Thiết kế chế tạo máy nghiền ca cao năng suất 2kgmẻ phục vụ gia đình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY NGHIỀN CA CAO NĂNG XUẤT 2KG/MẺ PHỤC VỤ GIA ĐÌNH NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Th.s PHẠM DUY LAM Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: LÊ TẤN HUY 1811041138 18DCKA3 MAI CHÍ KHANG 1811041146 18DCKA3 Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2022 i MỤC LỤC Phiếu đăng kí tên đề tài đồ án tốt nghiệp Phiếu giao nhiệm vụ LỜI CAM ĐOAN vi LỜI CẢM ƠN vii TÓM TẮT viii ABSTRACT ix DANH SÁCH CÁC HÌNH xiv DANH SÁCH CÁC BẢNG xvi LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu socola 1.1.1 Socola giới 1.1.2 Socola Việt Nam 1.1.3 Một số đặc tính socola Việt Nam 1.2 Quy trình sản xuất socola Việt Nam 1.3 Temper 11 1.4 Tính cấp thiết đề tài 12 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 14 2.1 Những máy nghiền 14 2.1.1 Cối đá 14 2.1.2 Máy nghiền dài trục ngang đời đầu 15 2.2 Máy nghiền thời đại 17 2.2.1 Máy nghiền trục dọc 17 2.2.2 Máy nghiền trục ngang cải tiến 19 2.2.3 Máy nghiền trục vít 22 2.3 Máy nghiền socola Việt Nam 23 x 2.3.1 Máy nghiền lăn 24 2.3.2 Phân loại 24 2.4 Các tiêu chí lựa chọn máy nghiền phù hợp quy mơ hộ gia đình 25 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT 26 3.1 Nguyên lý hoạt động 26 3.2 Đặc trưng 27 3.2.1 Đá granite 27 3.2.2 Teflon 28 3.2.3 Inox 304 29 3.2.4 Inox 201 29 3.2.5 Ưu điểm 30 3.2.6 Nhược điểm 31 Chương 4: QUY TRÌNH THIẾT KẾ 32 4.1 Xác định yêu cầu máy 32 4.1.1 Nguyên lý hoạt động 32 4.1.2 Các số liệu thiết kế ban đầu 33 4.2 Tính tốn số liệu 33 4.2.1 Thực nghiệm đo khối lượng 33 4.1.2Thiết kế lăn ( bánh đá) 34 4.1.3 Thiết kế thùng nghiền 35 4.1.4 Thiết kế đế thùng ( bàn đá) 35 4.1.5 Chọn động cơ: 35 4.1.6 Thiết kế khung 37 4.1.7 Thiết kế khung 38 CHƯƠNG 5: THI CÔNG 39 5.1 Phương tiện sản xuất 39 5.1.1 Dụng cụ cầm tay 39 5.1.2 Máy gia công 43 5.2 Chế tạo máy 45 xi 5.2.1 Khung 45 5.2.2 Giá đỡ nhỏ 48 5.2.3 Giá đỡ lớn 49 5.2.4 Khung 51 5.2.5 Thùng 56 5.2.6 Thanh truyền động bánh đá 57 5.2.7 Trục 58 5.2.8 Mayơ 61 5.2.9 Thanh la 63 5.2.10 Bàn đá thùng 65 5.2.11 Bánh đá 67 5.2.12 Teflon chặn 68 5.2.13 Nắp thùng 69 5.2.14 Kẹp nắp 71 5.2.15 Nắp khung mặt sau 73 5.2.16 Nắp khung mặt trước 74 5.2.17 Ống lót động 75 5.2.18 Bạc chặn khung 76 5.3 Tính tốn chế độ cắt thời gian gia công 76 5.3.1 Giá đỡ nhỏ (nguyên công 7, bước 3) 76 5.3.2 Giá đỡ lớn (nguyên công 7, bước 3) 77 5.3.3 Khung (nguyên công 17, bước 1) 77 5.3.4 Khung (nguyên công 20, bước 3) 77 5.3.5 Thanh truyền động bánh đá (nguyên công 3) 78 5.3.6 Trục (nguyên công 3) 78 5.3.7 Trục (nguyên công 7, bước 3) 79 5.3.8 Trục (nguyên công 15) 79 5.3.9 Trục (nguyên công 16) 79 5.3.10 Trục (nguyên công 20, bước 1) 80 xii 5.3.11 Mayơ (nguyên công 8, bước 1) 80 5.3.12 Mayơ (nguyên công 8, bước 2) 80 5.3.13 Mayơ (nguyên công 8, bước 3) 81 5.3.14 Mayơ (nguyên công 8, bước 4) 81 5.3.15 Mayơ (nguyên công 8, bước 5) 82 5.3.16 Mayơ (nguyên công 8, bước 5) 82 5.3.17 Bánh đá (nguyên công 3) 82 5.3.18 Teflon chặn 83 5.3.19 Kẹp nắp (nguyên công 3, bước 1) 83 5.3.20 Long đền động (nguyên công 3, bước 1) 83 5.3.21 Bạc chặn khung (nguyên công 3, bước 3) 84 CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN 85 6.1 Khảo nghiệm khả vận hành 85 6.2 Đánh giá thành phẩm 87 6.3 Hướng phát triển 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 PHỤ LỤC 94 xiii DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH Hình 1.1: Người Maya quốc gia sử dụng cacao TRANG Hình 1.2: Khu vực sáng màu thể quốc gia trồng nhiều cacao giới Hình 1.3: Bao bì socola MAROU mang đậm dấu ấn Việt Nam Hính 1.4: Hạt cacao sau lên men Hình 1.5: Người nơ ng dân phơi hạt cacao Hình 1.6: Cacao rang nhiệt độ 120℃ Hình 1.7 Hạt cacao sau rang làm nguội Hình 1.8: Hạt cacao sau tách vỏ ăn trực tiếp 10 Hình 1.9: Cacao nghiền chung với matcha 10 Hình 1.10: Temper socola bề mặt đá lạnh 11 Hình 1.11: Khn socola 12 Hình 1.12: Giá socola đen 80gr thương hiệu Stone Hill 12 Hình 2.1: Dụng cụ nghiền đá cổ tìm thấy Yucatan 15 Hình 2.2: Máy nghiền đời 16 Hình 2.3: Người cơng nhân đứng máy thường có tuổi thọ ngắn 17 Hình 2.4: cấu nghiền bên máy 18 Hình 2.5: Máy nghiền trục dọc nhà sản xuất lớn 19 Hình 2.6: Cơ cấu bên máy nghiền 20 Hình 2.7: trục hoạt động lúc 20 Hình 2.8: Hệ thống máy nghiền bên nhà máy 21 Hình 2.9: Cấu tạo máy nghiền trục vít 22 Hình 2.10: Hạt cacao trước nghiền 23 Hình 2.11: Máy nghiền socola điển hình Việt Nam 24 Hình 3.1: Hỗn hợp cacao sau nghiền 26 Hình 3.2: Đá granite dùng làm lăn bàn đá cho máy nghiền 28 xiv Hình 3.3: Một số kiểu teflon thị trường 28 Hình 3.4: Một số ứng dụng teflon 29 Hình 4.1: Sơ đồ máy nghiền cacao 32 Hình 4.2: sơ đồ xác định góc ơm kích thước lăn 34 Hình 5.1: Cắt phơi hộp inox 20x20 46 Hình 5.2: Phơi nẹp lúc hàn 47 Hình 5.3: Phơi vát mép sau tiện 50 Hình 5.4: Khoan mồi mũi Ø5 52 Hình 5.5: Phơi cắt băng máy cắt đá phíp 53 Hình 5.6: Kht sau khoan mồi 54 Hình 5.7: Khung gia cố lúc hàn 55 Hình 5.8: Khung ngồi khung sau tẩy 55 Hình 5.9: Taro trục máy tiện 57 Hình 5.10: Khoan xuyên tâm máy tiện 59 Hình 5.11: Quá trình phay hồn tồn tay 60 Hình 5.12: Phơi kẹp mặt A 62 Hình 5.13: Taro M8 máy phay 64 Hình 5.14: Bàn đá sau tiện 66 Hình 5.15: Chấn phơi inox 70 Hình 5.16: Tiện bulong M8 72 Hình 5.17: Phơi tiện móc lỗ 75 Hình 6.1: Bơ cacao cân trước cho vào máy 86 Hình 6.2: Sữa bột thêm vào sau bơ cacao 86 Hình 6.3: Hỗn hợp socola sau nghiền 88 Hình 6.4: Cacao nib sau xay 89 Hình 6.5: Máy nghiền cacao nib để tạo socola đen 89 Hình 6.6: cacao nib nghiền để tạo socola đen 90 Hình 6.7: Mặt trước máy thiết kế tối giản với cơng tắc 91 Hình 6.8: Mặt trái máy 91 xv DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 4.1: Thực nghiệm khối lượng riêng cacao 33 Bảng 4.2: Khối lượng thành phần bền thùng 36 Bảng 6.1: Kết trình thực nghiệm 87 xvi LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, đất nước ta giai đoạn phát triển, thực công công nghiệp hóa, đại hóa Cùng với phát triển kinh tế thị trường, sức khỏe người tiêu dùng vấn đề cấp thiết đáng quan tâm Do nhận thấy socola tốt cho sức khỏe, giúp giảm 35% nguy phát triển bệnh tim mạch, giảm 15% lượng cholesterol, giảm mức độ âu lo 10% so với thông thường cải thiện trí nhớ Nhưng thói quen tiêu thụ socola người Việt Nam q trung bình chưa tới 100g/năm Không giá thành socola Việt Nam đắt so với thu nhập đại đa số gia đình người Việt Nam từ 60.000 tới 200.000 VNĐ/100g Hiện máy nghiền cacao lăn có mặt thị trường hầu hết có cơng xuất lớn thích hợp cho doanh nghiệp sản xuất socola vừa nhỏ Để giúp người dân Việt Nam cải thiện chất lượng đời sống chúng em thiết kế, chế tạo máy nghiền cacao cỡ nhỏ làm 2kg/mẻ Việc tự tay làm ngon, hợp vị nhu cầu lớn người Việt Và bớt khâu trung gian Máy thiết kế cho hộ gia định nên việc vận hành máy dễ dàng Vệ sinh máy ưu điểm so với máy nghiền thị trường Trong đồ án chúng em tìm hiểu số đặc tính cacao Việt Nam, số máy nghiền socola có giới Việt Nam, phương pháp chế biến socola quy mơ hộ gia đình, thiết kế, chế tạo máy khảo nghiệm Phần báo cáo thuyết minh bao gồm chương: - Chương 1: Giới thiệu Chương 2: Tổng quan giải pháp Chương 3: Phương pháp giải Chương 4: Quy trình thiết kế Chương 5: Thi công Chương 6: Đánh giá kết kết luận CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu socola 1.1.1 Socola giới Socola từ lâu trở thành thực phẩm ưa chuộng hương vị thơm ngon lợi ích mà mang lại cho sức khỏe như: - Giảm nguy mắc bệnh tim mạch Giảm cholesterol Giảm huyết áp Giảm âu lo căng thẳng Giảm đau bụng phụ nữ tới tháng Thành phần socola cacao, loại có xuất xứ từ vùng Mexico Trung Mĩ Được người dân địa khám phá cách hàng nghìn năm, vào thời xa xưa socola thường xuất buổi lễ hội lớn dạng lỏng người sử dụng chúng loại thức uống Hình 1.1: Người Maya quốc gia sử dụng cacao ( Nguồn: https://halleluchocolate.com/) Đến kỉ thứ XVI Columbus phát Châu Mĩ, ông mang cacao Châu Âu quý tộc thích loại đồ uống Từ mà Thời gian gia công bản: 𝑡0 = 𝑛𝑔ườ𝑖 𝑑ù𝑛𝑔 5.3.10 Trục (nguyên công 20, bước 1) Chiều sâu lớp cắt: t = 1mm Lượng chạy dao: s = 0.5mm/vòng Số vòng quay trục chính: n = 785v/phút Vận tốc cắt: 𝑣= 𝜋𝑑𝑛 𝜋 35 785 = = 86.31 𝑚/𝑝ℎú𝑡 1000 1000 Thời gian gia công bản: 𝑙 30 𝑡0 = = = 0.076 𝑝ℎú𝑡/𝑙ớ𝑝 𝑛𝑠 785 0.5 5.3.11 Mayơ (nguyên công 8, bước 1) Chiều sâu lớp cắt: t = 0.2mm Lượng chạy dao: s = 0.5mm/vịng Số vịng quay trục chính: n = 500v/phút Vận tốc cắt: 𝑣= 𝜋𝑑𝑛 𝜋 42 500 = = 65.97 𝑚/𝑝ℎú𝑡 1000 1000 Thời gian gia công bản: 𝑙 27 𝑡0 = = = 0.108 𝑝ℎú𝑡/𝑙ớ𝑝 𝑛𝑠 500 0.5 5.3.12 Mayơ (nguyên công 8, bước 2) Chiều sâu lớp cắt: t = 0.4mm Lượng chạy dao: s = 0.5mm/vòng Số vòng quay trục chính: n = 500v/phút 80 Vận tốc cắt: 𝑣= 𝜋𝑑𝑛 𝜋 42 500 = = 65.97 𝑚/𝑝ℎú𝑡 1000 1000 Thời gian gia công bản: 𝑙 50 − 13 𝑡0 = = = 0.148 𝑝ℎú𝑡/𝑙ớ𝑝 𝑛𝑠 500 0.5 5.3.13 Mayơ (nguyên công 8, bước 3) Chiều sâu lớp cắt: t = 0.1mm Lượng chạy dao: s = 0.5mm/vòng Số vòng quay trục chính: n = 280v/phút Vận tốc cắt: 𝑣= 𝜋𝑑𝑛 𝜋 42 280 = = 36.94 𝑚/𝑝ℎú𝑡 1000 1000 Thời gian gia công bản: 𝑙 𝑡0 = = = 0.042 𝑝ℎú𝑡/𝑙ớ𝑝 𝑛𝑠 280 0.5 5.3.14 Mayơ (nguyên công 8, bước 4) Chiều sâu lớp cắt: t = 0.4mm Lượng chạy dao: s = 0.5mm/vịng Số vịng quay trục chính: n = 280v/phút Vận tốc cắt: 𝑣= 𝜋𝑑𝑛 𝜋 100 280 = = 87.96 𝑚/𝑝ℎú𝑡 1000 1000 Thời gian gia công bản: 𝑙 14.5 𝑡0 = = = 0.1 𝑝ℎú𝑡/𝑙ớ𝑝 𝑛𝑠 280 0.5 81 5.3.15 Mayơ (nguyên công 8, bước 5) Chiều sâu lớp cắt: t = 0.4mm Lượng chạy dao: s = 0.5mm/vòng Số vịng quay trục chính: n = 280v/phút Vận tốc cắt: 𝑣= 𝜋𝑑𝑛 𝜋 100 280 = = 87.96 𝑚/𝑝ℎú𝑡 1000 1000 Thời gian gia công bản: 𝑙 𝑡0 = = = 0.028 𝑝ℎú𝑡/𝑙ớ𝑝 𝑛𝑠 280 0.5 5.3.16 Mayơ (nguyên công 8, bước 5) Chiều sâu lớp cắt: t = 0.4mm Lượng chạy dao: s = 0.5mm/vòng Số vòng quay trục chính: n = 280v/phút Vận tốc cắt: 𝑣= 𝜋𝑑𝑛 𝜋 100 280 = = 87.96 𝑚/𝑝ℎú𝑡 1000 1000 Thời gian gia công bản: 𝑙 29 𝑡0 = = = 0.2 𝑝ℎú𝑡/𝑙ớ𝑝 𝑛𝑠 280 0.5 5.3.17 Bánh đá (nguyên công 3) Chiều sâu lớp cắt: t = 1mm Lượng chạy dao: s = 0.5mm/vòng Số vịng quay trục chính: n = 785v/phút Vận tốc cắt: 𝑣= 𝜋𝑑𝑛 𝜋 35 785 = = 86.31 𝑚/𝑝ℎú𝑡 1000 1000 82 Thời gian gia công bản: 𝑙 50 𝑡0 = = = 0.12 𝑝ℎú𝑡/𝑙ớ𝑝 𝑛𝑠 785 0.5 5.3.18 Teflon chặn Chiều sâu lớp cắt: t = 1mm Lượng chạy dao: s = 0.5mm/vịng Số vịng quay trục chính: n = 785v/phút Vận tốc cắt: 𝑣= 𝜋𝑑𝑛 𝜋 35 785 = = 86.31 𝑚/𝑝ℎú𝑡 1000 1000 Thời gian gia công bản: 𝑙 𝑡0 = = = 0.02 𝑝ℎú𝑡/𝑙ớ𝑝 𝑛𝑠 785 0.5 5.3.19 Kẹp nắp (nguyên công 3, bước 1) Chiều sâu lớp cắt: t = 0.4mm Lượng chạy dao: s = 0.5mm/vòng Số vịng quay trục chính: n = 500v/phút Vận tốc cắt: 𝑣= 𝜋𝑑𝑛 𝜋 25 500 = = 39.26 𝑚/𝑝ℎú𝑡 1000 1000 Thời gian gia công bản: 𝑙 16 𝑡0 = = = 0.064 𝑝ℎú𝑡/𝑙ớ𝑝 𝑛𝑠 500 0.5 5.3.20 Long đền động (nguyên công 3, bước 1) Chiều sâu lớp cắt: t = 0.4mm Lượng chạy dao: s = 0.5mm/vòng 83 Số vịng quay trục chính: n = 500v/phút Vận tốc cắt: 𝑣= 𝜋𝑑𝑛 𝜋 42 500 = = 65.97 𝑚/𝑝ℎú𝑡 1000 1000 Thời gian gia công bản: 𝑙 13 𝑡0 = = = 0.052 𝑝ℎú𝑡/𝑙ớ𝑝 𝑛𝑠 500 0.5 5.3.21 Bạc chặn khung (nguyên công 3, bước 3) Chiều sâu lớp cắt: t = 0.2mm Lượng chạy dao: s = 0.5mm/vòng Số vịng quay trục chính: n = 500v/phút Vận tốc cắt: 𝑣= 𝜋𝑑𝑛 𝜋 15 500 = = 23.56 𝑚/𝑝ℎú𝑡 1000 1000 Thời gian gia công bản: 𝑙 15 − 12 𝑡0 = = = 0,006 𝑝ℎú𝑡/𝑙ớ𝑝 𝑛𝑠 500 0.5 84 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN 6.1 Khảo nghiệm khả vận hành - Địa điểm khảo nghiệm: Phòng Nghiên Cứu Năng Lượng Tái Tạo ĐH Nông Lâm - Người khảo nghiệm: Mai Chí Khang, Lê Tấn Huy - Người hướng dẫn: Th.S Phạm Duy Lam - Dụng cụ đo: Thước kẹp, đồng hồ, nhiệt kế - Mục đích: Khảo nghiệm khả làm việc máy - Thời gian bắt đầu khảo nghiệm: 10h 14/05/2022 - Thời gian kết thúc khảo nghiệm: 10h 16/05/2022 Các bước tiến hành khảo nghiệm: Bước 1: Cho hỗn hợp cho vào máy hỗn hợp gồm 500g đường, 400g bột sữa, 1000g bơ cacao, 50g matcha 85 Hình 6.1: Bơ cacao cân trước cho vào máy (Nguồn: từ trình làm đồ án tốt nghiệp) Hình 6.2: Sữa bột thêm vào sau bơ cacao (Nguồn: từ trình làm đồ án tốt nghiệp) 86 Bước 2: Bật máy Bước 3: Kiểm tra nhiệt độ, số vòng quay, chiều cao hỗn hợp Ngày Thời gian Nhiệt độ Số vòng quay/ phút Chiều cao hỗn hợp cacao 14/05/2022 10h 30°C Lần 1: 70 vòng/ phút Lần 2: 69 vòng/ phút Lần 3: 69 vòng/ phút 140mm 14/05/2022 13h 35°C 120mm 14/05/2022 15h 35°C 14/05/2022 17h 34°C 15/05/2022 10h 33°C Lần 1: 102 vòng/ phút Lần 2: 102 vòng/ phút Lần 3: 102 vòng/ phút Lần 1: 103 vòng/ phút Lần 2: 102 vòng/ phút Lần 3: 105 vòng/ phút Lần 1: 103 vòng/ phút Lần 2: 102 vòng/ phút Lần 3: 105 vòng/ phút Lần 1: 102 vòng/ phút Lần 2: 102 vòng/ phút Lần 3: 102 vòng/ phút 15/05/2022 13h 35°C 100mm 16/05/2022 7h30 35°C 16/05/2022 10h 35°C Lần 1: 102 vòng/ phút Lần 2: 103 vòng/ phút Lần 3: 102 vòng/ phút Lần 1: 101 vòng/ phút Lần 2: 102 vòng/ phút Lần 3: 102 vòng/ phút Lần 1: 101 vòng/ phút Lần 2: 102 vòng/ phút Lần 3: 101 vòng/ phút 101mm 102mm 100mm 101mm 100mm Bảng 6.1: Kết trình thực nghiệm 6.2 Đánh giá thành phẩm Hỗn hợp socola sau nghiền có độ mịn đạt yêu cầu (