tính toán thiết kế máy ép nước cam tự động

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY ÉP NƢỚC CAM TỰ ĐỘNG CÁN BỘ HƢỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN Ths: Trần Văn Nhã Hồ Tấn Đạt (MSSV: 1110452) Nghành: Cơ Khí Chế Biến – K37 Tháng 5/ 2015 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc ===== O0O ===== Cần Thơ, ngày 12 tháng 01 năm 2015 PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP HK II, NĂM HỌC: 2014-2015 Họ tên sinh viên: Hồ Tấn Đạt MSSV: 1110452 Ngành:Cơ Khí Chế Biến Khóa: 37 Tên đề tài: Tính toán thiết kế máy ép nƣớc cam tự động Thời gian thực hiện: 12/01/2015 – 08/05/2015 Cán hƣớng dẫn: Thạc sĩ _ Trần Văn Nhã Địa điểm thực hiện: Khoa Công Nghệ, trƣờng Đại Học Cần Thơ Mục tiêu đề tài: - Tính toán thiết kế máy ép nƣớc cam tự động suất lớn - Nhằm hệ thống hóa lại kiến thức học, cung cấp kinh nghiệm cho việc chọn làm đề tài sau trƣờng Giới hạn đề tài: Chỉ nghiên cứu tính toán thiết kế máy ép cam, không chế tạo thiết bị Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực đề tài: Kinh phí dự trù cho việc thực đề tài: Chi phí vật tƣ thí nghiệm: 300000VNĐ Bộ môn Cán hƣớng dẫn Sinh viên (Ký tên ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN LỜI CẢM ƠN Qua trình học tập nghiên cứu suốt khóa học 2011 – 2015, với cố gắng thân đồng thời nhận đƣợc quan tâm Ban Giám Hiệu nhà trƣờng, Ban Chủ Nhiệm khoa Công Nghệ, đặc biệt đƣợc hƣớng dẫn giúp đỡ tận tình quý thầy cô Bộ môn khí bạn sinh viên Nay em đƣợc hoàn thành luận văn tốt nghiệp, nhân em xin chân thành cảm ơn: Ban Giám Hiệu nhà trƣờng, Ban Chủ Nhiệm khoa Công Nghệ quan tâm, giúp đỡ đạo em suốt khóa học Thầy Trần Văn Nhã tận tình theo dõi hƣớng dẫn em suốt trình thực luận văn Quý thầy cô, cán khoa Công Nghệ dạy tận tình suốt khoảng thời gian học tập trƣờng Các anh chị bạn sinh viên giúp đỡ em trình học tập Xin chân thành cảm ơn! Cần Thơ, ngày 01 tháng 05 năm 2015 Sinh viên thực Hồ Tấn Đạt LỜI NÓI ĐẦU Với quốc gia giới, khí ngành công nghiệp thiếu Với vai trò vô quan trọng mình, góp phần sản xuất trang thiết bị, công cụ cho ngành kinh tế xã hội Đối với ngành công nghiệp non trẻ nhƣ nƣớc ta, với xu hƣớng “Công Nghiệp Hóa-Hiện Đại Hóa” đất nƣớc, ngành khí nói chung khí chế biến nói riêng lại thể rõ tầm quan trọng Sự đời ngày nhiều loại máy móc phần thúc đẩy kinh tế đất nƣớc ta ngày lên Cùng với phát triển loại máy móc phục vụ cho ngành công nghiệp loại máy phục vụ cho nông nghiệp, loại máy chế biến lƣơng thực, thực phẩm ngày xuất nhiều thị trƣờng với kiểu dáng, mẫu mã ngày tốt hơn, đáp ứng đƣợc với mong muốn ngƣời tiêu dùng Với luận văn tốt nghiệp : “Tính Toán Thiết Kế Máy Ép Nƣớc Cam Tự Động” với yêu cầu luận văn, em đƣợc sát vào thực tế nhƣ vận dụng kiến thức học cách tổng hợp linh hoạt, qua trao đổi với giảng viên hƣớng dẫn trao đổi nhóm với để tìm nhƣng phƣơng án hợp lí thuận lợi cho việc thực hiên luận văn Nhờ vậy, kết thúc luận văn này, em tổng hợp trang bị thêm cho kiến thức chế tao máy nói chung nói riêng việc chế tạo máy sản xuất lƣơng thực thực phẩm Mặc dù đƣợc trang bị kiến thức bản, nhƣng khả với hiểu biết thực tế hạn chế, nên luận văn tránh khỏi thiếu sót kỹ thuật nhƣ nội dung Vì em mong nhận đƣợc ý kiến góp ý thầy cô để luận văn đƣợc hoàn thiện Em xin chân thành cám ơn TÓM TẮT ĐỀ TÀI Trong năm gần đây, với phát triển khoa học kỹ thuật lĩnh vực giới hóa sản xuất trồng nhƣ lĩnh vực khác…làm cho nông nghiệp ngày phát triển lên Sự phát triển kéo theo phát triển loại máy phục vụ cho nông nghiệp, loại máy chế biến lƣơng thực, thực phẩm ngày xuất nhiều thị trƣờng để đáp ứng nhu cầu thị trƣờng Vì công nghiệp sản xuất máy phục vụ cho sản xuất, chế biến nông nghiệp đƣợc Nhà Nƣớc ta quan tâm trọng phát triển số lƣợng lẫn chất lƣợng Phƣơng pháp để thực đề tài bao gồm: Phƣơng pháp tính toán, phƣơng pháp thiết kế, phƣơng pháp thí nghiệm Nội dung thực nhƣ sau: - Tra cứu tài liệu phƣơng pháp ép để tách pha lỏng với pha rắn có hiệu để tính toán thiết kế phù hợp cho “máy ép nƣớc cam tự động” - Sau dựa vào lý thuyết số liệu thực tế để tính toán thông số kỹ thuật máy ép - Hoàn thành vẽ chi tiết vẽ lắp Kết luận: Sau tiến hành thực hoàn tất đề tài, em rút đƣợc kết luận sau: - Dựa lý thuyết vẽ máy ta đánh giá đƣợc sở tính toán thiết kế đề tài hợp lí - Đề tài thiết kế giúp em vững thêm kiến thức để bƣớc đến bƣớc chế tạo MỤC LỤC PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP HK II, NĂM HỌC: 20142015 ii NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN iii NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN iv NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN v LỜI CẢM ƠN vi LỜI NÓI ĐẦU vii TÓM TẮT ĐỀ TÀI viii MỤC LỤC ix MỤC LỤC BẢNG xii MỤC LỤC HÌNH ẢNH xiii CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.4 Sơ lƣợc cam 1.4.1 Giới thiệu cam 1.4.2 Đặc tính cam 1.4.3 Nghiên cứu trái cam 1.4.4 Công dụng trái cam 10 CHƢƠNG II 11 TỔNG QUAN VỀ MÁY VÀ THIẾT BỊ ÉP 11 2.1 Giới thiệu phận ép 11 2.2 Phân loại máy ép: 12 2.2.1 Máy ép để tách pha lỏng khỏi pha rắn 12 2.2.2 Máy ép để tạo hình: 15 2.3 Các kiểu ép nƣớc cam 16 2.3.1 Ép nƣớc cam tay 16 2.3.2 Ép nƣớc cam máy 17 CHƢƠNG III: 18 GIỚI THIỆU VỀ MÁY ÉP NƢỚC CAM TỰ ĐỘNG 18 3.1 Các phƣơng án thiết kế 18 3.1.1 Phƣơng án 1: 18 3.1.2 Phƣơng án 2: 19 3.1.3 Phƣơng án 3: 20 3.2 Thiết kế máy ép nƣớc cam tự động 22 3.2.1 Yêu cầu máy 22 3.2.2 Cơ cấu làm việc máy 22 3.2.3 Thông số kỹ thuật máy 22 3.2.4 Chọn cấu thích hợp cho máy 22 3.2.5 Sơ đồ cấu tạo phận máy ép nƣớc cam tự động 25 3.2.6 Nguyên lý hoạt động máy ép nƣớc cam tự động 25 CHƢƠNG IV: 25 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY ÉP NƢỚC CAM TỰ ĐỘNG 26 4.1 Tính toán sơ 26 4.1.1 Thí nghiệm lực cắt trái cam làm hai lực ép miếng cam 26 4.1.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến trình ép 30 4.1 Vận tốc cối ép lồi cối ép lõm 31 4.2 Tính toán động lực học máy 32 4.2.1 Lựa chọn nguyên liệu đầu vào 32 4.2.2 Thông số làm việc máy 32 4.2.3 Chọn động 33 4.2.2 Tính toán chọn biến tần 35 4.2.3 Phân phối tỉ số truyền tính momen xoắn trục 36 4.3 Tính toán phần thân máy 37 4.3.1 Tính toán truyền đai 37 4.3.2 Tính toán truyền bánh trụ thẳng 40 4.3.3 Tính toán trục, chọn then ổ lăn 46 4.4 Tính toán phần ép cam 62 4.4.1 Tính cối ép lõm 62 4.4.2 Tính cối ép lồi 63 4.5 Thiết kế chi tiết khác 64 4.5.1 Thùng chứa liệu 64 4.5.2 Dao cắt 64 4.5.3 Lƣới lọc 65 4.5.4 Thanh gạt vỏ 65 4.5.5 Thiết kế khung máy 66 CHƢƠNG V: 67 - b :chiều rộng then (mm) - h:chiều cao then (mm) MuD1=11162,9 (Nmm) ζa = M uD1 11162,9 = =1,43( N / mm2 ) W 7800 MxD1= 541166,7(Nmm) ηa = TxD1 541166,7 = = 32,3 (Nmm) W0 16740 Giới hạn mỏi uốn xoắn ứng với chu kì đối xứng : σ-1 =(0,4÷0,5)σb ; chọn σ-1=0,45 σb ; σ-1 = 0,45.600 = 270N/mm2 τ-1 =(0,2÷0,3) σb ; chọn τ-1=0,25 σb ; τ-1= 0,25.600 = 150N/mm2 Chọn     Theo vật liệu thép cacbon trung bình lấy   0,1 ,   0,05 hệ số tăng bền   (không dùng biện pháp tăng bền) Tra (bảng 7-4 tr 123-[3] ) ta có : ε ζ = 0,83 ε η = 0,71 Theo (bảng 7-7 trang 165 -[5] ) ta chọn hệ số tập trung ứng suất thực tế rãnh then K ζ =1,63 K  1,5 Xét tỷ số : k ζ 1,63 k 1,5 = =1,96; η = = 2,1 ε ζ 0,83 ε η 0,71 Vây : nζD1 = nηD1 = ⇒ nD1 = ζ -1 kζ ζ a +ψ ζ ζ m ε ζβ η kη η a +ψ η η m ε ηβ nζD1 nηD1 n ζD1 +n ηD1 = = = 270 = 97 1,96.1,42 +0,1.0 150 = 2,17 2,1.32,3 +0,05.23 97.2,17 97 +2,17 = 2,17 ≥[n] = (1,5 ÷ 2,5) d Tính xác trục III : - Ở tiết diện C3(d=45 mm): Đƣờng kính trục d=45 mm (tra bảng 7-3b[3]) ta đƣợc : b x h=14 x W=7800mm3 W0=16740 mm3 - b :chiều rộng then (mm) - h:chiều cao then (mm) MuC3=292278 (Nmm) MxC3= 393937,5(Nmm) ζa = M uC3 292278 = =37,5( N / mm2 ) W 7800 ηa = TxC 393937,5 = = 23,5 (Nmm) W0 16740 Giới hạn mỏi uốn xoắn ứng với chu kì đối xứng : σ-1 =(0,4÷0,5)σb ; chọn σ-1=0,45 σb ; σ-1 = 0,45.600 = 270N/mm2 τ-1 =(0,2÷0,3) σb ; chọn τ-1=0,25 σb ; τ-1= 0,25.600 = 150N/mm2 Chọn     Theo vật liệu thép cacbon trung bình lấy   0,1 ,   0,05 hệ số tăng bền   (không dùng biện pháp tăng bền) Tra (bảng 7-4 tr 123-[3] ) ta có : ε ζ = 0,83 ε η = 0,71 Theo (bảng 7-7 trang 165 -[5] ) ta chọn hệ số tập trung ứng suất thực tế rãnh then K ζ =1,63 K  1,5 Xét tỷ số : k ζ 1,63 k 1,5 = =1,96; η = = 2,1 ε ζ 0,83 ε η 0,71 Vây : nζC = n ηC = ⇒ nC = η n ζC kη η a +ψ η η m ε ηβ nζC nηC ζ -1 270 = = 3,6 kζ 1,96.37,5 +0,1.0 ζ a +ψ ζ ζ m ε ζβ +n = ηC = 150 = 2,97 2,1.23,5 +0,05.23 3,6.2,97 3,6 +2,97 = 2,3 ≥[n] = (1,5 ÷ 2,5)  Kết luận : Qua tính toán chính xác các tr ục ta thấ y t ất trục đảm bảo làm việc an toàn thời gian làm việc cho phép 4.3.3.2 Tính chọn then Để cố định bánh theo phƣơng tiếp tuyến trục, nói cách khác để truyền moment chuyển động từ trục đến bánh ngƣợc lại ta phải dùng then a Trục I :  Kiểm nghiệm then tiết diện C1 : - Kiểm nghiệm sức bền dập: ζd = - 2.M x 2.541166,7 = = 96,2( N / mm2 ) [...]... chứa và máy sẽ tự động cắt, ép vào loại bỏ võ nên loại máy này cho năng suất rất cao Giảm đƣợc thời gian và lƣợng nhân công rất nhiều CHƢƠNG III: GIỚI THIỆU VỀ MÁY ÉP NƢỚC CAM TỰ ĐỘNG 3.1 Các phƣơng án thiết kế 3.1.1 Phƣơng án 1: Cắt trái cam ra từng miến nhỏ và cho vào máy ép kiểu trục vít: Hình 3.1 Máy ép nƣớc cam kiểu trục vít Hình 3.2 Sơ đồ máy ép nƣớc cam kiểu trục vít 1: Động cơ 4: Lƣới ép 2:... 16 Hình 2.6 Sơ đồ làm việc của máy ép có khuôn đúc kiểu đứng 16 Hình 2.7 Ép nƣớc cam bằng tay 17 Hình 2.8 Ép nƣớc cam bằng máy công suất nhỏ 17 Hình 3.1 Máy ép nƣớc cam kiểu trục vít 18 Hình 3.2 Sơ đồ máy ép nƣớc cam kiểu trục vít 18 Hình 3.3 Sơ đồ máy ép nƣớc cam dùng khí nén 19 Hình 3.4 Sơ đồ máy ép nƣớc cam tự động 20 Hình 3.5 Sơ đồ bộ phận... 2.3.2 Ép nƣớc cam bằng máy - Ép bằng máy ép công suất nhỏ: Dùng dao cắt quả cam ra làm 2 và dùng tay đè miếng cam xuống bộ phận ép Một động cơ nhỏ sẽ quay khi ta đè xuống Máy ép này đã có mặt trên thị trƣờng Tuy nhiên phƣơng pháp ép này cho năng suất thấp phù hợp với hộ sản xuất nhỏ lẽ - Hình 2.8 Ép bằng máy ép tự động: Với việc sử dụng động cơ thay thế cho sức ngƣời, con ngƣời chỉ việc cho cam vào... Vấ n đề cung cấp năng lƣợng 2.2 Phân loại máy ép: Có hai nhóm máy ép là nhóm máy ép để tách pha lỏng ra khỏi pha rắn và nhóm máy ép để tạo hình sản phẩm 2.2.1 Máy ép để tách pha lỏng ra khỏi pha rắn 2.2.1.1 Máy ép trục vít: Máy ép trục vít là loại máy ép làm việc liên tục, có thể sử dụng cho nhiều loại nguyên liệu khác nhau Bộ phận làm việc chính của máy là trục vít có bƣớc vít nhỏ dần hay đƣờng... Cam đƣờng (cam mật) 4 Hình 1.3 Cam sành 4 Hình 1.4 Thân cây cam 5 Hình 1.5 Lá cam 5 Hình 1.6 Hoa cam 6 Hình 1.7 Trái cam 6 Hình 2.1 Máy ép trục vít 13 Hình 2.2 Cấu tạo máy ép trục 14 Hình 2.3 Cấu tạo máy ép dùng khí nén 15 Hình 2.4 Máy ép trục lăn 15 Hình 2.5 Sơ đồ máy dập ép tạo hình... ống Hình 2.4 Máy ép trục lăn 2.2.2.2 Máy dập ép: Bộ phận tạo hình khuôn đúc 1 của máy ép đƣợc gia công thành hình hoa văn phong phú Bộ phận tạo hình thực hiện chuyển động qua lại, đƣa khối bột nháo đã đƣợc cán 2 nằm trên băng tải 3 và ép xuống Máy dập ép thƣờng dùng trong công nghệ bánh kẹo Hình 2.5 Sơ đồ máy dập ép tạo hình bánh qui 2.2.2.3 Máy ép đóng bánh: Bộ phận chủ yếu của máy ép có khuôn đúc... lớn Ép nƣớc cam là một công đoạn rất quan trọng, nó quyết định khả năng lấy đƣợc bao nhiêu nƣớc trong trái cam và không ép luôn phần chứa tinh dầu ở trong vỏ cam, để tránh ảnh hƣởng tới chất lƣợng của nƣớc cam Quá trình ép càng tốt thì năng suất càng tăng lên, lợi nhuận đƣợc nhiều hơn Nhƣ vậy máy ép nƣớc cam cần đƣợc thiết kế một cách hợp lý nhất sao cho nƣớc cam đƣợc lấy ra triệt để nhất, nếu thiết kế. .. 3.6 Sơ đồ cơ cấu cắt 22 Hình 3.7 Cơ cấu ép cam 23 Hình 3.8 Sơ đồ máy ép nƣớc cam tự động 24 Hình 4.1 Lực cần thiết để cắt trái cam 27 Hình 4.2 Xác định lực cần thiết để ép miếng cam 29 Hình 4.3 Đƣờng tâm của cam khi cắt 30 Hình 4.4 Đƣờng tâm của cam khi cắt 30 Hình 4.5 Kích thƣớc động cơ điện 34 Hình 4.6 Hình dạng của biến... vào buồn 2.2.1.3 Máy ép trục: Máy ép trục là loại máy ép làm việc gián đoạn, sử dụng cho loại nguyên liệu là mía Bộ phận làm việc chính của máy là trục ép (2 trục hay 3 trục) điều tiện các rãnh có hình dạng và kích thƣớc nhƣ nhau Nguyên liệu ép khi di chuyển giữa 2 hoặc 3 trục Sự ép xảy ra do khe hở giữa các trục Cấu tạo máy ép: Một bộ máy ép gồm các bộ phận chính: - Giá máy - ... đẩy trái cam xuống dao 5 để cắt cam ra làm 2, thanh 6 và 2 có nhiệm vụ là ép nữa trái cam xuống phần ép bên dƣới và có bộ phận đẩy phần võ cam ra ngoài Ƣu điểm: Ép đƣợc trái cam mà không cần qua khâu cắt và gọt vỏ Nhỏ gọn, sạch sẽ, tiện lợi Nhƣợc điểm: Cơ cấu phức tạp Có thêm một máy nén khí 3.1.3 Phƣơng án 3: Hình 3.4 Sơ đồ máy ép nƣớc cam tự động 5: Thanh gạt vỏ 6: Thùng chứa vỏ sao khi ép 7: Tấm ... lý hoạt động máy ép nƣớc cam tự động 25 CHƢƠNG IV: 25 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY ÉP NƢỚC CAM TỰ ĐỘNG 26 4.1 Tính toán sơ 26 4.1.1 Thí nghiệm lực cắt trái cam làm... Phân loại máy ép: Có hai nhóm máy ép nhóm máy ép để tách pha lỏng khỏi pha rắn nhóm máy ép để tạo hình sản phẩm 2.2.1 Máy ép để tách pha lỏng khỏi pha rắn 2.2.1.1 Máy ép trục vít: Máy ép trục vít... cối ép vừa quay tới để không để miếng cam rơi cối ép lõm 3.2.5 Sơ đồ cấu tạo phận máy ép nƣớc cam tự động 1: Thùng cấp liệu 2: Dao cắt 3: Cối ép lõm 4: Cối ép lồi Hình 3.8 Sơ đồ máy ép nƣớc cam