(TIỂU LUẬN) đồ án CHUYÊN NGÀNH đề tài THIẾT kế máy NHÀO kẹo

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ -ooo - ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Đề tài: THIẾT KẾ MÁY NHÀO KẸO Giáo viên hướng dẫn PHẠM HUY HOÀNG Sinh viên thực Nguyễn Ngọc Lâm Nguyễn Trung Kính Hồ Trung Kiên MSSV 1812771 181 1812701 Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng năm 2022     MỤC LỤC ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .2 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ KẸO VÀ MÁY NHÀO KẸO .6 I Tổng quan kẹo II Một số quy trình cơng nghệ sản xuất kẹo 2.1 Quy trình cơng nghệ sản xuất kẹo mềm 2.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất kẹo cứng có nhân 2.3 Quy trình cơng nghệ sản xuất kẹo mềm Marshmallow III Máy nhào kẹo 10 3.1 Máy nhào kẹo Large Mild Steel DK-45 Rotary 10 3.2 Máy nhào kẹo KN80 11 3.3 Máy nhào kẹo HTL-TR600 hãng HAITEL 12 Chương 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY NHÀO KẸO 14 I Phân tích cấu trúc máy nhào kẹo .14 II Sơ đồ nguyên lý làm việc cấu ép kẹp máy nhào kẹo 14 2.1 Sử dụng ba xy lanh khí nén 14 2.2 Sử dụng cấu tay quay trượt .15 2.3 Dùng trục nhào hình .16 2.4 Sử dụng bốn xy lanh thủy lực .17 2.5 So sánh lựa chọn phương án thiết kế .18 III Sơ đồ dẫn động bàn xoay máy nhào kẹo 19 Chương 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY NHÀO KẸO 21 MỤC LỤC I ĐỒ ÁN CHUN NGÀNH Tính tốn hệ thống xy lanh khí nén 21 1.1 Thiết kế mạch điều khiển khí nén .21 1.2 Cấu tạo mạch điều khiển xy lanh khí nén .22 1.3 Tính tốn lựa chọn xy lanh khí nén 26 1.4 Tính lưu lượng cần thiết cấp cho hệ thống 29 II Tính tốn hệ thống truyền động bàn xoay 30 2.1 Giới thiệu cấu Man: 30 2.2 Tính tốn hình học cấu Man 31 2.3 Tính tốn động học cấu Man 35 2.4 Tính tốn động lực học cấu Man: 37 2.5 Tính tốn lựa chọn động giảm tốc 40 III Tính tốn trục, tính chọn kiểm nghiệm ổ lăn .42 3.1 Tính toán trục .42 3.2 Tính tốn, chọn kiểm nghiệm ổ lăn 45 Chương 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG XY LANH KHÍ NÉN VÀ BÀN XOAY BẰNG RELAY .48 I Tổng quan Relay 48 1.1 Khái niệm Relay 48 1.2 Phân loại Relay 49 II Thiết kế mạch relay điều khiển hệ thống xy lanh khí nén 52 2.1 Các tín hiệu điều khiển .52 2.2 Mạch relay điều khiển 53 Chương 5: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT KHÁC 56 I Các đầu ép kẹo 56 MỤC LỤC ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1.1 Chày ép nằm ngang 56 1.2 Chày ép từ xuống 57 II Khung máy 57 2.1 Khung đỡ xy lanh .57 2.2 Khung bao máy 58 III Các chi tiết khác .59 3.1 Bạc lót 59 3.2 Cụm đỡ ổ lăn 60 3.3 Nắp che cụm đỡ ổ lăn 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 LỜI KẾT THÚC 63 LỜI NÓI ĐẦU ĐỒ ÁN CHUN NGÀNH LỜI NĨI ĐẦU GVHD: PHẠM HUY HỒNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Các sản phẩm kẹo .6 Hình 1.2 Một số nguyên liệu làm kẹo Hình 1.3 Sơ đồ sản xuất kẹo mềm Hình 1.4 Sơ đồ dây chuyền sản xuất kẹo có nhân Hình 1.5 Sơ đồ sản xuất kẹo Marshmallow Hình 1.6 Máy nhào kẹo Large Mild Steel DK-45 Rotary 10 Hình 1.7 Máy nhào kẹo KN80 11 Hình 1.8 Máy nhào kẹo HTL-TR600 12 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý sử dụng xy lanh khí nén 14 Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý sử dụng cấu tay quay trượt 15 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý sử dụng trục nhào hình .16 Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý sử dụng xy lanh thủy lực 17 Hình 2.5 Sơ đồ dẫn động bàn xoay 20 Hình 3.1 Sơ đồ mạch điều khiển khí nén 21 Hình 3.2 Sơ đồ hành trình bước xy lanh 22 Hình 3.3 Hệ thống máy nén khí cơng nghiệp 23 Hình 3.4 Van phân phối 5/2 .24 Hình 3.5 Kí hiệu van tiết lưu có tiết diện thay đổi (Hãng Herion) 24 Hình 3.6 Cấu tạo van an toàn .25 Hình 3.7 Cấu tạo cảm biến tiệm cận 25 Hình 3.8 Xy lanh tác động kép (tác động hai chiều) 26 Hình 3.9 Bảng thơng số hành trình xy lanh 28 GVHD: PHẠM HUY HỒNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ ÁN CHUN NGÀNH Hình 3.10 Bảng thơng số đường kính xy lanh 28 Hình 3.11 Bản vẽ kỹ thuật xy lanh 29 Hình 3.12 Bảng thơng số kích thước xy lanh 29 Hình 3.13 Động học cấu Man rãnh .31 Hình 3.14 Sơ đồ hình học cấu Man .32 Hình 3.15 Kích thước hình học cấu Man 34 Hình 3.16 Sơ đồ phân bố lực 38 Hình 3.17 Thơng số kỹ thuật động giảm tốc 41 Hình 3.18 Kích thước hình học động giảm tốc CVVM2-6140/5Y-SB-87 41 Hình 3.19 Thơng số kích thước hình học động giảm tốc 42 Hình 3.20 Biểu đồ Momen trục bánh bị dẫn 44 Hình 3.21 Kích thước hình học ổ chặn hướng 46 Hình 3.22 Các thơng số kỹ thuật ổ chặn 51105 47 Hình 4.1 Một sơ đồ điều khiển thiết bị relay .48 Hình 4.2 Kí hiệu relay vẽ kỹ thuật .49 Hình 4.3 Relay chân 12V 50 Hình 4.4 Sơ đồ đấu dây Relay chân 50 Hình 4.5 Relay chân 51 Hình 4.6 Sơ đồ đấu dây rơ le chân 51 Hình 4.7 Relay 14 chân 51 Hình 4.8 Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống 53 Hình 4.9 Sơ đồ mạch động lực khởi động động điện .54 Hình 5.1 Chày ép kẹo nằm ngang (bên trái) .56 GVHD: PHẠM HUY HOÀNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ ÁN CHUN NGÀNH Hình 5.2 Chày ép kẹo nằm ngang (bên phải) .56 Hình 5.3 Chày ép kẹo từ xuống 57 Hình 5.4 Kích thước khung đỡ xy lanh 58 Hình 5.5 Kích thước khung máy 59 Hình 5.6 Kích thước bạc lót .60 Hình 5.7 Kích thước cụm đỡ ổ lăn .60 Hình 5.8 Kích thước nắp che 61 GVHD: PHẠM HUY HOÀNG DANH MỤC BẢNG BIỂU ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Bảng đánh giá lựa chọn phương án thiết kế cấu ép máy nhào kẹo 19 Bảng 3.1 Bảng thông số thiết kế xy lanh 27 Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật động giảm tốc .40 Bảng 4.1 Bảng tín hiệu điều khiển .52 Bảng 5.1 Bảng kích thước chày ép kẹo nằm ngang (bên trái) 56 Bảng 5.2 Bảng kích thước chày ép kẹo nằm ngang (bên phải) 57 Bảng 5.3 Kích thước chày ép kẹo từ 57 GVHD: PHẠM HUY HOÀNG Chương ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Chương 1: TỔNG QUAN VỀ KẸO VÀ MÁY NHÀO KẸO I Tổng quan kẹo Kẹo sản phẩm thực phẩm ngọt, dạng viên, thỏi 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 Hình 1.1 Các sản phẩm kẹo Nguyên liệu để sản xuất bánh kẹo gồm nhiều loại tùy theo yêu cầu sản phẩm mà lựa chọn nguyên liệu có yêu cầu khác Việc chọn, dùng nguyên liệu có ảnh hưởng trực tiếp tới trình sản xuất chất lượng sản phẩm Trong thực đơn bánh kẹo thường có số nguyên liệu sau: đường sacaroza; mật tinh bột; mạch nha; đường chuyển hố; chất béo;… Hình 1.2 Một số nguyên liệu làm kẹo GVHD: PHẠM HUY HOÀNG Chương ĐỒ ÁN CHUN NGÀNH Hình 4.2 Kí hiệu relay vẽ kỹ thuật Trên rơ le có kí hiệu là: NO, NC COM COM (Common): chân chung, ln kết nối với chân cịn lại Cịn việc kết nối chung với chân phụ thuộc vào trạng thái hoạt động rơ le NC (Normally Closed): Khi rơ le trạng thái OFF, chân COM nối với chân NO (Normally Open): Khi rơ le trạng thái ON (có dịng chạy qua cuộn dây) chân COM nối với chân I.2 Phân loại Relay I.2.1 Relay chân GVHD: PHẠM HUY HOÀNG 48 Chương ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Hình 4.3 Relay chân 12V Khi khơng có nguồn vào chân 30 87 tiếp điểm mở, đồng thời chân 30 87a tiếp điểm đóng lại Khi ta cấp nguồn vào cuộn dây cuộn nam châm phía relay hút lực làm cho chân số 30 87 đóng lại tạo thành cặp tiếp điểm thường đóng Đồng thời tiếp điểm 30 87a hở Hình 4.4 Sơ đồ đấu dây Relay chân GVHD: PHẠM HUY HOÀNG 49 Chương ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I.2.2 Relay chân Relay chân loại relay có chân inox hình Trong chân cấp nguồn cặp tiếp điểm đóng mở điều khiển Hình 4.5 Relay chân Theo sơ đồ đấu relay chân có cặp tiếp điểm thường đóng thường mở Trong cặp tiếp điểm thường mở 2-4 6-8 Còn cặp thường đóng 2-3 6-7 Nguồn 12 – 24 – 220V tùy loại đấu vào chân cuộn dây Hình 4.6 Sơ đồ đấu dây rơ le chân I.2.3 Loại Relay 14 chân Relay loại 14 chân có tổng cặp tiếp điểm Trong đó, 13 14 ln chân cuộn dây cấp nguồn Về nguyên lý cách đấu dây relay 14 chân hoàn toàn tương tự loại relay GVHD: PHẠM HUY HOÀNG 50 Chương ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Hình 4.7 Relay 14 chân II Thiết kế mạch relay điều khiển hệ thống xy lanh khí nén II.1 Các tín hiệu điều khiển STT Các tín hiệu a0 Cảm biến tiệm cận đầu hành trình xy lanh A a1 Cảm biến tiệm cận cuối hành trình xy lanh A c0 Cảm biến tiệm cận đầu hành trình xy lanh C c1 Cảm biến tiệm cận cuối hành trình xy lanh C M1 Cuộn dây để kích cuộn solenoid xy lanh A duỗi ¿ M2 Cuộn dây để kích cuộn solenoid xy lanh C duỗi ¿ M3 Cuộn dây để kích tín hiệu lặp lại chu trình hoạt động M4 Cuộn dây đóng tiếp để khởi động động điện (Motor) A+¿ Tín hiệu cuộn solenoid xy lanh A duỗi 10 B+¿ Tín hiệu cuộn solenoid xy lanh B duỗi 11 C+ ¿ Tín hiệu cuộn solenoid xy lanh C duỗi 12 OLR Rơ le tải động điện Bảng 4.1 Bảng tín hiệu điều khiển GVHD: PHẠM HUY HOÀNG 51 Chương ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH II.2 Mạch relay điều khiển II.2.1 Sơ đồ mạch điều khiển II.2.1.1 Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống Hình 4.8 Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống II.2.1.2 Mạch động lực khởi động động điện GVHD: PHẠM HUY HOÀNG 52 Chương ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Hình 4.9 Sơ đồ mạch động lực khởi động động điện – Động điện – Relay nhiệt bảo vệ tải – Khởi động từ – Cầu chì II.2.2 Giải thích mạch điều khiển Nhánh I nhánh IV: Khi nhấn nút “ON”, đồng thời xy lanh A trạng thái co lại nên tiếp điểm a đóng lại, cuộn dây M1 có điện làm đóng tiếp điểm M1 để trì cho cuộn dây M1, đó, cuộn Solenoid A+ , B +¿ có điện làm xy lanh A B duỗi cảm biến tiệm cận a có điện GVHD: PHẠM HUY HỒNG 53 Chương ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Khi cuộn dây M1 có điện làm đóng tiếp điểm M1 cuộn dây M4 có điện làm tiếp điểm M4 đóng lại để trì cho cuộn dây M4, lúc tiếp điểm khởi động từ đóng lại, làm động điện quay liên tục Nhánh II: Xy lanh A duỗi tín hiệu cảm biến a có điện, tiếp a đóng lại, cuộn dây M2 có điện, làm đóng tiếp điểm M2 để trì cho cuộn dây M2 Khi đó, tiếp điểm thường đóng M2 nhánh I ngắt, làm cuộn dây M1 điện, xy lanh A B co lại nhờ lực lò xo, đồng thời cuộn solenoid C+ ¿ có điện, xy lanh C duỗi Nhánh III: Xy lanh C duỗi cảm biến c có điện, tiếp điểm c đóng lại, đồng thời xy lanh A lùi cảm biến a 0có điện, tiếp điểm a 0đóng lại, cuộn dây M3 có điện, tiếp điểm M3 đóng lại trì cuộn dây M3 Tiếp điểm thường đóng M3 nhánh II ngắt điện, cuộn dây M2 khơng có điện, xy lanh C thu cảm biến c o có điện, đồng thời tiếp điểm M3 đóng lại q trình lặp lại GVHD: PHẠM HUY HOÀNG 54 Chương ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Chương 5: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT KHÁC I Các đầu ép kẹo I.1 Chày ép nằm ngang Hình 5.1 Chày ép kẹo nằm ngang (bên trái) L W R S T B 550 100 65 95 30 (mm) Bảng 5.1 Bảng kích thước chày ép kẹo nằm ngang (bên trái) Hình 5.2 Chày ép kẹo nằm ngang (bên phải) GVHD: PHẠM HUY HOÀNG 55 Chương ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH L H R h T B 550 100 65 10 95 30 (mm) Bảng 5.2 Bảng kích thước chày ép kẹo nằm ngang (bên phải) I.2 Chày ép từ xuống Hình 5.3 Chày ép kẹo từ xuống L H D h B 50 70 80 40 20 (mm) Bảng 5.3 Kích thước chày ép kẹo từ II II.1 Khung máy Khung đỡ xy lanh Khung đỡ xy lanh làm vật liệu: thép hộp 30 x 30 x (mm) Có kích thước hình 4.4 sau: GVHD: PHẠM HUY HỒNG 56 Chương ĐỒ ÁN CHUN NGÀNH Hình 5.4 Kích thước khung đỡ xy lanh II.2 Khung bao máy Vật liệu làm khung máy thép hộp 30 x 30 x (mm) Kích thước khung máy thể hình 4.5 GVHD: PHẠM HUY HỒNG 57 Chương ĐỒ ÁN CHUN NGÀNH Hình 5.5 Kích thước khung máy III Các chi tiết khác III.1 Bạc lót GVHD: PHẠM HUY HOÀNG 58 Chương ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Hình 5.6 Kích thước bạc lót III.2 Cụm đỡ ổ lăn Hình 5.7 Kích thước cụm đỡ ổ lăn GVHD: PHẠM HUY HOÀNG 59 Chương ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH III.3 Nắp che cụm đỡ ổ lăn Hình 5.8 Kích thước nắp che GVHD: PHẠM HUY HỒNG 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH TÀI LIỆU THAM KHẢO GVHD: PHẠM HUY HOÀNG 61 LỜI KẾT THÚC ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH LỜI KẾT THÚC GVHD: PHẠM HUY HOÀNG 62 ... TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY NHÀO KẸO I Phân tích cấu trúc máy nhào kẹo Thiết kế Máy nhào kẹo bao gồm hai cấu chính: Thứ nhất, cấu ép kẹo theo phương ngang phương dọc để nhào nguyên liệu... 2.1 Bảng đánh giá lựa chọn phương án thiết kế cấu ép máy nhào kẹo Dựa bảng đánh giá, lựa chọn phương án sử dụng nguyên lý ba xy lanh khí nén để thiết kế cho cấu ép máy nhào kẹo III Sơ đồ dẫn động... 3.1 Máy nhào kẹo Large Mild Steel DK-45 Rotary 10 3.2 Máy nhào kẹo KN80 11 3.3 Máy nhào kẹo HTL-TR600 hãng HAITEL 12 Chương 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY NHÀO