ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY PHÂN LOẠI TÁO
MỤC LỤC
Nội dung Trang
I. TỔNG QUAN……………………………………………………….7
1.Yêu cầu xã hội………………………………………………………7
2.Phân tích sản phẩm………………………………………………..…7
3.Yêu cầu đặt ra……………………………………………………….10
II.THIẾT KẾ MÁY…………………………………………………...11
1.Các phương pháp phân loại………………………………….…….11
2.Chọn phương pháp phân loại………………………………………14
3.Kết cấu của máy……………………………………………………14
4.Ưu nhược điểm…………………………………………………….15
III.TÍNH TOÁN CỦA MÁY………………………………………….15
A: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
1.Chọn động cơ điện…………………………………………………15
2.Công suất cần thiết…………………………………………………16
3. Phân phối tỉ số truyền……………………………………………..17
B: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
1.Thiết kế bộ truyền đai………………………………………………17
2.Thiết kế bộ truyền xích……………………………………………..20
3.Thiết kế trục………………………………………………………...22
4.Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi…………………………………31
5.Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh…………………………………33
C: TÍNH VÀ CHỌN Ổ LĂN………………………………………....36
1.Tính chọn ổ lăn cho trục I…………………………………………36
2.Tính chọn ổ lăn cho các trục còn lại………………………………38
IV.THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY………………………………...39
1.Bản vẽ lắp máy…………………………………………………….39
2.bản vẽ cụm máy……………………………………………………43
3.Bản vẽ chi tiết máy…………………………………………………46
V: HIỆU CHỈNH MÁY……………………………………………….51
VI: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ BẢO QUẢN…………………….51
1.Sử dụng máy……………………………………………………….51
2.Bảo quản máy………………………………………………………51
VII: BIỆN LUẬN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ………………………52
1.Quy trình công nghệ gia công tấm đỡ trục…………………………52
2.Quy trình công nghệ gia công bánh xích…………………………...97
3.Quy trình công nghệ gia công trục………………………………...121
VIII: KẾT LUẬN……………………………………………………..141
IX: TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………..142
I. TỔNG QUAN.
1.Yêu cầu xã hội.
Trong điều kiện xã hội phát triển theo hướng công nghiệp hóa, việc ứng dụng máy móc để thay thế sức lao động của con người đang phổ biến. Chỉ nói riêng lĩnh vực nông nghiệp đã có rất nhiều loại máy móc hỗ trợ con người như :Máy cấy lúa, Gặt lúa, Gieo giống, Thu hoạch,….. Trong đó có cả máy phân loại trái cây.
Ví dụ như :Pepper, crowlcing, voer, Kim nguyên food tech, tech foous,….
Nhưng đa số các máy nói trên được ứng dụng trong những nhà máy hoặc xưởng chế biến với quy mô lớn. Hơn nữa chi phí cho một hệ thống phân loại cũng không thấp.
Vì vậy chúng em muốn cãi biến một chiếc máy phân loại (cụ thể là phân loại Táo) nhằm hướng đến những đối tượng là những nông trại và vựa trái cây.
2.Phân tích sản phẩm.
Sơ lược về quả táo : ( Theo bách khoa toàn thư mở Wikipedia )
Quả táo tây hay còn gọi là Bôm ( phiên âm từ tiếng pháp: Pomme ) có danh pháp 2 phần là Malus damestica. Loại cây thân gỗ thuộc họ hoa hồng ( Rosaceae ) là loại cây ăn trái phổ biến nhất.
Nguồn gốc : Trung Á,nơi tổ tiên của nó- loài táo dại Tân Cương – vẫn còn tồn tại đến ngày nay. Táo đã được trồng hàng ngàn năm ở Châu Á, Châu Âu và được thực dân Châu Âu mang đến Bắc Mỹ. Táo có ý nghĩa tôn giáo Hình 2.1: Hình ảnh quả táo đỏ
và thần thoại trong nhiều nền văn hóa bao gồm cả văn hóa Bắc Âu, Hy Lạp và Kitô giáo tại Châu Âu. Cây táo sẽ rất lớn nếu được trồng từ hạt giống, nhưng sẽ nhỏ hơn nếu được trồng bằng phương pháp ghép cành. Hiện có hơn 7500 giống với những đặc tính khác nhau. Cây táo và quả dễ bị nhiễm một số lọai nấm, vi khuẩn và các vần đề sâu bệnh, Hình 2.2 : Hình ảnh quả táo xanh tuy nhên có thể phòng và trị bằng các hóa chất hữu cơ, vô cơ. Trong năm 2010, hệ gen của cây táo đã được giải mã như là một phần của nghiên cứu về kiểm soát dịch bệnh và nhân giống chọn lọc trong sản xuất táo.
Phân bố : hiện nay táo được trồng phổ biến trên toàn thế giới nhưng nhiều nhất là Trung Quốc chiếm gần 50% nguồn cung trên toàn cầu, theo sau là Mỹ với 6%, tiếp theo đó là Thỗ Nhĩ Kỳ, Ý, Ấn Độ, Ba Lan.
Theo thống kê năm 2010 thế giới đã tiêu thụ gần 69 triệu tấn táo. Thị trường tiêu thụ lớn nhất là Nga, Đức, Anh, Hà Lan.
Đặc điển nhận dạng : cây táo cao 3 -12 m, lá cây hình bầu dục rộng 3-6 cm, dài 5-12 cm, đầu lá thắt nhọn với cuống lá khoảng 2-5 cm, rìa lá dạng rang cưa. Hoa sắc trắng, có khi pha chút hồng rồi phai dần, hoa nở vào mùa xuân. Trái được thu hoạch vào mùa thu.
Hình 2.3 : Hoa táo
Ở Việt Nam táo được nhập khẩu chủ yếu từ Trung Quốc, Mỹ, New Zealand, Australia.
Táo có nhiều công dụng đối với sức khỏe con người cả về giá trị dinh dưỡng lẫn phòng và trị bệnh.
Thành phần dinh dưỡng có trong quả táo:
vChất xơ:
- Táo rất giàu chất xơ ,một quả táo chứa 4g chất xơ, khoảng 17% số lượng hàng ngày cung cấp cho cơ thể.
- Chất xơ củng giúp cải thiện cảm giác no, giảm trọng lượng cơ thể, giảm lượng đưởng trong máu, tốt cho hệ tiêu hóa.
vVitamin và khóang chất:
-Táo chứa nhiều vitamin A,B1 , C…đặc biệt là vitamin C giúp chống Hình 2.4 :Nước ép táo chứa nhiều dinh
oxi hóa cho cơ thể. dưỡng tốt cho sức khỏe
- Các khoáng chất trong táo gồm: Ca, P, Si, Mg, K…tốt cho hệ tim mạch và giảm viêm khớp.
vTrong quả táo chứa nhiều đường như fructozo, sacrozo, glucozo…
vNgoài ra còn chứa các hợp chất khác, đặc biệt:
-Quercetin: một chất dinh dưỡng tìm thấy trong một số loại thực phẩm thực vật cho thấy tác dụng chống viêm, chống virut, chống ung thư, chống trầm cảm.
- Catechin: một chất chống oxi hóa tự nhiên giúp cải thiện chức năng não và cơ bắp.
Qủa táo được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau như ăn quả tươi, nấu ăn, làm nước ép, mứt, sấy, ngâm rượu…
Hình 2.5 : Một số cách chế biến quả táo
Với những giá trị như vừa nêu cùng vị ngọt, thanh mát, giá thành phù hợp với người tiêu dùng. Chính vì điều đó táo đã dần trở thành một món tráng miệng không thể thiếu trong mỗi gia đình Việt Nam.
Nhu cầu tiêu dùng tăng cao đồng nghĩa với việc cần một lượng cung dồi dào từ thị trường các nước. Cùng với sự phát triển kinh tế, xã hội của đất nước, nhu cầu sử dụng thực phẩm chất lượng của người tiêu dùng cũng tăng nhanh. Để đáp ứng điều này chúng ta cần làm tốt công tác phân loại tại nguồn ( nông trại, vựa nông sản ) trước khi cung cấp ra thị trường. Việc phân loại hiện tại chủ yếu vẫn là phương pháp thủ công với nhiều hạn chế như năng suất thấp, độ chính xác không cao.
Trên thị trường hiện nay có một số chủng loại máy phân loại Táo. Nhưng với chi phí khá cao, cồng kềnh,...Không phù hợp với quy mô sản xuất vừa và nhỏ ở nước ta (chủ yếu vẫn là vựa nông sản).
Đó là lý do để chúng tôi tìm hiểu, cải tiến và chế tạo máy phân loại Táo có giá thành cạnh tranh, gọn nhẹ, phù hợp với quy mô sản xuất của nước ta, đồng thời có thể phân loại nhiều loại nông sản khác như :Chanh, khoai tây, củ hành tây,...
3.Yêu cầu đặt ra.
- Không làm hư hỏng bề mặt quả táo.
- Năng suất đặt ra 1200 kg/h.
- Qủa chia làm 3 loại.
- Tốc độ băng chuyền 0,0375 m/p.
- Khoảng cách giữa các rulo tải.
- Tỉ lệ phân loại chính xác 80%.
- Có bao nhiêu cấp tốc độ.
- Máy phải gọn chiếm ít diện tích.
- Chi phí chiếc máy phải phù hợp với những đối tượng trên.
- Máy dễ vận chuyển.
- Dễ tháo lắp để tiện ích cho người sử dụng.
- Máy phải đảm bảo độ an toàn tuyệt đối khi vận hành máy .
- Máy phải đảm bảo công suất tối ưu khi sử dung ,kể cả sản phẩm và thời gian ra sản phẩm.
- Đảm bảo tránh hiện tượng rung động khi làm việc.
II. THIẾT KẾ MÁY.
1. Các phương pháp phân loại.
- Phân loại theo trọng lượng quả.
- Phân loại theo màu sắc quả.
- Phân loại theo kích thước qủa.
2.Chọn phương pháp phân loại.
Trong đề tài này chúng em chọn phương pháp phân loại theo kích thước quả.
- Do chúng em học ngành cơ khí nên chọn phương pháp cơ học để phát huy, trao dồi kỹ năng nghề nghiệp qua đó nâng cao tay nghề.
- Do chi phí sản xuất máy cơ sẽ phù hợp với đối tượng sử dụng mà chúng em muốn hướng đến, cụ thể ở đây là những nông trại vựa trái cây.
- Do trình độ chuyên môn, kinh nghiệm, kĩ năng bản thân còn nhiều hạn chế chưa thể chế tạo máy có nhiều chi tiết cơ khí, cơ cấu phức tạp.
3. Kết cấu của máy.
Phương pháp phân loại quả táo bằng trục rulo tải cùng chiều quay.
Nguyên lý hoạt động của máy : khi bật động cơ các rulo quay cùng chiều, khoảng cách tăng dần theo đường kính quả, quả táo có xu hướng di chuyển về phía trước nhưng do trọng lực và lực kéo từ trục phía trước nên quả táo di chuyển chậm, năng suất thấp. Do đó cần sử dụng cơ cấu tay gạt được kéo bằng bộ truyền xích đẩy quả táo về trước, sau đó quả rơi vào khay chứa.
- Ưu, nhược điểm.
vƯu điểm.
- Chi phí sản xuất thấp.
- Dễ vận hành, bảo trì, bảo dưỡng.
- Gọn nhẹ.
- Năng suất cao( có thể phân loại nhiều quả cùng lúc).
- Phù hợp với thị trường Việt Nam.
- Có thể ứng dụng máy phân loại nhiều loại nông sản khác nhau.
vNhược điểm.
- Tỉ lệ phân loại chính xác chưa cao so với phương pháp quét cảm biến và định lượng quả( do quả có biên dạng và màu sắc không đều).
III. TÍNH TOÁN CỦA MÁY.
PHẦN A: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
1.Chọn động cơ điện.
Vì chúng em chế tạo máy theo mô hình mới nên chọn động cơ biến tầng. Ưu điểm là có thể thay đổi số vòng quay của động cơ. Thông qua kiểm nghiệm để chọn ra tốc độ quay phù hợp.
Chọn động cơ có công suất N = 0,34 Kw, số vòng quay cho trước là n = 100 vòng/phút.
õCác thông số cho trước:
1. Chiều dài bang chuyền: 0,75m.
2. Năng suất đặt ra: 1200kg/h.
- Đường kính trục chuyền: D = 25mm.
- Lực tác dụng lên trục: 1000 N.
. Vận tốc băng tải:
V (m/phút).
. Số vòng quay của băng chuyền:
(vòng/phút)
ðLấy n = 100 (vòng/phút)
Trong đó:
V: vận tốc băng tải.
D: đường kính bang tải.
2. Công suất cần thiết:
N: công suất trên bang tải.
u: hiệu suất chung.
Trong đó: P: lực tác dụng lên bang tải.
V: vận tốc bang tải.
ð = 0,0375 (Kw).
- u = 7u12.7u22.u3
Với u1: Hiệu suất bộ truyền xích = 0,97.
u2: Hiệu suất ổ lăn = 0,95.
u3: Hiệu suất bộ truyền đai = 0,94.
u = (0,972 )7 .(0,952)7 .0,94 = 0,37
ð Nct = 0,1 (Kw) < 0,34 (Kw).
ðĐộng cơ đã chọn thõa yêu cầu.
ð
3. Phân phối tỉ số truyền:
i1 = 1
nđc : số vòng quay của động cơ.
nI : số vòng quay trục I.
i2 = 1
nII : số vòng quay trục II.
nI : số vòng quay trục I.
|
|
động cơ |
Trục I |
Trục II |
|
|
Tỉ số truyền |
1 |
1 |
||
|
n(v/p) |
100 |
100 |
100 |
|
|
N(kw) |
0.2 |
0.17 |
0.148 |
|
PHẦN B:TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY.
- Thiết kế bộ truyền đai.
Bộ truyền đai thường được dùng để truyền dẫn giữa các trục tương đối xa nhau và yêu cầu làm việc êm. Bộ truyền có kết cấu khá đơn giản và có thể giữ an toàn cho các chi tiết máy khác khi bị quá tải đột ngột. Tuy nhiên, vì có trượt giứa đai và bánh đai nên tỉ số truyền không ổn định.
Tùy theo hình dạng tiết diện có ba loại đai: đai dẹt, đai thang, đai tròn.
Bộ truyền đai có thể làm việc với công suất đến 1500 KW, nhưng thường dùng trong khoảng 0,3 – 500 KW. Tỉ số truyền của truyền động đai dẹt thường không quá 5, đối với bộ truyền có bánh căng i có thể đến 10, bộ truyền đai thang I không quá 10.
Ta có:
N = 0,34 Kw.
n1 = 100 (vòng/phút).
n2 = 100 (vòng/phút).
V = 0,01 (mm/s).
Vì vận tốc đai < 5 m/s nên ta chọn đai loại A.
Công suất N = 0,2
..................................................
.................< 1 Kw
Thông số của đai: 0
Kích thước tiết diện đai a.x.h = 8,5 x 6 (mm).
Diện tích tiết diện F = 47 mm2.
Xác định đường kính sơ bộ của đai:
Ta có tỉ số truyền bánh đai là iđ = 1.
Ta chọn D1 = D2 = 60 (mm).
Kiểm nghiệm vận tốc:
v =(m/s)
v < vmax ( 30 ÷ 35 ) (m/s)
Chọn sơ bộ khoảng cách trục A
VIII. KẾT LUẬN.
- Trong quá trình làm đồ án vừa qua , em được sự hướng dẫn tận tình của Thầy và các thầy trong khoa em đã tổng hợp được nhiều kiến thức hữu ích như là: là chi tiết máy, công nghệ chế tạo máy, máy cắt kim loại, nguyên lý cắt, dung sai, sức bền vật lệu,… Để vận dụng vào đồ án này.
- Trong quá trình thiết kế, chế tạo và sau khi vận hành thử nghiệm máy nhóm chúng em nhận thấy những ưu nhược điểm sau:
vƯu điểm:
- Cơ cấu đơn giản,dễ chế tạo.
- Có thể điều chỉnh tốc độ quay củ máy.
- Gía thành phù hợp với thị trường trong nước.
- Ít gây tiếng ồn.
- Không làm hỏng bề mặt quả.
- Dễ tháo lắp.
vNhược điểm của máy:
- Máy cồng kềnh.
- Tỉ lệ phân loại chính xác chưa cao.
- Không thể thay đổi khoảng cách các trục rulo.
