Tính toán, thiết kế và chế tạo máy đánh nhớt nhân cà phê tươi quy mô hộ gia đình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TÍNH TỐN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY ĐÁNH NHỚT NHÂN CÀ PHÊ TƯƠI QUY MƠ HỘ GIA ĐÌNH GVHD: TS PHAN THANH NHÀN SVTH: NGUYỄN DUY MINH NGUYỄN TRUNG DŨNG TRẦN THÀNH ĐÀ SKL009772 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 02/2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY ĐÁNH NHỚT NHÂN CÀ PHÊ TƯƠI QUY MƠ HỘ GIA ĐÌNH GVHD : TS PHAN THANH NHÀN SVTH : NGUYỄN DUY MINH 18143276 NGUYỄN TRUNG DŨNG 18143209 TRẦN THÀNH ĐÀ 18143213 KHÓA : 2018 NGÀNH : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY ĐÁNH NHỚT NHÂN CÀ PHÊ TƯƠI QUY MƠ HỘ GIA ĐÌNH GVHD : TS PHAN THANH NHÀN SVTH : NGUYỄN DUY MINH 18143276 NGUYỄN TRUNG DŨNG 18143209 TRẦN THÀNH ĐÀ 18143213 KHÓA : 2018 NGÀNH : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: TS Phan Thanh Nhàn Sinh viên thực hiện: Nguyễn Duy Minh MSSV: 18143276 ĐThoại: 0974239857 Trần Thành Đà MSSV: 18143213 ĐThoại: 0866197717 Nguyễn Trung Dũng MSSV: 18143209 ĐThoại: 0932664202 Tên đề tài: 221DT18: “TÍNH TỐN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY ĐÁNH NHỚT NHÂN CÀ PHÊ TƯƠI QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH” Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Dùng quy mơ hộ gia đình - Dùng nguồn xoay chiều pha 220V-50Hz - Hộp điện điều khiển Nội dung đồ án: - Tổng quan máy đánh nhớt nhân cà phê tươi - Tính toán, thiết kế chế tạo máy đánh nhớt - Lắp ráp chạy thử nghiệm - Kết luận đề xuất Các sản phẩm dự kiến - Báo cáo thuyết minh - Tập vẽ - Mô hình máy Ngày giao đồ án: 9/9/2022 Ngày nộp đồ án: Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh Tiếng Việt Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh Tiếng Việt TRƯỞNG KHOA TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) i TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Sinh viên thực hiện: Nguyễn Duy Minh MSSV: 18143276 ĐThoại: 0974239857 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Trung Dũng Trần Thành Đà MSSV: 18143209 ĐThoại: 0932664202 MSSV: 18143213 ĐThoại: 0866197717 Sinh viên thực hiện: Tên đề tài: “TÍNH TỐN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY ĐÁNH NHỚT NHÂN CÀ PHÊ TƯƠI QUY MƠ HỘ GIA ĐÌNH” Ngành đào tạo: Công nghệ chế tạo máy Họ tên GV hướng dẫn: Phan Thanh Nhàn Ý KIẾN NHẬN XÉT Nhận xét tinh thần, thái độ làm việc sinh viên Nhận xét kết thực ĐATN 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) 2.3 Kết đạt được: ii 2.4 Những tồn (nếu có): Đánh giá: Điểm tối đa Mục đánh giá TT Hình thức kết cấu ĐATN Điểm đạt 30 Đúng format với đầy đủ hình thức nội dung mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Tính cấp thiết đề tài 10 Nội dung ĐATN 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 2023 Giảng viên hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên) iv 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 PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Sinh viên thực hiện: Nguyễn Duy Minh MSSV: 18143276 ĐThoại: 0974239857 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Trung Dũng Trần Thành Đà MSSV: 18143209 ĐThoại: 0932664202 MSSV: 18143213 ĐThoại: 0866197717 Sinh viên thực hiện: Tên đề tài: “TÍNH TỐN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY ĐÁNH NHỚT NHÂN CÀ PHÊ TƯƠI QUY MƠ HỘ GIA ĐÌNH” Ngành đào tạo: Công nghệ chế tạo máy Họ tên GV phản biện: 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: Câu hỏi: v Đánh giá: Điểm tối đa Mục đánh giá TT Hình thức kết cấu ĐATN Điểm đạt 30 Đúng format với đầy đủ hình thức nội dung mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Tính cấp thiết đề tài 10 Nội dung ĐATN 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… năm2023 Giảng viên phản biện (Ký, ghi rõ họ tên) vi LỜI CẢM ƠN Trong suốt năm học tập trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, chúng em học hỏi nhiều kiến thức kỹ từ quý Thầy, Cô với kinh nghiệm dày dặn truyền đạt lại tất tâm huyết Đồ án hồn thành với cố gắng khơng ngừng nghỉ chúng em Thì khơng thể khơng kể đến điểm tựa vững q Thầy Cơ, gia đình bạn bè ln kề bên, động viên, ủng hộ giúp đỡ chúng em suốt q trình hồn thiện đồ án tốt nghiệp Bằng tất lòng chân thành, chúng em luôn biết ơn dành lời cảm ơn sâu sắc đến với q Thầy Cơ, gia đình bạn bè Lời cho phép chúng em xin bày tỏ kính trọng biết ơn đến thầy TS Phan Thanh Nhàn - Giảng viên hướng dẫn trực tiếp nhóm Thầy định hướng cho đồ án tốt nghiệp chúng em từ ngày đầu tiên.Trong q trình thực hồn thiện đồ án, nhờ thầy cung cấp cho chúng em tài liệu cần thiết hết góp ý có giá trị mà đồ án tốt nghiệp chúng em dần hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! vii TÓM TẮT TIẾNG VIỆT Cà phê mặt hàng xuất chủ lực tạo việc làm nuôi sống triệu nơng dân giới Theo phân tích Tổ chức Cà phê Quốc Tế, thị trường cà phê giới 2021-2022 ghi nhận mức thiếu hụt chạm mức kỷ lục 3,1 triệu bao Đối mặt với thách thức người nơng dân cần tăng suất để cung cấp đủ sản lượng cà phê góp phần phát triển thị trường xuất khẩu, tăng thêm thu nhập Yêu cầu cần thiết để thay đổi xã hội giảm lao động sức người tăng suất lao động Chính cơng việc thiết kế, chế tạo thiết bị máy móc cơng nghệ giúp cho q trình sản xuất, thu hoạch chế biến đạt hiệu cao vấn đề thật cần thiết Để có sản lượng cà phê theo mong muốn mà đảm bảo chất lượng cần phải đưa phương pháp rút ngắn bước để hạt cà phê sản xuất nhanh chóng tiết kiệm chi phí Cho nên nhóm chúng em chọn đề tài “Tính tốn, thiết kế chế tạo máy đánh nhớt nhân cà phê tươi quy mô hộ gia đình” Để phần giúp người nông dân cải thiện suất sản xuất hạt cà phê tăng chất lượng hạt cà phê nhân Nhóm chúng em thực bước đầu nghiên cứu đề tài cách tham khảo nguyên lý đánh nhớt máy có thị trường Từ đưa phương án lựa chọn phương án thích hợp, khả quan Vận dụng kiến thức chun ngành để tính tốn thiết kế phận máy Sau chúng em tiến hành nghiên cứu chế tạo mơ hình thực nghiệm để đánh giá kết thiết kế Với kết nghiên cứu: máy đạt suất mục tiêu đề 250 kg/giờ, sử dụng động 2Hp điện 220V phù hợp với hộ gia đình, hiệu suất máy đạt 70% số mặt hạn chế thiết kế, cấu chưa tối ưu hóa để đưa hiệu suất tốt Do lần nhóm chúng em nhận đề tài lớn, nhiều khó khăn lượng kiến thức kinh nghiệm thực tiễn nhiều mặt hạn chế đồ án sau hoàn thiện chưa đạt kết tốt Đồng thời thời gian kinh phí có hạn nên máy cịn nhiều vấn đề chưa triệt để Trong tương lai, máy cải tiến thêm cấu để tối ưu giúp phù hợp với nhiều loại cà phê thêm số ô thao tác vỏ máy để dễ dàng tháo lắp máy để bảo trì, bảo dưỡng vii 5.3 Chi tiết khung máy Hình 5.3: Khung máy 5.4 Chi tiết lưới đánh nhớt Hình 5.4: Lưới đánh nhớt 32 5.5 Chi tiết nắp sau Hình 5.5: Nắp sau 5.6 Chi tiết nắp trước Hình 5.6 : Nắp trước 33 5.7 Chi tiết ốp động Hình 5.7: Ốp động 5.8 Chi tiết ốp Hình 5.8: Ốp 34 5.9 Chi tiết ốp Hình 5.9: Ốp 5.10 Chi tiết phễu tiếp liệu Hình 5.10: Phễu tiếp liệu 35 5.11 Chi tiết trục đánh nhớt Hình 5.11: Trục đánh nhớt 5.12 Chi tiết đỡ khung Hình 5.12: Đỡ khung 36 CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 6.1 Hồn thiện máy: Hình 6.1: Máy đánh nhớt nhân cà phê tươi sau hoàn thiện 37 6.2 Kết thực nghiệm: Nguyên liệu thực nghiệm: 10 kg hạt cà phê tươi xát vỏ Phương pháp tổ chức thực nghiệm: Hạt cà phê tươi sau xát vỏ chia thành phần để đánh lần đánh 5kg Phương pháp đánh giá: Việc đánh giá hiệu dựa vào cảm quan Dựa vào kết nhớt hạt Hình 6.2: Hạt cà phê tươi sau xát vỏ 38 Lần đánh nhớt thực nghiệm thứ 1: Kết hạt Kết nhớt Hình 6.3: Kết đánh lần Sau tiến hành đánh lần kết quả: Bảng 6.1: Kết đánh lần Tỉ lệ hạt nhớt 75 – 80 % Thời gian đánh: 45 - 60 giây 39 Lần đánh nhớt thực nghiệm thứ 2: Kết hạt Kết nhớt Hình 6.4: Kết đánh lần Sau tiến hành đánh lần kết quả: Bảng 6.2: Kết đánh lần Tỉ lệ hạt nhớt 70 – 75 % Thời gian đánh: 45 - 60 giây 40 Sau lần thực nghiệm thu kết quả: Bảng 6.3: Bảng tổng kết qua lần đánh nhớt STT Tỉ lệ hạt nhớt 75-80 % 70-75 %  Thời gian đánh 5kg cà phê tươi khoảng 45-60 giây  Tỉ lệ nhớt tách hoàn toàn khỏi hạt khoảng: 75% Năng suất máy xác định khối lượng mẫu sản phẩm đánh lần thí nghiệm với khoảng thời gian thí nghiệm: ( tiếng 50 mẻ khấu hao thời gian ) Q= *50 = 250 (kg/h) Trong đó: q khối lượng sản phẩm tạo máy hoạt động thời gian t (kg) t thời gian lấy mẫu sản phẩm (phút) Nhận xét: Tuy suất máy đạt mục tiêu ban đầu đề tỉ lệ hạt cà phê tươi nhớt hoàn toàn chưa cao đạt khoảng 75% so với mục tiêu ban đầu 80 – 85% Nguyên nhân:  Do cánh đánh nhớt chưa tối ưu  Khâu phân loại hư hỏng nhỏ  Lồng chứa nhỏ 41 CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 7.1 Kết luận: Trong suốt trình nghiên cứu thực đồ án tốt nghiệp nhóm chúng em học hỏi thêm nhiều thứ để mở rộng kiến thức tầm hiểu biết Hiểu rõ q trình từ tính tốn, thiết kế gia cơng thực tế lắp ráp máy hồn chỉnh Được trải nghiệm khảo sát thị trường đồ khí, tham khảo thực tế máy vận hành máy để gia công chi tiết, đặt mua phôi đến tự tay gia công chi tiết máy theo quy trình cơng nghệ đảm bảo u cầu kỹ thuật chi tiết Qua tháng thực đồ án tốt nghiệp dù ngày có chút vất vả căng thẳng chúng em học hỏi, hiểu biết thêm nhiều thứ Cũng thật vui thầy bạn ln nhiệt tình giúp đỡ, hướng dẫn tự gia cơng sản phẩm máy để hoàn thành đồ án Và nhóm cố gắng vượt qua khó khăn để hồn thành đồ án tốt nghiệp cách hồn thiện Với nội dung sau :  Tìm hiểu phân tích nhu cầu sử dụng phương pháp chế biến cà phê nhân  Tìm hiểu máy đánh nhớt nhân cà phê tươi thị trường phương pháp đánh nhớt  Nghiên cứu lên phương án chọn phương án thích hợp, tối ưu để thiết kế máy  Thiết kế vẽ máy phần mềm Solidworks sau xuất vẽ 2D chi tiết máy  Từ vẽ chi tiết tiến hành gia cơng lắp ráp máy hồn chỉnh  Chạy thử nghiệm, đánh giá đưa kết  Đưa đề xuất để khắc phục, cải tiến máy tối ưu hiệu Do lần nhóm chúng em nhận đề tài lớn 42 nhiều khó khăn kiến thức, tầm hiểu biết kinh nghiệm thực tiễn hạn chế nên khó tránh khỏi thiếu sót trục trặc trình thực đồ án Đồng thời thời gian kinh phí có hạn nên máy cịn nhiều vấn đề chưa triệt để, nhóm chúng em mong nhận đóng góp ý kiến từ quý thầy cô để đề tài ngày tối ưu hoàn thiện 7.2 Kiến nghị: Sau tiến hành nghiên cứu thiết kế chế tạo máy đánh nhớt nhân cà phê tươi cho hộ gia đình, từ hạn chế khuyết điểm chưa đạt mong muốn phần kết thực nghiệm Nhóm chúng em đưa phương án để đề tài nghiên cứu hồn thiện như:  Tăng kích thước lồng đựng cà phê  Tăng hiệu suất máy  Tái thiết kế để tối ưu cánh quạt đánh nhớt, giảm thiểu hư tổn cho hạt cà phê tăng hiệu  Cải tiến phận cấp liệu 43 Thống kê chi phí chế tạo máy đánh nhớt nhân cà phê tươi: Bảng 7.1: Thống kê chi phí chế tạo máy Kích thước Khối lượng Số Lượng Thành tiền 412x200x626 21kg 2,000,000₫ 250,000₫ Phễu tiếp liệu 450,000₫ Ổ lăn 110,000₫ Tên Động 2HP 1.5 kW 1pha mm Bánh đai buly đẫn bị dẫn Vật tư + Dụng cụ gia 2,500,000₫ công Cà phê tươi Dây Curoa 50kg 1,000,000₫ 50,000₫ Gia công 3,000,000₫ Tổng 9,360,000 ₫ 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Vũ Long, Xuất cà phê tăng mạnh dự báo nhiều áp lực cạnh tranh, [2] CATALOGUE VỊNG BI SKF [3] Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí – Tập – PGS.TS Trịnh Chất – TS Lê Văn Uyển – NXB Giáo dục Việt Nam [4] Tính tốn tuổi thọ vịng vi SKD – https://vongbi.com/catalogue [5] Máy gia công học nông sản-thực phẩm – Nguyễn Như Nam – Trần Thị Thanh – NXB Giáo dục Việt Nam [6] https://lioncafe.vn/tin-tuc/diem-danh-11-loai-cafe-pho-bien-duoc-ua- chuong-tai-viet-nam/ [7] http://www.archcafe.net/vn/360-ca-phe/ly-ca-phe-ngon/phan-biet-cac-loai- ca-phe/ [8] https://www.dcodeslab.coffee/post/quy-tr%C3%ACnh-ch%E1%BA%BF- bi%E1%BA%BFn-c%C3%A0-ph%C3%AA-b%E1%BA%B1ngph%C6%B0%C6%A1ng-ph%C3%A1p-ch%E1%BA%BF-bi%E1%BA%BFn%C6%B0%E1%BB%9Bt 45 S K L 0