Máy rang hạt tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MÁY RANG HẠT TỰ ĐỘNG NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Ths NGHIÊM HOÀNG HẢI Sinh viên thực hiện MSSV Lớp Trần Thế Cường 1711020174 17DDCA1 Võ Quốc Duy 1711020177 17DDCA1 Trần Trung Tấn 1711020198 17DDCA1 Tp Hồ Chí Minh, tháng 9 năm 2021 ii LỜI CẢM ƠN Sau thời gian được học tập tại trường được sự hướng dẫn tận tình của quý Thầy Cô, chúng em đã tiếp thu được rất nhiều kiến thức nhằm một bước chuẩn bị c.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MÁY RANG HẠT TỰ ĐỘNG NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Ths NGHIÊM HOÀNG HẢI Sinh viên thực hiện: MSSV Lớp Trần Thế Cường 1711020174 17DDCA1 Võ Quốc Duy 1711020177 17DDCA1 Trần Trung Tấn 1711020198 17DDCA1 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2021 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập trường hướng dẫn tận tình q Thầy Cơ, chúng em tiếp thu nhiều kiến thức nhằm bước chuẩn bị cho hành trang cho tương lai Đặc biệt hướng dẫn bảo Thầy Ths Nghiêm Hồng Hải, nhóm em q trình làm Đồ án Tốt Nghiệp với tên đề tài “Máy rang hạt tự động” nhằm góp phần nhỏ vào ngành chế biến bảo quản loại hạt Trong q trình thiết kế tính tốn tất nhiên có nhiều thiếu sót thiếu kinh nghiệm thực tế Chúng em mong bảo q Thầy Cơ bạn góp ý kiến để đề tài nhóm tốt Chúng em xin chân thành cảm ơn! ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .vii DANH MỤC HÌNH ẢNH viii LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Các loại máy rang 1.2.1 Máy rang kiểu cổ điển 1.2.2 Máy rang kiểu Fluid – bed truyền khí nóng với tốc độ cao 1.2.3 Máy rang kiểu Recirculation tái sử dụng dòng nhiệt thu hồi 10 1.3 Các loại máy rang phổ biến Việt Nam 11 1.3.1 Máy rang JL 50 11 1.3.2 Máy rang đa R15 12 1.3.3 Máy rang cà phê Gas Rio 30 New Gas 13 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 14 2.1 Tìm hiểu vấn đề 14 2.1.1 Máy rang sử dụng gia nhiệt gas 14 2.1.2 Máy rang sử dụng gia nhiệt điện 15 iii 2.2 Ý tưởng thiết kế 16 2.3 Các phương án thiết kế 16 2.3.1 Gia nhiệt với chảo rang thường 16 2.3.2 Gia nhiệt theo nguyên lý tầng sôi 18 2.3.3 Gia nhiệt kiểu thùng quay 19 2.4 Lựa chọn phương án thiết kế 20 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ 22 3.1 Tính chọn động 22 3.2 Lựa chọn động 25 3.3 Tính chọn MCB 27 3.4 Tính chọn khởi động từ (Contactor) 28 3.5 Tính chọn rơ le nhiệt 30 3.6 Chọn rơ le thời gian 31 3.7 Chọn rơ le bán dẫn 33 3.8 Chọn đồng hồ nhiệt độ 35 3.9 Chọn cảm biến nhiệt độ 37 3.10 Chọn điện trở cánh tản nhiệt 37 3.11 Chọn nút nhấn 38 3.12 Chọn đèn báo tín hiệu 39 3.13 Chọn nút dừng khẩn cấp 40 3.14 Chọn rơ le trung gian 41 3.15 Chọn MCB cho khối gia nhiệt 42 iv 3.16 Chọn dây dẫn 43 3.17 Chọn vật liệu cho thiết bị 44 CHƯƠNG 4: SƠ ĐỒ MẠCH THIẾT KẾ 47 4.1 Mạch động lực, mạch điều khiển nguyên lý hoạt động 47 4.1.1 Mạch động lực mạch điều khiển 47 4.1.2 Nguyên lý hoạt động 48 4.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động mạch gia nhiệt 49 4.2.1 Sơ đồ mạch gia nhiệt 49 4.2.2 Nguyên lý hoạt động 50 4.3 Bản vẽ tổng qt mơ hình sản phẩm 50 CHƯƠNG 5: THI CÔNG MÔ PHỎNG 51 5.1 Giới thiệu phần mềm mô Solidworks 51 5.2 Thi công mô 51 5.2.1 Mô động cơ, puly dây curoa 51 5.2.2 Mô lồng rang 52 5.2.3 Mô quạt hút si lô lọc bụi 53 5.2.4 Mô bồn làm nguội nắp xả liệu 54 5.2.5 Mô MCB 55 5.2.6 Mô nút nhấn 56 5.2.7 Mô rơ le thời gian đồng hồ nhiệt độ 56 5.2.8 Mô nút dừng khẩn cấp 58 CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN 60 v 6.1 Kết thu 60 6.2 Kết luận 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Nghĩa từ Số thứ tự Từ viết tắt MCB AC VAC Volts Alternating Current IEC International Electrotechnical Commission DC Direct Current VDC Volts Direct Current SSR Solid State Relay PID Proportional Integral Derivative LED Light Emitting Diode 10 RH Relative Humidity 11 TCVN 12 EN European Standard 13 IP Ingress Protection Miniature Circuit Breaker Alternating Current Tiêu chuẩn Việt Nam vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Máy rang cà phê dạng lồng cầu Hình 1.2: Lồng trống lớp, lồng trống hai lớp Hình 1.3: Nguyên lý hoạt động máy rang cổ điển Hình 1.4: Nguyên lý máy rang kiểu Fluid – bed Hình 1.5: Nguyên lý máy rang kiểu Recirculation 10 Hình 1.6: Máy rang JL 50 11 Hình 1.7: Máy rang đa R15 12 Hình 1.8: Máy rang cà phê Gas Rio 30 New Gas 13 Hình 2.1: Máy rang sử dụng gia nhiệt gas 14 Hình 2.2: Máy rang sử dụng gia nhiệt điện 15 Hình 2.3: Rang theo phương pháp chảo rang 17 Hình 2.4: Rang theo phương pháp sử dụng khơng khí nóng 18 Hình 2.5: Rang theo phương pháp kiểu thùng quay 19 Hình 3.1: Động Mitsubishi mã SB – JRV 90L 25 Hình 3.2: Catalogue động Mitsubishi mã SB – JRV 90L 26 Hình 3.3: MCB 3P 6A 4,5KA 28 Hình 3.4: Contactor MC – 6a hãng LS 29 Hình 3.5: Rơ le nhiệt MT – 12 3P 1,6 - 2,5 (A) 30 Hình 3.6: Rơ le thời gian Hanyoung T48N – 30A 31 viii Hình 3.7: Sơ đồ chân rơ le thời gian 32 Hình 3.8: Giản đồ mơ tả hoạt động rơ le On – Delay Relay Timer 33 Hình 3.9: Rơ le bán dẫn SSR – 40 DA – 40A 34 Hình 3.10: Sơ đồ đấu nối rơ le chuyển mạch 35 Hình 3.11: Đồng hồ nhiệt độ REX – C100 35 Hình 3.12: Sơ đồ chân đấu nối thiết bị 36 Hình 3.13: Cảm biến nhiệt độ Pt100 37 Hình 3.14: Điện trở cánh tản nhiệt Ø8*U200 220V 300W 38 Hình 3.15: Nút nhấn hãng Schneider dịng XA2 39 Hình 3.16: Đèn báo tín hiệu Schneider 39 Hình 3.17: Nút dừng khẩn YW1B-V4E01R size 22mm 1NC 40 Hình 3.18: Rơ le trung gian MY2N AC24 41 Hình 3.19: Sơ đồ chân rơ le trung gian 42 Hình 3.20: MCB Schneider EZ9F34206 6A 4.5kA 2P 42 Hình 3.21: Dây cáp CADIVI 1,5 (mm2) 44 Hình 3.22: Inox 304 dạng dạng ống 45 Hình 3.23: Thép chữ V 46 Hình 4.1: Sơ đồ mạch động lực 47 Hình 4.2: Sơ đồ mạch điều khiển động chạy theo thời gian 48 Hình 4.3: Sơ đồ mạch gia nhiệt 49 Hình 4.4: Bản vẽ mơ hình máy rang hạt tự động 50 ix Hình 5.1: Hình ảnh mơ động puly 52 Hình 5.2: Hình ảnh mơ dây curoa 52 Hình 5.3: Hình ảnh mô lồng rang 53 Hình 5.4: Hình ảnh mơ quạt hút si lô 53 Hình 5.5: Hình ảnh mơ nắp xả liệu 54 Hình 5.6: Hình ảnh mơ bồn làm nguội 54 Hình 5.7: Hình ảnh mơ MCB 3P 6A 55 Hình 5.8: Hình ảnh mơ MCB 2P cho khối gia nhiệt 55 Hình 5.9: Hình ảnh mơ nút nhấn 56 Hình 5.10: Hình ảnh mô rơ le thời gian 57 Hình 5.11: Hình ảnh mô đồng hồ nhiệt độ 57 Hình 5.12: Hình ảnh mô nút dừng khẩn cấp 58 Hình 5.13: Hình ảnh mơ bảng điều khiển với tất thiết bị 58 Hình 5.14: Sản phẩm mơ hồn chỉnh 59 x thời gian bắt đầu đếm thời gian mà ta cài đặt Đồng thời đèn báo màu đỏ hoạt động cuộn hút rơ le trung gian (R) cấp nguồn, thay đổi trạng thái tiếp điểm thường đóng thành thường mở, thường mở thành thường đóng Vừa tiếp điểm trì (R13 – 14), vừa cách ly mạch tiếp điểm (R11 – 12) Khi ta nhấn ON (Thuận) ON (Ngược) khơng hoạt động hở mạch Khi rơ le thời gian (T2) đếm xong, tiếp điểm thường đóng (T2) chuyển sang thường hở, cuộn hút (R) trở trạng thái ban đầu Lúc ta khởi động lại động Mục đích rơ le thời gian với trạng thái nhấn OFF để động có đủ thời gian để dừng lại Vì động chạy thuận, cịn qn tính Khi động chưa dừng hẳn mà ta nhấn quay ngược liền có nguy bể hộp số động cơ, chi tiết khớp nối, puly, dây đai nhanh hao mịn, hỏng hóc, thời gian chi phí cho việc sửa chửa thay Trạng thái 4: Khi động gặp trục trặc (quá dòng), rơ le nhiệt hoạt động, thay đổi trạng thái tiếp điểm thường đóng (R95 - 96) thành thường mở (R97 - 98), cách ly nguồn điện bảo vệ cho động Đèn báo cố màu vàng hoạt động, thông báo cho ta biết cố để bảo trì khắc phục 4.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động mạch gia nhiệt 4.2.1 Sơ đồ mạch gia nhiệt Hình 4.3: Sơ đồ mạch gia nhiệt 49 4.2.2 Nguyên lý hoạt động Mở MCB bảo vệ khối gia nhiệt, lúc có dịng điện qua làm cho điện trở gia nhiệt hoạt động bắt đầu q trình tỏa nhiệt Đồng thời thơng qua rơ le bán dẫn để nối trực tiếp với đồng hồ nhiệt Cảm biến nhiệt độ nối với đồng hồ nhiệt có chức đo biến đổi nhiệt độ điện trở gây nhiệt tỏa hiển thị trực tiếp hình đồng hồ đo nhiệt Giúp ta biết xác nhiệt độ lồng rang 4.3 Bản vẽ tổng quát mơ hình sản phẩm Hình 4.4: Bản vẽ mơ hình máy rang hạt tự động 50 CHƯƠNG THI CƠNG MƠ PHỎNG 5.1 Giới thiệu phần mềm mơ Solidworks Solidworks phần mềm thiết kế 3D chạy hệ điều hành Windows có mặt từ năm 1995, tạo công ty Solidworks Dassault Systèmes, cơng ty thành viên tập đồn cơng nghệ hàng đầu giới Cho đến có nhiều bước phát triển vượt bậc tính năng, hiệu suất khả đáp ứng nhu cầu thiết kế 3D ngành kỹ thuật, cơng nghiệp Solidworks cịn phát triển ứng dụng rộng rãi ngành khác như: đường ống, kiến trúc, nội thất, xây dựng, nhờ tính thiết kế 3D mạnh mẽ danh mục giải pháp hỗ trợ đa dạng • Các tính Solidworks: − Thiết kế mơ hình 3D chi tiết − Thiết kế lắp ghép cụm lắp ghép − Xuất vẽ dễ dàng 5.2 Thi công mô 5.2.1 Mô động cơ, puly dây curoa Chức năng: Động có chức điều khiển tốc độ cho thiết bị, puly thiết bị lắp trực tiếp vào phần trục quay động Động quay làm puly quay theo, kết hợp với hệ thống dây curoa truyền lực làm cho lồng rang bắt đầu quay Ngoài việc tăng giảm kích thước puly cịn có tác dụng điều chỉnh tốc độ vịng quay puly 51 Hình 5.1: Hình ảnh mơ động puly Hình 5.2: Hình ảnh mơ dây curoa 5.2.2 Mơ lồng rang Chức năng: Lồng rang có hình dáng kiểu hình trụ trịn, làm inox có chức chứa hạt nơng sản rang 52 Trong lồng có cánh trộn có tác dụng đảo hạt, giúp hạt chín đẹp Hình 5.3: Hình ảnh mơ lồng rang 5.2.3 Mô quạt hút si lơ lọc bụi Chức năng: Quạt hút có nhiệm vụ quan trọng ngăn xảy tình trạng cháy xém rang nhiệt Theo quạt hút điều chỉnh lưu lượng gió nhằm tăng giảm nhiệt độ, đẩy tạp chất ngồi Cịn si lơ ống chứa vỏ tách rang, ống làm inox đồng thời ống phải thơng rộng để vỏ ngồi dễ dàng Hình 5.4: Hình ảnh mơ quạt hút si lô 53 5.2.4 Mô bồn làm nguội nắp xả liệu Chức năng: Sản phẩm sau rang xong đẩy ngồi thơng qua nắp xả liệu xuống bồn làm nguội Bồn làm nguội thiết kế chất liệu inox, có mặt sàng phẳng cánh gạt giúp làm nguội sản phẩm nhanh Hình 5.5: Hình ảnh mơ nắp xả liệu Hình 5.6: Hình ảnh mơ bồn làm nguội 54 5.2.5 Mô MCB Chức năng: Bảo vệ tải, bảo vệ ngắn mạch, đảm bảo an toàn cho người thiết bị điện Hình 5.7: Hình ảnh mơ MCB 3P 6A Hình 5.8: Hình ảnh mơ MCB 2P cho khối gia nhiệt 55 5.2.6 Mô nút nhấn Chức năng: Máy có nút nhấn xanh lá, xanh dương, đỏ Chức điều khiển động chạy thuận, động chạy ngược dừng động Hình 5.9: Hình ảnh mơ nút nhấn 5.2.7 Mơ rơ le thời gian đồng hồ nhiệt độ Chức năng: Rơ le thời gian có chức điều chỉnh thời gian rang Đồng hồ giúp hiển thị điều chỉnh nhiệt độ lồng rang Được nối với cảm biến nhiệt độ, dùng để đo biến đổi nhiệt độ lồng rang 56 Hình 5.10: Hình ảnh mơ rơ le thời gian Hình 5.11: Hình ảnh mơ đồng hồ nhiệt độ 57 5.2.8 Mơ nút dừng khẩn cấp Chức năng: Khi có cố, ta tác động (nhấn) tiếp điểm ngắt ra, ngắt cách ly nguồn điện Nút dừng sử dụng phải dừng hệ thống trường hợp khẩn cấp Hình 5.12: Hình ảnh mơ nút dừng khẩn cấp Hình 5.13: Hình ảnh mơ bảng điều khiển với tất thiết bị 58 Sau mô xong thiết bị cần thiết, ta bắt đầu ghép nối thiết bị dựa vẽ thiết kế để sản phẩm hoàn chỉnh Hình 5.14: Sản phẩm mơ hồn chỉnh 59 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN 6.1 Kết thu Trong trình làm chúng em học hỏi thêm nhiều kiến thức kinh nghiệm làm việc nhóm Bên cạnh phần mềm Proteus, Solidworks giúp ích nhiều việc tính tốn thiết kế mơ Giúp tụi em nắm vững lại kiến thức học để vẽ mạch mơ cho đề tài Sau q trình nghiên cứu tìm hiểu hệ thống máy rang hạt tự động chúng em thấy tầm quan trọng Đồng thời, giúp chúng em biết cấu tạo nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm Điều cần thiết với kỹ sư tương lai tốt nghiệp trường 6.2 Kết luận Sau khoảng thời gian chúng em làm đồ án, tạo mạch phần mềm thi cơng mơ chúng em hồn thành đề tài thời hạn đạt mục tiêu mà tụi em hướng tới như: - Đã tự nghiên cứu, vẽ mạch động lực mạch điều khiển hệ thống máy rang hạt tự động - Hoàn thành mơ máy rang hạt ứng dụng vào thực tế - Đạt nhiều kiến thức kỹ thực tiễn thơng qua q trình làm đề tài - Có thể chỉnh sửa thơng số, số liệu biết mạch để tạo mạch làm mạch hoạt động bình thường 60 ❖ Hướng phát triển đề tài: Qua đạt mơ hình cịn số điểm cần khắc phục để mơ hình máy rang hồn thiện hơn: - Máy rang phải làm việc liên tục hiệu suất cao - Quá trình tự động hóa chưa cao cịn phụ thuộc vào tay nghề thợ - Sự gia tăng nhiệt độ trục ổ bi làm tăng ma sát, làm giảm tuổi thọ ổ bi - Cần giảm kích thước máy vãn giữ nguyên suất để nhỏ gọn hơn, dễ dàng chăm sóc bảo quản 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tăng Minh Đức - Lịch sử máy rang cà phê Probat công nghệ rang xay Việt Nam http://mayrang.net/goc-cafe/lich-su-may-rang-ca-phe-probat-va-cong-nghe-rangxay-tai-viet-nam-471.html - 16/09/2016 [2] Ths Nguyễn Quý – Truyền động điện – Tài liệu lưu hành Hutech [3] https://minhmotor.com/san-pham/motor-mitsubishi-0-75kw-1hp.html [4] Ths Nguyễn Quý – Khí cụ điện – Tài liệu lưu hành Hutech – Ấn 2017 [5] https://hoplongtech.com/products/ez9f34306 [6] https://www.diencongnghiep.org/contactor-ls-6a-coil-220v-mc-6a/ [7] https://dtech.vn/ro-le-nhiet-mt-12-1-6-2-5a-ls-p-613.htm [8] http://dika.com.vn/detail/role-thoi-gian-t48n30a-897/ [9] http://thietbidienquangsang.vn/role-ban-dan-fotek-ssr-40da-h-pid1020 [10] https://thietbidonhiet.com/san-pham/bo-dieu-khien-nhiet-do-rex-c100/ [11] https://donghocambien.com/pt100.html [12] http://tanthanhtech.com/vat-tu-lap-dat-du-an/dien-tro-say-canh-tan-nhiet-uon-chuu.html [13] https://codienhaiau.com/product/nut-nhan-nha-schneider-xa2ea31/ [14] https://trungtamthietbidiencongnghiep.vn/thiet-bi-dien/thiet-bi-dien-schneider/nutnhan-den-bao-schneider/den-bao-pha-schneider.html [15] https://hoplongtech.com/products/yw1b-v4e01r 62 [16] https://vnecco.com/ro-le-my2n-gs-ac24-omron-moi-nhat [17] https://codienhaiau.com/product/mcb-schneider-ez9f34206/ [18] Ths Nguyễn Quý – Hệ thống cung cấp điện – Tài liệu lưu hành Hutech – Ấn 2015 [19] https://thietbidientt.com/day-dien-cadivi-2x1-5-mm2.html [20] https://inoxhungthinh.vn/inox-304/ [21] https://thephinh24h.com/san_pham/thep-hinh-chu-v/ 63 ... để rang nhiều loại hạt khác như: hạt điều, hạt dẻ, hạt hướng dương Cho đến nhà rang cà phê Việt Nam sử dụng loại máy rang Hình 1.1: Máy rang cà phê dạng lồng cầu [1] Máy rang có chức trộn hạt. .. máy rang thiết bị để sản xuất thiếu toàn giới Các loại hạt rang chủ yếu bao gồm: lạc, hạt dẻ, hạt điều, cà phê… Những máy rang giới đời vào năm 1870, gồm hai dạng máy rang dạng trống (drum) máy. .. nhiều loại hạt khác như: Hạt điều, hạt dẻ, hạt hướng dương hay cà phê 11 1.3.2 Máy rang đa R15 Hình 1.7: Máy rang đa R15 Máy rang đa R15 sản phẩm Cơng Ty Bình Qn, sử theo nguyên lý rang truyền