Đồ án khoa cơ điện, điện tử, đại học lạc hồng (11)

ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ - BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Đề tài: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO ỨNG DỤNG THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG GỌT VỎ VÀ THÁI LÁT CHUỐI BƠM NGUYỄN MINH TRÍ HỒ TRẦN THIỆN TRUNG NGUYỄN VĂN THÀNH BÙI PHAN THIỆN ĐỨC Đồng nai, 06/2022 ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ - BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Đề tài: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO ỨNG DỤNG THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG GỌT VỎ VÀ THÁI LÁT CHUỐI CHIÊN Chuyên ngành: Cơ Điện Tử NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS PHẠM VĂN TOẢN Đồng nai, 06/2022 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc tình cảm chân thành cho phép tơi gửi lời cảm ơn chân thành tới: Trường Đại học Lạc Hồng, khoa Cơ điện-Điện tử giảng viên tận tình dạy tạo điều kiện giúp đỡ tơi q trình học tập, nghiên cứu hồn thành đề tài nghiên cứu khoa học Đặc biệt xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Phạm Văn Toản người hướng dẫn người ln tận tình hướng dẫn, bảo, giúp đỡ động viên tơi suốt q trình nghiên cứu hoàn thành đề tài nghiên cứu Cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp ln khích lệ, động viên giúp đỡ tơi q trình học tập nghiên cứu khoa học Mặc dù cố gắng nhiều, luận không tránh khỏi thiếu sót, tơi mong nhận thơng cảm, dẫn, giúp đỡ đóng góp ý kiến nhà khoa học, quý thầy cô, cán quản lý bạn đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn! Đồng Nai, tháng năm 2022 Sinh viên thực BÙI PHAN THIỆN ĐỨC NGUYỄN VĂN THÀNH NGUYỄN MINH TRÍ HỒ TRẦN THIỆN TRUNG LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tôi, số liệu, kết nêu đồ án tốt nghiệp trung thực xác Tơi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực đồ án tốt nghiệp xin phép, tất thơng tin trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn góc Sinh viên thực BÙI PHAN THIỆN ĐỨC NGUYỄN VĂN THÀNH NGUYỄN MINH TRÍ HỒ TRẦN THIỆN TRUNG MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, LUẬN GIẢI VỀ MỤC TIÊU VÀ NHỮNG NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề .1 1.2 Tổng quan .1 1.2.1 Tình hình trồng chế biến chuối tỉnh Đồng Nai 1.2.2 Thực trạng cơng nghệ thái lát bóc vỏ củ ngồi nước .4 1.2.3 Tình hình nghiên cứu nước .6 1.2.4 Thảo luận CHƯƠNG 2: NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN 2.1 Khái quát trình thuyết kế .9 2.2 Nội dung nghiên cứu 10 2.3 Phương pháp nghiên cứu .10 2.3.1 Cách tiếp cận 10 2.3.2 Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng 10 CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU CƠ SỞ THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH GỌT VỎ CHUỐI .12 3.1 Vật liệu nghiên cứu sở lí thuyết 12 3.1.1 Vật liệu nghiên cứu .12 3.1.2 Tính chất vật lí chuối: 13 3.2 Xác định nguyên lý cấu tạo nguyên lý làm việc .14 3.2.1 u cầu kỹ thuật mơ hình .14 3.2.2 Nguyên lý cấu tạo mơ hình .14 3.3 Tổng quan mơ hình gọt vỏ chuối 15 3.3.1 Tổng quan .15 3.3.2 Thiết kế mơ hình 17 3.3.2.1 Băng chuyền 17 3.3.2.2 Cụm cấu dao gọt 18 3.3.2.3 Bộ dao 20 3.3.2.4 Lưỡi dao 21 3.3.2.5 Chi tiết lò xo 22 3.3.2.6 Cách bố trí 23 3.3.2.7 Bộ lăn cụm cấu lò xo đẩy 27 3.3.2.8 Bộ truyền động xích 32 3.4 Tổng quan mô hình thái lát chuối 35 3.4.1 Tổng quan .35 3.4.2 Tính tốn thiết kế khí 35 3.4.2.1 Khung máy .36 3.4.2.2 Băng chuyền 36 3.4.2.3 Cơ cấu thái lát 37 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 39 4.1 Kết đạt 39 4.2 Tính tính sáng tạo 39 4.3 Khả áp dụng .39 4.4 Hiệu kinh tế 40 4.5 Hiệu kỹ thuật 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………….41 MỤC LỤC HÌNH ẢNH CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, LUẬN GIẢI VỀ MỤC TIÊU VÀ NHỮNG NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ T Hình1.1: Biểu đồ biểu diễn diện tích đất trồng chuối tăng qua năm tỉnh Đồng Nai (nguồn: Cục Thống kê tỉnh Đồng Nai) Hình1.2: Quy trình chế biến bảo quản chuối chiên Hình1.3: Cơng đoạn gọt vỏ thái lát sở rau củ Cường Hoa .3 Hình1.4: Máy bóc khoai tây, cà rốt Hình1.5: Máy bóc vỏ sắn Hình1.6: Máy thái rau củ đa Hình1.7: Máy thái táo mèo, chuối hột Hình1.8: Dây chuyền chế biến chuối chiên Gelgoo Hình1.9: Dây chuyền chế biến chuối, cà rốt, khoai tây Longer Food Machinery .5 CHƯƠNG 2: NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN Y Hình2.1: Sơ đồ quy trình thiết kế CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU CƠ SỞ THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH GỌT VỎ CHUỐI Hình 3.1: Chuối bơm……………………………………………………………………… 12 Hình 3.2: Sinh viên đo thực tế……………………………………………………………13 Hình 3.3: Tổng thể mơ hình gọt vỏ chuối dạng 3D……………………………………15 Hình 3.4: Năm cụm cấu máy…………………………………………… 16 Hình 3.5: Băng tải 17 Hình 3.6: Cơ cấu dao cắt sử dụng lực đàn hồi lò xo 18 Hình 3.7: Cơ cấu dao cắt sử dụng cấu khí nén để cố định 18 Hình 3.8: Bộ dao 20 Hình 3.9: Lưỡi dao……………………………………………………………………… 21 Hình 3.10: Lị xo kết nối với dao…………………………………………………… 22 Hình 3.11: Cách bố trí dao……………………………………………………………….23 Hình 3.12: Lưỡi dao góc 90…………………………………………………………….23 Hình 3.13: Lưỡi dao góc 60…………………………………………………………….24 Hình 3.14: Lưỡi dao góc 30…………………………………………………………….24 Hình 3.15: Lưỡi dao góc 180………………………………………………………… 25 Hình 3.16: Lưỡi dao góc 150 .25 Hình 3.17: Lưỡi dao góc 120 .24 Hình 3.18: Nhựa MC 27 Hình 3.19: Hình ảnh tổng quan lăn 27 Hình 3.20: Khoảng cách từ tâm lăn 28 Hình 3.21: Đường kính đỉnh lăn .28 Hình 3.22: Con lăn chủ động .29 Hình 3.23: Con lăn bị động 29 Hình 3.24: Cấu tạo lăn chủ động 29 Hình 3.25: Cấu tạo lăn bị động .29 Hình 3.26: Hình ảnh tổng quan cụm cấu lị xo 30 Hình 3.27: Gối đỡ 30 Hình 3.28: Lị xo điều chỉnh đường kính chuối 31 Hình 3.29: Gối đỡ 31 Hình 3.30: Trục dẫn hướng 32 Hình 3.31: Tổng quan truyền động xích 32 Hình 3.32: Bộ truyền động xích 33 Hình 3.33: Xích 06b-1 33 Hình 3.34: Thơng số xích 06B-1 34 Hình 3.35: Cách bố trí 34 Hình 3.36: Mơ hình thái lát chuối vẽ Solidwork 35 Hình 3.37: Khung mơ hình thái lát chuối .36 Hình 3.38: Băng chuyền .36 Hình 3.39: Cơ cấu thái lát 37 Hình 3.40: Tấm gạt 37 Hình 3.41: Bộ dao thái lát 38 Cụm cấu lò xo Hình 3.26: Hình ảnh tổng quan cụm cấu lị xo (1) Con lăn bị động, (2) Gối đỡ 1, (3) Lò xo, ( 4) Gối đỡ 2, (5) Trục - Nguyên lý hoạt động: Với đường kính từ đỉnh hai lăn 30mm,khi biên dạng chuối lớn đường kính cố định qua lăn bị động di chuyển lên để điều chỉnh phù hợp với biên dạng chuối đồng thời với tác dụng nén lò xo lên lăn giữ cho chuối khơng bị rơi ngồi đưa lăn bị động vị trí ban đầu sau hết biên dạng chuối Hình 3.27: Gối đỡ 30 - Gối đỡ 1: Được gắn trực tiếp với trục lăn bị động với nhiệm vụ di chuyển lên, xuống theo biên dạng chuối với tác động lị xo Hình 3.28: Lị xo điều chỉnh đường kính chuối - Lị xo: Được cố định gối đỡ với nhiệm vụ đẩy gối đỡ vị trí ban đầu sau di chuyển theo biên dạng chuối Hình 3.29: Gối đỡ - Gối đỡ 2: Được cố định với nhiệm vụ tạo điểm tựa cho lò xo định hướng cho trục ldi chuyển 31 Hình 3.30: Trục dẫn hướng - Trục: Được gắn trực tiếp với gối đỡ định hướng di chuyển theo phương dọc gối đỡ 3.3.2.8 Bộ truyền động xích Hình 3.31: Tổng quan truyền động xích - Với cách xếp vị trí lăn cần có linh hoạt truyền động sử dụng mơ hình truyền động xích - Truyền động xích phương thức truyền cơng suất học từ nơi đến nơi khác Truyền động bằng xích sử dụng rộng rãi phương tiện xe đạp xe máy, để truyền lực đến bánh xe Nó sử dụng nhiều loại máy 32 - Cấu tạo truyền động xích gồm phận: (1)đĩa bị dẫn, (2)xích, (3)đĩa dẫn Hình 3.32: Bộ truyền động xích Xích 06B-1 Hình 3.33: Xích 06b-1 33 Hình 3.34: Thơng số xích 06B-1 Hình 3.35: Cách bố trí - Cách bố trí: Xích bố trí theo kiểu zigzag có nhiệm vụ truyền tải công suất từ đĩa dẫn gắn trực tiếp với động tới đĩa bị dẫn gắn trực tiếp với lăn chủ động giúp cho lăn chủ động chuyển động quay tròn tạo lực ma sát lực đẩy đưa chuối phía trước 34 3.4 Tổng quan mơ hình thái lát chuối 3.4.1 Tổng quan Hình 3.36: Mơ hình thái lát chuối vẽ Solidwork (1) Băng chuyền, (2) Cơ cấu thái lát, (3) Khung mơ hình Nhiệm vụ cấu - Băng chuyền: Dùng để vận chuyển chuối sau gọt vỏ vào mô hình thái lát - Cơ cấu thái lát chuối: Vận chuyển chuối từ đầu buồng mơ hình đến dao Đẩy trái chuối qua lưỡi dao tạo thành lát chuối mỏng - Khung mơ hình: Nâng đỡ cấu thái lát Nguyên lý hoạt động mơ hình 3.4.2 Thiết kế mơ hình thái lát Mơ hình thiết kế linh hoạt thái lát chuối theo hướng bất kì, có phương nằm ngang Băng chuyền vận chuyển chuối gọt vỏ đến cấu thái lát Khi chuối đưa vào, gạt chuyển động tịnh tiến theo chiều chuyển động truyền xích đẩy chuối tới lưỡi dao cố định tạo thành lát chuối với chiều dày 5mm, sau lát chuối tiếp tục đẩy rơi vào dụng cụ đựng bố trí sẵn 35 3.4.2.1 Khung mơ hình Khung mơ hình làm từ thép thép hộp Khung mơ hình có thiết kế vững chắc, dễ dàng tháo lắp sữa chữa Hình 3.37: Khung mơ hình thái lát chuối 3.4.2.2 Băng chuyền Với nhiệm vụ đưa chuối xử lý tới mơ hình để tiến hành thái lát Băng chuyền thiết kế có chiều dài 700mm, chiều rộng 187mm vận chuyển chuối từ đến 10 Hình 3.38: Băng chuyền - Cấu tạo băng chuyền: Bộ truyền động xích, trục lăn, khung đỡ - Loại băng chuyền sử dụng băng chuyền PVC 36 3.4.2.3 Cơ cấu thái lát Với yêu cầu sản xuất chuối sấy thực tế, cấu thái lát chuối thiết kế với lát cắt dọc Hình 3.39: Cơ cấu thái lát Đây phận cốt lõi mơ hình có thiết kế gồm phần: - Bộ phận thái lát: Gồm gạt lưỡi dao + Tấm gạt thiết kế với đường kính rảnh 2mm bố trí đan xen với lưỡi dao Khi chuối đẩy qua dao đuọc bố trí cố định xuyên qua rảnh tạo thành lát chuối có độ dày 5mm Hình 3.40: Tấm gạt 37 + Những lưỡi dao xếp chồng lên có khoảng cách lưỡi dao 5mm Hình 3.41: Bộ dao thái lát 38 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 4.1 Kết đạt - Xác định tính chất vật lý chuối bao gồm: khối lượng riêng, nhiệt dung riêng, hệ số dẫn nhiệt, khối lượng, nhiệt độ sấy cho phép, độ ẩm chuối trước sấy, độ ẩm chuối sau sấy - Xác định thơng số hình học chuối bơm bao gồm: chiều dài, đường kính, lực cắt, độ dày vỏ chuối - Thiết kế cấu gọt vỏ thái lát - Chế tạo mơ hình thực nghiệm cho công đoạn gọt vỏ thái lát 4.2 Tính tính sáng tạo - Đề tài hồn thành xây dựng thiết bị, quy trình cơng nghệ gọt vỏ thái lát chuối bơm, giúp người nông dân nâng cáo chất lượng, tăng xuất giảm giá thành sản phẩm - Sản phẩm đề tài tăng cương khả làm chủ khoa học công nghệ, phục vụ tốt cho nông dân chủ động sản xuất, khắc phục tính mùa vụ, giảm lệ thuộc vào thời tiết, khí hậu, đáp ứng nhu cầu thị trường chất lượng nông sản - Trên sở thực nghiệm phân tích số liệu xác định chế độ làm việc phù hợp cho thiết bị sgọt vỏ thái lát chuối 4.3 Khả áp dụng - Sản phẩm đề tài thiết bị gọt vỏ thái lát chuối với mục tiêu làm chủ công nghệ chế tạo máy, hệ thống máy ứng dụng phù hợp với tình hình sản xuất thực tế sở chế biến chuối, bên cạnh máy thiết kế tự động hóa hồn tồn, có suất gấp lần thủ cơng, tỉ lệ gọt sót gọt vỏ nhỏ (5%), tỉ lệ đồng cắt lát chuối cao Với phân tích với đặc tính kỹ thuật hệ thống máy nêu sản phẩm đề tài hồn tồn ứng dụng vào thực tế sản xuất sở chế biến chuối nhằm nâng cao suất, chất lượng sản phẩm từ giảm giá thành sản phẩm tăng khả cạnh tranh thị trường Ngồi ra, việc chứng minh tính hiệu ứng dụng hệ thống máy vào sản 39 xuất thực tế với sản phẩm đề tài tập vẽ, quy trình chế tạo máy cách chi tiết, đầy đủ tạo điều kiện cho sở khí tỉnh làm chủ cơng nghệ sản xuất thương mại hóa sản phẩm máy móc thị trường nước 4.4 Hiệu kinh tế - Kết đề tài khẳng định Việt Nam làm chủ cơng nghệ tự động hóa chế biến sản phẩm từ chuối - Phát triển việc trồng chế biến chuối nói riêng sản phẩm nơng nghiệp nói chung phù hợp với chủ trương phát triển kinh tế phủ - Tạo công ăn, việc làm cho nông dân, nông thôn Việt Nam 4.5 Hiệu kỹ thuật - Đề tài thực góp phần phục vụ cho ngành cơng nghiệp chế biến, bảo quản nông sản thực phẩm, đặc biệt lĩnh vực chế biến chuối Việt Nam - Làm tiền đề cho việc ứng dụng tự động hóa vào viêc chế biền sản phẩm nơng sản quy mô vừa nhỏ để phát triển kinh tế nước nhà 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Văn Hữu Thịnh, Nguyễn Tiến Dũng, Thiết kế chế tạo máy bóc vỏ cà rốt, Hội nghị Tồn quốc Máy Cơ cấu Tp Hồ Chí Minh, 2015 [2] Nguyen Hay, Vu Ke Hoach, Nguyen Van Nghia, Design, fabrication and experiment of a carrot peeling machine, Faculty of Engineering and Technology, Nong Lam University, 2013 [3] R.S Khurmi and J.K Gupta, A text book of Machine Design, Eyrasia Publishing House Ram Nagar, New Dehil, 2004, pp 1096 [4] O.A Saheed, Design and construction of rotary plantain slicer, An unpublished B.Tech Thesis, Department of Food Engineering, Nigeria, 2001 [5] Trần Thị Thu Hiền (2012), Đồ án môn học thiết kế hệ thống sấy chuối bằng hầm sấy, Trường Đại học Lạc Hồng [6] Tawakalitu Bola Onifade, Design and Fabrication of a Three-Hopper Plantain Slicing Machine, American Scientific Research Journal for Engineering, Technology, and Sciences (ASRJETS), 2016 [7] Ezugwu, Osueke, Onokwa, Design and fabrication of a motorized/ power operated plantain slicer for optimum chips production, International Journal of Mechanical Engineering and Technology (IJMET), 2019 [8] Shivdarshan Sherugar, Design and fabrication of low cost banana peeling machine, National Conference of State Legislatures [and] the Council of State Governments, 2018 [9] S.P Sonawane, G.P Sharma, A.C Pandya, Design and development of power operated banana slicer for small scale food processing industries, Res Agr Eng., 57: 144–152, 2011 41 [10] Egbeocha, C.C, Asoegwu, S.N*and Okereke, N.A.A, A Review on Performance of Cassava Peeling Machines in Nigeria, Futo Journal Series (FUTOJNLS), 2016 [11] Adeshina Fadeyibi and Olusola Faith Ajao, Design and Performance Evaluation of a Multi-Tuber Peeling Machine, AgriEng Engineering, 2020 [12] Aton Yulianto, Sigit Purwanto, Superman and Novi Kuswardani, The Experimental Study of Cassava Peeler Machine with Flexible Blades and Rollers, 2020 [13] D.A Adetan, L.O Adekoya and O.B Aluko, Theory of a mechanical method of peeling cassava tubers with knives, International Agrophysics, 2006 [14] A.F Adegoke, M.O Oke, K.O Oriola, and L.O Sanni, Design, construction, and performance evaluation of an innovative cassava peeling machine, Food Chain, 9:2, 107–131, 2020 [15] Tawanda Mushiri, Dennis M Mupatsi, Charles Mbohwa, Design of an Automated Carrot Peeling Machine, Proceedings of the 2017 International Conference on Industrial Engineering and Operations Management (IEOM) Bristol, 2017 [16] V.P Talodhikar, Prof V.S Gorantiwar, Prof L.P Dhole, Mechanization & Development of potato peeling machine: A Review, International Journal of Engineering and Innovative Technology (IJEIT), 2017 [17] R.S Khurmi and J.K Gupta, A text book of Machine Design, Eyrasia Publishing House Ram Nagar, New Dehil, 2004, pp 1096 [18] O.A Saheed, Design and construction of rotary plantain slicer, An unpublished B.Tech Thesis, Department of Food Engineering, Nigeria, 2001 42 ...ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ - BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Đề tài: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO ỨNG DỤNG THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG GỌT VỎ VÀ THÁI LÁT CHUỐI CHIÊN Chuyên ngành: Cơ Điện Tử... HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS PHẠM VĂN TOẢN Đồng nai, 06/2022 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc tình cảm chân thành cho phép gửi lời cảm ơn chân thành tới: Trường Đại học Lạc Hồng, khoa Cơ điện- Điện tử... vỏ thái lát chuối Nhóm tìm hiểu qua đồ án mơn học q trình thiết bị - thiết kế hệ thống sấy chuối bằng hầm sấy, ngành công nghệ sinh học, trường Đại học Lạc Hồng xác định số tính chất vật lí chuối