(Đồ án hcmute) nghiên cứu thiết kế máy tách vỏ và phân loại hạt cacao đã dập thô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY TÁCH VỎ VÀ PHÂN LOẠI HẠT CACAO ĐÃ DẬP THÔ GVHD: ThS ĐỒNG SĨ LINH SVTH: NGUYỄN QUÂN MSSV: 10911046 SVTH: HỒ XUÂN PHƯƠNG MSSV: 10911042 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2016 an CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết đề tài Sản xuất cải vật chất sở quan trọng đời sống xã hội Trong trình sản xuất cải vật chất, người sử dụng tư liệu lao động để tác động, gọi chung tư liệu sản xuất, thể cách tổng quát ba dạng: Năng lượng, vật liệu cơng cụ Trong cơng cụ sản xuất có tác dụng định Tự động hóa q trình sản xuất thay đổi hẳn tính chất lao động, cải thiện điều kiện làm việc công nhân, khâu nặng nhọc, độc hại, nguy hiểm tạo điều kiện giảm thời gian lao động, khắc phục dần khác lao động trí óc lao động chân tay Hiện việc khí hóa áp dụng khoa học kỹ thuật diễn rộng rãi toàn giới Việt Nam nằm xu hướng Cơng tác đào tạo nghiên cứu để sản xuất sản phẩm có íchđược ta quan tâm trọng Những sản phẩm sau nghiền thường có kích thước khác nhằm mục đich phân loại loại vật liệu tốt cần loại máy chuyên dụng đảm nhiệm công việc Mặt sàng sử dụng phổ biến chúng có hệ số sử dụng bề mặt làm việc cao với loại máy như: máy sàng lắc, máy sàng rung, máy sàng hình trụ Chúng dùng để tách tạp chất lẫn nguyên liệu (lúa, bắp, đậu,…) tạp chất lớn (đá, sạn, dây bao .) tạp chất nhỏ (hạt lép, cát, bụi, tạp chất nhẹ khác, v.v ) khỏi nguyên liệu lớp lưới sàng Hoặc tách vật liệu công nghiệp loại quặng, cát, đá…máy sàng thường dùng để tách hỗn hợp hạt có kích thước đường kính lớn 1mm ứng dụng nhiều ngành nghề Ở công ty hay doanh nghiệp, tự động hóa cải tiến trình sản xuất ln đặt lên hàng đầu Xuất phát từ u cầu thực tế từ phía cơng ty nhóm em định thực đề tài: “ Nghiên cứu thiết kế máy tách vỏ phân loại hạt cacao qua dập thô “ GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Page an 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Quá trình thực đề tài hội để em ứng dụng kiến thức, kỹ học để nghiên cứu giải vấn đề yêu cầu đặt Tạo thiết bị cơng nghệ đưa vào ứng dụng q trình sản xuất nhà máy, sở để phát triển lên thiết bị ứng dụng vào sản xuất Thiết bị tạo thành giải yêu cầu tự động hóa q trình tách vỏ phân loại hạt cacao qua dập thô theo yêu cầu doanh nghiệp, giải phóng sức lao động người rút ngắn thời gian gia công nâng cao suất lao động mang lại hiệu kinh tế cao 1.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài Mục tiêu cần đạt đề tài : - Vận dụng kiến thức kỹ học để tính tốn thiết kế chế tạo hoàn chỉnh máy tách vỏ phân loại hạt cacao qua dập thô - Đưa máy vào thực nghiệm hoạt động ổn định công ty - Nghiên cứu, tìm hiểu khoa học kỹ thuật có tính chất gắn liền với thực tế sản xuất trước hội nhập với môi trường làm việc bên nhà trường cách nhanh 1.4 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 1.4.1 Đối tƣợng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài vấn đề : - Tách vỏ phân loại thành ba loại hạt cacao qua dập thô theo kích thước từ nhỏ đén lớn - Cấu trúc máy: phận sàng phân loại hạt, phận hút vỏ tủ điện điều khiển - Tự động hóa trình tách vỏ phân loại hạt cacao qua dập thơ - Tính ổn định q trình hoạt động máy - Hiệu trình sản xuất hiệu kinh tế máy GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Page an 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu Trong q trình làm đồ án, nhóm thực đề tài “Nghiên cứu thiết kế máy tách vỏ phân loại thành ba loại hạt cacao qua dập thô” Tuy nhiên thời gian điều kiện có hạn nên phạm vi đề tài nhóm tập trung giải vấn đề chính: - Thiết kế thi công máy tách vỏ phân loại thành ba loại hạt cacao qua dập thô gồm phần: phận sàng phân loại hạt, phận hút vỏ - Thiết kế tủ điện điều khiển gồm: module nguồn, module điều khiển trung tâm module điều khiển động AC - Thực nghiệm hiệu chỉnh máy 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu Để thực đề tài, nhóm thực đề tài sử dụng kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu  Tham khảo tài liệu có liên quan: Đây phương pháp chủ đạo trình thực đề tài Dựa tài liệu có sẵn, kế thừa điểm mạnh, khắc phục điểm yếu Tham khảo tài liệu giúp cho người nghiên cứu bổ sung vốn kiến thức, lý luận phương pháp mà cơng trình nghiên cứu trước sử dụng Từ tìm ý tưởng để vận dụng giải vấn đề đề tài  Internet: Với phát triển cơng nghệ thơng tin Internet cập nhật nhanh chóng tiến khoa học kĩ thuật, phát minh nơi chứa đựng kho tài liệu phong phú Do đó, nhóm sử dụng phương pháp để tìm tài liệu có liên quan  Quan sát thực tế: Giúp người thực nắm phương pháp sử dụng để tìm ưu nhược điểm phương pháp này, từ đề xuất phương pháp cải tiến, thiết kế  Thực nghiệm: Q trình chế tạo thực nghiệm ln với để sản phẩm tạo hoàn thiện GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Page an 1.6 Kết cấu đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp bao gồm chương :  Chương 1: Giới thiệu chung đề tài: Tính cấp thiết đề tài, mục đích đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài  Chương 2: Tổng quan: Nêu lên đặc điểm hạt cacao qua dập thô cần phân loại tách vỏ Đặc điểm loại máy tách vỏ phân loại loại hạt thị trường máy tương tự giới  Chương 3: Cơ sở lý thuyết: Nêu lên phương pháp thực hiện, phương hướng thiết kế máy  Chương 4: Tính tốn lựa chọn thiết bị: Nêu lên cơng thức tính tốn, phương hướng thiết kế máy  Chương 5: Thiết kế thi công phần khí phần điện: Đưa vẽ thiết kế q trình thi cơng phần khí máy, trình bày tính tốn thiết kế mạch điều khiển tủ điện  Chương 6: Thực nghiệm hiệu chỉnh: Trình bày thực trạng máy đưa vào chạy thử, vấn đề nảy sinh hướng giải hiệu chỉnh máy  Chương Kết luận: Kết đạt được, chưa hướng phát triển cải tiến GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Page an CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Đặc điểm hạt cacao qua dập thơ Hình Hạt cacao qua dập thô  Loại hạt cacao qua dập thô công ty đưa Đặc điểm chung kích thước hạt - Hạt qua dập thơ gồm hạt vỏ lụa gồm nhiều kích thước khác - Vỏ lụa hút khỏi hạt máy hút ly tâm - Đường kính hạt: từ đến mm - Đường kính vỏ hạt: từ đến mm 2.2 Phân loại hạt cacao qua dập thô Theo yêu cầu công ty cần phân ba loại hạt có kích thước từ nhỏ đến lớn: - Loại 1: đường kính hạt: từ đến mm - Loại 2: đường kính hạt: từ đến nhỏ mm - Loại 3: đường kính hạt: từ đến nhỏ mm GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Page an 2.3 Đặc điểm máy phân loại tách vỏ loại hạt thị trƣờng Hiện thị trường Việt Nam có nhiều loại máy tự động bán tự động tách vỏ loại hạt như: Máy tách vỏ hạt cà phê, máy tách vỏ lạc, hạt điều Hình 2 Máy tách vỏ cà phê Hình Hệ thống máy tách vỏ hạt điều GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Page an Hình Máy tách vỏ hạt macadamia  Sơ lược chung đa phần máy máy tách vỏ hạt cứng bán tự động:  máy gồm phận phận sàng phận hút vỏ hạt, truyền động động cơ, phận gá đặt, che chắn phụ  Trong trình thực giai đoạn bắt đầu: người công nhân phải khởi động máy đổ phần hạt chưa tách vỏ vào phiễu GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Page an  Ưu điểm máy Ưu điểm bật máy tách vỏ không làm bể hạt, số lượng vỏ lẫn hạt thấp tốc độ làm viêc nhanh, xác  Nhược điểm máy Máy chưa tự động hoàn toàn, tiếng ồn lớn 2.4 Đặc điểm máy phân loại tách vỏ cần nghiên cứu chế tạo  Nhằm thực yêu cầu doanh nghiệp chế tao thiết bị dựa vào nguyên lý hoạt động số máy có thị trường Yêu cầu cần phải nghiên cứu chế tạo thiết bị có khả năng:  Phân loại ba loại hạt có kích thước tư nhỏ đến lớn  Đảm bảo suất theo yêu cầu GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Page an CHƢƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1 Khái niệm phƣơng pháp phân loại a Khái niệm Bất kỳ hỗn hợp phân chia cách học thành thành phần khác theo tính chất lý chúng Những tính chất lý quan trọng để phân loại hạt hệ số thổi bay, kích thước hạt, dạng hạt, đặc tính (trạng thái) bề mặt, khối lượng riêng tính đàn hồi Nguyên liệu xí nghiệp xay xát, xí nghiệp bột, xí nghiệp chế biến thức ăn gia súc,… hỗn hợp hạt sản phẩm từ hạt, chúng không giống độ lớn Tất hỗn hợp dạng xốp Trong hỗn hợp thường lẫn tạp chất Độ tạp chất cao làm giảm phẩm chất giá trị nguyên liệu Quá trình phân loại hỗn hợp chia làm hai trình nhỏ làm phân loại theo cỡ hạt Làm hỗn hợp nguyên liệu tức phân chia hỗn hợp cho loại bỏ tối đa tạp chất lẫn hỗn hợp để thu khối ngun liệu có tính chất sử dụng với tính chất cơng nghệ tương tự Phân loại phân chia hỗn hợp nguyên liệu sản phẩm thành phần đồng a Các phƣơng pháp phân loại Thiết bị phân loại phân thành hai nhóm sau:  Thiết bị làm phân loại kiểu đơn giản Các máy có nhiệm vụ phân loại hỗn hợp thành hai thành phần theo dấu hiệu riêng Ví dụ: Mặt sang với lỗ (cùng kích thước hình dạng lỗ), máy chọn hạt có lỗ thống nam châm tác dụng lần  Thiết bị làm phân loại kiểu phức tạp Nhóm bao gồm nhiều thiết bị làm việc đơn giản tổ hợp lại thành máy hoàn chỉnh chia khối hạt thành hay thành phần trở lên theo dấu hiệu riêng Ví dụ máy sàng quạt để tách tạp chất nhẹ khí động phân hỗn hợp thành thành phần theo kích thước GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Page an Thơng số Relay đóng ngắt:  Omron MK3P-I  Nguồn sử dụng cho cuộn dây: 220VAC  Nguồn tối đa: 250VAC/28VDC 10A  Tần số: 50-60Hz  Hệ số Cosφ = Hình 10 Relay 220VAC 5.4.2 Đèn tín hiệu Thơng số đèn tín hiệu:  ATP flash buzzer  Nguồn sử dụng cho cuộn dây: 220VAC  Nguồn : 220VAC  Điện áp: 20mA Hình 11 Đèn tính hiệu 5.5 Sơ đồ khối máy phân loại tách vỏ GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Page 42 an Hình 12 Sơ đồ khối phần cứng GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Page 43 an 5.6 Mạch điều khiển Hình 13 Mạch điều khiển 5.7 Mạch động lực GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Page 44 an Hình 14 Mạch động lực CHƢƠNG 6: THỰC NGHIỆM VÀ HIỆU CHỈNH 6.1 Thực nghiệm GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Page 45 an Qua trình thực đồ án, chế tạo lắp ráp hoàn chỉnh máy, tiến hành chạy thử để kiểm tra khả hoạt động, suất máy Kết nhận thấy máy chưa hoạt động ổn định, máy ồn, cịn lẫn vỏ hạt Từ em tiến hành phân tích, tìm hiểu ngun nhân đưa giải pháp sửa chữa khắc phục vấn đề mắc phải Sau hoàn thành máy phân loại tách vỏ hạt cacao qua dập thô theo thiết kế ban đầu tiến hành thực nghiệm thu kết vấn đề cịn mắc phải Hình Máy sàng hạt cacao GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Page 46 an Hình Quạt ly tâm  Kết - Bộ phận khung, sàng cứng vững đạt yêu cầu kỹ thuật - Máy hoạt động tốt Tiếng ồn lớn - Nhưng bên cạnh vấn đề mắc phải: hạt cacao kẹt lại viền khung sàng - Hạt cacao bám dính mặt sang - Hạt cacao kẹt đáy phiễu GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Page 47 an - Hình Hạt cacao dính mặt sàng  Phân tích nguyên nhân o Hiện tượng dính hat - Do độ ẩm hạt cacao thời tiết, nơi lưu trữ o Tiếng ồn lớn - Do phận rung phát tiếng ồn o Đáy phiễu bị kẹt hạt - Khi đổ lượng nhiều hạt vào phiễu Hạt xuống sang khơng kịp nên kẹt đáy phiểu  Biện pháp khắc phục Hạt cacao để nơi khô trước tách vỏ Thêm phận mở rộng đáy phiểu GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Page 48 an Hình Bộ phận mở rộng đáy phiễu  Biện pháp khắc phục tiếng ồn - Cách ly rung động với mặt sàn cách thêm bánh xe bốn chân khung máy  Lắp thiết bị cách âm nguồn âm người nghe Quá trình sàng hạt cacao : STT Thời gian Kết đạt GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Phần trặm phân loại Page 49 an 1 4.8 tạ 80% 5.6 tạ 75% 6.0 tạ 75% 6.2 tạ 75% 6.7 tạ 70% Hình Bảng kết  Nhận xét - Máy hoạt động ổn định Bộ phận sàng phận hút hoạt động tốt - Nhiên liệu rung lắc suống không bị dồn nén phểu - Đầu lực hút ly tâm hiểu chình cường độ hút 6.2 Khả chế tạo - Máy chế tạo từ thiết bị công nghiệp, giá thành cao - Các cấu khung gia công phương pháp hàn điện, đơn giản dễ tiến hành - Một số chi tiết phay, tiện với biên dạng đơn giản có khả gia cơng máy phay, tiện bình thường 6.3 Khả lắp ráp bảo trì Máy chế tạo theo phận riêng biệt nên khả tháo lắp dễ dàng Từng chi tiết máy lắp ráp lại thành phận máy, phận lắp ráp thành máy hoàn chỉnh Các phận gồm chi tiết dể dàng lắp ráp nên viêc tháo lắp, bảo trì, bảo dưỡng định kỳ trở nên dễ dàng CHƢƠNG 7: KẾT LUẬN GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Page 50 an 7.1 Kết đạt đƣợc Được giúp đỡ tận tình thầy hướng dẫn, sau tháng thực đề tài, chúng em hoàn thành yêu cầu đồ án tốt nghiệp chuyên ngành điện tử Với nỗ lực nhóm thực đề tài, nhiệm vụ đặt nhóm hồn thành đạt kết mong muốn Phần khí: - Nghiên cứu thiết kế chế tạo thành công máy tách vỏ phân loại hạt cacao qua dập thơ - Hồn thành việc chế tạo chi tiết phận tiến độ - Lắp ráp hoàn chỉnh máy thực nghiệm kiểm tra hoạt động máy đạt yêu cầu đề ban đầu - Máy có hình dáng nhỏ gọn, chi tiết đơn giản dễ gia công đồng thời có tính linh hoạt cao Phần điện điều khiển: - Thiết kế thi cơng hồn chỉnh san rung phểu cấp nhiên liệu - Mạch điện điều khiển thiết kế đơn giản dễ thi công lắp đặt - Sử dụng linh kiện thiết bị điện phổ biến thị trường nên dễ thay - Bố trí thiết bị tủ điện dễ kiểm tra, điều khiển đơn giản dễ vận hành máy Hiệu làm việc máy: - Mức độ làm việc đạt 90% chi tiết - Năng xuất làm việc máy phụ thuộc độ rung ran cấp nhiên liệu cho phiểu  Qua trình làm đồ án em học phân bố thời gian nhiệm vụ cụ thể tổ chức thực hiện, giải vấn đề nảy sinh Vận dụng kiến thức học để hồn thành sản phẩm có tính ứng dụng thực tế Từ làm sở để nghiên cứu phát triển, đáp ứng nhu cầu cấp thiết sản xuất khí GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Page 51 an 7.2 Hạn chế đề tài Máy tách hạt phân loại hạt cacao qua dập thô nghiên cứu, chế tạo vận hành hoạt động ổn định , lần chế tạo nên tránh khỏi sai sót: - Năng suất hoạt động máy chưa cao - Mức độ làm việc không đạt 100% - Chưa thiết kế khung bảo vệ máy máng chứa sản phẩm sau gia công 7.3 Hƣớng phát triển  Máy cần cải tiến phiểu cấp nhiên liệu tự động  Cải tiến kết hợp với máy dập hạt , thời gian giảm đáp ứng cao  Thiết kế khung bảo vệ máy máng chứa sản phẩm sau gia công TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Page 52 an [1] Hồ Viết Bình, Tự động hóa q trình sản xuất Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TPHCM, 2004 [2] Hà Văn Vui , Sổ Tay Thiết Kế Cơ Khí Tập Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2006 [3] Hà Văn Vui, Sổ Tay Thiết Kế Cơ Khí Tập Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2006 [4] Hà Văn Vui, Sổ Tay Thiết Kế Cơ Khí Tập Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2006 [5] TCVN 1691 – 75, Mối hàn hồ quang điện tay Hà Nội, 1982 Nguồn khác [1] CONGNGHE12CNN, Mạch điều khiển tốc độ động xoay chiều pha Link https://congnghe12cnn.wikispaces.com [2] KEYENCE Việt Nam, Cảm biến sợ quang Link http://www.keyence.com.vn [3] ORIENTAL MOTOR, AC Mortor Link www.orientalmotor.com [4] OMRON, Timer on Link http://www.omron.com.vn [5] SKF, Deep groove ball bearings, single row, unsealed Link http://www.skf.com PHỤ LỤC GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Page 53 an BẢNG TRA LÒ XO BẢNG TRA DUNG SAI GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Page 54 an GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Page 55 an S an K L 0 ... Việt Nam có nhiều loại máy tự động bán tự động tách vỏ loại hạt như: Máy tách vỏ hạt cà phê, máy tách vỏ lạc, hạt điều Hình 2 Máy tách vỏ cà phê Hình Hệ thống máy tách vỏ hạt điều GVHD: Th.S... thấp Sàng phân loại thường dùng loại sàn lắc bánh cam hay sàng rung Từ nhóm nghiên cứu thiết kế máy phân loại tách vỏ hạt cacao qua dập thô sử dụng phương pháp hút vỏ phân loại cỡ hạt sử dụng sàng... cấp thiết đề tài, mục đích đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài  Chương 2: Tổng quan: Nêu lên đặc điểm hạt cacao qua dập thô cần phân loại tách vỏ Đặc điểm loại máy tách vỏ phân loại loại hạt