Hcmute nghiên cứu, thiết kế, tính toán máy đóng gói cà chua bán tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ÐỀ TÀI KH&CN CẤP TRUỜNGDÀNH CHO GIẢNG VIÊN TRẺ NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, TÍNH TỐN MÁY ÐĨNG GĨI CÀ CHUA BÁN TỰ ÐỘNG MÃ SỐ: T2013 – 02GVT S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 - 2013 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG DÀNH CHO GIẢNG VIÊN TRẺ NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, TÍNH TỐN MÁY ĐĨNG GĨI CÀ CHUA BÁN TỰ ĐỘNG Mã số: T2013 – 02GVT Chủ nhiệm đề tài: ThS ĐẶNG MINH PHỤNG TP HCM, Tháng 12/Năm 2013 Luan van TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ MÁY BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, TÍNH TỐN MÁY ĐĨNG GĨI CÀ CHUA BÁN TỰ ĐỘNG Mã số: T2013 – 02GVT Chủ nhiệm đề tài: ThS ĐẶNG MINH PHỤNG TP HCM, Tháng 12/Năm 2013 Luan van TÓM TẮT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, TÍNH TỐN VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY ĐĨNG GÓI CÀ CHUA BÁN TỰ ĐỘNG BẰNG TÚI LƯỚI Ngày nay, việc đóng gói cà chua loại nơng sản khác túi lưới sử dụng rộng rãi siêu thị nông sản nước Tuy nhiên, việc đóng gói túi lưới chủ yếu thực tay thời gian, chi phí cao, suất thấp, giá thành sản phẩm tăng Sản phẩm đóng gói túi lưới có tính thẩm mỹ cao, dễ vận chuyển, tiện lợi dễ sử dụng Tuy nhiên, việc đóng gói sản phẩm túi lưới hầu hết tay, số lượng đóng gói túi lưới cho loại sản phẩm lại nhiều nên làm tiêu tốn nhiều thời gian, cơng sức Trong Việt Nam, cơng trình nghiên cứu chế tạo máy đóng gói cà chua túi lưới chưa quan tâm, đặc biệt nghiên cứu máy đóng gói cà chua túi lưới Vì tác giả chọn đề tài “nghiên cứu thiết kế, tính tốn chế tạo máy đóng gói cà chua bán tự động túi lưới’’ nhằm góp phần vào việc giảm tải sức lao động, thời gian, đáp ứng nhu cầu ngày cao người tiêu dùng, siêu thị chuyên kinh doanh nông sản tăng hiệu kinh tế Trong trình thực hiện, tác giả đề xuất nguyên lý hoạt động cấu đóng gói bán tự động, chế tạo mơ hình máy nhằm đánh giá kết thực tế Đề tài trình bày kết nghiên cứu cấu đóng gói túi cà chua bán tự động góp phần vào việc giảm tải thời gian, tăng suất, đáp ứng nhu cầu ngày cao siêu thị chuyên bán nông sản Kết thử nghiệm cho thấy cấu đóng gói cà chua túi lưới bán tự động hoạt động tốt, mối đóng chắn, đạt yêu cầu an tồn tính thẩm mỹ Trong tương lai, tác giả cố gắng cải tiến kỹ thuật để máy vào hoạt động sống, đạt hiệu quả, suất cao Đồng thời, tác giả đẩy mạnh việc thăm dò thị trường nhu cầu khách hàng để đưa sản phẩm vào ứng dụng đời sống Tác giả tin cấu đóng gói cà chua bán tự động nhiều người quan tâm, sử dụng, đem lại lợi ích cho người tiêu dùng i Luan van MỤC LỤC TÓM TẮT ĐỀ TÀI i CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 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 1.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.5.1 Cơ sở phương pháp luận 1.5.2 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể 1.6 Kết cấu đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.1 Giới thiệu 2.2 Đặc tính máy đóng gói cà chua bán tự động túi lưới 2.3 Kết cấu máy đóng gói cà chua bán tự động túi lưới 2.4 Các nghiên cứu liên quan tới đề tài 10 2.4.1 Các nghiên cứu nước 10 2.4.2 Các nghiên cứu nước 12 2.5 Các tồn máy 14 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 15 3.2.3 Phương pháp tính lực cấu 18 3.4 Tính toán truyền cấu 19 3.6 Phần mềm hỗ trợ thiết kế Autodesk Inventor 23 CHƯƠNG 4: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP VỀ MÁY ĐÓNG GÓI 24 4.1 Yêu cầu đề tài 24 4.2 Phương hướng giải pháp thực 24 4.2.1 Phương án đóng gói túi lưới 24 4.2.2 Phương án cấu cấp kim đóng gói tự động 27 4.2.3 Phương án thiết kế cấu đóng gói 28 4.4 Trình tự công việc tiến hành 31 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ, TÍNH TỐN MÁY ĐĨNG GĨI 33 5.2 5.4 Thiết kế sơ máy đóng gói cà chua 34 Thiết kế khuôn uốn lực uốn kim 36 5.5 5.8 Thiết kế dao cắt góc độ cắt 37 Tính toán truyền bánh ma sát 41 Luan van 5.9 Tính tốn truyền bánh trụ thẳng 42 5.10 Tính tốn bánh khía truyền động 44 5.11 Tính tốn cơng suất động 45 5.12 Tính tốn trục bánh chủ động 46 5.13 Chọn ổ lăn 49 5.14 Tính tốn lực lị xo ép bánh kim 49 5.15 Kiểm nghiệm bền chi tiết quan trọng Inventor 12 50 CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM – ĐÁNH GIÁ 621 6.1 Mơ hình thiết kế máy đóng gói 621 Mơ hình thực nghiệm máy đóng gói 632 KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ 64 PHỤ LỤC 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 6.2 Luan van DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Số lượng sản xuất cà chua giới Bảng 2.2: Thành phần dinh dưỡng cà chua Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật máy 10 Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật máy GY-ZD 11 Bảng 2.5: Thông số kỹ thuật máy USB-10 12 Bảng 2.6: Thông số kỹ thuật máy CA-9S 14 Bảng 3.1: Hệ số lị xo với đường kính 21 Bảng 5.1: Thông số cuộn kim (Nguồn - Công ty TNHH Tân Bách Đạt) 34 Bảng 5.2: Thành phần thép C3D2 (Phụ lục- Bảng 6.1) 34 Luan van DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ Hình 2.1 Cà chua Slicing Hình 2.2 Túi lưới nhựa dạng cuộn Hình 2.3 Túi lưới dạng ống Hình 2.4 Túi lưới dạng tép Hình 2.5 Túi lưới GIRO Hình 2.6 Túi lưới đựng đồ dùng Hình 2.7 Máy đóng gói túi lưới tự động GB/UB 10 Hình 2.8 Máy đóng gói túi lưới GY-ZD 11 Hình 2.9 Máy đóng gói túi lưới USB-10 (Tân Bách Đạt) 12 Hình 2.10 Máy đóng gói cột kim túi lưới CA-9S 13 Hình 3.1 Cơ cấu khâu lề 16 Hình 3.2 Họa đồ tỉ số truyền 18 Hình 3.3 Bánh ma sát 19 Hình 3.4 Lực tác dụng bánh ma sát 20 Hình 4.1 Hình 4.2 Hình 4.3 Hình 4.4 Phương pháp nhiệt hàn túi lưới 25 Dây nhựa rút cột túi lưới 25 Cuộn kim cột túi lưới 26 Sơ đồ nguyên lý bánh ma sát đẩy kim đóng gói 27 Hình 4.5 Sơ đồ nguyên lý dùng piston – xylanh để đẩy kim 27 Hình 4.6 Sơ đồ nguyên lý cắt kim piston - xylanh 28 Hinh 4.7 Sơ đồ nguyên lý cắt dùng khâu lề 29 Hình 5.1 Nguyên lý hoạt động máy đóng gói 32 Hình 5.2 Sơ đồ sơ máy 33 Hình Mối dập kim đóng gói thực tế 35 Hình 5.4 Khn uốn lực uốn kim 35 Hình 5.5 Sơ đồ lực cắt góc độ cắt kim 36 Hình 5.6 Sơ đồ lực cấu khâu 37 Hình 5.7 Sơ đồ lực cắt khâu 38 Hình 5.8 Sơlực cắt khâu (2) (3) 39 Hình 5.9 Sơ đồ lực bánh ma sát 40 Hình 5.10 Sơ đồ lực bánh 42 Hình 5.11 Sơ đồ lực bánh khía 43 Hình 5.12 Sơ đồ lực khâu (2) 44 Hình 5.13 Họa đồ tỉ số truyền khâu (1) (3) 44 Hình 5.14 Sơ đồ lực mô ment uốn trục 47 Hình 6.1 Mơ hình thiết kế máy đóng gói 60 Hình 6.2 Mơ hình máy đóng gói thực nghiệm 60 Luan van T2013-02GVT CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU Tính cấp thiết đề tài 1.1 Ngày nay, việc đóng gói cà chua loại nơng sản khác túi lưới sử dụng rộng rãi siêu thị nông sản nước Tuy nhiên, việc đóng gói túi lưới chủ yếu thực tay thời gian, chi phí cao, suất thấp, giá thành sản phẩm tăng Sản phẩm đóng gói túi lưới có tính thẩm mỹ cao, dễ vận chuyển, tiện lợi dễ sử dụng Tuy nhiên, việc đóng gói sản phẩm túi lưới hầu hết tay, số lượng đóng gói túi lưới cho loại sản phẩm lại nhiều nên làm tiêu tốn nhiều thời gian, cơng sức Trong Việt Nam, cơng trình nghiên cứu chế tạo máy đóng gói cà chua túi lưới chưa quan tâm, đặc biệt nghiên cứu máy đóng gói cà chua túi lưới Vì tác giả chọn đề tài “nghiên cứu thiết kế, tính tốn chế tạo máy đóng gói cà chua bán tự động túi lưới’’ nhằm góp phần vào việc giảm tải sức lao động, thời gian, đáp ứng nhu cầu ngày cao người tiêu dùng, siêu thị chuyên kinh doanh nông sản tăng hiệu kinh tế Căn vào nhu cầu thiết thực đó, tác giả định thực đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế, tính tốn chế tạo mơ hình máy đóng gói cà chua bán tự động túi lưới” Với đề tài này, tác giả hy vọng góp phần vào việc giảm tải sức lao động, thời gian đáp ứng nhu cầu khách hàng ngày tốt hiệu 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.2.1 Ý nghĩa khoa học  Tạo điều kiện, tiền đề cho người nghiên cứu phát triển kỹ năng, vận dụng kiến thức học vào đời sống  Tạo sản phẩm mới, góp phần vào phát triển cơng nghiệp nước nhà  Đây tiền đề để cải tiến, phát triển sản phẩm ứng dụng vào lĩnh vực khác có liên quan 1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn  Giúp việc đóng gói nơng sản túi lưới thực nhanh chóng, thẩm mỹ, đáp ứng nhu cầu khách hàng  Nâng cao suất lao động, giảm chi phí cơng nhân đóng gói tay  Ngồi việc đóng gói cho cà chua máy đóng gói đóng gói loại nông sản khác túi lưới Trang Luan van T2013-02GVT 1.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài  Tìm hiểu chức năng, nguyên lý, cấu điều khiển mơ hình máy đóng gói cà chua bán tự động túi lưới  Thiết kế mô hình 3D phần mềm Autodesk Inventor 2012  Tính tốn hồn chỉnh thiết kế cho máy đóng gói  Gia cơng, lắp ráp mơ hình máy đóng gói 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu  Túi lưới nhựa dùng để đóng gói nơng sản  Các kiểu đóng gói túi lưới  Nguyên lý đóng gói túi lưới  Máy đóng gói cà chua bán tự động túi lưới  Phần mềm Inventor 2012 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu  Ngun cứu, thiết kế, tính tốn chế tạo mơ hình máy đóng gói cà chua bán tự động túi lưới phạm vi công nghiệp vừa nhỏ  Sử dụng phần mềm Autodesk Inventor 12 thiết kế, mô chuyển động 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.5.1 Cơ sở phương pháp luận  Phương pháp nghiên cứu nguyên tắc cách thức hoạt động khoa học nhằm đạt đến chân lý khách quan dựa sở chứng minh khoa học Theo định nghĩa cần phải có nguyên tắc cụ thể dựa theo vấn đề giải  Nghiên cứu nguyên lý hoạt động cấu chuyển động, tính tốn lực cắt, lực tác dụng cấu nguyên lý đóng gói túi lưới thực tế sử dụng Từ có nhìn nhận hướng việc tính tốn, thiết kế chế tạo mơ hình máy đóng gói cà chua bán tự động túi lưới 1.5.2 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể Để thực đề tài này, tác giả sử dụng số phương pháp sau:  Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Tham khảo nguồn tài liệu văn bản: sách, giáo trình, tài liệu tham khảo, viết từ nguồn tin cậy Internet, cơng trình nghiên cứu… nhằm xác định phương án điều khiển, gia công tối ưu cho máy  Phương pháp thực nghiệm: Tiến hành thực nghiệm độ bền kim đóng gói Lấy làm sở việc tính tốn lực, thiết kế chế tạo chi tiết máy Trang Luan van 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu  Túi lưới nhựa dùng để đóng gói  Các kiểu đóng gói túi lưới  Nguyên lý đóng gói túi lưới  Máy đóng gói cà chua bán tự động túi lưới 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu  Thiết kế, tính tốn chế tạo mơ hình máy đóng gói cà chua bán tự động túi lưới phạm vi công nghiệp vừa nhỏ  Sử dụng phần mềm Inventor 12 thiết kế, mô chuyển động 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.5.1 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể  Phương pháp nghiên cứu tài liệu  Phương pháp thực nghiệm 1.6 Nội dung đề tài  Chương 1: Giới thiệu đề tài số phương pháp, cách thức thực đề tài  Chương 2: Trình bày tổng quan nghiên cứu đề tài, bao gồm giới thiệu máy, kết cấu máy, nghiên cứu liên quan  Chương 3: Trình bày sở lý thuyết để thực đề tài  Chương 4: Đề xuất nguyên lý đóng gói lựa chọn phương án thiết kế, chế tạo máy đóng gói cà chua bán tự động  Chương 5: Tính tốn cấu, công suất động cơ, phận máy, điều kiện bền chi tiết quan trọng  Chương 6: Chế tạo mơ hình thực nghiệm, kiến nghị đánh giá Luan van Chương 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.1 Giới thiệu  Giới thiệu cà chua công dụng làm thực phẩm Cà chua loại rau làm thực phẩm Quả ban đầu có màu xanh, chín ngả màu từ vàng đến đỏ Cà chua loại rau giàu dinh dưỡng, dễ chế biến, sử dụng lâu dài, liên tục Do cà chua loại rau ưa chuộng Không có ý nghĩa kinh tế nơng nghiệp quan trọng mà cà chua sử dụng đối tượng nghiên cứu di truyền, tế bào chọn giống thực vật bậc cao  Máy bán tự động Là máy hoạt động nguyên tắc tự động có vài khâu dây chuyền hay cấu có tham gia trực tiếp người  Túi lưới nhựa Túi lưới nhựa sản xuất từ nhựa PE (Polyolefins), PP (Polypropylene), EVA có độ chịu lực độ giãn rộng tốt, chất lượng ổn định  Các loại túi lưới: + Túi lưới cuộn + Túi lưới dạng ống + Túi lưới tép + Túi lưới GIRO + Túi lưới tạo hình sẵn 2.2 Đặc tính máy đóng gói cà chua bán tự động túi lưới Nguyên tắc đóng gói túi lưới:  Phải làm kín đầu túi lưới cà chua bên túi lưới không rơi  Các cà chua đóng gói xong phải đảm bảo khơng bị hư hỏng, dập nát  Sử dụng tối ưu lượng túi lưới cần thiết mối cắt phải gọn gàng, thẩm mỹ an toàn  An toàn cho người sử dụng máy 2.3 Kết cấu máy đóng gói cà chua bán tự động túi lưới Thiết kế sơ máy gồm phần chính:  Phần khung máy: Chịu tải trọng phận để liên kết phận khác máy  Cơ cấu cắt kim: Dùng cắt đứt cuộn kim buộc đầu túi lưới, sử dụng nguyên lý cấu khâu lề Luan van  Cơ cấu cấp kim tự động: Dùng bánh lăn tác dụng lực ma sát đẩy kim  Ngồi ra, cịn có mạch điện, động phận khác 2.4 Các nghiên cứu liên quan tới đề tài 2.4.1 Các nghiên cứu ngồi nước  Máy đóng gói túi lưới tự động GB/UB (Xuất sứ Australia)  Máy đóng gói túi lưới GY-ZD (Xuất xứ Trung Quốc) 2.4.2 Các nghiên cứu nước Hiện công ty nhập loại máy đóng gói túi lưới giới vào thị trường nước ta Một công ty chuyên nhập thiết bị, máy móc đóng gói túi lưới tự động bán tự động CÔNG TY TNHH SX-TM-XNK TÂN BÁCH ĐẠT (284/25/18 LÝ THƯỜNG KIỆT P.14 - Q.10 - TP.HCM)  Máy đóng gói túi lưới USB-10  Máy đóng gói cột kim túi lưới CA-9S 2.5 Các tồn máy Việc nhập máy tiêu thụ thị trường nhỏ lẻ Việt Nam tồn nhược điểm sau đây:  Giá thành máy đóng gói nhập từ nước ngồi cao  Các máy đóng gói tự động chiếm diện tích lớn khơng phù hợp với nơi đóng gói nhỏ lẻ Việt Nam Từ yêu cầu đặt việc đóng gói cách khắc phục nhược điểm máy nhập cho phù hợp với thị trường Việt Nam, tác giả đề xuất phương án sau :  Sử dụng cấu khâu lề  Chiếm diện tích nhỏ  Thiết kế chế tạo Việt Nam  Thuận tiện, an toàn sử dụng, dễ bảo trì bảo dưỡng Luan van Chương 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1 Cơng thức tính lực cắt Trong đó: Fc= K x L x T x σcắt (N) Fc: Lực cắt kim (N) K: Hệ số phụ thuộc kim loại làm dao K= 1.3 ÷ 1.5 L: Chiều dài phôi cắt (mm) T: Chiều dày phôi cắt (mm) σcắt: Giới hạn bền cắt phôi σcắt= (0.8- 0.9).σbền 3.2 (MPa) Cơng thức tính lực uốn kim 𝑊.𝑇 𝐹𝑢 = 𝑛 𝑈 𝑅+0.5.𝑇 Trong đó: + Fu: Lực uốn (N) (N)  n= 1.6-1.8 - Hệ số điều chỉnh xét đến độ cứng vật liệu  U: Giới hạn bền kéo vật liệu  W: Bề rộng phôi (MPa) (mm)  T: Bề dày phôi (mm)  R: Bán kính uốn (mm) Chương 4: ĐỀ XUẤT NGUYÊN LÝ MÁY ĐÓNG GÓI VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY ĐÓNG GÓI BÁN TỰ ĐỘNG 4.1 NGUYÊN LÝ CƠ CẤU ĐÓNG GÓI CÀ CHUA BẰNG TÚI LƯỚI BÁN TỰ ĐỘNG 4.1.1 Túi lưới đựng cà chua Túi lưới đựng cà chua có yêu cầu sau: - đầu túi lưới chứa cà chua đóng kín, mối đóng giữ khơng làm cà chua rơi ngồi - Cà chua sau đóng gói phải đảm bảo không bị hư hỏng, dập nát - Mối cắt phải gọn gàng, thẩm mỹ an toàn (khơng bén, nhọn) Hình trình bày loại túi lưới sử dụng túi lưới cà chua đóng gói Luan van Hình 1: Túi lưới cà chua Lưới túi lưới làm sợi dây nhựa nhỏ đan lại với nhau, túi lưới có đường kính từ 38 – 40 cm chiều dài trung bình bịch khoảng 1000m (loại GIRO) [8] Theo khảo sát thực tế, mối đóng có biên dạng hình với kích thước sau: bán kính cung mối dập R = mm; chiều dài đoạn kim L = 26,2 mm (tại công ty TNHH TÂN BÁCH ĐẠT) [8] Hình 2: Biên dạng mối đóng gói Luan van 4.2 Nguyên lý cấu đóng gói túi lưới Căn vào yêu cầu túi lưới cà chua sau đóng gói, nguyên lý hoạt động cấu đóng gói cà chua túi lưới đề xuất sau: Cà chua định lượng sẵn Cho vào túi lưới đóng kín đầu Đặt túi lưới vào vùng đóng gói Đóng gói sản phẩm Đóng kín đầu túi lưới (cho lần đóng gói tiếp theo) Cắt lấy sản phẩm Hình 3: Sơ đồ nguyên lý cấu 4.3 PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU ĐÓNG GÓI TÚI LƯỚI CÀ CHUA BÁN TỰ ĐỘNG 4.3.1 Phương án đóng gói túi lưới Từ nguyên lý hoạt động trên, cấu đóng gói túi lưới cà chua đề xuất sau: a) Phương án sử dụng nhiệt hàn túi lưới Trong phương án này, túi lưới đóng gói nhờ vào nhiệt độ hàn làm nóng chảy đầu túi lưới nhựa ép chặt chúng lại với Thanh hàn điều chỉnh nhiệt độ để phù hợp với loại túi lưới nhựa khác (hình 4) Luan van Hình 4: Phương án nhiệt hàn túi lưới [8] Phương án sử dụng nhiệt có ưu điểm sau: điều chỉnh nhiệt độ hàn suất đóng gói cao Bên cạnh ưu điểm phương án sử dụng nhiệt tồn nhiều hạn chế như: chi phí đầu tư lớn, mối hàn túi lưới thô cứng, hệ thống điều khiển phức tạp b) Phương án sử dụng kim cuộn Ở đây, ta dùng cuộn dây kim loại buộc đầu túi lưới lại giống cách đóng gói đầu xúc xích Cuộn kim có chiều rộng 3mm, dày 0,5 mm, quấn thành cuộn nhỏ có khối lượng 4-5 kg Hình 5: Phương án dùng cuộn kim [8] Phương án sử dụng kim cuộn (hình 5) có ưu điểm như: kết cấu máy đơn giản, dễ dàng thực việc cấp kim liên tục cho máy, suất cao, túi lưới đóng gói bền đẹp Tuy nhiên kim cột túi lưới có giá thành cao Qua kết phân tích, phương án sử dụng kim cuộn lựa chọn phù hợp để phát triển thiết kế, chế tạo cấu đóng gói cà chua bán tự động túi lưới Luan van 4.3.2 Thiết kế cấu cắt kim Cơ cấu cắt kim có phương án sau: a) Phương án sử dụng cấu xylanh khí nén Kim đóng gói cắt nhờ cấu dao gắn xylanh điều khiển van tiết lưu Pittông di chuyển lên xuống để thực việc cắt kim túi lưới Hình 6: Cơ cấu xylanh khí nén Phương án sử dụng cấu xylanh khí nén có ưu điểm sau: đơn giản, dễ lắp đặt, chịu tải tốt làm việc Bên cạnh ưu điểm phương án cịn tồn nhiều nhược điểm: lực cắt không ổn định, gây tiếng ồn lớn hoạt động phận điều khiển phức tạp b) Phương án sử dụng cấu bốn khâu lề Nguyên lý phương án trình bày hình Hình 7: Cơ cấu bốn khâu lề Trong phương án này, khâu dẫn (1) quay toàn vòng quanh điểm O, làm cho lắc (3) lắc quanh điểm C nhờ truyền (2) Con trượt khâu (4) mang dao cắt kim chuyển động lên Luan van xuống để cắt kim đóng gói nhờ lắc (3) khớp D E Như vậy, nhờ cấu khâu lề mà cuộn kim đóng gói cắt So với phương án trên, phương án có nhiều ưu điểm hơn: cấu đơn giản, dễ chế tạo lắp ráp, tuổi thọ cấu cao, khả truyền lực lớn dễ dàng thay đổi quỹ đạo chuyển động khâu Tuy nhiên, phương án cịn nhược điểm khó thiết kế cấu theo quy luật chuyển động trước Sau phân tích hai phương án, ta thấy phương án sử dụng cấu bốn khâu lề phương án tốt hơn, có nhiều thuận lợi việc thiết kế, chế tạo cấu đóng gói 4.3.3 Thiết kế cấu cấp kim Để thiết kế cấu cấp kim cho cấu đóng gói túi lưới cà chua bán tự động ta sử dụng xy lanh khí nén để kẹp chặt phóng kim Phương án khác sử dụng cấu bánh ma sát hình Hình 8: Cơ cấu bánh ma sát Dùng bánh sát để tạo lực ma sát đẩy kim đóng gói phóng Chiều dài kim phóng phụ thuộc vào góc quay bánh ma sát Ta thấy, với phương án này, cấu đơn giản, dễ chế tạo lắp ráp, dễ điều chỉnh lực tác dụng lên kim, việc điều khiển đơn giản, cấu có độ bền, độ ổn định cao Song phương án nhược điểm lực ép cần xác định xác để đảm bảo độ ổn định cấu Đây phương án chọn để thiết kế, chế tạo cấu đóng gói cà chua bán tự động Luan van 4.4 Lựa chọn phương án Dựa vào yêu cầu đặt máy đóng gói cà chua bán tự động túi lưới q trình phân tích, so sánh phương án thiết kế cho máy nêu Tác giả đưa đề xuất theo phương án sau:  Túi lưới đóng gói: Túi lưới nhựa dạng ống  Cấp phơi cà chua: Thực công nhân đứng máy  Phương án đóng gói: Đóng gói cuộn kim C3D2 cấp kim tự động  Cơ cấu cắt túi lưới: Sử dụng cấu khâu lề  Cơ cấu cấp kim đóng gói: Sử dụng bánh ma sát Chương 5: THIẾT KẾ, TÍNH TỐN MÁY ĐĨNG GĨI 5.1 Nguyên lý hoạt động cấu đóng gói Từ phương án đóng gói, cắt kim lựa chọn, nguyên lý hoạt động cấu đóng gói bán tự động đề xuất hình (1): Động điện; (2): Cuộn kim đóng gói; (3): Đoạn kim phóng; (4): Thanh truyền lực; (5): Cần lắc; (6): Dao cắt kim; (7): Cụm bánh ma sát, bánh răng; (8): Khối định hình kim; (9): Cơng tắc hành trình; (10): Lưới; (11): Cơng tắc nguồn; (12): Lị xo Hình 9: Nguyên lý hoạt động cấu đóng gói Túi lưới đựng cà chua đóng kín đầu đưa vào vùng đóng gói, người cơng nhân thực động tác kéo túi lưới làm công tắc hành trình (9) thay đổi trạng thái, động (1) hoạt động thông qua truyền lực (4) tác động vào cụm bánh ma sát, bánh (7) Đoạn kim (3) phóng bao quanh túi lưới (10) nhờ khn định hình (8) Đồng thời thơng qua cần lắc (5) mang theo dao (6) chuyển động xuống để thực cơng việc đóng gói Q trình đóng gói kết thúc, Luan van cơng tắc hành trình trở trạng thái ban đầu nhờ lực kéo lò xo (12), mạch hở, động ngừng hoạt động 5.2 MƠ HÌNH KIỂM ĐỊNH CƠ CẤU ĐÓNG GÓI TÚI LƯỚI BÁN TỰ ĐỘNG Mơ hình cấu đóng gói cà chua bán tự động túi lưới cấu thành từ nhiều phận gồm: cụm ống dẫn cà chua túi lưới đóng gói, cụm cấu đóng gói cấp kim tự động,…(hình 10) Kết cấu số phận chính: (1): Ống dẫn; (2): Cụm cấu đóng gói; (3): Động cơ; (4): Khung máy; (5): Cụm cuộn kim đóng gói Hình 10: Cơ cấu gói cà chua bán tự động túi lưới 5.2.1 Cụm ống dẫn cà chua túi lưới Kết cấu cụm ống dẫn cà chua túi lưới trình bày (hình 11) Đây nơi tiếp nhận cà chua, thông qua phễu ống dẫn đến túi lưới Cụm liên kết với máy nhờ cần đỡ Luan van Hình 11: Cụm ống dẫn 5.2.2 Cụm cấu đóng gói cấp kim tự động Kết cấu cụm cấu đóng gói cấp kim tự động trình bày (hình 12) Đây nơi thực cơng việc cấp kim đóng gói máy, kim đóng gói dạng cuộn cấp liên tục thông qua cấu bánh ma sát, cấu bốn khâu lề chuyển động mang theo dao cắt kim dao cắt lưới để thực cơng việc đóng gói Hình 12: Cơ cấu đóng gói cấp kim tự động Luan van Chương CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM – ĐÁNH GIÁ 6.1 Chế tạo - thử nghiệm Mơ hình chế tạo (hình 13) tiến hành thử nghiệm cho kế sau: Hình 13: Mơ hình kiểm định cấu đóng gói cà chua bán tự động chế tạo + Cơ cấu đóng gói cà chua bán tự động hoạt động tốt: suất đạt 18 túi/phút + Các mối kim đóng gói bền chắc, kim đóng gói mặt cắt túi lưới đạt tính thẩm mỹ Hình 14: Cà chua đóng gói túi lưới 6.2 Kết luận Đề tài trình bày số kết nghiên cứu phát triển chế tạo cấu đóng gói cà chua bán tự động túi lưới Cơ cấu chế tạo thử nghiệm đạt kết tốt: - Năng suất đạt 18 túi/phút, mối đóng chắn có tính thẩm mỹ - Ngun lý kết cấu đơn giản, hiệu hoạt động cao, dễ bảo trì bảo dưỡng Luan van - Việc tích hợp cấu làm máy đóng gói túi lưới chuyên dùng dễ dàng - Hoạt động ổn định, êm Trong tương lai, tác giả cố gắng cải tiến kỹ thuật để máy vào hoạt động sống, đạt hiệu quả, suất cao Tác giả tin máy đóng gói cà chua bán tự động nhiều người quan tâm, sử dụng, đem lại lợi ích cho người tiêu dùng Tài liệu tham khảo: [1] Nguyễn Tác Ánh, Giáo Trình Cơng Nghệ Kim Loại, Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM 2004 [2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí (Tập 1, 2), NXB Giáo dục, Hà Nội 2006 [3] 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 [4] Trần Quốc Hùng, Dung Sai Kỹ Thuật Đo, Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM 2006 [5] Bùi Xuân Liêm, Nguyên Lý Máy, ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM 2005 [6] ASM International, ASM Handbook Volume 14 Forming and Forging, 1988 [7] Vukota Boljanovic, Sheet metal forming processes and die design, Industrial Press Inc, New York 2004 [8]:http://www.tanbachdatco.com/vn/Default.aspx Luan van Luan van ... máy đóng gói cà chua túi lưới chưa quan tâm, đặc biệt nghiên cứu máy đóng gói cà chua túi lưới Vì tác giả chọn đề tài ? ?nghiên cứu thiết kế, tính tốn chế tạo máy đóng gói cà chua bán tự động túi... máy đóng gói cà chua túi lưới chưa quan tâm, đặc biệt nghiên cứu máy đóng gói cà chua túi lưới Vì tác giả chọn đề tài ? ?nghiên cứu thiết kế, tính tốn chế tạo máy đóng gói cà chua bán tự động túi... đựng đồ dùng 2.2 Đặc tính máy đóng gói cà chua bán tự động túi lưới Nguyên tắc đóng gói túi lưới:  Đóng gói bán tự động cà chua túi lưới nhựa  Phải làm kín đầu túi lưới cà chua bên túi lưới khơng