(Đề tài NCKH) thiết kế và chế tạo hệ thống cơ khí rửa hoa quả

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CƠ KHÍ RỬA HOA QUẢ MÃ SỐ: SV201 SKC006984 Tp Hồ Chí Minh, tháng 06/2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CƠ KHÍ RỬA HOA QUẢ SV2019-122 Thuộc nhóm ngành khoa học: kỹ thuật TP Hồ Chí Minh, 06/2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CƠ KHÍ RỬA HOA QUẢ SV2019-122 Thuộc nhóm ngành khoa học: Kỹ thuật Thái Ngọc Phú Nam, Nữ: Nam SV thực hiện: Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: 16143CL2 , khoa đào tạo chất lượng cao Năm thứ: /Số năm đào tạo: Ngành học: Công nghệ chế tạo máy Người hướng dẫn: ThS Phan Thanh Vũ TP Hồ Chí Minh, 06/2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CƠ KHÍ RỬA HOA QUẢ Thái Ngọc Phú Mã số SV: 16143366 - SV thực hiện: - Lớp: 16143CL2 Khoa: Đào tạo chất lượng cao Năm thứ: Số năm đào tạo: - Người hướng dẫn:ThS Phan Thanh Vũ Mục tiêu đề tài: Tạo điều kiện cho sinh viên đươc tiếp cận thực hành sớm với phần mềm vẽ INVENTOR thiết kế khung sắt, hệ thống băng tải Tính sáng tạo: Kết hợp ứng dụng của cấu khí mạch điện, tạo mô hình tự động, điểu khiển để rửa hoa nhanh Kết nghiên cứu: Chế tạo, thử nghiệm thành công mô hình rửa hoa quả, rửa được kích thước trái cà chua, làm tiền đề cho việc cải tiến nghiên cứu dây chuyền phân loại hoa theo yêu cầu khách hàng (màu sắc, khối lượng) với cơng śt lớn Đóng góp mặt giáo dục đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: Ứng dụng môi trường nhà xưởng, giúp giảm thiểu sức người trình rửa trái Công bố khoa học SV từ kết nghiên cứu đề tài (ghi rõ tên tạp chí có) nhận xét, đánh giá của sở áp dụng kết nghiên cứu (nếu có): Ngày tháng năm SV chịu trách nhiệm thực đề tài (kí, họ tên) Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học SV thực đề tài Xác nhận Trường (kí tên đóng dấu) tháng năm Ngày Người hướng dẫn (kí, họ tên) MỤC LỤC Phần I: Mở đầu 1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Lý chọn đề tài Mục tiêu đề tài Phương pháp nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phần II Nội dung báo cáo Chương I Cơ sở lý thuyết Lý thuyết cấu tạo, hoạt động truyền xích 1.1 Cấu tạo 1.2 Hoạt động 1.3 Thiết kế truyền xích Nguyên lí hoạt động thiết kế băng tải cao su PVC 2.1 Cơ sớ lý thuyết tính tốn lựa chọn băng tải đai 2.2 Cấu tạo băng tải: 22 2.3, Nguyên lí hoạt động: 22 2.4 Các liệu thiết kế 22 Chế tạo 31 3.1 Chế tạo vỏ máy 31 3.2 Chế tạo chi tiết dạng trục 31 3.3 Lắp ráp 32 Chương II: Quy trinh thiết kế chi tiết 33 1, CỤM CẤP LIỆU 34 CỤM CHUYỂN LIỆU 47 3, CỤM RỮA HOA QUẢ 58 4, MẠCH ĐIỆN HỆ THỐNG 75 Chương III: Chọn theo tiêu chuẩn 76 Chương IV: Kết đạt được, định hướng ứng dụng 88 Kết luận hướng kiến nghị phát triển 88 Định hướng ứng dụng 89 Danh mục tài liệu tham khảo 90 Phần I: Mở đầu 1.Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài 1.1 Trong nước Trong thực tế, ý tưởng sử dụng máy khí vào ngành cơng nghiệp thực phẩm ở nước ta có từ lâu Các hệ thống dây chuyền rửa, thổi khô, phân loại trái ngày được cải tiến cho cho suất cao nhất Không nhà máy, xí nghiệp sản x́t mà cịng có rất nhiều bạn sinh viên tại trường đại học nước cung tham gia nghiên cứu đề tài Sinh viên Nguyễn Trường Giang trường Đại học Giao thông vận tải có nghiên cứu cà chua quy trình sản xuất Anh Nguyễn Hồng Chương ( Đơn Đương, Lâm Đồng) nghiên cứu chế tạo máy rửa, đánh bóng, phân loại cà chua với 20 tấn/1 ngày Lớp k15 khoa khí máy – Trường Đại học Sư phạm kĩ thuật TPHCM thầy Nguyễn trường Thịnh hướng dẫn chế tạo máy phân loại cà chua 1.2 Ngồi nước Rất nhiều cơng ty nước ngồi sử dụng dây chuyền công nghệ rửa thổi phân loại trái rất thành công, tạo được danh tiếng thê giới GPGRADERS, GREEFA, Lý chọn đề tài Với điều kiện khí hậu nhiệt đới thuận lợi, trái Việt Nam rất phong phú đa dạng chủng loại ( xoài, sầu riêng, măng cụt, nhãn, long…) Nhiều loại rau ở nước ta có phẩm chất rất ngon, rất được ưa chuộng nước Nhu cầu thị trường nước trái lớn nước nhập trái yêu cầu phải cung cấp đủ số lượng đồng thời chất lượng ổn định Việt Nam chưa đáp ứng được yêu cầu Trong khí đó, nhu cầu trao đổi hợp tác giao lưu quốc qia, nhất sau Việt Nam gia nhâp tổ chức Thương mại thế giới WTO, giống trái nhập nội ngày nhiều làm tang them hương vị cho trái Việt Nam, đồng thời tạo nên cạnh tranh thị trường gay gắt Vậy nên làm gì để tăng suất giúp cạnh tranh với nước thế giới? Ngày với tiến của khoa học kỹ thuật, lĩnh vực gia công khí chính xác đạt được nhiều thành tựu với đời của nhiều loại máy nhà máy xí nghiệp Dây chuyền rửa hoa giúp nhà máy giảm được nhân công, giảm thời gian sản xuất nâng cao suất rất nhiều Mục tiêu đề tài Tạo điều kiện cho sinh viên đươc tiếp cận thực hành sớm với phần mềm INVENTOR tự tay làm khung máy, hệ thống băng tải Phương pháp nghiên cứu  Tìm hiểu cấu tạo, hoạt động của máy  Thiết kế lắp ráp chi tiết máy  Chọn chi tiết theo tiêu chuẩn  Mô phỏng hoạt động của dây chuyền  Kết nối điện 5.Đối tượng phạm vi nghiên cứu  Đối tượng nghiên cứu:   Nguyên lí hoạt động của truyền khí  Nguyên lí hoạt động chính của băng tải  Ứng dụng cải tiến máy sản xuất Phạm vi nghiên cứu:  Mô hình băng tải rửa hoa  Ý kiến thu thập để cải tiến phát triển Phần II Nội dung báo cáo Chương I Cơ sở lý thuyết Lý thuyết cấu tạo, hoạt động truyền xích 1.1 Câu tao  Đĩa xích dẫn  Đĩa xích bị dẫn  Xích: chuỗi mắt xích liên kết lề (tạo “độ mềm”) thành vòng khép kín  Bộ phận căng xích, phận bôi trơn, che kín  Vật liệu má xích thường được làm thép cán nguội, thép cacbon chât lượng tốt thép hợp kim đạt được độ cứng 40-50 HRC Bản lề ( chốt, ống, lăn) được chế tạo thép ít cacbon sau thấm cacbon tơi đạt độ cứng 50-60 HRC  Vật liệu làm đĩa xích thường thép cacbon hay thép hợp kim, sau gia công đạt độ rắn 50-60 HRC  Xích tải  Xích kéo  Xích truyền động 1.2 Hoat đông Nhờ ăn khớp của mắt xích của đĩa xích mà chuyển động được truyền Xích truyền động có loại : xích ống lăn, xích ống, xích Phổ biến, thông dụng xích ống lăn (thông số hình học bước xích p) Hình 1.4: Xích ớng lăn Ưu điểm:  Khơng có tượng trượt truyền đai, có thể làm việc có tải đột ngột, hiệu suất cao  Khơng địi hỏi phải căng xích, nên lực tác dụng lên trục ổ nhỏ  Kích thước truyền nhỏ truyền đai nếu công suất  Góc ơm khơng có ý nghĩa truyền đai nên có thể truyền cho nhiều bánh xích bị dẫn  Bản lề xích bị mòn nên gây tải trọng động, ồn  Có tỉ số truyền tức thời thay đổi, vận tốc tức thời của xích bánh bị dẫn thay đổi  Phải bôi trơn thường xuyên phải có bánh điều chỉnh xích  Mau bị mịn mơi trường có nhiều bụi bơi trơn không tốt  Truyền công suất chuyển động trục có khoảng cách xa, cho nhiều trục đồng thời trường hợp n < 500v/p  Công suất truyền thông thường < 100 kW  Tỉ số truyền < 6, hiệu suất 0,95 0,97 1.3 Thiết kế bô truyền xích 1.3.1 Chọn loại xích Do vận tốc xích nhỏ, tải trọng không lớn nên sơ chọn loại xích ống lăn dãy 1.3.2 Định số đĩa xích Do truyền xích truyền động băng tải nhằm làm cho truyền nhỏ gọn nên chọn tỉ số truyền ix =1 Băng tải đai vận chuyển dây truyền với tải trọng nhỏ, nên lấy số đĩa xích dẫn Z1 = 18 số đĩa xích bị dẫn Z2 = 18 1.3.3 Định bước xích Bước xích t được chọn theo điều kiện hạn chế áp suất sinh lề số vòng quay phút của đĩa xích phải nhỏ số vòng quay giới hạn Để tìm bước xích t trươc hết định hệ số điều kiện sử dụng: k = kđ.kA.k0.kđc.kb.kc Trong đó: kđ – hệ số xét đến tính chất của tải trọng ngoài, với tải trọng của truyền êm lấy kđ = 1; kA – hệ số xét đến chiều dài xích, với A=(3050) lấy kA = 1; ko – hệ số xét đến truyền, với truyền nằm nghiên so với phương ngang góc nhỏ 600 k0 = 1; kđc – hệ số xét đến khả điều chỉnh lực căng xích, với cách thiết kế có thể điều chỉnh lực căng xích thì kđc = 1; kb – hệ số xét đến điều kiện bôi trơn, với cách bôi trơn định kỳ thì kb =1,5; kc – hệ số xét đến chế độ làm việc của truyền, điều kiện sản xuất của doanh nghiệp ca thì kc = Như vậy k = 1.1.1.1.1,5.1 = 1,5 (2.26) Xác định công suất tính toán của truyền xích: Nt = k.kZ.kn.N , kW Trong đó: N – cơng śt danh nghĩa, kW; kZ – hệ số đĩa dẫn, kZ = Long đền M6 2, Bulong – Đai ốc – Long đền M8 Hình 2.1: Bulong M8 78 Hình 2.2: Đai ốc M8 Hình 2.3: Long đền M8 79 3, Bulong – Đai ốc – Long đền M12 Bulong M12 80 Đai ốc M12 Long đền M12 81 4, Bulong –– Long đền M14 Bulong M14 Long đền M14 82 5, Đai ốc M18 83 6, Bạc đạn UCP (d=25mm) 84 7, Bạc đạn UCF (d=25mm) 85 8, Xích Chọn xích lăn, dãy xích, bánh xích chọn bánh 18 răng, cỡ 35 Hình 2.6: Xích lăn Hình 2.7: Thông số công suất 86 9, Động motor Tải yêu cầu 50kg Chọn động pha giảm tốc 220v, tỉ số truyền 750 vịng/phút, cơng śt 2.2kW, momen xoắn T = 2801333.3 Nmm, giảm tốc 15:1 => vận tốc lại khoảng 50 vòng/phút, để đảm bảo tốc độ băng tải Động có thể đảo chiều quay cách lắp thêm tụ điện vào mạch điều khiển (12μF) 87 Chương IV: Kết đạt được, định hướng ứng dụng 1.Kết luận hướng kiến nghị phát triển 1.1 Kết luận Với thuận lợi khó khăn trải qua, nhóm hồn thành tốt đề tài nghiên cứu khoa học: “Thiết kế chế tạo mơ hình hệ thống rửa hoa quả” Đồng thời, nhóm đạt được yêu cầu mục tiêu đề ra, bao gồm:   Thành tựu mặt lý thuyết: Tìm hiểu tổng quan nguyên lí hoạt động, ứng dụng phối hợp của cấu khí  Tìm hiểu tổng quan trình hoạt động, chế tạo băng tải  Tìm hiểu tổng quan loại động cơ, cách nối ghép mạch điện   Thiết kế mô phỏng mô hình máy phần mềm INVENTOR  Mô hình rửa được trái cà chua Đồng thời thành viên nhóm đạt được kỹ tinh thần, thái độ phương thức làm việc nhóm, nghiêm túc phát huy được sáng tạo cơng việc Tất điều tiền đề, hành trang để nhóm chúng em phát triển thêm năm học tới, có thêm tinh thần định hướng cho đồ án môn học đồ án tốt nghiệp sau  Thành tựu mô hình  Mô hình máy được gia công lắp ráp dựa sở mô phỏng  Tiến hành thực tế rửa sạch trái cà chua  Giúp cho nhà máy giảm thiểu được nhân công, thời gian sản suất gia tăng suất thu được 88 Hình 4.1: Mơ hình máy sau hồn thiện 1.2 Kiến nghị phát triển Để tiếp tục phát triển đề tài nhằm nâng cao tính hoàn thiện của đề tài, hoàn thiện thì đề tài nên được phát triển theo hướng sau:    Thiết kế mô hình máy quy mô hơn, giúp rửa được sản lượng lớn Nghiên cứu động để tạo công suất lớn hơn, Nghiên cứu ứng dụng cấu đại, khả cao để ứng dụng tốt 2.Định hướng ứng dụng Sau trình thực đề tài, với kết đạt được, tương lai, nhóm em mong muốn sản phẩm mình được ứng dụng tốt thực tiễn, nhằm lấy làm kinh nghiệm, để hồn thiện thiết kế, cho đời mô hình máy nâng có tính áp dụng cao đạt suất tốt Sắp tới, nhóm em thử nghiệm chế tạo thêm cụm máy thổi, phân loại cà chua theo màu sắc, khối lượng để hoàn thành hệ thống máy rửa thổi, phân loại cà 89 Danh mục tài liệu tham khảo Phan Minh Thanh – Hồ Viết Bình “Cơ sở công nghệ chế tạo máy” Nhà xuất Đại học quốc gia Việt Nam 2.Trần Văn Địch “Công nghệ chế tạo máy” Nhà xuất khoa học kĩ thuật PGS Hà Văn Vui – TS Nguyễn Chỉ Sàn – TS Phan Đăng Phong ‘Sổ tay thiết kế khí” 4.PGS TS Trần Văn Địch “ Sổ tay & Atlas đồ gá” 90 ... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CƠ KHÍ RỬA HOA QUẢ SV2019-122 Thuộc nhóm ngành khoa học:... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CƠ KHÍ RỬA HOA QUẢ SV2019-122 Thuộc nhóm ngành khoa học:... THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CƠ KHÍ RỬA HOA QUẢ Thái Ngọc Phú Mã số SV: 16143366 - SV thực hiện: - Lớp: 16143CL2 Khoa: Đào