MỤC LỤC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy làm bún tươi
Lời nói đầu…………………………………………………………….. … 2
Chương 1. XÁC ĐỊNH BÀI TOÁN THIẾT KẾ………………………… 3
1.1 Giới thiệu nhóm thiết kế………………………………………. 3
1.2 Phân tích nhiệm vụ thiết kế………………………………....... 5
1.3 Xây dựng các yêu cầu khách hàng………………………….. … 6
1.4 Xây dựng các yêu cầu kĩ thuật……………………. ….……… 10
1.5 Phân tích chức năng………………………………………........ 14
1.6 Đánh giá ý tưởng, chọn phương án thiết kế…………………… 16
Chương 2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ CHO MÁY……….. … 18
2.1 Sơ đồ nguyên lý……………………….……………………….. 18
2.2 Tính toán thiết kế bộ phận ép……… ………………………….18
2.3 Tính toán thiết kế thùng trộn ………………………………. …. 32
2.4 Tính toán thiết kế băng tải……………………………………... 38
Chương 3. ĐÁNH GIÁ THIẾT KẾ………………………………………. 49
4. TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………. 50
LỜI NÓI ĐẦU
Trong xã hội ngày nay, khoa học công nghệ phát triển vô cùng mạnh mẽ, việc ứng dụng các thành tựu khoa học công nghệ trở nên vô cùng cấp thiết. Việc làm đó không chỉ đơn thuần là giải phóng sức lao động của con người, mà hơn nữa là tăng năng suất lao động và hạ giá thành sản phẩm lảm ra.
Ở Việt Nam, công việc làm bún phục vụ cho các tiệm buôn bán hầu như được thực hiện bằng lao động tay chân. Tuy nhiên khi mà nhu cầu sử dụng ngày càng lớn, hoạt động này cần phải được thay đổi, phải được tự động hóa. Một số máy đã được sản xuất và đang được bán trên thị trường, tuy nhiên vẫn còn nhiều điều cần được khắc phục. Chính vị vậy mà nhóm thiết kế đã chọn đề tài “Thiết kế máy làm bún tươi” với hy vọng sẽ tạo ra một bản thiết kế có thể góp phần cải thiện tình hình hiện tại.
Đề tài “Thiết kế máy làm bún tươi” do nhóm thực hiện sẽ áp dụng các kiến thức được học trong các môn học: Chi tiết máy, nguyên lý máy, thiết kế hệ thống cơ khí, quá trình thiết kế kĩ thuật, dung sai- kĩ thuật đo… và các kiến thức được tổng hợp trong suốt quá trình học tập từ trước tới nay để hoàn thành đồ án này.
Xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn của TS Bùi Trọng Hiếu đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án này.
1.2 Phân tích nhiệm vụ thiết kế
1.2.1 Nhiệm vụ thiết kế
Thiết kế máy và mô phỏng máy làm bún tươi với các yêu cầu làm việc theo yêu cầu khách hàng.
1.2.2 Phát biểu bài toán thiết kế
- Mô tả tóm lược: máy làm bún giúp tăng năng suất suất bún, giải phóng sức lao động, giảm các tai nạn lao động và phục vụ cho các nhà máy cơ sở trong tương lai.
- Mục đích thương mại chính của sản phẩm:
+ Nâng cao năng suất.
+ Tiết kiệm thời gian, nhân công, tiền bạc.
+ Nâng cao an toàn lao động.
- Thị trường mục tiêu:
+ Các nhà máy sản xuất bún
+ các đại lý, cở sở phân phối bún
+ các cơ sở bán bún có nhu cầu.
- Giả thiết và những ràng buộc:
+ Máy có năng suất khoảng 360 kg /giờ (năng suất trung bình).
+ Máy hoạt động ổn định, tiết kiệm năng lượng.
+ Kết cấu máy đơn giản, nhỏ gọn.
+ Dễ lắp đặt, sửa chữa, thay thế, bảo trì.
+ Đảm bảo an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp.
+ Giá thành một máy bán trên thị trường phải phù hợp với các hộ kinh doanh, cơ sở sản xuất vừa và nhỏ.
1.2.3 Lập kế hoạch thực hiện
|
Tuần thứ |
Nội dung |
|
Tuần 3
|
- Phân tích nhiệm vụ thiết kế: - Phát biểu bài toán thiết kế - Lập kế hoạch thực hiện |
|
Tuần 4 |
- Xác định các yêu cầu khách hàng - Xác định các yêu cầu kĩ thuật của bài toán thiết kế và đưa ra các phương án thiết kế. - Lên cây muc tiêu và chọn ra các phương án thiết kế. |
|
Tuần 5,6 |
`Lựa chọn phương án thiết kế - Sử dụng ngôi nhà chất lượng để đánh giá các phương án thiết kế. - Lựa chọn 1 phương án để triển khai tính toán thiết kế - Vẽ sơ đồ nguyên lý, sơ đồ động cho hệ thống. |
|
Tuần 7 |
Tính toán thiết kế - Tính toán thiết kế chi tiết các bộ phận |
|
Tuần 8-9 |
Nghỉ thi giữa kì |
|
Tuần 10 |
Tính toán thiết kế - Tính toán thiết kế chi tiết các bộ phận (tiếp theo) - Thiết kế hình dáng, kết cấu của sản phẩm |
|
Tuần 11 |
Mô hình hóa 3D và mô phỏng trên máy tính |
|
Tuần 12,13 |
- Tạo bản vẽ: - Bản vẽ lắp - Bản vẽ chi tiết |
|
Tuần 14 |
Đánh giá sản phẩm - Khả năng làm việc - Giá thành sản phẩm - Khả năng chế tạo - Khả năng lắp ráp - Độ tin cậy - Khă năng bảo trì, thử nghiệm - Khả năng bảo vệ môi trường. |
|
Tuần 15 |
Hoàn thành |
1.3 Xác định yêu cầu khách hàng
1.3.1 Bước 1: Xác định các thông tin cần thiết
- Đối tượng sẽ phải tiến hành thu thập thông tin:
Nhà thiết kế/sản xuất máy
Các đại lý phân phối bún
Các hộ,cơ sởbán bún lớn
- Đối tượng nào sẽ là khách hàng chính sử dụng máy làm bún tươi và yêu cầu của họ đối với sản phẩm.
- Xác định các thông tin về máy làm bún mà nhóm định thiết kế (các giả thiết và ràng buộc):
Máy có năng suất khoảng 360 kg/giờ (năng suất trung bình).
Máy hoạt động ổn định, tiết kiệm năng lượng.
Kết cấu máy đơn giản, nhỏ gọn.
Dễ lắp đặt, sửa chữa, thay thế, bảo trì.
Đảm bảo an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp.
Giá thành một máy bán trên thị trườngphải phù hợp với các hộ kinh doanh.
- Xác định các thông tin về những sản phẩm cùng loại hiện có trên thị trường như: các thông số kỹ thuật, khả năng cạnh tranh, khả năng đáp ứng nhu cầu của khách hàng…
1.3.2 Bước 2: Xác định các phương pháp thu thập thông tin
- Sử dụng phương pháp thăm dò khảo sát đối tượng:
+ Nhà thiết kế/sản xuất máy: hỏi 10 người.
+ Các đại lý phân phối bún: hỏi 10 người.
+ Các hộ,cơ sở bán bún lớn: hỏi 10 người.
- Dùng các nhóm chuyên trách: lựa chọn một số khách hàng tiềm năng (khoảng từ 5 đến 10) và mời họ tham dự một buổi giới thiệu sản phẩm mới nhằm tìm ra những đặc tính mong muốn chưa có trên sản phẩm thông qua việc ghi nhận những ý kiến đóng góp của khách hàng.
1.3.3 Bước 3: Xác định nội dung các câu hỏi
Các câu hỏi tập trung vào sản phẩm thiết kế là máy làm bún, bao gồm các nội dung chính sau:
+ Tính năng:
Chất lượng bún cao
Máy có năng suất khoảng 360 kg/giờ (năng suất trung bình).
Khả năng tự động.
+ Về độ bền, độ tin cậy
Không làm hư sợi bún, giảm chất lượng của gạo
+ Kết cấu
Nhỏ, gọn, di chuyển dễ dàng, thẩm mỹ
Dễ lắp đặt, vận hành, sử dụng và bảo trì
+ Giá thành
Phù hợp với các hộ kinh doanh vừa và nhỏ
+ An toàn
Đảm bảo độ an toàn cho người vận hành máy
1.3.4 Bước 4: Thiết kế các câu hỏi
|
STT |
CÂU HỎI |
TRẢ LỜI |
||||
|
1 |
Theo bạn, yêu cầu kỹ thuật nào là quan trọng nhất đối với máy làm bún tươi |
|
||||
|
2 |
Bạn nghĩ rằng kết cấu máy làm bún tươi như thế nào là phù hợp nhất? |
|
||||
|
3 |
Bạn cần máy làm bún tươi hoạt động như thế nào? |
|
||||
|
4 |
Theo bạn, có thật sự cần thiết khi thiết kế thêm những bộ phận an toàn cho máy không? |
|
||||
|
5 |
Bạn nghĩ là máy làm bún tươi nên sử dụng năng lượng gì?
|
|
||||
|
6 |
Năng suất máy làm bún tươi trong 1 giờ nên là bao nhiêu? |
|
||||
|
7 |
Để tạo nguyên liệu đầu vào, theo bạn nên dùng cơ cấu nào? |
|
||||
|
8 |
Theo bạn, giá thành của một máy làm bún tươi bao nhiêu thì phù hợp |
|
1.3.5 Bước 5: Sắp xếp các câu hỏi
- Các câu hỏi thăm dò đối tượng là Nhà thiết kế/sản xuất máy, các đại lý phân phối bún, các hộ, cơ sở bún có nhu cầu,…
+ Tính năng: bao gồm câu 1, câu 3, câu 5, câu 6
+ Kết cấu: bao gồm câu 1, câu 2, câu 7
+ Giá thành: bao gồm câu 8
+ Độ an toàn: bao gồm câu 4
+ Độ bền, độ tin cậy: bao gồm câu 1, câu 7
- Các câu hỏi dành cho nhóm chuyên trách
+ Các máy làm bún tươi trên thị trường có những ưu và nhược điểm gì?
+ Một máy làm bún tươi phải như thế nào mới hiệu quả nhất?
+ Những đối tượng khách hàng nào sẽ dành sự quan tâm đến sản phẩm này nhiều nhất?
+ Giải pháp năng lượng nào là tiết kiệm nhất cho máy?
1.3.6 Bước 6: Thu thập thông tin
Tổng hợp lại những câu trả lời được khách hàng chọn nhiều nhất:
Câu 1)
|
|
Ít ảnh hưởng đến chất lượng bún (chất lượng bún cao)
Câu 2)
|
|
Dễ lắp đặt, vận hành, bảo trì.
Câu 3)
|
|
Tự động
Câu 4)
|
|
Cần có những thiết bị che chắn các bộ phận nguy hiểm
Câu 5)
|
|
1 pha
Câu 6)
|
|
300-400 kg/giờ
Câu 7)
|
|
Dùng cơ cấu thùng trộn và cánh gạt
Câu 8)
|
|
Dưới và gồm 70 triệu đồng
1.3.7 Bước 7: Rút gọn thông tin
|
STT |
Nhu cầu khách hàng thu thập được (Thu thập dữ liệu) |
Rút gọn dữ liệu |
|
1 |
Máy làm bún tươicó chất lượng cao và mùi vị gạo vẫn phải nguyên vẹn |
Ít ảnh hưởng đến chất lượng nguyên liệu (gạo) |
|
2 |
Tôi quan tâm nhiều đến khả năng dễ sử dụng và dễ sửa chữa, thay thế nếu cần |
Dễ lắp đặt, vận hành, bảo trì |
|
3 |
Máy làm bún tươi mà tôi (chúng tôi) muốn mua phải có khả năng tự động nhưng giá phải hợp lý. |
Tự động |
|
4 |
Tôi lo lắng về khả năng an toàn của máy, nhất là những bộ phận trộn và các bộ phận có thể làm quần áo tôi hay trẻ nhỏ bị kẹt vào. |
Cần có những thiết bị che chắn các bộ phận nguy hiểm |
|
5 |
Phải phù hợp và linh hoạt với điện tại nhà |
Nguồn Điện 1 pha |
|
6 |
Tôi quan tâm đến năng suất của nó, nó là máy thì phải có năng suất cao hơn con người |
300-400 kg/giờ |
|
7 |
Có nguyên liệu sẵn và tôi không mất công phải ngồi nhào nặn. |
Cơ cấu thùng trộn tạo ra nguyên liệu đầu vào |
|
8 |
Đối vời mức sản xuất của thị trường Việt Nam thì phải thấp hơn 80 triệu |
Dưới 70 triệu đồng |
- Qua kết quả thăm dò và khảo sát, nhóm rút ra được các yêu cầu của khách hàng như sau:
Kích thước nhỏ gọn, thẩm mỹ
Dễ lắp đặt, vận hành, bảo trì
Máy có khả năng tự động
Cần có những thiết bị che chắn các bộ phận nguy hiểm
Sử dụng nguồnđiện 1 pha
Năng suất từ 300-400 Kg/giờ
Sử dụng cơ cấu để tạo ra nguyên vật liệu là thùng trộn.
Giá thành dưới 70 triệu đồng
1.4 Xác định các yêu cầu kỹ thuật của bài toán thiết kế
1.4.1 Xác định khách hàng
Thị trường mục tiêu của sản phẩm là tất cả Nhà thiết kế/sản xuất máy, các đại lý phân phối, các hộ, cơ sở có nhu cầu
1.4.2 Xác định yêu cầu của khách hàng
Qua kết quả thăm dò và khảo sát các đối tượng, nhóm rút ra được các yêu cầu của khách hàng như sau, nội dung có chỉnh sửa đề phù hợp với việc chuyển đổi sang thông số kỹ thuật:
Kích thước nhỏ gọn
Dễ lắp đặt, vận hành, bảo trì
Máy có khả năng tự động
An toàn
Năng lượng cấp cho máy phải phổ biến
Năng suất từ 300-400 kg/giờ
Khả năng tạo ra bún tươi không phụ thuộc vào nguyên liệu đầu vào
Giá thành phù hợp với hộ gia đình
1.4.3 Xác định mức độ quan trọng của các mối liên quan
- Gửi cho khách hàng một danh sách các yêu cầu trên và đề nghị họ sắp xếp lại và đánh số theo thứ tự, cái nào họ cảm thấy quan trọng nhất thì đánh số 1, họ có thể bỏ qua những yêu cầu mà họ cho là không quan trọng. Từ danh sách phản hồi của khách hàng có đượcbảng hệ số tầm quan trọng như sau:
|
Các yêu cầu của khách hàng |
Hệ số tầm quan trọng |
|
Năng suất cao |
1.5 |
|
Chất lượng bún cao |
1.5 |
|
Dễ bảo trì sữa chữa |
1 |
|
An toàn, dây chuyền gọn nhẹ |
1 |
|
Vệ sinh |
1.5 |
|
Tuổi thọ cao |
1 |
|
Giá thành thấp |
1 |
|
Ít ồn, không gây ô nhiễm |
1 |
|
Kết cấu có thẩm mỹ |
1 |
- Hệ số tầm quan trọng cho ta khái niệm cần đầu tư bao nhiêu thời gian, nhân lực và tiền bạc cho công việc để đáp ứng cho mỗi nhu cầu của khách hàng.
1.4.4 Xác định và đánh giá mức độ cạnh tranh
Mỗi sản phẩm cạnh tranh được so sánh với những nhu cầu của khách hàng theo 5 mức sau:
- Mức 1: thiết kế hoàn toàn không đáp ứng nhu cầu.
- Mức 2: thiết kế đáp ứng chút ít nhu cầu.
- Mức 3: thiết kế đáp ứng nhu cầu về một số mặt.
- Mức 4: thiết kế hầu như đáp ứng nhu cầu.
- Mức 5: thiết kế hoàn toàn đáp ứng nhu cầu.
|
Các yêu cầu của khách hàng |
Mức yêu cầu |
Mức hiện tại |
Mức thiết kế |
|
Năng suất cao |
5 |
5 |
5 |
|
Chất lượng bún cao |
5 |
4 |
5 |
|
Dễ bảotrì sữa chữa |
5 |
3 |
4 |
|
An toàn, dâychuyền gọn nhẹ |
4 |
3 |
4 |
|
Vệ sinh |
4 |
3 |
4 |
|
Tuổi thọ cao |
4 |
3 |
4 |
|
Giá thành thấp |
5 |
4 |
5 |
|
Ít ồn, không gây ô nhiễm |
5 |
3 |
5 |
|
Kết cấu có thẩm mỹ |
5 |
3 |
4 |
1.4.5 Đưa ra các thông số kỹ thuật (bảng dưới)
1.4.6 Mối quan hệ giữa yêu cầu của khách hàng và các thông số kỹ thuật
Được đánh giá theo các mức sau:
+ 9 = có quan hệ chặt chẽ.
+ 3 = có quan hệ vừa phải.
+ 1 = có quan hệ kém.
+ Ô trống = hoàn toàn không có quan hệ nào cả.
|
Yêu cầu khách hàng |
Thông số kĩ thuật |
Quan hệ |
|
Năng suất cao |
Công suất động cơ |
9 |
|
Số lượng khuôn đầu ra |
3 |
|
|
Kích thước khoang đùn |
3 |
|
|
Chất lượng bún cao |
Nhiệt độ làm chín |
9 |
|
Nhiệt độ làm nguội |
9 |
|
|
Cách lấy bún ra khỏi băng tải |
1 |
|
|
An toàn |
Hệ số an toàn, vận tốc |
3 |
|
Che chắn bộ truyền |
3 |
|
|
Vệ sinh |
Vật liệu |
9 |
|
Rơi vãi |
3 |
|
|
Xử lý nước thải |
3 |
|
|
Tuổi thọ cao |
Vận tốc băng tải |
3 |
|
Rung động |
3 |
|
|
Giá thành thấp |
Tổn hao công suất |
3 |
|
Kích thước bộ phận ép |
3 |
|
|
Ít ồn, không gây ô nhiễm |
Chọn động cơ |
3 |
|
Hệ thống truyền động |
1 |
|
|
Kết cấu thẩm mỹ |
Hình dạng thiết bị |
9 |
1.4.7 Xác định mối quan hệ giữa các thông số kỹ thuật
Được đánh giá theo các mức sau:
+ 9 = có quan hệ chặt chẽ.
+ 3 = có quan hệ vừa phải.
+ 1 = có quan hệ kém.
+ Ô trống = hoàn toàn không có quan hệ nào cả.
1.4.8 Thiết lập ngôi nhà chất lượng
Sau khi xây dựng ngôi nhà chất lượng dựa trên các yêu cầu khách hàng, khả năng cạnh tranh và tầm quan trọng của từng yêu cầu khách hàng, ta nhận được các thông số kỹ thuật cho máy:
.................................................
Dựa vào bề rộng băng tải bằng 400 mm ta chọn chiều dài tang dẫn động là 500 m, [8]
Do đó K=L+150 =650mm (2.78)
Dựa theo kích thước của khung băng tải và không gian đặt bộ truyền xích ta chọn các kích thước tính toán như sau:
(2.79)
Lực vòng : (2.80)
(2.81)
Biểu đồ momen lực:
Vậy đường kính trục tại B là nguy hiểm nhất
(2-.82)
Với được chọn bằng 90 MPa
Khi đó đường kính trục tại vị trí lắp xích:
Vì tại đây có lắp then nên cộng thêm 5% để đảm bảo bền cho ứng suất tập trung tại then
Do đó:
Chọn đường kính tại A là .
Thông số của tang dẫn như hình trang sau với các thông số được tóm gọn như sau:
Đường kính tang dẫn: D=140mm.
Đường kính trục tang dẫn: dB = 40mm
Đường kính trục gắn đĩa xích: dA= 35mm.
Ổ bi chọn loại S.
Đặt hàng: DT 40 140T 500 S
L3=100 mm, d3= 35mm
2.4.3 Tính toán chọn hộp giảm tốc
Với các thông số :
Công suất trên trục công tác (băng tải): P=0,21 KW.
Số vòng quay trục công tác: n2 = 5,5 v/p.
Tỉ số truyền bộ truyền xích u=3.
Chọn động cơ có số vòng quay là 1450 v/p Khi đó tỉ số truyền bộ phận dẫn động là:
Chọn tỉ số truyền cho hộp giảm tốc là
Tỉ số truyền bộ truyền xích là
Hiệu suất bộ truyền xích ống con lăn
Hiệu suất hộp giảm tốc (đa số đối với loại motor tích hợp hộp giảm tốc trên thị trường)
Các số liệu hiệu suất các bộ truyền được tra bảng 3.3, [4]
Công suất cần thiết cho động cơ:
Chọn động cơ gắn hộp giảm tốc của công ty wasin với các thông số sau: Công suất động cơ: 0,24Kw, tỉ số truyền HGT 88, Số vòng quay 1450v/p.
- ĐÁNH GIÁ THIẾT KẾ
- Về thiết kế máy làm bún và mô phỏng máy đã hoàn thành đảm bảo năng suất cao (360kg/giờ) với giá thành là 70 triệu, có khả năng cạnh tranh. Đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm (các bộ phận cần an toàn vệ sinh thực phẩm được chế tạo bằng vật liệu inox 304).
- Trong thời gian 15 tuần để hoàn thành thiết kế hoàn chỉnh một máy cơ khí là khá khó khăn, trình độ và kinh nghiệm thiết kế máy còn thiếu rất nhiều nên không thể tránh khỏi sai sót,mong các thầy trong bộ môn chỉ ra những sai sót và giúp đỡ nhóm em có thêm các kiến thức về thiết kế máy để bộ trợ cho quá trình làm luận văn và quan trọng hơn là có thêm nhiều kinh nghiệm áp dụng vào thực tế sau này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] A.IA.XOKOLOV,Cơ sở thiết kế máy thực phẩm,NXBKhoa học và Kỹ thuật , 2000.
[2] Hồ Lê Viên ,Các máy gia công vật liệu rắn và dẻo ,NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2003 .
[3] Hồ Lê Viên, Cơ Sở tính toán các máy hóa chất và thực phẩm, NXB Đại Học Bách Khoa Hà Nội, 1997.
[4] Nguyễn Hữu Lộc ,Cơ sở thiết kế máy,NXB ĐHQG TP Hồ Chí Minh, 2012.
[5] Trịnh Chất ,Lê Văn Uyển ,Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, NXB Giáo Dục , 2006.
[6] Trần Thiện Phúc, Thiết kế máy công dụng chung ,NXB ĐHQG TP Hồ Chí Minh ,2011.
[7] Nguyễn Hồng Ngân, Nguyễn Doanh Sơn,Kỹ thuật nâng chuyển tập 2, NXB ĐHQG TP Hồ Chí Minh ,2004.
[8] Nguyễn Hồng Ngân, Nguyễn Doanh Sơn, Máy vận chuyển liên tục, NXB ĐHQG TP Hồ Chí Minh ,2004.
[9] Đỗ Kiến Quốc,Nguyễn Thị Hiền Lương,Bùi Công Thành,Lê Hoàng Tuấn,Trần Tấn Quốc,Sức bền vật liệu ,NXB ĐHQG TP Hồ Chí Minh ,2011.
[9] Sandvik,http://www.processsystems.sandvik.com ,Sandvik conveyor components.
[10] Công ty Vững Phát, http://motorgiamtoc.com.vn ,Motor giảm tốc Wansin.
*TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, NXB ĐHQGTP Hồ Chí Minh, 2004.
2. Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy tập 1, 2 NXB Giáo dục, 1998.
3. Nguyễn Hữu Lộc, Bài tập chi tiết máy, NXB ĐHQGTP Hồ Chí Minh, 2003.
4. Nguyễn Hữu Lộc, Độ tin cậy trong thiết kế kỹ thuật , NXB ĐHQGTP Hồ Chí Minh, 2002.
