HD4 nguyễn anh tú nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy ép dầu lạc, đậu nành mini

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ MÁY ÉP DẦU LẠC, ĐẬU NÀNH MINI Giáo viên hướng dẫn : TS Nguyễn Anh Tú Sinh viên thực : Ngô Việt Anh 2018603696 Phùng Văn Bắc 2018603915 Hà Nội-2022 i ii iii i LỜI NĨI ĐẦU Trong số cơng nghệ sản xuất chế biến thực phẩm cơng nghệ sản xuất dầu thực vật công nghệ nghiên cứu ứng dụng thành công vào thực tiễn sống Nhu cầu hàm lượng chất béo quan trọng cần thiết thể người mà dầu thực vật nguồn cung cấp chất béo chủ yếu cho thể qua phần ăn ngày Ngoài mặt giá trị mặt dinh dưỡng dầu thực vật nguyên liệu chế biến thức ăn làm tăng hương vị giá trị cảm quan ăn Chính vậy, nhóm chúng em chọn đề tài nghiên cứu, thiết kế chế tạo “Máy ép dầu lạc, đậu nành mini” với mục tiêu tạo giọt dầu nguyên chất, đảm bảo vệ sinh an toàn sức khỏe cho người dùng Máy thích hợp dùng cho hộ gia đình, giúp bà nội trợ yên tâm chế biến ăn cho gia đình với giọt dầu chất lượng Cuối cùng, lần em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý thầy cô Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội dạy cho em nhiều kiến thức bổ ích, đặc biệt nhiệt tình hướng dẫn em hoàn thành đề tài Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Ngô Việt Anh Phùng Văn Bắc ii MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i MỤC LỤC ii DANH MỤC HÌNH ẢNH iv DANH MỤC BẢNG BIỂU vi BẢNG KÍ HIỆU TỐN HỌC vii CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP DẦU LẠC, ĐẬU NÀNH 1.1 Tổng quan thiết bị ép 1.1.1 Giới thiệu chung nguyên liệu 1.1.2 Giới thiệu tổng quan máy ép 1.1.3 Một số loại cấu ép 1.2 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu .14 1.3 Phương pháp nghiên cứu 14 CHƯƠNG CƠ SỞ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ÉP DẦU 16 2.1 Cấu tạo, nguyên lí hoạt động cấu ép 16 2.1.1 Nguyên lý hoạt động 16 2.1.2 Cấu tạo cấu ép trục vít 17 2.2 Xây dựng mơ hình tốn học hệ truyền động cho cấu ép .17 2.3 Các phận chính máy .23 2.3.1 Bộ phận cấp nguyên liệu 23 2.3.2 Bộ phận ép 24 2.3.3 Động 25 2.3.4 Bộ phận làm nóng 27 2.3.5 Bộ nguồn 29 2.3.6 Bộ điều khiển 31 2.3.7 Bộ phận hiển thị 33 iii 2.3.8 Cảm biến đo nhiệt 35 CHƯƠNG TÍNH TỐN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY ÉP 21 3.1 Thiết kế tổng thể hệ thống .21 3.1.1 Quy trình cơng nghệ ép dầu 21 3.1.2 Sơ đồ khối cho hệ thống 22 3.2 Tính tốn, thiết kế hệ thống khí 37 3.2.1 Tính tốn thơng số trục ép [6] 37 3.2.2 Tính toán thông số lựa chọn động điện [6] 37 3.2.3 Tính toán sức bền trục vít ép [8] 39 3.2.4 Thiết kế phận khí 42 3.3 Thiết kế hệ thống điều khiển 44 3.4 Chế tạo, lắp ráp đánh giá hệ thống 45 3.4.1 Chế tạo 45 3.4.2 Lắp ráp 48 3.4.3 Đánh giá hệ thống 48 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 50 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC 52 iv DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Củ lạc hạt lạc Hình 1.2 Máy ép dầu công công suất lớn .5 Hình 1.3 Máy ép dầu lạc công nghiệp [2] .6 Hình 1.4 Máy ép lạc dầu thủ cơng Hình 1.5 Máy ép dầu lạc gia đình [3] .8 Hình 1.6 Sơ đồ thiết bị ép thuỷ lực .10 Hình 1.7 Cấu tạo hệ thống ép trục 11 Hình 1.8 Cơ cấu ép dùng khí nén 12 Hình 1.9 Máy ép trục vít .13 Hình 2.1 Cơ cấu ép trục vít máy ép dầu .16 Hình 2.2 Cấu tạo cấu ép trục vít [4] 17 Hình 2.3 Sơ đồ hệ truyền động khí 17 Hình 2.4 Hình ảnh phễu 24 Hình 2.5 Hình ảnh trục vít buồng ép .25 Hình 2.6 Cấu tạo động điện chiều [3] 26 Hình 2.7 Hình ảnh chuyển đổi điện áp [5] 29 Hình 2.8 Cấu tọa chuyển đổi điện áp 30 Hình 2.9 Arduino Uno R3 [2] .31 Hình 2.10 LCD 1602 33 Hình 2.11 LCD 1602 xanh dương 5V 35 Hình 2.12 Điện trở nhiệt NTC 100K 36 Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống .22 Hình 3.2 Động gắn hộp giảm tốc GW63100 39 Hình 3.3 Biểu đồ momen xoắn trục vít ép 40 Hình 3.4 Trục vít ép 42 Hình 3.5 Hình ảnh buồng ép .43 Hình 3.6 Thiết kế phận nối buồng ép thân máy 43 Hình 3.7 Thiết kế vỏ máy .44 Hình 3.8 Sơ đồ dây mạch điện máy 44 Hình 3.9 Mơ mạch điều khiển Altium design 45 v Hình 3.10 Trục vít 45 Hình 3.11 Buồng ép 46 Hình 3.12 Thiết bị gia nhiệt 46 Hình 3.13 Bộ điều khiển .47 Hình 3.14 Mơ hình máy ép dầu lạc sau lắp ráp 48 Hình 3.15 Thử nghiệm thực tế 49 Hình 3.16 Dầu lạc sau ép xong .49 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Lựa chọn giải pháp cho phận cấp nguyên liệu 23 Bảng 2.2 Lựa chọn giải pháp cho phận ép 24 Bảng 2.3 Lựa chọn giải pháp cho động 25 Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật điều khiển Arduino Uno R3 31 Bảng 3.1 Thông số kĩ thuật động điện chiều .39 Bảng 3.2 Kết thử nghiệm .48 45 Khối vi điều khiển: điều khiển toàn hệ thống; Khối hiển thị: dùng LCD 1602 để hiển thị nhiệt độ phận nhiệt trạng thái động Hình 3.18 Mô phỏng mạch điều khiển Altium design 3.4 Chế tạo, lắp ráp và đánh giá hệ thớng 3.4.1 Chế tạo 3.4.1.1 Trục vít Hình 3.19 Trục vít Chất liệu: Thép 304 Chế tạo phương pháp tiện CNC 46 3.4.1.2 Buồng ép Hình 3.20 Buồng ép Chất liệu: Inox 304; Chế tạo phương pháp tiện kết hợp phay CNC 3.4.1.3 Bộ phận gia nhiệt Hình 3.21 Thiết bị gia nhiệt Điện áp 220V-AC; Chế tạo phương pháp đúc; Chất liệu : Nhôm 47 3.4.1.4 Mạch vi điều khiển hiển thị Hình 3.22 Bộ điều khiển Các linh kiện bao gồm: Màn hình LCD 1602 Relay điện từ Vi điều khiển Arduino Cầu diode 8A Mạch nguồn giảm áp LM2596 Các chân nối với thiết bị nguồn bên 48 3.4.2 Lắp ráp Hình 3.23 Mơ hình máy ép dầu lạc sau lắp ráp 3.4.3 Đánh giá hệ thống 3.4.3.1 Thử nghiệm Bảng 3.6 Kết thử nghiệm Lần chạy thử Thời gian ép kg lạc (phút) Lượng dầu (ml) 18 250 20 280 20 300 49 Hình 3.24 Thử nghiệm thực tế Hình 3.25 Dầu lạc sau ép xong 50 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ X́T Kết ḷn  Hồn thành chế tạo mơ hình máy ép dầu lạc với suất 4kg/h;  Mô hình dễ dàng sử dụng cho người;  Kiểu dáng nhỏ gọn với thông số: 360x350x280 mm;  Mơ hình hoạt động ổn định;  Khi vận hành, phận ép có tiếng ồn;  Tính thẩm mỹ chưa cao; Đề xuất hướng phát triển đề tài  Nghiên cứu phát triển cấu kiểm tra chất lượng sản phẩm đầu ra;  Điều khiển động theo mức tốc độ, điều khiển nhiệt độ phận nhiệt;  Tự động đảo chiều động ngắt nguồn điện, cảnh báo có cố tắc hay tải động 51 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] “cokhiviendong,” [Trực tuyến] Available: cokhiviendong.com [2] “Tự học Arduino,” [Trực tuyến] Available: http://arduino.vn/reference/howto [3] “thuviencokhi,” [Trực tuyến] Available: thuviencokhi.com [4] “ValveMen,” [Trực tuyến] Available: https://valve.vn/goc-chuyen-gia/thiet-bi-thucpham cac-may-ep.html [5] “mayepdaulac,” [Trực tuyến] Available: https://mayepdaulac.com [6] “Cơ sở lý thuyết chế tạo máy ép,” [Trực tuyến] Available: https://drive.google.com/file/d/10K8ZwzT2-xeNDID4MLUH2OXAH9HIL4n/view?fbclid=IwAR3g85BCdFnCJaRhQR7e2RQt7eWn5VA1r92XiXGP1JOVBTgbZrJ9L8nK0g [7] A Xokolov, Cơ sở thiết kế máy sản phẩm thực phẩm, Hà Nội: Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 1976 [8] Giáo trình sức bền vật liệu, Hà Nội: Trường đại học Công nghiệp Hà Nội, 2019 [9] Công nghệ chế tạo máy, Nhà xuất KH-KT Hà Nội, 2010 [10] Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, Đại học quốc gia TP HCM, 2013 52 PHỤ LỤC Code: #include #include LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); int ThermistorPin = A0; int Vo; float R1 = 10000; float logR2, R2, T, Tc, Tf; int Ts = 100; float c1 = 1.009249522e-03, c2 = 2.378405444e-04, c3 = 2.019202697e-07; int Bt1 = 13; int Bt2 = 12; int Bt3 = 11; int Motor_of = 4; int Motor_tp = 5; int Ra_nhiet = 7; int TTDC = 0; int TTDCL = 0; void setup() { 52 53 lcd.begin(); Serial.begin(9600); lcd.backlight(); pinMode(Bt1, INPUT); pinMode(Bt2, INPUT); pinMode(Bt3, INPUT); pinMode(Motor_of, OUTPUT); pinMode(Motor_tp, OUTPUT); pinMode(Ra_nhiet, OUTPUT); digitalWrite(Motor_of,LOW); digitalWrite(Ra_nhiet,LOW); } void loop() { Vo = analogRead(ThermistorPin); R2 = R1 * (1023.0 / (float)Vo - 1.0); logR2 = log(R2); T = (1.0 / (c1 + c2*logR2 + c3*logR2*logR2*logR2)); Tc = T - 273.15; Tf = (Tc * 9.0)/ 5.0 + 32.0; Serial.print(Tc); Serial.println(" C"); 53 54 lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Nhiet Do: "); lcd.setCursor(10,0); lcd.print(Tc); lcd.setCursor(15,0); lcd.print("C"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Trang Thai:"); int SBT1 = digitalRead(Bt1); if (SBT1 == LOW) { if(TTDC == 1) { TTDC = 0; } else { TTDC = 1; } } int SBT2 = digitalRead(Bt2); if (SBT2 == LOW) 54 55 { TTDCL = 0; } int SBT3 = digitalRead(Bt3); if (SBT3 == LOW) { TTDCL = 1; } if( TTDC == ) { lcd.setCursor(12,1); lcd.print("OFF "); digitalWrite(Motor_of,LOW); digitalWrite(Ra_nhiet,LOW); } else { if( Tc