ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ MÁY TRÁNG BÁNH TRÁNG

Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ và sự cạnh tranh của thị trường, các sản phẩm cơ khí ra đời đòi hỏi phải mang tính hiệu quả, tăng năng suất, tiết kiệm thời gian, giảm thiểu

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

THIẾT KẾ MÁY TRÁNG BÁNH TRÁNG

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU……… 2

I PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 3

II LẬP KẾ HOẠCH THỰC HIỆN 3

III XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KHÁCH HÀNG 6

IV THIẾT KẾ Ý TƯỞNG VÀ LỰA CHỌN THIẾT KẾ 6

V XEM XÉT LẠI NGUYÊN MẪU 6

VI TÍNH TỐN THIẾT KẾ 9

VII ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM 27

VIII KẾT LUẬN 28

LỜI NÓI ĐẦU

Trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, ngành cơ khí đóng vai trò quan trọng hàng đầu Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ và sự cạnh tranh của thị trường, các sản phẩm cơ khí ra đời đòi hỏi phải mang tính hiệu quả, tăng năng suất, tiết kiệm thời gian, giảm thiểu vấn đề ô nhiễm môi trường…

Nhất là trong giai đoạn khủng hoảng kinh tế như ngày nay thì vai trò của việc thiết kế kĩ thuật ngày càng quan trọng, yêu cầu đặt ra cho các nhà kĩ sư phải thiết kế, chế tạo ra sản phẩm vừa phù hợp nhu cầu khách hàng, vừa có khả năng đảm bảo tính cạnh tranh trên thị trường.

Việc học môn “Phương pháp thiết kế kỹ thuật” ở trường, đặc biệt

là thông qua bài tập lớn, đã giúp chúng em có thể hiểu rõ quá trình cho

ra đời một sản phẩm cơ khí, ứng dụng lý thuyết vào thực tiễn sản xuất

và quan trọng hơn hết là khả năng làm việc theo nhóm.

Chúng em chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Thanh Nam đã tận tình giúp đỡ chúng em hoàn thành bài tập bày Tuy nhiên trong quá trình hoàn thành chúng em không tránh khỏi những thiếu sót, chúng em rất mong sự góp ý của thầy để bài sản phẩm của chúng em được hoàn thiện hơn

Toàn thể nhóm trân trọng cảm ơn thầy !

I. PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ :

Để hợp lý với công việc được giao và thuận tiện cho công việcthiết kế, nhóm chúng tôi đã tiến hành khảo sát tính cách của các thànhviên trong nhóm Sau đây xin giới thiệu về các thành viên trong nhóm vàđặc điểm tính cách mỗi người :

 Sinh viên thực hiện 1: NGUYỄN VĂN TÂY

• Sở thích: lướt web, nghe nhạc, đi du lịch

• Tính cách: hoà đồng, năng động, thích khám phá những điều mới

lạ, không ngại học hỏi, có tinh thần trách nhiệm cao đối với côngviệc

 Sinh viên thực hiện 2: CAO CHÍ THÀNH

• Sở thích: nghe nhạc, xem phim, chơi thể thao ( yêu thích nhất làbóng chuyền và bóng rổ), gặp gỡ bạn bè và yêu khoa học

• Tính cách: hoà đồng , siêng năng, cần cù, ham học hỏi, đặc biệt làcường độ rất tập trung khi làm việc

 Sinh viên thực hiện 3: LÂM TRUNG TÍN

• Sở thích: chơi game, đọc tiểu thuyết, nghe nhạc nhẹ và thích côngnghệ

• Tính cách: năng nổ, siêng năng, hoà đồng với mọi người và yêuđời

Mỗi thành viên trong nhóm thiết kế đều đảm trách 2 loại trách nhiệm

khác nhau: trách nhiệm chuyên môn và trách nhiệm giúp nhóm làm việc hiệu quả.Một nhóm thiết kế lý tưởng thường có đầy đủ 8 vai trò,

tuỳ theo thành phần của nhóm, các cá nhân sẽ đảm nhận vai trò gầngũi với cách giải quyết vấn đề của họ

Dựa vào những điều kiện đó, 3 người của nhóm chúng tôi sẽ lần lượtđảm nhận những vị trí như sau :

 NGUYỄN VĂN TÂY : * Người điều phối

* Người lập kế hoạch

 CAO CHÍ THÀNH : *Người giám sát đánh giá

*Người sáng tạo

* Người hoàn chỉnh sau cùng

 LÂM TRUNG TÍN : *Người khám phá

*Người chăm sóc nhóm

*Người thực thi

1.2 Phát biểu bài toán thiết kế:

Bánh tráng là một loại bánh quen thuộc với người dân Việt Nam, chúngđược dùng để cuốn chả giò, dùng để cuốn các món nhúng,…và đặc biệt làvào các dịp lễ hội, các đám lễ, thì chúng là nguyên vật liệu không thể thiếu đểlàm nên các món ăn

Tuy nhiên, từ lâu loại bánh này được làm bằng thủ công Hạn chế củaloại hình này là năng suất thấp, chất lượng bánh không đồng đều, phụ thuộcvào tay nghề của người tráng, và đáng lưu ý nhất là phụ thuộc vào thời tiết(chỉ làm được vào những ngày trời nắng) Do đó sản lượng làm ra khôngkhông đáp ứng đủ nhu cầu thị trường

Ngày nay, với sự phát triển của xã hội thì chất lượng cuộc sống củangười dân được nâng cao, nhu cầu về ẩm thực cũng theo đó tăng nhiềuhơn.Vấn đề được đặt ra là làm sao để cải thiện những hạn chế của phươngthức tráng bánh bằng thủ công để tăng năng suất

Qua nhiều lần khảo sát những hộ dân, làng nghề làm bánh, chúng tôi đãnảy ra ý định chế tạo ra máy tráng phục vụ người dân Trên thị trường hiệnđang tồn tại một số mẫu máy tráng, do đó mục tiêu của chúng tôi là làm sau

khắc phục, cải thiện những nhược điểm của máy hiện hành và đặc biệt làgiảm giá thành sản phẩm, phù hợp với túi tiền của người dân.

Việc lập kế hoạch ở đây chúng tôi sẽ thiết lập biểu đồ về lịch trình

và những ràng buộc về quỹ thời gian, tiền bạc, nhân lực để thực hiện cáchoạt động thiết kế Thời hạn được đưa ra để hoàn thành bài tập lớn là 13tuần, và nhân lực của nhóm được phân công là 3 người cùng thực hiện

đề tài Do số lượng thành viên ít nên nhóm chúng tôi chủ yếu hoàn thànhnhiệm vụ bằng nhân lực cả nhóm Cụ thể như sau:

• Nhiệm vụ 1: Xác định nhu cầu khách hàng

+ Công việc : Do các thành viên của nhóm đều ở những địaphương khác nhau, nên chúng tôi phân công thu thập thông tin,thăm dò ý kiến của người dân, các làng nghề tráng bánh ở BìnhĐịnh, Bến Tre

• Nhiệm vụ 3: Phân tích nhiệm vụ thiết kế

+ Công việc: Phân tích những nhu cầu khách hàng thu thập đượcthành những yêu cầu rõ rang, cụ thể và cô đọng, sẵng sàng biêndịch sang các thông số kĩ thuật có thể đo lường được

+ Nhân lực : Lâm Trung Tín+ Thời gian : 1 tuần

• Nhiệm vụ 4 : Xác định yêu cầu kĩ thuật

+ Công việc : Sử dụng phương pháp QFD và ngôi nhà chất lượng

để xác định các yêu cầu kĩ thuật từ các yêu cầu khách hàng và khảnăng cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường

+ Nhân lực : Nguyễn Văn Tây

+ Thời gian : 1 tuần

• Nhiệm vụ 5 : Đưa ra ý tưởng thiết kế

+ Công việc : Sau khi đã biết chức năng từ việc xác định các yêucầu kĩ thuật từ các yêu cầu khách hàng, ta phân tích chức năngthành các chức năng con, cốt lõi, tham khảo các thiết kế liên quan,đưa ra ý tưởng cho từng chức năng con và tổng hợp thành các ýtưởng chung cho sản phẩm thiết kế

+ Nhân lực : cả nhóm

+ Thời gian : 2 tuần

• Nhiệm vụ 6 : Đánh giá ý tưởng, chọn phương án thiết kế

+ Công việc : Sử dụng ma trận quyết định, đánh giá nhiều ý tưởng

để sử dụng một phương án để thiết kế

+ Nhân lực : Cả nhóm

+ Thời gian: 1 tuần

• Nhiệm vụ 7 : Tính toán thiết kế sản phẩm

+ Công việc : Tính toán thiết kế chi tiết các bộ phận, thiết kế hìnhdáng kết cấu của các chi tiết, xây dựng các bản vẽ, mô hình hệthống

+ Nhân lực :

 Văn Tây : vẽ mô hình 3D, 2D

 Chí Thành + Trung Tín : tính toán các chi tiết, các thông số

+ Nhân lực : cả nhóm

+ Thời gian : 1 tuần

• Nhiệm vụ 9 : Viết thuyết minh và báo cáo.

+ Công việc : viết thuyết minh như một bài báo cáo kĩ thuật ( power point, word đính kèm ), thực hiện báo cáo thuyết trình cho

đề tài

+ Nhân lực : cả nhóm

+Thời gian : 1 tuần

Ta có biểu đồ thanh thể hiện kế hoạch thực hiện công việc của nhóm

quá trinh thiết kế Thành

phẩm Cả nhóm

Viết thuyết minh

và báo cáo

Cả nhóm

III. XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KĨ THUẬT CỦA BÀI TOÁN THIẾT

 Nhóm xác định khách hàng chính sử dụng máy tráng bánh tráng là các hộ làm bánh, các xí nghiệp làm bánh

 Tìm hiểu các thông tin về máy tráng bánh tráng như mục đích sử dụng, tính năng, mức độ an toàn, năng suất…

 Bước 2 : Xác định các phương pháp thu thập dữ liệu được dùng

Sử dụng phương pháp thăm dò khảo sát đối tượng :

 Nhà cung cấp thiết bị khảo sát 3 người

 Người trực tiếp vận hành, khảo sát 10 người

 Nhà thiết kế công nghiệp hỏi 5 người

 Bước 3 : Xác định bảng câu hỏi cá nhân, sau khi đã xác định phương pháp thu thập dữ liệu, nhóm đưa ra 12 câu hỏi phạm vi tập trung vào máy tráng bánh tráng gồm các nội dung chính như sau:

• Mục đích sử dụng

• Tính năng

• Mức độ an toàn tới đâu

• Giá thành

 Bước 4: thiết kế câu hỏi

Q1 Theo bạn phương pháp tráng bánh thủ công có mang lạihiệu quả và năng suất cao hay không?

a.Có

b.Không

Q2 Bạn nghĩ máy tráng bánh tráng có cần thiết có thể mang lai hiệu quả cao hơn phương pháp thủ công hay không?

c.Mang lại hiệu quả kinh tế cao

Q4 Bạn yêu cầu công suất của máy phải như thế nào ?

là ?

a. Phải tuyệt đối an toàn và hiệu quả

b. Phải đạt năng suất cao

a.Năng suất cao.

Q12 Theo bạn loại vật liệu nào tốt nhất để làm máy ?

a. Phải tuyệt đối an toàn và hiệu quả

b. Phải đạt năng suất cao

A6 Năng suất 350-450 cái/giờ

A7 Máy tráng tự động hoàn toàn

A8 Giá từ 15-20 triệu

A9 Máy tuyệt đối an toàn và hiệu

A10 Chỉ cần chi phí mức trung bình cho hệ thống an toàn

A11 Diện tích chiếm chỗ từ 14-20m2

A12 Vật liệu tốt nhất làm máy là Inox

 Bước 7: Rút gọn dữ liệu: sau khi có kết quả từ quá trình thu thập dữ liệu, nhóm rút gọn dữ liệu như sau:

- Giá thành khoảng 20triệu máy

- Vật liệu chủ yếu bằng Inox

III.2 Xác định nhu cầu kĩ thuật :

Khách hàng là các thợ bánh tráng ở các làng nghề, người có kinh tế hộ gia đình, các xí nghiệp sản xuất bánh…

Từ những khách hàng sử dụng và các thông tin thu thập từ khách hàng ta có thể đưa ra các yêu cầu như sau:

- Năng suất cao

 Bước 3: Xác định tính quan trọng và các mối liên quan.

o Năng suất cao : liên quan đến tốc độ quay của trục máy, nhiệt độ buồng sấy, tỉ lệ hao hụt nhiệt độ, kích thước của máy, tỉ lệ nhiệt thoát ra, số lượng thao tác, kích thước lò sấy

o Chất lượng bánh : liên quan đến tốc độ quay của trục máy,nhiệt lượng buồng sấy, số lượng thao tác

o Dễ bảo trì sửa chữa : liên quan đến vật liệu làm máy, kích thước máy, số lượng thao tác, kích thước lò sấy

o Tuổi thọ cao: liên quan đến tốc độ quay, vật liệu làm máy,

số lượng thao tác

o Đảm bảo an toàn : liên quan đến tốc độ quay, nhiệt lượng buồng sấy, vật liệu làm máy, hệ số nhiệt độ an toàn,kích thước lò sấy

o Dễ vận hành : liên quan đến tốc độ quay của trục máy, kích thước máy, số lượng thao tác

o Giá thành : liên quan đến nhiệt lượng buồng sấy, vật liệu làm máy, kích thước máy

Yêu cầu khách hàng Mức độ yêu cầu Các sản phẩm trên

thị trường Chỉ tiêu thiết kế

 Bước 5: Biên dịch yêu cầu khách hàng thành các yêu cầu kĩ

thuật

4= Đáp ứng yêu cầu 2= Đáp ứng chút ít yêu cầu 1= hoàn toàn không đáp ứng 3= Đáp ứng 1 số mặt của yêu cầu

Năng suất cao

Tuổi thọ cao

Tốc độ quay của trục máy 3

Chất lượng bánh tốt Tốc độ quay của trục máy 3

Giá thành chấp nhận được Vật liệu làm máy 9

 Bước 6: Xác định mối quan hệ giữa các yêu cầu kĩ thuật.

 Bước 7: Ngôi nhà chất lượng

9 :có quan hệ chặt chẽ

3 :có mối quan hệ vừa phải

1 : có một chút quan hệ

Ô trống : không có quan hệ

1 1

Bánh tráng

3.3 Sử dụng ngôi nhà chất lượng xác định yêu cầu kĩ thuật.:

Sau khi xây dựng ngôi nhà chất lượng, dựa trên các yêu cầu khách hàng khả năng cạnh tranh và tầm quan trọng của từng yêu cầu khách hàng, ta co được những yêu cầu kỹ thuật để thiết kế máy tráng bánh tráng như sau:

 Công suất :200 bánh/ giờ

 Giá thành khoảng 22 triệu

IV. ĐƯA RA Ý TƯỞNG :

IV.1 Phân tích chức năng:

Sau khi phân tích chức năng máy tráng bánh tráng bánh tráng cần phải có mô hình tổng quát như sau:

Tạo nhiệt

Từ những chức năng chung, ta phân tích thành những chức năng nhỏ hơn, và có được kết cấu cụ thể như sau

 Nguyên lý: Hấp bánh bằng

hơi nước bão hoà

 Năng suất: Có thể điều chỉnh

Ưu điểm : kích thước thích hợp,

đa chức năng, kết cấu đơn giản,

dễ sử dụng

Nhược điểm: phụ thuộc thời tiết,

công suất thấp, giá thành cao,

chưa tự động hoàn toàn

2. Ý tưởng 2:

Băng truyền được thiết kế dạng thẳng, trục tráng bánh đứng yên,

bánh sẽ tự động rớt xuống ở cuối băng truyền

Hệ thống gia nhiệt sẽ được thiết kế ở dưới băng truyền

3. Ý tưởng 3:

Không dùng băng truyền, chỉ dùng 2 mâm bánh, thùng bột đặt ở

trên, dùng áp suất để đẩy bột xuống 2 mâm bánh, đồng thời 2

mâm bánh xoay và bộ phận gia nhiệt dưới 2 mâm bánh sẽ làm

chin bánh

KẾ :

 Ta nhận thấy ý tưởng 1 có nhiều ưu điểm hơn hẳn 2 ý tưởng còn lại,

vì dạng thiết kế hình tròn sẽ làm nhiệt độ phân bố nhiều hơn, năng

suất cao hơn

 Hệ thống lấy bánh được thiết kế lấy bánh tự động nên có thể được tự

động hoá hoàn toàn

 Chi phí sản xuất rẻ hơn so với 2 trường hợp còn lại, phù hợp với yêu

cầu của người dân và các xí nghiệp

Vậy ta chọn phương án 1

V.2 Các bộ phận chính của hệ thống:

 Động cơ và hệ thống giảm tốc:



 Hệ thống hai bánh răng:

 Hệ thống buồng nhiệt:

 Hệ thông tráng:

VI.Thiết kế sản phẩm :

1. Tính toán bộ truyền nhiệt:

Từ đó ta xác định được:

Trạng thái không khí ra khỏi buồng sấy:

Giai đoạn này là giai đoạn sấy tốc độ không đổi, nhiệt độ vậtliệu không đổi và bằng nhiệt độ nhiệt kế ướt, tức là: Nhiệt độ

và độ ẩm không khí vào buồng là Nhiệt độ nhiệt kế ướtNhiệt độ vật liệu đưa vào buồng ( là nhiệt độ nhiệt kế ướt ởđiều kiện không khí bên ngoài, =23oC) Như vậy, vật liệuvào được gia nhiệt từ = 23oC đến = 29oC Để bảo đảm việctruyền nhiệt tốt từ không khí đến vật liệu, ta chọn nhiệt độkhông khí ra khỏi buồng sấy

Vậy

Các thông số còn lại được xác định như sau:

Tiêu hao không khí lý thuyết:

Tiêu hao nhiệt lí thuyết:

Q0 = q0.W= 3862,9195.1860=7185030,27 kJ

Q0h=598752,5225 kJ/h=166,3201 kW

Cân bằng nhiệt lý thuyết:

Nhiệt đưa vào: Qv=QKK+Q0=Q01+Q0

ở đây QKK là nhiệt do không khí đưa vào:

Qkk=G0.L0=L0.I0=19278,59.69=1330222,71kj/h=15962672,52 kj

Vậy : Qv=7185030,27 + 15962672,52 = 23147702,79 kjNhiệt đưa ra khỏi hệ thống: Qr=Q1+Q’2

ở đây:

Q1 nhiệt hữu ích :

Q1 = W[(r+Cpt2)-Cn.tm] = 1860[2500+1,9.35)-4,18.23]=4594869,6 kj

=382905,8kj/h=106,36kwQ’2 là nhiệt tổn thất do khí thoát :

Q’2= L01.I’2 = L01.[t2+d0(r+Cph.t2) =19278,59.[35+0,0173(2500+1,9.35)]

= 1530728 kj/h = 18368744,66 kj

Qr= 22963614,26 KJ

∆Q=184088,5336 KJ

∆Q%= 0,7953 %

Hiệu suất nhiệt của buồng sấy:

3.1 Xác định tổn thất do vật liệu mang đi

Qm = Gm Cm (tm1-tm2)

Trong đó: Gm = G2 = 8140 (kg)

Tm2 = 29oC

Tm1 = tm0 = 23oCVậy ta có:

Qm = 8140 1,962 (29-23) = 95824,08 KJ

qm = = = 51,5183 (kJ/Kgẩm)

3.2 Tổn thất nhiệt độ do tỏa nhiệt vào môi trường :

a) Tổn thất nhiệt ở buồng chứa lúa:

Qô = α F (55 – 25) = 82,28 2 (0,2 + 0,3) 0,7 30 = 1727,88 (W)

Tổng tổn thất nhiệt vào môi trường

∑ Qmt = Qb + QN + Qô

= 1385,2 + 1368 + 1727,88 = 4481,08 (W)

Vậy tổng tổn thất:

Qtt = Qmt + Qm = 4481,08 + 95824,08

= 100305,16 (W)qtt = = = 53,927 (KJ/Kg ẩm)

∆ = Cntm – qtt

Q = 7229999,25 (KJ)

Dựa vào lưu lượng trong quá trình sấy thực tế

Vtb = 17911 (m3/h)

Và bảng các thông số của quạt hướng trục

_Chọn tỉ số truyền bằng : n = 5

_Vận tốc bánh răng chủ động n1 = 5 vòng/phút = 0.524 rad/s_Vận tốc moto điện :công suất 2HP = 1552w, 3000 vòng/phút_Bộ giảm tốc, tỉ số truyền: 300