Vật liệu: SUS304
Giới hạn bền cho phép: [ ] = 102,5 (MPa)
Trọng lực lớn nhất đặt lên Khung: P = 60 (Kg) ≈ 600 (N)
Khung Máy được hàn với các Thanh vuông 20 x 20, dày 1 (mm)
Hình 5.47: Kết quả phân tích chuyển vị
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN MÁY
133 Kết luận:
Chuyển vị lớn do tải trọng gây ra trên khung là: 0,184 (mm)
Ứng suất lớn nhất: = 1,65.10 < [ ] = 1,025.10 (Pa), đảm bảo điều kiện bền.
134 CHƯƠNG 6
CHẾ TẠO, LẮP RÁP VÀ THỰC NGHIỆM
Chương 6 sẽ trình bày một số hình ảnh các chi tiết được gia công, chế tạo thử nghiệm, lắp ráp các bộ phận máy và mạch điện. Sau đó đánh giá thực nghiệm giữa mô hình chế tạo và kết quả hoạt động so với bản thiết kế, nhằm đưa ra những cải tiến tốt hơn.
Các nội dung chính:
Chế tạo và lắp ráp các chi tiết máy.
Bảo trì và bảo dưỡng Máy.
Các thiết bị điện, thiết kế và lắp ráp mạch điện.
Thực nghiệm khả năng hoạt động của Máy. 6.1 CHẾ TẠO VÀ LẮP RÁP CÁC CHI TIẾT MÁY
Một số chi tiết được tiêu chuẩn hóa và có sẵn không cần gia công: Bánh răng, Thanh răng, Puly, Gối đỡ ổ lăn và ổ lăn.
Một số hình ảnh các chi tiết được gia công và lắp ráp:
CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO, LẮP RÁP VÀ THỰC NGHIỆM
135
Hình 6.3: Bộ chạy dao bên
136
Hình 6.5: Bọc vỏ Inox
6.2 BẢO TRÌ VÀ BẢO DƯỠNG MÁY 6.2.1 Bảo trì Máy 6.2.1 Bảo trì Máy
Hoạt động bảo trì đối với các bộ phận và chi tiết máy không phức tạp, do kết cấu các bộ phận khá đơn giản, thời gian bảo trì ngắn và không yêu cầu đồ chính xác cao.
Các giải pháp bảo trì có thể được áp dụng đối với Máy :
Bảo trì không kế hoạch :
- Bảo trì phục hồi : sữa chữa khi có hư hỏng đột xuất, phục hồi lại trạng thái hoạt động bình thường của Máy mà không chuẩn bị trước (thời gian các hoạt động bảo trì ít hơn 8 tiếng).
- Bảo trì khẩn cấp : Hoạt động bảo trì được thực hiện ngay khi xảy ra hư hỏng.
Bảo trì có kế hoạch:
- Bảo trì phòng ngừa : Được thực hiện theo kế hoạch ( 3ngày/ lần), nhằm phát hiện các hư hỏng trước khi xảy ra sự cố. (bảo trì phòng ngừa trực tiếp và gián tiếp).
- Bảo trì cải tiến: cải tiên Dao (Thay đổi góc mài Dao, góc gá đặt Dao, mài lại Dao, vật liệu Dao),..Bao gồm: bảo trì thiết kế lại và bảo trì kéo dài tuổi thọ. - Bảo trì phục hồi: Hoạt động bảo trì phục hồi được thực hiện với kế hoạch đã
được xác định trước (có sự chuẩn bị các chi tiết thay thế, dụng cụ và thiết bị sữa chữa), nhằm giảm chi phí bảo trì. ( ví dụ : Dao cần mài lại sau khi gọt được15 quả, phục hồi bánh răng, thanh răng..)
- Bảo trì khẩn cấp: Được thực hiện khi xảy ra sự cố đột xuất và có sự chuẩn bị trước về dụng cụ và thiết bị sữa chữa.
CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO, LẮP RÁP VÀ THỰC NGHIỆM
137
Các nhiệm vụ bảo dưỡng Máy:
- Làm sạch các bộ phận Máy sau 1 nagỳ làm việc: chấu kẹp, Dao,…
- Bôi trơn định kỳ bộ truyền Vít–Đai ốc, Thanh răng – Bánh răng, ổ lăn (1 tuần/1lần, do yêu cầu đảm bảo an toàn thực phẩm và hoạt động thực tế bộ truyền không cần bôi trơn nhiều).
- Kiểm tra hoạt động của Motor điện, siết lại Vít và bulông. - Mài lại Dao sau khi gọt được 15 trái.
- Kiểm tra hoạt động của các thiết bị điện : công tắc, rơle nhiệt, công tắc hành trình.
- Điều chỉnh độ căng dây đai.
- Kiểm tra định kỳ mối hàn 2 tuần/lần - Vận hành đúng quy trình.
6.3 CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN, THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP MẠCH ĐIỆN 6.3.1 Giới thiệu về các thiết bị điện 6.3.1 Giới thiệu về các thiết bị điện
Chức năng và nguyên lý hoạt động các thiết bị điện được sử dụng:
Nguồn điện:
Nhằm tăng khả năng sử dụng dễ dàng và giảm chi phí các thiết bị điện, cho nên nguồn điện được sử dụng là nguồn : 1 pha, 220V, xoay chiều, tần số f = 50 Hz.
CB kết hợp Rơle nhiệt:
- Chức năng: đóng cắt và bảo vệ các thiết bị điện và động cơ khi quá tải nhiệt, ngắn mạch.
- Máy sử dụng: 1 thiết bị với dòng điện quá tải 0,63 ÷ 1 (A)
a. Rơle nhiệt LS MT-12 b. CB điện Hình 6.6: Rơle nhiệt và CB
Cầu chì (cầu chảy) : 1 pha, 220 V-3A, xoay chiều Bảo vệ các thiết bị điện khi quá tải, ngắn mạch.
138
Hình 6.7: Cầu chì 1 pha, 220V – 3A
Công tắc gạt 2 vị trí ( ON-OFF) và công tắc 3 vị trí ( ON-OFF-ON): Đóng – cắt điện cho Motor, Đèn báo, đảo chiều động cơ.
a. 2 vị trí b. 3 vị trí
Hình 6.8: Công tắc điện 2 vị trí và 3 vị trí
Công tắc hành trình tiếp điểm thường đóng :
Ngắt mạch điện khi thanh răng di chuyển tới vị trí được xác định trước.
Hình 6.9: Công tắc hành trình thường đóng
Đèn báo :
CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO, LẮP RÁP VÀ THỰC NGHIỆM
139
Hình 6.10: Đèn báo Bảng 6.1: Bảng kê các thiết bị điện được sử dụng
STT Thiết bị Số lượng Ký hiệu
1 Nguồn 1 2 CB kết hợp Rơle nhiệt 2 3 Cầu chì 2 4 Công tắc gạt 2 vị trí (ON-OFF) 1 5 Công tắc gạt 3 vị trí (ON-OFF-ON) 1 6 Công tắc hành trình 2 7 Đèn báo 2
140 8 Motor 1 pha, 220VAC 1 9 Motor giảm tốc, 1 pha, 220VAC 1 6.3.2 Thiết kế mạch điện
CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO, LẮP RÁP VÀ THỰC NGHIỆM
141
Nguyên lý hoạt động:
Khi cấp nguồn cho mạch, đóng CB Q1 và gạt công tắc S1 về vị trí ON: Đèn H1 sáng và Motor chính M1 (quay trục chính) hoạt động. Khi gạt S1 về vị trí OFF hoặt cắt CB hoặc motor M1 qua tải nhiệt: Mạch bị cắt điện, đồng thời motor M1 và đèn H1 được ngắt điện.
Khi cấp nguồn cho mạch, đóng CB Q2 và gạt công tắc S2 về vi trí ON bên Trái: Đèn H2 sáng, motor giảm tốc M2 quay theo chiều ngược kim đồng hồ. Khi gạt công tắc S2 về vị trí ON bên Phải motor M2 quay cùng chiều kim đồng hồ. Khi gạt S2 về vị trí OFF hoặc cắt CB Q2 hoặc motor M2 quá tải nhiệt: Đèn H2 và motor M2 được ngắt điện.
Motor M2 được ngắt điện khi công tắc hành trình HT1 hoặc HT2 bị tác động.
6.4 THỰC NGHIỆM MÁY
6.4.1 So sánh mô hình thiêt kế và sản phẩm chế tạo thử nghiệm
Do giới hạn khả năng về tính toán và tối ưu hóa kích thước chưa hiệu quả, kinh phí thực hiện hạn chế và thiếu thốn máy móc, thiết bị chế tạo nên mô hình chế tạo thử nghiệm có một số thay đổi so với bản vẽ thiết kế. Sự thay đổi này chủ yếu về vật liệu chế tạo và một số lắp ghép phụ.
Bảng 6.2: So sánh kết quả Mô hình chế tạo và Mô hình thiết kế
Nội dung Mô hình chế tạo Mô hình thiết kế
Tổng quan
Thanh trượt, rãnh trượt, thanh gá
Dao trên
Vật liệu: C45 Vật liệu: SUS304
142
Tốc độ trục chính 300 vòng/phút 286 vòng/phút
Tốc độ motor giảm tốc
4 vòng/phút 4 vòng/phút
Tổng chi phí 7 triệu đồng Nhỏ hơn 6 triệu đồng
Trọng lượng 60 Kg Nhỏ hơn 50 Kg
6.4.2 Thực nghiệm góc gá đặt Dao
Kết quả thử nghiệm các góc độ gá Dao khác nhau cho thấy: Dao gọt phần Thân có góc gá Dao thích hợp từ 48-50 độ, Dao gọt phần Vai có góc cắt hiệu quả là 82 độ. Như vậy, tùy theo yêu cầu về thẩm mỹ và năng suất mong muốn của sản phẩm mà có thể điều chỉnh góc cắt theo nhiều góc độ khác nhau.
Dao gọt phần Thân Dao gọt phần Vai Góc (độ) Thời gian gọt (s) Góc (độ) Thời gian gọt (s) 45 6,9 82 8,6 48 6,8 83 8,6 50 6,8 84 8,9 53 7 85 9,0 56 7,2 86 9,5 Bảng 6.3: Thực nghiệm các góc cắt (Gá đặt Dao)
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
143
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
A. KẾT LUẬN
Những kết quả đạt được sau khi hoàn thành đề tài “ Thiết kế máy gọt vỏ Dừa Tươi và chế tạo thử nghiệm “, như sau:
Xây dựng được hệ thống cơ sở lý thuyết đảm bảo tính khoa học và đáng tin cậy cho việc tính toán, thiết kế Máy.
Ứng dụng Ergonomics (Công thái học) và phương pháp phần tử hữu hạn (CATIA Analysis) trong thiết kế, giúp giảm thời gian tính toán và tối ưu hóa kích thước một số chi tiết.
Xây dựng hệ thống các bản vẽ lắp, bản vẽ chi tiết đầy đủ và chi tiết. Chế tạo thử nghiệm và vận hành ổn định, đạt yêu cầu cắt gọt.
Một số yêu cầu chưa thỏa mãn mục tiêu đề ra: Năng suất cắt gọt chỉ đạt 100-120 trái/giờ.
Một số chi tiết gia công chưa đảm bảo, dẫn đến thao tác khó khăn và tăng thời gian thao tác.
B. KIẾN NGHỊ
Khi xem xét tổng thể cho thấy khả năng cắt gọt, cơ cấu chuyển động đảm bảo yêu cầu và có độ tin cậy nhất định. Tuy nhiên, kích thước chung của Máy vẫn có thể được tối ưu nhỏ gọn hơn bằng cách thu gọn kích thước Thân Máy, chọn vật liệu nhẹ hơn, tối ưu hành trình chạy dao bên và chạy dao trên.
Đánh giá tiềm năng của thị trường sản xuất và tiêu thụ Dừa cho thấy “Máy Gọt Vỏ Dừa Tươi” đang có nhiều cơ hội để phát triển. Tuy nhiên với quy mô sản xuất công nghiệp, Máy cần được cải tiến theo các yêu cầu sau:
Cải tiến Máy theo hướng tự động hóa hoàn toàn và các cơ cấu chạy dao cắt gọt được thực hiện tự động.
Sử dụng biến tần điều chỉnh tốc độ cắt phù hợp với mức độ bền của Xơ Dừa và tăng năng suất cắt gọt (tốc độ cắt không nên vượt quá 5,75 m/s)
Thiết kế, chế tạo hệ thống lấy Dừa và cắt đầu Dừa tự động sau khi gọt xong.
144
BẢN VẼ THIẾT KẾ
A. BẢN VẼ LẮP
Bản vẽ lắp Bộ Chạy Dao Trên
Bản vẽ lắp Bộ Chạy Dao Bên
Bản vẽ lắp Bộ Cắt Đầu Dừa
Bản vẽ lắp Thân Máy
Bản vẽ lắp Khung Đỡ
B. BẢN VẼ CÁC CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TIÊU CHUẨN
Trục Chính Bạc lót Thanh trượt Rãnh trượt Bánh răng Thanh răng Trục vít Dao
145
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
[1] Đỗ Thành Trung, CATIA-Phân tích ứng suất và biến dạng, NXB Đại học quốc gia TPHCM, 2013.
[2] Dương Văn Tiển, Phương pháp luận nghiên cứu khoa học, NXB Xây Dựng, 2006. [3] Nguyễn Văn Tuấn, Phương pháp nghiên cứu khoa học giáo dục, ĐHSPKT TP.HCM,
TP.HCM 2007.
[4] Nguyễn Hữu Tân, Đặng Tấn Tài (HD), Composite nhựa nền Polypropylene gia cường bằng sợi Xơ Dừa, LVTN đại học, ĐH Cần Thơ, 2009.
[5] Trần Tiến Khai, Báo cáo nghiên cứu phân tích chuỗi giá trị dừa bến tre, ĐH Kinh tế TP. HCM, 2011.
[6] Trần Văn Địch, Nguyễn Trọng Bình, Nguyễn Thế Đạt, Nguyễn Viết Tiếp,Trần Xuân Việt, Công Nghệ Chế Tạo Máy, NXB khoa học kỹ thuật, 2003.
[7] Phan Đức Huynh, Nguyễn Hoàng Sơn, Ứng dụng ANSYS vào bài toán kỹ thuật, NXB Đại học quốc gia TPHCM, 2013.
[8] Nguyễn Viết Tiếp, Máy tiện và gia công trên máy tiện, NXB Giáo Dục, 2004.
[9] Nguyễn Ngọc Đào, Trần Thế San, Hồ Viết Bình, Chế Độ Cắt Gia Công Cơ Khí, NXB Đà Nẵng, 2002.
[10] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí - Tập 1, NXB Giáo Dục, 2006.
[11] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí -Tập 2, NXB Giáo Dục, 2006.
[12] GS.TS Trần Văn Địch, PGS.TS Ngô Trí Phúc, Sổ tay thép thế giới, NXB khoa học kỹ thuật, 2006.
[13] PGS. Hà Văn Vui, TS. Nguyễn Chỉ Sáng, Sổ tay thiết kế cơ khí - Tập 2, NXB khoa học kỹ thuật, 2004.
[14] Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy - Tập 2, NXB Giáo Dục, 2006. [15] Cơ sở công nghệ chế tạo máy,
[16] Nguyễn Viết Tiến, Lý thuyết thiết kế sản phẩm công nghiệp, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2005.
[17] Lê Thanh Phong, Sức bền vật liệu, ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM, 2007 Tiếng Anh
[18] Fairuz I. Romlia, Ahmad Nizam Aliasb, Azmin Shakrine Mohd Rafiec, Dayang Laila Abang Abdul Majidd, Factorial Study on the TensileStrength of a Coir FiberReinforced Epoxy Composite, 2012 AASRI Conference on Modelling, Identification and Control.
[19] Onuegbu T. U., Umoh E.T. & Okoroh N. C, Tensile Behaviour and Hardness of Coconut Fibre-OrthoUnsaturated Polyester Composites, Global Journals Inc. (USA) 2013.
146 Cambridge, 1999.
[21] David G. Ullman, The Mechanical Design Process, Mcgraw Hill company, 2010. [22] James F. Shackelford, William Alexander, Material science and engineering handbook, CRC Press, 2001.
[23] Syed Altaf Hussain, Dr.V. Pandurangadu, Dr. K. Palanikuamr, Mechanical properties of green coconut fiber reinforced HDPE polymer composite,
International Journal of Engineering Science and Technology (IJEST), Vol. 3 No. 11 November 2011.
[24] S.Yahya and I. Mohd Zainal, Design and performance of young coconut shaping machine, Mechanisation and Automation Research Centre,2014, Malaysia.
[25] Stephen Natsa, Dr.J.O Akindapo and Dr.D.K Garba, Development of a military helmet using Coconut fiber reinforced polymer matrix composite, European Journal of
Engineering and Technology Vol. 3 No. 7, 2015, ISSN 2056-5860.
[26] Standard Hardness Conversion Tables for Metals Relationship Among Brinell Hardness, Vickers Hardness,Rockwell Hardness, Superficial Hardness, Knoop Hardness,and Scleroscope Hardness, Copyright © ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, United State. [27] Nagarajan.N, Sundararajan.P.N, Fabrication of Coconut husk remover with shell cutter, International Journal of Research and Innovation in Engineering Technology, ISSN: 2394 – 4854, Volume: 01 Issue: 12, Pages: 13 – 18, 2015.
[28] Udomsak Kitthawee, Siwalak Pathaveerat,Tanarat Srirungruang, David laughter, Mechanical bruising of young coconut, IAgrE. Published by Elsevier Ltd, 2011.
[29] Y. Prashant, C. Gopinath, Vignesh Ravichandran, Design and development of Coconut fiber extraction machine, Volume 13, Issue 1, April 2014.
[30] B. Jarimopas, N.Ruttanadat, Development of a young coconut fruit trimming machine, Department of Agricultural Engineering, Kamphaeng Saen Engineering Faculty, Kasetsart University, Kamphaeng Saen Campus,Nakohn Pathom 73140, Thailand. [31] Mownesh. R, Dr. Ashosk Mehatha, International Journal of Engineering Reasearch and General Scicen Volume 3, Issue 4, Design and Fabrication of Punch Cum Splitter For Tender Coconut, 2015.
[32] A.Ticoalu, T.Aravinthan & F. Cardona, A review of current development in natural fiber composites for structural and infrastructure applications, Southern Region Engineering Conference 11-12 November 2010, Toowoomba, Australia, SREC2010- F1-5.
[33] R. Udhayasankar, B. Karthikeyan, A Review on Coconut Shell Reinforced
Composites, International Journal of ChemTech Research, CODEN (USA): IJCRGG ISSN: 0974-4290, Vol.8, No.11 pp 624-637, 2015.
Nguồn khác
147 [35] http://www4.hcmut.edu.vn/~practic_training/tien_dc_files/Page345.htm [36] http://hiephoiduabentre.com.vn/index.php?Module=Content&Action=view&id=4013 [37] http://thanhnien.vn/doi-song/le-tan-ky-nha-sang-che-miet-vuon-20310.html [38] http://www.gialongmt.com/may-tach-got-vo-dua-tuoi [39]https://www.alibaba.com/product-detail/Electric-coconut-peeling-machine-coconut- machine_60588827926.html?s=p [40] https://vi.wikipedia.org/wiki/C%C3%B4ng_th%C3%A1i_h%E1%BB%8Dc [41]http://www.vusta.vn/vi/news/Thong-tin-Su-kien-Thanh-tuu-KH-CN/Ung-dung-nhan-trac-hoc- de-nghien-cuu-tieu-chuan-kich-thuoc-khong-gian-hoat-dong-cua-nguoi-Viet-Nam-trong-cong-trinh- xay-dung-36426.html [42]http://www.banvatlieuxaydung.net/bang-gia-thep-hop-chu-nhat/bang-bao-gia-thep-hop-chu- nhat-moi-nhat.html [43]https://www.dolin.com.vn/vi/catalogues/Gearmotor-catalogues/catalogues-dong-co- giam-toc-96.html [44] http://www.daikinhbac.com/mo-to-giam-toc-mini-1pha-220v-6w150w-85.html [45] http://tunglee.com.vn/dong-co-giam-toc-1-pha-6w-150w-102.html [46] http://congtydongphong.com/dong-co-giam-toc-215901s.html