(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế và chế tạo máy gọt vỏ dừa tươi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GỌT VỎ DỪA TƯƠI GVHD: PGS.TS NGUYỄN TRUỜNG THỊNH SVTH: LÊ CAO MINH MSSV: 12143509 HỒ QUỐC VIỆT MSSV: 12143257 HUỲNH MINH HIẾU MSSV: 12143062 SKL004829 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GỌT VỎ DỪA TƯƠI GVHD: SVTH: LỚP: KHĨA: Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2016 LỜI MỞ ĐẦU Sau gần năm ngồi ghế giảng đường đại học với kỷ niệm Những bỡ ngỡ ngày nhập trường, học hăng say giây phút lo lắng, hồi hộp trước kỳ thi Giờ chúng em nhận định làm đồ án tốt nghiệp Điều chứng tỏ bao năm đèn sách chúng em có kết Luận văn tốt nghiệp sản phẩm có ý nghĩa đối bới sinh viên Nó đánh dấu lớn lên, trưởng thành chúng em cho dù hay nhiều, lĩnh vưc học tập Với tinh thần học hỏi, khám phá khoa học với phương pháp học kiến thức mà thầy cô truyền đạt cộng với điều tiếp thu bạn bè, hy vọng với hành trang nhỏ bé chúng em nhanh chóng hội nhập với xã hội Nhất thời kỳ chuyển đất nước giai đoạn cơng nghiệp hóa đại hóa, hội nhập kinh tế nhanh chóng tiếp thu tiến khoa học kỹ thuật giới Và có lẽ để phục vụ cho mục đích cuối làm giàu cho thân, cho gia đình cho xã hội Đề tài: “Máy gọt vỏ dừa tươi” bước thử sức chúng em - kết tinh kiến thức mà chúng em lĩnh hội trình đào tạo tự đào tạo Trong thời gian thực đề tài, chúng em cố gắng học hỏi, tìm hiểu tài liệu tham khảo, khảo sát thực tế giúp đỡ thầy giáo hướng dẫn, đến đề tài hoàn thành Nhưng lực hiểu biết hạn chế, nên nội dung đề tài khơng thể tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong góp ý bảo chân thành thầy cô giáo bạn sinh viên đề tài hoàn thiện LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực đề tài này, chúng em gặp nhiều khó khăn lý thuyết, sở lý luận, phương pháp nghiên cứu khám phá phát giải vấn đề chúng em nhận hướng dẫn, giúp đỡ tận tình q thầy cơ, gia đình ý kiến đóng góp bạn giúp chúng em hoàn thành tốt đề tài Trước hết chúng em xin gởi lời cảm ơn chân thành lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Trường Thịnh tận tình bảo, theo dõi hướng dẫn, truyền đạt cho chúng em nh ững kiến thức tảng, kinh nghiệm quý báu suốt trình thực đề tài Chúng em xin chân thành cảm ơn q thầy khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật tạo điều kiện giúp chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Cuối chúng em xin cảm ơn gia đình bạn bè giúp đỡ, quan tâm đóng góp ý kiến, ủng hộ, chỉnh sửa đề tài chúng em hoàn thiện Tuy chúng em cố gắng thời gian khơng cho phép kiến thức có hạn nên chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, chúng em mong nhận bảo q thầy góp ý chân thành bạn Xin chân thành cảm ơn! Tp.HCM, Ngày 14 tháng năm 2016 Người thực NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Tp.HCM, Ngày … tháng … năm 2016 GVHD NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Tp.HCM, Ngày … tháng … năm 2016 GVPB MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU LỜI CẢM ƠN GVHD GVPB CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN 1.1.Giới thiệu dừa dừa 1.2 Đặc tính dừa 14 1.3 Sản phẩm từ dừa 16 1.4 Các phương pháp gọt vỏ dừa 16 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 21 2.1 Khảo sát kích thước dừa 21 2.2 Số liệu khảo sát trái dừa 21 2.3 Xác định tính dừa 22 2.4 Các thơng số hình học dao 22 2.5 Điều kiện trượt lưỡi dao vật cắt 25 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP 29 3.1 Yêu cầu thiết kế 29 3.2 Phương hướng phương pháp giải 29 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY THỬ NGHIỆM 31 4.1 Lưỡi dao 31 4.2 Chế tạo chấu định vị 33 4.3 Chế tạo đỡ trục 35 4.4 Các cụm máy lắp ghép 36 4.5 Chế tạo máy thử nghiệm 37 4.6 Thử nghiệm 37 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HOÀN CHỈNH MÁY GỌT VỎ DỪA TƯƠI 41 5.1 Các thông số thiết kế 41 5.2 Kết cấu máy 42 5.3 Các cơng việc tính tốn 42 5.4 Tính toán 43 5.5 Chế tạo máy hoàn chỉnh 47 5.6 Kết cấu hoàn chỉnh 51 5.7 Sản phẩm máy gọt vỏ dừa tươi 52 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 5.1 Kết luận 54 5.2 Kiến nghị 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN 1.1 Giới thiệu dừa dừa 1.1.1 Khái quát dừa a) Đặc điểm chung - Tên phổ thông: Dừa - Tên khoa học: Cocos nucifera - Họ thực vật: Arecaceae (Cau) - Nguồn gốc xuất xứ: Đông nam Châu Á,đảo Andaman, vịnh Bengan, Ấn Độ… - Phân bố Việt Nam: Rộng rãi - Dừa (danh pháp hai phần: Cocos nucifera), loài họ Cau (Arecaceae) Nó thành viên chi Cocos - Nguồn gốc loài thực vật chủ đề gây tranh cãi, số học giả cho có nguồn gốc khu vực đông nam châu Á người khác cho có nguồn gốc miền tây bắc Nam Mỹ Các mẫu hóa thạch tìm thấy New Zealand loại thực vật nhỏ tương tự dừa mọc khu vực từ khoảng 15 triệu năm trước Thậm chí hóa thạch có niên đại sớm phát Rajasthan Maharashtra, Ấn Độ - Dừa phát triển tốt đất pha cát có khả chống chịu mặn tốt ưa thích nơi sinh sống có nhiều nắng lượng mưa bình thường (750–2.000 mm hàng năm), điều giúp trở thành loại định cư bên bờ biển nhiệt đới cách tương đối dễ dàng Dừa cần độ ẩm cao (70–80%+) để phát triển cách tối ưu, điều lý giải tìm thấy khu vực có độ ẩm thấ - Cây dừa trồng phổ biến vùng nhiệt đới, dọc bờ biển đảo 11 triệu ha, trồng 93 quốc gia đó: có 90% diện tích dừa trồng Châu Á – Thái ́́ Bình Dương Khoảng 61% nằm Đông Nam Á (trong đó: Indonesia, Philippines, Ân chiếm ¾ tổng diêṇ tıch dừa thếgiới) Gần 20% Nam Á, phần lại Châu Đại Dương, ́́ Châu Mỹ La tinh Caribbean - 10 quốc gia có diện tích trồng dừa lớn giới Indonesia, Philippines, Ấn Độ, Sri Lanka, Brazil, Thái Lan, Papua New Guinea, Malaysia, Việt Nam Vanuatu Ba quốc gia hàng đầu Indonesia, Philippines, Ấn Độ có diện tích trồng triệu ha, chiếm 80% sản lượng dừa giới Hai nước có diện tích lớn Indonesia Philippines lại có suất dừa thấp, nước khác Ấn Độ, Sri Lanka, Việt Nam có suất dừa cao nhiều - Diêṇ tıch dừa Việt nam có khoang 144.000 ha, phân bốchu yếu Miền Trung va ́́ ́́ Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) Riêng ĐBSCL chiếm 78% diêṇ tıch dừa nước, khoảng 110.000 • Đặc điểm sinh học: - Thân: Thân dừa mọc thẳng, khơng phân nhánh, chiều cao trung bình từ 15 – 20m Do cấu tạo thân tầng sinh mơ thứ cấp nên tổn thương thân dừa phục hồi đường kính thân khơng phát triển theo thời gian - Rễ: Dừa có rễ bất định sinh liên tục phần đáy gốc thân, khơng có rễ cọc Hệ thống rễ dừa phần lớn tập trung xung quanh gốc vịng bán kính 1,5 – 2m Rễ ăn sâu đến 4m, 50% rễ tập trung 50cm lớp đất mặt - Lá: Một dừa có khoảng 30 – 35 tàu Mỗi tàu dài 5-6m vào thời kỳ trưởng thành Ở trưởng thành, tàu dừa gồm phần Phần cuống không mang chét, lồi mặt dưới, phẳng hay lõm mặt trên, đáy phồng to, bám chặt vào thân rụng để lại vết sẹo thân Phần mang chét mang trung bình 90 – 120 chét bên, khơng đối xứng hẳn qua sống mà bên có nhiều bên khoảng – 10 chét - Hoa: Hoa dừa thuộc loại đơn tính, đồng chu nghĩa hoa đực hoa riêng rẻ gié hoa Số lượng hoa trung bình biến động từ 20 – 40 phát hoa tùy theo giống Mỗi phát hoa mang trung bình từ – 10g phấn hoa Mỗi hoa đực chứa khoảng 272 triệu hạt phấn có kích thước nhỏ Chỉ khoảng 40% hạt phấn có khả thụ phấn phát hoa Thời gian để hoa nở đến hoa cuối 5.2 Kết cấu máy - Sau tính tốn ưu nhược điểm phương án thông số chọn kết cấu máy sau: - Khung máy chịu trách nhiệm đỡ toàn hệ thống máy, khung bắt động cơ, động nối với chấu quay Hình 5.2: Mơ hình kết cấu máy thiết kế phần mềm Solidworks 2014 5.3 Các công việc tính tốn - Tính tốn chọn Motor - Tính tốn chọn trục - Tính tốn chọn khung 42 5.4 Tính tốn 5.4.1 Tính tốn chọn Motor - Có nhiều loại động Motor khác : motor điện xoay chiều, motor điện chiều, motor điện không đồng bộ, motor bước,… Nhưng yêu cầu thiết kế ứng dụng thiết bị dân dụng chọn motor điện xoay chiều pha khởi động tụ điện có ưu điểm sau: Động pha có cấu tạo đơn giản đặc tính tốt động pha, đấu nối đơn giản, kích thước nhỏ gọn, giá thành khơng cao - Theo ngun lý làm việc cơng suất motor phải lớn cơng suất làm việc Do ta phải chọn motor có cơng suất lớn cơng suất làm việc để bảo đảm vận hành an toàn - Giả thuyết đầu vào: n=300 vòng/phút + Vậy 1s = vòng = f = Hz + Vận tốc chấu quay : Vchấu = 2πfr= 3,14 0,060 = 1,884 m/s dừa định vị trực tiếp lên chấu quay nên Vchấu = Vdừa + Momen quay chấu định vị trái dừa: Tcắt = Ft r = 58,836.80 = 4706,88 (N.mm) Với: Ft = 58,836N : lực cắt cần thiết để cắt dừa (Lớn nhất) r : bán kính trung bình trái dừa a Momen động cơ: Tđc = Với: η= ηbr η ol = 0,97.0,99 = 0,95: Hiệu suất chung (Tra bảng 2.3/19 TTTKHDĐCK Tập I ta chọnôl=0,99 ;br= 0,97) + Công suất trục động cơ: P= , đ 43 - Theo ngun lý làm việc cơng suất motor phải lớn cơng suất làm việc Do ta phải chọn motor có cơng suất lớn cơng suất làm việc Vì Motor có thơng số sau: + Công suất Pmotor = 0,75 (kW) + Số vòng quay động 1450 vòng/phút + Sau qua hộp giảm tốc 1:5 số vịng quay trục dẫn 290 vịng/phút Hình 3: Động pha 380V - Thông số cấu tạo động : 44 Bảng 5.1: Thông số cấu tạo động Thông số Số A B 350 E L AG P a b d liệu (mm) 110 30 152 50 24.5 22 F C N G M D 150 140 160 100 5.4.2 Chọn vịng bi trượt Vì trục sử dụng Ø20 Ø18 nên chọn vòng bị trượt theo trục có - Thơng số: ` Bảng 5.2: Thơng số trượt LMK theo tiêu chuẩn Thông số (mm) 5.4.3 Vật liệu chế tạo a) Khung máy - Khung máy phải sử dụng lâu dài chịu tải trọng toàn máy 45 - Khung làm thép CT3, chế tạo thử nghiệm nên khơng tránh tình trạng rỉ sét ( Nếu làm sản xuất nên dùng INOX) -Sử dụng thép hộp để chế tạo với độ dày 3mm đem sơn chống rỉ sét b) Trục - Sử dụng thép tròn mịn CT3 ( Nên dùng INOX) - Vật liệu dễ rỉ sét nên cần bơi mỡ bị thường xun - Trục sử dụng lâu dài đáp ứng yêu cầu trượt đểu trượt c) Tam giác đỡ trục - Vật liệu sử dụng thép CT3 dày 3mm - Có tác dụng đỡ trục phân bố giúp trượt chạy ổn định - Vật liệu có rỉ sét nên cần phải sơn chống rỉ d) Chấu định vị - Tiếp xúc trực tiếp với dừa - Truyền chuyển động trực tiếp lên dừa - Vật liệu phải sử dụng thực phẩm, chống rỉ sét độ bền lâu (INOX) - Trên thực tế chế tạo thép C45 mạ Crôm e) Con trượt - Tiếp xúc trực tiếp với trục - Chịu ma sát mài mòn - Thực tế chế tạo : sử dụng trượt nhựa khối cứng trượt LMK chất liệu Steel Crom f) Dao - Dùng để cắt gọt trực tiếp vỏ dừa 46 - Yêu cầu không rỉ sét phải đảm bảo tính cắt gọt tốt - Vì vật liệu chế tạo dao thép từ vật liệu hợp kim phù hợp với việc cắt gọt rau củ 5.5 Thực tế chế tạo sử dụng thép rèn tơi cứng Lị Rèn Suối Nghệ-BRVT Chế tạo máy hoàn chỉnh 5.5.1 Cụm khung máy - Khung máy - Tấm đỡ trục - Chấu định vị - Trục - Tấm đỡ trục ổ lăn - Lưỡi cắt 5.5.2 Yêu cầu - Vật liệu CT3 - Phải đảm bảo kích thước vẽ - Các chi tiết phải làm bavia 5.5.3 Thiết kế 47 Hình 5.4: Bản vẽ 2D – 3D khung máy Hình 5.5: Bản vẽ 2D – 3D tam giác đỡ 48 Hình 5.6: Bản vẽ 2D-3D Trục Hình 5.7: Bản vẽ 2D-3D Chấu định vị 49 Hình 5.8: Bản vẽ 2D – 3D đỡ trục Hình 5.9: Bản vẽ 2D-3D đỡ trục 50 Hình 5.10: Bản vẽ 2D-3D dao 5.6 Kết cấu hoàn chỉnh Máy chế tạo hoàn chỉnh với thông số hoạt động sau: - Số vòng quay : 300 vòng/phút - Điện xoay chiều: 380 V ( thực tế đấu lại 220V) - Năng suất: 40 quả/h - Trung bình 1phút/quả 51 Hình 5.11 Máy gọt vỏ dừa tươi 52 5.7 Sản phẩm máy gọt vỏ dừa tươi Hình 5.12 Dừa gọt Hình 5.13 Lát vỏ dừa cắt 53 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Với đề tài “Thiết kế chế tạo máy gọt vỏ dừa tươi”, nhóm tiến hành chế tạo đạt kết sau: - Gọt đuợc tất loại dừa - Tỉ lệ gọt hết vỏ trái dừa không từ 90% đến 92% vỏ Tỉ lệ gọt hết vỏ trái dừa tương đối 96% vỏ - Bên cạnh nhóm thiết kế khung máy, phận định vị cấu di chuyển dao 5.2 Kiến nghị Đề tài nghiên cứu thành công số vấn đề tìm hiểu, khảo sát tình hình thực tế, thiết kế chế tạo thành công phận cho máy Tuy nhiên, thời gian nghiên cứu q ngắn, tìm kiếm tài liệu cịn hạn chế, kinh phí khơng đáp ứng u cầu nên cịn số sai xót hạn chế Nhóm có số kiến nghị sau: + Nghiên cứu cải tiến để máy nhỏ, gọn, hạ giá thành sản xuất nâng cao suất để phù hợp với tình hình thực tế + Thay động khác có cơng suất lớn + Thiết kế lại phận di chuyển dao để an toàn hơn, dễ dàng di chuyển + Chỉnh sửa lại phận định vị trái dừa 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Gs Ts Trần Văn Địch Thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy- Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, năm 2004 phiên sau [2] Trần Quốc Hùng Giáo trình dung sai - kỹ thuật đo- Nhà xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh 2012 [3] Trần Văn Minh Giáo trình Cây Lương Thực, NXB Nông nghiệp Hà Nội – 2003 [4] Renznik N.E (1975) – PGS TS Bùi Văn Miên Máy chế biến thức ăn gia súc – NXB Nông Nghiệp TPHCM 2004 [5] Huế Giáo trình “Các thiết bị chế biến nông sản thực phẩm”,ĐHNL [6] Máy phục vụ chăn nuôi – NXBGD - 1999 2006 55 ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GỌT VỎ DỪA TƯƠI GVHD: SVTH: LỚP: KHĨA: Tp Hồ Chí Minh, tháng... dễ chế tạo thay + Kết cấu đơn giản dễ vận hành - Nhược điểm: + Máy rung động nhẹ + Dao hay không phụ thuộc vào lực tay 30 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY THỬ NGHIỆM 4.1 Lưỡi dao - Thiết kế. .. cứng, mỏng góc cắt α = 20 40 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HOÀN CHỈNH MÁY GỌT VỎ DỪA TƯƠI 5.1 Các thông số thiết kế Từ kết kiểm nghiệm chương 4, xác định thơng số thiết kế máy sau: Số vịng quay chấu định vị: