Máy tạo hạt trân châu

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 KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ MÁY TẠO HẠT TRÂN CHÂU GVHD: PGS.TS NGUYỄN TRUỜNG THỊNH SVTH: PHẠM ÐÌNH TUYÊN MSSV: 12146227 LƯƠNG HỮU VINH MSSV: 12146231 S KL 0 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: MÁY TẠO HẠT TRÂN CHÂU Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS NGUYỄN TRƯỜNG THỊNH Sinh viên thực hiện: PHẠM ĐÌNH TUN 12146227 12146231 Lớp: Khố: LƯƠNG HỮU VINH 121461B 2012 - 2016 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH  BỘ MƠN CƠ ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: MÁY TẠO HẠT TRÂN CHÂU Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: PGS.TS NGUYỄN TRƯỜNG THỊNH PHẠM ĐÌNH TUYÊN 12146227 Lớp: Khoá: LƯƠNG HỮU VINH 121461B 2012 - 2016 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2016 12146231 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Bộ mơn : Cơ Điện Tử NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: PGS.TS Nguyễn Trƣờng Thịnh Sinh viên thực hiện: Tên đề tài: Phạm Đình Tuyên MSSV: 12146227 Lƣơng Hữu Vinh MSSV: 12146227 Máy Tạo Hạt Trân Châu Nội dung yêu cầu: Tạo hạt trân châu trà sữa cách nhanh chóng, giảm thời gian sản xuất, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, khối lƣợng 10kg/h …………….……… ……….………………………………………………………… …………….……… ……….…………………………………………………………… …………….……… ……….…………………………………………………………… …………….……… ……….…………………………………………………………… …………….……… ……….…………………………………………………………… …………….……… ……….…………………………………………………………… …………….……… ……….…………………………………………………………… …………….……… ……….…………………………………………………………… …………….……… ……….…………………………………………………………… Ngày giao đồ án: Ngày nộp đồ án: TRƯỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)  Đƣợc phép bảo vệ ………………………………………… I LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: Máy Tạo Hạt Trân Châu - GVHD: PGS.TS Nguyễn Trƣờng Thịnh - Họ tên sinh viên: Phạm Đình Tuyên MSSV: 12146227 Lƣơng Hữu Vinh MSSV: 12146231 - Lớp: 121461B - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): - Lời cam kết: “Tơi xin cam đoan khố luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình tơi nghiên cứu thực Tôi không chép từ viết cơng bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20… Ký tên LỜI CẢM ƠN Trên hết, chúng em xin đƣợc trân trọng gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến thầy hƣớng dẫn Nguyễn Trƣờng Thịnh tạo điều kiện cho chúng em đƣợc thực đề tài này, đồng thời tận tình hƣớng dẫn chúng em trình thực đề tài Mặc dù cố gắng nỗ lực song báo cáo tránh khỏi thiếu sót, Kính mong nhận đƣợc thơng cảm bảo tận tình q thầy Xin chân thành cảm ơn TĨM TẮT ĐỒ ÁN Máy tạo hạt trân châu trà sữa nhằm mục đích sản xuất hạt trân châu cách dễ dàng, nhanh chóng, giảm thời gian sản xuất thủ cơng truyền thống, tăng suất sản phẩm Máy đƣợc thiết kế có kích thƣớc nhỏ gọn, mang lại tiện lợi cho ngƣời sử dụng, vật liệu gia công đƣợc xem xét, chống tình trạng ăn mịn, gỉ, lựa chọn Inox 304 cho mơ hình nhằm đảm bảo an tồn vệ sinh thực phẩm cho ngƣời dùng Máy gồm phận gồm cấu đùn ép nguyên liệu, cấu băng tải, đẩy sản phẩm khí nén, cấu cắt tạo hình cho sản phẩm Qua trình tìm hiểu thi cơng nhóm hồn thành, đƣa vào chạy thử nghiệm đáp ứng với yêu cầu dự kiến đề nhiên số hạn chế cần đƣợc cải tiến thời gian tới nhƣ điều khiển động cho cấu đùn ép nhằm mang tăng thêm công suất hiệu cho máy MỤC LỤC Trang NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN LỜI CAM KẾT LỜI CÁM ƠN TÓM TẮT ĐỒ ÁN MỤC LỤC ANH MỤC ẢNG I U ANH MỤC SƠ ĐỒ, H NH V CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề 1.1 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.3 Nội dung nghiên cứu 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.5 Phạm vi, giới hạn đề tài CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan công nghệ tạo hình, ép viên 2.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc CHƢƠNG 3: SƠ ĐỒ, GIA CÔNG CƠ KHÍ 3.1 Sơ đồ khối 3.2 Phƣơng pháp, q trình gia cơng CHƢƠNG 4: VÍT TẢI 4.1 Giới thiệu hệ thống vít tải 4.2 Tính tốn thiết kế vít tải 25 CHƢƠNG 5: Ộ PHẬN TẠO H NH 26 5.1 Tổng quan phận tạo hình 26 5.2 Tính tốn thơng số truyền 33 CHƢƠNG 6: Ộ PHẬN ĂNG TẢI, CƠ CẤU ĐẨY 34 6.1 ăng tải 34 6.2 Cơ cấu đẩy 37 CHƢƠNG 7: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN 38 7.1 Sơ đồ mạch điện 38 7.2 iến áp cầu diode 40 CHƢƠNG 8: THỰC NGHIỆM - ĐÁNH GIÁ-CẢI TIẾN 41 8.1 Đánh giá, cải tiến 41 8.2 Thực nghiệm 43 CHƢƠNG 9:TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 4.1: Phụ thuộc hệ số K vào thể tích 18 ảng 4.2: Chọn thông số hệ số K 18 ảng 5.1: Thông số chọn đai 30 ảng 8.1: ảng kết chạy thực nghiệm 41 Chọn chiều dài đai tiêu chuẩn l=710 (mm) Nghiệm số vòng chạy đai giây , theo cơng thức 4.15 Tính lại khoảng cách a theo chiều dài tiêu chuẩn l = 710 mm: Theo (4 6): Với  = l -  ( d1  d ) = = Theo cơng thức (4.7), góc ơm : Xác định số đai z: Theo công thức (4.16) z= - P1 K d P0 C Cl Cu C z theo bảng (4.7), chọn K d làm việc ca: K d =1 Với =159  =1-0,0025(180- ) (xem trang 61) =1-0,0025(180-159)=0,9475 Với l/ =710/1320=0,54 ( tra bảng 4.19)  =0,86 (tra bảng 4.16) Theo bảng 4.17 , u=2  =1,13 Theo bảng 4.19, [ ]=0,33 kw(v=0,73m/s, / [ ]=0,06/0,33=0,18  =70mm) =1 (tra bảng 4.18) 31 Do chọn z=1đai Chiều rộng bánh đai , theo công thức 4.17 bảng 4.21 B=(z-1)t+2e=2.8=16 (mm) Đường kính ngồi bánh đai , theo công thức 4.18 bảng 4.21 Chọn d=70 (mm) =d+2 =70+2.2,5=75 (mm) Xác định lực căng ban đầu lực căng tác dụng lên trục Theo 4.19 = Trong : 780.P1 K d  Fv v.C z = Với  - định kỳ điều chỉnh lực căng =0,061 kg/m tra bảng 4.22 =0,178 0,732=0,09(N) Do Theo 4.21 lực tác dụng lên trục là: =2 .z.sin( /2) =2.67,7.sin(159/2)=133N) Các thơng số hình học kích thƣớc truyền đai Đường kính bánh đai nhỏ =70 (mm) Đường kính bánh đai lớn =140 (mm) Đường kính ngồi bánh đai = 75( mm) Góc ơm =159 Khoảng cách trục Chiều rộng bánh đai a = 193 ( mm) B = 16( mm) Chiều dài đai Số đai l = 710(mm) z=1 Lực tác dụng lên trục Loại đai thang thường =133(N) O 32 Ƣu nhƣợc điểm cắt tạo hình Ưu điểm: Đơn giản, dễ chế tạo Giá thành rẽ cần phải cải tiến lên inox 304 Sử dụng hiệu tạo hình sản phẩm đẹp, xác Nhược điểm: Đảm bảo phải cẩn thận gia công Hạn chế sử dụng nhựa thực phẩm Khơng thể chỉnh sửa kích thước rãnh R 33 CHƢƠNG 6: BỘ PHẬN BĂNG TẢI, CƠ CẤU ĐẨY BỘT Băng tải: - Sau bột đùn ép từ phận extruder có dạng hình sợi, sau tải nhờ hệ thống băng tải đến cấu đẩy xuống phận cắt tạo hình boiller - Băng tải có kích thước chiều rộng 121 mm chiều dài 275 mm đủ để tải nguyên liệu tới vị trí cấu đẩy Hệ thống băng tải gối trục ổ lăn thiết kế cho điều chỉnh độ căng cho băng tải Hình 6.1 Bản vẽ, kích thước hệ thống băng tải - Động điện chọn dùng cho hệ thống băng tải có thơng số:  Điện áp: 24V DC  Số vòng quay: 52 rpm  Cơng suất: 40 W 34 Hình 6.2 Động Dc Hình 6.3: Hệ thống băng tải Cơ cấu đẩy khí nén : - Cơ cấu đẩy thiết kế khí xác, gọn nhẹ, cấu dẫn hướng bên giúp hành trình xylanh hoạt động dễ dàng, nhẹ nhàng - Nhận tín hiệu từ cảm biến phát nguyên liệu qua, solenoid kích giúp cấu xylanh đưa nguyên liệu xuống phận cắt tạo hình 35 Hình 6.4 Cơ cấu đẩy - Điện áp cấp cho solenoid cảm biến 24V DC Với tầm đo cảm biến điều chỉnh khoảng cách dễ dàn giúp độ xác nhận biết cảm biến tăng từ cấu đẩy phơi vận hành xác, hiệu cao Hình 6.5 solenoid - Sử dụng van solenoid tác động mặc định lực đẩy lò xo tác động phía cịn lại cuộn coil điện nguồn cấp cho cuộn coi 24V DC Hình 6.6 xy lanh Sử dụng xylanh với nhiệm vụ đẩy phoi tạo hình ống sợi xuống phận cắt 36 - Sử dụng cảm biến tiệm cận để phát bột đẩy tới vị trí cần thiết chuẩn bị xy lanh đẩy bột xuống phận cắt Hình 6.7: cảm biến tiệm cận Các thơng số: Loại dây : dây nguồn(đỏ , đen) dây tín hiệu (xanh) Nguốn cấp 10-30VDC Chỉ thị hoạt động led đỏ Tầm đo : 0- 50mm 37 CHƢƠNG 7: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN 7.1 Sơ đồ mạch điện: Hình 7.1: Sơ đồ mạch khí nén Ngun lý hoạt động mạch khí nén: Sử dụng nguồn ni 24V để trùy hoạt động mạch Khi nhấn start -> role K1 có điện, tiếp điểm thường mở đóng lại tiếp điểm thường đóng mở -> kích sensor hoạt động Khi sensor nhận tín hiệu có vật nằm khoảng tầm đo kích tín hiệu chân kích 0V-> role K2 có điện kích tiếp điểm thường mở K2 đóng lại -> van solenoid hoạt động xylanh đẩy nguyên liệu xuống phận cắt Lúc sensor khơng cịn nhận tín hiệu ->xylanh chuẩn bị thực chu kỳ Khi nhấn stop -> toàn hệ thống khí nén điện-> van trở vị trí ban đầu để thực chu kỳ 38 Hình 7.2: Sơ đồ mạch điện Ngun lí hoạt động mạch: Sử dụng nguồn điện 220v xoay chiều để động hoạt động mạch động lực Mạch điều khiên sử dụng biến áp để chuyển từ 220 xoay chiều sang 24vdc Bật CB tổng nguồn-> nhấn start role K1 K2 có điện đèn báo sang -> tiếp điểm thường mở K1 K2 đóng lại-> dc, DC1 DC2 chạy theo yêu cầu Khi nhấn stop toàn mạch điều điện -> tiếp điểm K1 K2 đảo trạng thái trở ban đầu-> hệ thống ngưng hoạt động tắt CB tổng khóa nguồn 7.2 Biến áp cầu diode Để chế tạo nguồn 24V dc cung cấp cho hệ thống khí nén, động DC cảm biến hoạt động ta chọn biến áp 5A chuyển từ 220v AC sang 24V AC Hình 7.3: biến áp 39 Để chuyển từ 24V AC sang 24V DC có nhiều phương pháp để sử dụng tùy theo mục đích yêu cầu vấn đề Ở ta sử dụng IC có tích hợp sẵn cầu diode dễ sử dụng tính định cao Hình 7.4: cầu diode Ƣu điểm hạn chế nguồn: Rất dễ chế tạo sử dụng Giá thành hợp lý có tính ổn định cao Nhưng tuổi thọ khơng cao 40 CHƢƠNG 8: THỰC NGHIỆM-ĐÁNH GIÁ-CẢI TIẾN 8.1 Thực nghiệm: - Dưới số hình ảnh sản phẩm hạt trân châu theo yêu cầu Hạt trân châu tạo tương đối sử dụng cho nhiều mục đích khác Hình 8.1 Kết sau thực - Qua trình thực nghiệm chạy lấy mẫu 100 hạt cho kết sau: Tình trạng Đạt Khơng đạt u cầu Kích thước 8-10 mm 6-10 mm Hình dáng Trịn Méo, có hình trụ, vỡ Kết 85% 15% Bảng 8.1: Bảng kết thực nghiệm 41 - Nhìn chung sản phẩm cho viên trân châu tròn tương đối đạt chất lượng yêu cầu 85% kích thước hạt đạt tiêu chuẩn từ 8-10(mm) Bên cạnh cịn số hạt hạn chế hạt to nhỏ hơn, tạo hình chưa đẹp nằm phạm vi sử dụng Máy cần nâng câp, khắc phục phận đùn cắt cho đạt yêu cầu 8.2 Đánh giá cải tiến - Qua tháng nghiên cứu, chế tạo chạy thử nghiệm với máy tạo hạt trân châu cho kết khả quan tính khoa học ổn định máy Máy dã đạt 85% ổn định cho sản phẩm đạt yêu cầu Song trình thực gặp phải số sai sót khó khăn trình chế tạo Sau só hình ảnh máy: Hình 8.1 Máy mơ 42 Hình 8.2 Máy thực tế Cải tiến: - Hạn chế sử dụng truyền đai, xích máy thay động AC - servo sử dụng mạch điều khiển tốc độ theo ý muốn cách dễ dàng phù hợp với nhiều loại chất liệu khác - Thay từ nhựa PE để chế tạo boiler inox 304 đảm bảo an toàn thực phẩm cao hiểu cắt tạo hình sản phẩm - Thiết kế kết cấu phận sau cho dễ dàng lắp đặt, vệ sinh sữa chửa - Đây sản phẩm tạo hình cho hạt trân châu, cần cải tiến thêm tự động hóa khâu luộc sản phẩm máy - Cải tiến để tạo nhiều hình dạng cho sản phẩm máy 43 CHƢƠNG 9: TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo: [1] Vũ Ngọc Pi Tính tốn thiết kế vít tải Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên, số (2) (2001) [2] Vũ Ngọc Pi Hộp giảm tốc tiêu chuẩn Đại học kỹ thuật công nghiệp (2001) [3] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí (tập 1) Nhà xuất giáo dục 2015 [4] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí (tập ) nhà xuất giáo dục 1995 [5] Trần Văn Phong Thiết kế bánh vít [6] Văn Tiền_04cc- ĐH Nơng Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh máy trộn PSV 44 S K L 0 ... thực tế Hình 2.3: Máy tạo hạt trân châu CHƢƠNG 3: SƠ ĐỒ, THIẾT KẾ BẢN VẼ, GIA CƠNG CƠ KHÍ 3.1 Sơ đồ khối : Sơ đồ tổng quát mô tả trình sản xuất trân châu Để tạo sản phẩm trân châu cần qua phận... TÓM TẮT ĐỒ ÁN Máy tạo hạt trân châu trà sữa nhằm mục đích sản xuất hạt trân châu cách dễ dàng, nhanh chóng, giảm thời gian sản xuất thủ công truyền thống, tăng suất sản phẩm Máy đƣợc thiết kế... đề tài: Phạm Đình Tuyên MSSV: 12146227 Lƣơng Hữu Vinh MSSV: 12146227 Máy Tạo Hạt Trân Châu Nội dung yêu cầu: Tạo hạt trân châu trà sữa cách nhanh chóng, giảm thời gian sản xuất, đảm bảo vệ sinh