NGHIÊN cứu, THIẾT kế máy cạo mủ CAO SU

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRẦN ĐẠI NGHĨA NGUYỄN NGỌC KHÁNH HÒA KHÓA : 2017 - 2021 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÁY CẠO MỦ CAO SU NĂM 2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRẦN ĐẠI NGHĨA NGUYỄN NGỌC KHÁNH HỊA KHĨA : 2017 - 2021 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH : CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY MÃ SỐ : 75.102.01 NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÁY CẠO MỦ CAO SU Cán hướng dẫn: TS Lê Công Danh NĂM 2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TĐN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA KTCS PHÊ DUYỆT Ngày tháng năm 2021 CHỦ NHIỆM KHOA NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ThS Nguyễn Thanh Tồn Họ tên: Nguyễn Ngọc Khánh Hịa Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật khí Lớp: 17DDS0704117 Khóa: 2017 - 2021 Mã ngành: 75.102.01 Tên đồ án: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÁY CẠO MỦ CAO SU Nội dung thuyết minh: Số lượng, nội dung vẽ: Cán hướng dẫn: TS Lê Công Danh; Bộ mơn: Nhiệt điện; Khoa: KTCS Ngày giao:……/……/2021 Ngày hồn thành: … /…./2021 TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2021 Chủ nhiệm môn Cán hướng dẫn ThS Huỳnh Đức Thuận TS Lê Công Danh Sinh viên thực Đã hồn thành nộp khóa luận tốt nghiệp ngày … tháng … năm 2021 Nguyễn Ngọc Khánh Hòa ~i~ LỜI CÁM ƠN Trong thời gian làm khóa luận tốt nghiệp, em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình từ phía thầy bạn bè Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Lê Công Danh, giảng viên Bộ môn Nhiệt Điện, khoa KTCS tận tình hướng dẫn, bảo, giúp đỡ em suốt q trình thực khóa luận Dù cho q trình thực có nhiều khó khăn tình hình dịch bệnh phức tạp, thầy ln quan tâm giúp đỡ em để hồn thiện khóa luận, lần em xin chân thành cảm ơn thầy Đến nay, khóa luận tốt nghiệp hồn thành tiến độ đảm bảo nội dung yêu cầu Xong, q trình thực khóa luận khơng thể tránh khỏi thiếu sót kinh nghiệm cịn hạn hẹp nên mong nhận đóng góp ý kiến thầy khoa để khóa luận ngày hoàn thiện ~ ii ~ MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN i MỤC LỤC ii LỜI MỞ ĐẦU viii CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn nghiên cứu đề tài 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu: 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu: 1.4.2 Nhiệm vụ đề tài phạm vi nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG : TỔNG QUAN QUY TRÌNH KHAI THÁC, U CẦU KỸ THUẬT, CƠNG NGHỆ VÀ GIẢI PHÁP CẢI TIẾN QUÁ TRÌNH CẠO MỦ CAO SU 2.1 Phân tích tổng quan thu hoạch cao su 2.1.1 Thời gian kiến thiết tiêu chuẩn thu hoạch 2.1.2 Tiêu chuẩn loại vườn cao su cạo mủ 2.1.3 Tổng quan chế độ cạo mủ 2.2 Thiết kế mở miệng cạo theo quy trình truyền thống 2.2.1 Trang bị vật tư cho cạo 2.2.2 Thiết kế miệng cạo 2.2.3 Mở miệng cạo 15 2.3 Các yêu cầu kỹ thuật việc thu hoạch mủ 19 2.3.1 Thời vụ cạo mủ 19 ~ iii ~ 2.3.2 Độ sâu cạo mủ 19 2.3.3 Mức độ hao dăm, hao vỏ cạo – Đánh dấu hao dăm 19 2.3.4 Tiêu chuẩn đường cạo 19 2.3.5 Công việc trước sau cạo mủ 19 2.4 Giới thiệu số công nghệ giải pháp cải tiến trình cạo mủ cao su 20 2.4.1 Các giải pháp cải tiến kỹ thuật nước 20 2.4.2 Các giải pháp cải tiến kỹ thuật nước 22 2.4.3 Đánh giá phân tích hiệu giải pháp 25 2.5 Lựa chọn phương án thiết kế đề tài 26 Kết luận 28 CHƯƠNG : PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY CẠO MỦ CAO SU 29 3.1 Các phương án thiết kế kết cấu khung máy 29 3.1.1 Phương án 29 3.1.2 Phương án 30 3.1.3 Phương án thiết kế thứ 30 3.2 Phân tích phương án kế khung máy 31 3.3 Các phương án thiết kế hệ thống dẫn động khung máy 31 3.3.1 Phương án thiết kế 31 3.3.2 Phương án thiết kế 32 3.4 Phân tích phương án thiết kế thệ thống dẫn động khung máy 32 3.5 Các phương án thiết kế hệ thống cắt máy (thiết kế bàn dao) 32 3.5.1 Phương án thiết kế 32 3.5.2 Phương án thiết kế 33 3.6 Phân tích phương án thiết kế hệ thống cắt máy 33 ~ iv ~ 3.7 Tổng hợp lựa chọn đề để phương án thiết kế máy thơng số thiết kế máy 33 3.7.1 Phương án thiết kế máy 33 3.7.2 Thông số thiết kế máy 34 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CƠ KHÍ 35 4.1 Mô tả chuyển động máy thông số đầu vào cần thiết kế 35 4.1.1 Mô tả ý tưởng chuyển động máy 35 4.1.2 Thông số đầu vào đề 41 4.2 Tính toán lựa chọn động 42 4.2.1 Sơ lược vị trí bố trí động 42 4.2.2 Tính tốn, lựa chọn động theo trục X 45 4.2.3 Tính tốn, lựa chọn động theo trục Y 47 4.2.4 Tính tốn, lựa chọn động theo trục Z 51 4.3 Tính tốn phần học 55 4.3.1 Vị trí bối trí vít me 55 4.3.1.1 Tính tốn trục vít me theo trục y 56 4.3.1.2 Tính tốn trục vít me theo trục z 59 4.3.2 Tính tốn thiết kế bánh côn 62 4.3.3 Tính tốn, thiết kế cụm cấu cử chạy dao 65 4.3.4 Tính tốn, thiết kế cụm cấu khung dao 69 4.3.5 Tính toán, thiết kế cụm cấu khung nâng bàn dao 73 4.3.6 Tính tốn, thiết kế cụm cấu bàn dao 75 4.3.7 Tính tốn, thiết kế cụm cấu khung 78 Kết luận chung 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 ~v~ ~ viii ~ LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, cách mạng công nghiệp 4.0 ứng dụng ngày rộng rãi tất lĩnh vực, ngành nghề, nông nghiệp ngành có bước chuyển mạnh mẽ theo xu hướng với hỗ trợ mạnh mẽ chế phủ nhận thức xã hội ngành kinh tế nhiều tiềm phát triển Trong nông nghiệp bắt đầu xuất vài thuật ngữ “Nông nghiệp thông minh”, “Canh tác số hóa” dựa đời thiết bị thông minh nông nghiệp cách sử dụng hệ thống cảm biến, điều khiển tự động cơng nghệ nhằm giúp máy móc tính tốn mơ theo hoạt động người Ngành khai thác cạo mủ cao su Việt Nam tất nhiên khơng nằm ngồi phát triển tất yếu xã hội muốn trì giữ vững vị trí ngành kinh tế chủ lực xã hội Việc ứng dụng giới hóa, tự động hóa nhu cầu cấp thiết, xuất phát từ khía cạnh sau Thứ nhất, việc cạo mủ cao su máy móc tự động hóa đảm bảo tuân thủ tiêu chí kỹ thuật đường cạo bao gồm vng tiền vng hậu, khơng vượt tuyến, gợn sóng; đảm bảo độ sâu cạo mủ, không cạo phạm; đảm bảo mức độ hao dăm cho phép Thứ hai, việc ứng dụng máy móc cạo mủ cao su giúp giảm thiểu sức lao động người, giúp tăng suất lao động, đồng thời rút ngắn thời gian đào tạo nhân công Xuất phát từ yêu cầu vừa đặt trên, đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo mơ hình máy cạo mủ cao su bán tự động” đặt trước tiên nhằm hoàn thiện khảo sát nhu cầu sử dụng hạn chế tồn máy cạo mủ cao su phục vụ cho việc ngành khai thác chế biến mủ cao su nước ta Dựa sở quy trình khai thác mủ cao su truyền thống giúp đưa phương án để thiết kế chế tạo máy cạo mủ cao su bán tự động phục vụ cho việc khai thác sản xuất cao su lấy mủ khu vườn thử nghiệm, sở khuôn viên sản xuất có quy mơ vừa nhỏ, làm tiền đề cho ứng dụng cho nông trường cao su 4.0 sau 68 Hình 4.25 Cử miệng cạo thiết kế Hình 4.26 Khung cử miệng cạo thiết kế 3D 69 4.3.4 Thiết kế cụm cấu khung dao 10 Hình 4.27 Cụm cấu khung dao thiết kế 70 Cụm cấu di chuyển khung dao (Hình 4.27) gồm 10 chi tiết (Bảng 4.8): Hình 4.28 Hình thiết kế vòng bi trượt khung dao Dựa vào thông sô thiết kế trụ khung dao với đường kính trục trụ ø15±0,05 tra Bảng 4.7 Ta lựa chọn thông số thiết kế ổ bi với id=15, OD=32, T=9 Bảng 4.7 Bảng tra vòng bi 71 Bảng 4.8 Danh sách chi tiết cụm khung dao Tên chi tiết Thanh trụ Vòng bi Tấm hổ trợ trượt bên Tấm hổ trợ gá động bên Khung gắn lăn trượt Hình mẫu Số lượng STT 1 72 10 Con lăn Khung gắn động bánh Động Con lăn trượt hổ trợ nâng đở dẫn hướng Khung gá lăn 1 2 73 4.3.5 Thiết kế cụm cấu khung nâng bàn dao Hình 4.29 Khung nâng bàn dao thiết kế 74 Bảng 4.9 Danh sách chi tiết khung nâng bàn dao STT Tên chi tiết Tấm nâng hạ bàn dao Tấm cố định gá động Hình mẫu Số lượng 1 Động Đai ốc vít me Đai ốc vít me Trục vít me 75 Giá gắn trượt Con trượt Trụ đỡ bàn dao 4.3.6 Thiết kế cụm cấu bàn dao Hình 4.30 Bàn dao thiết kế 76 Phân tích giả thuyết cách hoạt động cấu Khi motor bàn dao di chuyển dao chạm vào thân lực F=2N nhận lại 𝐹đℎ =3N làm cho độ dài ∆l=20mm lúc làm cơng tắc hành trình nhấn => động motor bàn dao ngừng tiến vào chạm vào thân (Hình 4.31) Lúc cấu hoạt động dựa vào lực đàn hồi lò xo để di chuyển qua bề mặt lồi lõm dung sai định (20mm) Sau động chuyển khung di chuyển hết hành trình chạy lúc motor bàn dao di chuyển ngược lại rút dao vị trí ban đầu Thơng số bàn dao: Cho lực tác dụng chạm vào thân là: F=3N => 𝐹đℎ =3N Hình 4.31 Phân tích lực -𝑙0 = 35𝑚𝑚, Δ𝑙 = 15 𝑚𝑚 => 𝑙 = 20𝑚𝑚 𝐹đℎ =>tính tốn độ cứng lị xo k= = = 0.2 (N/mm) Δ𝑙 15 -Thơng số lị xo thiết kế: Với: D=5mm, d=1mm, 𝐥𝟎 = 𝟑𝟓𝒎𝒎, Số vòng xoắn n=10 Bảng 4.10 Danh sách chi tiết bàn dao STT Tên chi tiết Tấm nên bàn dao Hình mẫu Số lượng 77 Khối định vị góc dao Khối then chặn Lo xo Khối trượt Bàn dao Lưỡi dao Trục vít me Động Servor ES08MAII Khung gá đặt động 78 4.3.7 Thiết kế cụm cấu khung máy Hình 4.32 Khung thiết kế 79 Bảng 4.11 Danh sách chi tiết khung máy Số lượng Vật liệu Cử chạy dao C45 Khung ngàm C45 Khung ngàm C45 Khung Trụ C45 Tay gá kẹp C45 Ngàm gá kẹp C45 STT Tên Hình mẫu 80 Ngàm hổ trợ gá C45 Khối hỗ trợ đồ gá C45 Khóa gá kẹp C45 81 Kết luận chung Qua kết nghiên cứu thiết kế nhóm rút kết luận chung sau + Tìm hiểu tổng hợp cách thức thu hoạch, khai thác cao su truyền thống từ làm móng xây dựng ý tưởng thiết kế máy + Cải tiến thêm khả cắt máy so với số máy thiết kế trước + Biết nhu cầu cần cải tiến nâng cao suất thu hoạch người lao động doanh nghiệp + Máy chế tạo góp phần nâng cao suất thu hoạch, giảm thiểu sức người Đồ án dừng lại việc tính tốn, thiết kế cấu truyền động máy xác định cơng suất cấu chấp hành sử dụng Tuy nhiên, máy gồm có nhiều chi tiết, cụm chi tiết nên việc tính tốn, đảm bảo cho chi tiết hoạt động định với cần phải thực việc mơ phỏng, tính tốn độ bền khung, chế tạo lắp ráp để chạy thử hiệu chỉnh để có máy hồn chỉnh Do thời gian thực đồ án khả hạn chế, việc thực nội dung chế tạo, lắp ráp vận hành thử nghiệm 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí (tập 1), NXB Giáo Dục, Hà Nội, 2006 [2] Nguyễn Hải Dương, Dương Quang Mạnh, Nguyễn Khoa Sang, Nghiên cứu chế tạo máy cạo mủ cao su tự động, NXB Tạp chí Nghiên cứu Khoa học Cơng nghệ quân (JMST), Số 67, xuất tháng 06, năm 2020 [3] Nguyễn Ngọc Đào, Trần Thế San, Hồ Viết Bình, Chế độ cắt gia cơng khí, NXB Đà Nẵng, 2002 [4] Trần Văn Địch, Công nghệ chế tạo máy, NXB Khoa học kỹ thuật, 2003 [5] Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy tập 1, NXB giáo dục [6] Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy tập 2, NXB giáo dục [7] Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh [8] Nguyễn Đắc Lộc, Sổ tay CNCTM, tập 1, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2007 [9] Nguyễn Đắc Lộc , Sổ tay CNCTM tập 2, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2007 [10] Nguyễn Đắc Lộc, Sổ tay CNCTM tập 3, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2007 [11] Viện Nghiên cứu Cao su Việt Nam, Quy trình kỹ thuật cao su, NXB tập đồn cơng nghiệp cao su Việt Nam, TP.HCM tháng 11, năm 2012 [12] Ball screw catalouge, PMI, link Ball screws - PMI - PDF Catalogs | Technical Documentation | Brochure (directindustry.com) [13] http://202.62.95.70:8080/jspui/bitstream/12356789/9534/1/1NH14ME109.pdf [14] https://www.orientalmotor.com/ ... Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy cạo mủ cao su 1.4.2 Nhiệm vụ đề tài phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu, thiết kế mơ hình máy cạo mủ cao su cần phải đạt mục tiêu sau: - Nghiên cứu tổng quan quy trình cạo. .. biến mủ cao su nước ta Dựa sở quy trình khai thác mủ cao su truyền thống giúp đưa phương án để thiết kế chế tạo máy cạo mủ cao su bán tự động phục vụ cho việc khai thác sản xuất cao su lấy mủ khu... khai thác cao su Việt Nam với mức giá hợp lý 1.3 Mục tiêu nghiên cứu Đề tài nhằm mục đích nghiên cứu thiết kế chế tạo máy cạo mủ cao su bán tự động, thay đổi số thiết kế so với số dòng máy nghiên