(Đồ án hcmute) nghiên cứu, thiết kế, tính toán máy bóc vỏ lụa đậu phộng

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 NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, TÍNH TỐN MÁY BĨC VỎ LỤA ĐẬU PHỘNG GVHD: ThS TRẦN THÁI SƠN SVTH: NGUYỄN THẾ VINH MSSV: 11143197 SVTH: NGUYỄN TÀI VIỄN MSSV: 11143193 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 1/2016 an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH  KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, TÍNH TỐN MÁY BÓC VỎ LỤA ĐẬU PHỘNG GVHD: ThS TRẦN THÁI SƠN SVTH: NGUYỄN THẾ VINH Lớp: Khoá: NGUYỄN TÀI VIỄN 111431 2011 - 2015 Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2016 an - 11143197 - 11143193 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH  BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, TÍNH TỐN MÁY BĨC VỎ LỤA ĐẬU PHỘNG GVHD: ThS TRẦN THÁI SƠN SVTH: NGUYỄN THẾ VINH Lớp: Khoá: NGUYỄN TÀI VIỄN 111431 2011 - 2015 Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2016 an - 11143197 - 11143193 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ mơn Cơ Khí Chế Tạo Máy NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Họ tên sinh viên: Lớp: Ngành đào tạo: Nguyễn Thế Vinh Nguyễn Tài Viễn 111431 Chế Tạo Máy MSSV: 11143197 MSSV: 11143193 Khoá: 2011-2015 Hệ: Chính quy Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế, tính tốn máy bóc vỏ lụa đậu phộng Các số liệu ban đầu Năng suất: 150-170kg/h Hiệu suất: 95-97% Kích thước máy: 1200-600-1500(mm) Nội dung đồ án: Thiết kế cấu bóc vỏ lụa đậu phộng Thiết kế cải tiến máy bóc vỏ lụa đậu phộng Thiết kế mơ hoạt động máy phần mềm Ngày giao đồ án: Ngày nộp đồ án: TRƯỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)  Được phép bảo vệ ………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) an LỜI CẢM ƠN Trong trình làm đồ án tốt nghiệp, chúng em gặp nhiều khó khăn kiến thức lý thuyết cịn ít, kinh nghiệm thiết kế cịn nhiều hạn chế, việc sử dụng phần mềm thiết kế chưa thục Thế nhưng, chúng em ln có hỗ trợ nhiệt tình từ q thầy khoa Cơ Khí Máy, giúp đỡ chân thành bạn bè người thân Chính điều tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành đồ án Nay chúng em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc tới: Giảng viên ThS Trần Thái Sơn tận tình bảo, hướng dẫn, động viên cho chúng em suốt trình làm đồ án Với kinh nghiệm thiết thực mình, thầy giúp chúng em nhận hạn chế, khắc phục sai sót, có cách làm, bước hợp lý Tất quý thầy khoa Cơ khí Chế Tạo Máy khuyến khích, tạo điều kiện, hỗ trợ kiến thức, kinh nghiệm cho chúng em thực đồ án Gia đình toàn anh chị em, bạn bè giúp đỡ từ vật chất đến tinh thần cho chúng em Sinh viên thực NGUYỄN THẾ VINH-NGUYỄN TÀI VIỄN an TĨM TẮT ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, TÍNH TỐN VÀ CẢI TIẾN MÁY BĨC VỎ LỤA ĐẬU PHỘNG Đất nước ta giai đoạn cơng nghiệp hóa đại hóa, nơng nghiệp đóng vai trò quan trọng Trong năm qua, ngành trồng trọt nước ta đạt thành tựu to lớn Tuy nhiên dịch chuyển cấu kinh tế, lực lượng lao động tham gia vào ngành phi nơng nghiệp ngày tăng, việc khí hóa q trình sản xuất nơng nghiệp dần trở thành nhu cầu thiết Từ yêu cầu nhóm chúng tơi định làm đề tài “ Nghiên cứu, thiết kế, tính tốn máy bóc vỏ lụa đậu phộng” Báo cáo kết sau thời gian tìm hiểu thực hiện, nội dung gồm phần chính: Lựa chọn phương án thiết kế Thiết kế kỹ thuật Máy bóc vỏ lụa đậu phộng Một số vẽ kèm theo Trong trình thực hiện, chúng em hiểu nguyên lý tách vỏ, vận dụng kiến thức liên quan để thiết kế máy nhằm đánh giá kết thực tế Tuy nhiên, q trình làm việc chúng em cịn số hạn chế thiết kế Trong tương lai, chúng em cố gắng cải tiến thiết kế để đảm bảo hài hòa yếu tố kinh tế kỹ thuật Đồng thời, chúng em đẩy mạnh việc thăm dò thị trường nhu cầu khách hàng để đưa sản phẩm vào ứng dụng đời sống Tp Hồ Chí Minh, tháng 12-2015 NGUYỄN THẾ VINH – NGUYỄN TÀI VIỄN an SUMMARY OF PROJECTS RESEARCH , DESIGN , CALCULATION AND IMPROVEMENTS PEANUT SHELLERS SILK Our country is at the stage of industrialization and modernization, in which agriculture plays a very important role In recent years, our country's farming sector has made great achievements But by shifting the economic structure, labor force participation in the non-agricultural sector increased, so the mechanization of the agricultural production process is becoming a pressing need From these requests our group decided to make the theme "Research, design, calculate silk peanut shellers" This report is the result after a time to find out done, the content includes the main parts: Selection of design schemes Technical design silk peanut shelling machine Some accompanying drawings During implementation, we have to understand the principles of shelling, using the relevant knowledge to design the machine in order to assess the actual results However, in the course of work we are still a limited number of designs In the future, we'll try to improve on the design to ensure harmony between economic factors and technical At the same time, we will accelerate the exploration market and customer needs to be able to bring products into the application in life Tp Ho Chi Minh, month 12-2015 NGUYEN THE VINH-NGUYEN TAI VIEN an MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.2.1 Ý nghĩa khoa học 1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn 1.2.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.2.4 Tính tốn hồn chỉnh thiết kế cho chi tiết Đối tượng nghiên cứu 1.3 Phương pháp nghiên cứu 1.3.1 Cơ sở pháp luận 1.3.2 Các phương pháp nghiên cứu 1.4 Kết cấu đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 2.1 Giới thiệu 2.2 Những công dụng đậu phộng: 2.3 Tình hình sản xuất đậu phộng Việt Nam : 12 2.4 Những nghiên cứu liên quan đến đề tài : 13 CHƯƠNG : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 15 3.1 Yêu cầu hạt đậu phộng : 15 3.2 Một số ý tưởng để bóc vỏ lụa khỏi đậu phộng : 15 3.3 Chọn lọc ý tưởng : 15 3.4 Tách vỏ lụa trục cao su : 16 3.5 Các loại máy tách vỏ: 17 3.6 Cơ sơ tính tốn, thiết kế truyền động : 21 CHƯƠNG : PHƯƠNG HƯỚNG VÀ GIẢI PHÁP 23 4.1 Đánh giá sử dụng trục cao su : 23 4.2 Phương hướng giải pháp thực : 23 4.3 Nguyên lý làm việc máy bóc vỏ trục cao su sau cải tiến : 24 CHƯƠNG : THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN MÁY BĨC VỎ LỤA ĐẬU PHỘNG 26 an 5.1 Tính tốn ngun lý bóc vỏ hạt đậu : 26 5.2 Tính tốn thiết kế máy : 34 5.3 Tính tốn thiết kế trục : 46 5.4 Tính tốn thiết kế sàn lắc: 54 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 59 BẢNG PHỤ LỤC 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 an DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: 10 quốc gia sản xuất hàng đầu…………………………………………….13 Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật máy DTJ-100………………………………………….15 Bảng 5.1: Thông số truyền (đông cơ, trục 1, trục 3)… …………………………39 Bảng 5.2: Thông số truyền (động cơ, trục sàn, trục 2, trục 4)…………………….39 Bảng 5.3: Tiết diện đai…………………………………………………………… 45 an Chương Biểu đồ nội lực : Tính đường kính trục tiết diện nguy hiểm: Tiết diện nguy hiểm B với : M j  M yi  M xj M tđđ  M j  0,75T j d M td 0, 2. σ  Với vật liệu thép 45 cải thiện chọn   =67 (bảng 7-2/[7]) → d ≥ 26,66mm Vậy chọn đường kính tiết diện nguy hiểm lấy 25mm 49 an Chương Đường kính chỗ lắp bánh xích 25mm bánh đai 22mm Tại tiết diện nguy hiểm chọn ổ bi đỡ chặn Kí hiệu 46105, d=25mm, D=47mm (trang 346/[7]) 5.3.3 Tính trục số : Ta có cá thông số lực : Fy1=1239N FyA=165N FyB=1404N Ft1=1153N FtA=153N FtB=1306N T=37496Nmm Biểu đồ nội lực : 50 an Chương Tính đường kính trục tiết diện nguy hiểm: Tiết diện nguy hiểm B với : M j  M yi  M xj M tđđ  M j  0,75T j d M td 0, 2. σ  Với vật liệu thép 45 cải thiện chọn   =67 (bảng 7-2/[7]) → d ≥ 23mm Vậy chọn đường kính tiết diện nguy hiểm lấy 25mm Chọn đường kính trục tiết diện nguy hiểm 25mm, đường kính lắp bánh xích 22mm Chọn ổ bi đỡ chặn KH 46105 ( trang 346/[7]) 5.3.4 Tính trục số : Thông số lực : T=97979 fy1=1239N FyA=165N FyB=1404N Ft1=3014N FtA=401N FtB=3415 51 an Chương Biểu đồ nội lực : Tính đường kính trục tiết diện nguy hiểm: Tiết diện nguy hiểm B với : M j  M yi  M xj M tđđ  M j  0,75T j d M td 0, 2. σ  Với vật liệu thép 45 cải thiện chọn   =67 (bảng 7-2/[7]) → d ≥ 24.12mm Vậy chọn đường kính tiết diện nguy hiểm lấy 25mm 52 an Chương Chọn đường kính trục tiết diện nguy hiểm 25mm, đường kính lắp bánh xích 22mm Chọn ổ bi đỡ chặn KH 46105 (trang 346/[7]) 5.3.5 Tính trục quạt : Thơng số lực : Fy1=717N FyA=583N FyB=134N Fx1=257 FxA=55 FxB=305 T=20570Nmm Biểu đồ nội lực : Tính đường kính trục tiết diện nguy hiểm: 53 an Chương Tiết diện nguy hiểm B với : M j  M yi  M xj M tđđ  M j  0,75T j d M td 0, 2. σ  Với vật liệu thép 45 cải thiện chọn   =67 (bảng 7-2/[7]) d ≥ 24mm Vậy chọn đường kính tiết diện nguy hiểm lấy 25mm Chọn đường kính trục tiết diện nguy hiểm 25mm, đường kính lắp bánh đai 22mm Chọn ổ bi tự lựa KH P205 có d=25mm, d=55mm 5.4 Tính tốn thiết kế sàn lắc: Nhiệm vụ sàn lắc phân loại đậu sau bóc tách vỏ trình bóc vỏ lụa hạt đậu tách nhiều phần có phần vụng hạt mầm Đậu bóc vỏ xong qua hệ thống sàn phân loại thông qua lớp lưới 5.4.1 Tốc độ, gia tốc lực quán tính sàn chuyển dộng theo định luật điều hồ b II I L r CD O a a1 a S IV a1 S III Hình 5.6: Sơ đồ cấu truyền truyền chuyển động cho sàn (Xác định giải tích đoạn đường, tốc độ, gia tốc sàn Lấy góc quay tay quay ( dùng cấu bánh lệch tâm khoảng lệch tâm e tay quay ta 54 an Chương lấy e=r=6mm) α=ωt, ω tốc độ góc Khi tay quay có bán kín r quay góc α sàng dịch chuyển từ vị trí a-a sang a1-a1 Ta xem đoạn dịch chuyển sàng s đoạn thẳng: s  aa1  AC  A1 D  A1 D  CD  r (1  cos  )  L(1  cos  ) , (trang 57/[5]) Trong β góc nghiêng truyền đường nằm ngang Tương tự: bD  r.sin  L sin  Suy ra: r sin   sin L Góc nghiêng lớn truyền đường thẳng nằm nghiêng α=900 Ta có: Tìm r  cos  1sin   1   sin  L  2  r   s  r(1  cos )  L1     sin    L    Đoạn đường mà sàn qua dịch chuyển tay quay từ vị trí 1-3 s=2r ( bánh lệch tâm trục sàn quay ½ vịng sàn dịch chuyển đoạn s=2e) Nếu số vịng quay tay quay n v/p đoạn đường mà sàn dịch chuyển phút 2ns Vận tốc sàn phút: v = 2sn/60(m/s) Gia tốc sàn: a = ω2rcosωt 55 an Chương A I II A1 n L r B Pqt Gsina F Pu 16° Pun IV III Gcosa B1 G A I n II A1 r B IV Pun F Pqt Pu III 16° Hình 5.7: Sự chuyển động lưới sàn nằm nghiêng dao động theo phương ngang Xác định điều kiện để dịch chuyển hạt tay quay góc phần tư I quay theo chiều kim đồng hồ hình a sàn BB1 chuyển động khơng với gia tốc a hướng bên phải sinh lực qn tính có hướng ngược với gia tốc (hướng bên trái) Ngoài hạt chịu tác dụng trọng lực G lực ma sát F với lưới sàng Lực G tách làm hai thành phần lực Gsinα Gcosα Ta thường lấy lực quán tính Pqt trùng với vị trí trung bình truyền lực quán tính Pqt chia làm hai thành phần lực gồm : Pun = Pqt sinα vng góc với lưới có khuynh hướng giữ chặt hạt lưới Pu = Pqtcosα song song với lưới tác động lên phía theo độ dốc 56 an B1 Chương Hạt đậu dịch chuyển lên phía sàng Pqtcosα – Gsinα > F F= f(Gcosα – Pqtsinα) Để hạt chuyển động lưới sàng lên phía điều kiện cần là: dv 0 dt Hay :  r cost  g.tg(   ) Đại lượng cos(ωt)=1 đại lượng cực đại tức đầu cuối tay quay vị trí I III Sự dịch chuyển hạt lưới sàn thực  r  g.tg (   )  g tg (   ) rad / s r Thay   n 30 n số vòng quay phút ta được:  n2 302 Ta xem như: r  g.tg(   ) 2  g n  30 tg(   ) r Số vòng quay hạt dịch chuyển lên phía ntr  30 tg (   ) , (trang 61/[5]) r Điều kiện để hạt đậu xuống phía tay quay góc phần tư II Lúc lực quán tính hướng xuống phía Điều kiện để hạt hướng xuống phía (công thức trang 62/[5])  r cos t  g.tg (   ) 57 an Chương  g.tg (   ) r cos t Số vòng quay để hạt chuyển động xuống n'd  30 tg(   ) (v / p) r Điều kiện hạt bị nảy lên khỏi sàn: Pun > Gcosα Lúc hạt bị tách khỏi sàn không sàn để tránh hiệ tượng này: Gcosα ≥ Pun Gcosα ≥ Pqtsinα Thay giá trị G = mq, Pqt = ma, a = ω2r,    n 30 g tg Vận tốc giới hạn để hạt đậu không bị nảy lên khỏi lưới: 30 rtg nmax  Ta có góc ma sát φ = 320 Vậy  g 9,8   16,30 tg tg32 Ta chọn góc nghiêng sàn α = 160 Vậy để hạt đậu sàn lưới hạt đậu lên xuống hạt đậu không bị nảy lên nmax > n > ntr Góc nghiêng sàn α = 160, góc ma sát φ = 320 R=e=0,006m Thay vào ta tính được: 489(v/p) > n > 408(v/p) 58 an Kết luận-kiến nghị CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ Bước sang kỷ XXI, kỷ khoa học kỹ thuật đại, thành tựu khoa học kỹ thuật áp dụng rộng rãi vào lĩnh vực đời sống xã hội Cùng với tiến độ phát triển khoa học giới, nước ta khoa học kỹ thuật áp dụng vào nhiều lĩnh vực, đặc biệt lĩnh vực lao động sản xuất Lao động máy móc thay lao động chân tay người, đem lại suất cao, tiết kiệm chi phí, sức lao động, giảm giá thành sản phẩm Việc áp dụng khoa học kỹ thuật vào hoạt động sản xuất biểu trình độ phát triển kinh tế.Đất nước ta dần phát triển trở thành nước cơng nghiệp đại nên việc tự động hóa sản xuất thiếu Mặt khác, nhu cầu người ngày tăng vật chất lẫn tinh thần, mặt chất lượng số lượng yêu cầu phải tạo khối lượng sản phẩm lớn, có chất lượng, có thẩm mỹ cần thiết Với đề tài “Nghiên cứu, thiết kế, tính tốn máy bóc vỏ lụa đậu phộng”, chúng em mong muốn đóng góp phần cơng sức vào bóc vỏ lụa đậu phộng cách nhanh chóng, đáp ứng nhu cầu người, tiết kiệm sức lao động Qua trình thực đồ án tốt nghiệp, chúng em đạt kết sau:  Tìm hiểu nguyên lý bóc vỏ lụa  Thiết kế, cải tiến hệ thống việc phận máy phần mềm  Hồn thành thuyết minh tính tốn Đây bước đầu tìm hiểu, nghiên cứu nên đề tài cịn nhiều sai sót.Chúng em thiếu nhiều kinh nghiệm thực tế thời gian cịn hạn hẹp q trình thực nhiều khuyết điểm.Trong tương lai, chúng em cố gắng cải tiến kỹ thuật để máy vào hoạt động sống, đạt hiệu quả, suất cao Hy vọng máy nhiều người quan tâm, sử dụng, đem lại lợi ích cho người tiêu dùng 59 an Kết luận-kiến nghị BẢNG PHỤ LỤC + Bảng phụ lục P2.12 [3] 60 an Kết luận-kiến nghị + Bảng phụ lục trị số ứng suất cho phép thép chế tạo trục : + Bảng phụ lục tính loại thép theo GOST: 61 an Kết luận-kiến nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Tắc Ánh, Giáo Trình Cơng Nghệ Kim Loại, Đh Sư Phạm Kỹ Thuật 2004 [2] Trần Văn Địch, Nguyễn trọng Bình, Nguyễn Thế Đạt, Nguyễn Viết Tiếp, Trần Xuân Việt, Công Nghệ Chế Tạo Máy, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội 2008 [3] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí (Tập 1, 2), NXB Giáo dục, Hà Nội 2006 [4] Trần Quốc Hùng, Dung Sai Kỹ Thuật Đo, Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM, 2012 [5] A.IA.XOKOLOV, Cơ Sở Thiết Kế Máy Sản Xuất Thực Phẩm (Tập 1, 2, 3), Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM, 2008 [6] Trịnh Chất, Cơ sở thiết kế máy & Chi tiết máy, NXB Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội [7] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lâm, Thiết Kế Chi Tiết Máy, NXB Giáo Dục, Hà Nội 2007 [8] Nguyễn Đắc Lộc – Lê Văn Tiến – Ninh Đức Tốn – Trần Xuân Việt -Sổ tay thiết kế khí (tập 1,2,3) ,NXB Khoa Học Kỹ Thutậ Hà Nội , 2004 62 an an ... thước máy: 1200-600-1500(mm) Nội dung đồ án: Thiết kế cấu bóc vỏ lụa đậu phộng Thiết kế cải tiến máy bóc vỏ lụa đậu phộng Thiết kế mô hoạt động máy phần mềm Ngày giao đồ án: Ngày nộp đồ án: TRƯỞNG... bóc tách vỏ lụa thuận lợi, hạt đậu phộng phải rang trước cho vào máy tach vỏ lụa 3.2 Một số ý tưởng để bóc vỏ lụa khỏi đậu phộng : Dùng tay bóc vỏ lụa theo cách thủ cơng Bóc vỏ cách cho hạt đậu. .. lên hạt đậu Đây phương pháp phổ biến suất cao độ sót Ta chọn ý tưởng bóc vỏ lụa đậu phộng phương pháp dịch trượt Hiện sản xuất có nhiều loại máy bóc vỏ lụa đậu phộng phổ biến máy bóc vỏ lụa hai