Bám vào thành phía trong của lớp vỏ quả trong là vỏ ngoài của hạt với nội nhũ dạng anbumin dày, là lớp cùi thịt, gọi là cùi dừa, nó có màu trắng và là phần ăn được của hạt.. Người ta có
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
Phương án thiết kế
-Máy sử dụng động cơ nối trực tiếp với bánh đai thông qua bộ truyền đai làm quả dừa quay, lƣỡi dao gọt xung quanh trái dừa đƣợc tịnh tiến bằng tay, để gọt phần chóp dừa dùng lƣỡi dao định hình, tịnh tiến quả dừa đi lên để gọt phần chóp sau đó lấy ra gọt phần còn lại bằng phương pháp thủ công là dùng dao chặt
Hình 12: Máy gọt dừa tươi -Nhƣợc điểm:
+Tất cả động tác đều thủ công, cần gạt gọt lớp vỏ không đều
+Không thể gọt xung quanh và phần chóp cùng 1 lúc
+Cố định quả dừa bằng lực xiết của tay
+Gọt được nhiều loại quả dừa có kích thước khác nhau
+Cấu tạo đơn giản, dễ dàng vệ sinh
-Sử dụng động cơ điện để làm quay quả dừa, trái dừa vẫn đƣợc cố định nhờ bộ phận định vị, dao gọt xung quanh đƣợc tịnh tiến vào nhờ cơ cấu trục vít- thanh trƣợt thông qua tay quay, gọt phận chóp dừa cũng dùng dao định hình nhƣng sử dụng trục ren để quay tay cho lưỡi dao tịnh tiến theo phương thẳng đứng
1 Tay quay 2.Lắp dao 3.Trục vít 4.Thanh trƣợt
Hình 13: Cơ cấu của máy
+Tất cả động tác đều thủ công
+Không thể gọt xung quanh và phần chóp cùng 1 lúc
+Cố định quả dừa bằng lực xiết của tay
+ Gọt được nhiều loại quả dừa có kích thước khác nhau
+Cấu tạo đơn giản, dễ dàng vệ sinh
-Máy sử dụng nguồn Điện lưới để làm quay trái Dừa, cắt đầu Dừa bằng tay người, sử dụng cơ cấu chạy dao định hình theo hình dáng dao gọt (2 chế độ: tự động và thủ công thông qua bộ truyền Thanh răng – Bánh răng, Vít – Đai ốc) và Dừa đƣợc kẹp bằng lực đẩy của motor điện
Hình 14: Mô phỏng của máy
+Không thể gọt các loại dừa có kích thước khác nhau
+Có 2 chế độ thủ công và tự động
-Dừa quay tròn nhờ nguồn điện lưới, Dừa được gọt theo định hình của Dao ( sử dụng sức người), cắt Đầu Dừa và kẹp Dừa bằng sức người (sử dụng cơ cấu Thanh răng – Bánh răng)
Hình 15: Mô phỏng của máy
+Quá trình cắt gọt đều thủ công
+Có thể cắt xung quanh và phần chóp cùng 1 lúc tiết kiệm thời gian
Hình 16: Máy gọt cỏ dừa tươi sử dụng piston cảm biến -Cấu tạo:
+Lƣỡi dao gọt xung quanh và gọt phần chóp
+Bộ vít me hành trình
-Nguyên lí hoạt động: dừa đƣợc cố định bằng piston cảm biến, khi motor quay truyền momen cho trục chính quay dẫn đến quả dừa quay, piston tịnh tiến đi xuống đồng thời lƣỡi dao cắt xung quanh sẽ tịnh tiến ra cắt 2 phần 1 lúc
+Không cần sức người nhiều
+Chi phí thiết bị cao
+Cần có nguồn điện mới sử dụng đƣợc
Kết luận: Thông qua các ưu nhược điểm của từng loại phương án nhóm chúng em quyết định chọn phương án 2 để tính toán thiết kế
NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG VÀ TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN
Sơ đồ nguyên lí hoạt động của máy bóc vỏ dừa tươi
1 Động cơ 5 Tay quay trục ren 2
2 Bánh đai nhỏ 6 Lƣỡi dao 1
3 Chông 7 Tay quay trục ren 1
4 Lƣỡi dao 2 8 Bánh đai lớn
Nguyên lí hoạt động
Đặt quả dừa vào chông định vị nhằm cố định quả dừa, sau khi động sơ quay truyền mômen cho trục chông làm quả dừa quay, sau đó ta quay tay trục ren số 1 có gắn với lƣỡi
26 dao 1 nhằm đẩy lƣỡi dao 1 tịnh tiến đi vào để gọt bỏ lớp vỏ xung quanh, sau đó trả dao về, tiếp theo là quay tay quay trục ren số 2 xuống để cắt bỏ phần chóp dừa, cũng dựa theo nguyên lí nhƣ dao số 1 Sau đó lấy dừa ra cắt phần còn lại bằng dao thủ công.
SƠ ĐỒ GANT
-Nhiệm vụ 1: Lập kế hoạch
+ Công việc: Tìm hiểu sơ bộ về máy cắt gọt vỏ dừa tươi, tìm hiểu về các loại dừa Giới thiệu tổng quan: Nhu cầu của thị trường của máy và tầm ảnh hưởng, xác định các yếu tố ảnh hưởng đến môi trường, sức khỏe
-Nhiệm vụ 2: Xác định yêu cầu thiết kế và phân công nhiệm vụ
-Nhiệm vụ 3: Phương án thiết kế
Phương án thiết kế bao gồm động cơ gì, bộ truyền động nào và cơ cấu chấp hành nào,
Trình bày Nguyên lý hoạt động từ lúc khởi động máy đến khi ra sản phẩm
Lập các phương án thiết kế đưa ra ưu nhược điểm từng phương án
Chọn được phương án tối ưu nhất, xác định được cơ cấu chấp hành cần tính toán Đƣa ra đƣợc sơ đồ nguyên lý
-Nhiệm vụ 4: Tính toán hệ thống dẫn động
+ Công việc: Tính toán số vòng quay trục vít, tỷ số truyền, công suất và tốc độ động cơ
-Nhiệm vụ 5: Tính toán động lực học
+ Công việc: Tính toán các kích thước chi tiết của bộ truyền
+ Nhân lực: Đạt, Phúc, Nguyên
+ Công việc: Vẽ mô phỏng thử nghiệm cơ cấu
+ Công việc: Vẽ và xuất bản vẽ từng chi tiết trong bộ truyền với số liệu đã đƣợc tính + Nhân lực: Đạt, Phúc, Nguyên
-Nhiệm vụ 8: Hoàn thiện bảng vẽ
+ Công việc: Hoàn thành xuất bảng vẽ chi tiết và video mô phỏng chuyển động của cơ cấu chấp hành
-Nhiệm vụ 9: Viết thuyết minh
+ Công việc: Hoàn thành bảng thuyết về thiết kế cơ cấu chấp hành
+ Công việc: Cả nhóm tiến hành báo cáo bảo vệ chủ đề của nhóm
Bảng phân công
Bảng phân công nhiệm vụ
Lập kế hoạch Cả nhóm
Xác định yêu cầu thiết kế, phân chia nhiệm vụ
Chọn phương án thiết kế, sơ đồ nguyên lý
Tính toán hệ thống dẫn động
Tính toán động lực học Đạt, Phúc, Nguyên
Nguyên Hoàn thiện bảng vẽ
Viết và hoàn thiện thuyết minh
CHỌN ĐỘNG CƠ
Chọn động cơ
IV.1.1 Xác định công suất động cơ:
Hiệu suất chung của hệ thống: ( trang 96 [1])
Công suất cần thiết trên trục động cơ điện: a Tốc độ cắt V (trang 9 [4]- Chế độ cắt gia công cơ khí)
= 328: Hệ số xét đến vật liệu gia công và điều kiện khi tính vận tốc cắt
T: tuổi bền trung bình của dụng cụ cắt, thông thường T` phút m = 0,23 là chỉ số chỉ đến mức độ ảnh hưởng của tuổi bền dụng cụ đến dụng cụ cắt;
S = 0,025 (mm/vòng): lƣợng chạy dao; y= 0,25 là chỉ số chỉ đến mức độ ảnh hưởng của chiều sâu cắt
: Hệ số hiệu chuẩn chung về tốc độ cắt
: Xét đến ảnh hưởng của vật liệu gia công
: Xét đến trạng thái phôi
: Xét đến ảnh hưởng của vật liệu làm dao
: Hệ xét đến ảnh hưởng của thông số hình học kết cấu của dao
: Xét đến dạng gia công
Ta thấy: V = 2,2 (m/s) b Số vòng quay n =
(vòng/phút) 7,8 ÷ 279,7 (vòng/phút) với D = 150 ÷250 (mm) c Lưc cắt
F là lực cắt cần thiết đểcắt tiết diện S= 180x5 (mm), F1= 807 (N)
= 224,2 (N) Với S là tiết diện cắt tính toán của Dao:S = [chiều dài cắt lớn nhất] x [chiều sâu cắt lớn nhất]= 10 x 0,25 = 2,5 (cm^2)
Ký hiệu Công suất (KW)
Số vòng quay trục động cơ
Tỷ số truyền
1 Số vòng quay sơ bộ:
TÍNH TOÁN CHỌN ĐAI
Chọn loại đai
Ta có : =2,2 KW, n0 (vòng/phút)
Theo hình 4.22a [1] chọn đai thang loại A
Với đai thang loại A tra bảng 4.3 trang137 [1] ta đƣợc:
Đường kính bánh đai nhỏ
Đường kính bánh đai lớn
Theo tiêu chuẩn ta chọn
Tính lại tỉ số truyền:
Khoảng cách trục sơ bộ
Ta có thể chọn sơ bộ a = = 355mm với u=3.2
Chiều dài tính toán của đai
Trang [1] trang 136 ta chọn L = 1600mm
Vận tốc đai
Tính i
Tính chính xác lại a
Góc ôm α i : αi= 180 – 57.(d 2 -d 1 ) a (Trang 140 Tài liệu [1]) α i = 180 – 57.(d 2 -d 1 ) a = 180 – 57 ( )
Các hệ số sử dụng
K đ = 1,1 + 0,1=1,2 (Tra bảng 4.7 Tài liệu [1] trang 55)
C z = 1 (Chọn sơ bộ do chƣa biết số dây đai)
Tra bảng 4.19 trang 62 Tài liệu [1]: [ ]=1.08 kW
Tính lực căn ban đầu
= 394.97 N Lực vòng trên mỗi nhánh: = 197.5 N
Lực tác dụng lên trục:
Tính chiều rộng B và đường kính ngoài bánh đai B
B = (z-1).t +2e (Trang 63 Tài liệu [1]) e, t (Tra bảng 4.21 trang 63 Tài liệu [1])
B = (3-1) ×15 + 2×10 = 50mm Đường kính ngoài bánh đai: d a = d + 2h o (Trang 63 tài liệu [1])
Bảng thông số bộ truyền đai:
-Đường kính bánh đai nhỏ d 1 2mm
-Đường kính bánh đai lớn d255mm
-Đường kính ngoài bánh nhỏ d a1 8,6mm
-Đường kính ngoài bánh lớn d a2 = 361,6 mm
-Chiều rộng bánh đai BPmm
-Góc ôm bánh đai nhỏ α6,66º
-Lực tác dụng lên trục F r 95 (N)
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN
Chọn vật liệu làm trục
TRỤC I: Thép C45 thường hóa: ( tra bảng 10.1 trang 392 [1])
-Trị số ứng suất cho phép: [ ] ( bảng 10.2 trang 403[1])
Xác định chiều dài trục
-Đường kính đầu ngõng trục: (CT 10.9 trang 188[2])
[ ]-ứng suất xoắn cho phép,Mpa, với vật liệu trục là thép CT5, thép 45, 40X Đường kính ngõng truc I:
Chiều dài mayo bánh đai:(10.10 trang 189 [2])
Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp: chọn
3.Tính phản lực tại các gối đỡ và vẽ M:
39 Đường kính trục tại các tiết diện nguy hiểm:
Ta có , vật liệu thép 45 có ( ) chọn [ ] Ổ lăn:
Momen uốn tại cặp ổ lăn: Công thức 10.15 trang 194 [1]
Momen uốn tương đương tại cặp ổ lăn: Công thức 10.16 trang 194 [1]
√ √ Đường kính tại các tiết diện ổ lăn: Công thức 10.17 trang 194 [1]
Chọn tiêu chuẩn = 20mm Đai:
Momen uốn tại bánh : Công thức 10.15 trang 194 [1]
Momen uốn tương đương tại cặp ổ lăn: Công thức 10.16 trang 194 [1]
√ √ Đường kính tại các tiết diện ổ lăn: Công thức 10.17 trang 194 [1]
4 Kiểm nghiệm độ bền: ( = 25mm, b=8, h=7, )
Hệ số an toàn: (CT: 10.19 trang 195 [1])
√ [ ] [ ]-hệ số an toàn cho phép, thông thường [ ]=1,5….2,5
Phương pháp gia công tiện và độ nhẵn bóng bề mặt 2,5 0,63
Phương pháp tăng bền bề mặt tôi bằng dòng, tập trung ứng suất ít =1,6 1,7
( ) Ứng suất uốn: Ứng suất xoắn :
Với tra bảng 10.10 trang 198[1] ta đƣợc = 0,9 , =0,85
Tra bảng 10.11 trang 198 chọn =2,44 và =2,35
Hệ số an toàn ứng suất uốn
Hệ số an toàn ứng suất xoắn Điều kiện hệ số an toàn:
5.Tính và chọn then: Điều kiện bền dập và điều kiện bền cắt
Ta có , Tra bảng 9.1a trang 173 [1] b=8, h=7,
Xét điều kiện bền dập và bền cắt:
THIẾT KẾ BỘ PHẬN CẮT
-Do trái dừa có nhiều kích thước khác nhau nên ta chỉ thay đổi kích thước ở bộ phận định vị của trái dừa Tuy nhiên về cách đặt dao thì không thay đổi
- Về cách đặt dao là không đổi, tạo ra đường cắt ở xung quanh và bên trên trái dừa một góc
Hình 17: Kich thước trung bình của một quả dừa tươi 1- Đường lưỡi dao cắt bên trên trái dừa
2- Đường lưỡi dao cắt xung quanh trái dừa
3- Đường lưỡi dao cắt thủ công
-Công thức tính sức cản cắt thái:
– sức cản cố định k – hệ số biến dạng, tính cho mỗi đơn vị diện tích cắt ngang của lát thái b và h – bề rộng và bề dày của lát cắt thái ε – hệ số do ảnh hưởng của vận tốc v – vận tốc cắt thái
-Các số hạng của công thức đã được nghiên cứu cụ thể hóa cho trường hợp dao thái củ quả Số hạng thứ nhất là sức cản cố định phụ thuộc chủ yếu vào độ bền cơ học của vật thái, bề dày của lƣỡi dao l, bề dày của lát thái và góc mài α
-Để tính có thể dùng công thức:
B – hệ số phụ thuộc vào độ bền cơ học của củ quả b – bề dài lƣỡi dao t – bề dày lƣỡi dao m – hệ số mũ δ – tỷ số của đoạn a với đoạn l, tính nhƣ sau:
46 φ – góc ma sát của vật thái với cạnh dao h – bề dày lát thái
-Số hạng thứ hai k.b.h= là sức cản biến dạng của lát thái và cũng là ma sát vào mặt trước và mặt sau của lưỡi dao – , có thể tính theo công thức thực nghiệm nhƣ sau:
( ) ( ).b.h Trong đó: k3 là ứng suất cắt giới hạn, có thể tính nhƣ sau:
√ k1 - ứng suất kéo của củ quả k2 - ứng suất nén của củ quả
-Số hạng thứ ba ε.b.h = là sức cản do ảnh hưởng của vận tốc cắt thái, có thể lấy ε=0,025
-Tóm lại lực cản cắt thái tổng cộng bằng:
-Lực cản cắt thái riêng, tính cho 1 đơn vị bề dài lƣỡi sao:
Vậy lực cản cắt thái riêng của dao:
TÍNH TOÁN CHỌN Ổ LĂN
Kiểm tra tải tĩnh của ổ
Lấy giá trị lớn nhất
Vậy ổ lăn thỏa độ bền tĩnh
Kiểm tra số vòng quay giới hạn của ổ
[ ] – thông số vận tốc quy ƣớc
Tra bảng 11.7 trang 222[1]: [ ]=5,5 mm vg/ph
Thỏa số vòng quay giới hạn