ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY GỌT VỎ DỪA TƯƠI 2018

TÓM TẮT NỘI DUNG

Xuất phát từ yêu cầu thực tế: những cơ sở kinh doanh dừa lớn, khu du lịch và các đầu mối cung cấp dừa gọt vỏ sẵn cho siêu thị v.v.v cần cho ra 1 trái dừa đã được gọt vỏ một cách nhanh gọn không mất nhiều thời gian và tốn công sức. Do đó máy cắt gọt vỏ dừa tươi đã có mặt trên thị trường để đáp ứng nhu cầu đó, tăng năng suất gấp 10 lần so với phương pháp thủ công thông thường là dùng dao chặt. Nhu cầu của người tiêu dùng ngày càng tăng cao nên nhóm đã quyết định thiết kế và chế tạo máy cắt gọt vỏ dừa tươi với tốc độ 1 phút/trái dừa. Trong qua trình chế tạo nhóm đã tham khảo một số máy cắt vỏ loại trái khác hoạt động hiện nay và một số tài liệu liên quan. Quá trình nghiên cứu và chế tạo được thông qua các bước sau:

-         Nghiên cứu thực trạng.

-         Tìm hiểu quy trình sản xuất.

-         Tổng hợp các phương án và chọn phương pháp tối ưu.

-         Lập sơ đồ nguyên lý và sơ đồ động cho máy.

-         Thiết kế các chi tiết máy, bản vẽ lắp.

-         Kiểm tra lại quá trình thiết kế.

-         Chế tạo máy.

-         Chạy thử máy.

-         Khắc phục các lỗi phát sinh.

-         Điều chỉnh bản vẽ lắp và tập thuyết minh.

-         Đưa máy vào hoạt động thực tiễn

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

1.1 Giới thiệu....................................................................................... Trang 8

1.1.1 Đặc tính và những điều lưu ý về dừa........................................... Trang 8

1.1.1.1 Đặc tính................................................................................... Trang 8

1.1.1.2 Giá trị và công dụng của các thành phần từ dừa...................... Trang 9

1.1.1.3 Lưu ý....................................................................................... Trang 9

1.2 Yêu cầu xã hội............................................................................... Trang 9

1.3 Mục đích nghiên cứu đề tài............................................................ Trang10

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP

2.1 Cơ sở lý thuyết quá trình gọt......................................................... Trang 11

2.1.1 Khái niệm gọt............................................................................. Trang 11

2.1.2 Những phương pháp gọt vỏ dừa................................................. Trang 11

2.2 Chọn phương án thiết kế................................................................ Trang 12

2.2.1 Phương án 1................................................................................ Trang 12

2.2.2 Phương án 2................................................................................ Trang 12

2.3 Chọn phương án thiết kế................................................................ Trang 13

2.4 Các loại máy dừa xiêm hiện nay.................................................... Trang 14

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3.1 Nguyên lý làm việc........................................................................ Trang 16

3.1.1 Sơ đồ nguyên lý.......................................................................... Trang 16

3.1.2 Nguyên lý................................................................................... Trang 16

3.2 Hướng cải tiến................................................................................ Trang 17

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY

4.1 Chọn động cơ và phân bố tỷ số truyền.......................................... Trang 17

4.1.1 Chọn đông cơ.............................................................................. Trang 17

4.1.2 Phấn bố tỷ số truyền................................................................... Trang 17

4.1.2.1 Tính toán đĩa xích.................................................................... Trang 17-21

4.1.3.1 Tính đường kính sơ bộ trục...................................................... Trang21

4.1.3.2 Tính gần đúng trục 1................................................................ Trang21

4.1.3.3 Tính chính xác trục 1............................................................... Trang23

4.2 Tính then....................................................................................... Trang 26

4.2.1 Then trục 1................................................................................. Trang 26

4.3 Tính ổ lăn...................................................................................... Trang 26

4.3.1 Tính trục 1.................................................................................. Trang 26

5.1 Hình ảnh sau khi thử nghiệm......................................................... Trang 33

5.2 Tài liệu tham khảo......................................................................... Trang 34

CHƯƠNG 1: TỔNG QUÁT NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

1.1 Giới thiệu

Hình 1.1: Trái dừa

- Dừa (danh pháp khoa học: Cocos nucifera), là một loài cây trong họ Cau (Arecaceae). Nó cũng là thành viên duy nhất trong chi Cocos và là một loại cây lớn, thân đơn trục (nhiều khi gọi là nhóm thân cau dừa) có thể cao tới 30 m, với các lá đơn xẻ thùy lông chim 1 lần, cuống và gân chính dài 4–6 m các thùy với gân cấp 2 có thể dài 60–90 cm; lá kèm thường biến thành bẹ dạng lưới ôm lấy thân; các lá già khi rụng để lại vết sẹo trên thân.

1.1.1 Đặc tính và những điều cần biết về dừa

1.1.1.1 Đặc tính

- Dừa phát triển tốt trên đất pha cát và có khả năng chống chịu mặn tốt cũng như nó ưa thích các nơi sinh sống có nhiều nắng và lượng mưa bình thường (750–2.000 mm hàng năm), điều này giúp nó trở thành loại cây định cư bên các bờ biển nhiệt đới một cách tương đối dễ dàng. Dừa cần độ ẩm cao (70–80%+) để có thể phát triển một cách tối ưu nhất, điều này lý giải tại sao nó rất ít khi được tìm thấy trong các khu vực có độ ẩm thấp (ví dụ khu vực Địa Trung Hải), thậm chí cả khi các khu vực này có nhiệt độ đủ cao. Nó rất khó trồng và phát triển trong các khu vực khô cằn.

- Các thông số của trái dừa:

a)     Đổ ẩm của dừa:

- Độ ẩm của dừa có liên quan mật thiết tới chất lượng của quả dừa. Độ ẩm càng cao thì màu sắc và nước dừa càng mau hỏng ,va cuống dừa dễ bị bong ra, , , làm ảnh hưởng tới quá trình định vị quả dừa khi cắt gọt.

b)     Cơ tính của dừa:

- Liên kết giữa cuống dừa: (20 – 40N)

- Độ bền của vỏ dừa: ( 200 - 350N)

- Độ bền của gáo dừa: (1200 – 2000N)

1.1.1.2Giá trị và công dụng của các phần khác nhau của cây dừa

• Phần cùi (cơm) dừa trắng ăn được và được sử dụng ở dạng tươi hay sấy khô trong một số món ăn. Cơm dừa khô là nguyên liệu sản xuất dầu dừa.

• Nước dừa nằm trong khoang bên trong quả dừa có chứa các chất như đường, đạm, chất chống ôxi hóa, các vitamin và khoáng chất, là nguồn cung cấp và tạo ra cân bằng điện giảiđẳng trương tốt cũng như là nguồn thực phẩm bổ dưỡng. Nước dừa được dùng làm nước giải khát tại nhiều vùng nhiệt đới.
• Nước cốt dừa, hay còn gọi là sữa dừa, (chứa khoảng 17% chất béo) được tạo ra từ cơm dừa đã nạo nhỏ hòa với nước nóng hay sữa nóng.
• Kẹo dừa là món đồ ngọt thông dụng tại Việt Nam, nguyên liệu chính là nước cốt dừa cô đặc pha hương vị lá dứa, Sầu riêng hoặc Sôcôlav.v.v

1.1.1.3 Lưu ý

- Nước dừa lấy ra khỏi quả sẽ bị mất khí vị, cho nên cứ để nguyên quả mà uống, tốt nhất là nên uống ngay tại gốc vừa chặt, tránh thả dừa xuống đất.

-Nếu uống từ ba trái dừa trở lên mỗi ngày và uống liên tục trong nhiều ngày sẽ rất có hại cho sức khỏe, nhất là đối với các bệnh nhân suy nhược, huyết áp thấp, huyết áp thấp, nhức đầu do huyết áp thấp, cảm lạnh, thấp khớp, mệt tim không nên uống nước dừa. Khi mới đi nắng về không nên uống nước dừa. Không nên uống nước dừa với nước đá vào buổi tối. Trước khi tập luyện, thi đấu thể dục thể thao không nên uống nước dừa. Phụ nữ mang thai không nên uống nước dừa trong ba tháng đầu kể từ khi có thai.

1.2 Yêu cầu xã hội

- Trên thị trường hiện nay số lượng tiêu thụ dừa xiêm càng ngày càng tăng, đặc biệt tại các siêu thị, khu du lịch lại cần số lượng lớn dừa để tiêu thụ ra thị trường. Tại các nhà vườn, vựa dứa lớn thì hàng ngày họ phải cắt gọt hàng trăm có khi lên hàng nghìn trái dừa trong một ngày. Nếu chỉ sử dụng phương pháp thủ công thông thường là dùng dao gọt vỏ thì chắc chắn rằng lượng cung cấp không đáp ứng nhu cầu và làm giảm hiệu quả năng suất.

1.3 Mục đích nghiên cứu đề tài

- Với mục đích để tăng năng suất, đáp ứng nhu cầu về dừa hiện nay và tiết kiệm thời gian, để đáp ứng nhu cầu cấp thiết đó nhóm chúng em quyết định nghiên cứu, chế tạo và thiết kế Máy Gọt Vỏ Dừa Tươi. Khi máy mặt ngoài thị trường chắc chắn sẽ tạo thuận lợi trong việc sản xuất, dễ thao tác và vận hành máy không mất nhiều công sức.                      

     Hình 1.3:Máy gọt vỏ dừa tươi                                      Hình 1.4 Dừa được đóng gói

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP

2.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình gọt

2.1.1 Khái niệm gọt

- Gọt là quá trình làm sạch lớp vỏ bên ngoài của trái dừa bằng những dụng cắt chủ yếu như dao. Đây là phương pháp thủ công thông thường được sử dụng nhưng chỉ với những chỗ kinh doanh dừa nhỏ, lẻ.

2.1.2 Phương hướng

2.1.2.1 Những phương pháp gọt dừa

vSử dụng dao gọt dừa:

Hình 2.1: Gọt dừa bằng tay

-         Dụng cụ cắt: Dao

-         Ưu điểm: Không tốn tém chi phí, dụng cụ đơn giản, dễ cắt gọt

-         Nhược điểm: Tốn sức, mất thời gian, chỉ sử dụng cho mô hình kinh doanh nhỏ, lẻ, đạt hiệu quả năng suất thấp

vSử dụng máy gọt dừa:

Hình 2.2: Máy gọt vỏ dừa

-         Dụng cụ cắt: 3 dao cắt được bắt trực tiếp trên máy gọt sử dụng động cơ

-         Ưu điểm: Tạo ra năng suất cao, không tốn thời gian, thao tác dễ dàng, phù hợp với cơ sở kinh doanh lớn

-         Nhược điểm: Tốn kém chi phí mua máy, khó di chuyển

èTừ các yếu tố trên mà máy gọt vỏ dừa đã được đưa ra thị trường và sử dụng rộng rãi ở các vựa, bỏ sỉ dừa cho các siêu thị, chợ.

2.2 Các phương án thiết kế

2.2.1 Phương án 1: Đồ gá cắt dừa tươi 3 trong 1

Hình 2.3: Đồ gá gọt dừa tươi

- Ưu điểm:

+ Kết cấu đơn giản, không tốn kém chi phí, giá thành thấp và dễ chế tạo

+ Nhỏ, gọn, dễ di chuyển và thích hợp với môi trường làm việc

+ Đảm bảo an toàn khi thao tác máy

- Nhược điểm:

+ Chưa có tính tự động hóa

+ Năng suất thấp, hiệu quả không cao chỉ phù hợp với kinh doanh nhỏ

+ Tính vạn năng của máy thấp

2.2.2 Phương án 2: Máy gọt vỏ dừa dùng motor

Hình 2.4: Máy gọt vỏ dừa tươi

- Ưu điểm:

+ Kiểm soát được lực cắt, lực cắt đều

+ Tạo ra năng suất cao, đem lại lợi nhuận kinh tế, phù hợp sản xuất lớn

+ Kết cấu máy vững chắc

+ Tính vạn năng máy cao

+ Đảm bảo an toàn khi vận hành máy

- Nhược điểm:

+ Máy có trọng lượng lớn, khó di chuyển

+ Giá thành tương đối cao

+ Tạo ra tiếng ồn khi vận hành máy

2.3 Chọn phương án thiết kế

- Dựa vào ưu nhược điểm và mục đích sử dụng cho sản xuất kinh doanh lớn. Nhóm em chọn phương án 2 “Máy gọt vỏ dừa tươi” để nghiên cứu chế tạo và thiết kế máy đem ứng dụng vào thực tiễn.

2.4 Các loại máy gọt vỏ dừa xiêm hiện nay:

Hình 2.5:Máy gọt vỏ dừa loại 1

Hình 2.6: Máy gọt vỏ dừa loại 2

Hình 2.7: Máy gọt vỏ dừa loại 3

Hình 2.7: Máy gọt vỏ dừa loại 4

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3.1 Nguyên lý làm việc

3.1.1 Sơ đồ nguyên lý

Hình 3.1: Nguyên lý máy gọt vỏ dừa

 

3.1.2 Nguyên lý

- Máy được hoạt động nhờ động cơ (1) quay truyền lực qua bộ truyền xích (2) làm trục chính quay đều. Dừa được định tâm bằng bàn chông (6), quay tay quay (9) xuống chống tâm đỉnh dừa đồng thời cắt phần đầu dừa. Tiếp tục kéo trục dao 2 (13) để dao tịnh tiến cắt phần vỏ ngoài của dừa. Bước cuối ta đẩy trục dao 3 (5) để tịnh tiến cắt đứt phần đít dừa.

 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY

4.1 Chọn động cơ điện và phân bố tỷ số truyền

4.1.1 Chọn động cơ điện

Công suất của tải: N_t = ==0,684 kW

Tra bảng(2-1)/SBTL19:

Hiệu suất chung:  h_c = h_h .h_n .h³_ol .h_kn = 0,8.0,9.0,99³.1 = 0,699

Công suất cần thiết: N_ct =  = 0,97KW

-Chọn động cơ điện : N_đc.≥N_ct

-Tra bảng (2P/SBTL21) : Chọn động cơ A02-11-4

 

4.1.2 Phân phối tỷ số truyền

V =  => n_t =  =  = 40 vòng/phút

i_c = 33,75

Tra bảng (2-2)/SBTL25 chọn i_tv = 6

i_x =  = 5,625

4.1.2.1 Chọn loại xích

Do điều kiện làm việc chịu va đập nhẹ và hiệu suất truyền của bộ truyền xích  yêu cầu cao nên chọn loại xích ống lăn.

4.1.2.2 Tính toán xích,đĩa xích

• Ứng với i=3 tra bảng (6-3)/SBTL91 ta được Z = (21-17)

ðChọn Z₁ = 20 răng

ðSố răng đĩa xích lớn: Z₂ = i.Z₁ = 60 răng

• Tính bước xích

Tính hệ số: K = K_t . K_A . K_a. K_b . K_c . K_đc (3)

K_t = 1 tải trọng êm

K_A = 1 [A chọn trong khoảng (30-50)P_t]

K_a = 1 (góc nghiêng nhỏ hơn 60^o)

K_b = 1,25 (bôi trơn định kỳ)

K_c = 1,25 (bộ truyền làm việc 2ca/ngày)

K_đc = 1 (trục điều chỉnh được)

Thay vào tất cả số liệu vào (3) ta được:

ðK = 1.1.1.1,25.1,25.1 = 1,56

• Tính hệ số đĩa dẫn:

K_z =  = 1,25

• Tính hệ số vòng quay đĩa dẫn:

K_n =  1,25

Vậy công suất tính toán:

N_t = N₁.K.K_z.K_n = 0,5.1,56,0,85,1,25 = 0,82 Kw

Tra bảng (6-4)/SBTL93 ta thấy:

P_t = 15,875 mm với [N] = 0,8 Kw => N_t < [N]

Tra bảng (6-5)/SBTL94: Với bước xích P_t = 15,875 mm và Z₁ = 20 tra bảng ta có:

n_gh = 2100 vòng/phút => n₁ < n_gh nên chấp nhận

• Chọn khoảng cách 2 trục A

A_sb = (30-50)P_t = 40P_t = 40.15,875 = 635mm

• Tính số mắt xích:

X =  

 =  = 126,36

ðChọn X =130

• Tính chính xác lại khoảng cách trục A:

A =

=  = 445,36mm

• Kiểm nghiệm lại số lần va đập u trong 1 giây

u =  1,13 < [u]=25

• Chiều dài xích

L= x.p = 130.15,875 = 2063,75mm

• Đường kính vòng chia:

d₁=101,48mm

d₂=,32mm

• Đường kính đỉnh răng:

d_a1 = P_t(cotg+k) = 15,875.(cotg) = 108,16mm

d_a2 = P_t(cotg+k) = 15,875.(cotg) = 327,67mm

• Bán kính đáy:

r = 0,5025d₁^’ + 0,05 ( Với d₁^’ tra bảng 5.2/SCTM2 ta được d₁^’=19,05)

r = 0,5025.19,05 + 0,05 = 9,62mm

• Đường kính chân răng

d_f1 = d₁ – 2r = 101,48 – 2.9,62 = 82,24mm

d_f2 = d₂ – 2r = 303,32 – 2.9,62 = 284,08mm

• Kiểm nghiệm răng đĩa xích về độ bền tiếp xúc

s_H = 0,47.

Trong đó:

A: Diện tích chiếu bản lề: Tra bảng(5-12)/87SCTM2 với p_t = 15,875 ta được A = 262mm²

k_r: Hệ số ảnh hưởng của số răng đĩa xích, tra bảng 87 tài liệu [1] theo số răng Z₁ = 20 ta được 0,48

k_đ: Hệ số phân bố tải trọng không đều giữa các dãy ( nếu sử dụng 1 dãy xích => k_đ=1)

F_vđ: Lực va đập trên m dãy xích

F_vđ = 13.10^-7.n₁.p³.m = 13.10^-7.40.15,875.1= 1,2(N)

E: modun đàn hồi:

E = 2,1.10⁵Mpa do E₁=E₂=2,1.10⁵ Mpa : Cả 2 đĩa xích cùng làm bằng thép

Từ đó: s_H = 0,47. 

s_H = 0,47. = 460,19Mpa

Tra bảng(5-11)/86 ta chọn vật liệu làm đĩa xích là thép 45, với các đặc tính tôi cải thiện, có [s_H] = 500 ³s_H = 460,19Mpa

• Xác định lực tác dụng lên trục

F_r =k_x.F_t

Trong đó : k_x: Hệ số kể đến trọng lượng của xích

K_x =1,15 vì b£ 40⁰

=> F_r = 1,15.2490,68 = 2865,09N

Tổng hợp thông số của bộ truyền xích:

Thông số	Ký hiệu	Giá trị
Loại xích	----	Xích ống con lăn
Bước xích	P	15,875(mm)
Số mắt xích	X	130
Chiều dài xích	L	2063,75(mm)
Khoảng cách trục	A	445,36(mm)
Số răng đĩa xích nhỏ	Z1	20(mm)
Số răng đĩa xích lớn	Z2	60(mm)
Vật liệu đĩa xích	Thép C45	[sH]= 500MPa
Đường kính vòng chia đĩa xích nhỏ	d1	101,48(mm)
Đường kính vòng chia đĩa xích lớn	d2	303,32(mm)
Đường kính vòng đỉnh đĩa xích nhỏ	da1	108,16(mm)
Đường kính vòng đỉnh đĩa xích lớn	da2	327,67(mm)
Bán kính đáy	r	9,62(mm)
Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ	df2	84,24(mm)

..........

Hình 5.6: (Cơ cấu dao 2)

Hình 5.7: (Bàn chông)

Hình 5.8: (Cơ cấu dao 2 (mặt sau))

5.2 Những khó khăn hạn chế

- Tính toán không kỹ

- Cơ cấu dao còn hơi yếu,cần đảm bảo cứng vững

- Góc độ dao chưa chính xác

- Ý tưởng trên bản vẽ khác xa so với thực vẽ

5.3 Biện pháp khắc phục

- Chọn dao dày,bén và chắc chắn

- Lựa chọn kỹ vật liệu trước khi mua

Kết luận và kiến nghị

Với sự hướng dẫn tận tình của các thầy, sau khi hoàn thành đồ án tốt nghiệp nhóm em đã hiểu thêm được nhiều điều về vấn đề gia công, chế tạo, lắp ráp máy… Ngoài ra nhóm em còn học được phương pháp thiết kế tài liệu chế tạo máy. Một lần nữa chúng em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của quý thầy cô Khoa Cơ Khí trường và đặc biệt là thầy   đã giúp chúng em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này.

Tài liệu tham khảo

1. CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY_ NGUYỄN HỮU LỘC
2. CƠ SỞ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI_KHOA CƠ KHÍ

3. SỔ TAY THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TẬP 1 VÀ 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI_KHOA CƠ KHÍ

4. CHẾ ĐỘ CẮT GIA CÔNG CƠ KHÍ

NGUYỄN NGỌC ĐÀO_HỒ VIẾT BÌNH_ TRẦN THẾ SAN

5. GIÁO TRÌNH CƠ LÝ THUYẾT

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KĨ THUẬT CAO THẮNG

6. THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY

NGUYỄN TRỌNG HIỆP _ NGUYỄN VĂN LẪM

7. GIÁO TRÌNH MÁY CẮT KIM LOẠI

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KĨ THUẬT CAO THẮNG

8. GIÁO TRÌNH CƠ SỞ KĨ THUẬT CẮT GỌT KIM LOẠI

VỤ TRUNG HỌC CHUYÊN NGHIỆP _ DẠY NGHỀ

9. GIÁO TRÌNH NGUYÊN LÝ CẮT

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KĨ THUẬT CAO THẮNG

1. GIÁO TRÌNH VẼ KĨ THUẬT 2_ BẢN VẼ KĨ THUẬT

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KĨ THUẬT CAO THẮNG