Nhóm nghiên cứu đã nhận thấy tình hình này và quyết định thực hiện đề tài “Thiết kế và chế tạo mô hình máy cuốn chả giò.” Đề tài này nhằm phục vụ cho những doanh nghiệp sản xuất chả giò
GIỚI THIỆU
Tính cấp thiết của đề tài
Ngành công nghiệp chế biến lương thực, thực phẩm hiện đang là một trong những ngành trọng điểm tại Việt Nam và quốc tế, nhờ vào khả năng mang lại hiệu quả kinh tế bền vững Sự gia tăng nhu cầu về sản phẩm từ ngành này đã thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của nó, ảnh hưởng tích cực đến các lĩnh vực kinh tế khác trong cả nước.
Ngày nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, sản xuất thủ công không còn phù hợp với xu hướng tự động hóa Thời đại hiện đại yêu cầu sản phẩm phải được sản xuất với số lượng lớn, chất lượng cao, đồng thời rút ngắn thời gian sản xuất và giảm thiểu nhân công Do đó, trong những năm gần đây, nhiều nhà nông đã phát minh ra các sản phẩm hỗ trợ nhằm đáp ứng những yêu cầu này.
Chả giò là món ăn phổ biến, được ưa chuộng cả trong và ngoài nước, thường xuất hiện trong nhiều bữa ăn hàng ngày Không chỉ là món ăn kèm với cơm hay các món khô, chả giò còn được đóng gói và phân phối qua nhiều thương hiệu nổi bật trong thị trường đồ ăn liền Món ăn này có thể được chế biến theo nhiều cách khác nhau, từ các quán ăn vặt nhỏ đến các nhà máy sản xuất quy mô lớn.
Hình 1.1: Chả giò rế tôm cua 500g - Cholimex Food
Mặc dù chả giò đã được phổ biến từ lâu, quy trình sản xuất vẫn chủ yếu dựa vào phương pháp thủ công hoặc bán tự động, dẫn đến sự phụ thuộc vào nhiều công nhân Điều này ảnh hưởng đến năng suất sản xuất và chất lượng chả giò chưa được đồng đều.
Nhằm nâng cao năng suất trong quy trình sản xuất chả giò quy mô lớn và tiết kiệm sức lao động, nhóm nghiên cứu đã thực hiện đề tài “Thiết kế và chế tạo mô hình máy cuốn chả giò.” Mục tiêu của dự án là tự động hóa các công việc thủ công tốn thời gian, giúp quá trình sản xuất trở nên đơn giản và nhanh chóng Đội ngũ được giao nhiệm vụ phát triển mẫu máy cuốn chả giò với tiêu chí đảm bảo an toàn thực phẩm, đồng thời nâng cao sản lượng và chất lượng, đáp ứng nhu cầu sản xuất của các doanh nghiệp.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Tạo điều kiện, tiền đề phát triển các kỹ năng, vận dụng kiến thức đã học vào đời sống
- Tạo ra sản phẩm mới, góp phần vào sự phát triển của nền công nghiệp nước nhà
- Là tiền đề để cải tiến, phát triển sản phẩm và ứng dụng trong các lĩnh vực khác có liên quan 1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn
- Giúp việc cuốn chả giò được thực hiện một cách liên tục trong thời gian dài và giảm tải tối đa sức lao động của con người
Nâng cao năng suất lao động là yếu tố quan trọng giúp giải quyết các tồn đọng trong quy trình làm việc Nhờ đó, người lao động có khả năng đảm nhận và xử lý những khâu khác trong quy trình, từ đó tối ưu hóa hiệu quả công việc.
Mục tiêu nghiên cứu đề tài
- Các mục tiêu cần đạt được khi nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy:
- Nghiên cứu và tìm hiểu các dòng máy chế biến chả giò có mặt trên thị trường
- Nghiên cứu đưa ra phương án chế tạo máy cuốn chả giò với năng suất, chất lượng cao, bảo đảm về tính thẩm mỹ và an toàn thực phẩm
- Tính toán động cơ, chọn thiết bị, tính toán trục, các bộ truyền của băng tải
- Gia công và lắp ráp theo phương án thiết kế đưa ra và đảm bảo được năng suất làm việc
- Kiểm nghiệm thực tế ghi nhận kết quả từ đó đưa ra đánh giá và cải thiện chất lượng
- Từ những mục tiêu ở trên chúng em đã đề ra mục tiêu đánh giá mức độ hoàn thiện sản phẩm mô hình thực tế một cách khách quan nhất:
Máy hoạt động ổn định, sản phẩm đồng đều theo kích thước đường kính 3cm dài 12cm khối lượng 58g và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm
Đạt năng suất từ 500-550 cuốn/giờ.
Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
- Các sản phẩm chả giò có sẵn trên thị trường
- Công thức chế biến nhân
- Các phương pháp gấp nếp, cuốn chả giò
- Các loại máy cuốn chả giò hiện có trên thị trường
- Nghiên cứu các phương án cuốn, cấp phôi có sẵn trên thị trường
- Nghiên cứu tài liệu, các tạp chí khoa học, sách báo có liên quan
- Các sản phẩm máy cuốn chả giò đã có trên thị trường
1.4.3 Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện đề tài này, chúng em sử dụng một số phương pháp nghiên cứu sau:
Phương pháp nghiên cứu tài liệu bao gồm việc tham khảo các nguồn tài liệu văn bản như sách, giáo trình, tài liệu tham khảo và các bài viết từ những nguồn tin cậy trên Internet Qua đó, người nghiên cứu có thể xác định phương án điều khiển và gia công tối ưu cho máy.
Phương pháp thực nghiệm được áp dụng để tiến hành cấp bánh tráng và tự động hóa quy trình từ cấp phôi đến phần cuốn bánh Thực nghiệm này nhằm kiểm tra các cơ cấu, từ đó tạo cơ sở cho việc điều chỉnh hiệu quả trong quá trình sản xuất.
- Phương pháp phân tích: Tham khảo, nghiên cứu tài liệu về thời gian thực hiện 1 cuốn bánh, từ đó phân tích các số liệu cần thiết.
Kết cấu ĐATN
- Chương 1: Giới thiệu về đề tài
- Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài
- Chương 3: Cơ sở lý thuyết
- Chương 4: Đưa ra phương hướng và các giải pháp
- Chương 5: Tính toán và thiết kế máy
- Chương 6: Chế tạo thực nghiệm và đánh giá
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
Tìm hiểu về chả giò và các loại bánh tráng được sử dụng làm chả giò
2.1.1 Tìm hiểu về chả giò
Chả giò, hay còn gọi là nem rán, chả ram, hay chả đa nem, là một món ăn nổi tiếng của người Việt, thường được gọi tắt là nem ở miền Bắc Tại miền Trung, món ăn này được gọi là ram, trong khi ở miền Nam, nó được biết đến với tên gọi chả giò Ở miền Bắc, nem rán có phiên bản gói hình vuông, như nem vuông-nem cua bể Hải Phòng Món này thường được ăn kèm bún chả Hà Nội Tại miền Nam, chả giò thường đi kèm với các loại rau rừng dễ tìm như đọt cóc, rau sao nhái, rau quế vị, và rau xương máu Chả giò cũng có thể kết hợp với bún, tạo nên món bún chả giò nam bộ, tương tự như bún nhân nướng nhưng thay nhân nướng bằng chả giò.
Hình 2.1: Hình ảnh món chả giò Chả giò (chả ram) khi gói:
Chả giò được gói thành hình trụ nhỏ giúp giữ cho cuốn chả đều và nhân không bị bung ra ngoài Với công thức truyền thống, nhiều người có thể sáng tạo và điều chỉnh theo sở thích cá nhân, đồng thời lựa chọn các loại bánh tráng khác nhau như bánh tráng thường, bánh tráng đậu xanh hay bánh tráng rế.
Những cuốn chả chiên giòn với lớp ngoài giòn tan và nhân mềm ngọt ngào mang đến trải nghiệm ẩm thực thú vị Bạn có thể tự tay thực hiện món ăn này theo công thức truyền thống từ Hội Đầu bếp Á Âu.
2.1.2 Tìm hiểu về các loại bánh tráng dùng để cuốn chả giò
Khi chọn bánh tráng, ưu tiên chọn loại có độ dày vừa phải để dễ cuốn và giữ được độ giòn khi chiên Tránh loại bánh bở vì sẽ khó cuốn, loại dẻo sẽ không giòn, và bánh quá dày sẽ làm chả giò cứng Các loại bánh tráng cuốn chả giò phổ biến hiện nay bao gồm bánh tráng gạo, bánh tráng rế, bánh tráng mè và vỏ bò bía mềm.
Bánh tráng truyền thống là món ăn phổ biến ở miền Bắc, thường được làm từ bột gạo trắng và có thể pha thêm tinh bột mì Hiện nay, nhiều nhà sản xuất đã cải tiến công thức, tạo ra bánh tráng từ gạo lứt Gạo lứt có giá trị dinh dưỡng cao hơn gạo trắng nhờ chứa nhiều chất xơ, vitamin và khoáng chất.
Bánh tráng gạo là loại bánh mỏng nhất trong các loại bánh tráng cuốn chả giò, được sấy khô trước khi đóng gói để giữ độ cứng nhất định Một số loại bánh tráng gạo có thể cuốn chả giò ngay lập tức, trong khi những loại cứng hơn cần được nhúng qua nước trong vài giây để làm mềm, giúp việc gói trở nên dễ dàng hơn.
Bánh tráng rế khác biệt so với các loại bánh tráng thông thường nhờ vào cấu trúc được tạo ra từ những sợi bột nhỏ đan xen lẫn nhau Với vẻ ngoài đặc biệt này, bánh tráng rế thường được sử dụng để trang trí, mang lại sự hấp dẫn cho các món ăn.
Bánh tráng rế khi chiên giòn và xốp, không bị dai Bạn có thể thưởng thức bánh tráng trực tiếp hoặc thêm một lớp bánh tráng gạo bên trong để tăng độ chắc chắn cho chiếc chả giò.
Hình 2.3: Bánh tráng rể – Bánh tráng ram:
Bánh ram là một loại bánh đặc sản được sản xuất thủ công tại các làng nghề miền Trung, đặc biệt là ở Hà Tĩnh Với màu vàng nâu bắt mắt, bánh ram khi rán lên có vẻ ngoài hấp dẫn So với bánh tráng gạo, bánh ram dày dặn hơn và giữ được độ giòn lâu khi chiên.
Bánh tráng bò bía, hay còn gọi là bánh tráng xốp đậu xanh, là món ăn vặt phổ biến tại các quán ven đường Với sự kết hợp của dừa nạo, mè đen và kẹo đường, bánh tráng bò bía mang đến hương vị ngọt ngào, trở thành món quà vặt ưa thích của học sinh và sinh viên.
Bánh tráng bò bía không chỉ dùng để làm món ngọt mà còn có thể chế biến các món mặn như chả giò và các món cuốn với bún và rau sống Được làm từ bột mì, bánh tráng bò bía có độ dẻo dai hơn so với bánh tráng từ bột gạo Khi chiên, chả giò cuốn bánh tráng bò bía thường giòn rụm và mang hương thơm béo ngậy từ vỏ đậu xanh.
Hình 2.5: Bánh tráng bò bía
Hiện nay, bánh tráng cuốn chả giò được sản xuất chủ yếu với ba hình dạng phổ biến: tròn, vuông và chữ nhật Đặc biệt, sản phẩm này không chỉ đa dạng về hình thức mà còn có nhiều kích thước khác nhau, từ lớn đến nhỏ.
Có thể sử dụng các loại bánh tráng nhỏ như bánh tráng vuông 11cm x 11cm hoặc bánh tráng tròn đường kính 16cm để cuốn chả giò, giúp miếng chả vừa miệng và dễ ăn Những loại bánh này sẽ tạo ra những cây chả giò có chiều dài tương đương hoặc nhỉnh hơn một chút so với ngón tay, thuận tiện cho việc xếp lên đĩa và trang trí thêm.
Khi lựa chọn bánh tráng cho chả giò, ưu tiên các loại cỡ lớn sẽ mang lại sự hấp dẫn và đầy đặn hơn Bạn có thể chọn bánh tráng tròn với đường kính 22cm hoặc bánh tráng vuông 18cm x 18cm Những chiếc chả giò cuốn từ bánh tráng cỡ này thường dài từ 15 - 20cm, vì vậy để tạo sự dễ ăn và đẹp mắt, nên sử dụng kéo để cắt thành các miếng vừa đủ.
Tổng quan về quy trình làm chả giò
2.2.1 Cuốn chả giò bằng phương pháp thủ công
- Phương pháp chủ yếu dùng sức người để cấp nhân và cuốn chả giò
Hình 2.6: Sơ đồ cuốn chả giò thủ công
- Ưu điểm: Dễ làm, thích hợp để làm bất kì đâu, phù hợp để cuốn với số lượng nhỏ
- Nhược điểm: Chỉ sản xuất với số lượng phù nhu cầu dùng trong gia đinh, tốn sức người, các sản phẩm có độ đồng đều chưa cao
Hình 2.7: Các bước cuốn chả giò thủ công 2.2.2 Cuốn chả giò bằng phương pháp bán tự động
Phương pháp sản xuất chả giò hiện đại sử dụng xilanh để đẩy nhân từ bể trộn xuống bánh, thay thế sức người trong quá trình trộn và cấp nhân Công nhân sẽ đưa bánh tráng vào băng tải, sau đó máy tự động cấp nhân cho bánh Cuối cùng, công nhân cuộn chả giò để hoàn thiện sản phẩm.
Hình 2.8: Sơ đồ cuốn chả giò bán tự động
- Ưu điểm: Dễ làm, phù hợp để cuốn với số lượng nhỏ, rút gọn được thời gian và nhân công cho quá trình trộn nhân và cấp nhân
- Nhược điểm: Đa phần chỉ sản xuất được số lượng nhỏ, tốn sức người, các sản phẩm có độ đồng đều chưa cao
Hình 2.9: Máy cuốn chả giò bán tự động làm việc
2.2.3 Cuốn chả giò bằng phương pháp tự động
Phương pháp này rất hiện đại và tự động hóa cao, giảm thiểu sự cần thiết sử dụng sức người Nó áp dụng nhiều cơ cấu phức tạp như băng tải và các xilanh để thực hiện quy trình ép và gấp nếp, đồng thời sử dụng khuôn định hình để cấp nhân.
Hình 2.10: Sơ đồ cuốn chả giò tự động
Máy có thể điều chỉnh tốc độ của băng tải
Các công đoạn được làm tự động từ đầu đến cuối
Bảo đảm an toàn vệ sinh thực phẩm
Trọng lượng lớn gây khó khăn trong việc vận chuyển
Công suất lớn nên khi chạy sẽ tạo ra tiếng ồn
Chỉ phù hợp có cơ sở sản xuất quy mô lớn
Một số hình ảnh máy cuốn chả giò tự động:
Hình 2.11: Công đoạn chế biến vỏ chả giò
Hình 2.12: Công đoạn cấp nhân là gấp mép trên
Hình 2.13: Công đoạn tạo nếp 2 bên bánh
Tổng quan kết cấu của máy cuốn chả giò tự động
- Thiết kế sơ bộ của máy cuốn chả giò gồm 2 phần chính:
Phần băng tải: Chịu tải trọng và là bộ phận để liên kết các bộ phận khác trên máy
Cơ cấu cấp bánh tráng và nhân: Cấp bánh tráng bằng phương pháp thủ công và cấp nhân tự động qua cụm cấp phôi trên máy
Ngoài ra, còn có bộ phận điều khiển PLC và các cụm gấp mép trên, gấp mép bên và cụm cuốn.
Các nghiên cứu liên quan đến đề tài
2.4.1 Các nghiên cứu trong nước
Hiện nay, nhiều công ty trong nước đã phát triển và sản xuất dây chuyền máy cuốn chả giò tự động, được thị trường đón nhận nồng nhiệt Dưới đây là một số mẫu máy cuốn chả giò nội địa đã được đưa ra thị trường.
Máy cuốn chả ram của công ty Thiên Phú
Hình 2.15: Máy cuốn chả ram của công ty Thiên Phú
Hình 2.16: Thông số máy cuốn chả ram của công ty Thiên Phú
Máy cuốn chả ram của công ty Thiên Phú mang đến dây chuyền sản xuất chả giò tự động chất lượng cao, lý tưởng cho việc chế biến chả giò chín quy mô lớn Thiết bị này cho phép tạo ra các tấm cuộn lò xo với hình dạng tròn và vuông, đường kính đa dạng, và độ dày lá cuộn từ 0,3mm đến 1,2mm Máy làm giò chả nổi bật với hiệu suất làm việc cao cùng quy trình sản xuất an toàn và hợp vệ sinh.
Máy có thể điều chỉnh tốc độ của băng tải
Các công đoạn được làm tự động từ đầu đến cuối
Bảo đảm an toàn vệ sinh thực phẩm
Trọng lượng lớn gây khó khăn trong việc vận chuyển
Công suất lớn nên khi chạy sẽ tạo ra tiếng ồn
Chỉ phù hợp có cơ sở sản xuất quy mô lớn
Máy cuốn chả giò công ty ANKO
Hình 2.17: Máy cuốn chả giò công ty ANKO
Công ty ANKO thiết kế máy cuốn chả giò và vỏ bánh Samosa tự động, giúp nâng cao năng lực sản xuất và đảm bảo chất lượng cao cho bánh tráng cuốn chả giò Dòng máy SRP được trang bị trống nướng để nướng bánh ở nhiệt độ cao, sau đó bánh được làm lạnh ngay lập tức và cắt thành từng miếng nhỏ theo yêu cầu Người dùng có thể điều chỉnh chiều rộng, chiều dài và độ dày của bánh ngọt bằng cách thay đổi một số bộ phận hoặc cài đặt dữ liệu Máy có năng lực sản xuất lên tới 2700 chiếc mỗi giờ với kích thước và chất lượng đồng đều.
Tự động từ khâu cấp bánh tráng đến khi ra thành phẩm
Đa dụng, có thể vừa cuốn được chả giò vừa làm được vỏ bánh Samosa
Điều chỉnh được kích thước bánh tráng được tạo ra trong khi đang làm việc
Bảo đảm an toàn vệ sinh thực phẩm
Máy có trọng lượng lớn nên khó khăn trong việc vận chuyển
Khi hoạt động máy phát ra tiếng ồn
Chỉ phù hợp cho cơ sở sản xuất quy mô lớn
2.4.2 Các nghiên cứu ngoài nước
Món chả giò không chỉ phổ biến ở Việt Nam mà còn xuất hiện ở nhiều quốc gia khác, đặc biệt là Trung Quốc, nơi có ẩm thực tương đồng Nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất, công ty Yucheng Machinery đã phát triển máy cuốn chả giò tự động, giúp tiết kiệm thời gian và nâng cao hiệu quả trong chế biến món ăn này.
Máy cuốn chả giò tự động của Yucheng Machinery
Hình 2.19: Máy cuốn chả giò tự động của Yucheng Machinery
Bảng 2.1: Thông số máy cuốn chả giò tự động của Yucheng Machinery
Công suất làm việc 10-40 cái /phút Trọng lượng sản phẩm 10-50g
Công suất máy 68kw Điện áp 380v 50Hz 3 pha
Dây chuyền sản xuất chả giò hoàn toàn tự động bao gồm nhiều bộ phận quan trọng như máy đánh bột, bơm chuyển, nướng chả giò, bộ phận làm mát, nhồi, phun nước, gấp, cán và vận chuyển Những đặc trưng nổi bật của máy đảm bảo quy trình sản xuất hiệu quả và chất lượng.
Giá đỡ thiết bị hoàn chỉnh được làm bằng thép không gỉ loại SUS304
Phương pháp sưởi ấm là sưởi ấm điện từ, giúp tiết kiệm 30% năng lượng so với các phương pháp sưởi ấm truyền thống
Các bánh nướng, con lăn, trục truyền động, v.v được làm bằng thép carbon và polyurethane
Đai lưới băng tải là đai lưới xương cá 1,5mm
Bên trong và bên ngoài của bơm chuyển được làm bằng vật liệu 304
Khuôn được làm bằng hợp kim nhôm 6061 độ bền cao
Tất cả các tấm của toàn bộ thiết bị có độ dày là 1,2mm và cốt thép là 5mm-8mm
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Mục đích và ứng dụng của máy cuốn chả giò
Máy cuốn chả giò được thiết kế với mục đích chính là nâng cao năng suất và hiệu quả trong quy trình sản xuất chả giò tại các cơ sở chế biến thực phẩm.
Máy cuốn chả giò không chỉ tiết kiệm thời gian và công sức lao động mà còn đảm bảo tính đồng nhất và chính xác về kích thước cũng như hình dạng của chả giò.
- Ứng dụng của máy cuốn chả giò rất phổ biến trong các nhà hàng, quán ăn, cửa hàng thực phẩm và các cơ sở chế biến thực phẩm khác.
Yêu cầu của máy và sản phẩm
Sau khi tiếp cận dự án, chúng tôi và công ty đã cùng nhau xác định nội dung của một số câu hỏi liên quan đến dự án.
Các nhu cầu về thực hiện chức năng: năng suất làm việc, kết quả mong muốn
Nhu cầu có nhân tố của con người: khả năng vận hành máy
Các nhu cầu liên quan đến điều kiện tự nhiên: thời tiết, nơi làm việc
Nhu cầu liên quan đến độ tin cậy: kết quả vận hành
Nhu cầu về thời gian: thời gian làm việc trong ngày
Các nhu cầu liên quan đến chi phí: giá cả chế tạo, chuyên chở, giá bán
Các nhu cầu liên quan đến môi trường: tiếng ồn
Sau khi thu thập thông tin, chúng em rút được các yêu cầu của cơ bản như sau:
Máy hoạt động với năng suất khoảng 500-550 cuốn/giờ, ngày làm việc 8 giờ
Máy làm việc trong điều kiện xưởng thoáng mát, chỉ cần tối thiểu một lao động phổ thông để vận hành
Thiết kế đơn giản, tháo lắp dễ dàng, thuận tiện vệ sinh máy và an toàn cho người vận hành
Chi phí dự kiến 20.000.000 vnđ
Yêu cầu của sản phẩm:
Kích thước của chả giò: 3cm x 12cm
Chả giò phải có độ dính vừa phải, không bông tróc, hay rời rạc
Các cuốn chả giò phải đồng nhất về hình dạng, kích thước
Thông số bánh tráng làm cuốn chả giò
Chọn bánh tráng bía Singapore của thương hiệu Spring Roll để làm cuốn chả giò, vì loại bánh này thường được làm từ bột mì, mang lại độ dẻo dai hơn so với bánh tráng bột gạo Khi chiên, chả giò cuốn bánh tráng bò bía có độ giòn và hương thơm béo từ vỏ đậu xanh Để có kích thước cuốn chả giò phù hợp, nên chọn bánh tráng hình vuông kích thước 22cm x 22cm.
Cơ sở lý thuyết về thiết kế băng tải
Cơ sở lý thuyết tính toán thiết kế băng tải là một chủ đề phức tạp, bao gồm nhiều yếu tố quan trọng như loại băng tải, năng suất, kích thước, vận tốc, công suất, góc nâng hạ và kết cấu Những yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả và khả năng vận hành của hệ thống băng tải.
Băng tải là thiết bị vận chuyển vật liệu hiệu quả, sử dụng dây băng tải liên tục và động cơ để di chuyển hàng hóa Thiết bị này được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như khai thác, chế biến, sản xuất và phân phối Để thiết kế băng tải an toàn và hiệu quả, cần tính toán các thông số kỹ thuật dựa trên loại vật liệu, năng suất, khoảng cách, độ cao, góc nâng hạ, cấu trúc và phụ kiện Nhóm đã tham khảo tài liệu từ Sách kỹ thuật nâng chuyển tập 2 để hỗ trợ trong quá trình tính toán thiết kế băng tải.
Một số thông số kỹ thuật quan trọng của băng tải là:
Chiều rộng của băng tải là khoảng cách giữa hai mép dây băng tải, cần đủ lớn để chứa vật liệu vận chuyển mà không bị rơi ra ngoài Yếu tố này còn phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của vật liệu Để xác định chiều rộng tối thiểu của băng tải cho các loại vật liệu khác nhau, có thể tham khảo các bảng biểu chuyên dụng.
Vận tốc của băng tải, đo bằng mét trên giây hoặc kilômét trên giờ, đóng vai trò quan trọng trong năng suất, độ ồn, độ rung, độ mòn và độ an toàn của hệ thống Việc lựa chọn vận tốc phù hợp cần dựa trên loại vật liệu vận chuyển cũng như kích thước của băng tải, bao gồm chiều rộng và chiều dài Để tính toán vận tốc tối ưu cho từng trường hợp, có thể tham khảo các công thức và biểu đồ liên quan.
Công suất của băng tải là lượng công việc mà băng tải có thể thực hiện trong một đơn vị thời gian, thường được đo bằng watt hoặc kilowatt Để lựa chọn động cơ và hộp giảm tốc phù hợp, việc tính toán công suất băng tải là rất quan trọng Công suất này chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm trọng lượng và góc mái của vật liệu, chiều dài và góc nâng hạ của băng tải, cũng như ma sát giữa dây băng và con lăn Hiệu suất của động cơ và hộp giảm tốc cũng đóng vai trò quan trọng trong việc xác định công suất Người dùng có thể tham khảo các công thức và ví dụ để tính toán chính xác công suất của băng tải.
Lực kéo của băng tải là yếu tố quan trọng quyết định khả năng di chuyển dây băng và vật liệu, được đo bằng newton hoặc kilonewton Để lựa chọn dây băng tải và các phụ kiện như puly, con lăn, bạc đạn, khớp nối, phanh và cảm biến, cần tính toán chính xác lực kéo Lực kéo phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm trọng lượng và góc mái của vật liệu, chiều dài và góc nâng hạ của băng tải, ma sát giữa dây băng và con lăn, cùng với độ căng của dây băng Để tính toán lực kéo một cách hiệu quả, có thể tham khảo các công thức và biểu đồ liên quan.
Khi thiết kế băng tải, cần tính toán nhiều thông số quan trọng như kết cấu, bố trí puly, con lăn, dây băng tải, cũng như các góc máng, mái, dốc, độ căng, độ bền và độ an toàn Để thực hiện các phép tính này, chúng ta cần 20 dữ liệu đầu vào, bao gồm loại vật liệu vận chuyển, năng suất, khoảng cách, độ cao và góc nâng hạ của băng tải Những dữ liệu này có thể được xác định dựa trên yêu cầu của khách hàng hoặc điều kiện thực tế của công trình.
Cơ sở lý thuyết về thiết kế trục
Cơ sở lý thuyết tính toán thiết kế trục là yếu tố quan trọng trong đồ án, vì trục là chi tiết máy hình trụ chịu lực và momen từ các bộ phận khác Chức năng chính của trục là truyền chuyển động và mô-men xoắn từ động cơ đến các bộ phận khác của máy Trong quá trình tính toán thiết kế trục, nhóm đã tham khảo tài liệu "Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí tập 1" Để đảm bảo tính chính xác trong thiết kế, cần xem xét các yếu tố liên quan đến tải trọng, vật liệu, và điều kiện làm việc của trục.
Điều kiện biên đề cập đến các yếu tố như hình dạng, kích thước, vị trí và hướng của lực và momen tác động lên trục Ngoài ra, nó còn bao gồm các điều kiện liên quan đến hỗ trợ, gắn kết và bôi trơn của trục.
Phân bố lực và momen là quá trình xác định các lực và momen tác động lên từng phần tử của trục, dựa vào các điều kiện biên và nguyên tắc cân bằng lực cũng như momen.
Phân tích ứng suất và biến dạng là quá trình tính toán mức độ ứng suất và biến dạng của trục dưới tác động của lực và momen Quá trình này dựa trên các công thức của cơ học vật rắn cùng với những giả thiết đơn giản để đạt được kết quả chính xác.
Kiểm tra độ bền và độ ổn định của trục là quá trình xác định xem ứng suất và biến dạng có vượt quá giới hạn cho phép hay không, dựa vào tiêu chuẩn thiết kế Cần đánh giá khả năng uốn cong và rung động của trục, sử dụng các công thức động học vật rắn và phương pháp tính toán số để đảm bảo hiệu suất tối ưu.
Lựa chọn vật liệu cho trục là rất quan trọng, cần dựa vào các yếu tố như đặc tính cơ học, khả năng gia công, chống mài mòn, chịu nhiệt và chống ăn mòn Việc xử lý nhiệt cũng cần thiết để nâng cao độ bền, độ cứng và độ nhẵn của bề mặt trục.
Cơ sở lý thuyết về thiết kế xilanh khí nén
Cơ sở lý thuyết tính toán thiết kế xy lanh khí nén đóng vai trò quan trọng trong đồ án Xy lanh khí nén là thiết bị chuyển đổi năng lượng khí nén thành năng lượng cơ, thường được sử dụng để tạo ra chuyển động tịnh tiến hoặc xoay.
Hình 3.2: Xy lanh khí nén
19 Để tính toán thiết kế xy lanh khí nén, ta cần xét đến các yếu tố sau:
Áp suất khí nén là áp suất dư của khí nén so với áp suất khí quyển, được đo bằng đơn vị bar hoặc Mpa Áp suất này có ảnh hưởng trực tiếp đến lực và công suất của xy lanh khí nén.
Kích thước xy lanh khí nén bao gồm đường kính trong của ống xy lanh (bore size) và chiều dài của ống xy lanh (stroke) Những kích thước này ảnh hưởng trực tiếp đến diện tích và thể tích của khí nén, quyết định hiệu suất hoạt động của hệ thống khí nén.
Lực và vận tốc của piston là yếu tố quan trọng trong hoạt động của xy lanh khí nén, bao gồm cả piston và trục piston Chúng có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và độ ổn định của hệ thống khí nén.
Lưu lượng và tiêu hao khí nén trong quá trình hoạt động của xy lanh khí nén được đo bằng lít/phút hoặc mét khối/phút, ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí và hiệu quả sử dụng Để tính toán các yếu tố này, có thể áp dụng các công thức cơ bản trong cơ học vật rắn, cơ học chất khí và cơ học dòng chảy, hoặc tham khảo các biểu đồ và bảng tra cứu từ nhà sản xuất Bên cạnh đó, cần chú ý đến các yếu tố an toàn, bền vững và kinh tế trong thiết kế xy lanh khí nén.
Xác định hệ số ma sát của rulo với băng tải
Hệ số ma sát là đại lượng thực nghiệm thể hiện tỉ số giữa lực ma sát và lực ép giữa hai bề mặt tiếp xúc, và nó phụ thuộc vào chất liệu và trạng thái bề mặt Dữ liệu từ nhiều nguồn cho thấy hệ số ma sát của Nhựa PVC và Nhựa POM thực phẩm không có trong các bảng hệ số ma sát phổ biến Tuy nhiên, có thể ước lượng hệ số ma sát này dựa trên các giá trị gần đúng của các vật liệu tương tự, với một số hệ số ma sát tương đương được tham khảo từ tài liệu [7].
Bảng 3.1: Bảng hệ số ma sát một số vật liệu nhựa
Nhựa POM nổi bật với khả năng chịu lực vượt trội, tương đương với độ cứng và cường độ chịu lực của kim loại Đây là loại nhựa nặng nhất, mang lại hệ số ma sát cao, cụ thể là 0,5 khi so sánh với băng tải.
PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ
Giới thiệu về nguồn gốc chọn đề tài
4.1.1 Giới thiệu công ty nhận đề tài Đứng trước tính cấp thiết là giải quyết vấn đề tạo ra một thiết bị giúp tăng năng suất sản xuất chúng tôi đã được Công ty CODIA Co.,Ltd hỗ trợ về trong quá trình thực hiện đề tài này từ khâu đưa ra ý tưởng cho tới lúc ra sản phẩm thiết bị hoàn chỉnh
Công ty CODIA, ban đầu là một xưởng cơ khí chuyên sản xuất các sản phẩm cơ khí ứng dụng, đã chuyển mình từ năm 2018 để tập trung vào tư vấn thiết kế và sản xuất dây chuyền tự động hóa cũng như máy móc chuyên dụng cho ngành thực phẩm và nông nghiệp công nghệ cao Với mục tiêu hỗ trợ các hộ gia đình và cơ sở sản xuất vừa và nhỏ, CODIA đã phát triển nhiều sản phẩm máy móc đáp ứng nhu cầu kinh doanh của khách hàng Trong 5 năm hoạt động, công ty đã hợp tác với nhiều đối tác trong và ngoài thành phố Hồ Chí Minh, bao gồm Nho Khô Úc SUNRAYSIA, KCN Thái Hoài, và ngành trồng Sầu Riêng tại Đạ Huoai, Lâm Đồng.
4.1.2 Giới thiệu về dây chuyền cuốn chả giò
Dây chuyền cuốn chả giò tự động là thiết bị chuyên dụng giúp sản xuất chả giò một cách hiệu quả cho quy mô vừa và nhỏ Giải pháp này phù hợp cho việc chế biến chả giò phục vụ kinh doanh quy mô lớn Truyền thống, quá trình cuốn chả giò bao gồm nhiều công đoạn như chuẩn bị nguyên liệu, sơ chế, trộn nhân, định lượng và cuốn chả, hầu hết vẫn được thực hiện thủ công.
Để giảm thiểu sự phụ thuộc vào lao động có chi phí cao và hạn chế sai sót do yếu tố con người, nhóm chúng tôi cùng công ty CODIA đã phát triển quy trình sản xuất chả giò công nghiệp Quy trình này sử dụng các máy móc hiện đại, áp dụng cho tất cả các khâu chế biến, nhằm nâng cao năng lực sản xuất và tối ưu hóa hiệu quả.
Thay thế công việc của 4-6 nhân công: từ gói, tạo hình nhân, gói bánh,
Sản xuất với công suất lớn (> 500 cuốn / giờ)
Có thể kết nối với hệ thống chiên và cấp đông để bảo quản nhanh chóng
Quy trình sản xuất an toàn và hợp vệ sinh.
Yêu cầu đề tài
Sơ đồ phân tích thiết bị:
Hình 4.2: Sơ đồ phân tích thiết bị Yêu cầu của doanh nghiệp:
- Phạm vi thành phẩm: Cuốn chả giò có đường kính 3cm dài 12cm
- Khối lượng sau thành phẩm: 58g
- Máy tích hợp cấp nhân và cuốn bánh
- Sử dụng vỏ bánh có đường kính 22 cm
- Kích thước lắp đặt dự kiến: 2.1x1.2x1.5m
- Áp suất khí sử dụng 5Mpa.
Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động của thiết bị
4.3.1 Sơ đồ khối của thiết bị:
Hình 4.3: Sơ đồ khối hoạt động của máy cuốn chả giò
4.3.2 Nguyên lý hoạt động của thiết bị:
Bánh tráng được bảo quản trong ngăn mát tủ lạnh ở nhiệt độ từ 2 đến 6 độ C Sau đó, bánh tráng được tách rời và đưa lên băng tải thủ công, giúp vận chuyển bánh đến vị trí để cấp nhân.
Nhân sẽ được trộn đều liên tục và qua trục vít, nhân sẽ được đẩy vào khuôn định hình Sau đó, nhân sẽ được ép đầy khuôn theo định lượng yêu cầu và tiếp tục được đưa vào vỏ bánh.
Bánh tráng và nhân được đặt vào cụm gấp mép trên, với tấm inox thiết kế góc chấn 135 độ và phần mũi nằm dưới bánh Khi băng tải di chuyển, cơ cấu tự động lật mép trên của bánh tráng.
Bước 4: Cán hai bên mép:
Bánh sẽ được đưa qua cụm cán mép, nơi hai con quay được lắp đặt ma sát với băng tải Điều này đảm bảo rằng khi băng tải di chuyển, con quay sẽ lăn một cách hiệu quả.
Khi bánh được cán, hai mép bên sẽ bị ép lại, trong khi phần nhân thừa được đẩy vào giữa Vỏ bánh sau khi cán sẽ mỏng đều và được dính chặt, tạo điều kiện thuận lợi cho việc gấp hai bên.
Bánh sẽ đi qua hai cụm gấp bên trái và bên phải, với thiết kế đặc biệt giúp chuyển đổi hướng chuyển động lên xuống của xilanh bên dưới thành xoay 180 độ Đây là bước định hình cuối cùng trước khi tiến vào giai đoạn cuốn.
Bánh sau khi định hình sẽ ở trạng thái lý tưởng để cuốn, với mép trên cùng và hai mép bên được gấp gọn Cụm cuốn sử dụng tấm lưới inox có khối lượng gia tăng nhờ các thanh inox D10x15 cố định phía trên Bánh sẽ được băng tải đẩy vào, và dưới tác động của khối lượng tấm lưới cùng với lực ma sát giữa bánh và tấm lưới, bánh sẽ được cuộn tròn.
Những cuốn chả giò hoàn thiện sẽ được đùn ra bên ngoài, sẵn sàng để bảo quản hoặc chế biến ngay lập tức Để giữ cho vỏ bánh luôn mềm mại và nhân bánh tươi ngon, cần chú ý bảo quản ở nhiệt độ thích hợp.
Bước 8: Lặp lại quy trình:
Thiết bị tự động lặp lại quy trình khi cảm biến phát hiện tín hiệu cấp bánh tráng Sau khi sản xuất hoàn tất, chỉ cần tắt nguồn bằng nút OFF trên tủ điện và thực hiện các bước vệ sinh, che đậy.
Cấu tạo của máy
Dựa theo phần nguyên lý hoạt động đã nêu ở phần cơ sở lý thuyết, máy cuốn chả giò được cấu tạo từ những bộ phận chính sau:
Bộ phận chứa và cấp nhân
Bộ phận định hình bánh
Hình 4.4: Cấu tạo của máy cuốn chả giò
Sau khi trao đổi với công ty và nhận được sự đồng ý của GVHD, nhóm em đã quyết định chấp nhận đề xuất của công ty CODIA về việc chia máy thành hai phần do hai nhóm đảm nhiệm Việc này không chỉ giúp công ty sản xuất kịp tiến độ mà còn cho phép nhóm em nghiên cứu sâu hơn về cấu tạo của từng phần máy.
Với sự phân chia này nhóm sẽ chịu trách nhiệm 3 bộ phận sau:
Bộ phận định hình bánh
Nhóm khác sẽ đảm nhiệm bộ phận chứa và cấp nhân, hoạt động song song với nhóm hiện tại để đảm bảo tiến độ công ty Hai nhóm sẽ thường xuyên trao đổi về các phương án thiết kế nhằm đảm bảo sự ổn định trong quá trình lắp đặt của hai bộ phận.
Phương án thiết kế
Cơ cấu hoạt động ổn định
Cơ cấu có thể di chuyển chính xác, liên tục, không bị lệch đai cao su
Cơ cấu được thiết kế tối giản, thuận tiện cho việc vệ sinh cũng như bảo trì
Hình 4.5: Cấu tạo của bộ phận băng tải
Tấm băng tải là dây đai cao su PVC, đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển vật liệu Dây đai PVC được phân loại theo màu sắc như xanh, ghi, đen và trắng, mỗi loại mang những đặc tính và ứng dụng riêng Đặc biệt, đai PVC màu trắng thường được sử dụng cho các loại vật liệu cụ thể, với chiều dài khoảng 47.000mm và độ dày 1mm.
Bộ phận tựa đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn chặn tình trạng võng và lắc cho bộ phận kéo Trong số đó, con lăn tựa là một trong những thiết bị phổ biến, thường được sử dụng làm tấm đỡ đặt phía dưới đai PVC để đảm bảo sự ổn định và hiệu quả trong quá trình hoạt động.
Bộ phận dẫn động bao gồm động cơ giảm tốc và hộp số trục vuông góc, có chức năng truyền chuyển động từ động cơ đến băng tải.
Bộ phận kéo căng: Bộ phận kéo căng có tác dụng căng đai cho băng tải, cũng như hỗ trợ căng đai cho động cơ
Bộ phận định hình kích thước cuốn được thiết kế đơn giản với hai tấm inox đặt dọc theo băng tải, đảm bảo kích thước cuốn đạt 100mm theo phương ngang và hạn chế bavia khi cuộn.
Phương án 1: Sử dụng bộ truyền đai thang
Hình 4.6: Bộ truyền đai thang
Phạm vi sử dụng của bộ truyền đai:
Bộ truyền đai là thiết bị quan trọng trong các máy đơn giản, thường được sử dụng để truyền chuyển động giữa các trục ở khoảng cách xa Ngoài ra, nó còn được kết hợp để tạo thành cơ cấu an toàn, giúp bảo vệ động cơ khỏi các sự cố không mong muốn.
Bộ truyền đai thường dùng truyền tải trọng từ nhỏ đến trung bình Tải trọng cực đại có thể đến 50 kW
Bộ truyền có thể làm việc với vân tốc nhỏ, đến trung bình Vận tốc thường dùng không nên quá 20 m/s, vận tốc lớn nhất có thể dùng là 30 m/s
Tỷ số truyền thường dùng từ 2 đến 6 cho đai thang Tỷ số truyền tối đa cho bộ truyền đai thang không nên quá 10
Hiệu suất trung bình trong khoảng 0,92 đến 0,97
Bảng 4.1: Ưu và khuyết điểm của bộ truyện đai Ưu điểm Khuyết điểm
– Bộ truyền đai có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, giá thành thấp
– Bộ truyền đai có khả năng truyền chuyển động giữa hai trục khá xa nhau, mà kích thước của bộ truyền không lớn lắm
– Bộ truyền làm việc êm, không có tiếng ồn
– Đảm bảo an toàn cho động cơ khi có quá tải
– Đai đảm bảo an toàn trong ngành thực phẩm do không cần dầu nhớt bôi trơn cũng như dễ vệ sinh
– Bộ truyền đai có trượt, nên tỷ số truyền và số vòng quay bánh bị dẫn không ổn định
– Bộ truyền có khả năng tải không cao Kích thước của bộ truyền lớn hơn các bộ truyền khác, khi làm việc với tải trọng như nhau
Bộ truyền có tuổi thọ tương đối thấp, đặc biệt khi hoạt động ở vận tốc cao Lực tác dụng lên trục và ổ của bộ truyền này có thể gấp 2 đến 3 lần so với bộ truyền bánh răng.
Phương án 2: Sử dụng bộ truyền hộp số vuông góc
Hình 4.7: Hộp số vuông góc
Phạm vi sử dụng của hộp số vuông góc:
Hộp số vuông góc được dùng nhiều trong các ứng dụng công nghiệp và hệ thống truyền động
Hộp số vuông góc được sử dụng để chuyển đổi hướng và điều chỉnh tốc độ quay
Momen xoắn lớn nhất 1.5Nm
Hộp số vuông góc hoạt động hiệu quả trong dải tốc độ từ nhỏ đến trung bình, thường dao động từ 3500 đến 4000 vòng/phút Tốc độ tối đa mà hộp số này có thể đạt được lên tới 8000 vòng/phút.
Phạm vi tỷ số truyền đa dạng, có thể lên đến 1/100
Bảng 4.2: Ưu và khuyết điểm của hộp số vuông góc Ưu điểm Khuyết điểm
– Hoạt động êm ái, cấu tạo khép kín, đáp ứng điều kiện an toàn thực phẩm
– Không có hiện tượng trượt như bộ truyền đai, có thể làm việc khi có quá tải đột ngột, hiệu suất cao
– Không đòi hỏi phải căng xích, nên lực tác dụng lên trục và ổ nhỏ hơn
– Kích thước bộ truyền nhỏ hơn bộ truyền đai nếu cùng công suất
– Thiết kế phức tạp hơn so với các bộ truyền khác
– Chi phí đầu tư, bảo trì, thay thế cao
Kết luận: Qua việc phân tích các ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng, bộ truyền hộp số vuông góc được xác định là lựa chọn tối ưu nhất, đáp ứng các tiêu chí như dễ chế tạo, hoạt động êm ái, phù hợp với tải trọng nhẹ, kích thước nhỏ gọn, và đặc biệt là đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm.
4.5.1.2 Thiết kế bộ căng băng tải
Cơ cấu căng băng tải phải được thiết kế sao cho không ảnh hưởng đến lái băng, dễ dàng tiếp cận bảo trì và tái căn chỉnh
Phương án 1: Căng băng tải bằng vít kéo
Nguyên lí làm việc: Người công nhân chỉ cần xiết đều bulong 2 bên nếu muốn căng đai Ngược lại nếu hạ đai thì người công nhân nới bulong ra
Hình 4.8: Căng băng tải bằng vít kéo Bảng 4.3: Ưu và khuyết điểm của vít kéo Ưu điểm Khuyết điểm
Để đảm bảo hiệu quả làm việc, công nhân cần thực hiện quy trình canh chỉnh đai hai bên một cách nhanh chóng và dễ dàng Việc căng đai đều đặn là rất quan trọng, bởi nếu không sẽ dẫn đến hiện tượng lệch đai trong thời gian dài.
Phương án 2: Căng băng tải bằng vít đẩy
Nguyên lí làm việc: Người công nhân chỉ cần xiết đều bulong 2 bên nếu muốn căng đai Ngược lại nếu hạ đai thì người công nhân nới bulong ra
Hình 4.9: Căng băng tải bằng vít đẩy
Bảng 4.4: Ưu và khuyết điểm của vít đẩy Ưu điểm Khuyết điểm
- Nhanh, gọn, dễ thực hiện - Cơ cấu chưa trơn tru lắp khi căng đai, còn hiện tượng cứng khi xiết bulông hoặc nới bulong do rãnh trượt nằm ngang
- Rãnh trượt căng đai nhanh mòn theo thời gian do chịu ma sát dẫn đến sai lệch về độ đồng tâm trục rulo sau này
- Người công nhân phải canh sao cho căng đai hai bên càng đều cằng tốt, nếu không về lâu dài sẽ gây ra hiện tượng lệch đai
Nhóm đã quyết định chọn phương án 1 để thiết kế cơ cấu căng đai cho băng tải, nhờ vào nhiều ưu điểm vượt trội, cơ cấu đơn giản, dễ dàng thao tác và điều chỉnh, cùng với khả năng hoạt động ổn định theo thời gian.
4.5.2 Bộ phận chứa và cấp nhân
Đảm bảo phôi được cấp đều và liên tục, không bị ứng động
Đảm bảo độ dẻo của phôi theo thời gian
Đảm bảo phôi không bị rơi văng ra băng tải
Đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm
Vật liệu inox 304 và nhựa thực phẩm
Phương án: Sử dụng phễu chứa và khuôn định hình nhân
Nguyên lý hoạt động của thùng chứa nhân là thiết kế theo dạng phễu với cấu tạo trục vít, giúp nén nhân vào khuôn định hình Quá trình này đảm bảo nhân được định hình đồng đều thông qua khuôn.
Hình 4.10: Phễu chứa và khuôn định hình nhân PA1
Bảng 4.5: Ưu và khuyết điểm của khuôn định hình nhân Ưu điểm Khuyết điểm
- Cấp phôi chính xác, liên tục, ổn định cho sản phẩm đều, đẹp và có năng suất cao
- Thành phẩm tạo thành có độ định hình tốt
- Dễ vệ sinh, đảm bảo an toàn thực phẩm
- Tốc độ cấp nhân không quá nhanh
- Quá trình hoạt động gây tiếng ồn
Cơ cấu hoạt động liên tục, ổn định
Bánh gấp đẹp, đúng hình dạng trước khi cuốn
Có thể điều chỉnh kích thước theo định lượng nhân
Phương án 1: Gấp bánh bằng xi lanh
Nguyên lý hoạt động của cơ cấu khớp trong việc gấp bánh là khi bánh di chuyển qua vị trí cảm biến, xi lanh sẽ được kích hoạt để tác động vào cơ cấu khớp Điều này khiến tấm gấp di chuyển theo biên dạng cung, gấp mép bánh theo khoảng cách đã được cài đặt.
Hình 4.11: Cấu tạo tay gấp bằng cơ Bảng 4.6: Ưu và khuyết điểm của cơ cấu ấp bánh bằng xi lanh Ưu điểm Khuyết điểm
– Gấp chính xác, cho sản phẩm đều, đẹp và có năng suất cao
– Có thể gấp được nhiều loại bánh tráng với độ dày và độ ẩm khác nhau
– Dễ vệ sinh, đảm bảo an toàn thực phẩm
– Khó chế tạo, căn chỉnh – Quá trình hoạt động gây tiếng ồn – Chi phí sản xuất cao
Phương án 2: Gấp bánh bằng hệ thống khí
Nguyên lý hoạt động của hệ thống khí là sắp xếp các ống khí dọc theo mép cần gấp và thanh chắn ngang trên mặt bánh Khi bánh di chuyển qua cảm biến, khí được thổi lên mép bánh, giúp mép bánh được gấp theo khoảng cách mong muốn, tương ứng với khoảng cách giữa hai thanh chắn.
Hình 4.12: Cơ cấu gấp bánh bằng khí Bảng 4.7: Ưu và khuyết điểm của cơ cấu ấp bánh hệ thống khí Ưu điểm Khuyết điểm
– Dễ chế tạo, vận hành
– Dễ vệ sinh, đảm bảo an toàn thực phẩm
– Quá trình hoạt động êm ái, không gây nhiều tiếng ồn
– Sản phẩm phụ thuộc nhiều vào chất lượng, độ dày bánh tráng
– Chỉ tối ưu với các loại bánh tráng mỏng và có độ ẩm ướt cao
– Chi phí cao vì phải dùng các bộ phần đi kèm khác như băng tải dạng lưới,…
Kết luận: Dựa vào yêu cầu kỹ thuật và các ưu nhược điểm của các phương án, nhóm chọn phương án 1
Kết cấu đơn giản, dễ tháo lắp, sữa chữa bảo trì
Đảm bảo kích thước sản phẩm sau khi cuốn
Đạt yêu cầu ngoại quan của sản phẩm
Đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm
Phương án 1: Sử dụng lưới inox
Nguyên lý hoạt động của hệ thống là cuốn sau định hình được băng tải đưa vào lưới Dưới sự chuyển động của cuốn và ma sát với lưới inox, cuốn sẽ xoay tròn nhờ vào lực ma sát tạo ra.
Hình 4.13: Lưới inox cuộn chả Bảng 4.8: Ưu và khuyết điểm của cơ cấu cuốn bánh bằng lưới inox Ưu điểm Khuyết điểm
– Chi phí chế tạo thấp, dễ dàng bảo trì và thay thế
– Khả năng làm việc liên tục, bền bĩ
– Không có khả năng điều chỉnh lực cuốn
– Năng suất trung bình, không thể cuốn nhiều sản phẩm cùng lúc
Phương án 2: Cơ cấu cuốn bánh được điều chỉnh lực bằng xilanh
Nguyên lý hoạt động của hệ thống cuốn băng tải là cuốn băng tải được đẩy vào cơ cấu, tạo ra chuyển động Dưới tác động của lực ma sát với cần điều chỉnh, cuốn sẽ xoay tròn Khi quá trình cuốn hoàn tất, xy lanh sẽ được kéo lên từ từ để sản phẩm thành phẩm có thể đi qua.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
Tính toán băng tải
- Các thông số đầu vào
Chiều rộng băng tải B: 420 mm
Công suất máy: 500-550 cuốn/giờ
Đường kính tang dẫn động D: 60 mm
Trọng lượng của cuốn chả giò: 58g
- Xác định vận tốc cần thiết của băng tải để đạt công xuất 520 cuốn/giờ
Với v là vận tốc của băng tải (m/s)
Khoảng cách từ vị trí cấp phôi bánh tráng tới cơ cấu cuốn là 1,741 m
Khoảng cách từ cơ cấu cuốn đến hết băng tải là 0,587 m
Khoảng cách giữa 2 lần cấp phôi bánh tráng là 900mm tương đương khoảng thời gian khoảng 5s/cái
- Tính toán thời gian hoàn thành 1 cuốn chả giò:
+ Thời gian từ khi cấp phôi bánh tráng đến khi đi tới cơ cấu cuốn là: t1= ,
+ Thời gian thực hiện quy trình cuốn là: t2 = ,
Khi thực hiện quy trình cuốn, chả giò di chuyển chậm do ma sát với lưới, giúp cuộn tròn một cách hiệu quả Thời gian cần thiết cho quá trình này được ước tính thêm.
2 (s) Ước tính dựa trên tham khảo các thiết bị tương tự
+ Tổng thời gian để hoàn tất việc cuốn 1 cái chả giò đầu tiên là: tđt = t1 + t2 = , + , + 2
+ Thời gian để cuốn các chả giò tiếp theo là: ttt = , + 2
Vận tốc băng tải cần thiết để đặt được công xuất 520 cuốn/giờ là:
v = 0,18 m/giây + vậy ta có vận tốc cần thiết của băng tải là 0,18 m/giây
- Xác định tải trọng trên mét dài
Trọng lượng vật liệu có ích trên một mét dài của băng tải: Do bánh được cấp lên băng truyền bằng cách thủ công nên ta có 𝑞 𝑣𝑙 = 58 (g/m) = 0,058 (Kg/m)
Trọng lượng một mét dài băng tải được tính theo công thức sau:
Trong đó: 𝑞 𝑏 – Trọng tải phân bố của băng tải (kG)
Ta chọn tấm băng tải PVC dày 1mm dành cho thực phẩm, khối lượng riêng của tấm băng là 3.3 (𝑘𝐺/𝑚 2 )[3]
- Xác định lực cản chuyển động và lực kéo căng băng tải
Hình 5.1: Biểu đồ lực căng băng tải [1]
Chia chu tuyến băng thành bốn đoạn riêng biệt từ điểm 1 đến điểm 4, mỗi đoạn có các dạng lực cản khác nhau Bắt đầu từ điểm 1, lực căng 𝑆1 là nhỏ nhất.
1 có lực căng tại nhánh ra của tang dẫn động: 𝑆 1 = 𝑆 𝑟𝑎
+ Lực cản chuyển động ở đoạn 1-2 là nhánh có tải:
= (0,058+1,386 ) x 2,268 x 0,5 = 1,6375 kG Trong đó: 𝑞 𝑏 – trọng tải phân bố của băng tải (kg/m)
𝑞 𝑣𝑙 – Trọng tải phân bố của vật liệu (kg/m)
𝐿 1−2 – chiều dài đoạn 1-2 của băng (m)
𝑓 – hệ số ma sát, 𝑓 = 0,5 + Lực cản của 2 rulo ép tạo nếp:
Trong đó: m – khối lượng của một rulo, m =0,5 (𝑘𝐺)
𝑓 – hệ số ma sát, 𝑓 = 0,5 + Tổng lực cản trên nhánh tải:
𝑊 1−2 + 𝑊 é𝑝 = 1,6375 + 0,5 = 2,137(𝑘𝐺) + Lực kéo căng tại điểm 2:
+ Lực cản chuyển động ở đoạn 2-3:
+ Lực kéo căng tại điểm 3:
𝑆 3 = 𝑆 2 + 𝑊 2−3 = 1,07(𝑆 1 + 2,137) (𝑘𝐺) + Lực cản chuyển động ở đoạn 3-4 là nhánh không tải:
𝑊 3−4 = 𝑞 𝑏 × 𝐿 3−4 × 𝑓 = 1,386 x 2,268 x 0,5= 1,571 (kG) (2.33) [1] Trong đó: 𝑞 𝑏 – trọng tải phân bố của băng tải (kg/m)
𝐿 1−2 – chiều dài đoạn 3 - 4 của băng (m)
𝑓 – hệ số ma sát, 𝑓 = 0,5 + Lực kéo căng tại điểm 4
+ Theo (bảng 2.1)[1] , khi 𝛼 = 180° ; 𝑓 = 0,4 ; 𝑒 𝑓𝛼 = 3,51 ta có:
𝑆 4 = 𝑆 max + Lực cản ở tang dẫn động không tính đến cản trong ổ trục xác định theo công thức
𝑊 𝑑𝑑 = 0,03(𝑆 𝑣à𝑜 + 𝑆 𝑟𝑎 ) = 0,03 × (5,551 + 1,581) = 0,214 (kG) (2.44)[1] + Lực kéo tính theo công thức
- Tính toán bộ dẫn động
+ Số vòng quay của tang trong 1 phút: n = = , , , = 58,465 vòng/phút
Trong đó: v – vận tốc chuyển động của băng chuyền (m/giây) k – hệ số trượt; k= 0,98÷0,99
D – đường kính của tang (puly) (m) + Công suất cần thiết của động cơ theo công thức
, ≈ 0,01 kw = 10w Trong đó: 𝜂 brc – hiệu suất bộ truyền bánh răng côn
+ Lực kéo ở trạm kéo căng xác định theo công thức (3.14)[1], cho rằng nhánh băng song song:
T là sơ bộ tổn thất do chuyển động của con trượt trong vít kéo căng là T = 15 kG
𝑘 là hệ số tổn thất khi có tang nghiên, do không có tang nghiên nên ta lấy k = 1
+ Lực kéo trong 1 vít được xác định theo công thức
Chọn sơ đồ trạm kéo căng kiểu vít chịu kéo với tải trọng P Đối với hệ mét, ren vít M12 có đường kính trong 𝑑1 = 10,2 𝑚𝑚 là lựa chọn phù hợp.
+ Ứng suất kéo tại mặt cắt vít
+ Số vòng ren vít trong đai ốc
Trong đó: [P] – Áp suất đơn vị cho phép (kg/cm 2 )
+ Chiều cao cần thiết của đai ốc là
H = 𝑧 𝑠 = 2 × 1,75 = 3,25 (𝑚𝑚) Trong đó: s – bước ren (mm)
Ta chọn đai ốc tiêu chuẩn với ren M12 có chiều cao là 12mm
5.1.2 Tính toán lựa chọn động cơ băng tải
5.5.1 Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền:
Để đáp ứng yêu cầu công suất 10W và tốc độ 58,465 vòng/phút cho trục tang băng tải, chúng ta có thể lựa chọn động cơ 5RK60A-AW2U của hãng Oriental Motor với công suất 60W và tốc độ 1500 vòng/phút.
- Ta có tỉ số truyền chung là: 𝑖 = , ≈ 26
- Tra thông tin của hãng Oriental Motor[4] ta chọn hộp giảm tốc 5GE25RH có tỉ số truyền của hộp số là: uh = 25.[4]
- Vậy ta có số vòng quay thực tế của trục băng tải là: n = = = 60 (vòng/phút)
- Vận tốc thực tế của băng tải là:
- Công suất trên các trục:
Ta có công suất cần thiết của động cơ là 𝑃𝑐𝑡 = 10 (𝑊)
- Momen xoắn trên trục băng tải
5.1.3 Tính toán và kiểm nghiệm trục
Sơ đồ đặt lực chung của hộp số vuông góc
Hình 5.2: Sơ đồ đặt lực chung của hộp số vuông góc
- Ta tra thông tin của hãng Oriental Motor[4] hộp giảm tốc 5GE25RH ta có:
Trục chịu tải trọng trung bình thường được sản xuất từ vật liệu inox 304, đảm bảo yêu cầu vệ sinh an toàn thực phẩm Inox 304 có cơ tính vượt trội, phù hợp với các ứng dụng yêu cầu độ bền và khả năng chống ăn mòn.
Ứng suất xoắn cho phép: [𝜏] = 15 ÷ 30 Mpa
- Tính các phản lưc tại tại băng tải:
- Biểu đồ mômen của trục băng tải:
Hình 5.3: Biểu đồ nội lực trục tang băng tải
- Phương trình cân bằng mômen:
+ Xét yOz: YB và YD
MD=0 -Fr2.775+FyB.670+Ma2 = 0 => FyB = 278,881 N Fy=0 Fr2 - FyB -FyD = 0 => FyD = 28,881 N + Xét xOz: XB và XD
MD=0 Ft2.775-FxB.670-Ft.335 = 0 => FxB = 622,295 N Fx=0 Ft2 – FxB- Ft +FxD = 0 => FxD = 113,228 N
- Xác định đường kính trục:
+ Mômen uốn Mj tại các tiết diện j:
+ Mômen tương đương Mtdi tại các tiết diện i:
+ Đường kính các đoạn trục tính theo (10.17)[2], tra bảng 10.5 [2] trang 195 Chọn [σ]X (MPa)
Ta chọn đường kính các đoạn trục theo dãy tiêu chuẩn bảng 10.5 [2] trang 195:
Kiểm nghiệm độ bền mỏi
Để đảm bảo độ bền của trục, cần xem xét tiết diện có momen tương đương lớn nhất tại điểm B Hệ số an toàn tại tiết diện nguy hiểm nhất phải thỏa mãn các điều kiện cần thiết.
Trong đó: [𝑠] là hệ số an toàn cho phép, [𝑠] = (1,5 ÷ 2,5)
𝑠 , 𝑠 : hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiết diện j
Trong đó: 𝜎 ,𝜏 là giới hạn mỏi uốn xoắn tương ứng với chu kì đối xứng
Với thép inox 304 ta có:
⇒ 𝜏 = 0,58 𝜎 = 0,58.280,25 = 162,55 (𝑀𝑃𝑎) + Với 𝑊 , 𝑊 là mômen cản uốn và mômen cản xoắn tại tiết diện j của trục, được xác định theo bảng 10.6 [2] trang 196 Đoạn trục tiết diện tròn:
+ Các trục của hộp giảm tốc đều quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng Do đó 𝜎 được tính theo công thức 𝜎 = 𝜎 = , 𝜎 = 0
𝜎 = , = 40,353 (MPa) ; 𝜎 = 0 + Theo công thức 10.23 [2] trang 196 khi trục quay 1 chiều thì ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động 𝜏 = 𝜏 =
𝜏 = 𝜏 , = 0,249 (MPa) + 𝜓 , 𝜓 là hệ số kể đến sự ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến sự bền mỏi
+ 𝐾 , 𝐾 - hệ số Xác định theo công thức (10.25), (10.26) [1] trang 197
Hệ số tập trung ứng suất (K) phụ thuộc vào phương pháp gia công và độ nhẵn bề mặt Theo bảng (10.8) [2] trang 197, khi chọn phương pháp gia công tiện với độ nhẵn bề mặt R trong khoảng (2,5 ÷ 0,63) và ứng suất σ là 515 MPa, ta có K = 1 Điều này cho thấy không áp dụng các phương pháp tăng cường độ nhẵn bề mặt.
Bảng 10.10 [2] trang 198 cung cấp các giá trị của 𝜀, hệ số kích thước ảnh hưởng đến giới hạn mỏi của tiết diện trục Do vị trí lắp ổ lăn, bề mặt trục lắp trung gian được xác định Chúng ta chọn kiểu lắp k6 theo Bảng 10.11 [2] với 𝜎 = 515 (𝑀𝑃𝑎) và d.
+ Thay các giá trị trên vào công thức (10.20), (10.21) [2] trang 195, ta có:
Thỏa mãn độ bền mỏi
Kiểm nghiệm độ bền tĩnh
Để phòng ngừa nguy cơ biến dạng dẻo quá mức hoặc hư hỏng do tải trọng đột ngột, như khi khởi động máy, cần thực hiện kiểm nghiệm độ bền tĩnh cho trục.
- Công thức kiểm nghiệm có dạng như sau:
𝜏 = , công thức (10.29) [1] trang 200 [𝜎] ≃ 0,8 𝜎 công thức (10.30) [1] trang 200
Với: 𝑀 , 𝑇 (𝑁 𝑚𝑚) là mômen uốn lớn nhất và mômen xoắn lớn nhất tại tiết diện nguy hiểm lúc quá tải
𝜎 - giới hạn chảy của vật liệu trục (𝑀𝑃𝑎) = 205 (MPa)
- Dựa vào biểu đồ nội lực ta thấy ở trục tiết diện nguy hiểm nhất về xoắn và uốn là tiết diện tại vị trị lắp ổ lăn B
Thỏa mãn độ bền tĩnh.
Chọn và tính kiểm nghiệm then
- Mối ghép then tại các vị trí lắp đường kính trục ∅17
- Tra bảng 9.1a trang 173[2] với đường kính 17mm tại bánh răng ta chọn then:
Bảng 5.1: Bảng thông số then Đường kính trục d
Kích thước tiết diện then Chiều sâu rãnh then Bán kính góc lượn của rãnh r b h Trên trục t1 Trên lỗ t2 Nhỏ nhất Lớn nhất
Hình 5.5: Bảng thông số ren tiêu chuẩn
+ [𝜎 𝑑 ] - Ứng suất dập cho phép, tra bảng 9.5 trang 178[2], [𝜎 𝑑 ] = 100 (𝑀𝑃𝑎)
+ [𝜏 𝑐 ] - Ứng suất cắt cho phép, [𝜏 𝑐 ] = 87 (𝑀𝑃𝑎)
+ 𝑇 – Lấy momen xoắn lớn nhất tại tiết diện ∅17, 𝑇 = 1528 (𝑁 𝑚𝑚)
Kiểm tra độ bền then:
Theo công thức (9.1), (9.2) [2] trang 173, điều kiện bền dập và điều kiện cắt:
𝜎 = ( )≤ [𝜎 ]; 𝜏 ≤ [𝜏 ] Trong đó: 𝜎 ,𝜏 - ứng suất dập và ứng suất cắt tính toán (MPa) d - đường kính trục (mm)
T - mômen xoắn trên trục (N.mm) lt, b, h, t - kích thước then (mm)
Then đủ điều kiện bền.
Chọn và tính kiểm nghiệm ổ bi
Đường kính trục tại tất cả các ổ bi được xác định là 25mm, đảm bảo tính đồng nhất Để đảm bảo hiệu suất tối ưu, chúng ta tiến hành tính toán và lựa chọn kiểm nghiệm tại ổ có lực hướng tâm lớn nhất Lực hướng tâm được xác định tại vị trí các ổ đũa côn.
+ Với tải trọng va đập nhẹ và chỉ có lực hướng tâm, chọn ổ bi đỡ một dãy cho 2 gối đỡ lần lượt là B, D có đường kính trong là 25 (mm)
Chọn ổ bi đỡ trục của hãng ASAHI có mã KFL005 [5]
Hình 5.6: Hình ảnh và bảng thông số ổ bi đỡ trục hãng ASAHI có mã KFL005
Kiểm định khả năng tải của ổ lăn
- Khả năng tải động của ổ được tính theo công thức (11.1) [2] trang 213:
𝐶 = 𝑄 √𝐿 < 𝐶 Trong đó: m là bậc của đường cong mỏi khi thử về ổ lăn, chọn ổ bi nên 𝑚 = 3
L là tuổi thọ ổ lăn; 𝐿 = = = 64,8 (triệu vòng) Với Lh là tuổi thọ của ổ lăn của hộp giảm tốc tính bằng giờ
Q là tải trọng động quy ước (kN); 𝑄 = (𝑋 𝑉 𝐹 + 𝑌 𝐹 ) 𝑘 𝑘 Với 𝐹 , 𝐹 là tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục
V là hệ số kể đến vòng nào quay, V = 1 vì vòng trong quay
𝑘 là hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ, 𝑘 = 1 vì nhiệt độ làm việc < 105°C
𝑘 là hệ số kể đến đặc tính tải trọng, theo bảng 11.3 [1] trang 215
X là hệ số tải trọng hướng tâm (bảng 11.4) [2], X = 1
Y là hệ số tải trọng dọc trục (bảng 11.4) [2], Y = 0
𝑄 > 𝑄 nên lấy giá trị 𝑄 để tính, 𝑄 = 𝑄 = 681,927(𝑁) = 0,681 (KN)
Ổ lăn thỏa mãn khả năng tải động
Kiểm định khả năng chịu tải tĩnh của ổ lăn
Khả năng tải tĩnh tính theo công thức 11.18 trang 221[2]
𝑄𝑡 ≤ 𝐶0 Trong đó: 𝑄𝑡 – tải trọng quy ước (kN)
𝐶0 – khả năng chịu tải tĩnh, tra bảng phụ lục ổ lăn Tải trọng tĩnh quy ước trên các ổ theo công thức 11.19 và 11.20 [2]:
𝑄𝑡 = 𝑋𝑜Fr + 𝑌𝑜Fa = 0,6 × 681,927 + 0,5 × 0 = 459,156 (𝑁) = 0,459 (𝑘𝑁) Tra bảng 11.6 trang 221[2] đối với ổ bi đỡ 1 dãy ta được Y0 = 0,5 X0 =0,6
Ổ lăn thỏa mãn khả năng tải tĩnh
Phân tích cơ cấu lật mép trên
- Vị trí: Phía sau khuôn cấp nhân, trước cơ cấp cán mép bên
- Vật liệu và cấu tạo:
Tấm lật là bộ phận chính được chế tạo từ inox dày 1mm, có hình dạng giống cái xúc với các góc chấn lần lượt là 170° và 145°.
Thanh cốt làm từ inox tròn đặc có đường kính 25mm được tiện 2 đầu đường kính 15mm để lắp ghép (lắp ghép gì) với 2 ổ bi KFL002
Tấm đỡ được chấn theo biên dạng L từ inox dày 3mm, đảm bảo khả năng chịu tải cho kết cấu
Chốt điều chỉnh có cấu tạo từ thanh ren M5, có thể điều chỉnh khối lượng bằng cách vặn thêm bulong
Bánh tráng hoạt động bằng cách di chuyển qua băng tải sau khi được cấp nhân Thiết kế đặc biệt của tấm lật giúp phần đầu tỳ nhẹ vào băng tải, khi bánh đi qua, phần mũi sẽ tự động được đẩy lên tấm lật Dưới tác động của băng tải và cơ cấu nâng lên, mép trên của bánh sẽ được lật lại, che phủ nhân bên trong.
Hình 5.7: Cơ cấu lật mép trên
Hình 5.8: Tấm lật trong cơ cấu lật mép trên
Phân tích cơ cấu cán mép bên
- Vị trí: Phía sau cơ cấu lật mép trên, trước cơ cấp lật mép bên
- Vật liệu và cấu tạo:
Trục lăn được chế tạo từ nhựa POM thực phẩm, có thiết kế rỗng với đường kính 32mm, phù hợp để lắp ghép với ổ bi 6201 SKF Bên ngoài, trục lăn có cấu trúc dạng bậc với hai kích thước là 54mm và 50mm.
- Thanh cốt làm từ inox tròn đặc có đường kính 12mm, lắp với 2 ổ bi 6201 SKF (ID 12mm; OD 32mm)
Phần đầu được gia công ren M10 với nhằm cố định với tấm đỡ
- Tấm đỡ được chấn theo biên dạng L từ inox dày 3mm, đảm bảo khả năng chịu tải cho kết cấu
Trục lăn được lắp cố định để bề mặt trụ phi 54mm tiếp xúc với băng tải, giúp trục lăn xoay theo khi băng tải quay Cấu tạo với kích thước phi 54mm và 50mm khiến bánh tráng bị ép thành độ dày khoảng 2mm, điều này hỗ trợ hiệu quả cho cơ cấu lật mép bên hoạt động.
Hình 5.9: Cơ cấu lật cán mép bên
Phân tích và chọn xy lanh
- Chức năng: đẩy theo hướng từ dưới lên, tác động vào cơ cấu gấp làm cho cơ cấu xoay
180 0 để lật mép bên của chả giò
- Yêu cầu kỹ thuật: đảm bảo việc đẩy tấm gấp chính xác và kéo về đúng vị trí ban đầu
- Vị trí: gắn vào tay đòn liên kết với tấm gấp
Hành trình cần thiết: 60 (mm)
Tổng khối lượng các vật cẩn đẩy: m = 0,2 (kg)
Áp suất cấp vào: P = 6 (bar)
Xác định lực cần thiết để đẩy tấm gấp cạnh bên
Hình 5.10: Khối lượng của kết cấu gấp tính theo inventor
Hình 5.11: Sơ đồ phân bố lực tác dụng lên tấm gấp
- Theo định luật II Newton tổng quát cân bằng lực theo phương thẳng đứng ta có:
𝐹⃗ − 𝑃⃗ = 0 Trong đó: F: lực đẩy của xy lanh (N)
- Từ công thức trên ta có: 𝐹⃗ = 𝑃⃗ = 𝑚 × 𝑔 = 0,266 × 9,8 = 2,6 𝑁
Xác định thông số của xy lanh
Để đẩy tấm gấp nếp trong thiết kế, hành trình cần thiết là 60mm, vì vậy chúng ta cần chọn xilanh có hành trình ≥60mm Sau khi tra cứu thông tin trên website của hãng JELPC, chúng tôi đã lựa chọn xilanh JELPC DN25x60SCA với hành trình đúng 60mm.
Hình 5.12: Hành trình cần thiết của xi lanh trong cơ cấp gấp nếp
- Lực tác động của xylanh: 𝐹 = ⋅ 𝐷 ⋅ 𝑃 [9] = ⋅ 2,5 ⋅ 6 = 29,4 N
Trong đó: F: lực của xylanh (N)
P: áp suất khí nén cấp vào (kg/cm 2 ) D: Đường kính trong của xilanh
Dựa trên các số liệu đã tính toán, lực tác dụng của xylanh đạt 29,4N, lớn hơn F 2,6N Hành trình của xylanh là 60mm Với các điều kiện thực tế và lợi ích kinh tế, chúng ta quyết định chọn xylanh JELPC DN25x60SCA.
Bảng 5.2: Bảng thông số của xilanh JELPC DN25x60SCA
Model DN25x60SCA Đường kính trong 25 mm
Hành trình 60 mm Áp suất làm việc 0.15 - 1.0 MPa (1.5 - 10 bar)
Nhiệt độ hoạt động 20°C đến 70°C
Tốc độ hoạt động 30 - 800 mm/s
Kích thước cổng ren 10mm Đệm giảm chấn Variable
Phân tích chọn cảm biến
Cảm biến hồng ngoại (IR sensor) là thiết bị tự động hoạt động dựa trên nguyên tắc điện tử điện dung, dùng để đo và phát hiện bức xạ hồng ngoại, loại ánh sáng mà mắt người không nhìn thấy được Bất kỳ vật thể nào có nhiệt độ trên 50°C đều phát ra bức xạ hồng ngoại, với cảm biến được thiết kế để xác định các vật thể có nhiệt độ lớn hơn 5 độ K và có độ nhạy cao Hiện nay, cảm biến hồng ngoại được phân loại thành hai loại chính.
Cảm biến chủ động (AIR) bao gồm diode phát sáng (LED) và máy thu, hoạt động bằng cách phát ra ánh sáng hồng ngoại khi có vật thể đến gần Ánh sáng này sẽ phản xạ trở lại từ vật thể và được máy thu nhận diện Công nghệ này thường được ứng dụng trong các hệ thống phát hiện chướng ngại vật, chẳng hạn như trong robot.
Cảm biến hồng ngoại thụ động (PIR) là thiết bị chỉ có khả năng phát hiện bức xạ hồng ngoại từ các vật thể như người, động vật hoặc nguồn nhiệt mà không phát ra bức xạ nào Khi phát hiện bức xạ, cảm biến sẽ chuyển tín hiệu thành báo động, do đó được gọi là thụ động Thiết bị này hoạt động dựa trên nguyên tắc cảm biến ánh sáng và có cấu tạo tương tự như cảm biến ánh sáng.
Hình 5.13: Cảm biến vật cán hồng ngoại
- Cấu tạo cảm biến hồng ngoại bao gồm các chi tiết sau:
+ Đèn led hồng ngoại - thiết bị phát ra nguồn sáng hồng ngoại
+ Máy dò hồng ngoại - thiết bị nhận tín hiệu và phát hiện bức xạ hồng ngoại phản xạ trở lại
+ Điện trở - Thiết bị có tác dụng cản trở cường độ dòng điện quá lớn chạy quá đèn led làm hệ thống chập cháy
Dây điện đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối các thành phần của cảm biến hồng ngoại, giúp thiết bị hoạt động ổn định Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại khá đơn giản: mọi vật thể đều phát ra bức xạ hồng ngoại với cường độ khác nhau Khi có người hoặc vật thể di chuyển qua cảm biến, tín hiệu hồng ngoại sẽ được thu nhận và chuyển đến mạch xử lý, từ đó kích hoạt các chức năng điều khiển hoặc báo động khi cần thiết.
- Chọn cảm biến quang E3Z-LL61:
Hình 5.14: Cảm biến quang E3Z-LL61 Bảng 5.3: Thông số cảm biến quang E3Z-LL61 Tên sản phẩm Cảm biến quang E3Z-LL61 2M Omron
Khoảng cách phát hiện 20-40cm Điện áp cung cấp 12-24VDC
Chế độ hoạt động Light ON/Dark ON
Có 3 vị trí đặt cảm biến trên máy
Hình 5.15: Đánh dấu vị trí đặt cảm biến trên máy
- Vị trí 1: Đặt cách đầu băng tải 60 mm để nhận diện bánh tráng, kích hoạt cơ cấu cấp nhân
Cảm biến được lắp đặt ở vị trí 2 và 3, cách băng tải 150 mm, ngay trước cơ cấu gấp mép bên Chúng có nhiệm vụ nhận diện bánh tráng và kích hoạt cơ cấu gấp mép hiệu quả.
Phân tích cơ cấu cuốn bánh
- Vị trí: Phía sau cơ cấu lật mép bên
- Vật liệu và cấu tạo:
Lưới được làm từ inox 304, được cố định bằng bulong với tấm giữ lưới
Trục cố định làm từ inox tròn đặt phi 20mm dài 511mm, gia công phẳng một đoạn 350mm sâu 2mm ở giữa để cố định với tấm giữ lưới inox
Tấm đỡ được chấn theo biên dạng L từ inox dày 3mm, đảm bảo khả năng chịu tải cho kết cấu
Băng tải hoạt động bằng cách di chuyển chả giò đã được lật hai mép bên hoàn chỉnh qua cơ cấu cuốn Sự kết hợp giữa chuyển động của băng tải, lực ma sát và lực ép nhẹ từ lưới inox giúp cuộn chả xoay và tiến về phía trước Quy trình cuốn diễn ra trong khoảng cách 400mm, đảm bảo cuốn chả gọn gàng và chắc chắn.
Kiểm tra độ bền cho khung máy
Ứng dụng phần mềm Inventor tiến hành kiểm tra độ bền cho kết cấu khung đỡ toàn bộ hệ thống
Hình 5.17: Máy được thiết kế trong phần mềm Inventor
Tổng khối lượng các bộ phận đặt lên khung khoảng ~156kg khi chuyển sang lực (N) tác dụng vào khung máy khoảng 1530 N
Hình 5.18: Khối lượng của những bộ phận đặt trên khung máy tính theo Inventor
Hình 5.19: Kết cấu khung thiết kế trong phần mềm Inventor
Hình 5.20: Phương chiều lực tác dụng lên khung máy
Hình 5.21: Kết quả mô phỏng chuyển vị của khung máy ở trang thái tĩnh
Kết quả từ hình 5.21 cho thấy chuyển vị lớn nhất của khung ở trạng thái tĩnh là 2,1 mm, điều này không ảnh hưởng đáng kể đến các vị trí tương quan và chức năng của máy.
Hình 5.22: Kết quả mô phỏng ứng suất của khung máy ở trạng thái tĩnh
So sánh ứng suất lớn nhất tác dụng lên khung với ứng suất của inox 304 σmax = 54,04 MPa < [σb] = 520 Mpa
Khung máy trong trạng thái tĩnh có độ bền cao, đủ khả năng chịu tải trọng từ các bộ phận máy Kết luận từ quá trình kiểm nghiệm cho thấy thiết kế khung máy đảm bảo độ bền cần thiết, giúp máy luôn vận hành ổn định.
CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM
Giới thiệu chung
Máy cuốn chả giò hầu hết được làm từ inox 304 có khối lượng khoảng 184kg (tính theo phần mềm Inventor) Có cấu tạo gồm 6 bộ phận chính:
- Cơ cấu gấp mép trên (3)
- Cơ cấu cán 2 mép bên (4)
- Cơ cấu lật 2 mép bên (5)
Trong thiết kế, chúng tôi ưu tiên sử dụng inox hộp tiêu chuẩn và inox tấm gia công chấn có sẵn trên thị trường để giảm thiểu gia công, từ đó tối ưu hóa chi phí Các chi tiết trong cơ cấu được kết nối bằng bulong, đảm bảo độ chắc chắn và dễ dàng tháo lắp.
Hình 6.1: Máy cuốn được thiết kế trong phần mềm Inventor
Chế tạo khung máy
Hình 6.2: Khung máy được thiết kế trong phần mềm Inventor Bảng 6.1: Bảng quy trình chế tạo khung máy
Mô tả Quy trình gia công
Inox hộp Cắt, hàn, tẩy acid mối hàn
Inox tấm Cắt, chấn, hàn, tẩy acid mối hàn
Phụ kiện cửa, chân đỡ Hàn, lắp bulong
Hình 6.3: Cắt và hàn khung máy
Hình 6.4: Tấm inox chấn và khung đã hoàn thiện
Chế tạo băng tải
Hình 6.5: Băng tải được thiết kế trong phần mềm Inventor
Bảng 6.2: Bảng quy trình chế tạo khung máy
Mô tả Quy trình gia công
Inox hộp Cắt, hàn, tẩy acid mối hàn
Inox tấm Cắt, chấn, hàn, tẩy acid mối hàn
Phụ kiện ổ bi, động cơ, băng tải Lắp ráp bulong
Hình 6.6: Gia công chế tạo và lắp ráp băng tải
Chế tạo cơ cấu lật mép trên
Hình 6.7: Cơ cấu lật mép trên được thiết kế trong phần mềm Inventor Bảng 6.3: Bảng quy trình chế tạo cơ cấu lật mép trên
Mô tả Quy trình gia công
Inox tròn đặt Gia công
Inox tấm Cắt, chấn, hàn, tẩy acid mối hàn
Phụ kiện ổ bi, núm điều chỉnh Lắp ráp bulong
Hình 6.8: Các bộ phận của cơ cấu lật mép trên
Hình 6.9: Lắp ráp và điều chỉnh cơ cấu
Chế tạo cơ cấu cán mép
Hình 6.10: Cơ cấu cán mép được thiết kế trong phần mềm Inventor
Bảng 6.4: Bảng quy trình chế tạo cơ cấu cán mép
Mô tả Quy trình gia công
Inox tròn đặt Gia công
Inox tấm Cắt, chấn, hàn, tẩy acid mối hàn
Con lăn nhựa Gia công
Phụ kiện ổ bi, phe cài Lắp ráp bulong
Hình 6.11: Gia công chế tạo và lắp ráp bộ phận cán mép 6.3 Chế tạo lật 2 mép bên
Hình 6.12: Cơ cấu lật mép bên được thiết kế trong phần mềm Inventor
Bảng 6.5: Bảng quy trình chế tạo cơ cấu 2 mép bên
Mô tả Quy trình gia công
Inox tấm Cắt, chấn, hàn, tẩy acid mối hàn, lắp bulong
Phụ kiện ổ bi, xy lanh Lắp ráp bulong
64 Hình 6.13: Gia công chế tạo và lắp ráp bộ phận gấp mép bên
Chế tạo cơ cấu cuốn
Hình 6.14: Cơ cấu cuốn được thiết kế trong phần mềm Inventor
Bảng 6.6: Bảng quy trình chế tạo cơ cấu cuốn
Mô tả Quy trình gia công
Inox tròn đặt Cắt, gia công, lắp ráp
Inox tấm Cắt, chấn, hàn, tẩy acid mối hàn, lắp bulong
Lưới inox Mua sẵn, lắp ráp
Hình 6.15: Các chi tiết của cơ cấu cuốn trước khi lắp ráp
Hình 6.16: Lắp ráp bộ phận cuốn bánh.
Quy trình lắp ráp máy cuốn chả giò
Với cấu tạo gồm 6 phần chính và liên kết giữa các bộ phần là liên kết bulong nên việc lắp ráp khá đơn giản:
- Bước 1: Đặt khung máy ở vị trí có không gian rộng, thuận tiện di chuyển và lắp ráp
Để lắp đặt băng tải, trước tiên bạn cần đặt khung băng tải lên khung máy Tiếp theo, tiến hành lắp ráp và kết nối hai bộ phận bằng liên kết bulong Cuối cùng, lắp băng tải vào khung và canh chỉnh cho phù hợp.
- Bước 3: Lắp ráp cơ cấu gấp mép trên vào khung băng tải bằng liên kết bulong, cân chỉnh núm vặn điều chỉnh cơ cấu phù hợp
- Bước 4: Lắp ráp cơ cấu cán 2 mép bên vào khung băng tải bằng liên kết bulong, canh chỉnh cho 2 con lăn thẳng hàng, đồng trục tương đối
- Bước 5: Lắp ráp cơ cấu gấp 2 bên Cơ cấu được đặt bên dưới băng tải, được lắp bằng bulong với khung máy
- Bước 6: Lắp ráp cơ cấu cuốn vào khung băng tải bằng liên kết bulong Lắp lưới inox và đặt vào vị trí phù hợp
Hình 6.17: Máy sau khi lắp ráp hoàn chỉnh các tất cả các cơ cấu
Thiết kế bộ điều khiển
Bảng 6.7: Bảng các thiết bị điện
STT Tên thiết bị Hình ảnh Chức năng Số lượng
1 CB tép Đóng ngắt nguồn cấp điện, bảo vệ hệ thống dẫn điện khi có sự cố
Kiểm soát dòng điện lớn, đảm bảo an toàn cho các tải điện nặng như động cơ và máy móc
4 Nút nhấn xanh (Start) Khởi động máy 1
6 Đèn tín hiệu màu đỏ + đỏ
Báo máy đang hoạt động
7 Bộ chỉnh tốc của động cơ Điều chỉnh tốc độ của các động cơ 1
Chuyển tiếp và bảo vệ tín hiệu điệ
PCL Điều khiển tự động thực hiện các nhiệm vụ điều khiển và giám sát
Biến đổi nguồn điện xoay chiều (220VAC) thành nguồn điện một chiều
Kết nối dây điện trong hệ thống điện 2
12 Van điện từ khí nén 5/2, 1 coil Điều khiển và chuyển hướng dòng khí nén
Phát hiện vị trí và truyền tính hiệu 3
14 Tủ điện Chứa các thiết bị điện 1
Hình 6.18: Tủ điện và các thiết bị điện tử sau khi lắp đặt
Hình 6.19: Lưu đồ giải thuật
Hình 6.20: Sơ đồ mạch điện
Hình 6.21: Sơ đồ khí nén Biều đồ trạng thái xilanh:
Hình 6.22: Biểu đồ trạng thái xilanh
- CB đóng ngắt nguồn điện
- Nút khởi động máy Start
- Nút dừng khẩn cấp E-Stop Đầu ra:
- Đèn báo máy đang hoạt động
- Van điện từ khí nén
Nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển:
Để cấp nguồn cho toàn bộ mạch, trước tiên cần đóng cầu dao (CB) và nhấn nút Power để cung cấp điện cho PLC và động cơ trộn nhân Sau đó, nhấn nút Ready để cấp nguồn cho relay K1 Khi relay K1 có điện, nó sẽ đóng các tiếp điểm thường mở, tự duy trì hoạt động và cung cấp điện cho động cơ băng tải.
Khi cuốn chả giò đi qua cảm biến 3, tiếp điểm thường mở X3 trong PLC được cấp nguồn, kích hoạt van khí nén Y5, làm cho xilanh A di chuyển ra ngoài để gấp nếp bên phải của bánh tráng Sau khi cuốn chả hoàn toàn đi qua, tiếp điểm X3 trở về trạng thái thường mở, nhưng van khí nén Y5 vẫn được cấp nguồn, khiến xilanh A quay trở lại vị trí ban đầu, hoàn thành quá trình gấp nếp bên phải.
Khi cuốn chả giò đi qua cảm biến 4, tiếp điểm thường mở tại X4 trong PLC được cấp nguồn, dẫn đến việc cung cấp năng lượng cho van khí nén Y6, làm cho xilanh B di chuyển ra ngoài để gấp nếp bên trái của bánh tráng Sau khi cuốn chả hoàn toàn đi qua, tiếp điểm X4 trở về trạng thái thường mở, nhưng van khí nén Y6 vẫn được cấp nguồn, khiến xilanh B quay trở lại vị trí ban đầu, hoàn thành quá trình gấp nếp bên trái.
- Nhấn nút E-stop để dừng máy
Các bước vận hành máy
Để chuẩn bị cho việc làm chả giò, bước đầu tiên là kiểm tra tổng quan máy và lau sạch tất cả các bề mặt chi tiết tiếp xúc với nguyên liệu Sau đó, cần quét dầu lên các bề mặt khuôn tiếp xúc với nhân để hạn chế độ dính, giúp quá trình làm chả giò diễn ra thuận lợi hơn.
Bước 3: Cho nhân vào thùng chứa – trộn nhân
Bước 4: Chuẩn bị bánh tráng và ngồi vào vị trí sẵn sàng
Bật máy và cấp bánh tráng, sau đó quan sát quá trình cấp nhân và cuốn bánh Bạn có thể điều chỉnh các thông số để đảm bảo quá trình diễn ra theo ý muốn.
Bước 6: Khi cuốn xong, tắt máy kiểm tra sản phẩm
Bước 7: Vệ sinh máy sau khi sử dụng
Tiến hành thực nghiệm
Cơ cấu băng tải và gấp bánh đóng vai trò quan trọng trong việc xác định tốc độ băng tải, hành trình của các xy lanh và vị trí của cảm biến, nhằm đảm bảo các nếp gấp được thực hiện một cách đẹp mắt và gọn gàng.
- Cơ cấu cuốn bánh: Xác định độ cao cần thiết của tấm lưới để tạo lực ép và bề mặt tiếp cần thiết khi cuốn bánh
Nguyên liệu chuẩn bị thực nghiệm:
1kg nhân được trộn từ 70% thịt gà xay nhuyễn, 15% bắp cải và 15% cà rốt
Bánh Tráng Bía Singapore 550gr
Hình 6.23: Bánh Tráng Bía Singapore Phương pháp đánh giá:
Cơ cấu băng tải và gấp bánh cần được đánh giá để đảm bảo tốc độ gấp nếp bánh phù hợp với tốc độ của băng tải Việc này không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình mà còn đảm bảo các nếp gấp được gọn gàng và có ngoại quan đẹp mắt.
- Cơ cấu cuốn bánh: Đánh giá kích thước cuốn chả theo chiều dài và đường kính Phương pháp tiến hành và thu thập kết quả:
Cơ cấu băng tải và gấp bánh cần được điều chỉnh vị trí cảm biến và van tiết lưu để đảm bảo quá trình gấp tạo ra nếp gấp gọn gàng Thực hiện các thí nghiệm cho đến khi đạt được kết quả mong muốn, với mỗi lần thử nghiệm cho ra 5 thành phẩm.
Cơ cấu cuốn bánh cần điều chỉnh độ cao của tấm lưới để tạo ra lực ép và ma sát phù hợp, đảm bảo bánh cuốn được đẹp và chắc chắn Thực hiện các thử nghiệm cho đến khi đạt được kết quả mong muốn, mỗi lần thử nghiệm với 5 thành phẩm.
6.10.1 Thực nghiệm gấp 2 mép bên mép
Thực nghiệm tốc độ xy lanh lần 1
- Tốc độ băng tải theo tính toán thiết kế ban đầu 60 (vòng/phút),
- Van tiết lưu của xy lanh mở hoàn toàn Xy lanh đi ra nhanh và về nhanh
Kết quả: Cuốn bánh bị xê dịch khi gấp Nhân bị ép bẹp, không đạt ngoại quan
Nguyên nhân: Do khí nén áp suất cao làm xy lanh đi ra nhanh, đẩy cơ cấu di chuyển nhanh và mạnh
Khắc phục: Điều chỉnh van tiết lưu giảm lưu lượng
Hình 6.24: Cuốn chả trong thực nghiệm điều chỉnh tốc độ xy lanh lần 1
Thực nghiệm tốc độ xy lanh lần 2
- Giữ nguyên tốc độ băng tải như thực nghiệm 1
- Điều chỉnh van tiết lưu giảm lưu lượng khí còn 60% so khi mở hoàn toàn Xy lanh đi ra chậm và về nhanh
Kết quả: Cuốn bánh không bị xê dịch khi thực hiện cơ cấu, nhân không bị ép bẹp
Hình 6.25: Cuốn chả trong thực nghiệm điều chỉnh tốc độ xy lanh lần 2
Thực nghiệm điều chỉnh vị trí cảm biến lần 1
Khi bánh tráng di chuyển qua cơ cấu, cảm biến sẽ nhận diện và gửi tín hiệu cho xi lanh thực hiện việc gấp mép bên Tín hiệu này được cấp khi cuốn chả đi vào và ngừng khi cuốn chả hoàn toàn đi qua Do đó, khoảng thời gian mà cảm biến cấp tín hiệu cho xi lanh phải lớn hơn hoặc bằng thời gian cần thiết để xi lanh thực hiện gấp mép Điều này dẫn đến việc cần thiết phải có ba vị trí để thực nghiệm.
Vị trí 1: Đặt ở giữa cơ cấu; x=0, y0, z0
Vị trí 2: Đặt ở trước cơ cấu một khoảng 15mm; x, y0, z0
Vị trí 3: Đặt ở sau cơ cấu một khoảng 15mm; x=-15, y0, z0
Với x là vị trí cần thực nghiệm y và z là vị trí cố định theo thiết kế
Hình 6.26: Vị trí đặt cảm biến Thông số thực nghiệm:
- Giữ nguyên mức điều chỉnh van tiết lưu 60% như thực nghiệm 2
- Đặt vị trí cảm biến ở giữa cơ cấu
Kết quả: 2 bên nếp gấp chưa đều và cân xứng
Nguyên nhân của vấn đề là thời gian từ khi cảm biến nhận diện cuốn bánh cho đến khi cuốn bánh đi qua ngắn hơn thời gian cần thiết để thực hiện công đoạn gấp nếp.
Khắc phục: Điều chỉnh vị trí cảm biến về phía trước
Hình 6.27: Chả giò trong thực nghiệm điều chỉnh vị trí cảm biến lần 1
Thực nghiệm điều chỉnh vị trí cảm biến lần 2
- Đặt vị trí cảm biến nhận diện phía trước vị trí ở lần thực nghiệm 1 một khoảng 15 mm Kết quả: 2 bên nếp gấp đều và cân xứng
Hình 6.28: Chả giò trong thực nghiệm điều chỉnh vị trí cảm biến lần 2
Kết Luận: Dựa vào các lần thực nghiệm, chọn được các thông số của cơ gấp 2 mép bên mép như sau:
- Van tiết lưu điều chỉnh 60% so khi mở hoàn toàn
- Vị trí đặt cảm biến: Xmm, Y0mm, Z0mm
6.10.2 Thực nghiệm cuốn bánh Điều chỉnh cơ cấu gấp mép bên theo thông số phần kết luận
Thực nghiệm cuốn bánh lần 1
Tốc độ băng tải theo tính toán thiết kế ban đầu 60 (vòng/phút),
Điều chỉnh độ cao lưới cuốn chả giò cao nhất ~120mm
Kết quả: Cuốn bánh chưa được chắc chắn và gọn gàng
Nguyên nhân: Do lực ép và lực ma sát tác động khi cuốn bánh chưa đủ
Khắc phục: Điều chỉnh độ cao thấp hơn
Hình 6.29: Độ cao lưới cuốn trong thực nghiệm cuốn bánh lần 1
Hình 6.30: Chả giò được cuốn trong thực nghiệm cuốn bánh lần 1
Hình 6.31: Đo chiều dài và đường kính cuốn chả trong thực nghiệm cuốn lần 1 Bảng 6.8: Bảng số liệu đo cuốn chả giò trong thực nghiệm cuốn lần 1
Cuốn Chiều dài (mm) Đường kính (mm)
Thực nghiệm cuốn bánh lần 2
- Điều chỉnh độ cao lưới cuốn chả giò thấp nhất ~70mm
Kết quả: Cuốn bánh gọn gàng và chắc chắn Đạt yêu cầu đặt ra
Hình 6.32: Độ cao lưới cuốn trong thực nghiệm cuốn bánh lần 2
Hình 6.33: Chả giò được cuốn trong thực nghiệm cuốn bánh lần 2
Hình 6.34: Đo chiều dài và đường kính cuốn chả trong thực nghiệm cuốn lần 2 Bảng 6.9: Bảng số liệu đo cuốn chả giò trong thực nghiệm cuốn lần 2
Miếng Chiều dọc (mm) Đường kính (mm)
Cuốn bánh đã chắc chắn và đều, đạt kích thước yêu cầu
Tỉ lệ phế phẩm 1-2/30 cuốn
Phế phẩm chủ yếu vì vỏ bánh bị khô do để nhiệt độ ngoài trời quá lâu
Thực nghiệm cuốn bánh lần 3
- Giữ nguyên nhưng điều chỉnh như thực nghiệm cuốn bánh lần 2
- Giữ nguyên công đoạn làm mát vỏ bánh ở nhiệt độ 2-6 độ C Bổ sung thêm một nhân công cấp ẩm thủ công phun sương vào bề mặt bánh
- Vỏ chả giò bám chắc chắn vào nhân hơn
- Tỉ lệ phế phẩm giảm còn 1/50 cuốn
- Giảm thiểu đáng kể phế phẩm nhưng cần thêm một nhân công thực hiện phun sương
6.10.3 Đánh giá và kết luận thực nghiệm
Kích thước chả giò: 12cm x 3cm
Năng suất: 520 cuốn/giờ Đánh giá kết quả:
Cuốn chả có ngoại quan khá chắc chắn, nhưng chiều dài vẫn chưa đồng đều Nguyên nhân là do bánh tráng nếu để lâu ngoài không khí mà không được làm ấm sẽ bị khô và cứng, dẫn đến việc gấp nếp bị bung và không đạt chiều dài đồng đều 12cm.
Trung bình lượng cuốn bị hỏng khoảng 2 cuốn/30 cuốn khi có một nhân công
Trung bình lượng cuốn bị hỏng khoảng 1 cuốn/50 cuốn khi có hai nhân công
Thời gian trung bình khi cuốn liên tục đạt năng xuất 8s/cái khi cấp bánh tráng liên tục (5s/cái)
Năng suất thực nghiệm là: 𝑄 = x = 420(cuốn/giờ) và 𝑄 = x = 441(cuốn/giờ)
Vậy năng suất đạt 80.7% khi có một nhân công làm việc và 85% mục tiêu đề ra khi có hai nhân công
Dựa vào thực nghiệm, nhận thấy rằng thời gian chênh lệch khi thực hiện cuốn bánh là 3s, tăng 1s so với nhận định ban đầu là 2s
Chiều dài cơ cấu lưới: 0.59m
Tốc độ ban đầu của băng tải: 0,18 m/s
Thời gian chênh lệch khi cuốn bánh: +3s theo thực nghiệm
Khoảng cách giữa 2 bánh tráng
Tổng thời gian để cuốn 1 cái chả giò: ttn = , , + 3 = 3,26 + 3 = 6,26 s
Vận tốc tống hợp của cuốn chả trong cơ cấu: vtn = , , = 0,09 m/giây
Thời gian chênh lệch là: tcl = , , - , , = 3s
Thời gian cuốn 1 cái là: tth = , , +3 = 8 s/cái
Số lượng cuốn trên giờ là: N = x = 419 cái
Vth tổng hợp (m/s) tcl chênh lệch (s) tc cuốn (s/cái)
Dựa vào phân tích, với tốc độ băng tải khoảng 0.21-0.22 m/s sẽ tăng năng xuất của máy lên khoảng 94-99%
Các biện pháp an toàn và bảo trì bảo dưỡng máy
Các biện pháp an toàn khi vận hành máy
Đảm bảo rào cản, che chắn cho các hệ thống xoay, cắt như motor, lưỡi dao,…
Kiểm tra hệ thống điện và khí nén trước khi vận hành
Sử dụng găng tay có độ bám tốt và kính an toàn
Buộc lại và búi tóc dài, đồng thời để quần áo rộng và đồ trang sức tránh xa băng chuyền
Đặt máy ở nơi bằng phẳng, khô ráo, không có chuột bọ và tránh tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời
Vệ sinh máy hàng ngày sau khi sử dụng Thường xuyên bôi mỡ cho các ổ lăn
Tránh va đập tác động làm máy bị móp méo, vỡ hỏng
Không để trẻ em tự ý sử dụng, đến gần máy khi không có người lớn
Để tránh tình trạng gỉ sét, nếu không sử dụng thường xuyên, bạn nên bôi một lớp dầu ăn lên bề mặt Trước khi sử dụng, hãy chắc chắn tẩy rửa kỹ lưỡng những bề mặt tiếp xúc với chả giò.