MÁY TÁCH vỏ dừa KHÔ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ o0o LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC MÁY TÁCH VỎ DỪA KHÔ GVHD: TS Lê Khánh Điền Nhóm sinh viên thực hiện: Nguyễn Chí Cơng 1719001 Nguyễn Anh Tiến 1513446 TPHCM, năm 2019 LỜI NÓI ĐẦU GVHD: Lê Khánh Điền LỜI NÓI ĐẦU Nhằm tổng hợp kiến thức sau bốn năm thực tập tốt nghiệp chúng em giao nhiệm vụ thực luận văn “THIẾT KẾ MÁY LỘT VỎ DỪA KHÔ“ Trong luận văn chúng em cần ơn lại tổng hợp tồn kiến thức mà chúng em học kì trước Kĩ thuật chế tạo (1, 2, 3), Dung sai kĩ thuật đo, Chi tiết máy, Nguyên lý máy, … kĩ tính tốn, suy luận khả sáng tạo Trong q trình làm luận văn em nhiều bỡ ngờ kinh nghiệm thực tế bên hướng dẫn tận tình thầy hướng dẫn nên chúng em hoàn thành hạn luận văn chúng em khó tránh hồn tồn sai sót nên mong thầy thơng cảm cho em lời khuyên, kinh nghiệm quý báo để bù đắp hoàn thiện thân Chúng em xin cảm ơn chân thành thầy Lê Khánh Điền tận tình hướng dẫn chúng em suốt thời gian qua Các sinh viên thực Nguyễn Chí Cơng – 1719001 Nguyễn Anh Tiến – 1513446 i GVHD: Lê Khánh Điền MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i MỤC LỤC ii DANH SÁCH HÌNH ẢNH v DANH SÁCH BẢNG BIỂU viii Chương 1: Tổng quan 1.1 Giới thiệu dừa: 1.2 Nhu cầu dừa nước: 1.3 Nhu cầu dừa Thế giới: .4 1.4 Tình hình tiêu thụ thương mại số sản phẩm từ dừa Thế giới: 1.5 Nhu cầu máy lột vỏ dừa giới: 11 Chương 2: Nghiên cứu thu thập liệu trái dừa khơ 14 2.1 Kích thước trái dừa trước kho lột: .14 2.2 Kích thước trái dừa sau lột: 15 Chương 3: Chọn sơ đồ động sơ đồ nguyên lý 16 3.1 Cấu tạo máy tách vỏ dừa khô: 16 3.1.1 Hệ thống dẫn liệu: 16 3.1.2 Hệ thống tách vỏ: 17 3.1.3 Hệ thống truyền động: 17 3.2 Các phương án cho hệ thống dẫn liệu: 18 3.2.1 Phương án dẫn liệu mâm xoay: .18 3.2.2 Phương án dẫn liệu chữ thập: 19 3.3 Các phương án cho hệ thống truyền động: 20 3.3.1 Phương án truyền động cấu Malte: 20 3.3.2 Phương án truyền động cặp bánh trụ: 21 3.3.3 Phương án truyền động sử dụng cặp bánh nón: .22 3.3.4 Truyền động nâng hệ thống tách vỏ: 23 3.4 Các phương án cho hệ thống tách vỏ: 24 3.4.1 Phương án 1: 24 3.4.2 Phương án 2: 25 ii CHƯƠNG GVHD: Lê Khánh Điền 3.4.3 Phương án 3: 26 3.4.4 Phương án 4: 27 3.5 Sơ đồ nguyên lý: 28 Chương 4: Tính tốn thiết kế hệ thống tách vỏ .30 4.1 Dao giữa: 31 4.2 Mảnh dao giữa: 32 4.3 Dao kẹp: .33 4.4 Lồng trên: 34 4.5 Lồng dưới: 34 4.6 Nút chỉnh độ cứng lo xo: 35 4.7 Mảnh lồng ngoài: .36 4.8 Thanh xoay trong: 37 4.9 Thanh xoay ngoài: .39 4.10 Thanh trượt đỡ lò xo: .41 4.11 Thanh trượt ngồi đỡ lò xo: .42 4.12 Khung đỡ dừa: 43 4.13 Lò xo 44 Chương 5: Tính tốn thiết kế hộp giảm tốc 46 5.1 Phần tính tốn lực lo xo cản lòng ngồi 46 5.2 Tính tốn chọn động .49 5.3 Tính toán thiết kế truyền đai: 53 5.4 Tính tốn thiết kế truyền bánh 57 5.4.1 Sơ lược truyền bánh trụ: .57 5.4.2 Chọn vật liệu tính ứng suất cho phép: .58 5.4.3 Tính tốn truyền bánh trụ 23 .62 5.4.4 Tính tốn truyền bánh trụ 34 .68 5.4.5 Tính tốn truyền bánh trụ 37 .74 5.4.6 Tính tốn truyền bánh trụ 56 .81 5.4.7 Tính tốn truyền bánh trụ 89 .87 5.5.Tính tốn thiết kế truyền Malte .94 5.5.2.Tính tốn truyền Malte .99 iii CHƯƠNG GVHD: Lê Khánh Điền 5.6.Tính toán thiết kế trục chọn then: 100 5.6.1.Chọn vật liệu : .100 5.6.2.Tính thiết kế trục : 102 5.6.3.Tải trọng tác dụng lên trục: 104 5.6.4.Kiểm nghiệm hệ số an toàn : 120 5.7 Tính tốn chọn ổ lăn 132 5.8 Tính tốn thủy lực 148 5.9 Mạch điện truyền động 149 KẾT LUẬN 151 TÀI LIỆU THAM KHẢO 152 iv DANH SÁCH HÌNH ẢNH GVHD: Lê Khánh Điền DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình 1 Dừa xiêm xanh .1 Hình Người công nhân lột vỏ dừa “cây nầm” 13 Hình Mơ hình 3D trái dừa trường thành .14 Hình Sơ đồ máy lột vỏ dừa khơ 16 Hình Mâm xoay cấp liệu .18 Hình 3 Thanh xoay chữ thập cấp liệu 19 Hình Cơ cấu Malte .20 Hình Cặp bánh trụ .21 Hình Cặp bánh côn (nguồn: google.com) 22 Hình Cơ cấu cam cấu khuếch đại 23 Hình Bản vẽ thiết kế máy bốc vỏ dừa sử dụng lực ly tâm 25 Hình Mơ tả chuyển động nguyên lý tách vỏ dừa sử dụng trục có gai 26 Hình 10 Mơ hình phương án .26 Hình 11 Sơ đồ kết cấu cụm lột vỏ dừa .27 Hình 12 Nguyên lý lột phương án 27 Hình 13 Sơ đồ máy lột vỏ sau chọn 28 Hình 14 Sơ đồ truyền động máy lột vỏ dừa .29 Hình Cơ sở tính tốn lực ban đầu 30 Hình Bản vẽ thiết kế dao 31 Hình Mảnh dao xẻ vỏ dừa 32 Hình 4 Bản thiết kế dao kẹp .33 Hình Bản vẽ kích thước lồng 34 Hình Bản vẽ kích thước lồng dao 35 v CHƯƠNG GVHD: Lê Khánh Điền Hình Nút chỉnh lực căng lò xo 36 Hình Kích thước mảnh lồng ngồi 36 Hình Sơ đồ tính moment trục 39 Hình 10 Biểu đồ moment xoắn trục ngồi .41 Hình 11 Kích thước trượt đỡ lò xo .42 Hình 12 Thanh trượt ngồi đỡ lò xo 43 Hình 13 Kích thước khung đỡ trái dừa .44 Hình Sơ đồ truyền động 46 Hình Phân tích lực tác dụng lên lò xo 47 Hình Bộ truyền Malte 94 Hình Biểu đồ moment trục .104 Hình 5 Biểu đồ moment lực trục 106 Hình Biểu đồ moment lực trục 108 Hình Biểu đồ moment lực trục 110 Hình Biểu đồ moment lực trục 112 Hình 9.Biểu đồ moment lực trục 114 Hình 10 Biểu đồ moment lực trục 10 .116 Hình 11 Lực tác dụng lên ổ trục 133 Hình 12.Lực tác dụng lên ổ trục 135 Hình 13 Lực tác dụng lên ổ trục 137 Hình 14 Lực tác dụng lên ổ trục 139 Hình 15 Lực tác dụng lên ổ trục 141 Hình 16 Lực tác dụng lên ổ trục 143 Hình 17.Lực tác dụng lên ổ trục 10 145 vi CHƯƠNG GVHD: Lê Khánh Điền Hình 18 Sơ đồ hệ thống thủy lực 148 Hình 19 Sơ đồ mạch điện khởi động 149 vii GVHD: Lê Khánh Điền DANH SÁCH BẢNG BIỂU DANH SÁCH BẢNG BIỂU Biểu đồ 1 Phát triển suất sản lượng dừa Việt Nam (nguồn: Bộ nông nghiệp phát triển nông thôn Biểu đồ Giá trị xuất sản phẩm từ dừa Bến Tre (nguồn: Tổng hợp từ Trung tâm xúc tiến thương mại bến tre) .4 Biểu đồ Phân bố sản lượng dừa Thế giới năm209 trồng theo khu vực địa lý (%) (nguồn: APCC) Biểu đồ Phân bổ diện tích canh tác dừa Thế giới năm 2009 theo vùng địa lý (%) (nguồn: APCC) .6 Bảng 1 Diện tích suất dừa số nước năm 2011 (nguồn: Chương trình phát triển ngành dừa Bến Tre 2020, APCC…………………………………………….6 Bảng Quốc gia dẫn đầu sản lượng dừa năm 2012 (nguồn: FAOSTAT) Bảng Khối lượng giá trị dầu dừa nhập 20 nước nhập nhiều Thế giới (2008) (nguồn: FAOSTAT 2011) Bảng Bảng kích thước dừa khô trước lột 15 Bảng 2 Bảng kích thước dừa khô sau lột .15 viii CHƯƠNG GVHD: Lê Khánh Điền Chương 1: Tổng quan 1.1 Giới thiệu dừa: Dừa (Danh pháp: Cocos nucifera), loại họ Cau (Arecaceae) thành viên chi Cocos Dừa loại lớn, thân đơn trục, cao tới 30m, với đơn xẻ thùy lông chim lần Cuống gân dài 4-6m Cá thùy với gân cấp hai dài 60-90cm Ta dễ dàng nhận thấy hình ảnh dừa vùng nhiệt đới nơi ven biển giới Sự phân bố rộng lớn dừa nhờ trợ giúp người biển nhờ tính chất đặc thù trái dừa phần vỏ dừa không thấm nước xơ dừa nhẹ nên mặt nước với dòng hải lưu giúp chúng phát tán diện tích lớn Dừa phát triển tốt loại đất pha cát vùng ven biển có khả chịu mặn tốt, nơi có nhiều nắng với lượng mưa trung bình từ 750 – 2.000 mm năm độ ẩm cao (70 – 80%) để phát triển cách tối ưu Chình điều giúp cho dừa trở thành loại định cư bờ biển nhiệt đới tương đối dễ dàng giải thích cho việc khó thấy dừa khu vực có độ ẩm thấp dụ Địa Trung Hải,… khu vực có nhiệt độ thích hợp Dừa khó trồng phát triển nơi khơ cằn Hình 1 Dừa xiêm xanh CHƯƠNG GVHD: Lê Khánh Điền - Từ bảng 11.6 trang 221 [1] ta có hệ số : X0 = 0,6 ; Y0 = 0,5 - Qt giá trị lớn hai giá trị sau : Qt = X0 Fr44 + Y0 Fa44 = 0,6 x 8415 + 0,5 x 0= 5049 (N) Qt = Fr44 = 8415 (N) Chọn Qt= 8415 (N) => Do Qt Fr nên cho chọn ổ theo 51 để tính tốn - Vì tỷ số Fa  => chọn ổ bi đỡ (gợi ý trang 212[1]) FR - Ta chọn ổ bi đỡ cỡ trung ký hiệu 311 có d= 55 mm , D =120mm , b = 29mm , C = 56 kN, C0 = 42,6kN r = mm , (dựa vào phụ lục P2.7 trang 254 [1]) Kiểm nghiệm khả tải động ổ: 139 CHƯƠNG GVHD: Lê Khánh Điền - Ta chọn ổ theo ổ D tải trọng tác dụng lớn - Ổ bi có vòng quay nên V=1 ( trang 214 [1] Do khơng có lực dọc trục nên ta X = ; Y = - Ta tính tải trọng tác dụng lên ổ: Q51 = ( XFr51 + YFa51 )KtKđ = Fr51 = 9136(N) Q54 = ( XFr54 + YFa54)KtKđ = Fr54 = 6494(N) Với kt – hệ số ảnh hưởng đến nhiệt độ , kt=1 kd – hệ số kể đến đặc tính tải trọng , trị số kt cho bảng 11.3 trang 215 [1] , ta chọn kd=1 - Do Q51 > Q54 nên ta tính theo Q51 - Tải trọng tương đương tác dụng :(công thức 11.12 trang 219 [1] ) QE  m Q i i 1 m Li L i 1 i  T   Q51 m  i   Tmax  m Li 15 16 =9136  0,53  13 57 57  Li => QE = 5116(N) - Theo khả tải động ổ, từ công thức 11.17 trang220 [1] , ta có : Ctt = QE m L Với L = 60.n.10-6.Lh = 60 x x 10-6 x 34800 = 8,352 (triệu vòng quay)  Ctt = 5116  8,352 = 10379(N) < C =56 (KN)  Như ổ chọn đảm bảo khả tải động 140 CHƯƠNG GVHD: Lê Khánh Điền Kiểm nghiệm theo khả tải tĩnh: - Điều kiện : Qt C0 ( theo 11.18 trang 221 [1]) Với C0 - khả tải tĩnh, - Từ bảng 11.6 trang 221 [1] ta có hệ số : X0 = 0,6 ; Y0 = 0,5 - Qt giá trị lớn hai giá trị sau : Qt = X0 Fr51 + Y0 Fa51 = 0,6 x9136+ 0,5 x 0= 5481,6 (N) Qt = Fr51 = 9136 (N) Chọn Qt= 9136 (N) => Do Qt Fr nên cho chọn ổ theo 51 để tính tốn - Vì tỷ số Fa  => chọn ổ bi đỡ (gợi ý trang 212[1]) FR - Ta chọn ổ bi đỡ cỡ trung ký hiệu 316 có d= 80 mm D =170mm , b = 39mm , 141 r = 3,5 mm , CHƯƠNG GVHD: Lê Khánh Điền , C = 96,5 kN, C0 = 71,7kN (dựa vào phụ lục P2.7 trang 254 [1]) Kiểm nghiệm khả tải động ổ: - Ta chọn ổ theo ổ D tải trọng tác dụng lớn - Ổ bi có vòng quay nên V=1 ( trang 214 [1] Do khơng có lực dọc trục nên ta X = ; Y = - Ta tính tải trọng tác dụng lên ổ: Q61 = ( XFr61 + YFa61 )KtKđ = Fr61 = 3191(N) Q63 = ( XFr63 + YFa63)KtKđ = Fr63 = 5694(N) Với kt – hệ số ảnh hưởng đến nhiệt độ , kt=1 kd – hệ số kể đến đặc tính tải trọng , trị số kt cho bảng 11.3 trang 215 [1] , ta chọn kd=1 - Do Q63 > Q61 nên ta tính theo Q63 - Tải trọng tương đương tác dụng :(công thức 11.12 trang 219 [1] ) QE  m Q i i 1 m Li L i 1 i  T   Q63 m  i   Tmax  m Li 15 16 =5694  0,53  13 57 57  Li => QE = 3188(N) - Theo khả tải động ổ, từ công thức 11.17 trang220 [1] , ta có : Ctt = QE m L 142 CHƯƠNG GVHD: Lê Khánh Điền Với L = 60.n.10-6.Lh = 60 x 5,33 x 10-6 x 34800 = 11,13 (triệu vòng quay)  Ctt = 3188  11,13 = 7117,8(N) < C =96,7 (KN)  Như ổ chọn đảm bảo khả tải động Kiểm nghiệm theo khả tải tĩnh: - Điều kiện : Qt C0 ( theo 11.18 trang 221 [1]) Với C0 - khả tải tĩnh, - Từ bảng 11.6 trang 221 [1] ta có hệ số : X0 = 0,6 ; Y0 = 0,5 - Qt giá trị lớn hai giá trị sau : Qt = X0 Fr63 + Y0 Fa63 = 0,6 x5694+ 0,5 x 0= 3416,4 (N) Qt = Fr63 = 5694 (N) Chọn Qt= 5694 (N) => Do Qt Fr nên cho chọn ổ theo 71 để tính tốn 143 CHƯƠNG GVHD: Lê Khánh Điền - Vì tỷ số Fa  => chọn ổ bi đỡ (gợi ý trang 212[1]) FR - Ta chọn ổ bi đỡ cỡ trung ký hiệu 312 có d= 60 mm D =130mm , , C = 64,1kN, b = 31mm , r = 3,5 mm , C0 = 49,4kN (dựa vào phụ lục P2.7 trang 254 [1]) Kiểm nghiệm khả tải động ổ: - Ta chọn ổ theo ổ D tải trọng tác dụng lớn - Ổ bi có vòng quay nên V=1 ( trang 214 [1] Do khơng có lực dọc trục nên ta X = ; Y = - Ta tính tải trọng tác dụng lên ổ: Q71 = ( XFr71 + YFa71 )KtKđ = Fr71 = 11615(N) Q74 = ( XFr74 + YFa74)KtKđ = Fr74 = 4684(N) Với kt – hệ số ảnh hưởng đến nhiệt độ , kt=1 kd – hệ số kể đến đặc tính tải trọng , trị số kt cho bảng 11.3 trang 215 [1] , ta chọn kd=1 - Do Q71 > Q74 nên ta tính theo Q71 - Tải trọng tương đương tác dụng :(công thức 11.12 trang 219 [1] ) QE  m Q i i 1 m Li L i 1 i  T   Q71 m  i   Tmax  m Li 15 16 =11615  0,53  13 57 57  Li => QE = 6504(N) 144 CHƯƠNG GVHD: Lê Khánh Điền - Theo khả tải động ổ, từ cơng thức 11.17 trang220 [1] , ta có : Ctt = QE m L Với L = 60.n.10-6.Lh = 60 x x 10-6 x 34800 = 8,352 (triệu vòng quay)  Ctt = 6504  8,352 = 13196(N) < C =64,1 (KN)  Như ổ chọn đảm bảo khả tải động Kiểm nghiệm theo khả tải tĩnh: - Điều kiện : Qt C0 ( theo 11.18 trang 221 [1]) Với C0 - khả tải tĩnh, - Từ bảng 11.6 trang 221 [1] ta có hệ số : X0 = 0,6 ; Y0 = 0,5 - Qt giá trị lớn hai giá trị sau : Qt = X0 Fr71 + Y0 Fa71 = 0,6 x11615+ 0,5 x 0= 6969 (N) Qt = Fr71 = 11615 (N) Chọn Qt= 11615 (N) => Do Qt Fr X3 nên cho chọn ổ theo 71 để tính tốn Fa  => chọn ổ bi đỡ (gợi ý trang 212[1]) FR - Ta chọn ổ bi đỡ cỡ trung ký hiệu 311 có d= 55 mm , D =120mm , b = 29mm , C = 56kN, C0 = 42,6kN r = 3mm , (dựa vào phụ lục P2.7 trang 254 [1]) Kiểm nghiệm khả tải động ổ: - Ta chọn ổ theo ổ D tải trọng tác dụng lớn - Ổ bi có vòng quay nên V=1 ( trang 214 [1] Do khơng có lực dọc trục nên ta X = ; Y = - Ta tính tải trọng tác dụng lên ổ: QX1 = ( XFrX1 + YFaX1 )KtKđ = FrX1 = 8453,7(N) QX3 = ( XFRx3 + YFax3)KtKđ = FRx3 = 3033,7(N) Với kt – hệ số ảnh hưởng đến nhiệt độ , kt=1 kd – hệ số kể đến đặc tính tải trọng , trị số kt cho bảng 11.3 trang 215 [1] , ta chọn kd=1 - Do QX1 > QX3 nên ta tính theo QX1 146 CHƯƠNG GVHD: Lê Khánh Điền - Tải trọng tương đương tác dụng :(công thức 11.12 trang 219 [1] ) QE  m Q i i 1 m Li L i 1 i  T   QX m  i   Tmax  m Li 15 16 =8453,7  0,53  13 57 57  Li => QE = 5743(N) - Theo khả tải động ổ, từ công thức 11.17 trang220 [1] , ta có : Ctt = QE m L Với L = 60.n.10-6.Lh = 60 x x 10-6 x 34800 = 8,352 (triệu vòng quay)  Ctt = 5743 8,352 = 11652(N) < C =56 (KN)  Như ổ chọn đảm bảo khả tải động Kiểm nghiệm theo khả tải tĩnh: - Điều kiện : Qt C0 ( theo 11.18 trang 221 [1]) Với C0 - khả tải tĩnh, - Từ bảng 11.6 trang 221 [1] ta có hệ số : X0 = 0,6 ; Y0 = 0,5 - Qt giá trị lớn hai giá trị sau : Qt = X0 Fr X + Y0 FaX = 0,6 x8453,7+ 0,5 x 0= 5072(N) Qt = FrX1 = 8453 (N) Chọn Qt= 8453 (N) => Do Qt