THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO CƠ CẤU CẤP VÀ LẤY TÚI NILON, ỨNG DỤNG TRONG MÁY LỒNG TÚI XỐP BỌC TRÁI CÂY

Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO CƠ CẤU CẤP VÀ LẤY TÚI NILON, ỨNG DỤNG TRONG MÁY LỒNG TÚI XỐP BỌC TRÁI CÂY Trước những tác động mạnh mẽ của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, quá trình đô thị hóa và biến đổi khí hậu, cùng những yêu cầu khắt khe của thị trường… đang đặt ra những khó khăn, thách thức rất lớn đối với sản xuất nông nghiệp Việt Nam. Việc đẩy nhanh ứng dụng khoa học – công nghệ vào sản xuất nông nghiệp không chỉ là giải pháp tối ưu giải quyết vấn đề trên mà còn là một tất yếu để nâng cao năng suất, chất lượng, sức cạnh tranh của nông phẩm, bảo đảm cho kinh tế nông nghiệp Việt Nam phát triển bền vững. Thời gian qua, ngành nông nghiệp đã thực hiện nhiều mô hình khuyến nông đa dạng, đẩy mạnh ứng dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất. Qua đó, phát huy hiệu quả tích cực, giúp người dân nâng cao trình độ canh tác và thu nhập, góp phần nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm, phát triển nông nghiệp theo hướng bền vững. Họ đã áp dụng quy trình bọc hoa quả ngay khi quả bắt đầu phát triển trên cây để có thể ngăn ngừa sâu bệnh cũng như kiểm soát được hàm lượng dinh dưỡng bên trong. Nhận thấy quá trình lồng túi bọc xốp mất khá nhiều thời gian và công sức của người nông dân nên tôi đã thảo luận và quyết định lựa chọn để tài: Thiết kế và chế tạo máy tự động lồng túi xốp bọc trái cây để tăng năng suất làm việc trên một đầu người và cũng như giảm được những công việc không mang lại tính hiệu quả cao cho người nông dân..

fBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN

i MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC HÌNH ẢNH iv

DANH MỤC BẢNG BIỂU viii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ix

LỜI NÓI ĐẦU ix

LỜI CẢM ƠN x

MỞ ĐẦU xi

Chương 1 1

TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH CHĂM SÓC VÀ BẢO VỆ TRÁI CÂY 1

1.1 Giới thiệu chung 1

1.2 Quá trình phát triển của một số loại hoa quả 2

1.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình phát triển của cây ăn quả và biện pháp khắc phục 5

1.3.1 Ánh sáng 5

1.3.2 Thời tiết 6

1.3.3 Côn trùng 9

1.4 Túi bọc hoa quả khỏi côn trùng và thời tiết khắc nghiệt 12

1.4.1 Cấu tạo của túi bọc hoa quả 13

1.4.2 Công dụng của túi bọc hoa quả 13

1.5 Các công nghệ liên quan đến túi bọc trái cây 14

Chương 2 17

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO CÁC PHẦN TỬ CẤU TRÚC MÁY TỰ ĐỘNG LỒNG TÚI XỐP BỌC TRÁI CÂY 17

2.1 Mô tả công nghệ 17

2.2 Giản đồ quá trình làm việc 18

2.3 Thiết kế phần cơ khí cho các cơ cấu máy 21

ii

2.3.1 Khung đỡ chính 21

2.3.2 Cơ cấu lấy túi 23

2.3.3 Cơ cấu mở miệng túi 24

2.3.4 Cơ cấu đẩy xốp 25

2.3.5 Cơ cấu dồn miệng túi nilon 26

2.3.6 Cơ cấu mở và gạt vòng nịt 27

2.3.7 Cơ cấu gắp vòng nịt 28

2.3.8 Cơ cấu cấp nịt 29

2.3.9 Cơ cấu thu túi sau khi hoàn thành 30

2.3.10 Cơ cấu nâng túi nilon 31

2.3.11 Khung bàn đỡ hệ thống 32

2.4 Thiết kế phần điện - khí cho hệ thống máy 33

2.4.1 Thiết kế phần khí nén cho các cơ cấu trong hệ thống 33

2.4.2 Tính toán, thiết kế phần điện cho các cơ cấu 52

2.4.3 Lựa chọn bộ điều khiển 54

2.4.4 Lựa chọn van điện từ 58

2.4.5 Lựa chọn rơ-le 59

2.4.6 Lựa chọn cảm biến 61

2.4.7 Lựa chọn động cơ nâng hạ túi 66

2.4.8 Thiết kế bộ điều khiển cho động cơ nâng hạ túi 68

3.4 Chương trình điều khiển 79

3.4.1 Lưu đồ thuật toán 79

3.4.2 Bảng địa chỉ kết nối PLC 84

3.4.3 Chương trình điều khiển 87

3.5 Khảo sát hoạt động của máy 88

3.5.1 Khảo sát khâu lấy túi nilon đến vị trí mở miệng túi 88

3.5.2 Khảo sát khâu mở miệng túi 89

3.5.3 Khảo sát khâu đẩy xốp 90

3.5.4 Khảo sát khâu dồn túi 91

Hướng phát triển đề tài 98

TÀI LIỆU THAM KHẢO 99

PHỤ LỤC 101

1 Phụ lục 1 101

iv DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Các loại trái cây 2

Hình 1.2 Vòng đời của cây cam 3

Hình 1.3 Vòng đời của cây táo 4

Hình 1.4 Vòng đời của cây lê 5

Hình 1.5: Trái cây bị hỏng do ánh sáng gay gắt 6

Hình 1.6 Hoa quả bị thối 7

Hình 1.7 Dùng túi bọc trái cây ngăn ngừa mùa mưa đến 8

Hình 1.8 Lắp đèn sưởi ấm cho cây trồng 8

Hình 1.9 Nhện đỏ gây hại trên cây 9

Hình 1.10 Lưới chắn 50 mesh bảo vệ cây ăn quả 10

Hình 1.11 Sâu bướm đang phá hại quả 10

Hình 1.12 Sử dụng lưới chắn bảo vệ cây và quả khỏi sâu bướm 11

Hình 1.13 Ruồi vàng trên cây trồng 12

Hình 1.14 Người dân trùm lưới bảo vệ cây cam khỏi ruồi vàng 12

Hình 1.15 Cấu tạo của túi bọc trái cây 13

Hình 1.16 Túi bọc trái cây 14

Hình 1.17 Công nghệ đẩy vật liệu vào túi nilon 15

Hình 1.18 Công nghệ kẹp tự động 16

Hình 2.1 Giản đồ mô tả quá trình làm việc của các cơ cấu 19

Hình 2.2 Cơ cấu khung đỡ chính 21

Hình 2.3 Sắt mạ kẽm 22

Hình 2.4 Nhựa Polyvinyl chloride (PVC) 22

Hình 2.5 Cơ cấu lấy túi 23

Hình 2.6 Cơ cấu mở miệng túi 24

Hình 2.7 Cơ cấu đẩy xốp; 25

Hình 2.8 Cơ cấu dồn miệng túi 26

Hình 2.9 Cơ cấu mở và gạt nịt 27

v

Hình 2.10 Cơ cấu gắp nịt 28

Hình 2.11 Cơ cấu cấp nịt 29

Hình 2.12 Cơ cấu thu túi 30

Hình 2.13 Cơ cấu nâng túi 31

Hình 2.14 Gỗ MDF 32

Hình 2.15 Các mẫu xi-lanh có trên thị trường 33

Hình 2.16 Cấu tạo của xi-lanh khí nén 34

Hình 2.17 Model TN xi-lanh khí nén của hãng Airtac 36

Hình 2.18 Sơ đồ khí nén cho cơ cấu lấy túi 37

Hình 2.19 Con trượt ray SCS 12UU 38

Hình 2.20 Xi-lanh MXH6- 50Z 38

Hình 2.21 Thông số hành trình của piston mã MXH 40

Hình 2.22 Giác hút chân không DL60-1211B 41

Hình 2.43 Cách đấu dây ngõ vào số (Digital Input) kiểu Sink 56

Hình 2.44 Cách đấu dây ngõ vào kiểu Source 57

Hình 2.45 Sơ đồ kết nối ngõ ra PLC 57

Hình 2.46 Cụm van điện từ 5/2 hãng FTEC 58

Hình 2.47 Van 2V025-08 59

Hình 2.48 Rơ-le trung gian IOLINK R4T-16P-S 59

Hiình 2.49 Rơ-le Omron LY2N 60

Hình 2.50 Cảm biến sợi quang E3X-HD11 62

Hình 2.51 Cảm biến từ tiệm cận D-M9N 63

Hình 2.52 Sơ đồ kết nối đầu ra của cảm biến D-M9N 63

Hình 2.53 Cảm biến tiệm cận kim loại FOTEK PM12-04N 64

Hình 2.54 Cảm biến CS1-U 65

Hình 2.55 Cảm biến Airtac CS1-J 66

Hình 2.56 Động cơ bước bước 17HS8401 67

Hình 2.57 Mạch điều khiển động cơ bước 68

Hình 2.58 Nguồn 24 VDC 5 A 69

Hình 2.59 CB CHINT NXB-C10 72

Hình 3.1 Sơ đồ khối kết nối PLC 72

Hình 3.2 Sơ đồ kết nối PLC với các phần tử đầu ra và đầu vào 74

Hình 3.3 Sơ đồ kết nối giữa rơ le trung gian và các phần tử chấp hành 75

Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thiết bị trong tủ điện 76

Hình 3.5 Máy nhìn từ phía bên trái 77

Hình 3.6 Máy nhìn từ phía bên phải 78

vii

Hình 3.7 Máy nhìn từ phía trên 78

Hình 3.8 Máy nhìn từ phía sau 79

Hình 3.9 Lưu đồ thuật toán điều khiển khởi động 80

Hình 3.10 Lưu đồ thuật toán điều khiển khâu lấy túi và lấy vòng nịt 80

Hình 3.11 Lưu đồ thuật toán điều khiển khâu mở miệng túi 81

Hình 3.12 Lưu đồ thuật toán điều khiển khâu dồn túi 82

Hình 3.13 Lưu đồ thuật toán điều khiển khâu mở nịt 83

Hình 3.14 Lưu đồ thuật toán điều khiển khâu gạt nịt và thu tui sau khi hoàn thành 84

Hình 3.15 Khảo sát khâu lấy túi và đưa túi đến vị trí mở miệng 89

Hình 3.16 Khảo sát khâu mở miệng túi 90

Hình 3.17 Khảo sát khâu đẩy xốp 91

Hình 3.18 Khảo sát khâu dồn túi 92

Hình 3.19 Khảo sát khâu cấp nịt 93

Hình 3.20 Khảo sát khâu gắp nịt 94

Hình 3.21 Khảo sát khâu mở nịt 95

viii DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Bảng hiển thị thông số xi lanh MXH6-60Z 39

Bảng 2.2 Thông số của van giác hút CV-25HS 41

Bảng 2.3 Thông số của xi-lanh MAL 16 × 150 43

Bảng 2.4 Thông số xi-lanh MAL 20-300S 45

Bảng 2.5 Đặc tính kĩ thuật của PLC Mitsubishi FX1N-60MT 55

Bảng 2.6 Bảng hiển thị thông số IOLINK R4T-16P-S Rơ-le Board 60

Bảng 2.7 Bảng hiển thị thông số rơ-le Omron LY2N 61

Bảng 2.8 Thông số kỹ thuật của cảm biến sợi quang E3X-HD11 62

Bảng 2.9 Thông số kỹ thuật của cảm biến tiệm cận kim loại FOTEK 04N 64

PM12-Bảng 2.10 Thông số kĩ thuật cảm biến Airtac CS1-J 66

Bảng 2.11 Bảng thông số kỹ thuật động cơ bước 17HS8401 67

Bảng 2.12 Thông số của nguồn 24VDC 5A 70

Bảng 2.13 Thống số kỹ thuật của aptomat NXB-C10 2P 72

Bảng 3.1 Kí hiệu và chức năng của van điện khí 75

Bảng 3.2 Địa chỉ kết nối đầu vào đầu ra với PLC 84

Bảng 3.3 Kết quả khảo sát khâu lấy túi đến vị trí mở miệng túi 89

Bảng 3.4 Kết quả khảo sát khâu mở miệng túi 90

Bảng 3.5 Kết quả khảo sát khâu đẩy xốp 91

Bảng 3.6 Kết quả khảo sát khâu dồn túi 92

Bảng 3.7 Kết quả khảo sát khâu cấp nịt 93

Bảng 3.8 Kết quả khảo sát khâu gắp vòng nịt 94

Bảng 3.9 Kết quả khảo sát khâu mở vòng nịt 95

Bảng 3.10 Kết quả khảo sát của máy 96

ix

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết

PID Proportional Integral Derivative Bộ điều khiển vi tích phân tỉ lệ PLC Programmable Logic Controller Bộ điều khiển lập trình

logic

MDF Medium Density Fiberboard Ván gỗ sợi mật độ trung bình

EVFTA European- Vietnam Free Trade Agreement

Hiệp định tự do thương mại Việt Nam và liên minh châu Âu

ASEAN Association of South East Asian Nations

Hiệp hội các quốc gia Đông Nam Á

ITC International Trade Centre Trung tâm thương mại quốc tế

EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory

Bộ nhớ chỉ đọc lập trình có thể xóa bằng điện

suốt,nhẹ, dẻo

NEMA National Electrical Manufacturers Association

Hiệp hội các nhà sản xuất điện tại Hoa Kỳ

PDIP Plastic Dual-In-line Package Nhựa kép trong dây chuyền đóng gói

AVR Automatic Voltage Regulator

Hệ thống tự động điều khiển điện áp đầu cực máy phát điện

ix LỜI NÓI ĐẦU

Trước những tác động mạnh mẽ của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, quá trình đô thị hóa và biến đổi khí hậu, cùng những yêu cầu khắt khe của thị trường… đang đặt ra những khó khăn, thách thức rất lớn đối với sản xuất nông nghiệp Việt Nam Việc đẩy nhanh ứng dụng khoa học – công nghệ vào sản xuất nông nghiệp không chỉ là giải pháp tối ưu giải quyết vấn đề trên mà còn là một tất yếu để nâng cao năng suất, chất lượng, sức cạnh tranh của nông phẩm, bảo đảm cho kinh tế nông nghiệp Việt Nam phát triển bền vững Thời gian qua, ngành nông nghiệp đã thực hiện nhiều mô hình khuyến nông đa dạng, đẩy mạnh ứng dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất Qua đó, phát huy hiệu quả tích cực, giúp người dân nâng cao trình độ canh tác và thu nhập, góp phần nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm, phát triển nông nghiệp theo hướng bền vững Họ đã áp dụng quy trình bọc hoa quả ngay khi quả bắt đầu phát triển trên cây để có thể ngăn ngừa sâu bệnh cũng như kiểm soát được hàm lượng dinh dưỡng bên trong Nhận thấy quá trình lồng túi bọc xốp mất khá nhiều thời gian và công sức của người nông dân nên tôi đã thảo luận và quyết định lựa chọn để tài: Thiết kế và chế tạo máy tự động lồng túi xốp bọc trái cây để tăng năng suất làm việc trên một đầu người và cũng như giảm được những công việc không mang lại tính hiệu quả cao cho người nông dân

Sinh viên thực hiện Lương Huy Hoàng

x LỜI CẢM ƠN

Trước hết tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến giảng viên TS.Trần Quang Phú người đã trực tiếp hướng dẫn tôi trong quá trình tôi thực hiện đồ án tốt nghiệp

Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy, cô khoa Điện - Điện Tử đã giúp đỡ cá nhân tôi vô cùng tận tâm để có thể phát trển hết khả năng trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp

Trường Đại học Sư Phạm Kĩ Thuật Hưng Yên đã tạo điều kiện và trang bị kiến thức cho tôi trong quá trình thực hiện đồ án, tôi rất biết ơn các thầy cô đã tận tình chỉ bảo cũng như rèn nắn tôi trong quá trình thực hiện đồ án

Cuối cùng tôi xin kính chúc quý thầy cô và gia đình dồi dào sức khỏe Gặt hái nhiều thành công trong sự nghiệp trồng người cao quý

Hưng Yên, ngày 04 tháng 06 năm 2024

2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu của đề tài được áp dụng trực tiếp vào trong sản xuất nông nghiệp đối tượng là những nhà vườn và hộ gia đình nuôi trồng nhỏ lẻ Nghiên cứu quá trình sinh trưởng và phát triển của một số loại cây ăn quả từ đó tìm hiểu các phương pháp bảo vệ phù hợp Sử dụng hệ thống máy được tích hợp từ nhiều cơ cấu cơ khí được trang bị hệ thống điện – khí để lồng được xốp vào trong túi và buộc vòng nịt

Được tích hợp với bộ điều khiển có ưu điểm về điều khiển truyền động nhỏ lẻ như PLC sẽ giúp người thiết kế chế tạo máy có thể làm việc dễ dàng và ổn định hơn

xii với bộ điều khiển này và đặc biệt PLC có giá thành rất cạnh tranh so với các đối thủ khác có cùng phân khúc giúp giảm giá thành máy khi bán ra thị trường cho người nông dân

3 Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu được đặt ra trong đồ án này là:

- Thiết kế chế tạo được phần cơ khí, gia công các cơ cấu cơ khí Lựa chọn các phần từ chấp hành và điều khiển cần thiết cho hệ thống

- Lắp đặt các phần tử điều khiển và chấp hành có trong từng cơ cấu

- Lập trình điều khiển hệ thống Khảo sát hoạt động của từng cơ cấu và toàn bộ hệ thống Hệ thống hoạt động và áp dụng được vào thực tế

4 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu thư mục: Bắt đầu bằng việc đọc các tài liệu tham khảo, sách vở và bài báo khoa học liên quan đến thiết bị Điều này giúp nhóm sinh viên thực hiện hiểu về nguyên lý hoạt động, các linh kiện và ứng dụng của thiết bị

Thử nghiệm và đo lường: Tiến hành các thử nghiệm thực tế trên thiết bị để thu thập dữ liệu Điều này có thể bao gồm việc đo điện áp, dòng điện, tần số hoặc bất kỳ thông số kỹ thuật nào khác có thể liên quan

Phân tích và đánh giá: Sử dụng các công cụ phân tích để hiểu sâu hơn về dữ liệu thu thập được

5 Kết quả dự kiến đạt được

- 01 quyển thuyết minh: trình bày về lý thuyết, phương pháp thi công sản phẩm, chương trình điều khiển

- 01 máy lồng túi xốp bọc trái cây tự động

xiii 6 Kế hoạch thực hiện

Kế hoạch thực hiện đề tài được lập theo bảng dưới

quá trình bảo vệ đồ án

Chương 1 Tổng quan về quá trình chăm sóc và bảo vệ trái cây

1 Chương 1

TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH CHĂM SÓC VÀ BẢO VỆ TRÁI CÂY 1.1 Giới thiệu chung

Lĩnh vực nông nghiệp Việt Nam đang trải qua những bước chuyển đổi cơ bản Theo Cục Xuất nhập khẩu (Bộ Công Thương), xuất khẩu hàng rau quả của Việt Nam tăng trưởng khả quan trong năm tháng đầu năm 2023 là nhờ nhu cầu tăng mạnh từ thị trường Trung Quốc, đạt 1,2 tỉ USD, tăng 80,2% so với cùng kỳ năm 2022, tỉ trọng xuất khẩu tới thị trường Trung Quốc chiếm 63,5% tổng trị giá xuất khẩu hàng rau quả Trung Quốc tăng mua, trong khi Việt Nam đang vào thời vụ nhiều loại trái cây là yếu tố chính khiến xuất khẩu hàng rau quả của Việt Nam bứt phá trong năm tháng đầu năm 2023 Với nguồn cung dồi dào, nửa cuối năm 2023, xuất khẩu rau quả sẽ rất khả quan nếu đáp ứng tốt yêu cầu của thị trường Trung Quốc theo hướng Thực hành sản xuất tốt (GAP) Ngoài thị trường Trung Quốc, hàng rau quả xuất khẩu sang các thị trường khác cũng tăng trưởng khả quan như: Hàn Quốc, Nhật Bản, Hà Lan, UAE, Malaysia…

Ngày 3-7-2023, họp báo thường kỳ sáu tháng đầu năm 2023 do Thứ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Phùng Đức Tiến chủ trì buổi họp báo đã được diễn ra Với giá trị xuất khẩu 2,7 tỉ USD trong sáu tháng đầu năm 2023, Thứ trưởng Phùng Đức Tiến khẳng định chưa bao giờ xuất khẩu rau quả đạt kết quả cao như hiện nay Nếu giữ đà tăng trưởng trong 6 tháng cuối năm nay, chắc chắn năm 2023 sẽ đạt trên 5 tỉ USD Trả lời câu hỏi của báo chí về việc tiềm năng xuất khẩu rau quả của Việt Nam có thể đạt 10 tỉ USD, ông Nguyễn Như Cường - cục trưởng Cục Trồng trọt - cho biết rau quả của Việt Nam có rất nhiều tiềm năng xuất khẩu, không thua kém gì các nước trên thế giới Theo ông Cường, ngành trồng trọt đang có xu hướng giảm diện tích để "nhường" cho phát triển công nghiệp, dịch vụ, điều này có thể dẫn tới giảm sản lượng rau quả Tuy nhiên mốc 10 tỉ USD trong tương lai hoàn toàn có thể đạt được nếu chúng ta có các giải pháp nâng cao giá trị, chất lượng sản phẩm Cùng với đó là gia tăng khoa học công nghệ, gia tăng chế biến thay vì xuất khẩu thô Đồng thời cần có chiến lược và sự đầu tư xứng đáng của Nhà nước trong lĩnh vực trồng trọt, đặc biệt là rau quả [3]

Chương 1 Tổng quan về quá trình chăm sóc và bảo vệ trái cây

2 Đó là những minh chứng rõ nét cho thấy cơ hội đang rộng mở để đưa trái cây Việt Nam ra thị trường thế giới Tận dụng lợi thế và khắc phục những khó khăn đó các hợp tác xã và người nông dân đã tăng cường đẩy mạnh canh tác theo hướng truyền thống và kết hợp với khoa học công nghệ để tăng năng suất, chất lượng cho sản phẩm Hiện này công nghệ đã được áp dụng trên mọi mặt của cuộc sống, hưởng ứng cách mạng 4.0 trên toàn thế giới Việt Nam đã có những bước đi vững chắc trên con đường công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước và gặt hái được nhiều thành tựu trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt các trường đại học ở nước ta được áp dụng những công nghệ tiên tiến để đưa vào giảng dạy cho sinh viên có thể đáp ứng được những yêu cầu đặt ra đối với nhà tuyển dụng trong thời đại số

Việc nghiên cứu tìm tòi để đưa ra những giải pháp giúp con người tiết kiệm năng lượng, và công sức mà thành quả vượt mong đợi đó là những thách thức mà các kỹ sư nói chung và sinh viên trường đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên cần phải đạt được Bằng những kiến thức về vi điều khiển và các bộ lập trình logic PLC, các ngôn ngữ lập trình đã được trau dồi trong quá trình học tập và nghiên cứu tại Trường Đại học SPKT Hưng Yên tôi đã bắt tay vào chế tạo máy máy lồng túi xốp bọc trái cây giúp người nông dân giảm thời gian và sức lực trong lao động trồng trọt

Hình 1.1 Các loại trái cây 1.2 Quá trình phát triển của một số loại hoa quả

Năm 2023, giá trị bình quân trên một héc-ta canh tác của thành phố Hưng Yên

Chương 1 Tổng quan về quá trình chăm sóc và bảo vệ trái cây

3 đạt khoảng 255 triệu đồng, trong đó diện tích trồng cây ăn quả cho giá trị cao hơn hẳn với trên 300 triệu đồng/héc-ta Nhờ phát triển trồng cây ăn quả chất lượng cao gắn với thị trường, nông dân thành phố Hưng Yên đã làm giàu hiệu quả, đem lại nhiều sản phẩm trái cây chất lượng cho người tiêu dùng trong và ngoài tỉnh

Như vậy có thể thấy được những tiềm năng vô cùng to lớn mà hoa quả đem lại cho người lao động tại Hưng Yên Việc có kiến thức, kinh nghiệm về vòng đời phát triển của các loại trái cây cũng như có các biện pháp bảo vệ cây trồng phù hợp sẽ đem lại được nguồn thu nhập to lớn cho người lao động

Đối với cây cam

Cây cam là loài cây ăn quả sống lâu năm, tuổi thọ cao, cây có tuổi thọ trung bình trong khoảng 50 – 75 năm Khi còn nhỏ, cam có tốc độ sinh trưởng và phát triển nhanh chóng, mỗi năm, cây cam có thể cao 30 – 50 cm Một số cây cam mọc ngoài tự nhiên có tuổi thọ lên tới 160 năm Các giai đoạn trong vòng đời của cây cam: Hạt; hạt nảy mầm; cây mầm; cây con; cây trưởng thành; cây trưởng thành ra hoa, tạo quả và hạt Vòng đời của cây cam được thể hiện ở hình 1.2

Hình 1.2 Vòng đời của cây cam

Đối với cây táo

Chương 1 Tổng quan về quá trình chăm sóc và bảo vệ trái cây

4 Cũng khá tương tự như cây cam Cây táo là cây thân gỗ lâu năm, chiều cao trung bình khoảng từ 3 đến 12m Táo có tên khoa học là Ziziphus mauritiana, thuộc họ Rhamnaceae, có nguồn gốc từ Trung Quốc Cây táo sau khi trồng từ 1,5 năm đến 2 năm thì có trái Sau khi cây ra hoa được 2 – 3 tháng thì có thể thu hoạch được táo Cây táo sau khi trồng từ 1,5 năm đến 2 năm thì có trái Khi chín táo chuyển sang màu vàng hoặc trắng Hình 1.3 thể hiện vòng đời của cây táo [4]

Hình 1.3 Vòng đời của cây táo Đối với cây lê

Cây Lê là cây ăn quả thân gỗ, có trường hợp thân bụi, sống lâu năm Cây lê ở điều kiện tự nhiên bình thường, không có tác động các biện pháp kỹ thuật trồng trọt có thể sống lên tới vài trăm năm Lê là cây ăn quả lâu năm, ưa thích vùng có khí hậu ôn đới, có giá trị đinh dưỡng và kinh tế cao, vì vậy được thị trường tiêu thụ rất mạnh, sản lượng toàn thế giới hàng năm đạt 15 – 16 triệu tấn Ở nước ta, cây lê được trồng ở những vùng cao thuộc các tỉnh biên giới phía Bắc như Lạng Sơn, Cao Bằng, Hà Giang, Lào Cai, Lai Châu… nhiều nhất là ở Lạng Sơn, Cao Bằng Riêng Cao Bằng hiện có khoảng 200ha và mỗi năm có thể sản xuất tới 3.500 – 5.000 tấn quả Các giống lê của ta tuy chất lượng chưa cao, thịt quả cứng, cát to, hơi chua, nhưng vẫn được ưa chuộng vì ăn giòn, dễ bảo quản và vận chuyển được xa Những năm qua, cây

Chương 1 Tổng quan về quá trình chăm sóc và bảo vệ trái cây

5 lê đang cùng vối nhiều loại cây ăn quả khác, góp phần giải quyết các vấn đề kinh tế, xã hội và môi trường cho hàng chục vạn hecta đất đồi núi trọc ở nước ta Hình 1.4 thể hiện vòng đời của cây lê [5]

Hình 1.4 Vòng đời của cây lê

1.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình phát triển của cây ăn quả và biện pháp khắc phục

1.3.1 Ánh sáng

Với ánh sáng có hai điều cần xem xét ở đây: thời lượng ánh sáng (light duration) và cường độ ánh sáng (light intensity) Thời lượng ánh sáng đề cập đến số giờ ánh sáng mà cây nhận được mỗi ngày trong khi cường độ là lượng ánh sáng trên một đơn vị diện tích Với thời lượng ánh sáng, phần lớn, cây có thể tiếp xúc với ánh sáng trong một khoảng thời gian không xác định mà vẫn tiếp tục phát triển Tuy nhiên, việc tiếp xúc với ánh sáng quá lâu có thể ảnh hưởng đến chu kỳ phát triển và khả năng ra hoa của cây Mức độ ảnh hưởng ít nhiều còn tùy thuộc vào loại cây Cường độ ánh sáng là nguyên nhân gây ra hầu hết các tác động tiêu cực liên quan đến việc cây nhận quá nhiều ánh sáng Khi cây tiếp xúc với ánh sáng cường độ cao, một phần năng lượng ánh sáng này sẽ được chuyển hóa thành nhiệt Cây của bạn phải thực hiện các bước để tiêu tán năng lượng nhiệt này, thông thường bao gồm việc sử dụng một số nước sẵn có của nó để tự làm mát Theo thời gian, điều này có thể làm cạn kiệt nguồn nước dự trữ của cây và khiến cây không có đủ nước cho các quá trình quan trọng như

Chương 1 Tổng quan về quá trình chăm sóc và bảo vệ trái cây

6 quang hợp Nếu khả năng tản nhiệt của cây bị cạn kiệt hoặc nếu lượng nhiệt tạo ra vượt quá khả năng tản nhiệt, thì cây sẽ bị thiệt hại về nhiệt [6]

Hình 1.5 thể hiện tác hại của việc hấp thụ quá nhiều ánh sáng

Hình 1.5: Trái cây bị hỏng do ánh sáng gay gắt

Biện pháp khắc phục: Cần kiểm soát tốt lượng ánh sáng mà cây ăn quả hấp thụ kết hợp với việc che chắc vật lý để giảm thiểu tối đa các tác hại của ánh sáng lên cây trồng

1.3.2 Thời tiết a) Mưa

Trong mùa mưa, hầu hết các yếu tố về môi trường đều tác động gây bất lợi cho các vườn cây ăn quả Đặc biệt là những vườn cây được nông dân xử lý ra hoa mùa nghịch trong mùa mưa thì càng chịu tác động bởi thời tiết mưa lụt nhiều hơn Trong mùa mưa, sức khỏe của cây bị ảnh hưởng nhiều nguyên nhân như: Cây thiếu ánh sáng quang hợp để tổng hợp chất đường bột nhằm tạo ra năng lượng để nuôi cây Quang hợp ít hơn dẫn tới tình trạng thiếu năng lượng, làm cho quá trình sinh trưởng, phát triển của cây bị hạn chế Tùy theo điều kiện về đất đai, loại cây trồng, tuổi cây, giai đoạn sinh trưởng mà các vườn cây ăn quả do ngập lụt có thể bị thiệt hại với mức độ khác nhau Mặt khác, khi thiếu ánh sáng, mưa nhiều ẩm độ không khí cao thì sẽ tạo điều kiện cho nấm bệnh phát triển và tấn công gây hại Các vườn cây ăn quả chẳng may bị ngập nước thì bề mặt đất bị phủ bởi một lớp phù sa và nước sẽ chiếm đầy các khoảng trống trong các khe hở của đất Vì vậy, các khí khổng trong đất sẽ không còn đủ oxy cung cấp cho bộ rễ cây hô hấp Khi đất thiếu oxy, hệ sinh vật yếm khí sẽ hoạt động mạnh càng làm cho sự thiếu oxy thêm trầm trọng và thải ra nhiều chất độc hại

Chương 1 Tổng quan về quá trình chăm sóc và bảo vệ trái cây

7 như khí cacbonic và các axit hữu cơ làm cho rễ cây bị thối Đồng thời rễ cây cũng rất dễ bị các loại nấm bệnh như Fusarium, Phytophthora,…tấn công ngay sau khi bị ngập lụt Ngoài ra, hiện tượng nghẹt rễ cũng làm cho cây bị ảnh hưởng, dẫn đến lá bị vàng nhanh và rụng [7]

Hình 1.6 Hoa quả bị thối

Biện pháp khắc phục: Hạn chế tối đa việc đi lại trong vườn cây, vì làm như vậy càng làm cho cây dễ bị thiếu oxy và chết nhanh hơn Dòng nước chảy thoáng sẽ cung cấp một phần oxy và giúp rễ cây dễ dàng hô hấp hơn Nếu cây đang ra hoa, trái hay tược non thì nên tỉa hoặc cắt bỏ hết tược non và đợt hoa, trái này Dùng cây tre, nứa buộc chéo để chống đỡ cho những cây bị nước lũ làm ruỗng gốc rễ không bị đổ ngã Dùng các túi bọc trái cây cũng có thể khắc phục trong mùa mưa Khi túi bọc trái cây bên ngoài là lớp túi nilon không dính nước được buộc chặt với túi lưới xốp và cố định bằng dây chun giúp ngăn ngừa nước tràn vào rất hiệu quả Hình 1.7 miêu tả quá trình người dân dùng túi bọc trái cây ngăn ngừa mùa mưa đến

Chương 1 Tổng quan về quá trình chăm sóc và bảo vệ trái cây

8 Hình 1.7 Dùng túi bọc trái cây ngăn ngừa mùa mưa đến

b) Giá rét

Giá rét được liệt vào điều kiện bất lợi cho cây trồng Trong điều kiện nhiệt đới ẩm, chỉ có một số chủng loại cây ôn đới có thể chịu đựng được giá rét Các cây trồng nhiệt đới không thể chịu được giá rét, vì giá rét kèm theo nhiệt độ thấp, lúc đó chất nguyên sinh trong tế bào sẽ bị đông lại, thể tích tế bào có thể tăng cao làm vỡ thành tế bào Thông thường cây trồng sẽ không sống nổi mà phần lớn bị chết rét Hoặc ít nhất thì sinh trưởng cũng bị đình trệ, nếu cây có khả năng chịu rét tốt Các cây trồng nguồn gốc ôn đới khả năng chịu rét tốt hơn ( bắp cải, su hào, lê, đào…), một số cây như cà rốt, xà lách, đào, hồng…cần có một thời gian lạnh dưới 12oC mới ra hoa kết quả [8]

Biện pháp khắc phục: Dùng cỏ khô, rơm rạ, nilon tủ gốc, che phủ giữa ấm cho cây Với vườn cây giống dùng nilon che phủ hoặc sáng sớm dùng nước tưới rửa lá Hình 1.8 người dân đang lắp đèn sưởi ấm cho cây trồng

Hình 1.8 Lắp đèn sưởi ấm cho cây trồng

Chương 1 Tổng quan về quá trình chăm sóc và bảo vệ trái cây

9 1.3.3 Côn trùng

Cây ăn quả có thể bị nhiều loại côn trùng khác nhau gây hại làm ảnh hưởng đến sức khỏe và năng suất của cây Việc xác định các loài gây hại phổ biến này và thực hiện các phương pháp phòng ngừa và kiểm soát hiệu quả là rất quan trọng để đảm bảo một vụ thu hoạch bội thu

a) Nhện đỏ

Nhện đỏ là côn trùng gây hại khá phổ biến ở cây ăn quả, chúng có khích thước nhỏ và thường gây ra các vết lốm đốm trên lá, dẫn đến sự đổi màu của lá Nếu nhện đỏ phát triển mạnh bạn sẽ dễ dàng nhận biết khi trên cây xuất hiện cách mạng nhện Hình 1.9 là hình ảnh của nhện đỏ trên cây có múi

Hình 1.9 Nhện đỏ gây hại trên cây

Biện pháp khắc phục: Sử dụng lưới chắn côn trùng 50 mesh để ngăn nhện tiếp cận cây Tăng độ ẩm xung quanh cây để ngăn chặn nhện Sử dụng xà phòng diệt côn trùng hoặc dầu neem để kiểm soát sự xâm nhập sớm Đối với các cây ăn quả đã ra trái có thể sử dụng các túi xốp được lồng vào bên trong túi nilon để bảo vệ hoa quả Hình 1.10 là lưới chắn côn trùng 50 mesh

Chương 1 Tổng quan về quá trình chăm sóc và bảo vệ trái cây

10 Hình 1.10 Lưới chắn 50 mesh bảo vệ cây ăn quả

b) Sâu bướm

Sâu bướm là ấu trùng của bướm Đây là giai đoạn thứ hai trong vòng đời gồm 4 giai đoạn: trứng, ấu trùng, nhộng, bướm trưởng thành của bướm Đa số sâu bướm sẽ sử dụng các bộ phận của cây như lá, cành, hoa, quả làm thức ăn Một phần vô cùng nhỏ sẽ ăn rệp vừng Sâu bướm đặc biệt gây hại cho cây táo và lê Bướm đêm trưởng thành dài khoảng 2 cm với đôi cánh màu xám lốm đốm Ấu trùng sâu bướm đục quả, để lại một lỗ vào và phân Hình 1.11 chỉ ra tác hại của sâu bướm với cây trồng

Hình 1.11 Sâu bướm đang phá hại quả

Biện pháp khắc phục: Trùm cây bằng lưới trùm cây ăn trái Áp dụng bẫy

Chương 1 Tổng quan về quá trình chăm sóc và bảo vệ trái cây

11 pheromone để theo dõi hoạt động của sâu bướm Dùng dây dính quanh thân cây để bẫy ấu trùng bò trên thân Áp dụng thuốc trừ sâu trong thời kỳ sâu bướm đẻ trứng, thường là vào mùa xuân Có thể sử dụng lưới chùm cho cả cây hoặc sử dụng túi xốp lồng túi nilon để bảo vệ từng hoa quả một

Hình 1.12 Sử dụng lưới chắn bảo vệ cây và quả khỏi sâu bướm c) Ruồi vàng

Loài côn trùng này có kích thước từ 5-7 mm Thân hình thon dài, bay khỏe, có màu nâu vàng và nhiều vết đen theo các hình dạng khác nhau Chúng xuất hiện nhiều ở loại rau ăn quả như đỗ cove, dưa chuột, cà hay cây ăn quả như dưa lê, dưa leo, dưa hấu, cam quýt bưởi Ruồi vàng hút nhựa cây, để lại vết cắn đồng thời đẻ trứng vào đó Sau một thời gian, trứng nở thành ấu trùng gọi là dòi Ấu trùng này tiếp tục sinh sôi và phá hoại phần ruột quả bên trong

Chương 1 Tổng quan về quá trình chăm sóc và bảo vệ trái cây

12 Hình 1.13 Ruồi vàng trên cây trồng

Biện pháp khắc phục: Che phủ cây hoặc vườn bằng lưới ngăn ruồi vàng 16 mesh Sử dụng bẫy dính xung quanh vườn Thu hút các thiên địch như ong bắp cày ký sinh có thể là một biện pháp hiệu quả để kiểm soát quần thể ruồi vàng

Hình 1.14 Người dân trùm lưới bảo vệ cây cam khỏi ruồi vàng

Như vậy, có rất nhiều loại côn trùng gây bệnh cho cây ăn quả và các loại hoa quả Từ đó trực tiếp làm ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng của trái dẫn đến thất thoát vốn và công sức của người lao động

1.4 Túi bọc hoa quả khỏi côn trùng và thời tiết khắc nghiệt

Khí hậu Hưng Yên mang đặc điểm chung của vùng Đồng bằng sông Hồng Chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, nhiều nắng, mùa đông lạnh

Chương 1 Tổng quan về quá trình chăm sóc và bảo vệ trái cây

13 và có bốn mùa rõ rệt (xuân, hạ, thu, đông) Điều kiện khí hậu vô cùng thích hợp cho việc trồng trọt và chăn nuôi Đối với việc trồng trọt và đặc biệt là nguồn thu nhập từ việc trồng cây ăn quả tại Hưng Yên thì cần chú ý đến các tác hại gây tàn phá cây và quả gây giảm thu nhập, thất thoát vốn đặc biệt là tác nhân côn trùng gây tàn phá cây ăn quả Ở mục 1.3.3, người dân đã khắc phục và sử dụng các biện pháp bảo vệ cây trồng và hoa quả chủ yếu bằng việc sử dụng tấm màn che lưới hoặc các túi bọc trái cây cho từng loại quả

1.4.1 Cấu tạo của túi bọc hoa quả

Túi bọc hoa quả có cấu tạo vô cùng đơn giản Túi được tạo nên bởi 3 vật đó là túi nilon, túi lưới xốp và dây chun Hình 1.15 thể hiện cấu tạo của túi bọc hoa quả

Hình 1.15 Cấu tạo của túi bọc trái cây 1.4.2 Công dụng của túi bọc hoa quả

Ở mục 1.4.1 đã trình bày cấu tạo của 1 túi bọc hoa quả gồm 3 phần đó là túi nilon, túi lưới xốp, dây chun Với túi lưới xốp dùng để bọc kín bên ngoài những trái cây có lớp vỏ mềm với mục đích tránh trái cây va đập dẫn đến bị xước vỏ hay dập hỏng Túi nilon có tác dụng để đựng túi lưới xốp được lồng vào trong bảo vệ côn trùng và nước mưa gây ảnh hưởng đến chất lương của hoa quả do túi lưới xốp không hề kín Dây chun có tác dụng giữ cố định vị trí của túi lưới xốp với túi nilon và tạo không gian kín 100% ngăn ngừa côn trùng hoặc nước mưa gây ảnh hưởng đến hoa quả

Chương 1 Tổng quan về quá trình chăm sóc và bảo vệ trái cây

14 Hình 1.16 Túi bọc trái cây

1.5 Các công nghệ liên quan đến túi bọc trái cây

Túi bọc trái cây dùng để bảo vệ trái cây từ đó giúp tăng năng suất thu hoạch nhưng do việc lồng xốp vào túi và buộc vòng nịt vẫn được làm bằng tay bởi người người nông dân Từ đó nhóm đồ án quyết định thiết kế máy làm túi bọc trái cây tự động để thay thế con người giúp tăng năng suất giúp việc bọc trái cây nhanh hơn

Công nghệ đẩy vật liệu tự động hiện nay trên thị trường có rất nhiều máy móc thực hiện công đoạn lồng hai túi vào với nhau hay là lồng một số vật vào túi nilon Họ tạo ra những chiếc máy có thể lồng được hai vật vào với nhau ví dụ như máy lồng vật liệu vào túi nilon Trong chiếc máy này đã sử dụng công nghệ lồng túi tự động đó là lồng dây điện vào túi nilon Như vậy, giúp bảo vệ sản phẩm bên trong túi khỏi các tác nhân như bụi, ánh sáng, hơi ẩm, hóa chất, nước…Không làm sản phẩm bị hư hại hay nấm mốc Hình 1.17 là công nghệ lồng túi tự động

Chương 1 Tổng quan về quá trình chăm sóc và bảo vệ trái cây

15 Hình 1.17 Công nghệ đẩy vật liệu vào túi nilon

Công nghệ kẹp tự động này được áp dùng rất nhiều tại các nhà máy sản xuất trong các khu công nghiệp Sau khi túi được trải qua các công đoạn thổi, ép nhiệt và cắt để tạo hình thì sẽ được tay kẹp gắp và đưa đến vị trí buộc vòng nịt ở đây vòng nịt sẽ được mở ra vuông và tay kẹp sẽ đưa túi vào khi hoàn thành công đoạn túi được đưa tới vị trí để thành phẩm và tay kẹp cấp dây vòng nịt tiếp tục hoàn thành công đoạn của mình

Chương 1 Tổng quan về quá trình chăm sóc và bảo vệ trái cây

16 Hình 1.18 Công nghệ kẹp tự động

Chương 2 Thiết kế, chế tạo các phần tử cấu trúc máy tự động lồng túi xốp bọc trái

17 Chương 2

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO CÁC PHẦN TỬ CẤU TRÚC MÁY TỰ ĐỘNG LỒNG TÚI XỐP BỌC TRÁI CÂY

Làm việc song song với các cơ cấu lấy túi, thì cơ cấu cấp nịt cũng sẽ hoạt động Vòng nịt được chứa trong một khay chứa nịt và được sắp xếp đưa xuống vị trí gắp nịt để gắp vòng nịt Việc sắp xếp các vòng nịt này được thực hiện bởi một động cơ quay và các thanh gạt ở trong khay Khi vòng nịt được rơi đến vị trí gắp nịt, một tay gắp sẽ đi xuống và lấy vòng nịt lên Các vòng nịt này sẽ được vào một hệ thống gồm 4 điểm để mở rộng vòng nịt Khi vòng nịt được mở rộng thì sẽ được đẩy vào vị trí miệng túi đã kẹp chặt Sau đó, bốn điểm mở rộng sẽ thu lại, đồng thời một thanh gạt hình chữ nhật sẽ đi ra gạt nịt vào miệng túi và được cố định ở miệng túi Việc thực hiện các chuyển động gắp nịt, mở rộng vòng nịt và gạt nịt cũng được thực hiện bằng các xi-lanh khí

Sau đó, một tay kẹp khác sẽ kẹp lấy túi nilon đã được cố định bởi vòng nịt để thả túi vào một thùng chứa đựng thành phẩm Các chuyển động trong cơ cấu cũng được thực hiện bởi các xi-lanh khí

Kết thúc chu trình thì các xi-lanh quay trở về trạng thái ban đầu để chuẩn bị

Chương 2 Thiết kế, chế tạo các phần tử cấu trúc máy tự động lồng túi xốp bọc trái

18 lặp lại chu trình cũ Trong quá trình hoạt động khi có sự cố về liên quan đến phần điện ví dụ điện áp không ổn định hay với phần khí các đường khí không đủ áp suất, ấn nút dừng máy hoặc nút dừng khẩn cấp thì máy sẽ dừng lại để đảm bảo an toàn cho người sử dụng

Để hiểu rõ hơn về quy trình công nghệ, có thể xem mục 2.2 - giản đồ quá trình làm việc

2.2 Giản đồ quá trình làm việc

Căn cứ vào nội dung mô tả công nghệ và các yêu cầu hoạt động được nêu ra ở chương một để đưa ra được giản đồ làm việc của máy, với mục đích biểu diễn các bước làm việc, nhiệm vụ hoạt động của máy tự động lồng túi xốp bọc trái cây sẽ giúp cho người đọc có một cái nhìn bao quát hơn về quá trình làm việc của hệ thống Hình 2.1 là giản đồ làm việc của máy tự động lồng túi xốp bọc trái cây

Chương 2 Thiết kế, chế tạo các phần tử cấu trúc máy tự động lồng túi xốp bọc trái

19 Hình 2.1 Giản đồ mô tả quá trình làm việc của các cơ cấu

Khâu kiểm tra nguyên liệu, người vận hành máy sẽ kiểm tra lần lượt túi nilon, xốp, vòng nịt Khi các phôi không có vấn đề về hình dáng, chất lượng, người vận hành máy sẽ đưa các phôi vào vị trí đựng các phôi Khi các phôi đã ở vị trí sẵn sàng, người vận hành sẽ ấn nút khởi động hệ thống

Khâu lấy túi, khi bắt đầu ấn nút khởi động, một xi-lanh đơn được gắn với hai giác hút đi xuống lấy túi, lấy túi xong xi-lanh tự động về vị trí ban đầu đồng thời lúc

Chương 2 Thiết kế, chế tạo các phần tử cấu trúc máy tự động lồng túi xốp bọc trái

20 đó một xi-lanh đơn được gắn với một đôi thanh ray kép sẽ đi ra đưa túi tới vị trí mở miệng

Khâu mở miệng túi, sau khi túi đã tới vị trí mở có một cặp giác hút sẽ nhận được tín hiệu tự động kích hoạt một mặt túi sẽ được giữ cố định, sau đó một xi-lanh được cố định với khung và đầu xi-lanh được gắn một cặp giác hút thứ hai đi ra chạm vào mặt còn lại của túi sau một giây xi-lanh gắn giác hút mở miệng đi về túi đã được mở chờ công đoạn tiếp theo

Khâu đẩy xốp, khi túi đã mở miệng và cảm biến báo đã có xốp thì xi-lanh đẩy xốp nhận được tín hiệu đi ra đẩy xốp vào trong lòng túi, đi hết hành trình đã định thì xi-lanh đi về và tắt các giác hút

Khâu dồn túi xốp, khi xốp được đưa vào trong túi thì cơ cấu dồn túi sẽ hoạt động xi lanh sẽ đi từ phía đối diện của cơ cấu kẹp túi và đẩy túi xốp vào trong lòng kẹp, khi ra hết hành trình thì xi lanh đi về

Khâu cấp vòng nịt, có nhiệm vụ cung cấp nịt cho cơ cấu phần buộc nịt, đưa một lượng lớn nịt vào trong khay và cơ cấu cấp nịt có nhiệm vụ chuyển từng cái nịt tới vị trí đã định để chờ được chuyển đi

Khâu gắp vòng nịt, nịt khi đã được dàn đều và tới vị trí đã được xác định thì cơ cấu gắp nịt sẽ làm nốt nhiệm vụ còn lại là đi đến lấy nịt và quay trở lại cấp nịt cho cơ cấu tay mở nịt

Khâu mở vòng nịt, ở khâu này nịt sẽ được mở bằng bốn tay mở bằng kim loại, được chuyển động bằng hai xi lanh đặt đối xứng với tâm của khung trong cơ cấu Tất cả phần trong cơ cấu này đều được đặt đối xứng với nhau để có thể đảm bảo nịt được mở vuông

Khâu gạt vòng nịt, khi túi nilon đã được lồng xốp vào trong và đang ở trí buộc nịt, nịt sau khi đã được mở căng ra khâu gạt nịt với hai xi-lanh được gắn với khung gạt nịt hình chữ nhật sẽ hoạt động và gạt nịt vào đầu túi nilon

Khâu thu túi sau khi hoàn thành, khi túi đã được buộc nịt chắc chắn, một lanh được gắn tay kẹp sẽ kẹp vào phần cuối của túi kết hợp với một xi-lanh trượt sẽ di chuyển và đưa túi ra khỏi hệ thống máy

xi-Chương 2 Thiết kế, chế tạo các phần tử cấu trúc máy tự động lồng túi xốp bọc trái

21 2.3 Thiết kế phần cơ khí cho các cơ cấu máy

2.3.1 Khung đỡ chính

Căn cứ vào biểu đồ trạng thái ở mục 2.2 và các yêu cầu công nghệ Tiến hành thiết kế cơ cấu chính của máy, cụ thể là khung cấp túi dựa trên các kích thước được tính toán, lựa chọn để phù hợp với diện tích làm việc của từng cơ cấu sao cho phù hợp với yêu cầu được đặt ra Hình 2.2 là hình dạng của khung đỡ chính

Hình 2.2 Cơ cấu khung đỡ chính:1- Chân trụ; 2- Mặt bàn khung; 3-Vị trí đặt khâu cấp túi; 4- Vị trí đặt giác hút

Chức năng của khung đỡ chính là đặt toàn bộ cơ cấu máy gắn lắp các thiết bị điện, cơ cấu cơ khí, thiết bị khí nén, phôi nilon Nên khung cần có độ chắc chắn, khung máy nhỏ gọn, dễ thao tác dịch chuyển vị trí các linh kiện cũng như khung máy, đảm bảo kích thước phù hợp với vật liệu phôi Khung đỡ chính là một mặt bàn có kích thước là dài x rộng x dày là 500 mm x 170 mm x 3 mm Mặt bàn của khung đỡ chính được nâng lên cao so với mặt đất bởi bốn chân sắt có độ dài là 165 mm Trên mặt bàn cũng được hàn gắn thêm bốn chân sắt với độ cao là 218 mm để đặt các xilanh của các cơ cấu lên trên Phía dưới mặt bàn được khoét trống để làm thực hiện cơ cấu cấp túi Phía trên của mặt bàn sẽ là nơi thực hiện công đoạn dồn miệng túi nilon được khoét hai lỗ trống có độ rộng là phi hai đặt các các giác hút của công đoạn mở miệng túi

Chương 2 Thiết kế, chế tạo các phần tử cấu trúc máy tự động lồng túi xốp bọc trái

22 Khung cấp túi được cấu tạo từ hai vật liệu chính đó là sắt và nhựa PVC Để khung máy đảm bảo được độ cứng trong khi vận hành ,vật liệu và được sử dụng làm khung là hộp sắt mạ kẽm 30 mm × 30 mm với độ dày 1.4 mm (hình 2.3) và được hàn cố định với nhau Các góc vuông được tạo thành từ hai thanh sắt hộp được cắt vát hai đầu với góc 45° để tạo thành một góc vuông hoàn chỉnh

Hình 2.3 Sắt mạ kẽm

Mặt sàn của khung máy được làm từ mica để đảm bảo được mặt bàn trơn nhẵn có khả năng chống bám bẩn, dễ dàng vệ sinh và có độ cứng nhất định chống biến dạng trong quá trình vận hành, độ bền cao nên không bị hư hại bởi các tác động của mối mọt như vật liệu gỗ trong quá trình sử dụng

Hình 2.4 Nhựa Polyvinyl chloride (PVC)

Chương 2 Thiết kế, chế tạo các phần tử cấu trúc máy tự động lồng túi xốp bọc trái

23 2.3.2 Cơ cấu lấy túi

Cơ cấu này có nhiệm vụ di chuyển túi nilon từ khung cấp túi tới vị trí mở miệng túi Hình 2.5 thể hiện cơ cấu lấy túi

Hình 2.5 Cơ cấu lấy túi: 1- Xi-lanh một; 2- Xi-lanh hai; 3- Con trượt ; 4- Thanh trượt

Xi-lanh thứ hai có hành trình khoảng 50 mm được gắn cố định với hai giác hút để đi lên xuống lấy và nhả túi nilon Xi-lanh thứ nhất có chiều dài khoảng 250 mm được gắn cố định vào hai con trượt có nhiệm vụ đưa xi-lanh thứ hai có hành trình khoảng 50 mm được gắn giác hút tới vị trí mở miệng túi Hai con trượt được gắn vào hai thanh trượt tròn có đường kính là phi 12 mm và độ dài thanh trượt là 506 mm, bốn đầu của thanh ty trượt được cố định trên khung đỡ chính bằng nhôm Khi giác hút được bật lên hút được túi nilon xi-lanh thứ hai sẽ thu về đồng thời xi-lanh thứ nhất sẽ đi ra đưa túi nilon đến vị trí mở miệng túi Khi túi nilon được đưa đến vị trí mở miệng xi-lanh thứ hai sẽ đi xuống để giữ cố định túi ở vị trí mở miệng

Độ rộng giữa các lỗ bắt vít của thanh ray là 25 mm với tiết diện lỗ phi bốn,

Chương 2 Thiết kế, chế tạo các phần tử cấu trúc máy tự động lồng túi xốp bọc trái

24 một tấm sắt hình chữ T được thiết kế với bề mặt ngang có kích thước là 212 mm × 30 mm, bề dọc có kích thước là 133 mm × 50 mm và độ dày của tấm sắt là 2 mm đảm bảo trong quá trình sử dụng sẽ không bị biến dạng trong quá trình vận hành Mặt trên được khoét một lỗ hình tròn với tiết diện lòng trong là 20 mm vừa với tiết diện trục piston của xi-lanh lấy túi

Một tấm thép với độ dày là 2 mm với diện tích của tấm gá xi-lanh là 80 mm × 50 mm được tạo một rãnh khoan có độ dài điều chỉnh là 50 mm, bán kính 3 mm Có thể điều chỉnh độ cao của xi-lanh tùy theo ý muốn để phù hợp với yêu cầu thiết kế là đi xuống lấy được túi nilon

2.3.3 Cơ cấu mở miệng túi

Cơ cấu này có nhiệm vụ tách và mở rộng hai mép túi nilon để có thể đưa xốp đi vào trong Hình 2.6 là cơ cấu mở miệng túi

Hình 2.6 Cơ cấu mở miệng túi: 1- Xi-lanh mở miệng túi; 2- Đế đỡ giác hút; 3- Giác hút

Cơ cấu này sử dụng một xi-lanh có hành trình là 50 mm có tác dụng hút vào hai bề mặt của túi để tách được hai mép của túi ra

Chương 2 Thiết kế, chế tạo các phần tử cấu trúc máy tự động lồng túi xốp bọc trái

25 Đầu xi-lanh được gắn hai giác hút thông qua một đế đỡ có kích thước 46 mm × 80 mm được gia công hai lỗ có đường kính 15 mm để gắn cố định giác hút, phía bên dưới mặt sàn của khung máy cũng được gắn cố định hai giác hút Khi xốp được di chuyển từ vị trí để phôi đến vị trí mở miệng, cơ cấu xi-lanh mở miệng sẽ đi xuống và đồng thời giác bốn giác hút được bật ở cả hai vị trí trên và dưới của xốp, sau đó xi-lanh đi hết hành trình thì đồng thời nâng một mặt của xốp lên và tách được hai mặt của túi

2.3.4 Cơ cấu đẩy xốp

Cơ cấu đẩy xốp có nhiệm vụ đẩy túi lưới xốp vào túi nilon đã được mở miệng Hình 2.7 là cơ cấu đẩy xốp

Hình 2.7 Cơ cấu đẩy xốp: 1- Xi-lanh đẩy xốp; 2- Đế đỡ xi-lanh và hộp để túi xốp; 3- Hộp để xốp; 4-Đế hỗ trợ đẩy xốp

Do phôi xốp có kích thước là 145 mm × 55 mm và căn cứ theo mô tả công nghệ ở phía trên thì cơ cấu đẩy xốp được gắn ở phía trước của khung máy một xi-lanh đôi với hành trình là 160 mm gắn với một phần đẩy được cấu thành từ vật liệu mica để đảm bảo mặt phẳng tiếp xúc giữa mặt đế trụ xốp và phần đẩy được trơn tru và giảm thiểu sự mài mòn do ma sát, tăng tính thẩm mĩ, phần đẩy xốp có kích thước