Thiết kế, chế tạo máy gọt vỏ xoài

Nội dung chính của đồ án: - Tìm hiểu các quy trình sản xuất, nhu cầu của doanh nghiệp - Tìm hiểu về nguyên lý của máy gọt vỏ xoài và lựa chọn phương án thiết kế - Thiết kế kết cấu máy -

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2023

SVTH:

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY GỌT VỎ XOÀI

GVHD: ThS PHAN THANH VŨ

BÙI VĂN HẬU PHẠM MINH ĐIỀN NGUYỄN QUỐC HÙNG

S K L 0 1 1 0 8 1

Giảng viên hướng dẫn: ThS PHAN THANH VŨ

Sinh viên thực hiện: BÙI VĂN HẬU MSSV: 19144256

PHẠM MINH ĐIỀN MSSV: 19144247 NGUYỄN QUỐC HÙNG MSSV: 19144260

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Học kỳ 2 năm học 2022-2023

Giảng viên hướng dẫn: ThS Phan Thanh Vũ

Sinh viên thực hiện:

1 Mã số đề tài: 22223DT222

Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo máy gọt vỏ xoài

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

- Nguyên liệu đầu vào: Xoài chín

- Năng suất: 60 kg/1 giờ

3 Nội dung chính của đồ án:

- Tìm hiểu các quy trình sản xuất, nhu cầu của doanh nghiệp

- Tìm hiểu về nguyên lý của máy gọt vỏ xoài và lựa chọn phương án thiết kế

- Thiết kế kết cấu máy

- Thiết kế phần điện, điều khiển

- Chế tạo thử nghiệm máy

4 Các sản phẩm dự kiến

- Tập thuyết minh báo cáo

- Tập bản vẽ chi tiết hệ thống máy

(Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)

 Được phép bảo vệ

(GVHD ký, ghi rõ họ tên)

- Tên đề tài: “Thiết kế, chế tạo máy gọt vỏ xoài”

- GVHD: ThS Phan Thanh Vũ

- Họ tên sinh viên: Bùi Văn Hậu MSSV: 19144256

Phạm Minh Điền MSSV: 19144247 Nguyễn Quốc Hùng MSSV: 19144260

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 7 năm 2023

Thay mặt nhóm sinh viên

Ký tên

Thực hiện đồ án tốt nghiệp là giai đoạn quan trọng nhất đồng thời là cánh cổng để bước vào sự nghiệp của mỗi sinh viên Trong thời gian thực hiện đồ án “Thiết kế, chế tạo máy gọt

vỏ xoài” chúng em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ từ các thầy, cô của trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh, gia đình và bạn bè đặc biệt là các thầy cô khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy của trường Vì vậy:

Em xin trân trọng cảm ơn thầy Phan Thanh Vũ đã hết lòng giúp đỡ chúng em, hướng dẫn cho chúng em những tài liệu và kiến thức thực tế quan trọng trong quá trình thực hiện đề tài của mình, thầy đã dành thời gian quý báu của mình để hướng dẫn, sửa lỗi và định hướng cho chúng em cách tư duy và cách làm việc khoa học hơn

Chúng em xin cảm ơn những ý kiến, cũng như những lời khuyên vô cùng quý báu của quý thầy, cô và Ban giám hiệu trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh

vì đã tạo điều kiện tốt nhất cho chúng em thực hiện và hoàn thành tốt đề tài

Cảm ơn gia đình và bạn bè đã tin tưởng và đồng hành đồng giúp đỡ động viên trong suốt thời gian học đại học Mọi người đã tạo động lực lớn giúp mình vượt qua những khó khăn để bước tiếp trên con đường mình đã chọn

Em xin chân thành cảm ơn!

Thay mặt nhóm sinh viên thực hiện

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY GỌT VỎ XOÀI

Cây xoài có nguồn gốc từ Nam Á và Đông Nam Á, gồm các nước Ấn Độ, Myanmar bởi người

ta đã tìm ra các mẫu hóa thạch tại các nước này và xác định chúng nó niên đại khoảng 25 triệu đến 30 triệu năm trước Tuy nhiên có giá trị nhất trên cây xoài là quả xoài có nhiều chất dinh dưỡng cung cấp cho cơ thể con người Vỏ xoài có tác dụng chữa đau răng, viêm lợi Vỏ hoặc hột xoài được dùng để làm thuốc chữa một số bệnh dân gian Thịt xoài được sử dụng rất nhiều trong việc làm bánh, sinh tố, đồ uống Xoài đem lại nguồn lợi kinh tế cho người trồng, đồng thời là sản phẩm xuất nhập khẩu của nhiều nước trên thế giới Hàng năm, lượng tiêu thụ xoài thường khá lớn [1]

Việt Nam, công đoạn gọt vỏ xoài ở các cơ sở sản xuất thường được thực hiện thủ công bằng tay và chưa đủ điều kiện để sở hữu máy gọt vỏ trái xoài hiện đại, công suất lớn Tuy nhiên, các loại máy gọt vỏ trái xoài công suất nhỏ thì được ưu chuộng và quan tâm đặc biệt ở các cơ

sở sản xuất, để họ chủ động trong khâu sản xuất, nhập - xuất hàng một cách nhanh chóng mà vẫn đáp ứng được về năng suất, an toàn vệ sinh thực phẩm, đặc biệt khi vào mùa vụ thu hoạch

Đề tài’’ Thiết kế, chế tạo máy gọt vỏ xoài’’ được triển khai để hiện thực hóa những nhu cầu trên Nội dung đồ án gồm những nội dung:

- Triển khai nghiên cứu, đề xuất ý tưởng và công nghệ gọt vỏ trái xoài

- Xác định kết cấu máy, tính toán thiết kế toàn bộ máy

- Chế tạo, thử nghiệm và xác định các thông số của máy

Sau khi thử nghiệm cho thấy, máy hoàn toàn đáp ứng được các nhu cầu cơ bản của các cơ sở

về năng suất cao, đơn giản dễ di chuyển, an toàn vệ sinh, dễ điều chỉnh thông số phù hợp với từng loại xoài khác nhau Thiết kế, chế tạo máy gọt vỏ trái xoài của nhóm hiện tại có thể triển khai sản xuất thương mại với quy mô lớn để hiện đại hóa các khâu sản xuất thực phẩm đảm bảo an toàn thực phẩm của các cơ sở sản xuất nhỏ và vừa

Thay mặt nhóm sinh viên thực hiện

DESIGN AND MANUFACTURER MANGO SHEETING MACHINE

The mango tree is native to South and Southeast Asia, including India and Myanmar

because fossils have been found in these countries and dated to about 25 million to 30 million

years ago However, the most valuable on the mango tree is the mango fruit that has many

nutrients provided to the human body Mango peel has the effect of curing toothache and

gingivitis The peel or seed of mango is used to make medicine to treat a number of folk

diseases Mango meat is used a lot in making cakes, smoothies and drinks Mango brings

economic benefits to growers, and is also an import-export product of many countries around

the world Every year, mango consumption is usually quite large

In Vietnam, mango peeling in production facilities is usually done manually and is not

yet eligible to own a modern, large-capacity mango peeling machine However, small

capacity mango peeling machines are favored and paid special attention in production

facilities, so that they can be proactive in production, import - export goods quickly and still

meet the needs of customers productivity, food safety and hygiene, especially in the harvest

season The project ''Designing and manufacturing mango peeling machine'' was deployed to

realize the above needs The content of the project includes the following contents:

- Implement research, propose ideas and technologies for peeling mango fruit

- Determine the machine structure, calculate and design the whole machine

- Fabrication, testing and determination of machine parameters

After testing, the machine completely meets the basic needs of establishments in terms of

high productivity, simplicity, ease of movement, safety and hygiene, and easy adjustment of

parameters suitable for each other mango together The group's design and manufacture of

mango peeling machines can now be deployed for commercial production on a large scale to

modernize food production stages to ensure food safety for small production facilities and fit

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN i

LỜI CAM KẾT ii

LỜI CẢM ƠN iv

TÓM TẮT ĐỒ ÁN iv

MỤC LỤC v

DANH MỤC BẢNG BIỂU vii

DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ viii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xi

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài 1

1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu 2

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 2

1.5 Phương pháp nghiên cứu 3

1.5.1 Cơ sở phương pháp luận 3

1.5.2 Phương pháp nghiên cứu 3

1.6 Kết cấu của đồ án tốt nghiệp 3

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 4

2.1 Giới thiệu về quả xoài 4

2.1.1 Nguồn gốc 4

2.1.2 Đặc điểm hình thái cây xoài 4

2.1.3 Một số lợi ích từ quả xoài 6

2.1.4 Các giống xoài được trồng phổ biến ở Việt Nam 7

2.2 Các loại máy trên thị trường 10

2.2.1 Máy gọt vỏ xoài Kronen FP20 10

2.2.2 Máy gọt vỏ và cắt miếng má xoài Malver 11

2.2.3 Máy gọt vỏ xoài bán tự động PL6M 12

2.2.4 Máy gọt vỏ xoài Mangher 13

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 14

3.1 Khảo sát, phân tích thực tế về hình dạng đặc điểm quả xoài 14

3.2 Số liệu khảo sát thu được 14

3.4 Xác định hình dạng cơ bản của dao cắt 19

CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 20

4.1 Yêu cầu kỹ thuật 20

4.2 Phương án thiết kế 21

4.2.1 Phương án 1: Gọt theo phương ngang 21

4.2.2 Phương án 2: Gọt theo phương dọc 22

4.2.3 Phương án 3: Kết cấu dẫn động bằng xilanh 23

4.3 Lựa chọn phương án thiết kế 24

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY GỌT VỎ XOÀI 25

5.1 Tính toán, lựa chọn bộ truyền trục vít - đai ốc 25

5.1.1 Tính toán, lựa chọn bộ truyền trục vít di chuyển dao gọt 25

5.1.2 Tính toán, lựa chọn bộ truyền trục vít cho bộ phận kẹp quả xoài 28

5.2 Tính toán và chọn động cơ 32

5.2.1 Thông số ban đầu 32

5.2.2 Chọn động cơ trục vít di chuyển dao 32

5.2.3 Chọn động cơ xoay quả xoài 33

5.2.4 Chọn động cơ trục vít kẹp quả xoài 34

5.3 Kiểm nghiệm nối trục 35

5.4 Kiểm nghiệm độ bền của khung máy 36

CHƯƠNG 6: HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ ĐIỀU KHIỂN 39

6.1 Yêu cầu thiết kế 39

6.2 Lựa chọn các thiết bị điện 40

6.3 Mạch điều khiển 44

6.3.1 Sơ đồ mạch điều khiển 45

6.3.2 Nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển 45

CHƯƠNG 7: CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM 50

7.1 Các thành phần chính của máy 50

7.2 Quá trình chế tạo 50

7.3 Kết quả chế tạo máy gọt quả xoài 63

7.4 Thực nghiệm máy cắt quả xoài 64

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 3.1: Bảng kết quả khảo sát về hình dạng kích thước các loại xoài 15

Bảng 3.2: Kích thước phổ biến của xoài tứ quý 15

Bảng 3.3: Kích thước phổ biến của xoài keo 16

Bảng 3.4: Kết quả thực nghiệm đo lực kẹp quả xoài keo chín vừa 17

Bảng 3.5: Kết quả thực nghiệm đo lực kẹp quả xoài tứ quý chín vừa 17

Bảng 3.6: Kết quả thực nghiệm đo lực cắt quả xoài 18

Bảng 4.1: Thông số quả xoài 20

Bảng 7.1: Thông số kỹ thuật máy gọt vỏ xoài 64

Sơ đồ 6.1: Sơ đồ mạch điều khiển 45

Sơ đồ 6.2: Sơ đồ lắp đặt 45

Hình 2.1: Kích thước trung bình của thân cây xoài 4

Hình 2.2: Rễ cây xoài lâu năm 5

Hình 2.3: Hình dạng lá cây xoài 5

Hình 2.4: Hoa xoài 6

Hình 2.5: Quả xoài cát hòa lộc 7

Hình 2.6: Quả xoài cát chu 7

Hình 2.7: Quả xoài cát chu 8

Hình 2.8: Quả xoài tượng 8

Hình 2.9: Quả xoài úc 9

Hình 2.10: Quả xoài tứ quý 9

Hình 2.11: Quả xoài thái 10

Hình 2.12: Quả xoài hạt lép 10

Hình 2.13: Máy gọt vỏ xoài Kronen FP20 11

Hình 2.14: Máy gọt vỏ và cắt miếng má xoài Malver 12

Hình 2.15: Máy gọt vỏ xoài bán tự động PL6M 12

Hình 2.16: Máy gọt vỏ xoài Mangher 13

Hình 3.1: Bách hóa xanh và các cửa hàng bán trái cây tại đường Quang Trung, phường Hiệp Phú, TP Thủ Đức 14

Hình 3.2: Quả xoài tứ quý được khảo sát 15

Hình 3.3: Trái xoài keo được khảo sát 16

Hình 3.4: Thực nghiệm tính lực kẹp 16

Hình 3.5: Bộ đồ gá thực nghiệm 18

Hình 3.6: Thực nghiệm tính lực cắt 18

Hình 3.7: Dao bào phổ biến trên thị trường 19

Hình 4.1: Phương án 1 21

Hình 4.2: Phương án 2 22

Hình 4.3: Phương án 3 23

Hình 5.1: Phương và chiều của lực tác dụng lên khung 36

Hình 5.3: Kết quả mô phỏng chuyển vị trên khung máy 37

Hình 6.1: Cầu dao tự động DQHome ĐQ MCB09 C20 2P 41

Hình 6.2: Nguồn tổ ong 12 V 30 A 41

Hình 6.3: Mạch tạo trễ 0-999 phút dùng Relay JZ-801/M421 42

Hình 6.4: Mạch điều khiển tốc độ động cơ DC PWM 12~48 V 20 A 43

Hình 6.5: Module điều khiển tốc độ và đảo chiều động cơ DM128 12 V 24 V 43

Hình 6.6: Công tắc chuyển chế độ 2 vị trí ZB2-BE101C ED25 44

Hình 6.7: Nút nhấn nhả có đèn AL6-M 12V 44

Hình 6.8: Mũi kẹp từ trên đi xuống 46

Hình 6.9: Hướng xoay của đầu giữ 46

Hình 6.10: Dao di chuyển từ dưới lên 47

Hình 6.11: Dao di chuyển từ trên xuống 47

Hình 6.12: Đầu kẹp di chuyển từ dưới lên 48

Hình 6.13: Vị trí lắp công tắc hành trình 1, 2, 3, 4 48

Hình 6.14: Vị trí lắp công tắc hành trình 5, 6 49

Hình 7.1: Các thành phần chính của máy 50

Hình 7.2: Khung máy thiết kế trên phần mềm 50

Hình 7.3: Thực hiện cắt các đoạn thép hộp 51

Hình 7.4: Khung máy thép hộp 20x20x1 mm 51

Hình 7.5: Các tấm Inox 304 dày 0.2mm bảo vệ máy 51

Hình 7.6: Cụm kẹp thiết kế trên phần mềm 52

Hình 7.7: Các chi tiết cụm kẹp gia công laser 52

Hình 7.8: Các chi tiết cụm kẹp tự gia công 53

Hình 7.9: Con trượt LMK10UU và LMK16UU 53

Hình 7.10: Vòng khóa trục SHF10, ổ lăn KFL000 53

Hình 7.11: Vòng chặn trục D8 và D16, lò xo nén D22 53

Hình 7.12: Bắt đầu lắp cụm kẹp lên khung máy 54

Hình 7.13: Lắp ráp các chi tiết trong cụm kẹp 54

Hình 7.14: Căn chỉnh các chi tiết trong cụm kẹp cho ăn khớp với nhau 54

Hình 7.15: Cụm kẹp quả xoài thực tế 55

Hình 7.16: Cụm dao cắt thiết kế trên phần mềm 55

Hình 7.18: Hình dạng 3D của dao trên phần mềm 56

Hình 7.19: Dao không gọt được vỏ quả xoài 56

Hình 7.20: Dao chỉ gọt được một phần vỏ của quả 57

Hình 7.21: Nguyên nhân không gọt được vỏ xoài 57

Hình 7.22: Nguyên nhân chỉ gọt được một phần vỏ 58

Hình 7.23: Hình dạng sơ bộ của dao gọt sau khi sửa lỗi 58

Hình 7.24: Hình dạng thực tế của dao cắt 58

Hình 7.25: Lắp ráp các chi tiết của dao 59

Hình 7.26: Hai cụm dao cắt lắp ráp hoàn chỉnh 59

Hình 7.27: Cụm truyền động dao thiết kế trên phần mềm 59

Hình 7.28: Điều chỉnh cụm truyền động dao 60

Hình 7.29: Cụm truyền động dao sau khi hoàn thiện 60

Hình 7.30: Đầu giữ quả xoài 61

Hình 7.31: Lắp ráp mạch điện và các linh kiện 61

Hình 7.32: Lắp ráp các nút nhấn và công tắt vào máy 62

Hình 7.33: Đấu nối dây dẫn vào tủ điện 62

Hình 7.34: Hoàn thành đấu nối tủ điện vào máy 62

Hình 7.35: Tổng thể máy gọt vỏ xoài hoàn thiện 63

Hình 7.36: Máy gọt vỏ xoài (mặt trước) 63

Hình 7.37: Máy gọt vỏ xoài (mặt sau) 64

Hình 7.38: Quá trình gọt xoài 65

Hình 7.39: Quả xoài và vỏ gọt lần đầu 66

Hình 7.40: Quả xoài và vỏ gọt lần hai 66

Hình 7.41: Quả xoài và vỏ gọt lần ba 66

Hình 7.42: Vị trí công tắc và nút nhấn 68

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

Công nghệ kỹ thuật cơ khí là ngành học ứng dụng các nguyên lý thực tiễn để tạo ra thiết bị máy móc phục vụ cho nền kinh tế xã hội Đối với nước ta xu hướng hiện đại hóa các loại máy móc trong công nghiệp và nông nghiệp xuất hiện ngày càng nhiều với nhiều kiểu dáng và mẫu mã phong phú và đa dạng đáp ứng nhu cầu cần thiết của khách hàng Vì vậy, việc nghiên cứu và tạo ra những thiết bị hiện đại mới luôn được quan tâm của toàn xã hội Trong đó lĩnh vực chế biến thực phẩm là một trong những lĩnh vực rất là quan trọng luôn có nhu cầu cao về trang thiết bị máy móc để tối ưu hóa sản xuất

Đặc biệt Việt Nam là một đất nước với khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa Khí hậu và điều kiện tự nhiên tương đối thuận lợi dọc từ Bắc chí Nam, đâu đâu cũng bắt gặp muôn vàn cây trái ngọt lành mang lại chất dinh dưỡng và tính kinh tế cao Trong đó xoài là loại trái cây lành tính có nhiều chất dinh dưỡng và tính kinh tế cao được trồng, sử dụng rộng rãi trong

và ngoài nước, được đưa vào các dây chuyền chế biến tự động để làm ra các sản phẩm như xoài sấy, mứt xoài, kẹo xoài, nước trái cây, v.v

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

- Xoài là một loại trái cây khá phổ biến trên thị trường Việt Nam, là loại trái cây lành tính rất đa dạng và phong phú về chủng loại và nhiều chất dinh dưỡng tốt cho sức khỏe con người, nó có thể mọc hoang ở một số vùng cao đồng thời được trồng khá phổ biến ở các tỉnh miền Nam của Việt Nam với nhiều loại như: xoài cát hòa lộc, xoài cát chu, xoài keo, xoài 3 mùa mưa, xoài Cóc, xoài Tứ quý, xoài Đài Loan, xoài Thái,….đã cung cấp một sản lượng lớn hàng năm và góp phần thúc đẩy và phát triển nền kinh tế nước nhà

- Theo đánh giá chung, đến nay hầu hết các cơ sở sản xuất đã từng bước đầu tư phát triển đổi mới công nghệ hiện đại, đa dạng hóa sản phẩm Một số cơ sở sản xuất sản phẩm trái cây để xuất khẩu cũng đã đẩy mạnh đầu tư công nghệ tự động hóa trong sản xuất để nâng năng suất cao nhằm kiểm soát tình trạng ùn ứ khi vào mùa Đặc biệt là xoài thời gian chín nhanh và khó bảo quản thường được dùng trong chế biến món ăn như: bánh xoài, mứt xoài, kẹo xoài, nước ép xoài, … Nhưng hiện nay ở Việt Nam các cơ sở sản xuất các sản phẩm về xoài chủ yếu là dùng sức lao động của con người để gọt vỏ xoài, dẫn đến năng suất thấp, tính kinh tế thấp Vì vậy tự động hóa trong công đoạn gọt vỏ xoài là vô cùng cần thiết để tăng năng suất, góp phần phát triển nền kinh tế Để thực tế hóa nhu cầu cấp bách

đó, đề tài “Thiết kế và chế tạo máy gọt trái xoài” đã được nhóm lựa chọn thực hiện tại

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh

1.2 Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài

- Với sự hiện đại hóa ngày càng phát triển một cách nhanh chóng, lĩnh vực tự động hóa kết hợp đồng bộ cùng với những phần mềm trong lĩnh vực IT đã tạo cho quá trình sản xuất phát triển ngày càng hoàn thiện với những bộ máy hiện đại có năng suất cao, chất lượng

và đạt độ chính xác cao trong sản xuất ngày càng được quan tâm để giảm thiểu sức lao động trong các khâu sản xuất Vì vậy các thiết bị máy móc hiện đại ngày càng được sử dụng phổ biến và đa dạng hơn đáp ứng nhu cầu hiện đại hóa nền kinh tế, thiết bị tối giản, năng suất cao, vận hành đơn giản, bền bỉ, giá cả hợp lý Vì thế thiết kế máy gọt vỏ xoài để

có thể đáp ứng nhu cầu chế biến sản phẩm xoài ở các cơ sở sản xuất nhỏ để làm bánh xoài, kẹo, mứt, xoài đông lạnh, nước ép xoài… trong nước

- Nhóm đã thực hiện một cách đầy đủ về quy trình thiết kế và chế tạo sản phẩm công nghiệp

- Tăng giá trị kinh tế cho các sản phẩm về xoài

- Tiết kiệm sức lao động, tăng năng suất, chất lượng sản phẩm đồng thời đảm bảo an toàn

- Góp phần thúc đẩy mặt hàng Việt Nam xuất khẩu ra nước ngoài để phát triển kinh tế

- Máy gọt vỏ có những ưu điểm như:

+ Giảm sức lao động, đảm bảo an toàn

+ Vận hành đơn giản

+ Năng suất cao

+ Hạ giá thành sản phẩm

1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

- Đáp ứng nhu cầu của các cơ sở sản xuất

- Đưa ra ý tưởng kết cấu và công nghệ của máy gọt vỏ xoài

- Chế tạo và thử nghiệm máy gọt vỏ xoài công suất nhỏ

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu

- Xoài chín ươm được trồng phổ biến ở những khu vực miền Nam

- Quy trình sản xuất và nhu cầu của cơ sở sản xuất sản phẩm về xoài

- Các loại máy gọt vỏ xoài công suất nhỏ có mặt trên thị trường

- Máy gọt vỏ xoài công nghiệp

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu

- Những đặc điểm hình dạng, kích thước của những loại xoài phổ biến

- Tìm hiểu những công nghệ gọt vỏ được áp dụng hiện nay

- Các dòng máy gọt vỏ xoài công suất vừa và nhỏ trên thị trường

- Thiết kế, chế tạo và thực nghiệm máy gọt vỏ trái xoài

1.5 Phương pháp nghiên cứu

1.5.1 Cơ sở phương pháp luận

- Nhu cầu sử dụng sản phẩm về xoài

- Nhu cầu sử dụng máy gọt vỏ xoài của các cơ sở sản xuất

- Có khả năng chế tạo máy gọt vỏ xoài công suất nhỏ

1.5.2 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu lý luận:

- Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết

- Phương pháp mô hình hóa

Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn:

- Quan sát khoa học

- Phương pháp nghiên cứu sản phẩm hoạt động

- Phương pháp thực nghiệm khoa học

1.6 Kết cấu của đồ án tốt nghiệp

Chương 1: GIỚI THIỆU

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

Chương 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chương 4: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP VỀ THIẾT KẾ MÁY GỌT VỎ XOÀI

Chương 5: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY GỌT VỎ XOÀI

Chương 6: HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

Chương 7: CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 2.1 Giới thiệu về quả xoài

2.1.1 Nguồn gốc

Xoài – Mangifera indica L

Thuộc họ Ðào lộn hột – Anacardiaceae

Trên thế giới hiện nay có 87 nước trồng xoài với diện tích khoảng 1,8 – 2,2 triệu hecta Vùng Châu Á chiếm 2/3 diện tích trồng xoài trên thế giới, trong đó đứng đầu là Ấn Độ (chiếm gần 70% sản lượng xoài thế giới với 9,3 triệu tấn), Thái Lan, Pakistan, Philippin, và Miền Nam Trung Quốc, Zimbabwe, Guinea, Congo, Nam Phi, Kenya, Môdămbích, Mali, Ai Cập, Brazil, Mexico, Hoa kỳ Ngoài ra, xoài còn được trồng ở vùng ven biển nước Úc [1]

2.1.2 Đặc điểm hình thái cây xoài

2.1.2.1 Thân cây

Cây xoài là giống cây thân gỗ, cao lớn Thông thường loại cây này có chiều cao khoảng

từ 15 m đến 20 m Tuy nhiên cây xoài cũng tùy vào loại giống khác nhau mà cây phát triển

bị bật gốc [2]

Hình 2.2: Rễ cây xoài lâu năm

2.1.2.3 Lá cây

Về phần lá, những chiếc là cây xoài có hình dạng thuôn dài nhìn mảnh mai, nó có dạng

lá đơn Lá xoài thường có kích thước với chiều dài khoảng từ 15 cm đến 30 cm và chiều rộng khoảng từ 5 cm đến 7 cm Những chiếc lá thường có mặt trên nhẵn bóng và mang màu xanh đậm còn phần phía dưới của lá thì cũng mang màu xanh nhưng nhạt hơn phần trên Có rất nhiều giống loại xoài, tuy nhiên hầu như loại xoài nào cũng thường ra chồi từ 3 đến 4 lần mỗi năm Việc ra chồi này cũng phần nào tùy thuộc vào tuổi thọ của cây Đồng thời, việc hấp thu các chất dinh dưỡng hay điều kiện thời tiết môi trường cũng đóng góp vào việc ấy Những cây xoài khi còn non thường ra chồi nhiều hơn những cây đang ra quả Còn đối với những cây già thì việc ra chồi là rất ít [2]

Hình 2.3: Hình dạng lá cây xoài

2.1.2.4 Hoa và quả xoài

- Hoa xoài là dạng hoa luôn luôn mọc thành chùm tại các ngọn cành của cây Những chùm hoa tụ họp rất nhiều những hoa nhỏ và có màu vàng nhạt [2]

Với mỗi chùm hoa xoài thường có chiều dài khoảng tầm 0,3 m và đặc biệt hơn là thường chứa bao gồm cả 2 loại hoa là hoa lưỡng tính hay hoa đực Chính vì vậy, xoài là loại cây thụ phấn chéo, thường nhờ côn trùng là chủ yếu [2]

Hình 2.4: Hoa xoài

- Quả xoài là loại quả một hạt Nó là loại quả mang dạng hạch dẹt, cũng khá cứng

Và đồng thời khi nảy mầm hạt sẽ thường hở ra Đối với các loại quả xoài sống (hay còn xanh) thường mang trong mình màu xanh ngọc, giòn và có vị chua Và khi quả xoài đã chín thường

có màu vàng, có mùi thơm và vị ngọt, thường dùng để ăn trực tiếp, đóng hộp, làm nước trái cây, mứt, kẹo, sấy khô [2]

2.1.3 Một số lợi ích từ quả xoài

Theo Boldsky, xoài được gọi là vua của tất cả các loại trái cây Không chỉ thơm ngon, ngọt, xoài giàu protein, chất xơ, vitamin C, A, axit folic , mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe Nhiều nghiên cứu đã chứng minh xoài có khả năng làm giảm nguy cơ béo phì, bệnh tim, tăng cường năng lượng, cải thiện trí nhớ… Mặc dù có vị ngọt, nhưng loại quả này chứa rất ít calo, một chén xoài chỉ có 100 calo nên hỗ trợ trong việc giảm cân Chúng còn giúp kiểm soát sự thèm ăn, giảm mức độ glucose và cholesterol trong máu [3]

Vitamin C trong xoài hỗ trợ sản xuất collagen, giúp da săn chắc, trẻ trung hơn Các chất oxy hóa như zeaxanthin, lutein giúp bảo vệ da khỏi tác hại của tia UV, làm giảm tổn thương da từ ánh nắng mặt trời [3]

Tuy nhiên, ăn quá nhiều xoài có thể gây ra một số tác dụng phụ không mong muốn như sau:

- Tăng đường huyết: Theo Ifood, xoài chứa nhiều đường, vì vậy nếu ăn quá nhiều có thể làm tăng lượng đường trong máu Những người bị bệnh tiểu đường nên hạn chế ăn xoài để kiểm soát bệnh [3]

- Phản ứng dị ứng: Có một số phản ứng dị ứng sau khi ăn xoài thường xuất hiện ở những người nhạy cảm với trái cây Các triệu chứng thường khác nhau, có thể là chảy nước mắt, nước mũi, khó thở, đau bụng, hắt hơi [3]

- Viêm da tiếp xúc: Nếu bạn bị dị ứng với mủ, bạn có khả năng bị dị ứng với xoài, đặc biệt

là xoài xanh Phản ứng này là do axit anacardic gây ra [3]

2.1.4 Các giống xoài được trồng phổ biến ở Việt Nam

2.1.4.1 Xoài Cát Hòa Lộc

Xoài cát Hòa Lộc là một loại xoài đặc sản của miền tây, có nguồn gốc từ xã Hòa Hưng, huyện Cái Bè, tỉnh Tiền Giang Đây là loại xoài có kích thước khá to, khối lượng khoảng 450 – 700 gram/quả Quả có phần thịt khá chắc, thớ thịt mịn và thơm Phần vỏ có màu xanh nhạt, bóng loáng và chuyển sang màu vàng đẹp mắt khi chín Xoài cát Hòa Lộc khi ăn sống có vị cực chua, nhưng khi chín lại có vị cực ngọt và mùi thơm rất đặc trưng [4]

Hình 2.5: Quả xoài cát hòa lộc

2.1.4.2 Xoài Cát Chu

Xoài cát chu xuất hiện lần đầu tiện tại Thành phố Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp và

có thể khẳng định nó thuần chủng 100 %, đây là giống xoài ra hoa rất tập trung và dễ đậu trái, năng suất rất cao Xoài cát chu có hình dáng tròn đều như xoài cát Hòa Lộc, nhưng kích thước hơi "nhỏ gọn" hơn một tí, trọng lượng trái trung bình 250 – 350 gram, vỏ trái mỏng Quả khi còn sống cũng có màu vàng hơi nhạt, khi chín chuyển dần sang vàng đậm Phẩm chất trái ngon, thịt thơm ngọt có vị hơi chua [4]

Hình 2.6: Quả xoài cát chu

Hình 2.7: Quả xoài cát chu

2.1.4.4 Xoài tượng

Đúng như tên gọi, đây là loại xoài có kích thước khá to (tượng nghĩa là voi), hình thuôn dài, nặng từ 0,5 kg đến 1 kg Khi còn sống có màu xanh rất đẹp, khi xoài chín có màu vàng nhạt ửng ít xanh, vỏ trơn và bóng, mùi thơm ngọt ngào và mọng nước nhưng không ngọt bằng các giống xoài khác Xoài tượng thường được ăn sống với nước mắm đường, có

vị chua chua, giòn giòn rất đặc biệt thật khó quên [4]

Hình 2.8: Quả xoài tượng

2.1.4.5 Xoài Úc

Xoài Úc là loại xoài đặc trưng của vùng đất Cam Lâm, tỉnh Khánh Hòa và cả khu vực miền Trung Xoài Úc có hình dáng trong đặc trưng với lớp vỏ có màu xanh nhạt và phần đầu có màu đỏ đậm, trọng lượng trung bình 800 g – 1.000 g/trái Khi sống có màu xanh và chuyển sang vàng óng khi chín, loại xoài này có thể ăn sống hay chín đều rất thơm ngon và giòn ngọt [4]

Hình 2.9: Quả xoài úc

2.1.4.6 Xoài Tứ Quý

Giống xoài này ít được coi trọng về ngoại hình nhưng năng suất khá cao và có trọng lượng trung bình khoảng 500 – 800 gram/quả Xoài có vỏ màu xanh nhạt khi sống và chuyển sang màu vàng tươi khi chín với hương thơm đặc trưng Phần thịt của xoài Tứ Quý

ít xơ và khá nhiều bột nhưng vẫn có vị giòn ngọt đặc trưng Theo nhiều người đánh giá thì khi chưa chín hẳn thì phần thịt sẽ ngon hơn là chín mùi [4]

Hình 2.10: Quả xoài tứ quý

2.1.4.7 Xoài Thái

Xoài Thái là giống xoài đến từ Thái Lan, quả màu xanh Đặc điểm của giống xoài này là hạt lép hoặc hạt rất nhỏ, phần thịt dày Khi thưởng thức xoài Thái sẽ có mùi vị thơm ngon, ít chua, ngọt đậm Xoài Thái xanh khi sống vẫn có vị ngọt, rất ít chua nên được nhiều người lựa chọn ăn sống Xoài Thái có trọng lượng khoảng 350 – 400 gram/trái [4]

Hình 2.11: Quả xoài thái

2.2 Các loại máy trên thị trường

2.2.1 Máy gọt vỏ xoài Kronen FP20

Máy gọt vỏ xoài Kronen FP20, được thích hợp hoàn toàn để gọt vỏ xoài chỉ trong vài giây Hệ thống gọt vỏ thông minh được dựa trên nguyên lý tách vỏ kinh tế nhất Do đó, lượng phế phẩm sau khi lột vỏ được giảm thiểu tới lượng thấp nhất và kết quả lột vỏ tốt nhất với quả xoài phẳng có thể đạt được sau khi gọt vỏ [5]

Lượng phế phẩm vỏ xấp xỉ 21 % phụ thuộc vào kích thước trái cây Nạp liệu sản phẩm vào trong máy là tự động, chỉ khi quả xoài được đặt đúng vị trí trong các giá đỡ sản phẩm

Vì vậy, có khả năng một nhân viên có thể nạp từng quả xoài vào trong nhiều máy, do đó làm tăng công suất lột vỏ lên đến 12 - 16 quả xoài trên phút (với 3 máy FP20) [5]

Hình 2.13: Máy gọt vỏ xoài Kronen FP20

Thông số kỹ thuật của máy:

2.2.2 Máy gọt vỏ và cắt miếng má xoài Malver

Máy phù hợp để gọt vỏ và cắt miếng xoài chín, đối với miếng xoài đã cắt làm đôi

và bỏ hạt Người vận hành dùng tay đặt những miếng xoài đã cắt đôi vào băng tải cấp nguyên liệu hoạt động liên tục [6]

Bên trong máy có một bánh răng truyền động đặc biệt để chuyển sản phẩm đến bộ phận gọt vỏ Tại đó, sản phẩm được đẩy tới các lưỡi gọt và lưỡi cắt [6]

Máy rất linh hoạt và được thiết kế để có thể gọt và cắt các loại quả với kích cỡ khác nhau nhưng vẫn đảm bảo việc gọt vỏ đồng đều Vỏ được thải ra phía trước của máy còn xoài đã gọt vỏ và cắt miếng được đưa đến thùng chứa thành phẩm [6]

Máy có một số ưu điểm nổi bật như sau:

- Có khả năng gọt vỏ xoài chín

- Hoạt động liên tục

- Gọt vỏ xoài với độ dày vỏ đồng đều

- Có thể tích hợp chức năng gọt vỏ với chức năng loại bỏ hạt

- Dễ dàng sử dụng, lau rửa và bảo dưỡng

- Thiết kế đơn giản

Hình 2.14: Máy gọt vỏ và cắt miếng má xoài Malver

và một biến tốc độ của lưỡi dao Trái cây được người vận hành xếp vào khoang chứa đặc biệt Cơ chế tự động nhặt nó lên và đặt nó vào hai ống đặc biệt có gai Nhờ hệ thống piston tự động, trái cây quay và được gọt với tốc độ điều chỉnh Máy này có khả năng gọt

từ 35 đến 40 quả xoài mỗi phút [7]

Hình 2.15: Máy gọt vỏ xoài bán tự động PL6M

Thông số kỹ thuật:

- Khả năng sản xuất: 35- 40 quả / phút

- Kích thước máy: 1150x2500x1900 mm

- Công suất máy: 2,4 KW

- Tiêu thụ không khí: 6 bar – 18 l / phút

- Cung cấp nước: 3,5 l/mm

- Độ dày vỏ: 1–3 mm

- Cân nặng: 650 Kg

2.2.4 Máy gọt vỏ xoài Mangher

Máy này phù hợp cho việc loại bỏ phần vỏ của quả xoài Người vận hành dùng tay đặt quả xoài lên giá đỡ và xoài được tự động chuyển vào khu vực cắt gọt Nhờ hệ thống điều chỉnh đặc biệt, máy này có thể tiếp nhận và giữ các quả xoài với kích thước khác nhau, đảm bảo hiệu quả tối đa ngay cả với những lô xoài chưa được phân loại theo kích cỡ Trong máy

có một lưỡi gọt đặc biệt được gá trên một hệ thống cho phép lưỡi gọt chạy chính xác theo hình dạng của mỗi quả xoài và gọt vỏ theo cách quay tròn [8]

Một tính năng quan trọng là khả năng điều chỉnh lưỡi cắt để có được mức độ dày của

vỏ gọt khác nhau Khi quá trình gọt vỏ bắt đầu, bộ gá đỡ xoài quay về vị trí ban đầu của nó nên cho phép người vận hành đặt lô sản phẩm để gọt vỏ lên Khi kết thúc quá trình gọt vỏ, các sản phẩm được chuyển vào một băng chuyền đến đầu ra của máy Lớp vỏ cũng được gom lại trên băng chuyền này và sau đó được tách riêng ra Máy được trang bị bộ điều khiển PLC

và một bảng điều khiển cho phép thiết lập tốc độ làm việc [8]

Hình 2.16: Máy gọt vỏ xoài Mangher

Máy có một số ưu điểm nổi bật như sau:

- Có thể gọt các quả xoài chưa được phân loại theo kích cỡ: có chiều cao và đường kính khác nhau

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1 Khảo sát, phân tích thực tế về hình dạng đặc điểm quả xoài

3.2 Số liệu khảo sát thu được

- Theo các chủ cửa hàng bán trái cây và nhân viên bán hàng Bách Hóa Xanh cho biết

thì xoài thường được bán trên thị trường hiện nay đa số là xoài Việt Nam và xoài Thái Xoài Việt Nam có xuất xứ từ các tỉnh như: Vĩnh Long, Tiền Giang, Đồng Tháp…

- Sau đây là kích thước trung bình của các trái xoài đã khảo sát

Bảng 3.1: Bảng kết quả khảo sát về hình dạng kích thước các loại xoài

Hình 3.2: Quả xoài tứ quý được khảo sát Bảng 3.2: Kích thước phổ biến của xoài tứ quý

Hình 3.3: Trái xoài keo được khảo sát

Bảng 3.3: Kích thước phổ biến của xoài keo

3.3 Xác định cơ lý tính của quả xoài

Về cơ tính nói chung bao gồm lực cắt, kéo, nén, xoắn, uốn… Nhưng trong giới hạn của đề tài chỉ tập trung nghiên cứu, thực nghiệm về lực cắt để xác định được độ dai của vỏ xoài và lực ép để kẹp giữ quả xoài

Bảng 3.4: Kết quả thực nghiệm đo lực kẹp quả xoài keo chín vừa

- Sau khi tiến hành thực nghiệm thì để có thể gọt được vỏ xoài thì phải tác dụng một lực từ 30 N – 40 N

Do trong quá trình thực nghiệm, dụng cụ cần thiết còn thiếu, sử dụng tay để cắt quả xoài, tốc độ chậm hơn so với máy, không đảm bảo độ chính xác, vì vậy để bảo đảm hệ số an toàn, tính chính xác khi tính toán lấy chọn lực để ép quả xoài gấp đôi thông số thực nghiệm

đo được

 Lực để cắt quả xoài Fc = 80 (N)

3.4 Xác định hình dạng cơ bản của dao cắt

Dao cụ đóng vai trò quan trọng đặc biệt, vì dao là dụng cụ trực tiếp cắt và tiếp xúc với quả xoài Nếu chất lượng dao không tốt lập tức ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, năng suất lao động, tiêu hao năng lượng…Do đó, dao được chế tạo phải đáp ứng một số yêu cầu

cơ bản sau đây: gia công với năng suất cao, chất lượng gia công (độ bóng bề mặt và độ chính xác gia công) đáp ứng theo yêu cầu, có khả năng chống mài mòn để có tuổi thọ dài về số lần mài lẫn thời gian sử dụng, dễ chế tạo, lắp ráp đơn giản, gọn nhẹ

- Trong quá trình gọt vỏ dao cắt phải qua hệ thống trung gian của bộ gá dao, khi thiết kế dụng cụ cắt không những thiết kế lưỡi dao mà còn phải thiết kế cả bộ gá Cho nên bộ gá dao cũng phải được đơn giản hóa, gọn nhẹ, dễ chế tạo…và đặc biệt là tính kinh tế

Nhóm thiết kế dao cắt dựa trên nguyên lý cắt của các loại dao bào dùng để gọt vỏ bằng tay trên thị trường hiện nay

Hình 3.7: Dao bào phổ biến trên thị trường

Dao cắt phải đảm bảo được các yêu cầu sau:

- Dao phải có độ sắc từ 20 ÷ 40 μm (độ sắc áp dụng cho dao các máy chế biến thực phẩm) để có thể cắt vỏ xoài dễ dàng

- Vỏ xoài sau khi cắt có độ dày từ 1 mm đến 1,5 mm

- Đảm bảo cứng, ít bị mài mòn khi sử dụng

- Dễ dàng thay thế

Hình dạng, thông số kỹ thuật và khả năng cắt gọt của dao sẽ được trình bày chi tiết ở chương 7: Chế tạo và thử nghiệm

CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

4.1 Yêu cầu kỹ thuật:

- Năng suất máy: 60 kg/1 giờ ( tương đương 120 – 150 quả / 1 giờ)

- Nguyên liệu đầu vào: Xoài chín

Bảng 4.1: Thông số quả xoài

- Nhiệm vụ chi tiết:

+ Đưa ra ý tưởng, thiết kế sơ bộ kết cấu máy

+ Tính toán chọn các bộ phận máy

+ Thiết kế hệ thống máy ở dạng 3D

+ Xuất bản vẽ, tiến hành gia công

+ Lắp ráp hoàn chỉnh phần cơ khí và hệ thống điều khiển

+ Tính liên tục: Sản phẩm tạo ra một cách an toàn, các thiết bị hoạt động đồng bộ và hoạt động liên tục, tối thiểu hóa thời gian nghỉ cho việc lấy sản phẩm và cấp phôi khi hoạt động Tránh tình trạng rơi phôi và biến dạng sản phẩm

+ Tính tự động: Máy phải hoạt động nhẹ nhàng không gây tiếng ổn, tự động dừng khi gọt xong, cấp phôi và lấy sản phẩm đi ra bằng tay Có thể vận hành với nhiều sản phẩm với hình dạng khác nhau trong phạm vi kích thước cho phép hoặc thay đổi một cách dễ dàng và ít tốn kém nhất

+ Tính kinh tế: Nguồn năng lượng được sử dụng cho máy hoạt động là nguồn năng lượng điện để vận hành các động cơ điện Vận hành máy và các thiết bị phải đồng bộ, đúng quy trình đã thiết lập hạn chế tổn thất năng lượng do vận hành, giảm kinh tế Tính tự động hóa cao, giảm thiểu lao động chân tay trong việc loại bỏ vỏ xoài

- Theo nhu cầu sử dụng máy gọt xoài trong đề tài sẽ được thiết kế để có thể gọt mọi loại xoài có chiều dài từ 11 cm đến 15 cm, chiều rộng 6 cm đến 9 cm, chiều dày từ 5 cm đến 8 cm

và chiều dày vỏ sau khi gọt tối đa là 1.5 mm

- Những khó khăn khi gọt xoài nhiều hình dạng khác nhau:

+ Hầu như các loại xoài khi được đưa vào máy điều có hình dạng và kích thước khác nhau Càng gọt về sau càng khó gọt do lệch dao hoặc dao không ăn vào quả xoài

+ Nếu xoài quá chín trong quá trình gọt sẽ bị rớt ra Nhất là đối với việc gọt loại xoài vỏ quá mỏng thì có thể dẫn đến tiêu hao luôn phôi

+ Trong quá trình gọt sản phẩm dao bị cùn và lệch dao dẫn đến việc rơi rớt sản phẩm, kẹt dao Ảnh hưởng hình dạng sản phẩm, gọt không điều và sạch sản phẩm

sẽ di chuyển theo kết hợp với quả xoài (4) quay và vỏ xoài sẽ được gọt

4.2.1.3 Nhược điểm

- Vì quả xoài nằm ngang nên không được kẹp chặt dễ bị rơi

- Kết cấu đơn giản trong quá trình cắt hao hụt thịt quả nhiều

- Năng suất thấp

- Lực cắt dao lớn

- Chiếm diện tích vì máy gọt theo chiều ngang

4.2.2 Phương án 2: Gọt theo phương dọc

Hình 4.2: Phương án 2

4.2.2.1 Nguyên lí hoạt động

Sau khi gá quả xoài (7) Đầu kẹp (8) động cơ (ĐC2) quay làm cho trục vít (4) quay đầu kẹp (6) tịnh tiến lên xuống trên trục dẫn hướng (5) kẹp quả xoài và chạm công tắc hành trình Động cơ (ĐC3) quay làm quả xoài (7) quay đồng thời động cơ (ĐC1) quay dẫn đến trục vít (1) quay và dao gọt (2) tịnh tiến lên xuống theo trục dẫn hướng (3) Khi dao (2) di chuyển lên hoặc xuống kết hợp với quả xoài (7) quay và vỏ xoài sẽ được gọt Để tăng năng suất gọt thì ta sẽ thiết kế 2 dao gọt cùng lúc 2 quả xoài

4.2.2.2 Ưu điểm

- Dễ gia công, sửa chữa

- Giá thành hợp lý

- Ít tốn diện tích đặt máy

- Năng suất tương đối cao

- Phù hợp với nhiều nhu cầu sử dụng khác nhau

4.2.2.3 Nhược điểm

- Lắp ráp phức tạp

- Hoạt động bán tự động, vẫn cần tự thao tác ở một số bước

- Hạn chế trong quá trình kẹp

- Tương đối mất thời gian trong quá trình kẹp phôi và lấy sản phẩm

4.2.3 Phương án 3: Kết cấu dẫn động bằng xi lanh

Hình 4.3: Phương án 3

4.2.3.1 Nguyên lí hoạt động

Sau khi gá quả xoài (3) đầu kẹp (4) xi lanh (5) đi lên đẩy quả xoài (3) đi lên kẹp chặt vào đầu kẹp (2) Động cơ (1) quay làm quả xoài (3) quay đồng thời xi lanh (6) đi lên và dao

gọt (8) đi lên theo trục dẫn hướng (7) Khi dao (8) di chuyển lên kết hợp với quả xoài (3) quay và vỏ xoài sẽ được gọt Sau khi gọt xong các bộ phận quay về vị trí cũ

- Phức tạp trong quá trình bảo trì và sửa chữa máy

4.3 Lựa chọn phương án thiết kế

Dựa vào các phương án trên, nhóm thấy phương án hai là phương án khả thi, tuy vẫn có một số nhược điểm nhưng máy vẫn đáp ứng được các thông số đầu vào và yêu cầu đề ra của nhóm để tiến hành thực hiện đề tài thiết kế và chế tạo máy gọt vỏ xoài

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY GỌT VỎ XOÀI

5.1 Tính toán, lựa chọn bộ truyền trục vít - đai ốc

5.1.1 Tính toán, lựa chọn bộ truyền trục vít di chuyển dao gọt

5.1.1.1 Chọn vật liệu trục vít và đai ốc

- Vật liệu vít: SUS 304

- Vật liệu đai ốc: Đồng

5.1.1.2 Tính toán, thiết kế cho chuyển động của hệ thống

- Lực gọt vỏ xoài: Fc = 80 (N) (thông số thực nghiệm ở mục 3.3)

- Hệ số ma sát trơn bề mặt: 𝜇 = 0,1

- Khối lượng của các chi tiết là:

+ Khối lượng 2 cán dao + 2 dao gọt: 378 (g)

+ Khối lượng 2 bạc đạn trượt scs12uu: 204 (g)

+ Khối lượng 1 bạc đạn trượt scs10uu: 75 (g)

+ Khối lượng thanh nối: 433 (g)

+ Khối lượng 2 bộ bulong M8: 120 (g)

m: Tổng khối lượng các chi tiết

g: Gia tốc trọng trường

Fc: Lực cắt quả xoài của một dao

- Đường kính trung bình của trục ren: (8.1, trang 163, [9])

𝜋.𝜓 𝐻 𝜓 ℎ [𝜌] (5.2) Trong đó:

Fa – lực dọc trục (N)

𝜓𝐻 = 𝐻/𝑑2 – hệ số chiều cao đai ốc Đai ốc nguyên ta chọn 𝜓𝐻 = 1,2