Cơ sở phương pháp luận
- Phương pháp nghiên cứu là những nguyên tắc và cách thức hoạt đông khoa học nhằm đạt được đến chân lý khách quan dựa trên cơ sở của sự chứng minh khoa học . Theo định nghĩa này cần phải có những nguyên tắc cụ thể và dựa theo đó các vấn đề được giải quyết.
- Nghiên cứu quy trinh công nghệ và dây truyền tách vỏ hạt sen tươi, từ đó đưa ra các phương pháp , nguyên lý tách vỏ hạt sen để giải quyết các vấn đề .
1.5.2.Các phương pháp nghiên cứu cụ thể
- Phương pháp khảo sát thực tế : tìm hiểu thực tế về công việc tách vỏ hạt sen bằng thủ công và nhu cầu về loại máy tách vỏ tự động. Tìm hiểu về loại máy này đã có trên thị trường hay không, và công suất người công nhân tách vỏ hạt sen được bao nhiêu (kg) trên ca làm việc.
- Phương pháp thu thập dữ liệu: Lấy số liệu về năng suất làm việc của công nhân khi tách vỏ hạt sen tươi thông qua việc khảo sát thực tế. Bấm thời gian để lấy số liệu thực tế về công đoạn tách vỏ hạt từ đó tính toán được năng suất cần thiết để một máy tách vỏ hạt sen tươi tư động cần đạt được.
- Phương pháp phân tích đánh giá:dựa vào dữ liệu đã thu thập được, tham khảo ý
kiến của công nhân, và các chuyên gia để phân tích và đánh giá nhu cầu trong
việc chế tạo một loại máy có khả năng thay thế được sức lao động của người công
nhân nhưng vẫn đảm bảo năng suất cần thiết.Phân tích tìm ra các giải pháp côngnghệ trong chế tạo, từ đó đưa ra quy trình để hoàn thiện đồ án một cách hiệu quả.
- Phương pháp tổng hợp: sau khi đã có đầy đủ thông tin, số liệu cần thiết và những
gì được chứng kiến trong thực tế kết hợp với kiến thức chuyên ngành của chúng
em, chúng em đã đưa ra những nhận xét, đánh giá khách quan để từ đó đề xuất quy
trình hợp lí để tách vỏ hạt sen tươi, và chế tạo thành công mô hình với nguyên lý
tách vỏ hợp lý nhất.- Phương pháp mô hình hóa: là mục tiêu chính của đề tài, tạo cho chúng em có cơ
hội để ôn lại kiến thức đã học và học hỏi được nhiều kinh nghiệm trong thực tiễn.
việc chế tạo mô hình giúp kiểm nghiệm được lý thiết, và sữa chữa những chỗ sai
mà phương pháp lý thuyết không thể thấy được.1.6. Kết cấu của Đồ án tốt nghiệp
Đồ án tốt nghiệp gồm có 6 chương :
- Chương 1 :Giới thiệu về đề tài và một số phương pháp , cách thức thực hiện.
- Chương 2 :Trình bày tổng quan nghiên cứu của đề tài ,bao gồm giới thiệu về kết cấu máy , các nghiên cứu liên quan.
- Chương 3: Trình bày về cơ sở lý thuyết để thực hiện đề tài
- Chương 4 : Đưa ra phương hướng và các giải pháp để giải quyết vấn đề, bao
gồm các nguyên lý bóc tách vỏ và quy trình thực hiện .
- Chương 5 :Tính toán chi tiết công suất động cơ, các bộ phận của máy, điều
kiện bền …
- Chương 6 :Trình bày về việc chế tạo mô hình và kiểm nghiệm tính toán, điều
chỉnh thông số cho phù hợp.CHƯƠNG II: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
2.1.Giới thiệu
- Hiện tại ở Việt Nam đã có những doanh nghiệp áp dụng máy lột hạt sen vào sản xuất nhưng số lượng rất ít, đặc biệt chưa có công ty nào sản xuất máy tách vỏ hạt sen. Nhận thấy nhu cầu này nên chúng em đưa ra ý tưởng thiết kế và cải tiến máy tách hạt sen tươi để doanh nghiệp có thể tăng sản lượng sản xuất và nâng cao lợi nhuận thu về góp phần cho nhà nước phát triển qua việc nộp thuế.
Máy lột hạt sen được thiết kế khá đơn giản nhưng lại đem lại hiệu quả cao về năng xuất sản phẩm vì vậy các doanh nghiệp nhỏ lẻ muốn sỡ hữu máy để áp dụng vào sản xuất.
2.2.Đặc tính của máy tách hạt sen
- Là loại máy đã có mặt trên thị trường.
- Kết cấu tương đối nhỏ gọn, đơn giản 1m x 0.6m x 0,6m. Trọng lượng nhẹ < 150 kg.
- Được điều khiển bằng mạch điện và năng lượng sinh ra do động cơ điện.
- Tự động hoàn toàn.
- Năng suất khoảng 50 kg/ giờ.2.3.Kết cấu của máy tách hạt sen
- Kết cấu máy khá đơn giản , những chit tiết gia công không cần độ chính xác cao , chủ yếu là những bộ phận được kết dính lại với nhau nhờ mối hàn và bu lông đai ốc.
2.4 Các tồn tại cần giải quyết của máy2.4.1.Việc cấp hạt sen tươi
- Hạt sen tươi sau khi tách vỏ phải đảm bảo còn nguyên vẹn, không bị cắt đôi hoặc cắt quá sâu.
=> Hướng giải quyết- Bộ phận dao được đặt với một khoảng cách cố định so với bộ phận dẫn hạt sen tươi chạy ngang và được đặt lò xo xê dịch lên xuốn khi hạt qá to so với kích thước trung bình nghiên cứu.
2.5.Các nghiên cứu liên quan đến đề tài
2.5.1.Các nghiên cứu ngoài nước
- Diện tích và thị trường sen trên thế giới:
Sen được trồng nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là Ấn Độ, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, các nước Đông Nam Á, Nga và một số nước Châu Phi. Sen cũng được trồng ở Châu Âu và Châu Mỹ nhưng với mục đích trang trí hơn là thực phẩm.
Trung Quốc:
- Sen được trồng ở Trung Quốc ít nhất từ thế kỷ XII, trước Công Nguyên (Herklot, 1972). Sen và củ được dùng làm thực phẩm hơn 3.000 năm (Liu, 1994; Herklot, 1972).
- Sen được trồng khắp Trung Quốc, đặc biệt ở những tỉnh có nhiều ao hồ kênh rạch. Diện tích trồng sen của Trung Quốc trên 140.000 ha (Liu, 1994), năng suất sen bình quân 22,5 tấn củ/năm. Sản lượng trên 3 triệu tấn củ/năm. Thời vụ thu hoạch củ sen của Trung Quốc kéo dài từ tháng 8 đến tháng 3 năm sau.
- Có 3 loại sen được trồng ở Trung Quốc tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng. Có những giống chuyên cho gương hay hạt sen (Lian-zi, Lian-mi)có những giống cho bông (Lian-hua, Her-ha) và có những giống cho củ sen (Lian-ngau, Ou-han). Trong những giống cho củ có màu sắc, hàm lượng tinh bột trong hạt sen và chịu được các mực nước khác nhau. Ở viện nghiên cứu thực vật Wuban, Trung Quốc có 125 giống sen trồng được sử dụng để nghiên cứu.
Đài Loan:
- Thị trường bán sỉ hạt sen của Đài loan rất mạnh, giá hạt sen cao gấp đôi so với giá củ sen, trong khi sản lượng hạt của Đài Loan chỉ bằng 5% sản lượng củ sen. Thời vụ thu hoạch củ sen của Đài Loan kéo dài từ tháng 6 đến tháng 11, tập trung vào tháng 8.
- Sản lượng củ sen tiêu thụ ở Đài Loan giảm từ 750 tấn năm 1987 xuống còn 600 tấn năm 1993 nhưng giá củ sen tăng từ 25 – 30 Đài Tệ/kg (0,9-1,1 USD/kg) lên 55 đài tệ/kg (2 USD/kg) trong cùng thời gian trên (27,5 đài tệ tương đương 1 USD năm 1997).
2.5.2.Các nghiên cứu trong nước
- Thời điểm này các cơ sở chế biến hạt sen ở thành phố Hưng Yên đang hoạt động nhộn nhịp. Từ nhiều năm nay ở đây có khoảng hơn 100 cơ sở chế biến, tạo việc làm cho cho khoảng 3.000 lao động địa phương có thu nhập ổn định.
- Bình quân mỗi cơ sở chế biến từ 10 đến 20 tấn hạt sen/tháng, thu hút khoảng 30 đến 50 lao động. Nguyên liệu chính là hạt sen thô được lấy từ các tỉnh phía Nam về chế biến qua các khâu chà, bóc vỏ, thông tâm, làm trắng hạt, phân loại và xuất bán đi khắp các tỉnh trong nước.
- Gần đây một số cơ sở còn xuất khẩu sang cả thị trường khu vực Đông Nam Á như: Thái Lan, Malaixia, Singapo và Trung Quốc mang lại thu nhập cao và tạo việc làm cho nhiều lao động địa phương. Điển hình như cơ sở chế biến của anh Trịnh Văn Kiểm ở xã Hồng Nam. Bình quân mỗi năm cơ sở này xuất bán được từ 150 đến 200 tấn, cho doanh thu hàng chục tỷ đồng và tạo việc làm cho trên 200 lao động nông nhàn tại địa phương
2.6.Cách tồn tại của hệ thống máy tách hạt sen
Hình 2.6. Sơ đồ hoạt động của hệ thống
CHƯƠNG III: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3.1.Lý thuyết chuyên ngành
- Vận dụng kiến thức chuyên ngành Cơ Khí Chế Tạo Máy để tính toán thiết kế
máy. Bao gồm các loại sách như: Thiết kế máy, Tính toán hệ dẫn động cơ khí,
Dung sai kỹ thuật đo, Công Nghệ chế tạo máy… (đã được trình bày ở phần tài
liệu tham khảo).
- Chủ yếu sử dụng các công thức về tính toán bộ truyền đai, tính toán chọn động
cơ, tính toán bền cho chi tiết máy:
Pct = [1] ;
ut == [2] ;
V= [3]
…
- Ngoài ra còn sử dụng các công thức thuộc dung sai để tính dung sai cho bản vẽ,
các công thức sức bền để tính bền cho các chi tiết máy.3.2.Lý thuyết bên ngoài thực tiễn
- Vận dụng cơ sở lý thuyết về kinh tế, nghiên cứu thị trường trong và ngoài nước về
máy tách vỏ hạt sen tươi.
- Tính toán giá thành sản xuất và hoạch định được chi phí chế tạo.CHƯƠNG IV:PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP VỀ THỰC TIỄN
4.1.Yêu cầu đề tài , thông số thiết kế
4.1.1.Yêu cầu đề tài
- Máy làm việc hiệu quả và an toàn
4.1.2.Thông số thiết kế
- Làm việc 8h/ngày
- 500kg/ngày
4.2.Phương hướng và giải pháp thực hiện
4.2.1 Phương hướng đưa ý tưởng từ những chức năng
- Cơ cấu cấp hạt sen :
+ Bao gồm : bộ phận chứa hạt , tách hạt và chuyển hạt xuống băng truyền
ü Bộ phận chứa hạt: Có nhiều loại chứa hạt khác nhau tùy vào năng suất và yêu cầu của từng loại vật liêụ
Dạng phễu :
Hình 4.1. Dạng phễu
+ Ưu điểm : có thể cấp phôi theo phương ngang với góc α nhất định
+ Nhược điểm : cũng dễ bị kẹt hạt ở phần đáy phễu và khả năng tự lăn xuống là không cao.
Dạng máng :
Hình 4.2.Dạng máng
+ Ưu điểm : Đơn giản , dễ chế tạo , có thể chứa lượng lớn hạt sen.
+ Nhước điểm : phải thiết kế thêm bộ phận dẫn hạt để hạt sen di chuyển xún băng tải .
- Bộ phận vận chuyển : là bộ phận khá quan trọng để chuyển hạt sen đến dụng cụ tách vỏ hạt sen.
Bao gồm : dây đai và máng dẫn
Hình 4.3.Dây đai và ống dẫn hạt
Kết hợp hai cơ cấu trên ta chọn phương án :
Dạng phễu – Băng tải - Ống dẫn hạt :
Hình 4.4. Dạng phễu – băng tải - ống dẫn hạt
Ưu điểm : Di chuyển được hạt sen , điều khiển băng tải chạt dừng dễ dàng.
Nhược điểm: Dễ kẹt hạt, và dạng có thể vào ống dẫn cùng lúc nhiều hạt vì ông có cơ cấu chặt .
4.3. Cơ cấu cắt và tách vỏ hạt sen
- Cơ cấu cắt hạt : là bộ phận rất quan trọng của máy, có rất nhiều dạt cắt khác nhau như cắt bằng dao , rãnh trượt …
- Cơ cấu tách vỏ : Có rất nhiều cơ cấu tách vỏ hạt như dùm ma sát trượt , ép chặn ma sát bằng con quay ….
Ở đây nhóm em nghiên cứu là cơ cấu cắt cơ khí (dao ) và tách bằng ma sát trượt .
Dạng 1: cắt bằng dao cắt giấy có lò xo tự lựa :
Hình a : Sơ đồ cơ cấu dao cắt tự lựa
ü Với phương án tự lựa dao cắt được gá hình tam giác trên ở gá dao , dao cắt chính được gắn với lò xo có vai trò xê dịch lên xuống theo phương 0z thông qua chốt gá dao trượt trong rãnh , còn hai dao còn lại được cố định nhờ lục giác và có thể canh chỉnh bằng tay ra vào khi trường hợp làm việc không ổn định.
Dạng 2 cắt bằng dao cắt giấy được gá cố định :
Hình b: Sơ đồ cơ cấu dao cắt cố định
ü Với cơ cấu cắt này cách gá dao trên ổ gá cũng tương tự phương án tự lựa nhưng đối với cơ cấu này dao sẽ được gá song song với nhau trên mặt phằng 0yz và nghiên 1 – 3 ̊ so với mặt phẳng 0xy , 3 dao cắt sẽ được cố định nhờ 4 bạc cao su thông qua bu ong và đai ốc , và có thể canh chỉnh lên xún theo 0z khi trong quá trình cắt không ổn định .
4.3.1.Phướng án 1
4.3.2.Phương án 2
4.4.Lựa chọn phương án
- Từ 2 phương án đã nêu trên thông qua ưu và nhược điểm của hai phương án , chúng em thấy phương án 3 là khá hợp lý , vì cơ cấu có với 3 dao cắt được đặt ngang trên mặt phẳng 0yz sẽ trách trường hợp hạt bị kẹt lại ở đầu hành trình cắt .
- Kết luận : Chọn phương án hai được xác định như sau:
+ Bộ phân cấp phôi là dạng phễu được đặt nghiêng với một góc 30 ̊ so với mặt phẳng 0xy.
+ Bộ phận cắt là dụng cụ cắt dao cố định
+ Bộ phân dẫn hạt là bộ phận gồm có ống dẫn và dây đai
4.5.Trình tự công việc tiến hành
Bước 1 : Thiết kế khung máy với kích thước như mong muốn .
Bước 2 : Lên kế hoạch ra công các chi tiết bao như máng cấp phôi , và trục dẫn , ống dẫn.
Bước 3 : Gia công các chi tiết còn lại như ổ đỡ trục , bánh đai.
Bước 4: Gia công ổ gá dao
Bước 5 : Lắp ráp và thử nghiệm cắt ..
Bước 6 : Canh chỉnh bộ phận dao cắt cho hoàn thiện và tính ổn định trong quá trình cắt .
CHƯƠNG V: ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY
Sơ đồ động của máy
Hình 5.1. Sơ đồ động của máy
Sơ đồ bố trí của máy
Hình 5.2. Sơ đồ bố trí máy
5.1.Chọn động cơ và tính toán bộ truyền đai
Chọn động cơ điện 1 pha : n = 1450 vg/phut , P= 0,75 kw ,làm việc 8h/ngày với tỉ số truyền u = 3, hiệu suất làm việc ɳ = 0,87
- Hiệu suất toàn bộ hệ thống :
ɳ = . = 0,96. = 0,9429
Trong đó : là hiệu suất của bộ truyền đai thang
là hiệu suất của cặp ổ lăn
Lập bảng số liệu
Động cơ
Trục I
i
= 3
n (vg/phút)
1450
404
N (kw)
0,7
0,668
vTính toán bộ truyền đai thang
Hình 5.1.Đai thang hình thường
- Chọn loại đai thang thường
- Theo bảng 3.13 trang 55 [2], chọn tiết diện O có thông số như sau:
+ Bt=8,5 ; b = 10 ; h = 6 ; yo = 2,1 ; A = 47
+ Đường kính bánh đai nhỏ : d1=(70 – 140) mm
+ Chiều dài giới hạn : L = (400 – 2500) mm
- Chọn bánh đai nhỏ có đường kính d1 = 114 mm
Vận tốc đai : V = = = 8,6 m/s < [25 m/s ]
- Thỏa điều kiện.
Theo bảng 4.3 trang 53 [2] , với ξ = 0,02, đường kính đai lớn :
D2 = = = 348,97 mm
Theo bảng 5.1, trang 60 [3], chọn đường kính bánh đai lớn D = 400 mm
Số vòng quay của trục bị dẫn : = . (1 – ξ ) .
= . (1 – 0,02 ) . = 404 vg/phút
Tỉ số truyền thực tế :
= =
Chọn khoảng cách trục sơ bộ : A=670 mm
A =
670 =
ðL = 2178 mm + 200 = 2378
+ 200 mm chiều nối đai
Theo bảng 3.13 trang 55 [2] ta lấy chiều dài dây đai tiêu chuẩn :
L =2400 mm
Kiểm nghiệm số vòng chạy đai trong 1s :
i = = = 4,7 lần /s < [10 ] lần /s
ðThỏa điều kiện
Góc ôm trên bánh đai dẫn :
= 180 ̊ -
= 180 ̊ - = 156 ̊ > [120 ̊ ]
ðThỏa điều kiện
Xác định số dây đai theo công thức:
Z = ( 1)
Trong đó :- P = 0,75 là công suất của máy ( kw)
- Kđ là hệ số tải trọng động
Tra bảng 3.7, trang 51 [2] có: Kđ = 1,0
- là công suất trên trục bánh đai dẫn ( Kw)
Tra bảng 3.19 , trang 59 với d =114 , v = 8,6 m/s
ð = 1,33
- là hệ số ảnh hưởng của góc ôm
Tra bảng 3.15 trang 58 [2] với = 156 ̊ ta được:
ð = 0,95
ü là hệ số ảnh hưởng của chiều dài đai
Với l/lo = 1 , = 1
ü là hệ só ảnh hưởng của tỉ số truyền
Tra bảng 3.17, trang 58 [2] với u = 3,58
ð = 1,14
ü là hệ số ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai
Tra bảng 3.18, trang 59 [2] có = = 0,52
ð Z = 1 , = 1
(1) Z = = 0,48
Lấy Z ( số dây đai) = 1 đai
Chiều rộng bánh đai:
B = ( z – 1)t + 2e = ( 1 – 1 ).12 + 2.8 = 16 mm
Tra bảng 3.21, trang 61 [2] được các thông số sau :
t = 12 ; e = 8 ; = 2,5
Đường kính ngoài của bánh đai:
= d + 2 = 114 + 2.2,5 = 119 mm
Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
ü Lực căng trên 1 đai được xác định theo công thức:
= 780. . Kđ / (v..z ) + (2)
Trong đó: Fv là lực căng do lực ly tâm sinh ra.
+ Dây đai được điều chỉnh định kì lực căng nên
Fv = = 0,061. = 4,52
là khối lượng 1m chiều dài đai , tra bảng 3.22 trang 62 được:
= 0,061 kg/m
= = 71,3 N
Lực tác dụng lên trục
= 2 z = 2. 71,3 .1. = 139,48
5.2.Tính toán bộ truyền đai dẹt cho băng tải
Chọn loại đai sơ bông
Có thông số :B (chiều rộng đai ) = 50mm ; δ (chiều dày đai) = 6 mm
Với đường kính của bánh dẫn và bánh bị dẫn bằng đường kính D = 50 mm nên tốc độ quay bằng nào với n = 404 vòng / phút
- Khoảng cánh trục của trục I với II là A1 = 510 mm
- Khoảng cách trục I với trục III là A2 = 450 mm
- Khoảng cách trục II với trục III là A3 = 500 mm
Vì 3 trục được nối theo biên dang hình tam giác nên H = 400
H là chiều cao từ tâm trục I và II so với tâm trục II
v Chiều dài dây đai được tính như sau:
A1+ A2 + A3 = 510 + 450 +500 + 200 = 1600 mm
+ 200 :là chiều dài cộng thêm để nối đai .
v Gốc ôm trên bánh đai dẫn :
= 180 ̊ - = 180 ̊ - = 178 ̊ > [120 ̊ ]
[120 ̊ ] : Đai sợ tổng hợp
Thỏa điều kiện
v Xác định tiết diện đai
A = B.δ .Ft . Kđ = [ ϬF] (1)
Trong đó :+ B và δ là chiều rộng đai và chiều dày đai
+ Ft = Lực vòng ( N )
+ Kđ là hệ số tải trọng động ( tra bảng 3.7)
+ [ ϬF] là công suất ích nhất cho phép (Mpa)
Lực vòng Ft được tính theo công thức :
Ft = 1000 P1/ V= 1000.(0,668.1,05) = 636 N = 0,0636 Mpa
Trong đó : + P1 = 0,668 là công suất trên bánh đai dẫn ( kW)
+ V = = = 1,05 m/s
Thay vào (1) được : A = 50.6.0,0636.1= 19,07
ü Ứng suất có ích cho phép [ ϬF ] xác định theo công thức:
[ ϬF ] = [ ϬF ]0 . Cα. Cv. C0 (2)
Trong đó : + [ ϬF ]0 = k1 – k2 . = 1,95 – 13,5. = 0,33
K1 , K2 là các hệ số (Tra bang 3.9 / T52) \
K1 là 1,95 ; K2 = 13,5 ( Loại đai sợ bông )
Cα = 1 là hệ số ảnh hưởng đến gốc ôm
Cv = 1 – Kv (0,01.v2– 1) = 1 – 0,04.(0,01.1,052 – 1 ) = 1,04
C0 = 1 là hê số ảnh hưởng của vị trí bộ truyền
( ≤ 60̊ , tự căng đai)
Thay vào (2 ) ta được [ ϬF ] = 0,33 .1.1,04.1 = 0,3432
vXác định lực lên trục
Fr = 2 F0 . sin(/2) = 2.540.sin(178/2) = 1079 N
Trong đó : + F0 là cẳng đai ban đầu , với F0 = Ϭ0 .B.δ
F0 = 1,8.50.6 = 540 N
Ϭ0 = 1,8 (Bộ truyền đai nghiêng so với phương nằm ngang so với 1 góc ≤ 60 ̊ và điều chỉnh định kỳ khoảng cách trục )
5.3.Tính toán và thiết kế trục
5.3.1.Tính toán thiết kế cho trục I
- Chọn nhãn hiệu thép C45 với kích thước d < 80 mm, nhiệt luyện thường hóa
Độ rắn HB 192 ÷ 217
Giới hạn bề = 700 Mpa
Giới hạn chảy = 400 Mpa
ü Tính đường kính sơ bộ của trục
= C . = 130 . = 15,4 mm
C : Hệ số phụ thuộc ứng suất cho phép
Lấy C = (120 ÷ 130 ) = 130
ð Lòn tròn theo bội số 5 => = 20 mm
ü Chọn ổ lăn cho trục 17P , tran 181 , Sách BTC – CTM
ü Cở trung
ü = 20 mm => Chọn ở lăn 6304 có thông số
d = 20 mm , D = 52 , B = 15
Khoảng cách của trục :
- Các lực tác dụng lên trục :
ü Xét trong mặt phẳng 0yz:
Moment quay của trục I :
Mz = Mz1. ɳ.i = 4610,34.3,0,668=9239,13 Nmm
Với Mz1 = = 4610,34 Nmm
= 134,48 N; = 1079 N
= 1079 N ; = 1079 N
Các phản lực liên kết tại A ,B,C,D,E và F
Σz = 0 ó RzA + RzE = 0 ó RzE = RzA = 0
ó
(2) = > = 1731,21 N
Từ (2) thay vào (1) ta được :
= 134,48 +1079 +1079 +1079 -1731,21 = 1640,48 N
Hình 5.a. Biều đồ nội lực của trục I
5.3.2.Tính toán và thiết kế trục II
- Chọn nhãn hiệu thép C45 với kích thước d < 80 mm, nhiệt luyện thường hóa
Độ rắn HB 192 ÷ 217
Giới hạn bề = 700 Mpa
Giới hạn chảy = 400 Mpa
ü Tính đường kính sơ bộ của trục
= C . = 130 . = 15,4 mm
C : Hệ số phụ thuộc ứng suất cho phép
Lấy C = (120 ÷ 130 ) = 130
Lòn tròn theo bội số 5 => = 20 mm
Chọn ổ lăn cho trục 17P , tran 181 , Sách BTC – CTM
Cở trung ; = 20 mm
Chọn ở lăn 6304 có thông số :
d = 20 mm , D = 52 , B = 15
Khoảng cách của trục :
Xét trong mặt phẳng 0yz
Các phản lực liên kết tại A ,B,C,D,E
Σz = 0 ó RzA + RzE = 0 ó RzE = RzA = 0
(2) = 1618,5 N
Từ (2) thay vào (1) ta được :
= -1618,5+1079+1079+1079= 1618,5 N
Hình 5c. Biểu đồ nội lực trục III
5.3.3.Tính toán và thiết kế cho trục III
- Chọn nhãn hiệu thép C45 với kích thước d < 80 mm, nhiệt luyện thường hóa
Độ rắn HB 192 ÷ 217
Giới hạn bề = 700 Mpa
Giới hạn chảy = 400 Mpa
ü Tính đường kính sơ bộ của trục
= C . = 130 . = 15,4 mm
C : Hệ số phụ thuộc ứng suất cho phép
Lấy C = (120 ÷ 130 ) = 130
Lòn tròn theo bội số 5 => = 20 mm
ü Chọn ổ lăn cho trục 17P , tran 181 , Sách BTC – CTM
ü Cở trung ; = 20 mm
ðChọn ở lăn 6304 có thông số
d = 20 mm , D = 52 , B = 15
Khoảng cách của trục :
Các phản lực liên kết tại A ,B,C,D,E
Σz = 0 ó RzA + RzE = 0 ó RzE = RzA = 0
(2) = 1618,5 N
