Thiết kế, chế tạo máy cắt rãnh sọ dừa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY CẮT RÃNH SỌ DỪA GVHD: ThS TRẦN NGỌC THIỆN SVTH: TRƯƠNG QUANG LUÂN BÙI VŨ TUẤN ANH S K L 1 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2023 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: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY CẮT RÃNH SỌ DỪA Giảng viên hướng dẫn: ThS TRẦN NGỌC THIỆN Sinh viên thực hiện: TRƯƠNG QUANG LUÂN BÙI VŨ TUẤN ANH MSSV: 19146214 19146149 Lớp: 19146CL2A Khoá: 2019 - 2023 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2023 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 Bộ môn Cơ – Điện tử NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Học kỳ II / năm học 2023 Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Ngọc Thiện Sinh viên thực hiện: Trương Quang Luân MSSV: 19146214 SĐT: 0857494699 Bùi Vũ Tuấn Anh MSSV: 19146149 SĐT: 0848659459 Mã số đề tài: 22223DT63 Tên đề tài: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY CẮT RẢNH SỌ DỪA Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Năng suất yêu cầu: tối đa 30s/trái - Bề rộng rảnh cắt: 2-3mm, chiều sâu cắt từ khoảng 1mm – 2mm - Chiều cao sọ dừa từ 11-13cm, đường kính sọ dừa 13-14cm Nội dung đồ án: - Lên phương án thiết kế cho máy - Tính tốn, thiết kế mơ hình 3D - Chế tạo, thử nghiệm máy - Chỉnh sửa, hoàn thiện máy chuyển giao - Viết thuyết minh báo cáo - Xuất tập vẽ chi tiết Các sản phẩm dự kiến: - 01 máy cắt rảnh sọ dừa - 01 tập thuyết minh - 01 tập vẽ A3 Ngày giao đồ án:15/32023 Ngày nộp đồ án:15/7/2023 Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh Tiếng Việt Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh Tiếng Việt i TRƯỞNG KHOA TRƯỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (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) ii LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo máy cắt rảnh sọ dùa - GVHD: Th.S Trần Ngọc Thiện - Sinh viên thực hiện: Bùi Vũ Tuấn Anh MSSV: 19146149 Trương Quang Luân MSSV: 19146214 - Lớp: 19146CL2A - Địa sinh viên: 29/1 đường 31, P Linh Đông, TP Thủ Đức - Số điện thoại liên lạc: 0857494699 - Email: 19146214@student.hcmute.edu.vn - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN):21/7/2023 - Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khố luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình nghiên cứu thực Tôi không chép từ viết cơng bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, xin chịu hồn tồn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023 Ký tên iii LỜI CẢM ƠN Trên thực tế khơng có thành cơng mà không gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp Nhưng hết, chúng khơng thể có năm tháng học hỏi kiến thức bổ ích mơi trường Đại học khơng có u thương, chăm sóc gia đình Nên trước hết chúng xin cảm ơn cha mẹ, anh chị giúp đỡ chúng từ vai trị vật chất tinh thần, ủng hộ khuyên bảo chúng suốt trình thực đồ án tốt nghiệp Việc thực nghiên cứu, thực hoàn thiện đồ án tốt nghiệp khoảng thời gian quý báu để nhóm chúng em đúc kết khả làm việc nhóm, ơn lại kiến thức lý thuyết lẫn thực hành thầy bốn năm qua truyền đạt Vì vậy, thứ hai, chúng em xin cảm ơn thầy cô dạy dỗ chúng em bốn năm đại học không dài không ngắn Mới hơm cịn cậu sinh viên tỉnh lẻ, vừa chân ướt chân bước đường tấp nhập, nhộn nhịp đại xung quang ngơi trường Sư Phạm Kỹ Thuật danh tiếng, hôm phải rời xa Đi qua khoảng thời gian tuổi trẻ máy trường Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM, chúng em thấy tháng năm quan trọng, ý nghĩa đến Quan trọng, ý nghĩa khơng phải vất vả, khó khăn tửng chừng khơng thể vượt qua được, nhiệm vụ bất khả thi mà cịn người sẵn sàng đồng hành, giúp đỡ, tận tình lúc chúng em vấp ngã Em xin gửi đến quý thầy cô Khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao nhiệt tình việc truyền đạt vốn kiến thức quý báu giúp đỡ em nhiều thời gian học tập trường Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Ngọc Thiện tận tâm, bảo chúng em qua buổi nói chuyện, thảo luận Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy Mặc dù cố gắng để hoàn thành đồ án tốt nghiệp khơng tránh khỏi điều thiếu sót, mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý thầy giúp đồ án hồn thiện iv TĨM TẮT ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY CẮT RÃNH SỌ DỪA Hiện nay, có nhu cầu cắt rãnh sọ dừa cao Dừa sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp thực phẩm đặc biệt phổ biến việc sản xuất thực phẩm sản phẩm liên quan từ cơm dừa Việc cắt rãnh sọ dừa giúp tạo rãnh dừa, cho phép người tiêu dùng dễ dàng truy cập vào cơm dừa Ngồi ra, thị trường cắt rãnh sọ dừa cịn liên quan đến cơng dụng khác làm vật liệu xây dựng, sản xuất nghệ thuật đồ trang trí Xuất phát nhu cầu sản xuất thực phẩm sản phẩm liên quan ngày tăng, nên nhu cầu máy cắt rãnh sọ dừa cao Việc sử dụng máy cắt rãnh sọ dừa giúp tăng suất hiệu trình sản xuất Các doanh nghiệp có nhu cầu sản xuất hàng loạt nước dừa thường tìm kiếm máy cắt rãnh sọ dừa tự động để giảm tối đa tốn cơng thời gian Ngồi ra, máy cắt rãnh sọ dừa phục vụ cho nhu cầu sản xuất lĩnh vực khác công nghiệp chế biến nông sản xây dựng Xuất phát từ đề với mong muốn vận dụng kiến thức học Thầy/Cơ truyền dạy, nhóm chúng em thực đề tài “Máy cắt rãnh sọ dừa” Đề tài “Máy cắt rãnh sọ dừa” sử dụng hệ truyền động PLC – biến tần – động không đồng ba pha điều khiển tốc độ động cắt, hình cảm ứng HMI cho phép cài đặt thơng số điều khiển, hệ thống cảm biến laser xác định biên dạng dừa giữ cho lưỡi cắt xác, hệ thống truyền động trục vít me – động bước giúp chỉnh vị trí cắt linh hoạt dừa Sau trình tìm hiểu, nghiên cứu, thiết kế, chế tạo nhóm hồn thành mơ hình máy cắt rãnh sọ dừa đảm bảo yêu cầu mục tiêu đề tài suất biên dạng chiều sâu rãnh cắt theo nhiều dừa với bề mặt không đồng nhiều loại dừa khác v ABSTRACT Currently, there is a high demand for cutting coconut skull grooves Coconut is widely used in the food industry and is especially popular in the production of food and related products from copra The slicing of the coconut skull helps to create a groove in the center of the coconut, allowing the consumer easy access to the copra In addition, the coconut skull cutting market can also be related to other uses such as building materials, art production and decoration Due to the increasing demand for food production and related products, the demand for coconut skull grooving machines is also high The use of coconut slitting machine helps to increase productivity and efficiency in the production process Businesses wishing to mass-produce coconut water often look for automatic coconut grooving machines to minimize labor and time In addition, coconut skull grooving machine can serve production needs in other fields such as agricultural product processing industry and construction Stemming from the above issues with the desire to apply the knowledge learned from the teacher, our group implemented the topic "coconut slitting machine" The topic "coconut grooving machine" uses PLC - inverter - asynchronous motor to control the speed of the cutting motor, laser sensor system to determine the contour of the coconut to keep the blade can Exactly Through the lead screw drive system - stepper motor helps to adjust the cutting position flexibly on the coconut After the process of researching, researching, designing and manufacturing, the group has completed a model of a coconut slitting machine to ensure the requirements and objectives of the project in terms of productivity as well as profile and depth of groove Cut multiple coconuts with uneven surfaces as well as different types of coconuts vi MỤC LỤC Trang NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỜI CAM KẾT iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT ĐỒ ÁN v MỤC LỤC vii DANH MỤC BẢNG BIỂU x DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ xi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xiii CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.2.1 Ý nghĩa khoa học 1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn 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 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.1 Giới thiệu 2.1.1 Các loại dừa Việt Nam[3] 2.1.2 Máy cắt rãnh sọ dừa 2.2 Kết cấu máy cắt rảnh sọ dừa 2.3 Các nghiên cứu liên quan máy cắt rảnh sọ dừa 2.3.1 Các nghiên cứu nước 2.3.2 Các nghiên cứu nước CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY CẮT RÃNH SỌ DỪA 12 3.1 Phương án thiết kế khung máy 12 3.1.1 Phương án 12 3.1.2 Phương án 12 3.1.3 Lựa chọn phương án thiết kế khung máy 12 3.2 Phương án thiết kế máy 12 3.2.1 Phương án 12 3.2.2 Phương án 14 3.2.3 Phương án 16 3.3 Lựa chọn giải pháp 18 CHƯƠNG 4: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 19 4.1 Động điện 12 4.1.1 Động ba pha 12 vii 4.1.2 Động bước 20 4.2 Phương pháp chọn động 23 4.2.1 Xác đinh công suất động 23 4.1.2 Chọn động 23 4.3 Truyền động Vít me 23 4.3.1 Tính toán thiết kế 24 4.3.2 Chọn thơng số cho vít me 24 4.3.3 Tính kiểm nghiệm độ bền 25 4.4 Truyền động đai 25 4.5 Khái niệm PLC 26 4.5.1 Cấu tạo phân loại PLC 26 4.5.2 Nguyên lí hoạt động PLC 28 4.5.3 Ưu điểm nhược điểm PLC 29 4.5.4 Cách thức điều khiển PLC 30 4.5.5 Cấu tạo phân loại PLC 30 4.6 Ngơn ngữ lập trình Ladder 30 4.7 Biến tần 32 4.7.1 Nguyên lí hoạt động biến tần 32 4.7.2 Phân loại biến tần biến tần 33 4.8 Cảm biến 34 4.8.1 Cấu tạo chung cảm biến 35 4.8.2 Phân loại cảm biến 35 4.8.3 Vai trị cảm biến cơng nghiệp 35 4.9 Quét bề mặt sọ dừa 36 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO [1] [2] 37 5.1 Xác định công suất động ba pha 37 5.1.1 Tính tốn động lực học thiết bị 37 5.1.2 Chọn động cắt 38 5.2 Tính tốn vit-me 41 5.2.1 Tính tốn hệ dẫn động 42 5.2.2 Tính kiểm nghiệm độ bền 42 5.3 Tính tốn hàm tỉ lệ khoảng cách 45 5.4 Tính tốn mâm xoay 46 5.4.1 Tỷ số truyền 47 5.4.2 Tốc độ động bước 42 47 5.5 Lựa chọn PLC mô đun 46 5.6 Chế tạo 51 5.6.1 Dựng khung máy 51 5.6.2 Lập sơ đồ khối mô hình 52 5.6.3 Lắp đặt truyền động 52 5.6.4 Lắp đặt tủ điện linh kiện điện tử 53 5.6.5 Đi dây thiết bị điện 53 CHƯƠNG 6: THỬ NGHIỆM, KẾT QUẢ, THẢO LUẬN 54 viii