Hcmute thiết kế và chế tạo hệ thống cơ khí thổi hoa quả

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CƠ KHÍ THỔI HOA QUẢ MÃ SỐ: SV2019-121 SKC 0 9 Tp Hồ Chí Minh, tháng 06/2019 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CƠ KHÍ THỔI HOA QUẢ SV2019-121 Thuộc nhóm ngành khoa học: kỹ thuật TP Hồ Chí Minh, 06/2019 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CƠ KHÍ THỔI HOA QUẢ SV2019-121 Thuộc nhóm ngành khoa học: Kỹ thuật SV thực hiện: Trần Tiến Đạt Nam, Nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: 16143CL2 , khoa đào tạo chất lượng cao Năm thứ: /Số năm đào tạo: Ngành học: Công nghệ chế tạo máy Người hướng dẫn: ThS Phan Thanh Vũ TP Hồ Chí Minh, 06/2019 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CƠ KHÍ RỬA HOA QUẢ - SV thực hiện: Trần Tiến Đạt Mã số SV: 16143050 - Lớp: 16143CL2 Khoa: Đào tạo chất lượng cao Năm thứ: Số năm đào tạo: - Người hướng dẫn: ThS Phan Thanh Vũ Mục tiêu đề tài: Tạo điều kiện cho sinh viên đươc tiếp cận thực hành sớm với các phần mềm vẽ INVENTOR thiết kế khung sắt, hệ thống băng tải Tính sáng tạo: Kết hợp các ứng dụng của cấu khí mạch điện, tạo mô hình tự động, điểu khiển để rửa hoa nhanh Kết nghiên cứu: Chế tạo, thử nghiệm thành công mô hình rửa hoa quả, rửa được kích thước trái cà chua, làm tiền đề cho việc cải tiến nghiên cứu dây chuyền phân loại hoa theo yêu cầu khách hàng (màu sắc, khối lượng) với công suất lớn Đóng góp mặt giáo dục đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: Ứng dụng môi trường nhà xưởng, giúp giảm thiểu sức người quá trình rửa trái Công bố khoa học SV từ kết nghiên cứu đề tài (ghi rõ tên tạp chí có) nhận xét, đánh giá của sở áp dụng các kết nghiên cứu (nếu có): Ngày tháng năm SV chịu trách nhiệm thực đề tài (kí, họ tên) Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học SV thực đề tài (phần người hướng dẫn ghi): Ngày tháng năm Người hướng dẫn (kí, họ tên) Xác nhận Trường (kí tên đóng dấu) Luan van Mục lục Phần I: Mở đầu .1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài .1 Lý chọn đề tài Mục tiêu đề tài Phương pháp nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phần II Nội dung báo cáo Chương I Cơ sở lý thuyết Lý thuyết cấu tạo, hoạt động của truyền xích 1.1 Cấu tạo 1.2 Hoạt động 1.3 Thiết kế truyền xích 1.4 Tính tốn thiết kế trục tang Chế tạo .11 2.1 Chế tạo vỏ máy 11 2.2 Chế tạo chi tiết dạng trục 11 2.3 Lắp ráp 12 Chương II: Quy trinh thiết kế chi tiết 13 Quy trình thiết kế chi tiết 13 Chương III: Chọn theo tiêu chuẩn 31 Chương IV: Kết đạt được, định hướng ứng dụng 43 Kết luận hướng kiến nghị phát triển 43 Định hướng ứng dụng 44 Danh mục tài liệu tham khảo 45 Luan van Phần I: Mở đầu Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài 1.1 Trong nước Trong thực tế, ý tưởng sử dụng các máy khí vào ngành công nghiệp thực phẩm ở nước ta có từ lâu Các hệ thống dây chuyền rửa, thổi khô, phân loại trái ngày được cải tiến cho cho suất cao nhất Không các nhà máy, xí nghiệp sản x́t mà cịng có rất nhiều bạn sinh viên các trường đại học nước cung tham gia nghiên cứu đề tài Sinh viên Nguyễn Trường Giang trường Đại học Giao thơng vận tải có nghiên cứu cà chua quy trình sản xuất Anh Nguyễn Hồng Chương ( Đơn Đương, Lâm Đồng) nghiên cứu chế tạo máy rửa, đánh bóng, phân loại cà chua với 20 tấn/1 ngày Lớp k15 khoa khí máy – Trường Đại học Sư phạm kĩ thuật TPHCM thầy Nguyễn trường Thịnh hướng dẫn chế tạo máy phân loại cà chua 1.2 Ngồi nước Rất nhiều cơng ty nước ngồi sử dụng dây chuyền cơng nghệ rửa thổi phân loại trái rất thành công, tạo được danh tiếng thê giới GPGRADERS, GREEFA, Lý chọn đề tài Với điều kiện khí hậu nhiệt đới thuận lợi, trái Việt Nam rất phong phú đa dạng chủng loại ( xoài, sầu riêng, măng cụt, nhãn, long…) Nhiều loại rau ở nước ta có phẩm chất rất ngon, rất được ưa chuộng nước Nhu cầu thị trường nước trái khá lớn các nước nhập trái yêu cầu phải cung cấp đủ số lượng đồng thời chất lượng ổn định Việt Nam chưa đáp ứng được yêu cầu Trong khí đó, nhu cầu trao đởi hợp tác giao lưu các quốc qia, nhất sau Việt Nam gia nhâp tổ chức Thương mại giới WTO, các giống trái nhập nội ngày nhiều làm tang them hương vị cho trái Việt Nam, đồng thời tạo nên cạnh tranh thị trường gay gắt Vậy chúng ta nên làm gì để tăng suất giúp cạnh tranh với các nước giới? Luan van Ngày với tiến của khoa học kỹ thuật, lĩnh vực gia công khí chính xác đạt được nhiều thành tựu với đời của nhiều loại máy nhà máy xí nghiệp Dây chuyền rửa hoa giúp các nhà máy giảm được nhân công, giảm thời gian sản xuất nâng cao suất rất nhiều Mục tiêu đề tài Tạo điều kiện cho sinh viên đươc tiếp cận thực hành sớm với các phần mềm INVENTOR tự tay làm khung máy, hệ thống băng tải Phương pháp nghiên cứu  Tìm hiểu cấu tạo, hoạt động của máy  Thiết kế lắp ráp chi tiết máy  Chọn chi tiết theo tiêu chuẩn  Mô phỏng hoạt động của dây chuyền  Kết nối điện Đối tượng phạm vi nghiên cứu  Đối tượng nghiên cứu:  Nguyên lí hoạt động của các truyền khí  Nguyên lí hoạt động chính của băng tải  Ứng dụng cải tiến máy sản xuất  Phạm vi nghiên cứu:  Mô hình băng tải rửa hoa  Ý kiến thu thập để cải tiến phát triển Luan van Phần II Nội dung báo cáo Chương I Cơ sở lý thuyết Lý thuyết cấu tạo, hoạt động truyền xích 1.1 Cấu tạo  Đĩa xích dẫn  Đĩa xích bị dẫn  Xích: chuỗi các mắt xích liên kết lề (tạo “độ mềm”) thành vịng khép kín  Bộ phận căng xích, phận bôi trơn, che kín  Vật liệu má xích thường được làm thép cán nguội, thép cacbon chât lượng tốt thép hợp kim đạt được độ cứng 40-50 HRC Bản lề ( chốt, ống, lăn) được chế tạo thép ít cacbon sau thấm cacbon tơi đạt độ cứng 50-60 HRC  Vật liệu làm đĩa xích thường thép cacbon hay thép hợp kim, sau gia cơng đạt độ rắn 50-60 HRC Theo công dụng chung, xích chia làm ba loại:  Xích tải  Xích kéo  Xích truyền động 1.2 Hoạt động Nhờ ăn khớp của các mắt xích của đĩa xích mà chuyển động được truyền Xích truyền động có loại : xích ống lăn, xích ống, xích Phổ biến, thông dụng xích ống lăn (thông số hình học bước xích p) Luan van Hình 1.4: Xích ớng lăn Ưu điểm:  Khơng có tượng trượt truyền đai, có thể làm việc có tải đột ngột, hiệu suất cao  Khơng địi hỏi phải căng xích, nên lực tác dụng lên trục ổ nhỏ  Kích thước truyền nhỏ truyền đai công suất  Góc ơm khơng có ý nghĩa truyền đai nên có thể truyền cho nhiều bánh xích bị dẫn Nhược điểm:  Bản lề xích bị mịn nên gây tải trọng động, ồn  Có tỉ số truyền tức thời thay đởi, vận tốc tức thời của xích bánh bị dẫn thay đổi  Phải bôi trơn thường xun phải có bánh điều chỉnh xích  Mau bị mịn mơi trường có nhiều bụi bôi trơn không tốt Phạm vi sử dụng:  Truyền cơng śt chủn động trục có khoảng cách xa, cho nhiều trục đồng thời trường hợp n < 500v/p  Công suất truyền thông thường < 100 kW  Tỉ số truyền < 6, hiệu suất 0,95 0,97 Luan van 1.3 Thiết kế truyền xích 1.3.1 Chọn loại xích Do vận tốc xích nhỏ, tải trọng khơng lớn nên sơ chọn loại xích ống lăn dãy 1.3.2 Định số đĩa xích Do truyền xích truyền động băng tải nhằm làm cho truyền nhỏ gọn nên chọn tỉ số truyền ix =1 Băng tải đai vận chuyển dây truyền với tải trọng nhỏ, nên lấy số đĩa xích dẫn Z1 = 18 số đĩa xích bị dẫn Z2 = 18 1.3.3 Định bước xích Bước xích t được chọn theo điều kiện hạn chế áp suất sinh lề số vòng quay phút của đĩa xích phải nhỏ số vòng quay giới hạn Để tìm bước xích t trươc hết định hệ số điều kiện sử dụng: k = kđ.kA.k0.kđc.kb.kc Trong đó: kđ – hệ số xét đến tính chất của tải trọng ngồi, với tải trọng của truyền êm lấy kđ = 1; kA – hệ số xét đến chiều dài xích, với A=(3050) lấy kA = 1; ko – hệ số xét đến truyền, với truyền nằm nghiên so với phương ngang góc nhỏ 600 k0 = 1; kđc – hệ số xét đến khả điều chỉnh lực căng xích, với cách thiết kế có thể điều chỉnh lực căng xích thì kđc = 1; kb – hệ số xét đến điều kiện bôi trơn, với cách bơi trơn định kỳ kb =1,5; kc – hệ số xét đến chế độ làm việc của truyền, điều kiện sản xuất của doanh nghiệp ca kc = Như vậy k = 1.1.1.1.1,5.1 = 1,5 (2.26) Xác định cơng śt tính tốn của truyền xích: Nt = k.kZ.kn.N , kW Trong đó: N – cơng śt danh nghĩa, kW; Luan van Đai ốc M6 Long đền M6 32 Luan van 2, Bulong – Đai ốc – Long đền M8 Hình 2.1: Bulong M8 33 Luan van Hình 2.2: Đai ốc M8 Hình 2.3: Long đền M8 34 Luan van 3, Bulong – Đai ốc – Long đền M12 Bulong M12 35 Luan van Đai ốc M12 Long đền M12 36 Luan van 4, Bulong –– Long đền M14 Bulong M14 Long đền M14 37 Luan van 5, Đai ốc M18 38 Luan van 6, Bạc đạn UCP (d=25mm) 39 Luan van 7, Bạc đạn UCF (d=25mm) 40 Luan van 8, Xích Chọn xích lăn, dãy xích, bánh xích chọn bánh 18 răng, cỡ 35 Hình 2.6: Xích lăn Hình 2.7: Thông số công suất 41 Luan van 9, Động motor Tải yêu cầu 50kg Chọn động pha giảm tốc 220v, tỉ số truyền 750 vịng/phút, cơng śt 2.2kW, momen xoắn T = 2801333.3 Nmm, giảm tốc 15:1 => vận tốc lại khoảng 50 vòng/phút, để đảm bảo tốc độ băng tải Động có thể đảo chiều quay cách lắp thêm tụ điện vào mạch điều khiển (12μF) 42 Luan van Chương IV: Kết đạt được, định hướng ứng dụng Kết luận hướng kiến nghị phát triển 1.1 Kết luận Với thuận lợi khó khăn trải qua, nhóm hồn thành tốt đề tài nghiên cứu khoa học: “Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống rửa hoa quả” Đồng thời, nhóm chúng tơi đạt được yêu cầu mục tiêu đề ra, bao gồm:  Thành tựu mặt lý thuyết:  Tìm hiểu tởng quan ngun lí hoạt động, ứng dụng phối hợp của các cấu khí  Tìm hiểu tởng quan quá trình hoạt động, chế tạo băng tải  Tìm hiểu tổng quan các loại động cơ, cách nối ghép mạch điện  Thiết kế mô phỏng mô hình máy phần mềm INVENTOR  Mô hình rửa được trái cà chua  Đồng thời các thành viên nhóm đạt được kỹ tinh thần, thái độ phương thức làm việc nhóm, nghiêm túc phát huy được sáng tạo cơng việc Tất điều tiền đề, hành trang để nhóm chúng em phát triển thêm năm học tới, có thêm tinh thần định hướng cho đồ án môn học đồ án tốt nghiệp sau  Thành tựu mô hình  Mô hình máy được gia công lắp ráp dựa sở mô phỏng  Tiến hành thực tế rửa trái cà chua  Giúp cho nhà máy giảm thiểu được nhân công, thời gian sản suất gia tăng suất thu được 43 Luan van 1.2 Kiến nghị phát triển Để tiếp tục phát triển đề tài nhằm nâng cao tính hồn thiện của đề tài, hoàn thiện thì đề tài nên được phát triển theo các hướng sau:  Thiết kế mô hình máy quy mô hơn, giúp rửa được sản lượng lớn  Nghiên cứu động để tạo công suất lớn hơn,  Nghiên cứu ứng dụng các cấu đại, khả cao để ứng dụng tốt Định hướng ứng dụng Sau quá trình thực đề tài, với kết đạt được, tương lai, nhóm em mong muốn sản phẩm mình được ứng dụng tốt thực tiễn, nhằm lấy làm kinh nghiệm, để hồn thiện thiết kế, cho đời mơ hình máy nâng có tính áp dụng cao đạt suất tốt Sắp tới, nhóm em thử nghiệm chế tạo thêm cụm máy thổi, phân loại cà chua theo màu sắc, khối lượng để hồn thành hệ thống máy rửa thởi, phân loại cà 44 Luan van Danh mục tài liệu tham khảo Phan Minh Thanh – Hồ Viết Bình “Cơ sở công nghệ chế tạo máy” Nhà xuất Đại học quốc gia Việt Nam Trần Văn Địch “Công nghệ chế tạo máy” Nhà xuất khoa học kĩ thuật PGS Hà Văn Vui – TS Nguyễn Chỉ Sàn – TS Phan Đăng Phong ‘Sổ tay thiết kế khí” PGS TS Trần Văn Địch “ Sổ tay & Atlas đồ gá” 45 Luan van Luan van ... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CƠ KHÍ THỔI HOA QUẢ SV2019-121 Thuộc nhóm ngành khoa học:... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CƠ KHÍ THỔI HOA QUẢ SV2019-121 Thuộc nhóm ngành khoa học:... BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CƠ KHÍ RỬA HOA QUẢ - SV thực hiện: