(TIỂU LUẬN) bài tập lớn QUÁ TRÌNH THIẾT kế kỹ THUẬT tên đề TÀIHỆ THỐNG dẫn ĐỘNG BĂNG tải TRONG dây CHUYỀN vận CHUYỂN lúa gạo TRONG KHO

MSSV: 1912680 3,4 Phân tích nhiệm vụ thiết kế: Mô tả nhóm thiết kếPhát triển bài toán thiết kế 5 Lập kế hoạch thực hiện: Các bước tiến hành thiết kế Sử dụng biểu đồ thanh lập lịch trình

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÀI TẬP LỚN QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ KỸ THUẬT

TÊN ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI TRONG DÂY CHUYỀN VẬN CHUYỂN LÚA GẠO TRONG KHO

Giáo viên hướng dẫn: GS TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm/Lớp: L-01 Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Đình Hân 1913292 Nguyễn Thái Bảo 1912680

Tp.HCM, ngày 01 tháng 09 năm 2021

1

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

Bộ Môn CSTKM

TÊN ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI TRONG DÂY CHUYỀN VẬN CHUYỂN LÚA GẠO TRONG KHO

Sinh viên thực hiện 1: Nguyễn Thái Bảo MSSV: 1912680

3,4 Phân tích nhiệm vụ thiết kế:

Mô tả nhóm thiết kếPhát triển bài toán thiết kế

5 Lập kế hoạch thực hiện:

Các bước tiến hành thiết kế

Sử dụng biểu đồ thanh lập lịch trình thiết kế

6 Xác định các yêu cầu khách hàng của bài toán thiết kế:

Xác định yêu cầu khách hàng

7 Xác định các yêu cầu kỹ thuật của bài toán thiết kế:

Sử dụng ngôi nhà chất lượng (phương pháp QFD) xác định yêu cầu kỹthuật của sản phẩm

8 Đưa ra ý tưởng cho bài toán thiết kế:

Tham khảo các nghiên cứu trong và ngoài nước (bài báo, patents)Tham khảo các thiết kế liên quan

Đưa ra các phương án thiết kế

3

9 Đánh giá ý tưởng cho bài toán thiết kế:

Đưa ra các qua trận quyết định (đánh giá)Lựa chọn một ý tưởng để triển khai thiết kế

Tính toán thiết kế các bộ truyền động cho sản phẩm:

Bản vẽ chung; bản vẽ lắp; bảng kê chi tiết; bản vẽ chi tiết

13 Đánh giá sản phẩm (theo các chỉ tiêu sau):

Khả năng làm việcGiá thành sản phẩmKhả năng chế tạoKhả năng lắp ráp

Độ tin cậyKhả năng thử nghiệm bảo trìKhả năng bảo vệ môi trường

14 Viết thuyết minh và báo cáo:

Thuyết minh có tờ nhiệm vụ, trình bày như một báo cáo kỹ thuậtBáo cáo tóm tắt dưới dạng PowerPoint

Giáo viên hướng dẫn: GS.TS Nguyễn Thanh Nam Chữ ký:

Bảng kiểm tra tiến độ thực hiện:

Tên SV T.3 T.4 T.5 T.6 T.7 T.8 T.9 T.10 T.11 T.12 T.13 T.14 T.15

5

I PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

1 Thành lập nhóm thiết kế

Sinh viên thực hiện 1: Nguyễn Thái Bảo

Sinh viên 1 tự đánh giá vai trò theo các câu hỏi trắc nghiệm như sau:

6

Sinh viên thực hiện 2: Nguyễn Đình Hân

Sinh viên 2 tự đánh giá vai trò theo các câu hỏi trắc nghiệm như sau:

7

Phân công vai trò:

2 Phát biểu bài toán thiết kế

a Giới thiệu tổng quan, tìm hiểu các nghiên cứu trong và ngoài nước, làm rõ sự cần thiết phải nghiên cứu thiết kế

Trong những năm gần đây việc áp dụng khoa học kỹ thuật vào phát triển ngành nôngnghiệp, cũng như ngành lúa gạo phát triển ngày càng nhanh Nhằm đáp ứng nhu cầu nângcao lợi nhuận, giảm giá thành vận chuyển sản phẩm trong khi xuất nhập kho Chúng tôi

quyết định phát triển sản phẩm băng chuyền tự động trong dây chuyền sản xuất để

nâng cao hiệu quả sản xuất, đẩy nhanh quá trình sản xuất giúp doanh nghiệp nhanh chóngxuất/ nhập gạo trong kho bãi

Việc vận chuyển bằng nhân công thường tốn công sức nhiều, không dùng trí óc cao nênviệc sử dụng hệ thống băng chuyền tự động được lắp đặt dễ dàng trong dây chuyền, giúpgiảm tải lượng công nhân làm việc thủ công, cải thiện tính hiện đại hóa và hiệu quả caotrong sản xuất công nghiệp

b Xác định mục tiêu, đối tượng, nội dung và kết quả dự kiến

Khung băng tải: Được chế tạo từ Inox 304 chất lượng cao có khả năng chống gỉ, chống

va đập, chịu nhiệt

Hệ thống con lăn băng tải lúa gạo: sử dụng giàn con lăn tự do cho những băng tải có thiết

kế chiều dài ngắn, con lăn điện, con lăn bọc su cho những băng tải vận chuyển đường dàilớn

Chiều rộng băng tải lúa gạo được thiết kế theo yêu cầu khách hàng từ 200 – 2000mmTrọng lượng tải kéo: 100 kg/m

Chiều dài băng tải được thiết kế theo yêu cầu và đơn đặt hàng của quý khách

Băng tải chuyển lúa gạo thiết kế theo nhiều kiểu từ băng tải thẳng cho đến các loại băngtải cong nhiều góc độ để phù hợp với địa hình nhiều nhà máy

Hai đầu băng tải được thiết kế có thể di chuyển lên xuống thông qua cần điều khiển đểthuận tiện cho việc vận chuyển

Dễ nâng cấp, dễ bảo trì, vệ sinh

Tiếng ồn ít

c Mô tả tóm lược sản phẩm theo nhu cầu khách hàng

9

Đặc điểm của băng tải lúa gạo

Dễ sử dụng

Dễ bảo trì, sửa chữa khi xảy ra sự cố

Giảm chi phí thiết kế

Kết hợp các công đoạn sấy lúa gạo trong băng

d Mục đích thương mại chính của sản phẩm

Tiết kiệm chi phí sản xuất

Ít tốn chi phí nhân công

Nâng cao năng suất làm việc

Mang lại lợi nhuận cao cho doanh nghiệp trong thời gian ngắn

e Thị trường mục tiêu

Các kho gạo ở các tỉnh, thành khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long, công ty xuất khẩu lúagạo

Giả thiết và ràng buộc

Khung băng tải: Được chế tạo từ Inox 304 chất lượng cao có khả năng chống gỉ, chống

va đập, chịu nhiệt

Hệ thống con lăn băng tải lúa gạo: sử dụng giàn con lăn tự do cho những băng tải có thiết

kế chiều dài ngắn, con lăn điện, con lăn bọc su cho những băng tải vận chuyển đường dàilớn

Chiều rộng băng tải lúa gạo được thiết kế theo yêu cầu khách hàng từ 200 – 2000mmTrọng lượng tải kéo: 100 kg/m

Chiều dài băng tải được thiết kế theo yêu cầu và đơn đặt hàng của quý khách

Băng tải chuyển lúa gạo thiết kế theo nhiều kiểu từ băng tải thẳng cho đến các loại băngtải cong nhiều góc độ để phù hợp với địa hình nhiều nhà máy

Hai đầu băng tải được thiết kế có thể di chuyển lên xuống thông qua cần điều khiển đểthuận tiện cho việc vận chuyển

Dễ nâng cấp, dễ bảo trì, vệ sinh

Tiếng ồn ít

II LẬP KẾ HOẠCH THIẾT KẾ SẢN PHẨM

Bước 1: Xác định nhiệm vụ thiết kế

- Khảo sát thị trường các khách hàng có nhu cầu sử dụng

- Tham khảo các ý tưởng từ khách hàng, từ các sản phẩm có trên thị trường

- Từ các thông số kỹ thuật tham khảo được, sử dụng để tham khảo lên ý tưởng

Bước 2: Phát biểu mục tiêu và nội dung cho mỗi nhiệm vụ

- Nhiệm vụ 1:

+ Tên nhiệm vụ: Khảo sát thị trường các khách hàng có nhu cầu sử dụng.

+ Mục tiêu: Đưa ra các tiêu chi từ các nhu cầu của người đã từng sử dụng hoặc từ các

khách hàng tiềm nặng

+ Nội dung: Lên danh sách các khách hàng đã quan tâm trên các page, các khách hàng

kinh doanh liên quan tới lĩnh vực sử dụng băng tải để sử dụng

+ Nội dung: Tìm kiếm các trang google và các trang acebook để biết thông số của các

loại máy trên thị trường.

+ Nội dung: Lọc thông tin và đưa ra bảng tiêu chí các thông tin cần thiết để sử dụng

trong quá trình thiết kế

Bước 3: Ước tính số lượng công nhân, thời gian cần thiết để hoàn thành nhiệm vụ

Nhiệm vụ 1: Ước tính số lượng công nhân, thời gian cần thiết để hoàn thành nhiệm vụ

Nhân lực: 2 người

Thời gian: 2 tuần

Bước 4: Sắp xếp lịch trình công việc

11

A: Nguyễn Thái Bảo

Thợ đứng máy A A 12

12

Thiết kế công nghiệp B 6

Ghi chú: Thời gian dự trù tính theo % thời gian tổng Tổng nhân công/ 14 tuần 72

Bước 5: Ước tính chi phí thiết kế sản phẩm

Chi phí TKSP = (Tổng NC/14 tuần) x (Giá nhân công cho 14 tuần)

=72*300.000 =21.600.000 VNĐ

III XÁC ĐỊNH YÊU CẦU CỦA KHÁCH HÀNG Bước 1: Xác định các thông tin cần

thiết

- Đối tượng: Nhà máy, nhà phân phối các loại lương thực, thực phẩm.

- Mô tả các thông tin về sản phẩm cùng loại trên thị trường:

+Băng tải mini có tốc độ vận chuyển trung bình khá nhanh, khoảng 25-100m/phút

+Đáp ứng hiệu suất làm việc khá cao: 30-150m3/giờ

+Có thể được tích hợp nhiều công nghệ hiện đại, giúp đẩy nhanh quy trình sản xuất, giải phóng sức nhân công và đem lại tính chính xác, hiệu quả cao

- Các thông tin về sản phẩm: Băng tải công nghiệp

+ Mô tả các nhu cầu về sản phẩm Giả thiết và ràng buộc

Quy cách băng tải cao su, độ dày, số lớp bố, dây mặt trơn hay có gân hoặc cánh gạt, vật liệu cao su thường hay cao su chịu nhiệt, chịu dầu

Bước 2: Xác định các phương pháp thu thập thông tin

- Sử dụng phương pháp thăm dò, khảo sát đối tượng:

+ Băng tải cao su

+ Băng tải con lăn

+ Băng tải PVC

+ Băng tải PU

+ Băng tải xích lưới

+ Băng tải tấm

+ Băng tải nhựa

+ Băng tải xích nhựa

+ Băng tải inox

- Dùng các nhóm chuyên trách: Nguyễn Thái Bảo, Nguyễn Đình Hân

Bước 3: Xác định nội dung các câu hỏi (sắp xếp các nội dung thông tin ở bước 1 xuống

kiểu nhu cầu phù hợp tương ứng bên dưới):

- Các nhu cầu về thực hiện chức năng: (1) Vận chuyển dạng bao tải, (2) Vận chuyển

dạng tấm, (3) Vận chuyển dạng từng thùng ;

- Nhu cầu có nhân tố con người: (1) Tự động , (2) Bán tự động

- Các nhu cầu liên quan đến điều kiện tự nhiên: (1) Môi trường ít bụi, (2) Môi trường

nhiều bụi và chất hóa học;

- Nhu cầu liên quan tới độ tin cậy của sản phẩm: (1) An toàn , (2) Tuyệt đối an toàn;

- Nhu cầu về thời gian: (1) Liên tục , (2) Thời vụ

- Các nhu cầu liên quan tới chi phí: (1) Thấp , (2) Vừa , (3) Cao

- Các nhu cầu khách hàng liên quan tới môi trường: (1) Có thể tái sử dụng , (2)

Không tái sử dụng

Bước 4: Thiết kế các câu hỏi

Dạng bao cỡ lớn trên 70-150kg

(1) Phương thức vận

Dạng bao cỡ vừa trên 20 - 70chuyển bao tải

kgDạng bao cỡ nhỏ dưới 20 kg

chuyển thùng Thùng cỡ vừa trên 50x50x50

Không dùng

Tự động thông qua hệ thống(1) Loại máy chuyên tự lập trình sẵn

Tự động ¼ quá trìnhđộng

Không dùng

Có màng lưới lọc bụi dọc

Các nhu cầu liên

băng tải

3 quan đến điều kiện (1)Môi trường ít bụi

Có tấm nhựa dọc băng tải

tự nhiên

Không dùng

15

Có màng lưới lọc bụi dọc(2) Môi trường nhiều băng tải

bụi và chất hóa học Có tấm nhựa dọc băng tải

Không dùng

Không sử dụng

Nhu cầu liên quan

4 tới độ tin cậy của

sản phẩm

Sử dụng(2) Tuyệt đối an toàn

Không sử dụng

1 ca/ ngày(1) Liên tục (tất cả các

2 ca/ ngàyngày trong tuần, tháng,

3 ca/ ngàynăm )

Nhu cầu về thời

Bước 5: Sắp xếp các câu hỏi

1 Các câu hỏi thăm dò theo đối tượng:

16

Nhà cung cấp, nhà sản xuất: 6 ,7

Công nhân vận hành máy: 1,2,3,4,5

2 Các câu hỏi cho nhóm chuyên trách: 3,4,7

Bước 6: Thu thập thông tin

Tổng hợp lại những câu trả lời được khách hàng chọn nhiều nhất:

Câu 1: Các nhu cầu về thực hiện chức năng

Phương thức vận chuyển bao tải: Dạng bao cỡ vừa trên 20 - 70 kg

Câu 2: Nhu cầu có nhân tố con người:

Loại máy bán tự động: Tự động ½ quá trình

Câu 3:Các nhu cầu liên quan đến điều kiện tự nhiên

Môi trường ít bụi: Không dùng

Câu 4:Nhu cầu liên quan tới độ tin cậy của sản phẩm

An toàn: Sử dụng

Câu 5: Nhu cầu về thời gian

Liên tục: 2 ca/ngày

Câu 6: Các nhu cầu liên quan tới chi phí

Vừa: Dưới 70 triệu VND

Câu 7: Các nhu cầu khách hàng liên quan tới môi trường

Có thể tái sử dụng: Sử dụng

Bước 7: Rút gọn thông tin

Kiểu nhu cầu Câu số Yêu cầu khách hàng thu thập Yêu cầu khách hàng

được (dữ liệu thô) (dữ liệu rút gọn)

Phương thức vận chuyển baotải:

Phương thức vận+ Dạng bao cỡ lớn trên

chuyển bao bì:Nhu cầu về thực 70-150 kg: 0 chọn

Dạng bao cỡ vừa trênhiện chức năng 1 + Dạng bao cỡ vừa trên 20

20 - 70 kg

- 70 kg: 10 chọn+ Dạng bao cỡ nhỏ dưới

20 kg: 2 chọn

17

+ Không dùng: 2 chọnPhương thức vận chuyển dạngtấm:

+ Tấm cỡ lớn trên 10x10:

2 chọn+ Tấm cỡ vừa trên 5x5: 2chọn

+ Không dùng: 0 chọnPhương thức vận chuyểnthùng:

+ Thùng cỡ lớn trên100x100x100: 0 chọn+ Thùng cỡ vừa trên50x50x50: 0 chọn

+ Không dùng: 2 chọnLoại máy chuyên tự động:

+ Tự động thông qua hệthống lập trình sẵn: 5 chọn+ Tự động thông qua hệthống điều khiển từ xa: 2 chọn

Nhu cầu có nhân + Không dùng: : 2 chọn Loại máy bán tự động:

2

Loại máy bán tự động:

+ Tự động ½ quá trình: 10chọn

+ Tự động ¼ quá trình: 1chọn

+ Không dùng:0 chọn

Môi trường ít bụi:

Nhu cầu liên quan

+ Có màng lưới lọc bụi Môi trường ít bụi:đến điều kiện tự 3

nhiên

+ Có tấm nhựa dọc băng

18

tải: 7 chọn+ Không dùng: 10 chọnMôi trường nhiều bụi và chấthóa học:

+ Có màng lưới lọc bụidọc băng tải: 2 chọn

+ Có tấm nhựa dọc băngtải: 1 chọn

+ Không dùng: 0 chọn

An toàn:

Nhu cầu liên quan + Sử dụng: 18 chọn

+ Không sử dụng: 0 chọn

Tuyệt đối an toàn:

sản phẩm

+ Sử dụng: 2 chọn+ Không sử dụng: 0 chọnLiên tục:

+ 1 ca/ngày: 1 chọn+ 2 ca/ngày: 12 chọn+ 3 ca/ngày: 3 chọnNhu cầu về thời

+ Không sử dụng: 0 chọn

gian

+ Sử dụng theo mùa vụ: 2chọn

+ Sử dụng theo đơn hàng:

2 chọn+ Không sử dụng: 0 chọnThấp:

+ Dưới 20 triệu: 1 chọnCác nhu cầu liên

6

+ Dưới 50 triệu: 2 chọn

Vừa: Dưới 70 triệu

+ Dưới 70 triệu: 15 chọn

+ Dưới 100 triệu: 1 chọn

19

+ Sử dụng: 0 chọn+ Không sử dụng: 0 chọn

Qua kết quả thăm dò và khảo sát, nhóm rút ra được các yêu cầu của khách hàng như sau:

Phương thức vận chuyển bao tải: Dạng bao cỡ vừa trên 20 - 70 kg

Loại máy bán tự động: Tự động ½ quá trình

Môi trường ít bụi: Không dùng

Độ tin cậy: An toàn

Liên tục: 2 ca/ngày

Vừa: Dưới 70 triệu VND

Có thể tái sử dụng

20

IV XÁC ĐỊNH CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA BÀI TOÁN THIẾT

KẾ Bước 1: Xác định khách hàng

Nhà máy, nhà phân phối các loại lương thực, thực phẩm

Bước 2: Xác định yêu cầu của khách hàng

Phương thức vận chuyển bao tải: Dạng bao cỡ vừa trên 20 - 70 kg

Loại máy bán tự động: Tự động ½ quá trình

Môi trường ít bụi

Độ tin cậy: An toàn

Làm việc liên tục: 2 ca/ ngày

Giá tiền vừa: dưới 70 triệu

Có thể tái sử dụng

Bước 3: Xác định mức độ quan trọng của các yêu cầu khách hàng

Yêu cầu của khách hàng Hệ số tầm quan trọng

Phương thức vận chuyển bao tải : Dạng bao cỡ vừa trên

1

20 - 70 kg

Bước 4: Xác định và đánh giá mức độ cạnh tranh.

- Phân tích sản phẩm cạnh tranh:

yêu cầu phẩm cạnh tranh thiết kế

Phương thức vận chuyển bao tải: Dạng

bao cỡ vừa trên 20 - 70 kg

Loại máy bán tự động: Tự động ½ quá 3 3 3

21

Bước 5: Đưa ra các thông số kỹ thuật (bảng bên dưới).

Bước 6: Mối quan hệ giữa yêu cầu của khách hàng với các thông số kỹ thuật

Yêu cầu của khách hàng Thông số kỹ thuật

Công suất bộ truyền động 9Phương thức vận chuyển bao tải: Dạng Góc nghiêng băng 3

Độ tin cậy: An toàn

Tỷ lệ thất thoát rơi vãi 3

Có thể tái sử dụng

Bước 7: Xác định mối quan hệ giữa các thông số kỹ thuật

22

Công suất động cơVận tốc băng

Vật liệuCông suất động cơGiá tiền

Vật liệuHình dạng thiết bị

Hệ số an toàn

Tốc độ cao

Bước : Xác định yêu cầu kỹ thuật của Sản phẩm

- Xác định chuẩn cạnh tranh:

1 Công suất tải: 4kW

2 Chiều dài vận chuyển: 15m

9 Năng suất băng tải: 50 tấn/h

10 Phần trăm diện tích vật liệu chiếm: 30%

11 Loại băng: băng cao su nhiều lớp vải

999999

hiết lập ngôi nhà chất lượng để xác định các giá trị giới hạn của các thông số kỹ thuật:

0

0 0 0 0 0 0 0

23

3 Chiều rộng băng: 1m

4 Góc nghiêng băng: 15 độ

5 Đường kính con lăn: 0,15m

25

6 Đường kính tang: 0,5m

7 Vận tốc băng: 2m/s

8 Giá thành: 60 triệu VND

9 Năng suất băng tải: 50 tấn/h

10 Phần trăm diện tích vật liệu chiếm: 30%

11 Loại băng: băng cao su nhiều lớp vải

V ĐƯA RA Ý TƯỞNG CHO BÀI TOÁN THIẾT KẾ SẢN PHẨM

1 Phân tích chức năng

Bước 1: Tìm ra chức năng chung hoàn chỉnh

Đi xa 15m, lên cao 3.88 m

Động năng băng tải Trọng lực băng tải

Cuốn ống Băng tải Gạo

Động năng băng tải

Trọng lực băng tải Cuốn ống

Băng tải Gạo

Bước 2: Phân tích thành các chức năng con

(Từ chức năng chung đã đưa ra, ta phân tích thành những chức năng nhỏ hơn (sử dụng phương pháp phân tích bằng chuỗi các động từ hành động của người dùng), góp phần thực hiện chức năng chung):

Vận chuyển gạo đi xa 10 m và lên cao 3,88 m

Lắp ráp

Vận hành

nạp Truyền Cuốn Xả liệu động ống liệu

27

Bước 3: Sắp xếp các chức năng con

Biến đổi năng lượng

Điều chỉnh Cuộn Uốn Mở

Gạo đưa vào băng Vận chuyển

Sắp xếp các chức năng con (nhỏ nhất) ở sơ đồ trên theo 3 mảng (năng lượng, vật liệu và thông tin) nhưng vẫn đảm bảo thứ tự thực hiện chức năng của sản phẩm như sơ đồ trên.

Bước 4: Hoàn thiện các chức năng con

Chuyển hóa điện năng thành động năng đưa gạo sang vị trí cần.

2 Đưa ra ý tưởng thiết kế sản phẩm

Đưa ra ý tưởng cho bài toán thiết kế được thực hiện qua các bước:

Bước 1: Đưa ra ý tưởng cho từng chức năng

Dẫn động Hộp giảm tốc + bộ Hộp giảm tốc + bộ Hộp giảm tốc

Điều chỉnh băng Vít me căng đai Bánh căng đai Lò xo căng đai