3.4 Thử nghiệm đánh giá hoạt động cụm khía, cụm bóc vỏ chuối sứ 3.4.1 Cụm khía vỏ 3.4.1 Cụm khía vỏ
3.4.1.1 Mục đích
Đánh giá khả năng hoạt động của cụm khía vỏ và khả năng khía vỏ của dao khía và hiệu chỉnh cụm khía.
3.4.1.2 Thời gian thí nghiệm
Từ ngày 12/6/2017 đến 18/6/2017 tại phịng thí nghiệm REMELab, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM.
3.4.1.3 Vật liệu, dụng cụ
- Chuối sứ chín thành phẩm;
- Các dụng cụ cơ khí để đo đạc, hiệu chỉnh.
3.4.1.4 Kết quả thử nghiệm đánh giá hoạt động
a) Bố trí các tay gá dao vng góc với hướng đi vào của quả chuối
- Cụm khía vỏ có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, có thể khía được 4 rãnh dọc theo biên dạng quả chuối với chiều sâu khía khơng đổi và bằng bề dày vỏ chuối (có thể điều chỉnh được).
- Với cách bố trí này lực đẩy quả chuối đi vào vng góc với các trụ trượt gá dao gây nên phản lực làm biến dạng quả chuối hoặc làm các trụ trượt không dịch chuyển gây nên tình trạng bị kẹt quả chuối tại đây.
Hình 3.36: Thử nghiệm cụm khía vỏ (tay gá dao vng góc)
b) Bố trí các tay gá dao theo hình nón (cơn)
- Cụm khía vỏ có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, có thể khía được 4 rãnh dọc theo biên dạng quả chuối với chiều sâu khía khơng đổi và bằng bề dày vỏ chuối (có thể điều chỉnh được).
- Độ dịch chuyển/mở của tay gá dao dễ dàng theo biên dạng quả chuối (nhờ góc cơn và lị xo) giúp dao khía vỏ quả chuối dễ dàng, không làm kẹt hoặc gây biến dạng quả chuối.
Hình 3.37: Bố trí dao theo hình cơn
c) Lựa chọn phương án kết cấu
Từ kết quả khảo nghiệm ở trên, ta lựa chọn kết cấu cụm khía vỏ theo phương án bố trí các tay gá dao theo hình cơn để lắp ráp hồn thiện máy.
3.4.2 Cụm bóc vỏ 3.4.2.1 Mục đích
Đánh giá khả năng hoạt động của cụm bóc vỏ, khả năng bóc vỏ và hiệu chỉnh cụm bóc vỏ.
3.4.2.2 Thời gian thí nghiệm
Từ ngày 19/6/2017 đến 25/6/2017 tại phịng thí nghiệm REMELab, trường Đại học sư phạm Kỹ thuật TP. HCM.
3.4.2.3 Vật liệu, dụng cụ khảo nghiệm
- Chuối sứ chín thành phẩm;
- Các dụng cụ cơ khí để đo đạc, hiệu chỉnh.
3.4.1.4 Kết quả thử nghiệm
a) Phương án bánh ma sát kết hợp lưỡi bóc
- Bánh ma sát (lăn nhám) nhiều lúc không cuốn được quả chuối vào mà chỉ trượt trên bề mặt quả chuối do lực ma sát giữa bánh ma sát - quả chuối không đủ lớn. - Cơ cấu lưỡi bóc hoạt động khơng ổn định, có trường hợp lưỡi bóc ăn lẹm nhiều vào thịt chuối, nhiều trường hợp làm dập nát thịt chuối.
Hình 3.38: Thử nghiệm cụm bóc vỏ bằng bánh ma sát kết hợp lưỡi bóc
b) Phương án bánh gai với 2 hàng gai (gai nghiêng, có thanh gạt vỏ chuối) - Cụm bóc vỏ hoạt động ổn định, các gai móc tách vỏ chuối tốt không gây dập, sứt sẹo thịt chuối (thu được thịt chuối đạt yêu cầu).
- Cơ cấu thanh gạt vỏ đáp ứng tốt chức năng, đảm bảo gạt sạch vỏ dính trên bánh gai.
Hình 3.39: Thử nghiệm cụm bóc vỏ bằng bánh gai 2 hàng gai
c) Lựa chọn phương án kết cấu
Từ các kết quả thử nghiệm ở trên, ta lựa chọn kết cấu cụm bóc vỏ theo phương án bánh gai 2 hàng gai để lắp ráp hoàn thiện máy.
3.4.3 Mơ hình thiết bị bóc vỏ chuối hồn thiện
Sau khi hồn thiện và lắp ráp các cụm mơ hình thiết bị chính ta được mơ hình thiết bị tổng thể như hình 3.40. 1 2 3 1. Cụm cấp liệu; 2. Cụm khía vỏ; 3. Cụm bóc vỏ Hình 3.40: Mơ hình máy thực tế
3.5 Khảo nghiệm sơ bộ mơ hình thiết bị bóc vỏ chuối 3.5.1 Khảo nghiệm không tải 3.5.1 Khảo nghiệm không tải
3.5.1.1 Mục đích
- Kiểm tra chất lượng chế tạo thiết bị.
- Kiểm tra các mối lắp ghép, chất lượng lắp ráp máy.
- Đo kiểm tra các thông số kỹ thuật của các bộ phận động (cụm dao khía, cụm bóc vỏ).
3.5.1.2 Thời gian, địa điểm
Khảo nghiệm không tải để hiệu chỉnh chế tạo máy và kỹ thuật lắp máy từ ngày 26/6/2017 đến 05/7/2017 tại phịng thí nghiệm REMELab, trường Đại học sư phạm Kỹ thuật TP. HCM.
3.5.1.3 Quy trình khảo nghiệm khơng tải
- Lắp ráp hồn chỉnh thiết bị.
- Cấp nguồn cho bộ điều khiển thiết bị. - Khảo nghiệm cụm cấp liệu:
+ Kiểm tra điều chỉnh khoảng cách giữa các bánh ma sát, điều chỉnh độ căng của lò xo.
+ Kiểm tra sự di chuyển của các chi tiết trượt trong cụm, các trục gá bánh ma sát và động cơ trượt nhẹ trên các bạc trượt.
+ Cấp điện cho động cơ chạy không tải trong khoảng 30 phút và quan sát đảm bảo các bánh ma sát hoạt động ổn định, không gây va đập, rung động nhiều.
- Khảo nghiệm cụm khía vỏ:
+ Kiểm tra điều chỉnh chiều sâu khía, đảm bảo chiều sâu khía tối đa là 2 mm. + Kiểm tra khả năng bám biên dạng của tay gá dao (cơ cấu đòn bẩy – lo xo),
đảm bảo phần đầu của tay gá dao luôn bám theo biên dạng quả chuối. - Khảo nghiệm cụm bóc:
+ Kiểm tra điều chỉnh khoảng cách giữa các bánh ma sát, điều chỉnh độ căng của lò xo.
+ Kiểm tra sự di chuyển của các chi tiết trượt trong cụm, các trục gá bánh ma sát và động cơ trượt nhẹ trên các bạc trượt.
+ Cấp điện cho động cơ chạy không tải trong khoảng 30 phút và quan sát đảm bảo các bánh ma sát hoạt động ổn định, không gây va đập, rung động nhiều.
3.5.1.4 Kết quả khảo nghiệm không tải
- Máy hoạt động tốt, kết cấu vững chắc; - Các chi tiết quay chạy ổn định;
- Các mối lắp ghép đảm bảo;
- Các cơ cấu hoạt động phối hợp theo thiết kế.
3.5.2 Khảo nghiệm có tải 3.5.2.1 Mục đích 3.5.2.1 Mục đích
Kiểm tra các thơng số kỹ thuật của máy khi hoạt động có tải: - Kiểm tra khả năng cấp liệu;
- Kiểm tra khả năng khía vỏ chuối; - Kiểm tra khả năng bóc vỏ chuối. - Kiểm tra, đánh năng suất bóc vỏ
- Kiểm tra, đánh giá thịt chuối sau bóc vỏ.
3.5.2.2 Thời gian, địa điểm thực hiện khảo nghiệm
Khảo nghiệm có tải để đánh giá hoạt động của máy và hiệu chỉnh máy từ ngày 08/7/2017 đến 20/7/2017 tại phịng thí nghiệm REMELab, trường Đại học sư phạm Kỹ thuật TP. HCM.
3.5.2.3 Bố trí khảo nghiệm
- Chọn 25 quả chuối sứ nằm trong phạm vi nghiên cứu bóc vỏ (đường kính, chiều dài, độ chín);
- Đưa mơ hình thiết bị vào vị trí khảo nghiệm, đấu nối điện và kiểm tra an toàn điện;
- Cho thiết bị vận hành không tải trước khi thực hiện các cơng đoạn để bóc vỏ nhằm đánh giá tính sẵn sàng của máy;
- Kiểm tra điều chỉnh khoảng cách giữa các bánh gai cấp liệu, bánh gai bóc vỏ đảm bảo cách bánh này luôn ôm sát theo biên dạng quả chuối;
- Kiểm tra tay gá dao, điều chỉnh chiều sâu cắt của dao khía đảm bảo tay gá dao ln ôm theo biên dạng quả chuối và chiều sâu khía là khơng đổi bằng 2 mm.
3.5.2.4 Tiến hành khảo nghiệm
- Chuẩn bị 25 quả chuối đạt yêu cầu để đưa vào khảo nghiệm (hình 3.41).
Hình 3.41: Chuối sứ khảo nghiệm
- Tiến hành cắt phần đầu và phần cuống của quả chuối khảo nghiệm.
Hình 3.42: Chuối cắt phần đầu và phần cuống
- Tiến hành đưa từng quả chuối bằng tay vào cụm cấp liệu. Xác định thời gian đến khi hồn thành bóc một quả chuối.
Hình 3.43: Khảo nghiệm có tải 3.5.2.5 Kết quả khảo nghiệm 3.5.2.5 Kết quả khảo nghiệm
- Cụm cấp liệu hoạt động ổn định, chuối được cuốn vào vùng khía và vùng bóc vỏ tốt, khơng gây kẹt, rung động nhiều.
- Cụm khía vỏ hoạt động đúng yêu cầu thiết kế, vỏ chuối được khía thành 4 phần tương đối đều nhau với chiều sâu khía khơng đổi dọc theo quả chuối từ đầu đến cuống quả.
- Cụm bóc vỏ bóc tách vỏ chuối tốt khơng gây dập nát thịt chuối, khơng sót vỏ thu được thịt chuối đạt yêu cầu cao.
- Thời gian bóc vỏ một quả chuối là 4 s.
- Năng suất bóc vỏ đạt khoảng 900 quả trong 1 giờ (khoảng 90 kg). - Thu thịt chuối đạt yêu cầu là 96%.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận
Đề tài “Nghiên cứu đề xuất cơng nghệ và thiết bị bóc vỏ chuối” đã hoàn thành hoàn thành các mục tiêu, nội dung nghiên cứu đã đề ra:
- Khảo sát đặc điểm cơ lý của quả chuối sứ: khảo sát các kích thước, xác định lực ép lên quả chuối để không bị dập;
- Nghiên cứu, đề xuất ngun lý và cơng nghệ bóc vỏ chuối: đề xuất ngun lý khả thi và đề xuất cơng nghệ bóc vỏ chuối sứ cơng nghiệp cơng suất nhỏ;
- Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mơ hình thiết bị bóc vỏ chuối sứ cơng nghiệp cơng suất nhỏ theo nguyên lý đã đề xuất;
Khảo nghiệm sơ bộ đánh giá khả năng bóc vỏ của thiết bị đạt được như sau: - Thiết bị hoạt động ổn định, kết cấu vững chắc, các cơ cấu hoạt động phối hợp theo thiết kế.
- Cụm cấp liệu hoạt động ổn định, chuối được cuốn vào vùng khía và vùng bóc vỏ tốt, khơng gây kẹt, rung động nhiều.
- Cụm khía vỏ hoạt động đúng yêu cầu thiết kế, vỏ chuối được khía thành 4 phần tương đối đều nhau với chiều sâu khía khơng đổi dọc theo quả chuối từ đầu đến cuống quả.
- Cụm bóc vỏ chuối bóc tách vỏ tốt khơng gây dập nát thịt chuối, khơng sót vỏ, thu được thịt chuối đạt yêu cầu cao.
- Bóc được vỏ chuối sứ có đường kính trong khoảng 34 - 48 mm; - Năng suất đạt hơn 600 kg/ca;
- Tỉ lệ thịt chuối đạt yêu cầu lên đến 96%.
Thông qua các hoạt động thử nghiệm, mơ hình thiết bị đã cho thấy sự đáp ứng tốt với khả năng bóc vỏ chuối sứ. Mơ hình thiết bị với kích thước nhỏ gọn có khả năng di chuyển dễ, linh hoạt.
2. Kiến nghị
số điểm chưa được hồn thiện. Vì vậy, tác giả đề xuất một số giải pháp nhằm giúp đề tài hồn thiện hơn:
- Tính tốn thiết kế bộ phận cấp phôi tự động;
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Bảng kết quả khảo sát chiều dài quả chuối
STT Chiều dài quả chuối (mm) Số lượng quả Tỷ lệ (%)
1 87 1 1 2 88 1 1 3 90 2 2 4 92 3 3 5 93 3 3 6 94 4 4 7 95 5 5 8 96 6 6 9 97 8 8 10 98 10 10 11 99 10 10 12 100 8 8 13 101 6 6 14 102 6 6 15 103 5 5 16 104 5 5 17 105 4 4 18 106 3 3 19 107 3 3 20 108 2 2 21 109 2 2 22 110 1 1 23 112 1 1 24 114 1 1 Tổng số quả 100
Kích thước chiều dài lớn nhất Lmax(mm): 114 Kích thước chiều dài nhỏ nhất Lmin (mm): 87 Kích thước chiều dài trung bình Ltb (mm): 99,65 (Sử dụng cơng thức trung bình mẫu 𝑋̅ = 1
𝑛 ∑𝑛 𝑥𝑖
𝑖=1 để tính chiều dài quả chuối trung bình)
Phụ lục 2: Bảng kết quả khảo sát đường kính quả chuối STT Đường kính D1 (mm) Số lượng quả Đường kính D2 (mm) Số lượng quả Đường kính D3 (mm) Số lượng quả 1 13 2 34 1 16 1 2 14 5 35 2 17 2 3 15 8 37 5 18 5 4 16 12 38 6 19 7 5 17 15 39 8 20 10 6 18 25 40 10 21 13 7 19 15 41 12 22 18 8 20 10 42 19 23 14 9 21 6 43 14 24 12 10 22 2 44 12 25 9 11 45 8 26 6 12 46 2 27 2 13 48 1 28 1 Tổng số quả 100 100 100
Kích thước đường kính lớn nhất, D1max (mm): 22 Kích thước đường kính nhỏ nhất, D1min (mm): 13 Kích thước đường kính trung bình, D1tb (mm): 17,86 Kích thước đường kính lớn nhất, D2max (mm): 48 Kích thước đường kính nhỏ nhất, D2min (mm): 34 Kích thước đường kính trung bình, D2tb (mm): 41,49 Kích thước đường kính lớn nhất, D3max (mm): 28 Kích thước đường kính nhỏ nhất, D3min (mm): 16 Kích thước đường kính trung bình, D3tb (mm): 22,15
(Sử dụng cơng thức trung bình mẫu 𝑋̅ =𝑛1 ∑𝑛𝑖=1𝑥𝑖 để tính các giá trị đường kính quả chuối trung bình)
Phụ lục 3: Bảng kết quả khảo sát đo độ dày vỏ chuối
STT Chiều dày B (mm) Số lượng quả Tỉ lệ (%)
1 1.3 4 4 2 1.5 12 12 3 1.6 18 18 4 1.7 20 20 5 1.8 22 22 6 1.9 16 16 7 2 8 8 Tổng số quả 100
Chiều dày vỏ lớn nhất Bmax (mm): 2 Chiều dày vỏ nhỏ nhất Bmin (mm): 1.3 Chiều dày vỏ trung bình Btb (mm): 1.72
(Sử dụng cơng thức trung bình mẫu 𝑋̅ =𝑛1 ∑𝑛𝑖=1𝑥𝑖 để tính chiều dày vỏ chuối trung bình)
Phụ lục 4: Bảng kết quả chi tiết thí nghiệm lực ép lên quả chuối STT Lực ép (N) Lặp Đánh giá Kết luận 1 5 1 Không dập Đạt 2 Không dập 3 Không dập 4 Không dập 5 Không dập 2 8 1 Không dập Đạt 2 Không dập 3 Không dập 4 Không dập 5 Không dập 3 11 1 Không dập Đạt 2 Không dập 3 Không dập 4 Không dập 5 Không dập 4 16 1 Không dập Đạt 2 Không dập 3 Không dập 4 Không dập 5 Không dập 5 17 1 Không dập Đạt 2 Không dập 3 Không dập 4 Không dập 5 Không dập 6 18 1 Không dập Đạt 2 Không dập 3 Không dập 4 Không dập 5 Không dập
7 20 1 Không dập Không đạt 2 Bị dập 3 Không dập 4 Không dập 5 Bị dập 8 22 1 Bị dập Không đạt 2 Bị dập 3 Bị dập 4 Bị dập 5 Bị dập 9 24 1 Bị dập Không đạt 2 Bị dập 3 Bị dập 4 Bị dập 5 Bị dập
Phụ lục 5: Bảng kết quả khảo sát trọng lượng quả chuối
STT Trọng lượng quả chuối (g) Số lượng quả Tỷ lệ (%)
1 74 1 1 2 78 1 1 3 81 1 1 4 83 2 2 5 85 2 2 6 86 2 2 7 88 3 3 8 91 3 3 9 92 4 4 10 94 5 5 11 95 6 6 12 96 7 7 13 98 9 9 14 99 5 5 15 101 8 8 16 102 6 6 17 104 5 5 18 105 4 4 19 106 4 4 20 108 3 3 21 109 3 3 22 111 2 2 23 112 2 2 24 115 2 2 25 117 2 2 26 120 2 2 27 121 1 1 28 123 1 1 29 125 1 1 30 128 1 1 31 132 1 1 32 138 1 1 Tổng số quả 100
Trọng lượng quả lớn nhất Qmax (g): 138 Trọng lượng quả nhỏ nhất Qmin (g): 74 Trọng lượng quả trung bình Qtb (g): 100,87
(Sử dụng cơng thức trung bình mẫu 𝑋̅ =𝑛1 ∑𝑛 𝑥𝑖
𝑖=1 để tính trọng lượng quả chuối trung bình)
Phụ lục 6: Mẫu phiếu khảo sát đánh giá độ chín của quả chuối
PHIẾU KHẢO SÁT ĐỘ CHÍN CỦA QUẢ CHUỐI SỨ Kính chào Anh/ Chị!
Tơi là học viên ngành kỹ thuật cơ khí trường Đại học sư phạm kỹ thuật Tp. HCM. Hiện tôi đang thực hiện luận văn tốt nghiệp liên quan đến thiết bị bóc vỏ chuối sứ (xiêm). Rất mong Anh/ Chị bớt chút thời gian quý báu để trả lời các câu hỏi dưới đây trong phiếu khảo sát. Mỗi ý kiến đóng góp của Anh/ Chị đều thật sự rất có giá trị và ý nghĩa đối với q trình nghiên cứu này của tơi.
Xin chân thành cảm ơn!
*Hướng dẫn trả lời:
- Đối với câu hỏi có gợi ý đáp án, anh/chị vui lòng chọn một đáp án.
- Đối với câu hỏi cần viết câu trả lời, anh chị vui lòng viết rõ ràng vào bên dưới câu hỏi.
1. Trong buôn bán sản phẩm chuối sứ, anh/chị thường phân loại chuối theo độ chín thành bao nhiêu mức độ để phục vụ nhu cầu của thị trường.