BÀI tập lớn QUÁ TRÌNH THIẾT kế kỹ THUẬT ME3213 đề tài THIẾT kế máy NHÀO kẹo

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ -  BÀI TẬP LỚN QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ KỸ THUẬT ME3213 Đề tài: THIẾT KẾ MÁY NHÀO KẸO GV giảng dạy: PGS.TS Trần Thiên Phúc Nhóm SV thực hiện: 05 – Trần Hình Mỹ Huyền 1911275 – Nguyễn Đình Duẩn 1912862 – Nguyễn Phong Huỳnh 1914622 – Nguyễn Văn Tú 1915819 – Đặng Thanh Hiếu 1933474 – Nguyễn Phước Hiên 1812152 – Hồ Trung Kiên 1812701 [Thành phố Hồ Chí Minh – ngày 25 tháng 05 năm 2022] MỤC LỤC Trang PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 1.1 Thành lập nhóm thiết kế Để phù hợp với công việc giao thuận tiện cho cơng việc thiết kế, nhóm chúng tơi tiến hành trắc nghiệm tính cách thành viên nhóm Sau vài nét tính cách đặc điểm thành viên nhóm:  Thành viên: TRẦN HÌNH MỸ HUYỀN Sở thích: Đọc sách, du lịch, hoạt động tập thể, chùa nấu ăn Tính cách: Có khả quản lý tổ chức Sống tình cảm, có lịng vị tha ln sẵn sàng giúp đỡ người Dễ lòng người đối diện, cẩn thận cách ứng xử với gia đình bạn bè Có tính mạnh mẽ, tâm nỗ lực Có khả hồn thành kế hoạch giải vấn đề lạ cách lạ hiệu  Thành viên: NGUYỄN ĐÌNH DUẨN Sở thích: Nghe nhạc, thể thao, vi tính,… Tính cách: Là người có nhịp sống sơi tin cậy Sống nghiêm túc chân thật, ln có kiên nhẫn tâm để hồn thành cơng việc Rất thực tế có ý chí mạnh mẽ Có khả sáng tạo nhiều ý tưởng sẵn sàng bày tỏ ý tưởng thân  Thành viên: NGUYỄN PHONG HUỲNH Sở thích: Hoạt động tập thể, thể thao, âm nhạc khoa học Tính cách: Có khả độc lập tự giải lấy vấn đề mình, sống nội tâm, đa sầu đa cảm Người chắn, tự tin, đáng tin cậy làm rõ mục tiêu Ln hành động theo kế hoạch, có trách nhiệm hành động  Thành viên: NGUYỄN VĂN TÚ Sở thích: Du lịch, âm nhạc, cà phê công nghệ thông tin BTL MÁY NHÀO KẸO – NHĨM 05 - Q TRINH THIẾT KẾ Tính cách: Thích thay đổi, thích đến nơi chưa đến gặp người bạn mới, lạc quan u đời Có tính tự lập cao, có khả hòa nhập tốt với người, biết cách thể thân, biết lắng nghe Có trực giác tốt ln hành động theo lí trí, có góc nhìn thực tế sống  Thành viên: ĐẶNG THANH HIẾU Sở thích: Game điện tử, đọc sách, bơi lội, nghe nhạc xem phim Tính cách: Sống nội tâm, thích quan sát Có trực giác tốt, nhạy cảm lại khơng để lộ cảm xúc thân Có khả độc lập tự giải vấn đề Có lối suy nghĩ thực tế có ý chí mạnh mẽ Ln cơng bằng, trực  Thành viên: NGUYỄN PHƯỚC HIÊN Sở thích: Du lịch, xem phim, cà phê, âm nhạc hoạt động tập thể Tính cách: Sống tình cảm, có khiếu hài hước, biết cách làm người đối diện vui vẻ thoải mái, dễ tính Là người chắn, tự tin hịa đồng, đáng tin cậy Ứng xử tinh tế khéo léo mối quan hệ từ gia đình bạn bè Xem xét vấn đề công thẳng thắn, nhanh nhạy  Thành viên: HỒ TRUNG KIÊN Sở thích: Thể thao, du lịch, âm nhạc, xe cộ công nghệ thông tin Tính cách: Là người có nhịp sống động nhiệt tình Biết cách lắng nghe chia sẻ cảm xúc thân Giàu trí tưởng tượng sẵn sàng nói ý tưởng thân Làm việc nhanh chóng, hiệu quả, ln có kiên nhẫn tâm để hồn thành cơng việc Có góc nhìn sống rộng, thực tế có nhiều trải nhiệm Để nhóm làm việc có hiệu thống cần có vai trị Sau xem xét kỹ tính cách người, khả cụ thể nhóm chúng tơi định phân cơng vai trị người sau: Người điều phối: TRẦN HÌNH MỸ HUYỀN Người lập kế hoạch: TRẦN HÌNH MỸ HUYỀN Người sáng tạo: HỒ TRUNG KIÊN BTL MÁY NHÀO KẸO – NHÓM 05 - QUÁ TRINH THIẾT KẾ 4 Người giám sát – đánh giá: ĐẶNG THANH HIẾU Người khám phá: NGUYỄN VĂN TÚ Người làm việc: NGUYỄN PHONG HUỲNH Người chăm sóc nhóm: NGUYỄN PHƯỚC HIÊN Người kết thúc cơng việc: NGUYỄN ĐÌNH DUẨN 1.2 Phát biểu toán thiết kế Kẹo sản phẩm thực phẩm ngọt, dạng viên, thỏi, dẻo có chứa thành phần đường ăn Các loại kẹo chứa đường bao gồm kẹo cứng, kẹo mềm, kẹo caramel, kẹo dẻo, kẹo bơ cứng loại kẹo khác mà chứa thành phần chủ yếu đường Về mặt thương mại, kẹo chứa đường thành nhiều nhóm tùy theo lượng đường cấu tạo chúng Nhu cầu kẹo không đáp ứng thị hiếu người dùng hương vị giải trí mà cịn có giá trị dinh dưỡng số mục đích khác cung cấp vitamin, kháng sinh, khoáng chất cần thiết cho thể Bề ngồi tính chất kẹo nhà sản xuất quan tâm họ sáng tạo nhiều loại kẹo dẻo đa dạng màu sắc tính chất Kèm theo đó, để sản xuất viên kẹo dẻo cần phải trải qua nhiều công đoạn vô kỹ lưỡng chặt chẽ Trong quy trình cơng nghệ sản xuất kẹo, có giống nhau, công đoạn đánh trộn nhào giai đoạn quan trọng quy trình Có thể nói cơng đoạn tạo chất lượng kẹo theo yêu cầu sản phầm Kẹo sau nấu bổ sung thêm kẹo bơ, sữa bột, nhân quả, hương liệu,… nhằm tăng giá trị dinh dưỡng cảm quan cho sản phẩm Để nguyên liệu sau bổ sung trộn đều, kẹo đạt chất lượng cao, cần phải trải qua công đoạn nhào kẹo Thông thường làm kẹo thủ công, thợ làm kẹo phải nhào kẹo tay, nhiên nấu đường nhào kẹo từ đường cịn nóng việc nhào kẹo tay khơng đảm bảo an tồn cho người thợ Khi nhà máy sản xuất kèo ngày sản xuất với số lượng hàng chục đơn vị lúc việc nhào kẹo tay suất khơng đủ đáp ứng Khi đó, người ta dùng đến máy nhào kẹo để hỗ trợ cho việc nhào kẹo trở nên dễ dàng nhanh chóng Người ta sử dựng đến máy nhào kẹo BTL MÁY NHÀO KẸO – NHÓM 05 - QUÁ TRINH THIẾT KẾ Trên thị trường nay, có nhiều loại máy nhào kẹo với thiết kế đa dạng Thực tế, tới công đoạn nhào trộn nguyên liệu, kẹo tương đối mềm, chín nh vậy, người ta áp dụng cấu tay quay trượt, hệ thống xy lanh khí nén, trục hình sao,…và cấu truyền động khác để nhào kẹo theo nhiều hướng Sau hội ý, tìm ý tưởng khảo sát nhu cầu, nhóm 05 chúng tơi bắt tay vào thiết kế chế tạo máy nhào kẹo BTL MÁY NHÀO KẸO – NHÓM 05 - QUÁ TRINH THIẾT KẾ KẾ HOẠCH THỰC HIỆN VÀ BIỂU ĐỒ THANH  Nhiệm vụ :Lập kế hoạch • Cơng việc : Xác định công việc phải thực hiện, nguồn nhân lực, đưa lịch trình thiết kế • Nhân lực : Huyền • Thời gian : 10 ngày  Nhiệm vụ : Xác định nhu cầu khách hàng • Công việc :Xác định nhu cầu khách hàng, thực thăm dị nhu cầu 10 tịa nhà có độ cao tầng nơi có sử dụng thang máy • Nhân lực : Hiên + Hiếu • Thời gian : 12 ngày  Nhiệm vụ 3: Xác định u cầu kỹ thuật • Cơng việc : Sử dụng phương pháp QFD nhà chất lượng để xác định yêu cầu khách hàng khả cạnh tranh sản phẩm thị trường • Nhân lực: Duẩn + Huỳnh • Thời gian : 10 ngày  Nhiệm vu 4: Đưa ý tưởng thiết kế • Cơng việc : Phân tích chức thành chức con, cốt lõi; tham khảo thiết kế liên quan, đưa ý tưởng cho chức tổng hợp thành ý tưởng chung cho sản phẩm thiết kế • Nhân lực : Cả nhóm • Thời gian : 13 ngày  Nhiệm vụ 5:Đánh giá ý tưởng, chọn phương án thiết kế • Công việc : sử dụng ma trân dinh để lựa chọn ý tưởng thiết kế • Nhân lực : Cả nhóm • Thời gian : ngày  Nhiệm vụ 6: Thiết kế cấu trúc sản phẩm BTL MÁY NHÀO KẸO – NHÓM 05 - QUÁ TRINH THIẾT KẾ • Cơng việc : Tính tốn thiết kế chi tiết phận, thiết kế hình dáng kết cấu chi tiết, xây dựng vẽ mơ hình hệ thống Thực tính tốn lý thuyết thông số máy nhào , kết cấu, khối lượng, kích thước theo u cầu • Nhận lực : Kiên + Tú • Thời gian: 22 ngày  Nhiệm vụ 7: Thiết kế chi tiết sản phẩm • Công việc: Nghiên cứu đưa giải thuật điều khiển cho hệ thống , Tất thành viên: Mơ mơ hình làm việc với số liệu tính tốn • Nhân lực: Kiên + Tú + Duẩn • Thời gian : 27 ngày  Nhiệm vụ 8: Đánh giá sản phẩm • Cơng việc : đánh giá khả làm việc, khả chế tạo sản phẩm thơng qua mơ hình hệ thống phận, đánh giá tiêu khác • Nhân lực : Hiếu (với ý kiến nhóm) • Thời gian : 10 ngày  Nhiệm vụ 9: Viết thuyết minh báo cáo • Cơng việc : viết báo kỹ thuật, thực báo cáo thuyết trình cho dự án • Nhân lực : Huyền + Kiên • Thời gian : ngày BTL MÁY NHÀO KẸO – NHÓM 05 - QUÁ TRINH THIẾT KẾ XÁC ĐỊNH NHU CẦU Bước 1: Xác định thông tin cần thiết  Đối tượng phải tiến hành thu thập thông tin: nhà cung cấp thiết bị, khách hàng trực tiếp sử dụng, nhà thiết kế…  Đối tượng khách hàng sử dụng máy nhào kẹo tự động  Các thông tin máy nhào kẹo như: mục đích sử dụng, tính năng, mức độ an toàn… Bước 2: Xác định phương pháp thu thập liệu dung Sử dụng phương pháp thăm dò khảo sát đối tượng :  Nhà cung cấp: hỏi người  Khách hàng trực tiếp sử dụng: hỏi 20 người  Nhà thiết kế : hỏi 10 người Bước 3: Xác định bảng câu hỏi cá nhân Cần đưa 10 câu hỏi phạm vi tập trung vào hệ thống thang máy , gồm nội dung sau:  Mục đích sử dụng  Tính  Mức độ an tồn Bước 4: Thiết kế câu hỏi 1) Nếu nhà máy bạn phải nhào kẹo bạn chọn phương án a Nhào tay b Nhào máy tự động c Nhào máy bán tự động 2) Theo bạn , khối lượng đường lần nhào máy : a Từ 1kg đến 50kg b Từ 50kg đến 100kg c Từ 100kg đến 150kg BTL MÁY NHÀO KẸO – NHÓM 05 - QUÁ TRINH THIẾT KẾ 3) Điều bạn hỏi máy nhào kẹo : a Năng suất cao b An toàn c Gọn nhẹ , dễ sử dụng 4) Theo bạn , yêu cầu bảo trì máy ? a Bảo trì hạn b Nhanh chóng dễ dàng c Chi phí bảo trì thấp 5) Bạn thấy có thật cần thiết lắp điều chỉnh tốc độ cho máy nhào kẹo khơng ? a Có cần thiết ta thay đổi tốc độ nhào kẹo tạo độ dẻo cho kẹo theo yêu cầu b Khơng cần thiết tốn thêm chi phí 6) Theo bạn , máy nhào kẹo có cần tính thẩm mỹ khơng a Khơng cần suất đủ b Có dễ thu hút gây thiện cảm với khách hàng 7) Bạn thấy thật cần thiết thiết kế thêm phận bảo vệ an toàn cho người sử dụng không ? a Rất cần thiết b Không cần thiết máy nhào kẹo khơng có nguy hiểm nhiều c Chỉ cần lắp thêm nút dừng khẩn cấp gặp cố 8) Có cần lắp thiết bị đo nhiệt để đo nhiệt độ đường khơng ? a Có cần thiết dễ dàng nhận biết kẹo đạt độ dẻo theo u cầu b Khơng tốn tiền c Khơng quan sát mắt thường cảm nhận sờ vào 9) Đối tượng sử dụng máy nhào kẹo a Nhà máy sản xuất bánh kẹo b Nhà máy chế biết hoa c Nhà máy sản xuất nước trái 10) Có cần thiết thiết kế thêm phận bánh lăn không? a Có dễ dàng di dời b Khơng máy đặt cố định di dời c Khơng khơng giữ độ vững cho máy d Chọn b c Bước 5: Sắp xếp câu hỏi  Câu hỏi cho khách hàng người sử dụng nhà cung cấp thiết bị • Về mục đích sử dụng 1) Nếu nhà máy bạn phải nhào kẹo bạn chọn phương án a Nhào tay BTL MÁY NHÀO KẸO – NHĨM 05 - Q TRINH THIẾT KẾ 10 Hình 7.19 Kích thước hình học động giảm tốc CVVM2-6140/5Y-SB-87 Hình 7.20 Thơng số kích thước hình học động giảm tốc Công suất trục Trục bánh dẫn: Trục bánh bị dẫn: BTL MÁY NHÀO KẸO – NHÓM 05 - QUÁ TRINH THIẾT KẾ 44 Momen xoắn trục Trục bánh dẫn: Trục bánh bị dẫn: Trục động cơ: 7.3.3 Tính tốn trục, tính chọn kiểm nghiệm ổ lăn 7.3.3.1 Tính tốn trục Trục bánh dẫn quay nhờ vào truyền momen từ động giảm tốc, đó, bánh dẫn gắn trực tiếp lên trục đầu động giảm tốc Vì vậy, tính cho trục bánh bị dẫn Chọn vật liệu chế tạo trục Vật liệu chế tạo trục thép C45, tơi cải thiện, có ứng suất xoắn cho phép , có ứng suất bền Chọn Xác định đường kính sơ Momen trục bánh bị dẫn là: Đường kính trục xác định theo cơng thức 10.9/188[1]: Đường kính trục bánh bị dẫn: Xác định điểm đặt lực, biểu đồ Momen tính xác đường kính trục đoạn trục BTL MÁY NHÀO KẸO – NHÓM 05 - QUÁ TRINH THIẾT KẾ 45 Trên trục bánh bị dẫn: Trục bánh bị dẫn chuyển động quay nhờ bánh dẫn truyền momen qua chốt dẫn, nhờ bánh bị dẫn xoay dẫn đến bàn xoay quay Từ đó, ta có biểu đồ momen sau: Hình 7.21 Biểu đồ Momen trục bánh bị dẫn 7.3.3.2 Tính tốn, chọn kiểm nghiệm ổ lăn Từ biểu đồ Momen, momen tương đương xác định theo công thức 10.15 – 10.16/194[1] sau: Đối với trục bánh bị dẫn: Từ đó, đường kính trục xác xác định theo cơng thức 10.17/194[1]: Trong đó: - ứng suất uốn cho phép vật liệu thép C45 Đường kính bánh bị dẫn: BTL MÁY NHÀO KẸO – NHÓM 05 - QUÁ TRINH THIẾT KẾ 46 Ta chọn: Tính tốn, chọn kiểm nghiệm ổ lăn Vì hệ thống có cặp ổ lăn, nên ta tính trục bị dẫn Số vòng quay trục bánh bị dẫn: , đường kính trục Theo cơng thức đó: 11.1/213 [1], khả tải động xác định: – tải trọng động quy ước, kN, – tuổi thọ tính triệu vịng quay, – bậc đường cong mỏi thử ổ lăn, ổ bi Chọn thời gian làm việc ổ năm thay lần, ngày làm việc ca, , làm việc , nên ta có thời gian làm việc là: Từ đó, theo cơng thức 11.2/213[1], ta có: Vì ổ lăn chịu lực dọc trục trọng lượng bàn quay khối kẹo, sử dụng ổ chặn, tải trọng động xác định theo công thức 11.5/214[1]: Với: - tải trọng dọc trục, - hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ, , – hệ số kể đến đặc tính tải trọng Từ đó, ta có: Ta chọn ổ phải thỏa điều kiện: BTL MÁY NHÀO KẸO – NHÓM 05 - QUÁ TRINH THIẾT KẾ 47 Dựa theo catalog ổ lăn hãng SKF, ta chọn ổ lăn chặn hướng có kí hiệu 51105, có thơng số kỹ thuật sau: Hình 7.22 Kích thước hình học ổ chặn hướng Hình 7.23 Các thơng số kỹ thuật ổ chặn 51105 BTL MÁY NHÀO KẸO – NHÓM 05 - QUÁ TRINH THIẾT KẾ 48 7.4 Thiết kế hệ thống điều khiển hệ thống xylanh khí nén bàn xoay relay 7.4.1 Sơ đồ mạch điều khiển Hình 7.24 Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống BTL MÁY NHÀO KẸO – NHÓM 05 - QUÁ TRINH THIẾT KẾ 49 7.4.2 Mạch động lực khởi động động điện Hình 7.25 Sơ đồ mạch động lực khởi động động điện – Động điện – Relay nhiệt bảo vệ tải – Khởi động từ – Cầu chì 7.5 Thiết kế chi tiết khác 7.5.1 Các đầu ép kẹp Chày ép nằm ngang BTL MÁY NHÀO KẸO – NHÓM 05 - QUÁ TRINH THIẾT KẾ 50 Hình 7.26 Chày ép kẹo nằm ngang (bên trái) L W R S T B 550 100 65 95 30 (mm) Bảng 7.3 Bảng kích thước chày ép kẹo nằm ngang (bên trái) Hình 7.27 Chày ép kẹo nằm ngang (bên phải) L H R h T B 550 100 65 10 95 30 (mm) BẢNG 7.4 BẢNG KÍCH THƯỚC CHÀY ÉP KẸO NẰM NGANG (BÊN PHẢI) Chày ép từ xuống BTL MÁY NHÀO KẸO – NHÓM 05 - QUÁ TRINH THIẾT KẾ 51 Hình 7.28 Chày ép kẹo từ xuống L H D h B 50 70 80 40 20 (mm) Bảng 7.5 Kích thước chày ép kẹo từ 7.5.2 Khung máy Khung đỡ xy lanh Khung đỡ xy lanh làm vật liệu: thép hộp (mm) Có kích thước hình 4.4 sau: 7.29 Kích thước khung đỡ xy lanh Khung bao máy BTL MÁY NHÀO KẸO – NHÓM 05 - QUÁ TRINH THIẾT KẾ 52 Vật liệu làm khung máy thép hộp (mm) Kích thước khung máy thể hình 4.5 Hình 7.30 Kích thước khung máy 7.5.3 Các chi tiết khác Bạc lót BTL MÁY NHÀO KẸO – NHĨM 05 - Q TRINH THIẾT KẾ 53 Hình 7.31 Kích thước bạc lót Cụm đỡ ổ lăn Hình 7.32 Kích thước cụm đỡ ổ lăn Nắp che cụm đỡ ổ lăn BTL MÁY NHÀO KẸO – NHÓM 05 - QUÁ TRINH THIẾT KẾ 54 Hình 7.33 Kích thước nắp che MÔ PHỎNG SẢN PHẨM 8.1 Sơ đồ hệ thống 8.2 Các vẽ cụm chi tiết 8.2.1 Các vẽ cụm chi tiết 2D 8.2.2 Các vẽ cụm chi tiết 3D 8.3 Mô tả hệ thống 8.3.1 Mô tả lắp ráp Cách thức lắp ráp Máy nhào kẹo từ thành phần mô tả file 8.3.2 Mô tả hoạt động Cách thức hoạt động máy mô tả file BTL MÁY NHÀO KẸO – NHÓM 05 - QUÁ TRINH THIẾT KẾ 55 ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM   Khả làm việc - Máy có khả hoạt động tốt, độ ổn định cao - Năng suất đảm bảo - Dễ vận hành - Đảm bảo yếu tố qui định an tồn nghiêm ngặt - Có tính thẩm mĩ Khả chế tạo - Thiết bị chế tạo không phức tạp, chi tiết lắp ráp tiêu chuẩn hóa, tìm thấy thị trường, việc chế tạo khả thi   Khả lắp ráp bảo trì - Kết cấu đơn giản - Q trình hoạt động khơng cần bảo trì q thường xuyên - Các chi tiết dễ dàng thay Khả bảo vệ môi trường, đảm bảo ATVSTP - Máy sử dụng hệ thống truyền động khí nén, thân thiệt mơi trường, khơng phát thải khí độc hại, an toàn với người vận hành, đảm bảo ATVSTP  Gía thành - Hiện thị trường giá bán phận cấu thành nên thiết bị không cao nên thiết bị sau chế tạo hồn chỉnh có giá phù hợp với khả người tiêu dùng BTL MÁY NHÀO KẸO – NHÓM 05 - QUÁ TRINH THIẾT KẾ 56 ... việc thiết kế ta thiết kế quay quanh chức chủ yếu máy nhào kẹo BTL MÁY NHÀO KẸO – NHÓM 05 - QUÁ TRINH THIẾT KẾ 23 Khi thiết kế ta tiến hành sau: Lựa chọn hình dáng máy Tính tốn thiết kế máy Máy nhào. .. cao Vậy phương án phù hợp cho trình thiết kế sản phẩm máy nhào kẹo THIẾT KẾ SẢN PHẨM Sau ta có ý tưởng thiết kế máy nhào kẹo, ta tiến hành thiết kế sản phẩm máy nhào kẹo với mục đích triển khai... dựng đến máy nhào kẹo BTL MÁY NHÀO KẸO – NHÓM 05 - QUÁ TRINH THIẾT KẾ Trên thị trường nay, có nhiều loại máy nhào kẹo với thiết kế đa dạng Thực tế, tới công đoạn nhào trộn nguyên liệu, kẹo tương