Thiết kế máy cắt sợi bánh canh

Với nhu cầu hiện nay của xã hội với việc sản xuất sợi bột, sợi bánh canh với số lượng nhiều công đoạn cắt sợi không thể áp dụng các phương pháp và cách cắt bằng thủ công, lạc hậu được mà

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS ĐẶNG XUÂN PHƯƠNG

Mã số sinh viên : 56130145

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong đề tài này là trung thực và chưa

hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đề tài này đã được cảm ơn và các thông tin số liệu sử dụng phân tích tính toán trong đồ án đã được chỉ rõ nguồn gốc rõ ràng và được phép công bố theo đúng quy định

Nha Trang, ngày 07 tháng 07 năm 2018

Sinh viên thực hiện

Trần Hữu Phúc

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô, gia đình và bạn bè Với tình cảm sâu sắc, chân thành, cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất cả các thầy cô và nhà trường đã tạo điều kiện giúp đỡ trong quá trình học tập và nghiên cứu đề tài

Trước hết tôi xin gửi tới các thầy cô giáo trong trường Đại học Nha Trang nói chung, các thầy cô trong Khoa Cơ Khí nói riêng lời chào trân trọng, lời chúc sức khỏe và lời cảm ơn sâu sắc Với sự quan tâm chỉ bảo tận tình chu đáo của thầy cô, đã dạy dỗ cho tôi kiến thức về các môn đại cương cũng như các môn chuyên nghành, giúp tôi có được cơ sở thuyết vững vàng, tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập

Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy giáo – PGS.TS Đặng Xuân Phương đã quan tâm giúp đỡ, hướng dẫn tôi hoàn thành tốt đề tài này trong thời gian qua

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên tôi trong quá trình học tập và hoàn thành đề tài tốt nghiệp

Nha Trang, ngày 07 tháng 07 năm 2018

Sinh viên thực hiện

Trần Hữu Phúc

MỤC LỤC

Trang bìa

Quyết định giao ĐA/KLTN

Phiếu theo dõi tiến độ và đánh giá ĐA/KLTN của GVHD

Lời cam đoan

Lời cảm ơn

Mục lục

Danh sách hìnhvẽ

Danh sách bảng biểu

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY CẮT SỢI BÁNH CANH 2

1.1 Nguyên liệu 2

1.2 Tình hình thực tế 4

1.3 Mục tiêu của đề tài 6

1.4 Phạm vi sử dụng 6

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 7

2.1 Chọn phương án thiết kế 7

2.1.1 Cơ sở chọn phương án thiết kế 7

2.1.2 Yêu cầu kỹ thuật chung của máy khi thiết kế 7

2.2 Các phương án cắt 7

2.2.1 Phương pháp cắt khi dao tịnh tiến lên xuống trên mặt băng tải 8

2.2.2 Phương pháp cắt khi dao tịnh tiến lên xuống không chạm trực tiếp lên băng tải 9

2.2.3 Phương pháp cắt khi dao tịnh tiến lên xuống, cơ cấu vít me đai ốc cho

băng tải 10

2.2.4 Phương pháp cắt dao tròn chuyển động quay 12

2.2.5 Chọn phương án cắt 13

2.3 Chọn phương án truyền động 13

2.3.1 Phương án truyền động bằng động cơ 13

2.3.2 Chọn động cơ 14

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KỸ THUẬT CỦA MÁY 16

3.1.Chọn năng suất cho máy 16

3.2.Tính chọn thiết kế dao cắt 16

3.2.1 Chọn loại dao 16

3.2.2 Tính và chọn số vòng quay của dao cắt 17

3.2.3 Tính lực cản riêng của dao 17

3.2.4 Lực tác dụng lên lưỡi dao cắt 18

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC CHO MÁY 20

4.1 Tính chọn động cơ 20

4.1.1 Công Suất 20

4.1.2 Chọn động cơ: 21

4.2 Xác định tỷ số truyền của hệ thống 22

4.3 Tính chọn động cơ băng tải 22

4.4 Tính các thông số trên trục 30

4.4.1 Xác định công suất trên các trục: 30

4.4.2 Xác định số vòng quay 30

4.4.3 Xác định mômen xoắn trên trục 30

4.5 Bảng kết quả tính 31

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY 32

5.1 Chọn Bộ Truyền Động Cho Máy 32

5.1.1 Nguyên lý làm việc 32

5.1.2 Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng 33

5.1.3 Vật liệu và kết cấu đai 33

5.2 Tính Bộ Truyền Đai 33

5.2.1 Chọn đai 33

5.2.2 Xác định đường kính bánh dẫn 34

5.2.3 Xác định khoảng cách trục 35

5.2.4 Kiểm nghiệm góc ôm của bánh đai α1 36

5.2.5 Xác định số đai cần thiết 37

5.2.6 Xác định kích thước bánh đai 37

5.2.7 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng nên trục 38

5.3 Thiết Kế Trục 39

5.3.1 Thông số đã biết 39

5.3.2 Chọn vật liệu chế tạo 39

5.3.3 Tính sơ bộ đường kính trục 39

5.3.4 Tính gần đúng trục 40

5.3.5 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi 43

5.4 Tính then 46

5.5 Tính ổ lăn 47

5.5.1 các dạng hỏng chủ yếu 47

5.5.2 Tính toán ổ lăn 47

5.5.3 Tính ứng suất ổ lăn 49

5.6 Một số hình vẽ thiết kế 50

CHƯƠNG 6: LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT TRỤC CON LĂN 53

6.1 Yêu cầu kỹ thuật khi chế tạo trục con lăn 53

6.2 Lập tiến trình công nghệ 53

6.3 Thiết kế nguyên công 54

6.3.1 Nguyên công I: Khoả mặt đầu, khoan lỗ tâm 54

6.3.2 Nguyên công II: Tiện thô và tiện tinh các bậc trục bên phải 56

6.3.3 Nguyên công III: Tiện thô và tiện tinh các bậc trục bên trái 57

6.3.4 Nguyên công IV: Phay thô và phay tinh rãnh then 58

6.3.5 Nguyên công V: Mài thô và mài tinh các bậc trục 59

6.3.6 Nguyên công VI: Kiểm tra độ đồng tâm và song song giữa các mặt trụ. 60

6.4 Yêu cầu kĩ thuật 61

CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62

7.1 Kết luận 62

7.1 Kiến nghị 62

Tài liệu tham khảo 63

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 1.1 Nguyên liệu gạo 3

Hình 1.2 Bánh canh 3

Hình 1.3 Món bánh canh cá 4

Hình 1.4a Máy cắt sợi bánh canh bằng rulo 4

Hình 1.4b Máy cắt sợi bánh canh bằng rulo(mini) 5

Hình 1.5 Máy cắt sợi bánh canh( bằng tay) 5

Hình 2.1a Motor máy 14

Hình 2.1b Motor máy 15

Hình 2.2 Biến tần 15

Hình 3.1 Lưỡi dao cắt 17

Hình 3.2 Dao cắt 17

Hình 3.3 Cụm dao cắt 19

Hình 4.1 Động cơ dao cắt 21

Hình 4.2 Động cơ băng tải 23

Hình 4.3 Nhông băng tải 24

Hình 4.4 Xích băng tải 24

Hình 4.5 Nhông cụm truyền động phụ 25

Hình 4.6 Bộ truyền động phụ 26

Hình 4.7 Cụm động cơ máy 27

Hình 4.8a Trục con lăn dưới 27

Hình 4.8b Trục con lăn trên 28

Hình 4.9 Băng tải trên 29

Hình 4.10a Băng tải dưới 30

Hình 4.10b Băng tải dưới 30

Hình 5.1 đai thang 34

Hình 5.2 khoảng cách 41

Hình 5.3 phản lực tại các nút trục 42

Hình 5.4 biểu đồ momen 43

Hình 5.5 ổ bi 49

Hình 5.6 Ứng suất ổ lăn 50

Hình 5.7a Mô hình 3D tổng quan máy 52

Hình 5.7b Mô hình 3D tổng quan máy 53

Hình 5.7c Mô hình 3D tổng quan máy 53

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 4.1 thông số động cơ 21

Bảng 4.2 Kết quả tính toán động học của máy 31

Bảng 5.1 Bảng thông số đai 34

Bảng 5.2 Chọn khoảng cách 36

Bảng 5.3 Thông số bánh đai 37

Bảng 5.4 Thông số ổ lăn 40

Bảng 5.5 Chọn chiều dài trục 41

Bảng 5.6 Thông số then 43

Bảng 5.7 Thông số ổ bi 49

ăn ngon dảm bảo chất lượng thì người ta thường tìm dến các món ăn nhanh như là bún, bánh canh, mì sợi Với nhu cầu hiện nay của xã hội với việc sản xuất sợi bột, sợi bánh canh với số lượng nhiều công đoạn cắt sợi không thể áp dụng các phương pháp

và cách cắt bằng thủ công, lạc hậu được mà đòi hỏi phải sử dụng các loại máy móc để tăng năng suất và giảm bớt gánh nặng cho người lao động Trong rất nhiều loại máy dùng để sản xuất và chế biến thức ăn thì máy “ cắt sợi bánh canh” là một trong những thiết bị rất cần để đáp ứng nhu cầu đó Sau quá trình nghiên cứu, tìm hiểu, chế tạo

cộng với sự hướng dẫn nhiệt tình, chu đáo của Thầy Đặng Xuân Phương và sự giúp

đỡ của các thầy cô, anh em trong khoa Cơ Khí Em đã hoàn thành đồ án tổng hợp máy cắt sợi bánh canh cá

Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp do thời gian hạn chế và khó khăn trong quá trình tìm tài liệu, kiến thức nên đề tài chưa được nghiên cứu kĩ vì vậy chắc chắn vẫn còn nhiều thiếu sót Em mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô và các bạn để

đề tài có tính khoa học và được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Trần Hữu Phúc

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MÁY CẮT SỢI BÁNH CANH 1.1 Nguyên liệu

Lúa là cây trồng cổ truyền của Việt Nam và là cây trồng quan trọng nhất hiện nay vì diện tích gieo trồng lúa chiếm đến 61% diện tích trồng trọt cả nước và 80% nông dân Viêt Nam là nông dân trồng lúa Gạo là lương thực thiết yếu hàng đầu của người Việt Nam vì 100% của dân số 92,7 triệu người không ai không ăn gạo hàng ngày từ người thu nhập thấp đến người thu nhập cao, từ nông thôn đến thành thị Gạo

là nguồn thực phẩm đặc biệt nuôi sống con người Trong đời sống hàng ngày những thức ăn từ gạo là không thể thiếu, được dùng phổ biến trong các bữa ăn để duy trì cuộc sống và sức khỏe

Có thể thấy rằng việc chế biến các sản phẩm từ bột gạo nói chung và sản xuất bánh canh nói riêng đang ngày càng được chú trọng và phát triển theo chiều sâu theo

xu hướng phát triển của xã hội, khi mà nhu cầu tiêu thụ nông sản đòi hỏi sự da dạng hóa các loại sản phẩm chế biến từ gạo Nhằm mực đích tăng cường đầu ra cho các sản phẩm gạo, đa dạng hóa các sản phẩm từ bột gạo

Bánh canh không chỉ là món ăn rất quen thuộc với người Việt Nam và đã trở thành một đặc sản mang nét ẩm thực riêng của mỗi vùng miền Điểm làm nên sự khác biệt giữa các loại bánh canh trước tiên là ở nguyên liệu làm nên sợi bánh canh, ở phương pháp sản xuất và sự đa dạng của các nguyên liệu dùng để nấu nước lèo (hay còn gọi là nước dùng) góp phần tạo nên hương vị đặc trưng cho mỗi loại

Bánh canh được làm từ loại gạo thơm, dẻo, trắng tinh, đem xay, nhào bột, rồi xắt thành con nhỏ và được nấu với cá thêm cua giả nhỏ, bỏ thêm gia vị như: bột canh, hành, ớt, … pha thêm chút bột màu, ăn vào nhẹ bụng, mùi vị ngon và đậm đà hương vị đồng quê

Nguyên liệu gạo ban đầu trước khi chế biến:

Hình 1.1 Nguyên liệu gạo

Sau quá trình từ gạo đem xay, nhào bột và cắt thành từng sợi con nhỏ ta được sợi như hình 1.2:

Hình 1.2 Bánh canh

Hình 1.3 Món bánh canh cá

1.2 Tình hình thực tế

Các loại máy hiện dùng trên thị trường:

Hình 1.4a Máy cắt sợi bánh canh bằng rulo

đa số đang thực hiện thủ công, đòi hỏi người kinh doanh dùng dao để cắt, vì vậy mà sợi cắt thường không đều và bị đứt

- Công việc cắt hoàn toàn thủ công khi nhân viên cắt dùng dao vì vậy mà mức độ an toàn tương đối thấp, khả năng rủ ro cắt vào tay là rất cao

- Công việc cắt phải dùng dao cắt nên việc tay bị đau, chai tay chắc chắn sẽ xảy ra chính điều này làm cho năng suất giảm

 Phương pháp cắt bằng rulo:

- Ưu điểm: Cắt nhanh, cắt được nhiều sợi cùng một thời điểm

- Nhược điểm: không cắt được sợi bột bánh canh với đặc tính bột dẽo, dính

Vì vậy phương pháp cắt sợi bột bánh canh bằng rulo không đáp ứng được yêu cầu cầu khách hàng

 Phương pháp cắt bằng đơn dao:

- Ưu điểm: cắt nhanh, cắt chính xác, thẳng vào đồng đều, cắt được sợi bột

có tính dẽo, dính

- Nhược diểm: cắt được một sợi

Từ những nhược điểm trên việc tìm ra phương pháp cắt nhằm mục đích nâng cao chất lượng sản phẩm cũng như năng suất làm việc đáp ứng được yêu cầu và phương pháp cắt bằng dao là phương pháp mang lại kết quả tốt nhất

1.3 Mục tiêu của đề tài

Thiết kế máy cắt sợi bánh canh, đưa công nghệ tiên tiến vào sản xuất, thay thế lao động chân tay bằng máy móc hiện đại, tăng năng suất và chất lượng sản phẩm, giảm chi phí mà hộ kinh doanh phải trả cho nhân viên Đáp ứng yêu cầu cấp thiết của khách hàng

1.4 Phạm vi sử dụng

Sử dụng trong các hộ gia đình kinh doanh nhỏ

Sử dụng cho các nhà hàng ,khách sạn, các quán ăn, các xưởng chế biến thực phẩm

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 Chọn phương án thiết kế

2.1.1 Cơ sở chọn phương án thiết kế

Máy được thiết kế ra khi làm việc phải có độ tin cậy cao, năng suất cao, hiệu suất làm việc lớn, tuổi thọ cao, chi phí chế tạo, lắp ráp, sửa chữa và thay thế thấp nhất Ngoài ra còn phải chú ý đến yêu cầu về đặc điểm nơi máy phục vụ, kết cấu máy không quá phức tạp, dễ sử dụng, tiếng ồn nhỏ và hình dáng của máy có tính thẩm mỹ

2.1.2 Yêu cầu kỹ thuật chung của máy khi thiết kế

 Đơn giản trong kết cấu và khả năng vận hành dễ dàng

 Tiêu thụ ít nhiên liệu nhưng vẫn mang lại năng suất cao

 Giá cả phù hợp với người tiêu dùng

 Khả năng di chuyển thuận tiện

 Dễ sửa chữa và bảo trì

 Hình thức đẹp, gọn nhẹ

 Sợi bột cắt ra đều trong khoảng 1-2 mm

 Có băng tải vật liệu

2.2 Các phương án cắt

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại máy cắt sợi bánh canh với cấu tạo, hình thức khác nhau Tuy nhiên điểm khác nhau nổi bật ở các loại máy này là về phương pháp cắt của chúng Từ đó đưa ra các phương pháp để lựa chon:

- Dao tịnh tiến sử dụng cơ cấu chuyển động song phẳng

- Dao tịnh tiến lên xuống không chạm trực tiếp lên băng tải

- Dao tịnh tiến lên xuống, sử dụng cơ cấu vít me đai ốc

- Dao tròn chuyển động quay

2.2.1 Phương pháp cắt khi dao tịnh tiến lên xuống trên mặt băng tải

Sử dụng cơ cấu chuyển động song phẳng: chuyển động song phẳng là chuyển động của một vật khi mỗi điểm của nó trong quá trình chuyển động có khoảng cách

đến mặt phẳng cơ sở là không đổi

Băng tải chuyển động tịnh tiến

 Sơ đồ nguyên lý:

 Cơ cấu dao: Chuyển động song phẳng, cơ cấu hình bình hành

Ưu điểm Nhược điểm

- Độ dày lát cắt không đều

- Năng suất không cao

Ưu điểm Nhược điểm

- Dao cắt kéo không chạm dao lên

- Chế tạo đòi hỏi chính xác cao

- Chi phí sản xuất cao

2.2.3 Phương pháp cắt khi dao tịnh tiến lên xuống, cơ cấu vít me đai ốc cho băng tải

Sử dụng cơ cấu tay quay con trượt: Là cơ cấu dùng để biến đổi chuyển động quay tròn của tay quay thành chuyển động tịnh tiến của con trượt (dao)

Băng tải sử dụng cơ cấu vít me đai ốc: Là cơ cấu biến đổi chuyển động quay tương đối giữa vít và đai ốc ( băng tải) thành chuyển động tịnh tiến tương đối giữa vít

và đai ốc( băng tải)

 Sơ đồ nguyên lý:

 Cơ cấu dao: cơ cấu tay quay con trượt

Ưu điểm Nhược điểm

- Thao tác dơn giản dể vận hành

- Giá thành chế tạo rẻ

- Làm việc êm, không ồn

- Không chạy liên tục

2.2.4 Phương pháp cắt dao tròn chuyển động quay

Dao chuyển dộng quay tịnh tiến, băng tải chuyển động tịnh tiến

 Cơ cấu dao: chuyển động quay tròn tịnh tiến

Ưu điểm Nhược điểm

- Giá thành chế tạo tương đối rẻ

2.3.1 Phương án truyền động bằng động cơ

Ưu nhược điểm của máy

+ Ưu điểm:

-Kết cấu của máy nhỏ gọn

-Năng suất lao động cao

-Tiêu hao ít sức lao động

- Hiệu suất làm việc của máy cao;

- Quá trình khởi động và dừng động cơ rất êm dịu nên giúp cho tuổi thọ của động cơ và các cơ cấu cơ khí dài hơn;

- Sử dụng biến tần an toàn, tiện lợi và việc bảo dưỡng biến tần cũng ít hơn do vậy đã giảm bớt số nhân công phục vụ và vận hành máy

- Biến tần giúp tiết kiệm điện năng ở mức tối đa trong quá trình khởi động và vận hành

- Dễ dàng điều chỉnh kích thước chiều ngang của tiết diện sợi bột thành phẩm từ: 0.5 đến 5mm

- An toàn vệ sinh thực phẩm

Hình 2.1a Motor máy

Hình 2.1b Motor máy

Hình 2.2 Biến tần

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ KỸ THUẬT CỦA MÁY 3.1 Chọn năng suất cho máy

Nguyên liệu đầu vào: Các tấm bột gạo bán thành phẩm chiều dài khoảng 800mm, chiều rộng 150-170mm, chiều dày 1-2mm

Dựa vào điều kiện thực tế sản suất và điều kiện của máy đáp ứng được những nhu cầu cho khách hàng đặt ra là năng suất đạt được trung bình là 25 kg / giờ

Chọn năng suất máy là 25 kg/giờ

Hình 3.2 Dao cắt

3.2.2 Tính và chọn số vòng quay của dao cắt

Năng suất đặt ra là: 25kg / giờ thì trong một giây khối lượng cắt được sẽ là: 6.94 g/1s

Tốc độ cắt máy 200mm/1phut20s = 2,5mm/s

=> Tốc độ quay trục chạy dao cắt 3,3 (vòng/s) = 198 (v/ph)

-> Ta chọn motor giảm tốc AC-1/10 (145v/ph)-120W

3.2.3 Tính lực cản riêng của dao

Lực cản riêng khi cắt sợi bánh canh

- Lực cản riêng phụ thuộc vào các yếu tố sau:

+ v: vận tốc của trục dao quay

+ a: là hệ số phụ thuộc vào đặc tính của bột

Vì lực cản dao nhỏ nên bỏ qua lực cản trong phần tính toán động cơ

3.2.4 Lực tác dụng lên lưỡi dao cắt

Trọng lượng tác dụng lên lưỡi dao cắt là lực P

Lực P được tính theo công thức:

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC CHO MÁY 4.1 Tính chọn động cơ

N N

Trong đó: -ηd:hiệu suất của bộ truyền động đai

-ηo:hiệu suất một cặp ổ lăn

4.1.2 Chọn động cơ:

Dựa vào các thông số trên tra bảng P1.3 tài liệu “ tính toán thiết kế hệ dẫn dộng

cơ khí_ tập 1” _PGS.TS Trịnh Chât- TS Lê Văn Uyển (trang 238) [6] ta chọn kiểu

min

m d

T T

k dn

T T

4.2 Xác định tỷ số truyền của hệ thống

Từ sơ đồ động của máy ta thấy tỷ số truyền của hệ thống chính là tỷ số truyền của bộ truyền động đai Tỷ số truyền của bộ truyền động đai được xác định theo công thức:

𝑖ℎ = 𝑖đ =𝑛đ𝑐

𝑛𝑙𝑣 = 705

145 = 4,86 Trong đó:

𝑛đ𝑐 : số vòng quay của động cơ

=> Tốc độ quay cặp lô cấp bột 1,6 vòng / phút ( lô phi 40)

=> Chọn motor giảm tốc AC-1/600 (2v/ph)-60W

Hình 4.2 Động cơ băng tải

Từ các số liệu tính toán, điều kiện thiết kế và yêu cầu kĩ thuật ta chọn bộ truyền cho băng tải: dùng bộ truyền nhông xích lấy từ bộ truyền motor đề xe máy thường

- Dùng nhông xích 31 răng (25H-6E) lấy từ bộ truyền đề xe máy

Vật liệu thép C45

Số lượng 2 cái

Hình 4.3 Nhông băng tải

Hình 4.5 Nhông cụm truyền động phụ

Hình 4.6 Bộ truyền động phụ