ĐỒ án tốt NGHIỆP MÁY BÀO VỎ MÍA

Bao gồm tất cả file CAD,pdf thuyết minh, quy trình sản xuất, bản vẽ nguyên lý, thiết kế, các chi tiết trong máy, kết cấu, động học máy...........Bản vẽ chi tiết sản phẩm, lồng phôi, sơ đồ đúc, qui trình công nghệ, sơ đồ kết cấu nguyên công, bản vẽ đồ gá. Bản thuyết minh Cung cấp thêm thư viện dao và đồ gá tiêu chuẩn.... Ngoài ra còn nhiều tài liệu như tra cứu chế độ cắt, tra lượng dư, hướng dẫn làm qui trình công nghệ và làm đồ gá....

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH



KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài : “TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ

MÁY BÀO VỎ MÍA”

Giảng viên hướng dẫn: ThS ĐỖ VĂN HIẾN

HUỲNH MAI PHƯƠNG HÀ - 09107003

Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH



BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài: “TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ

MÁY BÀO VỎ MÍA”

Giảng viên hướng dẫn: ThS ĐỖ VĂN HIẾN

Sinh viên thực hiện: TRỊNH THANH CƯỜNG - 09107014

HUỲNH MAI PHƯƠNG HÀ – 09107003

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

Bộ môn THIẾT KẾ MÁY

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN



Tp HCM, ngày……tháng…… năm 2014

Giảng viên hướng dẫn

ThS ĐỖ VĂN HIẾN

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

Bộ môn THIẾT KẾ MÁY

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN



Tp HCM, ngày……tháng…… năm 2014

Giảng viên phản biện

ThS NGUYỄN VĂN ĐOÀN

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv

LỜI CAM KẾT v

LỜI CẢM ƠN vi

TÓM TẮT LUẬN VĂN vii

DANH MỤC HÌNH VẼ viii

DANH MỤC BẢNG BIỂU ix

LỜI NÓI ĐẦU x

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGÀNH LƯƠNG THỰC THỰC PHẨM 1

1.2 GIỚI THIỆU VỀ MÍA 1

1.3 LÝ DO CHỌ ĐỀ TÀI 2

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 3

2.1 XÁC ĐỊNH NHU CẦU KHÁCH HÀNG 3

2.2 PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG 11

2.3 PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG CON 11

2.4 HOÀN THIỆN CHỨC NĂNG CON 12

CHƯƠNG 3: CƠ SỠ LÝ THUYẾT 13

3.1 LÝ THUYẾT THIẾT KẾ 13

3.2 LÝ THUYẾT VỀ LỰC CẮT 15

CHƯƠNG 4: CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 16

4.1 PHƯƠNG PHÁP BÀO VỎ MÍA 16

4.2 ĐÁNH GIÁ Ý TƯỞNG 18

4.3, PHƯƠNG ÁN 1 20

4.4 PHƯƠNG ÁN 2 22

4.5 KẾT LUẬN 24

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC VÀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG 28

5.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 28

5.3 TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH 35

5.4 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TRỤC 42

5.5 TÍNH TOÁN THEN 50

5.6 CHỌN Ổ LĂN 53

CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO VÀ ĐÁNH GIÁ 55

6.1 SƠ ĐỒ MÁY 55

6.2 GIA CÔNG CÁC CHI TIẾT 55

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Sinh viên thực hiện : TRỊNH THANH CƯỜNG – 09107014

HUỲNH MAI PHƯƠNG HÀ - 09107003

1 Tên đề tài:

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY BÀO VỎ MÍA

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu

- Không gian làm việc của máy :650x600x1200 mm

- Số lượng mía trong 1 chu kỳ làm việc : 1 cây mía

- Kích thước trung bình của mía : đường kính 20-30mm

- Thân cao từ 1-2m, chia thành nhiều đốt rõ dài 70-100 mm

- Tính toán và thiết kế cụ thể các bộ phận và chi tiết máy

- Xây dựng mô hình mô phỏng nguyên lý hoạt động trên máy tính và kiểm tra điều kiện bền

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

Địa chỉ sinh viên:

Số điện thoại liên lạc:

Email:

Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình dochính tôi nghiên cứu và thực hiện Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã đượccông bố mà không trích dẫn nguồn gốc Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin chịuhoàn toàn trách nhiệm”

Tp HCM, ngày 06 tháng 01 năm 2013

Sinh viên thực hiện

TRỊNH THANH CƯỜNGHUỲNH MAI PHƯƠNG HÀ

LỜI CẢM ƠN

Trướckhi trình bày luận văn em xin chân thành gửi đến ThS Đỗ Văn Hiến lời cảm

ơn sâu sắc nhất! Cảm ơn thầy đã định hướng đề tài, hết lòng giúp đỡ và tạo cho em mộthướng đi mới, một con đường mới

Em cũng xin gửi lời tri ân đến các thầy cô trường Đại học Sư phạm Kỹ thuậtTPHCM, TS Văn Hữu Thịnh và các thầy trong bộ môn Thiết Kế Máy đã tận tình dạy dỗ,truyền đạt tri thức, cũng như kinh nghiệm để em để hoàn thành tốt nhiệm vụ

Lời cảm ơn đặc biệt nhất xin được gửi đến bố mẹ và gia đình, những người đã luônthầm lặng hi sinh, động viên hỗ trợ con trên suốt chặng đường học tập, con xin chân thànhcảm ơn và sẽ nhớ mãi công lao này !!!

Tp HCM, ngày 06 tháng 01năm 2013

Sinh viên thực hiện

TRỊNH THANH CƯỜNGHUỲNH MAI PHƯƠNG HÀ

TÓM TẮT LUẬN VĂN

TÊN ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY BÀO VỎ MÍA

Luận văn này hệ thống lại cơ sở lý thuyết nguyên lý chi tiết máy, sức bền đối với kếtcấu trục, các bộ truyền,tính toán cơ học và kết cấu máy và sự phối hợp giữa các cơ cấu vớinhau Đồng thời nó còn thể hiện sự phối hợp các ý tưởng lại với nhau để cho ra ý tưởng khảthi và hoàn thiện nhất, cách sử dụng các phần mềm trong kỹ thuật để vẽ và thiết kế môphỏng các cơ cấu, bộ truyền linh hoạt và dễ dàng nhất

Về phần nội dung của công việc đồ án mang tên “ Thiết Kế Máy Bào Vỏ Mía”.Nhómthiết kế tiến hành tính toán và thiết kế để cho ra sản phẩm cuối cùng hoàn thành tốt nhiệm

vụ ban đầu được giao mà kết quả đạt được cuối cùng là các bản vẽ chi tiết, bản vẽ lắp ráp và

mô hình của máy

Bao gồm các chương:

Chương 1: Giới thiệu chung đề tài

Chương 2: Tổng quan

Chương 3: Đánh giá ý tưởng

Chương 4: Tính toán và thiết kế các bộ phận, chi tiết máy

Chương 5: Xây dựng bản vẽ, mô phỏng 3D và chế tạo máy

Chương 6: Kết luận và đánh giá kết quả

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.2.1: Các giống mía thường gặp 1

Hình 1.4.1: Ngôi nhà chất lượng 10

Hình 1.3.1: Sơ đồ phân tích chức năng con 12

Hình 3.2.1: Sơ đồ nguồn gốc của lực cắt 15

Hình 4.1.1: Sơ đồ nguyên lý phương án 1 18

Hình 4.1.2: Sơ đồ nguyên lý phương án 2 18

Hình 4.2.1: Sơ đồ đánh giá ý tưởng 19

Hình 4.3.1: Sơ đồ nguyên lý phương án 1 21

Hình 4.4.1 Sơ đồ nguyên lý phương án 2 23

Hình 5.1.1: Sơ đồ nguyên lý của máy 28

Hình 5.1.1: Bộ phận cắt gọt 30

Hình 5.2.1: Tiết diện phoi cắt 31

Hình 5.3.1: Cấu tạo con xích ống lăn 35

Hình 5.3.2: Sơ đồ bộ truyền xích trên máy 39

Hình 5.4.1: Biểu đồ momen trên trục I 44

Hình 5.4.2: Biểu đồ momen trên trục II 47

Hình 5.5.1: Bản vẽ then 52

Hình 6.2.1: Trục cần lắc 55

Hình 6.2.2: Trục rulo 55

Hình 6.2.3: Chi tiết dạng tấm 56

Hình 6.2.4: Khung dao 57

Hình 6.2.6 : Khung máy 58

Hình 6.2.7: Bộ truyền xích 59

Hình 6.2.8: Động cơ giảm tốc 59

Hình 6.2.9: Lắp động cơ và rulo 60

Hình 6.2.10 : Lắp dao và thanh truyền 60

Hình 6.2.11 : Sản phẩm thử máy 61

DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Bảng 1.1.1: Ngôi nhà chất lượng ……… 10

Bảng 4.4.1: So sánh 2 phương án ……… 26

Bảng 4.4.2: Ma trận đánh giá ……… 27

Bảng 5.5.1: Thông số then ……… 52

LỜI NÓI ĐẦU

Với sự phát triển mạnh mẽ của các dịch vụ ăn uống phục vụ nhu cầu dinh dưỡng củacon người đã cho ra đời nhiều sản phẩm thực phẩm cao cấp cung cấp đầy đủ dinh dưỡngcần thiết cho cơ thể hay những thực phẩm chức năng cung cấp năng lượng hàng ngày đượcchế biết từ các nguồn nguyên liệu khác nhau lúa, mì, ngô, cà phê, sữa bò…và đặc biệt làmía đường Việc sử dụng mía trong chế biến thực phẩm ngày càng chiếm vai trò rất lớn bởihàm lượng đường gluco chứa trong nó Chính vì mía có cấu tạo đặc biệt nên ta cần bào sạchtrước khi tiến hành ép lấy nước Số lượng mía được đưa vào chế biên thực phẩm rất lớn nênviệc cạo vỏ thủ công rất tốn thời gian và nhân công! Chính vì yêu tố này nên nhóm đã phátsinh ý tưởng “thiết kế và chế tạo máy bào vỏ mía” để đáp ứng nhu cầu chung của thị trường

Phần nội dung của đề tài tập trung chủ yếu đưa ra các phương án thiết kế,từ đó lựachọn, tính toán để đưa ra phương án thiết kế hợp lí, hiệu quả nhất, xây dựng bản vẽ chi tiết,bản vẽ chế tạo và tiến hành thi công mô hình máy

Cùng với những kiến thức được học tập trong suốt thời gian qua cộng với sự chỉ dẫnnhiệt tình và bảo ban chu đáo của thầy ThS Đỗ Văn Hiến đã giúp nhóm tiến hành thực hiện

ý tưởng thiết kế này Tuy nhóm đã cố gắng hết mình để thực hiện công việc song kiến thứccòn có hạn và thiếu kinh nghiệm trong thực tế nên không thể tránh sai sót! Mong hội đồngphản biện, các thầy và các bạn đóng góp để nhóm hoàn thiện hơn

Cuối cùng nhóm xin chân thành gửi lời cảm ơn đến nhà trường đã tạo môi trường để

em thực hiện đồ án, thầy ThS Đỗ Văn Hiến đã hướng dẫn, chỉ bảo nhóm trong suốt thờigian nhóm thực hiện đề tài, các thầy trong khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy nói chung và thầytrong bộ môn Thiết Kế Máy nói riêng đã góp ý cho nhóm hoàn thành đề tài Xin chân thànhcảm ơn!

Tp Hồ Chí Minh, ngày 06 tháng 01 năm 2014

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGÀNH LƯƠNG THỰC THỰC PHẨM

Là một nước nông nghiệp, Việt Nam sở hữu gần 80% lực lượng nhân công trẻ Hiệnnay, nông nghiệp đang trên đà thay đổi nhờ vào khoa học kỹ thuật, sản xuất ngày càngđược hiện đại hóa, cùng với sự phát triển không ngừng của ngành công nghiệp chế biến thựcphẩm, việc phục vụ cho nhu cầu dinh dưỡng ngày càng tăng ở trong và ngoài nước Sự pháttriển đó tạo nên sức thu hút cho các doanh nghiệp lớn trong nước và quốc tế Các mặt hàngnông sản phát triển theo hướng xuất khẩu như cafe, hạt điều, lúa…và hứa hẹn nhanh chóngđạt được giá trị cao Những yêu cầu của ngành này, về cả thiết bị lẫn chuyên môn, đều rấtquan trọng Các sản phẩm từ mía đường có rất nhiều triển vọng, nhờ vào nhu cầu sử dụngnước mía và đường trong nước ngày càng tăng Là loại đồ uống giải khát phổ biến từ xưađến nay, giúp giải nhiệt trong ngày hè, sản xuất đường mía hàng năm khoảng 30 triệu tấn/năm (năm 2005) Chất lượng cuộc sống ngày một cải thiện và sự phát triển của xã hội cũngtăng cao tạo nhiều điều kiện cho phát triển các loại máy móc phục vụ ngành mía đườngcũng như giải khát Vấn đề còn tồn tại là việc chế tạo nước mía vẫn còn mất vệ sinh và tốnthời gian cho việc bào sạch vỏ mía Trước hiện trạng này, việc tìm hiểu và chế tạo loại máymóc phục vụ cho nhu cầu bào sạch vỏ mía để đảm bảo vệ sinh là hết sức cần thiết

1.2 GIỚI THIỆU VỀ MÍA

Mía là một loại thực phẩm tốt cho cơ thể, nước mía giúp thanh nhiệt, giải khát, ngoài

ra mía còn có công dụng ức chế các khối u ác tính

Các giống mía được lai tạo đa dạng hơn ngày càng cho nhiều năng suất hơn

Hình 1.2.1 Các giống mía thường gặp

Cấu trúc của mía:

Cây mía có tên khoa học là Saccharum ssp Thuộc họ Graminaea (họ Hoà Thảo).Thân mía: Ở cây mía, thân là đối tượng thu hoạch, là nơi dự trữ đường được dùnglàm nguyên liệu chính để chế biến đường ăn

Thân cây mía cao trung bình 1-2 m, một số giống có thể cao 4-5m Thân mía đượchình thành bởi nhiều dóng (đốt) hợp lại Chiều dài mỗi dóng từ 15-20 cm, trên mỗi dónggồm có mắt mía (mắt mầm), đai sinh trưởng, đai rễ, sẹo lá…

Thân mía có màu vàng, đỏ hồng hoặc đỏ tím Tuỳ theo từng giống mà giống mía cónhiều hình dạng khác nhau như: Hình trụ, hình trống, hình ống chỉ… Thân đơn độc, không

có cành nhánh, trừ một số trường hợp bị sâu bệnh

1.3 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.

Mía là một loại thực phẩm tốt cho cơ thể, nước mía giúp thanh nhiệt, giải khát, ngoài

ra mía còn có công dụng ức chế các khối u ác tính Vì thế nhu cầu sử dụng nước mía tăng cao Nước mía được tiêu thụ rộng rãi ở mọi nơi với mọi người dân

Trước khi ép lấy nước thì mía được cạo vỏ và rửa sạch Tuy nhiên hiên nay, việc bào mía hầu hết bằng thủ công hoặc mài bằng dụng cụ mài, các phương pháp này gây tốn thời gian, năng xuất không cao và không đảm bảo vệ sinh do bụi vỏ mía khi mài

Để giải quyêt được vấn đề này nhóm chúng em quyết định nghiên cứu tính toán và thiết kế máy bào vỏ mía với mong muốn đáp ứng được nhu cầu trên

Chỉ tiêu đặt ra của máy là năng xuất cao, dễ sữ dụng, giá thành hợp lý và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm

TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.1 XÁC ĐỊNH NHU CẦU KHÁCH HÀNG.

Các sản phẩm từ ngành thực phẩm cũng yêu cầu gắt gao về vệ sinh, các cơ sở sảnxuất mía phân phối số lượng lớn mía cho các quán cũng phải đáp ứng được yêu cầu này.Hiện nay các cơ sở này đa số làm sạch vỏ mía bằng thủ công hoặc mài bằng dụng cụ mài,các phương pháp này gây tốn thời gian và không đảm bảo vệ sinh do bụi vỏ mía khi mài

Từ đây ta xác định được đối tượng khách hàng của sản phẩm là:

+ Các cơ sở sản xuất mía

+ Vì sản phẩm sau khi được thiết kế xong cần phải gia công chế tạo nên các cơ sở giacông cũng là một trong những đối tượng khách hàng của sản phẩm

+ Khi một thiết kế nào đó đã được thành phẩm thì yếu tố phân phối rất quan trọngchính vì đó mà người dịch vụ hay chính là các nhà phân phối, bảo trì sản phẩm cũng đượccho là một đối tượng của sản phẩm

Xác định yêu cầu của khách hàng:

Sau khi định hướng được các đối tượng khách hàng là ai, ta tiến hành tham khảo ýkiến từng đối tượng về điều mà họ mong muốn đạt được ở sản phẩm Chính vì sản phẩm sẽphục vụ công việc của họ 1 cách có hiệu quả nhất và tất nhiên là có lợi cho chính từng đốitượng khách hàng, chính vì thế mà các yêu cầu đặt ra của từng đối tượng khách hàng sẽkhác đi

+ Nhóm người tiêu dùng: vì họ là người trực tiếp sử dụng và điều hành hoạt động sảnphẩm nên điều mong muốn mà sản phẩm phải đạt được là:

Thực hiện đúng chức năng, hiệu quả

Không gây ra tiếng ồn quá lớn.

Chi phí tương đối

+ Nhóm người gia công: họ là người đứng ra tiến hành gia công, chế tạo và lắp rápcác chi tiết của máy nên mong muốn của họ về sản phẩm là:

Dễ dàng chế tạo và lắp ráp

Sử dụng các chi tiết tiêu chuẩn

Sử dụng được nguồn lực có sẵn (thiết bị, máy móc, phương pháp…)

+ Nhóm người phân phối và bảo trì: là người tiến hành quảng cáo, phân phối sảnphẩm nên họ mong muốn:

Hấp dẫn, dễ tiếp thị và quảng cáo

Dễ đóng gói và vận chuyển

Mong muốn sản phẩm thỏa nhu cầu của người tiêu dùng

Dễ bảo trì

Chi phí chế tạo thấp, vốn đầu tư nhỏ

Thông qua nhu cầu khách hàng ta tiến hành sàn lọc và chốt lại các tiêu chí đặt ra chosản phẩm:

Về đặc tính sử dụng: Mục đích chủ yếu là bào sạch vỏ mía

- Sử dụng cơ cấu đơn giản (để tiện cho viêc bảo trì và sửa chữa).

Về hình dáng:

- Kích thước gọn, nhẹ

- Mang tính thẩm mỹ

Xác định độ quan trọng của các mối liên quan:

Tiến hành xác định mức độ quan trong của từng yếu tố yêu cầu của sản phẩm màkhách hàng đặt ra Các mức độ này do chính các khách hàng tự đánh giá và ta thu thậpthông tin và tổng hợp

Vì nhiệm vụ chính của sảm phẩm là thực hiện được chức năng tách được vỏ, tách rờilòng đỏ nên 2 chỉ tiêu này có mức độ quan trọng ưu tiên hàng đầu nên ta đánh giá mức 1.Bên cạnh đó, để một sản phẩm có mức cạnh tranh trên thị trường thì giá cả cũng là yêu tốhàng đầu quyết định điều này nên ta đánh giá mức 1, đồng thời sản phẩm vụ cho ngành thựcphẩm thì yếu tố vệ sinh không thể bỏ qua Hoạt động của máy hoàn toàn tự động nên yêucầu này được đánh giá mức 1

Còn các yêu tố còn lại chiếm tầm quan trọng thấp hơn ta đánh giá thấp hơn như sau:

Các mức đánh giá được qui định như sau:

Mức 1- thiết kế hoàn toàn không đáp ứng nhu cầu

Mức 2- thiết kế đáp ứng chút ít nhu cầu

Mức 3- thiết kế đáp ứng nhu cầu về một số mặt

Mức 4- thiết kế hầu như đáp ứng nhu cầu

Mức 5- thiết kế hoàn toàn đáp ứng như cầu

Đưa ra các thông số kỹ thuật:

Từ các yêu cầu của khách hàng đòi hỏi có ở sản phẩm, ta sẽ qui các yêu cầu nàythành các thống số kỹ thuật của sản phẩm Các thông số này sẽ cho phép người thiết kế cóđược yếu tố ban đầu đặt ra để tiến hành thiết kế để đáp ứng được các yêu cầu khách hàngđó

Theo như các yêu cầu được đề ra trong mục 2 thì ta sẽ có các thông số kỹ thuật sau:

- Công suất động cơ

Mối liên hệ giữa các yêu cầu khách hàng với các thông số kỹ thuật:

Ta xác định mối liên hệ này mục đích xác định mối liên hệ giữa thông số kỹ thuật vớicác yêu cầu khách hàng để tìm ra được các thông số kỹ thuật cơ bản chiếm tầm quan trọnglớn làm mục tiêu và thông số ban đầu cho việc thiết kế sản phẩm

Các mức đánh giá mức độ mối liên hệ:

Ft1

Rby Rbx

Rdy Rdx

Fr Rex

Ta tiến hành xác định mối liên hệ giữa các thông số với nhau để sớm nhận ra sựtương quan giữa các các thống có nghĩa rằng ta sẽ biết được sự ảnh hưởng tích cực hay tiêucực của thông số này với thống số khác để ta hiệu chỉnh các thông số này cho thích hợp.

Tương tự ta cũng có 3 mức đánh giá:

Mức 9- có quan hệ chặt chẽ

Mức 3- có quan hệ vừa phải

Mức 1- có quan hệ kém

Ô trống- không có mối quan hệ nào

Từ các thông số ta thấy rõ nhất là mối quan hệ giữa công suất động cơ, vật liệu chếtạo, bộ điều khiển có mối quan hệ rất chặc với giá thành – mức 9 Khi các yếu tố này tănglên thì kéo theo giá thành cũng sẽ tăng lên một lượng lớn bên cạnh đó cấu tạo cơ cẫu cũng

có mối quan hệ vừa phải – mức 3, nếu cơ cấu càng đơn giản thì chi phí sẽ giảm xuống kéotheo giá thành giảm, và độ cứng cũng có mối quan hệ với giá thành tuy nhiên không đáng

kể cho lắm – mức 1 Bởi khi ta tăng độ cứng bằng các phương pháp tăng độ bền kim loại thìchi phí không đáng kể cho lắm

Ngoài ra, vật liệu chế tạo với độ cứng có mối quan hệ chặt chẽ với nhau – mức 9 Vì

độ cứng cũng là thông số đặc trưng của vật liệu chế tạo sản phẩm

Xác lập ngôi nhà chất lượng:

Từ các bước trên ta tiến hành thiết lập ngôi nhà chất lượng để đánh giá các yêu cầukhách hàng và các thông số kỹ thuật để xác định mức quan trọng của từng thông số cũngnhư thấy được điều nào khách hàng mong muốn có ở sản phẩm nhất từ đó ta xác đinh thông

số kỹ thuật mà ta cần phải có và mức độ chú trọng vào thông số đó để thiết kế sản phẩm đápứng được nhu cầu khách hàng và có tính cạnh tranh cao trên thị trường

Mô hình chung và nội dung để thiết lập ngôi nhà chất lượng:

Hệ số cải tiến = mức yêu cầu x tỉ lệ cải tiến x tỉ lệ tầm quan trọng

Hệ số cải tiến tương đối =

Hệ số quan trọng tuyệt đối = nhân mỗi ô của ma trận quan hệ với hệ số cải tiến tươngđối tương ứng và cộng theo mỗi cột

Tầm quan trọng tương đối =

Năng lượng bao gồm: Động năng nhận tự bộ phận động cơ và trọng lượng của mía

và bản thân máy, các tác động bằng cơ

Vật liệu bao gồm: mía cây nguyên vỏ được đưa vào bằng tay và tín hiệu ngõ ra cần làmía được bào sạch phần vỏ; phần trên của hộp đen thể hiên sự tương tác lên hệ thống là:người điều khiển và hệ thống máy Dòng vật liệu thể hiện bằng nét liền đậm

Thông tin mà hệ thống cần nhận biết để làm việc

Từ những yêu cầu của khách hàng triển khai trong chương trước ta xác định đượccác thông tin về máy bào vỏ Và thông tin ngõ ra cần là bào sạch vỏ mía để thỏa mãn yêucầu thiết kế

2.3 PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG CON

Để tăng tính hiệu quả thì nhóm sẽ xem xét mỗi chức năng theo trình tự: lắp đặt hệthống (chuẩn bị),vận hành hệ thống (sử dụng),kết quả của quá trình (kết thúc).sau đó từnhững chức năng này sẽ phân tích thành những chức năng cụ thể và nhỏ hơn

Hình 1.3.1: Sơ đồ phân tích chức năng con 2.4 HOÀN THIỆN CHỨC NĂNG CON

Theo phân tích thì chức năng chính của sản phẩm ở đây là phải bào sạch vỏ mía Và

ở đây ta có thể xem chức năng này cũng là 1 chắc năng con của máy

Để thực hiện được chức năng này thì hệ thống phải thực hiện các chức năng con: bào

vỏ mía và chuyền ra ngoài

Các chức năng con này phải được sắp xếp theo trật tự logic: “cấp năng lượng và tínhiệu điều khiển”, “cấp nguyên liệu”,“ bào vỏ mía”, “đưa ra ngoài” Các chức năng con cóthể được đáp ứng bằng các đối tượng hiện hữu,…

Hệ thống hoạt động

Cho sản phẩm

Mía được bào sạch

võ vỏ

Động Năng biến đổi

CHƯƠNG 3

CƠ SỠ LÝ THUYẾT 3.1 LÝ THUYẾT THIẾT KẾ

Thiết kế: Là quá trình biến những ý tưởng và truyền đạt những ý tưởng này chongười khác thông qua hình thức dễ hiểu hơn bằng hình họa gồm có: Hình ảnh, mô hình vàbản vẽ

Trong kỹ thuật người ta sử dụng mô hình 3D hoặc bản vẽ kỹ thuật 2D, để thể hiệnnhững ý tưởng của mình về chi tiết máy, cơ cấu máy… Từ đó mô hình 3D hoặc bản vẽ 2Dtrở thành công cụ giao tiếp trong kỹ thuật Bản vẽ 2D được xem như bản vẽ trừu tượngnhững người có kiến thức chuyên môn mới có thể đọc và hiểu được Mô hình 3D thể hiệnmột cách cụ thể những ý tưởng nhưng không thể hiện một cách đầy đủ kết cấu Vì vậy cầnkết hợp cả bản vẽ 2D và mô hình 3D thì mới truyền tải được tất cả những thông tin ý tưởngcủa chúng ta cho người khác

3.2.1 Lý thuyết các môn học cơ máy

a Lý thuyết môn chi tiết máy

Chi tiết máy là môn học được sắp xếp trong chương trình đào tạo cho ngành cơ tin kỹ thuật: Tài liệu tham khảo là hệ thống dẫn động cơ khí của Trịnh Chất – Lê Văn Uyển

Kiến thức sử dụng trong đồ án là lý thuyết về tính toán chọn động cơ: Một số công thức liên quan

: gia tốc góc của chi tiết quay

Công thức tính công suất động cơ

tai ct

P P

η

Với: Pct: công suất cần thiết để chọn động cơ

P tai: Công suất trên trục công tác

η : hiệu suất truyền động

b Những kiến thức về môn sức bền vật liệu

Tài liệu tham khảo là sách: Sức bền vật liệu của Lê Thanh Phong, Đại Học Sư Phạm

Kỹ Thuật 2007 Một số công thức sử dụng:

Ứng suất trong bài toán thanh chiệu kéo nén đúng tâm:

z z

N A

σ =

(3.3)Trong đó:

M y I

σ =

Trong đó:

( )

x

M N mm : Là mô mem uốn

y (mm): Tọa độ điểm cần tính ứng suất

4

x

I mm : Mômen quán tính đối với trục x

Ứng suất tiếp do lực cắt Q gây ra: y

ax ax

.

S Mô men tỉnh của diện tích cắt đối với trục X:

Thuyết bền sử dụng là thuyết bền ứng suất tiếp

Trong đó:

3.2 LÝ THUYẾT VỀ LỰC CẮT

Trong quá trình cắt bào, để tách được lớp vỏ bên ngoài của cây mía và thắng đượclực ma sát thì cần phải có một lực Lực sinh ra trong quá trình cắt là động lực cần thiết nhằmthực hiện biến dạng và ma sát

Hình 3.2.1: Sơ đồ nguồn gốc của lực cắt

Fd: Lực làm cho biến dạng dẻo

Fdh: Lực làm cho biến dạng đàn hồi

CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 4.1 PHƯƠNG PHÁP BÀO VỎ MÍA

Việc bào được vỏ mía là 1 chức năng chính của máy nên ý tưởng đưa ra phải sát vớichức năng, thực hiện được thao tác một cách hoàn hảo để nâng cao năng suất cho máy

Ý tưởng 1: như ban đầu ta đã tìm hiểu về kết cấu của mía ta biết rằng vỏ mía cứng vàcấu tạo nhiều lớp nên ta có thể dùng bàn chà để bào sạch lớp vỏ mía cứng bên ngoài (hình)

Ý tưởng 2: từ phương pháp thủ công là bào vỏ mía bằng dao bào, ta có thể cạo sạchphần vỏ mía cứng bên ngoài.(hình)

4 Phối hợp ý tưởng:

Từ chuyên mục 1 nhóm đã đưa ra các ý tưởng cho từng chức năng con đáp ứng đượcyêu cầu đặt ra cho sản phẩm Bây giờ ta cần kết hợp các ý tưởng riêng lẻ thành một ý tưởngkhả thi Phương pháp ở đây là chọn lựa một ý tưởng cho từng chức năng và kết hợp các ýtưởng đó thành một thiết kế

Theo phân tích ban đầu thì ta cần đáp ứng đầy đủ các chức năng chính Với mỗi chứcnăng như thế nhóm lại cho ra 2 ý tưởng, như thế khi phối hợp các ý tưởng này lại với nhau

sẽ có rất nhiều phương án thiết kế khác nhau Nhưng qua bước này nhóm sẽ phối hợp các ýtưởng hợp thành 1 thiết kế mà các ý tưởng liên kết với nhau chặt chẽ Từ đây nhóm sẽ hìnhthành nên 2 ý tưởng lớn gộp từ các ý tưởng nhỏ của từng chức năng để hình thành nên ýtưởng chung cho 1 phương án thiết kế sản phẩm

Thông qua cách nhìn và đánh giá sự liên quan tới nhau nhóm sẽ phối hợp lần lượt các

ý tưởng 1 với nhau lại thành phương án thiết kế thứ nhất và các ý tưởng thứ 2 thành phương

án thiết kế thứ 2 Cụ thể các phương án thiết kế như sau:

4.1.1 Các ý tưởng cụ thể

A Phương án 1

Mía cây nguyên vỏ được chuyển vào bằng tay để bàn chà thực hiện thao tác chà sạch

vỏ mía, 2 rulo đưa cây mía được bào nhẵn vỏ ra ngoài

Rulo chế tạo từ bánh xe, được truyền động thông qua hộp giảm tốc Dao bào được

cố định trong lò xo, khi mía đi qua thì dao tự động kẹp và thực hiện thao tác bào vỏ mía.Tuy nhiên, phương án này yêu cầu 2 động cơ rất tốn kém

Hộp giảm tốc ta có 2 lựa chọn là hộp giảm tốc bánh răng trụ -răng nghiêng với hộp giảm tốc

đơn giản hơn trong việc chế tạo đồng thời cũng giảm được giá thành so với với hộp giảmtốc bánh vít trục vít Nên từ đây nhóm có thể kết hợp ý tưởng sử dụng hộp giảm tốc bánhrăng trụ răng nghiêng cho phương án thiết kế này.

Bên cạnh đó, nguồn cung cấp động năng cho hệ thống máy cũng rất quan trọng Nógóp phần tạo nên hiệu quả và năng suất họat động của máy hay hơn hết trong một hệ thống

cơ khí bất kỳ thì nguồn động năng có thể được xem như là trái tim của hệ thống Như banđầu nhóm đã đưa ra 2 ý tưởng đó là việc sử dụng động cơ nổ và động cơ điện (một chiềuhoặc xoay chiều) Thì ở đây ta thấy rõ rằng việc sử dụng đông cơ nổ hoàn toàn không hợp lýbởi những lý do sau:

Gây ra tiếng ồn lớn nên gây ô nhiễm tiếng ồn

Nguồn năng lược được quy đổi từ nhiên liệu (xăng, dầu) ->chi phí sử dụng sẽ nânglên đồng thời khi hoạt động thải ra khí thải -> ô nhiễm môi trường

Tạo ra động năng không đều nên ta khó kiểm soát động năng

Sự sinh nhiệt khi hoạt động cao nên ảnh hưởng đến hệ thống và người sử dụng…Tuy nhiên, nó cũng có những ưu điểm là có tính di động cao, có thể hoạt động nhữngnơi không có nguồn điện năng

Từ tất cả các yếu tố đó nhóm hoàn toàn loại bỏ ý tưởng sử dụng động cơ máy nổtrong việc cung cấp động năng cho hệ thống Như thế, nguồn cung cấp động năng chính cho

hệ thống là động cơ điện

Phương án này khá khả thi nhưng rất khó vệ sinh và khó thiết kế bộ truyền

Cuối cùng ta có sơ đồ của hệ thống theo phương án 1:

Hình 4.1.1: Sơ đồ nguyên lý phương án 1

Mía được cung cấp bằng tay, dao bào kẹp lấy cây mía và thực hiện thao tác cạo vỏmía Hai rulo chuyển động quay ngược chiều nhau để chuyền cây mía đã được cạo vỏ rangoài Như vậy, ở phương án này, ta chỉ dùng 1 cặp rulo thay vì 2 cặp rulo ở 2 phương ántrên nhưng vẫn đảm bảo các thao tác cấp mía và chuyền mía.Các rulo này cũng được cungcấp động năng bằng động cơ điện.

Hình 4.1.2: Sơ đồ nguyên lý phương án 2

Để thuận tiện cho việc lựu chọn thì một phương pháp sẽ được triển khai giúp ta đưa

ra quyết định khoa học từ những thông tin giới hạn.Phương pháp này sử dụng 4 kỹ thuậtkhác nhau để rút gọn từ nhiều ý tưởng thành có triển vọng nhất để triển khai thành sản phẩm

có chất lượng Theo đó kỹ thuật đánh sẽ tập trung vào việc: chi tiết hóa các lựa chọn với bộtiêu chuẩn và giữa chúng với nhau

Việc đánh giá được thực hiện theo sơ đồ sau:

Kiểu so sánh Kỹ thuật Cơ sở so sánh

Hình 4.2.1: Sơ đồ đánh giá ý tưởng

Đánh giá tính khả thi

Đánh giá theo sự tiến triển của quá

trìnhĐánh giá trên khả năng công nghệ

Phương pháp ma trận quyết định

So sánh với các yêu cầu kỹ thuật

sánh với một vài tiêu chuẩn; cách so sánh thứ hai là so sánh tương đối, các lựa chọn của ýtưởng được so sánh giữa chúng với nhau thong qua các đại lượng đo lường trong bộ tiêuchuẩn Như trên hình 7.1,ba kỹ thuật so sánh đầu tiên là so sánh tuyệt đối được dùng làm bộlọc cho kỹ thuật so sánh tương đối, gọi là ma trận quyết định Bốn kỹ thuật này kết hợp vớinhau là công cụ tốt nhất để đánh giá các ý tưởng Mỗi kỹ thuật đều có thể giúp cho việc xácđịnh ý tưởng nào có đáng giá để tiếp tục xem xét Kỹ thuật sau cùng – so sánh với yêu cầu

kỹ thuật, được sử dụng chủ yếu với các sản phẩm có thể xác định giá trị của các thông số kỹthuật để so sánh

Theo sơ đồ đánh giá kỹ thuật trên, nhóm sẽ lần lược đánh giá theo bốn kỹ thuật sau:Tính khả thi của bài toán thiết kế

Tính sẵn sàng của công nghệ

Sự tiến triển của thiết kế

Ma trận quyết định

Đánh giá dựa trên tính khả thi của bài toán thiết kế:

Tính khả thi ở đây chính là khả năng làm việc và đáp ứng yêu cầu kỹ thuật ban đầu

đã đưa ra phải có ở sản phẩm hay chính xác hơn đó là khả năng làm được chức năng chính

mà bắt buộc máy phải có Như ban đầu đã phân tích thì 5 yếu tố cần phải đánh giá đó là:

Nguồn cung cấp động năng

Kiểu hộp giảm tốc sử dụng

Phương pháp bào vỏ mía

Như thế ta lần lược đánh giá 3 phương pháp thiết kế ban đầu mà nhóm đã đưa ra

4.3 PHƯƠNG ÁN 1

4.3.1 Nguồn cung cấp động năng.

Việc sử dụng động cơ điện phục vụ việc cung cấp động năng hoàn toàn hợp lý bởi nó

có các ưu điểm sau:

Đơn giản, gọn nhẹ

Có nhiều công suất cho ta lựa chọn

Tiết kiệm chi phí hơn so với các phương pháp khác như máy nổ,

Thân thiện hơi với môi trường bởi không sinh ra chất thải khi làm việc đồng thời nó làm

Tuy nhiên bên cạnh đó thì nó không linh hoạt, bởi nó chỉ hoạt động khi có nguồnđiện năng Nghĩa là ta chỉ sử dụng được khi có nguồn điện năng.

Chính vì đó nên việc lựa chọn động cơ điện làm nguồn cung cấp động năng chính làhoàn toàn hợp lý => tốt

4.3.2 Kiểu hộp giảm tốc

Với phương án này thì việc lựa chọn hộp giảm tốc bánh răng trụ - răng nghiêng hoàntoàn hợp lý bởi ưu điểm bánh răng nghiêng làm việc rất êm không tạo ra tiếng ồn khi làmviệc => phương án tốt

4.3.3 Phương pháp bào vỏ mía

Như ý tưởng ban đầu đưa ra, việc bào vỏ mía bằng cách cho mía đi qua bàn chà.Phương pháp này thực hiện thao tác đơn giản, cơ cấu không quá phức tạp nhưng tốn kém vềmặt động cơ

* Phác thảo sơ đồ nguyên lý

Hình 4.3.1: Sơ đồ nguyên lý phương án 1

4.3.4 Ưu và nhược điểm.

Ưu điểm:

- Vận hành đơn giản.

Nhược điểm

- Khó vệ sinh bàn chà do vỏ mía vướng vào

- Cây mía sau khi bào không đảm bảo vệ sinh

- Khó chế tạo

- Sử dụng 2 động cơ nên có giá thành cao

=> Phương án này không đảm bảo được phần vệ sinh do bụi mía bám vào bàn chà rấtkhó làm sạch

4.4 PHƯƠNG ÁN 2

4.4.1 Nguồn cung cấp động năng

Việc sử dụng động cơ điện phục vụ việc cung cấp động năng hoàn toàn hợp lý bởi nó

có các ưu điểm sau:

Đơn giản, gọn nhẹ

Có nhiều công suất cho ta lựa chọn

Tiết kiệm chi phí hơn so với các phương pháp khác như máy nổ,

Thân thiện hơi với môi trường bởi không sinh ra chất thải khi làm việc đồngthời nó làm việc êm hơn ít gây tiếng ồn

Tuy nhiên bên cạnh đó thì nó không linh hoạt, bởi nó chỉ hoạt động khi có nguồnđiện năng Nghĩa là ta chỉ sử dụng được khi có nguồn điện năng

Chính vì đó nên việc lựa chọn động cơ điện làm nguồn cung cấp động năng chính làhoàn toàn hợp lý => tốt

4.4.2 Kiểu hộp giảm tốc:

Với phương án này thì việc lựa chọn hộp giảm tốc bánh răng trụ - răng nghiêng hoàntoàn hợp lý bởi ưu điểm bánh răng nghiêng làm việc rất êm không tạo ra tiếng ồn khi làmviệc => phương án tốt

4.4.3 Phương pháp bào vỏ mía:

Động cơ cung cấp động năng cho rulo

Dao bào kẹp chặt vào cây mía để thực hiện thao tác cạo vỏ

Rulo chuyển động ngược chiều đưa cây mía được cạo sạch ra ngoài

Hình 4.4.1 Sơ đồ nguyên lý phương án 2

- Phải tác dụng lực để đóng mở dao.

Ưu điểm:

- Các chi tiết dễ gia công

- Đảm bảo vệ sinh khi máy làm việc cũng như vệ sinh của cây mía sau khi bào -Sử dụng 1 động cơ nên giá thành rẻ, thích hợp với mọi nhu cầu của khách hàng

- Có thể lắp thêm dao để tăng năng xuất làm việc

4.5 KẾT LUẬN

Với sự đánh giá tính khả thi của từng chức năng ta nhận thấy rằng phướng án thiết kế

2 chiếm nhiều ưu điểm hơn, mang tính khả thí cao, hoàn toàn đáp ứng được các yêu cầu củabài toán thiết kế đặt ra cho sản phẩm Vì vậy nhóm quyết định phương án này hoàn toànđáng được truyển khai

Đánh giá dựa trên tính sẵn sàng của công nghệ:

Khả năng gia công chế tạo:

Với 2 phương án chế tạo đưa ra sử dụng nhưng cơ cấu đơn giản và hoạt động hoàntoàn bởi cơ cấu cơ khí không có sự can thiệp của việc điều khiển tự động, đồng thời, với sựphát triển vượt bậc hiện nay nhất là công nghệ chế tạo thì các cơ cấu, chi tiết của cả 2phương án hoàn toàn có thể chế tạo dễ dàng

Hiện nay các chi tiết máy được tiêu chuẩn hóa nên chúng được thiết kế và chế tạosẵn có bày bán rộng rãi nhất là ở khu vực thành phố Hồ Chí Minh nên thay vì gia công chếtạo từ đầu thì ta có thể tìm mua các chi tiết cần thiết trên thị trường

Công nghệ thông tin ngày càng mạnh cho ra các phầm mềm mô phỏng , thiết kế, xâydựng bản vẽ…tạo điều kiện thuận lợi cho việc thiết kế và mô phỏng sản phẩm để biết đượckhả năng hoạt động của sản phẩm cũng như chuẩn đoán được các lỗi vấp phải khi thiết kế

Thông số giới hạn chức năng:

Mỗi ý tưởng thiết kế đều có những thông số giới hạn có ảnh hưởng đến khả năng làmviệc của sản phẩm Như ban đầu đưa ra thì hệ thống máy sẽ rang buộc bởi các thông số:

Kích thước máy: 650x600x1200 (mm)