Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy xay xơ dừa

ĐỒN THANH NIÊN CỘNG SẢN HỒ CHÍ MINH BAN CHẤP HÀNH TP HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH DỰ THI GIẢI THƯỞNG SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC EURÉKA LẦN THỨ XX NĂM 2018 TÊN CƠNG TRÌNH: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY XAY XƠ DỪA LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU: Kỹ thuật công nghệ CHUYÊN NGÀNH: Kỹ thuật cơng nghệ Mã số cơng trình: …………………………… i MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH iii TÓM TẮT ĐẶT VẤN ĐỀ Lý chọn đề tài 2 Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn, quy mô phạm vi áp dụng PHẦN 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Lịch sử nguồn gốc dừa 1.2 Thực trạng máy xay xơ dừa nước 1.3 Thực trạng máy xay xơ dừa giới 10 PHẦN 2: MỤC TIÊU - PHƯƠNG PHÁP 13 2.1 Mục tiêu 13 2.2 Phương pháp 13 PHẦN 3: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 14 3.1 Lựa chọn phương án truyền động 14 3.2 Thông số đầu vào sơ máy 15 3.3 Tính tốn thiết kế phần khí máy 15 3.3.1 Tính tốn phần khí máy 15 3.3.2 Thiết kế phần khí máy 32 3.4 Tính tốn thiết kế phần điện máy 47 3.4.1 Tính tốn phần điện máy 47 ii 3.4.2 Thiết kế phần điện máy 48 3.5 Thi công lắp ráp máy 56 3.5.1 Thi công lắp ráp khung chân đỡ nắp 56 3.5.2 Thi công lắp ráp mặt đỡ trục vào lồng 56 3.5.3 Thi cơng lắp ráp lồng vào lồng 57 3.5.4 Thi công lắp ráp motor vào khung chân đỡ 57 3.5.5 Thi công lắp ráp máng hứng vỏ dừa vào lồng 58 3.5.6 Thi công lắp ráp băng chuyền vào máy 60 3.6 Thực nghiệm đánh giá 64 PHẦN 4: KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ 65 4.1 Kết 65 4.2 Hướng phát triển đề tài 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 iii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 - Vườn dừa Bến Tre Hình 1.2 – Một sở thu mua vỏ dừa Hình 1.3 – Máy xay xơ dừa công ty sản xuất TNHH kinh doanh HT Hình 1.4 - Rau mầm trồng giá thể hữ Hình 1.1 - Vườn dừa Bến Tre Hình 1.2 – Một sở thu mua vỏ dừa Hình 1.3 – Máy xay xơ dừa công ty sản xuất TNHH kinh doanh HT Hình 1.4 - Rau mầm trồng giá thể hữu làm từ mụn xơ dừa Hình 1.5 - Mùn dừa dùng làm lớp lót cho gia súc chăn ni Hình 1.6 - Mùn dừa dùng làm đệm lót chuồng trại, giá thể trồng 10 Hình 3.1 – Bộ truyền đai 19 Hình 3.2 – Xích ống lăn 26 Hình 3.3 – Bản vẽ lồng 33 Hình 3.4 – Chi tiết lồng mô 3D solidworks 33 Hình 3.5 – Bản vẽ lồng 34 Hình 3.6 – Chi tiết lồng mơ 3D solidworks 34 Hình 3.7 – Bản vẽ nắp đỡ 35 Hình 3.8 - Chi tiết nắp đỡ mô 3D solidworks 36 Hình 3.9 - Nắp đỡ thực tế 36 Hình 3.10 – Bản vẽ trục 37 Hình 3.11 - Chi tiết trục mơ 3D solidworks 37 Hình 3.13 - Chi tiết Puli mơ 3D solidworks 38 Hình 3.14 – Bản vẽ dao cắt 39 Hình 3.15 – Chi tiết dao cắt mơ 3D solidworks 39 Hình 3.16 - Dao cắt thực tế 40 Hình 3.17 – Bản vẽ kẹp dao 41 Hình 3.18 - Chi tiết kẹp dao mô 3D solidworks 41 iv Hình 3.19 – Thanh kẹp dao thực tế 41 Hình 3.20 – Bản vẽ khung chân đỡ 42 Hình 3.21 – Khung chân đỡ mô 3D solidworks 43 Hình 3.22 - Ảnh thực tế khung chân đỡ 43 Hình 3.23 – Bản vẽ máng hứng 44 Hình 3.24 – Máng hứng mô 3D solidworks 44 Hình 3.25 – Thực tế máng hứng 45 Hình 3.26 – Bản vẽ lưới 46 Hình 3.27 – Chi tiết lưới mơ 3D solidworks 46 Hình 3.28 – CB tổng 48 Hình 3.29 – Relay nhiệt 49 Hình 3.30 - Contactor 50 Hình 3.31 – Relay thời gian 51 Hình 3.32 - Sơ đồ chân relay thời gian 52 Hình 3.33 – Nút nhấn 53 Hình 3.34 - Sơ đồ ngun lí mạch điều khiển 54 Hình 3.35 – Mạch động lực – tam giác 55 Hình 3.36 - Mơ 3D lắp ráp lồng vào khung chân đỡ 56 Hình 3.37 - Mô 3D lắp ráp phần mặt đỡ trục vào lồng 57 Hình 3.38 – Mô 3D lắp ráp lồng vào lồng 57 Hình 3.39 - Mô 3D lắp ráp motor vào khung chân đỡ 58 Hình 3.40 - Mô 3D lắp ráp máng hứng vỏ dừa vào lồng 59 Hình 3.41 – Hai băng chuyền lắp vào máy 60 Hình 3.42 – Thực tế tổng thể máy 61 Hình – 3.43 Ngun lí hoạt động máy 63 u làm từ mụn xơ dừa Hình 1.5 - Mùn dừa dùng làm lớp lót cho gia súc chăn ni Hình 1.6 - Mùn dừa dùng làm đệm lót chuồng trại, giá thể trồng 10 v Hình 3.1 – Bộ truyền đai 19 Hình 3.2 – Xích ống lăn 26 Hình 3.3 – Bản vẽ lồng 33 Hình 3.4 – Chi tiết lồng mơ 3D solidworks 33 Hình 3.5 – Bản vẽ lồng 34 Hình 3.6 – Chi tiết lồng mô 3D solidworks 34 Hình 3.7 – Bản vẽ nắp đỡ 35 Hình 3.8 - Chi tiết nắp đỡ mô 3D solidworks 36 Hình 3.9 - Nắp đỡ thực tế 36 Hình 3.10 – Bản vẽ trục 37 Hình 3.11 - Chi tiết trục mô 3D solidworks 37 Hình 3.13 - Chi tiết Puli mơ 3D solidworks 38 Hình 3.14 – Bản vẽ dao cắt 39 Hình 3.15 – Chi tiết dao cắt mô 3D solidworks 39 Hình 3.16 - Dao cắt thực tế 40 Hình 3.17 – Bản vẽ kẹp dao 41 Hình 3.18 - Chi tiết kẹp dao mô 3D solidworks 41 Hình 3.19 – Thanh kẹp dao thực tế 41 Hình 3.20 – Bản vẽ khung chân đỡ 42 Hình 3.21 – Khung chân đỡ mơ 3D solidworks 43 Hình 3.22 - Ảnh thực tế khung chân đỡ 43 Hình 3.23 – Bản vẽ máng hứng 44 Hình 3.24 – Máng hứng mô 3D solidworks 44 Hình 3.25 – Thực tế máng hứng 45 Hình 3.26 – Bản vẽ lưới 46 Hình 3.27 – Chi tiết lưới mô 3D solidworks 46 Hình 3.28 – CB tổng 48 Hình 3.29 – Relay nhiệt 49 vi Hình 3.30 - Contactor 50 Hình 3.31 – Relay thời gian 51 Hình 3.32 - Sơ đồ chân relay thời gian 52 Hình 3.33 – Nút nhấn 53 Hình 3.34 - Sơ đồ nguyên lí mạch điều khiển 54 Hình 3.35 – Mạch động lực – tam giác 55 Hình 3.36 - Mô 3D lắp ráp lồng vào khung chân đỡ 56 Hình 3.37 - Mơ 3D lắp ráp phần mặt đỡ trục vào lồng 57 Hình 3.38 – Mơ 3D lắp ráp lồng vào lồng 57 Hình 3.39 - Mơ 3D lắp ráp motor vào khung chân đỡ 58 Hình 3.40 - Mơ 3D lắp ráp máng hứng vỏ dừa vào lồng 59 Hình 3.41 – Hai băng chuyền lắp vào máy 60 Hình 3.42 – Thực tế tổng thể máy 61 Hình – 3.43 Ngun lí hoạt động máy 63 TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu việc tính tốn, thiết kế, chế tạo, lắp ráp, thử nghiệm, vận hành máy xay xơ dừa Máy xay xơ dừa, xay nhuyễn vỏ dừa dùng làm phân bón cho loại trồng dùng làm lớp đệm lót sàn chăn ni gia súc Sản phẩm đạ thương mại hóa ĐẶT VẤN ĐỀ Lý chọn đề tài Hiện nay, giới các nhu cầu sử dụng sản phẩm tái chế đã và phát triể n với trình độ ngày tiên tiến Lươ ̣ng hàng hóa sản xuấ t ngày mô ̣t tăng cao theo nhu cầ u thi ̣ trường, kéo theo đa dạng nhiều hướng sản phẩm loại máy móc Việc nghiền nhỏ rác thải hữu tái chế ứng dụng nhiều vào sản xuất xay gỗ làm ván ép, xay nhựa tái chế dùng sản xuất hạt nhựa xay loại rau củ thừa dùng làm thức ăn cho động vật…v.v Một ứng dụng mang tính thực tiễn cao việc tái chế sản xuất vật liệu dùng làm phân bón hữu cho trồng, giúp bà nông dân tiết kiệm chi phí đạt hiệu cao trồng trọt Ở Việt Nam, việc sử dụng phế phẩm nông nghiệp mới mẻ và chưa phổ biến, đặc biệt lĩnh vực xay xơ dừa dùng làm phân bón hữu Hiện nay, doanh nghiệp trọng lĩnh vực nhựa tái chế nên loại máy xay xơ dừa cịn hạn chế Chi phí đầu tư máy xay xơ dừa giá từ 2.000 USD trở lên, nhiên nguyên liệu phục vụ kinh doanh xơ dừa sau xay dễ tìm kiếm Do nhu cầu sở hữu máy xay xơ dừa doanh nghiệp nhỏ vừa nước cần thiết cần đẩy mạnh nghiên cứu để phục vụ nhu cầu sản xuất giúp đỡ bà nông dân Sản phẩm làm giải nhanh nhu cầu phân bón trồng trọt bà nông dân, loại phân sinh học trước lục bình hạn chế việc nhân giống trồng Máy xay xơ dừa thay đổi động có cơng suất lớn hơn, thay đổi dao có độ cứng cao linh động thành máy xay gỗ Từ những thực tiễn khả quan đó, nhóm chúng em định chọn đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy xay xơ dừa” Mục tiêu nghiên cứu Tính tốn, thiết kế, chế tạo máy xay xơ dừa ứng dụng nông nghiệp chất lượng cao Đối tượng nghiên cứu Máy xay xơ dừa ứng dụng hộ gia đình, doanh nghiệp Phần cứng máy vỏ máy, đồ gá linh kiện, cảm biến Phần mềm máy lập trình điều khiển Phạm vi nghiên cứu Máy xay xơ dừa hoạt động bán tự động Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn, quy mô phạm vi áp dụng Ý nghĩa khoa học: thiết kế, chế tạo máy xay xơ dừa ứng dụng lĩnh vực nông nghiệp chất lượng cao Ý nghĩa thực tiễn: giải vấn đề nâng cao sức sản xuất chất lượng cao lĩnh vực nơng nghiệp 53 Hình 3.33 – Nút nhấn b/ Yêu cầu đặt cho thiết kế tủ điện điều khiển máy xay xơ dừa Nhấn công tắc ON , động khởi động chế độ đấu sao, sau khoảng thời gian cài đặt timer động chuyển qua chế độ chạy tam giác hoạt động suốt trình sản xuất Nhấn ON 2, ba động lại bao gồm động sử dụng cho truyền xích, động cho băng tải hoạt động Có nút OFF riêng cho phận cối xay hệ thống băng tải Sử dụng CB bảo vệ dòng, đèn báo hoạt động nút dừng khẩn cấp, relay nhiệt c/ Thiết kế 54 Hình 3.34 - Sơ đồ ngun lí mạch điều khiển d/ Nguyên lý hoạt động: Nhấn ON 1, cuộn dây K1 có điện, điểm thường hở K1 đóng lại trì nguồn cho mạch Cuộn dây Timer có nguồn bắt đầu đếm Chân 8-5 timer ( thường đóng ) nối với cuộn khởi động (Y), chân 8-6 timer ( thường mở ) nối với cuộn khởi động tam giác (Δ) Sau 10 giây ( thời gian cài đặt timer ), tiếp điểm thường đóng timer mở ra, động ngưng hoạt động chế độ sao, tiếp điểm thường mở timer đóng lại động chuyển sang chế độ chạy tam giác Bấm OFF để ngừng Nhấn ON 2, động băng tải động xích tải hoạt động Nhấn OFF để ngừng Sử dụng Role nhiệt CB để bảo vệ mạch 55 Hình 3.35 – Mạch động lực – tam giác 56 3.5 Thi công lắp ráp máy 3.5.1 Thi công lắp ráp khung chân đỡ nắp Nắp lắp vào khung chân đỡ mối ghép bu-lơng Hình 3.36 - Mô 3D lắp ráp lồng vào khung chân đỡ 3.5.2 Thi công lắp ráp mặt đỡ trục vào lồng Bước : lắp vòng phớt vào mặt đỡ Bước : lắp ổ đũa vào trục Bước : Lắp trục vào mặt đỡ cố định tán đầu Bước : Lắp mặt đỡ vào lồng cố định 20 bu-lông thiết kế Bước : Tiến hành lắp dao đệm dao vào trục lồng thiết kế 57 Hình 3.37 - Mơ 3D lắp ráp phần mặt đỡ trục vào lồng 3.5.3 Thi công lắp ráp lồng vào lồng Lồng lắp vào lồng mối ghép bu-lơng thiết kế Hình 3.38 – Mô 3D lắp ráp lồng vào lồng 3.5.4 Thi công lắp ráp motor vào khung chân đỡ Motor lắp vào tĩnh bu-lông, tĩnh để căng dây đai, tĩnh cố định nhờ mối ghép bu-lông bắt vào khung chân đỡ 58 Hình 3.39 - Mơ 3D lắp ráp motor vào khung chân đỡ 3.5.5 Thi công lắp ráp máng hứng vỏ dừa vào lồng Máng hứng lắp ráp với lồng nhờ vào bu-lơng thiết kế 59 Hình 3.40 - Mô 3D lắp ráp máng hứng vỏ dừa vào lồng 60 3.5.6 Thi công lắp ráp băng chuyền vào máy Băng chuyền vào lắp vào máy thông qua phần chân đỡ thiết kế, lắp ráp với nhờ vào bu-lơng Hình 3.41 – Hai băng chuyền lắp vào máy 61 Hình 3.42 – Thực tế tổng thể máy 62 Bảng 3.5 - Thông số kỹ thuật máy xay xơ dừa Kiểu động Động điện pha Công suất : 7,5 (kw) Vòng quay : 1450 (vòng/phút) Năng suất 230 (kg/h) Kích thước tổng (dài*rộng*cao) 1500*1000*2000 (mm) Nặng 370 (kg) Độ nhuyễn mùn dừa 1mm Nguyên lí hoạt động : Sau khởi động máy, Động xoay kéo băng chuyền đưa vỏ dừa lên máng hứng Tại máng hứng vỏ dừa hướng di chuyển xuống phần nén, động nén vỏ dừa xoay làm nén ép vỏ dừa xuống lồng máy Động xoay kéo theo trục chính, trục mang dao cắt vỏ dừa từ máng xuống nhờ vào lực cắt tạo với dao tĩnh lưới gắn lồng máy Mùn dừa rơi từ lưới xuống máng định hướng lên băng chuyền ra, Động xoay kéo băng chuyền xoay theo, đưa mùn dừa rơi vào bao mắt băng chuyền 63 Hình – 3.43 Ngun lí hoạt động máy 64 3.6 Thực nghiệm đánh giá Bảng 3.6 – Kiểm nghiệm - đánh giá Nội dung đánh giá Năng suất máy (kg/h) Kích thước tổng (mm) Trọng lượng Thơng số Thông số sơ ban đầu thực máy 100 230 1585*1000*2340 1500*1000*2000 350 370 Nhận xét Máy khai thác tối đa, thực tế 230 (kg/h) Có sai số không đáng kể Sai lệch 5,4 % Kết luận : Máy làm có kết cấu giống thiết kế, suất cho vượt so với số liệu ban đầu, mùn dừa đạt kích thước bé, kích thước tổng cịn sai số tương đối nhỏ, không đáng kể 65 PHẦN 4: KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ 4.1 Kết Đạt được: - Đã hiểu cấu tạo nguyên lí làm việc máy xay xơ dừa - Đã tính tốn thiết kế máy xay xơ dừa - Đã thi công chế tạo lắp ráp máy xay xơ dừa Hạn chế: - Chưa tinh giảm tối ưu, hạn chế việc bảo dưỡng - Kết cấu chưa gọn gàng - Mua vật liệu chưa sát với giá thực tế lần va chạm - Thi công số phận chưa đẹp nắp che, hàn chưa đạt tính thẩm mỹ - Chọn vật liệu cịn hạn chế - Sử dụng nguồn điện pha gây bất tiện việc lắp đặt di chuyển - Máy vận hành tạo tiếng ồn lớn, rung lắc mạnh 4.2 Hướng phát triển đề tài - Sử dụng động chạy diesel thay cho động điện ba pha để tiện việc di chuyển sử dụng nơi chưa có lưới điện pha - Thiết kế chi tiết đảm bảo độ xác cao tránh rung động không cần thiết - Cải thiện kết cấu máy tăng độ cứng vững - Tối ưu hóa phận cấp liệu - Xử lí nguồn ngun liệu cho khơ trước cho vào máy 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TỪ SÁCH (1) Sách “Tính tốn, thiết kế hệ dẫn dộng khí – Tác giả: Lê Văn Uyển” (2) Sách Thiết kế đồ án “Công nghệ chế tạo máy” Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội -2007- Tác giả: GS.TS Trần Văn Dịch (3) Sổ tay Công nghệ chế tạo máy Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật- nhiều tác giả (4) Sách “Điện tử bản” Nhà xuất Bộ Lao Động - Thương Binh Xã Hội Hà Nội 2007 (5) Sách Giáo trình sở thiết kế máy Nhà xuất Đại học Quốc Gia Tp HCMTác giả Nguyễn Hữu Lộc (6) Máy thiết bị gia công gỗ - Tập 1: Nguyên lý cắt gọt gỗ vật liệu gỗ / Hoàng Hữu Nguyên, Hoàng Xuân Niên - In lần thứ hai có sửa chữa bổ sung – Hội Nông nghiệp, 2005 TÀI LIỆU TỪ INTERNET (7) Website tài liệu cơng thức tính tốn tiết diện dây dẫn điện: http://goldcup.com.vn (8) Website tài liệu khí tiêu chuẩn ký hiệu ổ lăn: https://advancecad.edu.vn (9) Website Vòng bi cầu bảng số liệu: http://www.dailyvongbi.com (10) Website thông số loại thép tấm: http://www.thephongphat.com (11) Website tham khảo loại máy xay xơ dừa thị trường: http://maychannuoi.com (12) Website Bảng quy chuẩn trọng lượng thép ống chữ nhật: http://kimdaiphatsteel.com (13) Website thông số kỹ thuật động điện pha motor pha: http://kenhsinhvien.vn (14) Website thông số kỹ thuật, phân loại cách chọn dây đai: 67 https://sanphutungoto.vn (15) Website Các loại băng tải: http://nichiden.com.vn PHẦN MỀM SỬ DỤNG (1) Solidworks (2) AutoCAD ... đề tài: ? ?Nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy xay xơ dừa? ?? Mục tiêu nghiên cứu Tính tốn, thiết kế, chế tạo máy xay xơ dừa ứng dụng nông nghiệp chất lượng cao Đối tượng nghiên cứu Máy xay xơ dừa ứng... dụng 7 Hình 1.3 – Máy xay xơ dừa công ty sản xuất TNHH kinh doanh HT Ứng dụng máy xay xơ dừa:  Trong trồng trọt: sau dùng máy xay xơ dừa để xay trái dừa khô thành mụn xơ dừa mà người bỏ tưởng... nước, Nhóm chúng em định thiết kế chế tạo máy xay xơ dừa có suất cao hơn, giá thành giảm lại để đáp ứng nhu cầu bà nơng dân 1.4 Ngun lí hoạt động máy xay xơ dừa 11 Máy xay xơ dừa chạy nguồn điện pha,