Tính toán, thiết kế máy chiết rót mứt chanh dây tự động

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 MÁY CHIẾT RÓT MỨT CHANH DÂY TỰ ĐỘNG GVHD: TS PHAN THANH NHÀN SVTH: TRẦN HUỲNH PHƯỚC LÊ HỒNG PHONG SKL010969 Tp Hồ Chí Minh, Tháng năm 2023 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: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MÁY CHIẾT RÓT MỨT CHANH DÂY TỰ ĐỘNG Giảng viên hướng dẫn: TS PHAN THANH NHÀN Sinh viên thực hiện: TRẦN HUỲNH PHƯỚC MSSV: 19143309 LÊ HỒNG PHONG MSSV: 19143301 Lớp: 191433B Khóa: 2019 - 2023 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MÁY CHIẾT RÓT MỨT CHANH DÂY TỰ ĐỘNG Giảng viên hướng dẫn: TS PHAN THANH NHÀN Sinh viên thực hiện: TRẦN HUỲNH PHƯỚC MSSV: 19143309 LÊ HỒNG PHONG MSSV: 19143301 Lớp: 191433B Khóa: 2019 - 2023 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập – Tự – Hạnh phúc Bộ môn: Công nghệ chế tạo máy NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Học kỳ II/ năm học 2022 - 2023 Giảng viên hướng dẫn: TS Phan Thanh Nhàn Sinh viên thực hiện: Trần Huỳnh Phước Lê Hồng Phong MSSV: 19143309 Số điện thoại: 0906318854 MSSV: 19143301 Số điện thoại: 0862798417 Mã số đề tài: 22223DT25 Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế máy chiết rót mứt chanh dây tự động Các số liệu, tài liệu ban đầu: • Các tài liệu, báo cáo khoa học • Máy dùng quy mơ sở sản xuất nhỏ Nội dung đồ án: • Nghiên cứu nguyên lý hoạt động cấu định lượng mứt pít tơng • Tính tốn lực, hành trình xy lanh khí nén • Tính tốn động cơ, tốc độ băng tải • Kiểm nghiệm bền khung máy • Thiết kế, lập trình mạch điều khiển • Lập thuyết minh, vẽ lắp, vẽ chi tiết • Kết luận đề nghị Các sản phẩm dự kiến • Bản báo cáo thuyết minh • Tập vẽ thiết kế máy hồn chình Ngày giao đồ án: Ngày nộp đồ án: Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Trình bày bảo vệ: i Tiếng Việt  Tiếng Anh  Tiếng Việt  Tiếng Anh  TRƯỞNG KHOA TRƯỞNG BỘ MÔN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên)  Được phép bảo vệ: ii LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế máy chiết rót mứt chanh dây tự động GVHD: TS Phan Thanh Nhàn Họ tên sinh viên: Trần Huỳnh Phước - MSSV: 19143309 Số điện thoại liên lạc: 0906318854 - Email: 19143309@student.hcmute.edu.vn Họ tên sinh viên: Lê Hồng Phong MSSV: 19143301 - Số điện thoại liên lạc: 0868354277 Email: 19143301@student.hcmute.edu.vn - Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN): Lời cam kết: “Tơi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình nghiên cứu thực Tôi không chép từ viết công bố Lớp: 191433B Lớp: 191433B mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, ngày… tháng 07 năm 2023 Ký tên iii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, chúng em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy, cô trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh, người tận tâm giảng dạy, truyền đạt kinh nghiệm kiến thức vô quan trọng cho chúng em suốt thời gian học tập trường Chúng em xin trân trọng cảm ơn thầy cô thuộc Khoa Cơ khí - Chế tạo máy, đặc biệt giảng viên hướng dẫn TS Phan Thanh Nhàn, thầy hướng dẫn, bảo giải đáp thắc mắc chúng em vơ tận tình chu chúng em hồn thành đồ án tốt nghiệp cách tốt Vì kiến thức cịn hạn chế kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án tốt nghiệp khơng tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong nhận nhận xét góp ý từ thầy để sản phẩm hồn thiện Cuối cùng, em xin kính chúc q thầy, ln thật nhiều sức khỏe thành công lĩnh vực Chúc cho Khoa Cơ khí Chế tạo máy trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh ngày phát triển Em xin trân trọng cảm ơn Sinh viên thực iv TÓM TẮT ĐỀ TÀI TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MÁY CHIẾT RĨT MỨT CHANH DÂY TỰ ĐỘNG Hiện nay, việc chiết rót mứt chanh dây vào hũ phương pháp thủ công sở sản xuất nhỏ việc tốn thời gian, độ xác lại khơng cao Việc định lượng rót thủ cơng vào hũ làm cho hũ mứt khơng thể tích u cầu, vương vãi ngoài, lại tốn nhiều thời gian từ giảm suất cơng việc Xuất phát từ vấn đề sở sản xuất nhỏ, máy chiết rót tự động giúp chiết rót xác hơn, đặc biệt nâng cao suất chiết rót chi phí khơng q cao cần phải đời Chính thế, nhóm chúng em lên ý tưởng thiết kế máy chiết rót mứt chanh dây tự động để phục vụ sở sản xuất nhỏ Đề tài nhóm tập trung giải vấn đề sau: - Tìm hiểu cách thức chiết rót đặc tính mứt chanh dây để chọn phương pháp thiết kế phù hợp - Tính tốn, thiết kế máy chiết rót mứt chanh dây tự động - Kiểm nghiệm độ bền chi tiết ABSTRACT CALCULATING AND DESIGNING AUTOMATIC MACHINE POURING PASSION FRUIT JAM INTO JARS Currently, manually pouring passion fruit jam into jars in small production facilities is a time-consuming task, but the accuracy is not high The manual dosing and pouring into each jar make the jam jar may not be the correct volume, scattering out, which takes a lot of time, thereby reducing work productivity To solve above problems for small production facilities, an automatic pouring machine, which can improve work productivity with low cost and help to fill more accurately and cleanly, is necessary to design and to manufacture Therefore, our team has got an idea to design an automatic passion fruit jam filling machine to serve small production facilities The topic focuses on solving the following issues: - Finding out methods pouring passion fruit jam into jars to choose the suitable design method - Calculating and designing of automatic passion fruit jam filling machine - Verifying strength some main machine components v MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỜI CAM KẾT iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT ĐỀ TÀI v MỤC LỤC vi DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ x DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xiv CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 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 ĐATN CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.1 Tổng quan mứt chanh dây 2.1.1 Nguồn gốc chanh dây 2.1.2 Phân loại mứt chanh dây có thị trường 2.2 Quy trình làm mứt chanh dây từ ruột chanh dây 2.3 Phương pháp chiết rót mứt chanh dây 2.3.1 Phương pháp chiết rót thủ công 2.3.2 Phương pháp chiết rót máy chiết rót mứt chanh dây tự động 2.4 Tại cần ứng dụng cơng nghệ, máy móc vào ngành thực phẩm 2.5 Tổng quan máy rót chất lỏng dạng sệt giới nước vi https://hoangkimexim.com/gia-inox-tam ≈ 720.000 đ https://thaihoaphat.net/thep-tam-5-ly ≈ 360.000 đ Khung băng tải https://dailysatthep.com/gia-thep-tam-ma-kem ≈ 380.000 đ Bộ https://bangtaivietphat.com/danh-muc/phu-kien-bang-tai ≈1.500.000 Bồn chứa liệu Khung đỡ xy lanh định lượng vnđ xích nhựa bánh nhơng băng tải 93 Bánh 260.000 đ Ước tính xe Xylanh định lượng Van 2.000.000 đ Ước tính 1.500.000 đ chiều Van chiết rót Ước tính 1.500.000 đ Ống 3m 70.000 đ nhựa mềm lõi thép Các chi phí khác 2.000.000 đ Tổng 10.656.000 cộng đ Bảng 5.11 Ước tính chi phí phần khí máy chiết rót mứt chanh dây tự động 5.3.2 Ước tính chi phí phần điện điều khiển 94 Tên chi tiết Bộ điều khiển lập trình PLC Số lượng Bảng giá Thành tiền https://codienhaiau.com/product/bo-dieu-khienlap-trinh-plc-mitsubishi-fx1n-24mr-001/ 2.363.000 đ Nút nhấp nhả https://codienhaiau.com/product/nut-nhan-nhaschneider-xa2ea31 ≈95.000 đ Nút nhấn https://codienhaiau.com/product/nut-nhan-tu-giuhanyoung-mrf-ra1r-22mm-mau-do 45.000 đ Mitsubishi 95 Đèn báo Schneider XA2EVB5 LC Relay trung 36.000 đ AC/DC - Codienhaiau.com gian Nguồn tổ ong 24V Đèn báo Schneider XA2EVB5LC, 22mm 24V https://linhkienvietnam.vn/relay-ban-dan-ssr-25da- 65.000đ ssr25da-25a-a10h1 https://diennangluongmattroi.vn/nguon-to-ong24v-3a 149.000đ https://linhkienvietnam.vn/cam-bien-tiem-canpr30-15dp-15mm-no-pnp-12-24vdc-chinh-hang 440.000đ DC Cảm biến tiệm cận điện dung 96 Động 15w Oriental motor https://catalog.orientalmotor.com/item/world-k- ≈4.200.000đ series-single-phase-ac-motors/15w-world-k-seriessingle-phase-ac-gear-motors/3ik15gn-cw2e3gn100k (3ik15gncw2e3gn100k) Xy lanh AirTAC SCJ 32X250 Xy lanh chặn AirTAC https://okmarts.com/airtac-air-cylinder-scj32x250- ≈2.350.000đ 75s.html Airtac TN: Dual Rod Guided Air Cylinder - TN16X60S | Trimantec 1.080.000 VNĐ TN 16X60 Cảm biến hành trình xy lanh 300.000 đ 97 2.000.000 đ Các chi phí khác 13.123.000 đ Tổng Bảng 5.12 Ước tính chi phí phần điện điều khiển máy chiết rót mứt chanh dây tự động Vậy ước tính chi phí máy phận máy chiết rót mứt chanh dây tự động vào khoảng 24 triệu đồng 5.4 Trình tự vận hành máy chiết rót mứt chanh dây tự động Bước 1: Thiết lập thể tích chiết rót (trong phạm vi 200 – 300 ml), cách điều chỉnh hành trình xy lanh khí nén Dùng cờ lê M8 vặn để điều chỉnh hành trình Hình 42 Điều chỉnh hành trình xy lanh khí nén Thể tích Hành trình 200 ml 159 mm 210 ml 167 mm 220 ml 175 mm 230 ml 183 mm 240 ml 191 mm 250 ml 199 mm 260 ml 207 mm 270 ml 215 mm 280 ml 223 mm 290 ml 231 mm 300 ml 239 mm Bảng 13 Bảng tra tương quan thể tích chiết rót hành trình xy lanh khí nén 98 Bước 2: Đổ mứt chanh dây vào thùng chứa Mứt chanh dây Hình 43 Đổ mứt chanh dây vào thùng chứa Bước 3: Bật CB để cấp điện cấp khí nén vào máy Ấn nút SET để thiết lập điện cho tồn hệ thống Sau đó, ấn nút START để khởi động máy Bước 4: Cấp hũ đựng mứt vào đầu băng tải Bước 5: Nhận hũ mứt chiết rót cuối băng tải Khi mứt thùng chứa cạn cần tắt máy, bổ sung mứt tiếp tục lại từ bước (nếu không thay đổi thể tích cần định lượng) Nếu lúc vận hành có cố ấn nút STOP, khắc phục vấn đề gặp phải sau ấn nút SET START để máy vận hành trở lại 5.5 Trình tự hoạt động máy chiết rót mứt chanh dây tự động Khi máy chiết rót mứt chanh dây hoạt động, trình tự hoạt động chi tiết máy sau: Bước 1: xy lanh khí nén cụm xylanh định lượng lên hút mứt chanh dây từ thùng chứa → van chiều → xy lanh định lượng Đồng thời, băng tải hoạt động, chuyển hũ vào vị trí chiết rót 99 Hình 44 Xy lanh định lượng hút mứt vào Bước 2: Khi cảm biến tiện cận phát hũ qua, xy lanh chặn đẩy chặn không cho hũ đựng mứt khỏi khu vực chiết rót Hình 45 Xy lanh chặn đẩy cảm biến phát hũ Bước 3: Khi cảm biến tiện cận phát hũ qua, xi lanh chặn chặn không cho hũ tiếp tục vào khu vực chiết rót Đồng thời băng tải dừng lại 100 Hình 46 Xy lanh chặn đẩy cảm biến phát hũ Bước 4: xy lanh khí nén xuống đẩy mứt chanh dây từ xy lanh định lượng → van chiều → van chiết rót → hũ mứt chanh dây Hình 47 Mứt chanh dây đẩy xuống để đưa hũ 101 Hình 48 Mứt chanh dây rót vào hũ Bước 5: Sau việc rót hồn tất, xy lanh chặn thu vào, động băng tải hoạt động lại chuyển hũ mứt chanh dây chiết rót phía cuối băng tải Hình 49 Sau rót xong, xy lanh chặn thu lại, băng tải chạy Bước 6: Cảm biến tiệm cận phát hũ mứt qua, động băng tải dừng lại 102 Hình 50 Hũ mứt di chuyển sau rót đầy Bước 7: Xy lanh chặn thu vào Một chu trình lại bắt đầu Hình 51 Xy lanh chặn vào 103 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Sau thời gian nghiên cứu thực đề tài “TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MÁY CHIẾT RĨT MỨT CHANH DÂY TỰ ĐỘNG”, nhóm chúng em với dẫn giúp đỡ nhiệt tình giảng viên hướng dẫn với nỗ lực thân hoàn thành đồ án tốt nghiệp thời gian quy định với nội dung sau: - Tìm hiểu mứt chanh dây quy trình làm mứt chanh dây - Tính tốn, thiết kế máy phần mềm SolidWorks lập trình PLC GT Works2 - Từ vẽ 3D xuất sang vẽ 2D để quan sát cụ thể chi tiết máy Qua trình thực đề tài giúp thân chúng em củng cố lại kiến thức học trang bị thêm nhiều kiến thức Đặc biệt, biết thêm kiến thức áp suất chất lỏng, kiến thức thiết bị tự động điều khiển tự động máy móc Trong q trình tính tốn, thiết kế máy chiết rót mứt chanh dây, kiến thức cịn hạn chế nên nội dung khơng thể tránh khỏi sai sót Nhóm em mong nhận bảo, ý kiến đóng góp từ thầy bạn bè để đề tài hồn thiện Từ số liệu có được, đề tài nghiên cứu nhằm hồn thiện cách: - Kết hợp mơ hình máy có với hệ thống khác như: cấp mứt vào bồn chứa tự động, máy cấp hũ đóng nắp tự động để tạo thành hệ thống hoàn toàn tự động - Nâng cấp hệ thống tăng chỉnh chiều cao van chiết rót sang cấu tự động 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Quế Mai, Báo điện tử tài nguyên môi trường, Thúc đẩy phát triển sản xuất chanh leo bền vững, Thúc đẩy phát triển sản xuất chanh leo bền vững (baotainguyenmoitruong.vn), 06/2023 [2] Nguyên Phúc, Báo nhân dân, Phát triển bền vững chanh leo, https://nhandan.vn/phattrien-ben-vung-cay-chanh-leo-post623014.html, 06/2023 [3] Mutsach.com, https://mutsach.com/san-pham-mut-sach/Mut-trai-cay-say-deo/mut-chanhday-say-deo-dat-biet-500g.html, 07/2023 [4] Ngân hàng nhà nước Việt Nam, GDP năm 2022 ước đạt 8,02%, cao giai đoạn 20112022, 2022 [5] Guangzhou Lianmeng Machinery Co.Ltd, LM-ZXHS machine https://rfpack.en.alibaba.com, 06/2023 [6] Guangzhou Rifu Packing Machine Co.Ltd, Vegetable oil filling machine, https://www.alibaba.com/showroom/machine-liquid.html, 06/2023 [7] Công ty cổ phần chế tạo máy Thiên Phú, Máy chiết rót dung dịch tự động vịi, https://maythucphamthienphu.vn/may-chiet-rot-dung-dich-tu-dong-4-voi-thien-phu, 06/2023 [8] Nguyễn Tấn Dũng, Giáo trình Quá trình Thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm, NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM, thành phố Hồ Chí Minh, 2013 [9] PGS TS Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM, thành phố Hồ Chí Minh, 2020 [10] Kỹ thuật chế tạo, Hệ thống định lượng chiết rót sản phẩm lỏng, https://kythuatchetao.com/he-thong-dinh-luong-chiet-rot-san-pham-long, 06/2023 [11] Belota, Băng tải xích, https://belota.com.vn, 06/2023 [12] Cơng ty cổ phần PCCO, Rắc co, Phụ kiện ren mạ kẽm (ongthep.net.vn), 06/2023 [13] Cơng ty TNHH Ngân Anh Phát, Vịng bi trượt, https://www.ngananhphat.com/vn/sanpham/2148/vong-bi-truot-lf-n-series-abba.html, 06/2023 [14] La Fresh, https://lafreshdalat.vn/mut-chanh-day/mut-chanh-day-hu-thuy-tinh-210gr14.html, 06/2023 [15] AirTac Internation Group, SC Series Cylinder Catalog, https://global.airtac.com/upload/SC-Series-Cylinder-202212171139272846.PDF, 06/2023 105 [16] AirTac Internation Group, TN Series Cylinder Catalog, https://asen.airtac.com/upload/TN-Series-Dual-rod-Cylinder-202212190916095486.PDF, 06/2023 [17] Băng tải Việt Phát, Hướng dẫn tính tốn thiết kế băng tải, https://bangtaivietphat.com/tin-tuc/huong-dan-tinh-toan-va-thiet-ke-bang-tai-89.html, 06/2023 [18] Băng chuyền công nghiệp, Số liệu băng chuyền cần nắm rõ công nghiệp, https://bangchuyencongnghiep.com/tin-tucdetail/so-lieu-ve-bang-chuyen-can-nam-rotrong-cong-nghiep-216, 06/2023 [19] Nguyễn Hồng Ngân, Nguyễn Danh Sơn, Kỹ thuật nâng chuyển tập 2: Máy vận chuyển liên tục, NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM, thành phố Hồ Chí Minh, 2004 [20] PGS TS Trịnh Chất – TS Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí 1, NXB Giáo dục Việt Nam, 2006 [21] Oriental Motor USA CORP, World K Series Single- Phase AC motor and gear motor, https://catalog.orientalmotor.com/item/world-k-series-single-phase-ac-motors/15w-worldk-series-single-phase-ac-gear-motors/3ik15gn-cw2e-3gn100ka, 06/2023 [22] SKF, SKF 6204, https://www.skf.com/vn/productinfo/productid-6204, 07/2023 [23] SKF, SKF 30203, https://www.skf.com/vn/productinfo/productid-30203, 07/2023 [24] Cơ điện Hải Âu, Cảm biến tiệm cận PR30-15DN, https://codienhaiau.com/product/cambien-tiem-can-autonics-pr30-15dn, 06/2023 [25] Huynh Phuong Automation, Cảm biến từ Airtac cho hành trình xy lanh, https://huynhphuongauto.com/product/cam-bien-tu-airtac, 06/2023 [26] Cơ điện Hải Âu, PLC Mitsubishi FX1N-24MR-001, https://codienhaiau.com/product/bodieu-khien-lap-trinh-plc-mitsubishi-fx1n-24mr-001, 06/2023 [27] Cơ điện Hải Âu, Nút nhấn, https://codienhaiau.com/category/nut-nhan , 07/2023 [28] Linh Kiện Việt Nam, Relay bán dẫn, https://linhkienvietnam.vn/relay-ban-dan-ssr-25dassr25da-25a-a10h1, 06/2023 [29] Điện lượng mặt trời, Nguồn tổ ong 24V 3A, https://diennangluongmattroi.vn/nguonto-ong-24v-3a, 06/2023 [30] Khí nén Thuận Hưng, Van điện từ khí nén AIRTAC 4V320-10, https://khinenthuanhung.vn/van-dien-tu-khi-nen-airtac-4v320-10-van-khi-nen-5-2-2-daucoil, 06/2023 106 S K L 0