(Đồ án hcmute) thiết kế cải tiến, chế tạo bộ phận đóng bịch nấm ( theo hướng tự động và tăng năng suất)

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 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY THIẾT KẾ CẢI TIẾN, CHẾ TẠO BỘ PHẬN ĐÓNG BỊCH NẤM (THEO HƯỚNG TỰ ĐỘNG VÀ TĂNG NĂNG SUẤT) GVHD: TS.VĂN HỮU THỊNH SVTH: VÕ MINH HIỆP MSSV: 13143110 SVTH: LÊ QUỐC HIỆU MSSV: 13143123 SVTH: TRẦN QUANG ĐẠI HIỆP MSSV: 13143109 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2017 an KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CN CHẾ TẠO MÁY CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc ******* NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: TS.Văn Hữu Thịnh Họ tên Sinh viên: Võ Minh Hiệp Lê Quốc Hiệu Trần Quang Đại Hiệp MSSV: 13143110 MSSV: 13143123 MSSV: 13143109 Tên đề tài: Thiết kế cải tiến, chế tạo phận đóng bịch nấm (theo hướng tự động tăng suất) Các số liệu, tài liệu ban đầu:  Phối liệu để vô bịch (lọ nhựa)  Năng suất: 1000 lọ/giờ Nội dung đồ án:  Tổng quan  Cơ sở tính tốn, thiết kế  Chọn phương án thiết kế, tính tốn thiết kế  Chế tạo máy chạy thử nghiệm  Đánh giá  Kết luận, đề nghị Các sản phẩm dự kiến:  Hồ sơ thiết kế  Mơ hình Ngày giao đồ án: 15/3/2017 Ngày nộp đồ án: 20/7/2017 Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Việt Trình bày bảo vệ: Tiếng Việt TRƢỞNG KHOA (Ký, ghi rõ họ tên) TRƢỞNG BỘ MÔN (Ký, ghi rõ họ tên) GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) i an TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ môn: Công nghệ Chế tạo máy PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ tên sinh viên: Võ Minh Hiệp MSSV: 13143110 Hội đồng: CKM-8 Họ tên sinh viên: Lê Quốc Hiệu MSSV: 13143123 Hội đồng: CKM-8 Họ tên sinh viên: Trần Quang Đại Hiệp MSSV: 13143109 Hội đồng: CKM-8 Tên đề tài: Thiết kế cải tiến, chế tạo phận đóng bịch nấm (theo hướng tự động tăng suất) Ngành đào tạo: Công nghệ Chế tạo máy Họ tên GV hướng dẫn: TS.Văn Hữu Thịnh Ý KIẾN NHẬN XÉT Nhận xét tinh thần, thái độ làm việc sinh viên (không đánh máy) Nhận xét kết thực ĐATN(khơng đánh máy) 2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) ii an 2.3.Kết đạt được: 2.4 Những tồn (nếu có): Đánh giá: Điểm tối đa Mục đánh giá TT Hình thức kết cấu ĐATN Điểm đạt đƣợc 30 Đúng format với đầ y đủ cả hình thức và nội dung của các mục Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Tính cấp thiết đề tài 10 Nội dung ĐATN 10 50 Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả thiết kế chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế 15 Khả cải tiến phát triển 15 Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài 10 Sản phẩm cụ thể ĐATN 10 Tổng điểm 100 Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 20… Giảng viên hướng dẫn ((Ký, ghi rõ họ tên) iii an TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ môn: Công nghệ Chế tạo máy PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ tên sinh viên: Võ Minh Hiệp MSSV: 13143110 Hội đồng: CKM-8 Họ tên sinh viên: Lê Quốc Hiệu MSSV: 13143123 Hội đồng: CKM-8 Họ tên sinh viên: Trần Quang Đại Hiệp MSSV: 13143109 Hội đồng: CKM-8 Tên đề tài: Thiết kế cải tiến, chế tạo phận đóng bịch nấm (theo hướng tự động tăng suất) Ngành đào tạo: Công nghệ Chế tạo máy Họ tên GV phản biện: (Mã GV) ThS.Dương Đăng Danh Ý KIẾN NHẬN XÉT Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) Kết đạt được: Những thiếu sót tồn ĐATN: iv an Câu hỏi: Đánh giá: Điểm tối đa Mục đánh giá TT Hình thức kết cấu ĐATN Điểm đạt đƣợc 30 Đúng format với đầ y đủ cả hình thức và nội dung của các mục Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Tính cấp thiết đề tài 10 Nội dung ĐATN 10 50 Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả thiết kế, chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế 15 Khả cải tiến phát triển 15 Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài 10 Sản phẩm cụ thể ĐATN 10 Tổng điểm 100 Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 20 Giảng viên phản biện ((Ký, ghi rõ họ tên) v an LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài đồ án tốt nghiệp này, nhóm em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy TS.Văn Hữu Thịnh, tận tình hướng dẫn nhóm em suốt q trình làm đề tài Nhóm em xin chân thành thành cảm ơn thầy cô trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP.HCM, đặc biệt thầy cô khoa Cơ khí chế tạo máy tận tình truyền đạt kiến thức năm học tập Vốn kiến thức khơng tảng cho nhóm hồn thành đề tài mà cịn hành trang cho nhóm em bước vào đời vững Tp.Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20 Nhóm sinh viên thực vi an TÓM TẮT ĐỀ TÀI THIẾT KẾ CẢI TIẾN, CHẾ TẠO BỘ PHẬN ĐÓNG BỊCH NẤM (THEO HƢỚNG TỰ ĐỘNG VÀ TĂNG NĂNG SUẤT) Trước năm 2012, q trình đóng bịch nấm Việt Nam thực hoàn toàn thủ công, suất thấp, tốn nhiều nhân công Từ năm 2012 đến nay, cơng ty TNHH khí An Thuận Phát sản suất máy đóng bịch nấm Nhờ mà q trình đóng bịch nấm Việt Nam cải thiện, suất cao gấp đến lần so với q trình đóng bịch thủ cơng, tốn nhân cơng Nhưng phận đóng bịch nấm máy cần trợ giúp người, chưa tự động hoàn tồn Trước tình hình đó, nhóm em chọn làm đề tài thiết kế cải tiến, chế tạo phận đóng bịch nấm ( theo hướng tự động tăng suất) Với hy vọng q trình đóng bịch tự động suất cao vii an SUMMARY PROJECT: IMPROVEMENT DESIGN, MANUFACTURING A MACHINE FOR PACKING BAGS MUSHROOM (TREND AUTOMATIC AND INCREASE PRODUCTIVITY) Before 2012, the process of packing bags mushrooms in Vietnam is done entirely by hand, low productivity, labor intensive From 2012 to now, An Thuan Phat Mechanical Company has manufactured machines for packing bags mushrooms As a result, the process of packing bags mushrooms in Vietnam is improved, yielding seven to eight times more than manual pulping, and less labor But the mushrooming part of the machine still needs human help, not fully automatic yet Prior to that situation, the group chose the project: improvement design, manufacturing a machine for packing bags mushroom (trend automatic increase productivity) Hoping for automatic and increase productivity viii an MỤC LỤC Trang phụ bìa Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp Phiếu nhận xét giáo viên hướng dẫn Phiếu nhận xét giáo viên phản biện Lời cảm ơn Tóm tắt Mục lục Danh sách từ viết tắt Danh sách bảng Danh sách hình ảnh, biểu đồ Chƣơng 1:TỔNG QUAN 1.1.Giới thiệu ngành trồng nấm Việt Nam 1.2.Giới thiệu nấm 1.3.Giới thiệu đề tài Chƣơng 2: CƠ SỞ TÍNH TỐN THIẾT KẾ 2.1 Các phương án nguyên cứu 2.2 Các phương án thiết kế 2.3 Kết luận Chƣơng 3: THIẾT KẾ MÁY ĐÓNG BỊCH (LỌ) NẤM 3.1.Giới thiệu chung phương pháp đóng bịch (lọ) nấm 3.2.Máy đóng bịch (lọ) nấm 3.3.Tính tốn phận định lượng mùn cưa 3.4.Tính chọn động 3.5 Tính tốn truyền xích 3.6.Tính tốn xích tải 3.7.Tính trục xích tải 3.8.Tính then 3.9.Tính ổ lăn Chƣơng 4: ĐIỀU KHIỂN 4.1.Mạch điều khiển mạch động lực 4.2.Chương trình PLC Chƣơng 5: CHẾ TẠO, CHẠY THỬ NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ 5.1.Chế tạo 5.2.Chạy thử nghiệm 5.3.Đánh giá KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO TRANG i ii iv vi vii ix x xi xii 1 10 22 26 26 29 31 32 32 35 40 44 48 53 58 62 63 64 64 65 69 69 70 72 73 74 ix an Moment tương đương: M td  M u2  0,75.T  160332  0,75.02  16033N mm Đường kính trục đĩa xích 2: Tra bảng 10.5 [1] ta có : [σ] = 63 MPa d M td 16033 3  13, 7mm 0,1.[ ] 0,1.63 Chọn: d = 20 mm 61 an 3.8.TÍNH THEN: 3.8.1.Chọn vật liệu làm then: Thép 45, ứng suất cắt cho phép [τc] = 60 … 90 MPa 3.8.2.Kiểm tra sức bền then: Tra bảng 9.1a [1] ta có: B = mm; h = mm; t1 = 3,5 mm; t2 = 2,8 mm Tra bảng 9.5 [1] : [σd] = 150 MPa  Sức bền dập mặt tiếp trục đĩa xích then: σd = 2T/[d.lt.(h – t1)] ≤ [σd ] => lt ≥ 2.T/[ [σd].d.(h– t1)] = 2.21688/[150.20.(6 – 3,5) = 5,78 mm  Sức bền dập mặt tiếp trục đĩa xích then: σd = 2T/[d.lt.(h – t1)] ≤ [σd ] => lt ≥ 2.T/[ [σd].d.(h– t1)] = 2.10844/[150.20.(6 – 3,5) = 2,89 mm Suy chọn chiều dài then l = 28 (mm) 62 an 3.9.TÍNH Ổ LĂN: 3.9.1 Với tải trọng nhỏ, dùng ổ bi đỡ dãy cho gối đỡ 3.9.2.Với đường kính ngõng trục d = 20 mm, chọn ổ bi đỡ 1dãy cỡ trung 304 (bảng P.2.7 [1], Phụ lục) có đường kính d = 20mm, đường kính ngồi D = 52 mm, khả tải động C = 12,5 kN, khả tải tĩnh C0 = 7,94 kN 3.9.3.Tính kiểm nghiệm khả tải ổ: Phản lực tổng ổ: Fl  Flx20  Fly20  6182  6812  920( N ) Fl1  Flx21  Fly21  2762  3202  423( N ) Ta tiến hành kiểm nghiệm cho ổ chịu tải trọng lớn với Fr = Fl0 = 920 (N) Theo công thức (11.3) [1], với Fa = 0, tải trọng quy ước: Q = X.V.Fr.kt.kđ = 1.1.920.1.1 = 920 N Trong ổ đỡ chịu lực hướng tâm X = 1; V = (vòng quay); kt = (nhiệt độ t < 1000C ); kđ =1 (tải trọng tĩnh) Theo công thức (11.1) [1], khả tải động: Cd  Q.m L  0,92 6,13  1,68kN  C  12,5kN Trong với ổ bi m = 3; L = 60.n.Lh/106 = 60 12,77.8000/106 = 6,13 triệu vòng Rõ ràng khải tải động thừa nhiều, nên chọn ổ cỡ nhẹ hơn, ta chọn cỡ nhẹ 204, theo bảng P2.7 [1], Phụ lục với d = 20 mm;, C = 10 kN, C0 = 6,3 kN, đường kính ngồi D = 47 mm, chiều rộng B = 14 mm Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ: Theo (11.9) [1] với Fa = 0, Qo = Xo.Fr = 0,6.920 = 552 N, với Xo = 0,6 (bảng 11.6 [1]) Như Qo < Fro = 920 N Qo = 920 N Vậy Qo = 0,92 kN < Co = 6,3 kN khả tải tĩnh ổ đảm bảo 63 an CHƢƠNG 4: ĐIỀU KHIỂN 4.1.Mạch điều khiền mạch động lực: Hình 4.1: Mạch điều khiển mạch động lực 64 an 4.2.Chƣơng trình PLC: 65 an 66 an 67 an 68 an CHƢƠNG 5: CHẾ TẠO, CHẠY THỬ NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ 5.1 Chế tạo: 5.1.1 Thiết lập quy trình chế tạo dựa theo phương án thiết kế:  Khung máy: Các thanh, thép cắt hàn theo kích thước vị trí thiết kế phần mền Inventor => Khoan lỗ khung máy để lắp phận máy  Hàn, khoan, phay, tiện, cắt chi tiết: lắp động cơ, phận định lượng, chặn, trục xích tải, L, thùng phơi liệu, tạo lỗ, lắp tạo lỗ, dẫn hướng, khay đựng lọ, nối xích tải, L lắp phận định lượng  Lắp phận máy: Lắp đỡ động vào khung máy => lắp động hộp giảm tốc => lắp đĩa xích => lắp gối đỡ => lắp trục xích tải, đĩa xích tải 3, dây xích tải => lắp nối dây xích tải => lắp đĩa xích 2, day xích nối với đĩa xích => lắp trượt, trượt, phận định lượng, chặn => lắp xilanh => lắp thùng phôi liệu  Lắp mạch điện, van, ống dẫn khí  Mạ, sơn: Sau máy hoạt động theo yêu cầu, chi tiết máy tháo rời để mạ, sơn Mạ nối xích tải, phận định lượng, chặn, lắp tạo lỗ Sơn thùng phôi liệu, khung máy, L (thanh đỡ xích) Bảng 4.1: Thơng số máy Productivity Size Weight Electric power 1000 bottles/h 1500x430x1450mm 110kg 220v 69 an Hình 5.1: Máy đóng lọ nấm 5.1.2Nguyên vật liệu chế tạo: Với chi tiết không yêu cầu chất lượng cao đỡ động cơ, thùng phơi,khay, nối xích tải, phận định lượng dùng thép CT3,CT5 Khung máy chế tạo từ thép hộp vuông CT3 40x40 mm Với chi tiết yêu cầu cao đĩa xích, xích, vật liệu thường dùng thép C45 Với chi tiết mua vật liệu theo nhà sản xuất rãnh trượt,con trượt vuông TBI vật liệu S55C 5.2.Chạy thử nghiệm: Một số khó khăn thay đổi trình chạy thử nghiệm:  Khay đựng lọ: Theo thiết kế ban đầu, lọ định vị xích tải cách đặt vào lọ, lọ hàn trực tiếp vào xích tải, xích tải khơng phẳng (các nối xích tải lắp vào xích tải bulong lục giác chìm đai ốc, nới đầu bulong lồi lên) nên đặt lọ vào bị nghiêng làm phơi liệu rơi ngồi q trình cấp phơi liệu Vì nên khay làm rời, thay đặt lọ vào xích tải ta đặt khay gồm lọ, xích tải hàn miếng L nhỏ để định vị khay vào xích tải 70 an Hình 5.2:Khay đựng lọ  Bộ phận định lượng: Khi chế tạo tạo phận định lượng, ống côn chế tạo khơng xác (thể tích ống lớn thể tích lọ) nên phơi liệu tràn ngồi lọ Vì phải chế tạo lại ống Hình 5.3: Bộ phận định lượng 71 an  Bộ phận tạo lỗ tạo lỗ khơng rõ: hành trình xylanh ngắn  thay xylanh hành trình dài Hình 5.4: Bộ phận tạo lỗ Quá trình thử nghiệm lặp lặp lại suốt trình chế tạo để tối ưu hiệu cho trình hoạt động chung máy 5.3.Đánh giá: Sau thời gian chế tạo chạy thử nghiệm, máy hoạt động ổn định đạt suất theo yêu cầu ban đầu Năng suất máy thay đổi thơng qua việc thay đổi vận tốc xích tải, cách thay đổi hộp giảm tốc khác Chiều dài xích tải ngắn, nên việc lấy khay cần người làm việc Nếu xích tải dài thì thiết kế phận lấy khay tự động, giảm nhân cơng Hiện xích tải có vị trí đặt khay Ta tăng số vị trí đặt khay nhằm tăng suất Khi tăng số vị trí đặt khay, dẫn đến việc thay đổi phần điểu khiển chiều dài xích tải 72 an KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ KẾT LUẬN: Sau thời gian nghiên cứu, tính tốn, chúng em đạt số kết sau:  Cụm máy phù hợp với yêu cầu ban đầu:  Năng suất 1000lọ/giờ  Số người vận hành: người  Làm việc ca/ngày  Tính tốn phận có máy, phù hợp với yêu cầu ban đầu  Thành lập vẽ chi tiết vẽ lắp  Cải tiến thiết kế theo hướng phù hợp Qua trình thực đồ án, chúng em rút nhiều học kinh nghiệm, ôn lại kiến thức sau trình học tập trường, cải thiện thêm nhiều kỹ khác như:  Kỹ vẽ thiết kế AutoCad, Inventor  Kỹ làm việc nhóm  Kiến thức cấu khí thơng dụng, ngun lý hoạt động chức chúng ĐỀ NGHỊ: Cải tiến thiết kế nhằm tối ưu hóa cụm máy, tăng suất Thiết kế, chế tạo phận lấy khay tự động nhằm giảm số lượng nhân công 73 an TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Trịnh Chất-Lê Văn Uyển(2010), “Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí” (tập 1&2), Nhà xuất Giáo dục [2] Nguyễn Ngọc Phương-Nguyễn Trường Thịnh(2012), “Hệ thống điều khiển tự động khí nén”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [3] Huỳnh Văn Hoàng-Trần Thị Hồng-Nguyễn Hồng Ngân-Nguyễn Danh Sơn-Lê Hồng Sơn-Nguyễn Xuân Thiệp-Huỳnh Văn Hoàng(Chủ Biên)(2010), “Kỹ thuật nâng chuyển”, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh [4] Nguyễn Văn Hùng(chủ biên)-Phạm Quang Dũng-Nguyễn Thị Mai(2006), “Máy xây dựng”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [5] Trần Quốc Hùng(2012), “Dung sai-Kỹ thuật đo”, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh [6] Nguyễn Minh Đức-Hồng Phi Long-Ngơ Đại Quyền(2016),” ĐATN: Tính tốn thiết kế cụm máy đóng bịch phơi nấm” 74 an S an K L 0 ... đề tài: Thiết kế cải tiến, chế tạo phận đóng bịch nấm (theo hướng tự động tăng suất) Ngành đào tạo: Công nghệ Chế tạo máy Họ tên GV phản biện: (Mã GV) ThS.Dương Đăng Danh Ý KIẾN NHẬN XÉT Kết cấu,... sinh viên thực vi an TÓM TẮT ĐỀ TÀI THIẾT KẾ CẢI TIẾN, CHẾ TẠO BỘ PHẬN ĐÓNG BỊCH NẤM (THEO HƢỚNG TỰ ĐỘNG VÀ TĂNG NĂNG SUẤT) Trước năm 2012, q trình đóng bịch nấm Việt Nam thực hồn tồn thủ cơng,... Hình 2.5: Bộ phận đóng bịch (lọ) nấm theo hướng khối lượng Hình 2.6: Bộ phận đóng bịch (lọ) nấm theo hướng thể tích Hình 3.1: Đóng bịch nấm bào ngư thủ cơng Hình 3.2: Máy đóng bịch nấm Hình 3.3: