Nghiên cứu thiết kế máy bán tự động bóc vỏ tôm xuất khẩu

Luận văn này trình bày một giải pháp giải quyết vấn đề trên thông qua việc thiết kế máy bóc vỏ tôm bán tự động giúp bóc tách thịt tôm ra khỏi vỏ và làm sạch chỉ tôm, sản phẩm tôm sau khi

ĐINH VĂN THỚI

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY BÁN TỰ ĐỘNG BÓC VỎ TÔM XUẤT KHẨU

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐINH VĂN THỚI

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY BÁN TỰ ĐỘNG BÓC VỎ TÔM XUẤT KHẨU

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS TS Đặng Văn Nghìn

Cán bộ chấm nhận xét 1 :

Cán bộ chấm nhận xét 2:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN

THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 10 tháng 07 năm 2014 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1

2

3

4

5

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên

ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: ĐINH VĂN THỚI MSHV: 12824801

Ngày, tháng, năm sinh: 02-10-1962 Nơi sinh: Sóc Trăng

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Mã số: 605204

1- TÊN ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY BÁN TỰ ĐỘNG BÓC VỎ TÔM XUẤT KHẨU

2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:

- Nghiên cứu tổng quan tình hình chế biến tôm xuất khầu

- Nhu cầu cơ giới hóa và tự động hóa quá trình bóc vỏ tôm

- Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế máy

- Tính toán thiết kế và tính toán mô phỏng một số cụm máy

- Chế tạo, lắp ráp một số cụm máy

3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 20-01-2014

4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20-06-2014

5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS ĐẶNG VĂN NGHÌN

Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội đồng Chuyên ngành thông qua

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

(Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký)

KHOA QL CHUYÊN NGÀNH

(Họ tên và chữ ký)

PGS TS ĐẶNG VĂN NGHÌN

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong Bộ môn chế tạo máy, Khoa

cơ khí đã nhiệt tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức cần thiết cho tôi, để tôi có đủ kiến thức và phương pháp thực hiện đề tài

Tôi cũng xin đặc biệt cảm ơn thầy PGS.TS Đặng Văn Nghìn đã tận tâm giúp đỡ, giảng dạy, tạo mọi điều kiện về trang thiết bị, tài liệu và kiến thức, cũng như trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành Luận văn

Tôi xin hết lòng cảm ơn các bạn Th.S Phạm Quang Thắng, Th.S Trần Thái Dương,

KS Cao Trần Ngọc Tuấn, KS Gia Xuân Long, KS Trương Thế Dũng, KS Đặng Đức Quang và cùng toàn thể các bạn cao học khóa 2012 đã nhiệt tình hỗ trợ giúp đỡ tôi hoàn thành Luận văn này

Mặc dù tôi đã có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn bằng tất cả sự nhiệt tình và năng lực của mình, tuy nhiên do kiến thức còn có hạn chế nên luận văn này không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự chỉ bảo của quý Thầy Cô và góp ý của các bạn

TP HCM, ngày 20 tháng 6 năm 2014

Học viên

Đinh Văn Thới

TÓM TẮT

Chế biến tôm xuất khẩu là một trong những ngành kinh tế quan trọng trong cơ cấu kinh tế nông nghiệp Việt Nam, đang đứng hàng thứ 3 thế giới với mức tăng trưởng hàng năm 7-8% Tuy nhiên, với việc bóc vỏ tôm được thực hiện bằng tay như hiện nay thì việc bảo đảm năng suất và chất lượng sản phẩm lệ thuộc nhiều vào tay nghề và số lượng công nhân Luận văn này trình bày một giải pháp giải quyết vấn đề trên thông qua việc thiết kế máy bóc vỏ tôm bán tự động giúp bóc tách thịt tôm ra khỏi vỏ và làm sạch chỉ tôm, sản phẩm tôm sau khi bóc vỏ sẽ đáp ứng các yêu cầu về chất lượng, mẫu

mã theo các tiêu chuẩn xuất khẩu trên thế giới

Mục tiêu đề tài luận văn là thiết kế máy bóc vỏ tôm bán tự động thích hợp với các điều kiện thực tế tại Viêt Nam

SUMMARY Shrimp processing for export is one of important sector of economy in agricultural economy structure of Vietnam, being rated the third rating of the world with yearly growth of 7 to 8 percent However, with shrimp peeling operation is manually done

as present, then assurance of productivity and product quality depends so much on skills and quantity of employees This thesis presents one resolusion in purpose of solving the above problem through designing shrimp semi-automatic peeling machine

in help of peeling and removing shrimp out of their shell and deveining shrimp

completely, output product of shrimp will satisfy requirements on quality, product brand and design in compliance with standards for export of the world

Target of this thesis is designing shrimp semi-automatic peeling machine suitable for actual conditions in Vietnam

LỜI CAM ĐOAN

Ngoài những kết quả tham khảo từ những công trình khác như đã được ghi rõ trong luận văn, tôi xin cam đoan rằng luận văn này là do chính tôi thực hiện và luận văn chỉ được nộp tại trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh

Ngày 20 tháng 06 năm 2014

Đinh Văn Thới

MỤC LỤC

Trang bìa i

Nhiệm vụ luận văn iii

Lời cảm ơn iv

Tóm tắt luận văn v

Mục lục viii

Danh mục hình vẽ và bảng biểu ix

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Giới thiệu đề tài 1

1.2 Vai trò của con tôm trong nền kinh tế quốc dân 2

1.3 Dự báo sự phát triển nuôi trồng và chế biến xuất khẩu tôm trên thế giới và Việt Nam đến năm 2020 3

1.3.1 Sự phát triển nuôi tôm trên thế giới và Việt Nam 3

1.3.2 Chế biến xuất khẩu tôm trên thế giới và Việt Nam 5

1.4 Nhu cầu cơ khí hóa và tự động hóa quá trình lột vỏ tôm xuất khẩu 8

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu 10

1.6 Bố cục của luận văn 10

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 12

2.1 Ở ngoài nước: 12

2.2 Ở trong nước: 15

2.3 Các công trình đã công bố 16

2.4 Kết luận chương 2 17

2.5 Mục đích và nội dung nghiên cứu 17

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY 19

3.1 Phân tích so sánh lựa chọn phương án 19

3.2 Cấu trúc tổng thể của máy 21

3.2.1 Phương án bố trí các cụm trên của máy 21

3.2.2 Phân tích so sánh lựa chọn cấu trúc 22

3.3 Phân tích các cụm công tác - lựa chọn các phương án thiết kế 23

3.3.1 Khung máy: 23

3.3.2 Cụm băng tải nạp liệu 23

3.3.3 Cụm kẹp 25

3.3.4 Cụm định hướng 28

3.3.5 Cụm đè 28

3.3.6 Cụm tách đốt cuối 30

3.3.7 Cụm cắt lưng 31

3.3.8 Cụm lấy chỉ 32

3.3.9 Cụm lấy thịt 34

3.3.10 Cụm lấy vỏ 36

3.4 Cấu hình lựa chọn của máy 36

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MỘT SỐ CỤM CHÍNH 38

4.1 Thiết kế sơ bộ các cụm chính 38

4.2 Tính toán mô phỏng một số cụm chính 41

4.2.1 Mô phỏng cụm lấy thịt 41

4.2.2 Thiết kế cam cho bộ phận kẹp 44

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 48

5.1 Những kết quả đạt được 48

5.1.1 Kết quả về tính toán thiết kế 48

5.1.2 Kết quả về chế tạo 48

5.1.3 Kết quả về thử nghiệm 51

5.2 Hướng phát triển tiếp tục 52

CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 54

Phụ lục A Tính toán thiết kế A1

Phụ lục B Bản vẽ lắp các cụm B1

Phụ lục C Bài báo số 1 C1

Phụ lục D Bài báo số 2 D1

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU

Hình 1.1 Các loại tôm chính được nuôi trồng 3

Hình 1.2 Sản lượng tôm thế giới 4

Hình 1.3 Sản lượng thành phẩm tôm nuôi trên thế giới 5

Hình 1.4 Thị trường nhập khẩu tôm 6

Hình 1.5 Sản lượng và giá trị tôm xuất khẩu 6

Hình 1.6 Xuất khẩu tôm Việt Nam năm 2010 7

Hình 1.7 Xuất khẩu tôm Việt Nam năm 2011 7

Hình 1.8 Xuất khẩu tôm Việt Nam năm 2013 8

Hình 1.9 Quy trình chế biến tôm xuất khẩu 9

Hình 2.1 Nguyên lý máy lột vỏ tôm kiểu Lapeyre 12

Hình 2.2 Máy theo nguyên lý J.M.Lapeyre hiện đại 13

Hình 2.3 Hệ thống trục lăn 13

Hình 2.4 Cấu tạo máy của Arthur Grammer 14

Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý máy Gregor Jonsson 15

Hình 2.6 Sơ đồ máy bóc vỏ tôm 16

Hình 3.1 Bố trí các cụm máy theo dạng đường thẳng 21

Hình 3.2 Bố trí các cụm máy theo dạng đường tròn 21

Hình 3.3 Khung máy 23

Hình 3.4 Băng tải xích trong máy 23

Hình 3.5 Băng tải chuyển động liên tục 24

Hình 3.6 Băng tải chuyển động không liên tục 24

Hình 3.7 Băng tải sử dụng cảm biến vị trí 25

Hình 3.8 Các vị trí kẹp trên thân tôm 26

Hình 3.9 Cụm kẹp tôm 26

Hình 3.10 Cụm kẹp thân tôm theo phương án 2 27

Hình 3.11 Cụm định hướng 28

Hình 3.12 Cụm đè không có truyền động 28

Hình 3.13 Cụm đè 29

Hình 3.14 Cụm tách đốt cuối 30

Hình 3.15 Cam cụm tách đốt cuối 30

Hình 3.16 Cụm cắt lưng phương án 1 31

Hình 3.17 Cụm cắt lưng phương án 2 32

Hình 3.18 Cụm lấy chỉ có truyền động 33

Hình 3.19 Cụm lấy chỉ không truyền động 33

Hình 3.20 Cụm lấy thịt xoay 34

Hình 3.21 Cụm lấy thịt 35

Hình 3.22 Cụm lấy vỏ truyền động bằng bánh răng 36

Hình 4.1 Tôm nguyên liệu đầu vào và tôm thành phẩm sau khi lột vỏ 38

Hình 4.2 Sơ đồ nguyên lý máy bóc vỏ tôm 39

Hình 4.3 Sơ đồ động máy bóc vỏ tôm 39

Hình 4.4 Sơ đồ bố trí tính toán 40

Hình 4.5 Thiết kế lò xo cụm lấy thịt 41

Hình 4.6 Lò xo cụm lấy thịt 42

Hình 4.7 Thiết lập mô phỏng lò xo 42

Hình 4.8 Lực tác dụng lên chốt 43

Hình 4.9 Kết quả tính toán bền cho chốt 43

Hình 4.10 Trình tự làm việc của cụm kẹp 44

Hình 4.11 Thiết kế biên dạng CAM cụm kẹp 45

Hình 4.12 Biên dạng CAM cụm kẹp 45

Hình 4.13 Khảo sát độ mở của ngàm kẹp 46

Hình 4.14 Kết quả khảo sát độ mở của ngàm 46

Hình 4.15 Biên dạng CAM trước và sau khi hiệu chỉnh 47

Hình 4.16 Độ mở của ngàm kẹp sau khi hiệu chỉnh CAM 47

Hình 5.1 Lắp ráp trục chính và bánh răng chính vào khung ngoài 49

Hình 5.2 Cụm kẹp và CAM điều khiển 49

Hình 5.3 Cụm đè 49

Hình 5.4 Cụm cắt lắp vào khung máy 50

Hình 5.5 Cụm lấy chỉ 50

Hình 5.6 Cụm lấy thịt 51

Hình 5.7 Thử nghiệm cụm kẹp 51

Bảng 3.1 So sánh ưu nhược điểm của các nguyên lý máy lột vỏ 19

Bảng 3.2 Bảng đánh giá các kiểu máy 20

Bảng 3.3 Bảng đánh giá các phương án 22

Bảng 3.4 So sánh các phương án dẫn động băng tải 25

Bảng 3.5 So sánh các phương án thiết kế cụm kẹp 27

Bảng 3.6 So sánh phương án thiết kế cụm đè 29

Bảng 3.7 So sánh phương án thiết kế cụm cắt 32

Bảng 3.8 So sánh phương án cụm lấy chỉ 34

Bảng 3.9 So sánh cụm lấy thịt 36

Bảng 4.1 Tổng hợp kết quả tính toán 41

Bảng 4.2 Thông số lò xo cụm lấy thịt 41

CHƯƠNG 1

MỞ ĐẦU

Chương này giới thiệu đề tài luận văn, nêu bật vai trò của con tôm trong nền kinh

tế quốc dân và điểm qua các dự báo sự phát triển của nuôi trồng và chế biến tôm

trên thế giới và Việt Nam đến 2020 Nhu cầu cơ khí hóa và tự động hóa quá trình

lột vỏ tôm xuất khẩu cũng được trình bày Chương này cũng cho thấy ý nghĩa khoa

học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu

1.1 Giới thiệu đề tài

Việt Nam có bờ biển dài, nguồn lợi thủy sản rất lớn và có điều kiện khá thuận lợi

về khí hậu và thổ nhưỡng để nuôi trồng và phát triển thủy sản Trong những năm

gần đây, với sự định hướng phát triển từ Nhà Nước, sự đầu tư mạnh mẽ từ các

doanh nghiệp, nuôi trồng và chế biến và xuất khẩu tôm đã phát triển trở thành

ngành kinh tế quan trọng trong cơ cấu kinh tế nông nghiệp Việt Nam, với kim

ngạch xuất khẩu tăng hàng năm nó đã trở thành ngành sản xuất năng động, đầy tiềm

năng, tăng trưởng nhanh đứng đầu về giá trị so với các loại thủy sản xuất khẩu khác

Tôm Việt Nam chế biến đã được xuất khẩu đến nhiều nước trên thế giới

Sự tăng trưởng nhanh đó đã đặt ra yêu cầu rất lớn lên ngành công nghiệp chế

biến tôm xuất khẩu cả về nhân lực lẫn chất lượng sản phẩm Khảo sát tại Công ty

Cổ phần Thực phẩm Sao Ta (www.fimexvn.com), một công ty hàng đầu của Việt

Nam về chế biến tôm xuất khẩu thì công đoạn lột vỏ tôm chiếm tới 60% khối lượng

công việc chế biến tôm thành phẩm, đây cũng là điểm chung của các doanh nghiệp

cùng ngành, tuy nhiên, thực tế hiện nay hầu hết đều sử dụng nhân công để thực hiện

việc lột vỏ tôm, thì sự tăng nhanh của sản lượng tôm sẽ kéo theo yêu cầu tăng số

lượng nhân công và mức độ quản lý chất lượng cũng phức tạp hơn, điều này sẽ rất

khó thực hiện với giá nhân công ngày càng tăng cao và nguồn nhân lực đa số là nữ

đang trở nên khan hiếm

Từ vấn đề thực tế đó, đề tài nghiên cứu thiết kế máy có khả năng thay thế con

người trong quá trình bóc vỏ tôm được đặt ra để giải quyết vấn đề về giá thành,

năng suất, chất lượng cũng như an toàn vệ sinh thực phẩm trong công đoạn bóc vỏ

tôm

1.2 Vai trò của con tôm trong nền kinh tế quốc dân

Việt Nam đứng ở vị trí thứ 3 trong top 5 các quốc gia châu Á dẫn đầu về sản xuất

nuôi tôm, Việt Nam được đánh giá là một trong những nước có nhiều tiềm năng để

phát triển nghề này Thực tế đã cho thấy, sản lượng tôm của Việt Nam tăng mạnh,

từ 376.700 tấn năm 2007 đến 403.600 tấn trong năm 2011 và đã đạt 500.000 tấn

trong năm 2013 Nghề nuôi tôm ở Việt Nam đã đem lại lợi nhuận cao, góp phần

nâng cao đời sống cho người dân, giải quyết việc làm, phát triển kinh tế xã hội…,từ

đó hạn chế sự khai thác quá mức tài nguyên sinh vật biển [1] Đến nay, đã hình

thành và phát triển nhiều vùng trọng điểm nuôi tôm có diện tích lớn và quy mô công

nghiệp, làm tăng giá trị những vùng đất ngập mặn mà trước đây không thể canh tác

nông nghiệp, góp phần làm thay đổi căn bản việc chuyển dịch cơ cấu kinh tế của

những vùng ven biển Việt Nam, nếu khu vực Miền Trung mạnh về sản xuất tôm

giống thì vùng đồng bằng Sông Cửu Long có thế mạnh về chế biến xuất khẩu với

nhiều nhà máy có doanh số hàng trăm triệu USD/năm, hàng năm xuất khẩu tôm

mang về hàng tỷ USD cho đất nước

Về phía cơ quan quản lý nhà nước thì ngày 16/8/2013, tại Quyết định số

1445/QĐ-TTg, Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển

thủy sản đến năm 2020, tầm nhìn 2030 Nội dung chủ yếu là thực hiện công nghiệp

hóa vào năm 2020, hiện đại hóa vào năm 2030 ngành chế biến thủy sản xuất khẩu

để đạt được mục tiêu là tăng trưởng 6-7%/ năm [2]

Từ những phân tích số liệu thực tế những năm qua và từ những chủ trương của

Đảng và Chính phủ đối với việc định hướng phát triển của ngành thủy sản trong

tương lai, cho thấy rằng lĩnh vực sản xuất và xuất khẩu thủy sản trong đó con tôm

có vai trò ngày càng quan trọng và được sự quan tâm đầu tư từ nhiều phía Thực tế

ngành sản xuất kinh doanh nầy đã đóng góp một phần rất quan trọng vào cơ cấu

kinh tế nông nghiệp của Việt Nam nói riêng và nền kinh tế Việt Nam nói chung

Phát triển lĩnh vực nầy thành một ngành sản xuất hàng hóa, có thương hiệu uy tín,

có khả năng cạnh tranh cao trong hội nhập kinh tế quốc tế, trên cơ sở phát huy lợi

thế của một ngành sản xuất - khai thác tài nguyên tái tạo, lợi thế của nghề cá nhiệt

đới, chuyển nghề cá nhân dân thành nghề cá hiện đại, tạo sự phát triển đồng bộ,

đóng góp ngày càng lớn vào sự phát triển kinh tế - xã hội đất nước [2], là một việc

làm cấp bách mang tính chiến lược

1.3 Dự báo sự phát triển nuôi trồng và chế biến xuất khẩu tôm trên thế giới và

Việt Nam đến năm 2020

1.3.1 Sự phát triển nuôi tôm trên thế giới và Việt Nam

Hình 1.1 Các loại tôm chính được nuôi trồng [3]

Có hai khu vực chính để nuôi tôm trên thế giới, phương Tây và phương Đông

Phương Tây bao gồm các nước Latin như Brazil và Ecuador Phương Đông bao

gồm các nước như Trung Quốc, Thái Lan, Indonesia, Malaysia, Philippines, Việt

Nam, Bangladesh và Ấn Độ Trong khi phương Tây thống trị sản xuất tôm thẻ chân

trắng (Penaeus vannamei), còn phương Đông sản xuất cả tôm sú (P monodon) và

tôm thẻ chân trắng (Wyban, 2009) Theo FAO, tôm thẻ chân trắng là loại tôm được

nuôi nhiều nhất trên toàn thế giới với khoảng 39% Tôm sú đứng thứ hai với khoảng

17% Nuôi tôm là lĩnh vực sản xuất thực phẩm phát triển nhanh nhất trong những

năm gần đây, tôm bổ sung chất đạm cho người và bổ sung phong phú cho nguồn

động vật thủy sản hoang dã (Kanda, Challa et al., 2011).[3]

Hình 1.2 Sản lượng tôm Thế giới [1]

Dự báo tổng sản lượng nuôi trồng thủy sản thế giới sẽ có mức tăng trưởng bình

quân 33%/năm giai đoạn 2012-2021 Các nước châu Á sẽ tiếp tục chiếm tỷ trọng

lớn trong sản lượng nuôi trồng của thế giới, với thị phần đạt khoảng 89% vào năm

2021 Trung Quốc sẽ có tỷ trọng tăng từ 59% lên 61% trong khi các nước đang phát

triển khác sẽ tăng từ 17% lên 27% [4]

Tại Việt Nam, theo số liệu của Tổng cục Thủy sản, năm 2012 có 30 tỉnh thành

nuôi tôm nước lợ, đã thả nuôi 657.523 ha, đạt sản lượng 476.424 tấn, tăng 0,2%

diện tích và giảm 3,9% sản lượng Trong đó diện tích nuôi tôm sú 619.355 ha, sản

lượng 298.607 tấn, giảm 7,1% diện tích và 6,5% sản lượng; tôm chân trắng 38.169

ha, tăng 15,5%, sản lượng 177.817 tấn, tăng 3,2% so với năm 2011 Diện tích tôm

sú chiếm 94,1% diện tích nuôi tôm và 62,7% sản lượng, tôm chân trắng chiếm 5,9%

diện tích và 27,3% sản lượng Khu vực đồng bằng Sông Cửu Long chiếm diện tích

và sản lượng lớn nhất với 595.723 ha và 358.477 tấn, trong đó tôm sú là 579.997 ha

và 280.647 tấn, tôm chân trắng 15.727 ha và 77.830 tấn [5]

Sang năm 2013, diện tích nuôi đạt 666.000 ha, tăng 1,6% so với năm 2012 và sản

lượng đạt 548.000 tấn, tăng 12,3 % so với năm 2012 Trong đó, diện tích tôm sú

ước đạt 600.000 ha với sản lượng 268.000 tấn, giảm 2,2 % về diện tích và 11,3% về

sản lượng; tôm thẻ chân trắng ước đạt 66.000 ha và sản lượng đạt 280.000 tấn, tăng

57,9% về diện tích và 50,5% về sản lượng [6]

Theo Quy hoạch phát triển thủy sản đến năm 2020 thì sản lượng tôm nuôi tại

Việt Nam dự kiến tăng 6-7 % năm [2]

1.3.2 Chế biến xuất khẩu tôm trên thế giới và Việt Nam

- Trên thế giới:

Hiện nay có 02 khu vực chế biến và xuất khẩu tôm lớn là Trung, Nam Mỹ và

Châu Á, trong đó, các nước Châu Á chiếm tỉ lệ trên 80% sản lượng tôm thành phẩm

cung cấp cho toàn thế giới, đứng đầu là các nước Thái lan, Trung Quốc, Ấn Độ,

Indonesia, Viêt Nam…ở vùng Trung và Nam Mỹ thì Ecuador và Mexico là hai

nước có sản lượng tôm thành phẩm nhiều nhất [7]

Hình 1.3 Sản lượng thành phẩm tôm trên thế giới [7]

Dự báo đến năm 2020 các nước Châu Á vẫn là nguồn cung ứng tôm hàng đầu thế

giới cho các thị trường trên toàn cầu với khoảng 89% thị phần [4]

Hình 1.4 Thị trường nhập khẩu tôm [1]

- Tại Việt Nam:

Sản xuất và xuất khẩu tôm đã đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế của

Việt Nam Nó đứng thứ hai trong số các lĩnh vực kinh tế trọng điểm nông nghiệp

của đất nước chỉ sau gạo và qua mặt cá tra Tổng khối lượng xuất khẩu tôm đạt

240.985 tấn, trị giá 2,1 tỷ USD vào năm 2010 So với năm 2005, khối lượng xuất

khẩu trong năm 2010 tăng 51% và giá trị xuất khẩu tăng 53,6% Trong năm 2011,

giá trị xuất khẩu đạt 2,4 tỷ USD [3][8]

Hình 1.5 Sản lượng và giá trị tôm xuất khẩu [3]

Thành tựu này đã đóng góp khoảng 40% tổng sản lượng xuất khẩu thủy sản.Thị

trường Nhật Bản là nơi mà Việt Nam là nhà cung cấp lớn nhất trong năm 2011

[8][9]

Hình 1.6 Xuất khẩu tôm Việt Nam năm 2010 [9]

Hình 1.7 Xuất khẩu tôm Việt Nam năm 2011 [8]

Theo Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam (VASEP), năm 2013

Việt Nam xuất khẩu tôm sang 88 thị trường thế giới, thu về 3,1 tỷ USD, tăng 39,1%

so với năm 2012 Xuất khẩu tôm tăng mạnh không chỉ bù đắp cho sự sụt giảm trong

xuất khẩu những ngành thủy sản khác và còn giúp cho xuất khẩu thủy sản nói chung

vượt mục tiêu 6,5 tỷ USD đã đề ra và đạt trên 6,7 tỷ USD, tăng 9,7% so với năm

2012 Xuất khẩu tôm chiếm 46% kim ngạch xuất khẩu thủy sản của cả nước Về thị

trường nhập khẩu tôm có sự thay đổi đáng kể, thị trường Mỹ đã vượt qua thị trường

truyền thống là Nhật bản với 26,7% [6]

Hình 1.8 Xuất khẩu tôm Việt Nam năm 2013 [6]

Các doanh nghiệp chế biến tôm xuất khẩu lớn nhất Việt Nam hiện nay: Minh Phu

Seafood Corp, Quoc Viet Co.,Ltd, Stapimex, Cases, Fimex VN, YUEH CHYANG

Co, Utxi Co, Sea Minh Hai, Havico, Thuan Phuoc Corp (Nguồn: Hiệp hội chế biến

và xuất khẩu thủy sản Việt Nam- VASEP www.vasep.com.vn)

1.4 Nhu cầu cơ khí hóa và tự động hóa quá trình lột vỏ tôm xuất khẩu

Con tôm đóng vai trò quan trọng trong cơ cấu kinh tế của tỉnh Sóc Trăng nói

riêng và ngành thủy sản nói chung, tuy nhiên, thiếu lao động là một vấn đề lớn

trong ngành thủy sản nhiều năm qua Nhất là những tháng vào vụ thu hoạch tôm,

khi các doanh nghiệp thủy sản đang bước vào thời điểm bận rộn nhất, thì tình trạng

thiếu lao động lại càng gay gắt hơn Tình hình này trầm trọng hơn khi hiện nay tôm

thẻ chân trắng dần dần thay thế tôm sú vì lợi thế ít dịch bệnh và năng suất cao, tuy

nhiên, khi dùng tôm chân trắng để thay tôm sú, các doanh nghiệp buộc phải tuyển

thêm nhiều lao động vì tôm chân trắng chủ yếu là cỡ nhỏ và khó chế biến hơn,

thường là nhu cầu lao động sản xuất tôm thẻ chân trắng gấp đôi tôm sú với cùng sản

lượng

Hình 1.9 Quy trình chế biến tôm xuất khẩu

Trong quy trình sản xuất trên, thông thường tỉ lệ lao động giữa các công đoạn

như sau: Tiếp nhận nguyên liệu: 2,8% Lặt đầu: 10,2% Lột vỏ: 62% Phân cỡ:

18,4% Cấp đông: 6,6% (Nguồn: www.fimexvn.com)

Tỉ lệ trên cho thấy trong công đoạn sơ chế thì khâu lột vỏ chiếm đến 62% lao

động và cũng là khâu rất quan trọng trong quy trình sản xuất, quyết định cả về năng

suất lẫn chất lượng sản phẩm

Trên thị trường hiện nay, giá thành máy nhập khẩu cao (một máy bóc vỏ năng

suất 5.000con/giờ (tương đương 200kg/giờ cho cỡ tôm 21- 40con/kg) giá hiện tại

khoảng 100.000USD, (Nguồn: www.jonsson.com); năng suất, tỉ lệ thu hồi thành

phẩm chưa cao; chi phí phụ tùng nhập khẩu cao Rất khó khăn cho doanh nghiệp

nếu phải đầu tư máy trong tình hình kinh tế hiện nay Để thực hiện thành công chiến

lược phát triển thủy sản Việt Nam đến 2020 và tầm nhìn 2030 của chính phủ, giảm

áp lực công nhân khi mùa vụ đến, đồng thời giữ mức tăng trưởng của ngành sản

xuất tôm xuất khẩu như hiện nay thì việc đầu tư thiết bị để tự động hóa quá trình

bóc vỏ tôm là một nhu cầu bức thiết mang tính thực tiễn cao

Xuất phát từ nhu cầu thực tế trên, với sự đồng ý của GVHD, em thực hiện đề tài:

“Nghiên cứu thiết kế máy bán tự động bóc vỏ tôm xuất khẩu”

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu

Để nghiên cứu đề tài nầy, cần sử dụng các phương pháp sau:

- Phương pháp nghiên cứu tổng quan tài liệu liên quan đến máy lột vỏ tôm, tài liệu

báo cáo về máy lột vỏ tôm

- Ứng dụng các phần mềm hỗ trợ tính toán mô phỏng: SOLIDWORKS,

INVENTOR,…

- Phương pháp chế tạo mẫu máy: tạo mẫu nhanh, in 3D,…

- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Ý nghĩa khoa học của luận văn

Ý nghĩa khoa học của luận văn là:

- Hình thành phương pháp luận để thiết kế máy bóc vỏ tôm

- Đưa ra đường lối tính toán, thiết kế máy

Ý nghĩa thực tiễn của luận văn

Ý nghĩa thực tiễn của luận văn là:

- Thiết kế và chế tạo một mô hình để nghiên cứu thực nghiệm quá trình bóc vỏ

tôm phục vụ yêu cầu thực tiễn của sản xuất

1.6 Bố cục của luận văn

Chương 1: MỞ ĐẦU

Giới thiệu đề tài luận văn, nêu bật vai trò của con tôm trong nền kinh tế quốc dân

và điểm qua các dự báo sự phát triển của nuôi trồng và chế biến tôm trên thế giới và

Việt Nam đến 2020 Nhu cầu cơ khí hóa và tự động hóa quá trình lột vỏ tôm xuất

khẩu được trình bày Chương này cũng cho thấy ý nghĩa khoa học và thực tiễn của

đề tài nghiên cứu

Chương 2: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI

NƯỚC

Tổng quan tình hình nghiên cứu thiết bị lột vỏ tôm trong và ngoài nước Phân

tích các công trình liên quan đã được công bố Mục đích và nội dung nghiên cứu

cũng được nêu ra

Chương 3: PHÂN TÍCH SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN – LỰA CHỌN

CẤU TRÚC MÁY

Các phương án – cấu trúc tổng thể của máy được phân tích so sánh và lựa chọn

Phân tích phương án các cụm công tác nhằm lựa chọn phương án thiết kế tốt nhất

Chương 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MỘT SỐ CỤM CHÍNH

Trình bày Tính toán thiết kế các cụm máy và Tính toán mô phỏng một số cụm

máy theo các phương án đã lựa chọn

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Chương này nêu lên những kết quả đạt được về tính toán thiết kế, kết quả về chế

tạo, và kết quả thử nghiệm Đồng thời đưa hướng phát triển tiếp tục cho đề tài

Những bài báo đã công bố Kết luận và kiến nghị của luận văn

Phụ lục A trình bày tính toán, thiết kế các cụm chi tiết

Phụ lục B cung cấp các kết quả thiết kế (Bản vẽ)

Phụ lục C và D là các bài báo đã công bố

CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC

Chương này trình bày một số nguyên lý máy bóc vỏ tôm đã được nghiên cứu

Phân tích các công trình đã nghiên cứu liên quan đến việc bóc vỏ tôm Xác định

mục đích và nội dung được nghiên cứu của đề tài

2.1 Ở ngoài nước:

Các nguyên lý sau đây đã được nghiên cứu và chế tạo máy

- Nguyên lý 1:

Năm 1946, James Martial Lapeyre sáng chế ra máy bóc vỏ tôm tự động Chiếc

máy bóc vỏ tôm đầu tiên do James Martial Lapeyre sáng chế được xem là cuộc cách

mạng làm thay đổi hoàn toàn nền công nghiệp chế biến tôm

Nguyên lý hoạt động

Hình 2.1 Nguyên lý máy lột vỏ tôm kiểu Lapeyre [10]

Máy bao gồm các con lăn phủ cao su đặt sát nhau trên một mặt nghiêng Tôm

được đưa vào máy từ phía trên và lấy ra ở dưới cùng nhờ vào một hệ thống xả nước

Ở mỗi vị trí tiếp xúc giữa một cặp, vỏ tôm bị kẹp vào vị trí tiếp xúc, khi này chuyển

động ngược chiều của hai con lăn sẽ khiến phần vỏ bị tách ra khỏi phần thịt tôm

một phần Tiếp theo, các con lăn chuyển động ngược lại, khiến tôm rơi xuống vị trí

phía dưới, các con lăn lại đổi chiều quay và tiếp tục tách một phần vỏ Quá trình lặp

đi lặp lại khi tôm di chuyển từ đầu vào đến đầu ra của máy Sau khi ra khỏi máy

tôm sẽ được tách thịt với vỏ riêng Máy hiện tại được cải tiến khá nhiều để quá trình

lột tôm được hiệu quả hơn

Hình 2.2 Máy theo nguyên lý J.M.Lapeyre hiện đại (Nguồn : www.laitram.com)

- Nguyên lý 2:

Vào năm 1979, Erik Andersen người Đan Mạch đưa ra mẫu máy lột tôm theo

nguyên lý như hình bên dưới: [11]

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

Hình 2.3 Hệ thống trục lăn

Máy bao gồm hai trục lăn 1 và 2 chuyển động ngược nhau Trục 1 và 2 được bao

bọc bới các tấm thép đục lỗ 6 và 8 Tôm được đưa vào từ khay 7 và lấy ra ở miệng

9 Sau khi ra khỏi miệng 9, về cơ bản, phần vỏ tôm đã bị tách rời khỏi phần thịt,

nhưng thịt tôm và vỏ vẫn còn trộn lẫn vào nhau Nguyên liệu lúc này được đi qua

một hệ thống sàn lắc 22 để vỏ tôm tách hẳn ra khỏi thịt, sau đó là thiết bị thổi khí 23

để thổi bay phần vỏ tôm Khâu cuối cùng là kiểm tra và loại bỏ vỏ còn sót lại bằng

nhân công

- Nguyên lý 3:

Năm 1989, Arthur Grammer sáng chế ra mẫu máy bóc vỏ tôm có nguyên lý như

hình bên dưới [12]

Hình 2.4 Nguyên lý máy của Arthur Grammer

Máy gồm có các bộ phận chính: khung 12, bộ phận giữ tôm 14, đầu vào 16, cơ

cấu cắt lưng 18, cắt bụng và đầu ra 20

Nguyên lý hoạt động

Tôm được đưa vào từ miệng 16, và được ống 38 giữ chặt Bánh 36 quay, đưa tôm

đi qua dao cắt 50 để xẻ lưng Sau đó tôm đi qua dao xẻ bụng, do cấu tạo dốc của

máng đỡ, tôm sẽ bị văng lên và rơi xuống khay Vì vỏ tôm đã được xẻ cả lưng và

bụng nên rất dễ tách ra khỏi phẩn thịt Trong quá trình tôm văng ra và rơi xuống

khay thì phần vỏ sẽ bị tách ra khỏi tôm

- Nguyên lý 4:

Dựa trên sáng chế của Gregor Jonsson [13]

Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý máy Gregor Jonsson

Từ sơ đồ nguyên lý trên ta thấy được cách thức hoạt động của máy như sau

B1: Cho tôm đã được cắt bỏ đầu vào vị trí nạp liệu

B2: Tôm được kẹp chặt tại vị trí 1,2 và đè dẹp con tôm xuống thông qua cơ cấu

đè khi tôm đi từ vị trí nạp liệu sang vị trí 3 Tại đây tôm được tách đốt đuôi thông

qua cơ cấu tách đốt

B3: Tại vị trí 4, tôm sẽ được xẻ một đường ở trên lưng bởi cụm cắt

B4: Tại vị trí 5, tôm sẽ được loại bỏ sợi chỉ (ruột tôm) bởi chổi quét quay tròn

B5: Tại vị trí 6, tôm sẽ được tách thịt khỏi vỏ

B6: Tại vị trí 7, bộ phận kẹp tôm sẽ nhả vỏ ra và được làm sạch để bắt đầu một

chu trình hoạt động mới

2.2 Ở trong nước:

Tác giả Đặng Thiện Ngôn có nghiên cứu máy lột vỏ tôm theo nguyên lý của

Jonsson, từng cụm công tác hoạt động riêng rẻ, bao gồm các cụm: cụm nạp liệu,

cụm kẹp, cụm đè, cụm xẻ lưng, cụm lấy chỉ, cụm lấy thịt và cụm tách vỏ được bố trí

trên đường ray thằng [14]

Máy hoạt động theo các bước sau

Hình 2.6 Sơ đồ máy bóc vỏ tôm

2.3 Các công trình đã công bố

Theo A Ramachandran (1996), một máy lột vỏ có thể thay thế 90-91 công nhân

lành nghề Thịt tôm xử lý bằng máy có lượng vi khuẩn giảm đáng kể so với nguyên

liệu trước lúc đưa vào máy, tuy nhiên, về mặt cảm quan, thịt tôm lột bằng máy kém

bắt mắt, hương vị tự nhiên giảm và hay bị giập nát so với thịt tôm lột bằng tay Về

mặt hóa tính, trong thịt tôm lột bằng máy thì lượng ni-tơ hòa tan trong nước (WSN)

giảm 63% và lượng ni-tơ hòa tan trong muối (SSN) giảm 57% [15]

Một hệ thống chỉ số về khả năng lột bằng máy của tôm được Edward Kolbe và

các cộng sự nghiên cứu vào năm 1980 Theo đó, các tác giả tiến hành thí nghiệm và

đo đạc lực kéo cần thiết để tách vỏ ra khỏi thịt tôm đối với chủng loại tôm Pacific

(Pandalus jordani) Một trong số các ứng dụng của hệ thống chỉ số này là phản ánh

khả năng lột vỏ theo thiết bị cấp đông hay thời gian giữ tôm đông lạnh.[16]

Tại Viện Công nghệ Hóa sinh của Trung tâm Nghiên cứu Thủy sản Liên bang

Hamburg (BFAFi) Sau khi đánh giá 48 mẫu bao gồm bóc vỏ tôm bằng tay và máy

bóc vỏ tôm Có thể khẳng định rằng không có sự khác biệt đáng kể về chất lượng

giữa cả hai Chất lượng của tôm được đánh giá bằng sensorially thực hiện so sánh

từng cặp đôi cũng như bằng cách ước tính tải trọng của vi sinh vật và các amin dễ

bay hơi (MMA, DMA, TMA) Ngoài ra, màu sắc của thịt được coi là phương pháp

để đo Để đặt ảnh hưởng của chế độ công nghệ Meas - urements pH và hàm lượng

muối được thực hiện Chất lượng của tôm bị ảnh hưởng hơn nữa bằng các bước

công nghệ như làm lạnh, phương pháp nấu ăn và các chất bảo quản được sử dụng

Từ quan điểm vệ sinh an toàn thực phẩm thì xem các máy lột là không có bất kỳ sự

phản đối nào Tải trọng của vi sinh vật nhỏ và dưới giới hạn được thiết lập bởi EC

[17]

2.4 Kết luận chương 2

Trong chương 2 đã trình bày tổng quan về sự ra đời và phát triển của máy lột vỏ

tôm với các nguyên lý làm việc khác nhau, đáp ứng từng mức độ yêu cầu về chất

lượng sản phẩm khác nhau, hầu hết các nguyên lý máy lột vỏ đều do nước ngoài

sáng chế ra và thương mại hóa sản phẩm, trong nước có rất ít công trình nghiên cứu

và cũng không có máy được chế tạo bán trên thị trường Bên cạnh đó, các công

trình nghiên cứu liên quan đến lột vỏ tôm đã công bố, cũng cho thấy máy lột vỏ tôm

ít ảnh hưởng đến chất lượng tôm, hoàn toàn có thể đáp ứng các yêu cầu về sản

phẩm, vi sinh và đặc biệt là tăng năng suất, cho nên có thể thay thế cách lột thủ

công

Từ các nguyên lý máy lột vỏ tôm, cộng với các tiêu chuẩn của tôm xuất khẩu có

thể so sánh lựa chọn ra một phương án để thiết kế một cấu hình máy phù hợp cho

quy trình sản xuất tôm xuất khẩu hiện đại, phù hợp điều kiện Việt Nam

2.5 Mục đích và nội dung nghiên cứu

Mục đích của đề tài:

- Phân tích lựa chọn phương án thiết kế nguyên lý máy, tính toán, thiết kế các bộ

phận công tác máy bóc vỏ tôm

- Chế tạo thử nghiệm máy bóc vỏ tôm

Để đạt được mục tiêu đề ra cần thực hiện các nội dung sau:

- Dự báo sự phát triển của nuôi trồng chế biến tôm xuất khẩu trên thế giới và Việt

Nam đến 2020 để xác định cấu hình và năng suất máy phù hợp

- Nghiên cứu về đặc điểm con tôm

- Nghiên cứu tổng quan về máy bóc vỏ tôm

- Nghiên cứu cấu tạo các loại máy bóc vỏ tôm

- Phân tích lựa chọn phương án máy

- Tính toán, thiết kế các cụm chi tiết

- Nghiên cứu chế tạo thử nghiệm máy bóc vỏ tôm

CHƯƠNG 3

PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY

Phần nầy tập trung vào phân tích các ưu nhược điểm của từng nguyên lý, xây

dựng tiêu chí so sánh, qua đó lựa chọn phương án thiết kế tổng thể máy và các cụm

công tác phù hợp thực tế nhất

3.1 Phân tích so sánh lựa chọn phương án

Bảng 3.1 So sánh ưu nhược điểm của các nguyên lý máy lột vỏ

Năng suất cao - Không xẻ lưng, không lấy

chỉ, không giữ đốt đuôi

- Tỉ lệ thu hồi thấp, không sạch vỏ

- Không giữ đốt đuôi

- Tỉ lệ thu hồi thấp, không sạch vỏ

- Năng suất thấp,hoạt động không ổn định

Ngôn nghiên cứu

- Kết cấu đơn giản

- Sạch vỏ

- Không gọn chiếm nhiều diện tích

- Khó vệ sinh Dựa vào các tiêu chuẩn kỹ thuật bắt buộc của tôm xuất khẩu và các yếu tố về

kinh tế, năng suất, tiến hành phân tích từng nguyên lý máy lột vỏ, đưa ra 5 tiêu chí

sau để so sánh các nguyên lý máy:

Tiêu chí 1: khả năng đáp ứng các công đoạn lột vỏ tôm

Tiêu chí 2: tỉ lệ thu hồi thịt tôm cao, sạch vỏ

Tiêu chí 3: năng suất cao, dễ sử dụng, dể vệ sinh

Tiêu chí 4: chi phí vận hành, bảo trì thấp

Tiêu chí 5: kết cấu máy gọn nhẹ, dễ lắp đặt

Cách đánh giá các tiêu chí để lựa chọn phương án thích hợp:

- Dựa vào các tiêu chí đặt ra để cho điểm với số điểm -1; 0; 1

- Phương án không phù hợp với tiêu chí đưa ra: -1 điểm

- Phương án đáp ứng một phần so với tiêu chí đưa ra: 0 điểm

- Phương án phù hợp với tiêu chí đưa ra: 1 điểm

- Cách cho điểm không sử dụng trọng số

- Sau khi cho điểm, tính tổng điểm các phương án Phương án thiết kế được

Theo cách đánh giá trên thì tổng số điểm cao nhất cho các tiêu chí đặt ra là

phương án kiểu 4 Ta chọn phương án này để tiến hành thiết kế

3.2 Cấu trúc tổng thể của máy

3.2.1 Phương án bố trí các cụm trên của máy

Theo kiểu 4, thì máy lột vỏ tôm gồm có các cụm: băng tải nạp liệu, cụm kẹp,

cụm đè, cụm tách đốt đuôi, cụm xẻ lưng, cụm lấy thịt, cụm lấy vỏ Có hai phương

án bố trí các cụm trên của máy là dạng bố trí theo đường thẳng và đường tròn

Hình 3.1 Bố trí các cụm máy theo dạng đường thẳng

Hình 3.2 Bố trí các cụm máy theo dạng đường tròn

3.2.2 Phân tích so sánh lựa chọn cấu trúc

Các tiêu chí đưa ra để lựa chọn cấu trúc cho máy:

Cách đánh giá các tiêu chí để lựa chọn phương án thích hợp:

- Dựa vào các tiêu chí đặt ra để cho điểm với số điểm -1; 0; 1

- Phương án không phù hợp với tiêu chí đưa ra: -1 điểm

- Phương án đáp ứng một phần so với tiêu chí đưa ra: 0 điểm

- Phương án phù hợp với tiêu chí đưa ra: 1 điểm

- Cách cho điểm không sử dụng trọng số

- Sau khi cho điểm, tính tổng điểm các phương án

- Phương án thiết kế được chọn có tổng điểm cao nhất

Bảng 3.3 Bảng đánh giá các phương án

Các phương án Đặc điểm

Phương án dạng thẳng

Phương

án dạng tròn

Theo cách đánh giá trên thì phương án bố trí các cụm của máy có tổng số điểm

cao nhất theo các tiêu chí đặt ra là phương án thiết kế dạng tròn Ta chọn phương

án này để tiến hành thiết kế

3.3 Phân tích các cụm công tác - lựa chọn các phương án thiết kế

3.3.1 Khung máy:

Các tiêu chí lựa chọn kết cấu khung máy: Đủ cứng vững, dễ gia công, giá thành

hạ Chọn vật liệu làm khung máy là thép hình các loại có tiết diện V, U Phương

pháp gia công là hàn ghép lại

Hình 3.3 Khung máy

3.3.2 Cụm băng tải nạp liệu

Là phần cung cấp nguyên liệu cho dây chuyền lột vỏ tôm, hệ thống băng tải

được chọn sử dụng ở đây là băng tải xích

Hình 3.4 Băng tải xích trong máy

Các phương án dẫn động cho băng tải:

Phương án 1: Băng tải chuyển động liên tục

Hình 3.5 Băng tải chuyển động liên tục

Truyền động cho băng tải xích được lấy từ truyền động của bánh răng chính

thông qua cặp bánh răng côn 1 để đổi hướng

Phương án 2: Băng tải chuyển động không liên tục

Hình 3.6 Băng tải chuyển động không liên tục

Sử dụng cơ cấu man Băng tải sẽ chuyển động ngắt quãng để tôm đúng vị trí khi

cụm kẹp đến

1

Phương án 3: Băng tải có sử dụng cảm biến vị trí

Hình 3.7 Băng tải sử dụng cảm biến vị trí

Cảm biến vị trí sẽ xác nhận vị trí của tôm đến, đo chiều dài và vị trí của hàm kẹp

Phương án 2 - Làm việc chính xác - Khó chế tạo, giá cao

- Bố trí phức tạp Phương án 3 - Làm việc chính xác

- Giá thành cao

- Khó sử dụng trong môi trường ẩm ướt

Cả 3 phương án trên đều đảm bảo đáp ứng được yêu cầu đề ra của băng tải

nhưng ở phương án 1 có nhiều ưu điểm thuận lợi cho chế tạo, sử dụng như dễ bảo

trì, cơ cấu đơn giản, dễ tích hợp vô động cơ chính của máy… nên ta chọn phương

án 1 làm phương án thiết kế

3.3.3 Cụm kẹp

Nhiệm vụ: Cố định, kẹp chặt con tôm để thực hiện các công đoạn tiếp theo

Hình 3.8 Các vị trí kẹp trên thân tôm

Phân tích phương án:

Phương án 1

Hình 3.9 Cụm kẹp tôm

Nguyên lý hoạt động: Con tôm được đặt trên tấm đế gá tôm Phần chân tôm

nằm lọt trong rãnh chữ V 2 trên tấm gá Phần đuôi và thân tôm được kẹp bởi các

thanh kẹp 3 và 4 Hai thanh kẹp 3,4 chuyển động lắc xung quanh chốt 8 và được

dẫn hướng bởi ray dẫn hướng 6 Hai thanh này luôn có xu hướng bung ra hai bên,

hai bánh xe 5 luôn tỳ vào ray dẫn hướng Điều này thực hiện được do lực ép bung ra

của thanh đàn hồi 7 Khi đến vị trí đã được định sẵn thì tiết diện của thanh dẫn

hướng 6 tăng lên làm cho mỏ kẹp ngậm lại, kẹp chặt lấy đuôi và thân tôm Khi đến

một vị trí khác, tiết diện thanh dẫn hướng 6 giảm xuống làm mỏ kẹp bung ra, nhả

thân và đuôi tôm ra

Phương án 2:

Hình 3.10 Cụm kẹp thân tôm theo phương án 2

Nguyên lý hoạt động: Để kẹp được tôm yêu cầu có 1 cơ cấu CAM tác động vào

cần đẩy 1 và 7 Trạng thái lúc chưa tác động hàm kẹp sẽ đóng lại Khi cam tác động

vào cần đẩy thì hàm kẹp sẽ mở ra do xoay quanh chốt 2 và hàm kẹp sẽ kẹp lấy đuôi

và thân tôm Con tôm được đặt trên tấm đế gá tôm Phần chân tôm nằm lọt trong

rãnh trên tấm gá Phần đuôi và thân tôm được kẹp bởi các thanh kẹp

- Làm việc chính xác, kẹp chắc chắn nhờ cơ cấu CAM

- Tách được đốt đuôi

- Khó chế tạo cơ cấu kẹp

và CAM

Lựa chọn phương án:

Xem xét cả 2 phương án trên thì cả 2 đều hiệu quả trong quá trình kẹp tôm,

có tính thẩm mỹ nhưng phương án số 2 trên hàm kẹp có bố trí kim nhám làm tăng

khả năng kẹp tôm và có thêm phần bẻ đốt tách đốt cuối cho tôm Do đó ta tiến hành

thiết kế cụm kẹp tôm theo phương án 2

3.3.4 Cụm định hướng

Hình 3.11 Cụm định hướng

Cụm định hướng chỉ thực hiện duy nhất 1 chức năng là đảm bảo thân tôm vào

đúng vị trí giữa hàm kẹp nhờ 2 thanh định hướng 3 Do đó ta tiến hành thiết kế

phương án định hướng như trên

3.3.5 Cụm đè

Phương án 1: Cụm đè không có truyền động và không có lực ép của lò xo

Hình 3.12 Cụm đè không có truyền động

Phương án 2: Có lực tác dụng của lò xo tác động lên hai pu-li đè tôm Có cơ cấu

truyền động quay cho pu-li lớn

Hình 3.13 Cụm đè

Nguyên lý làm việc: Truyền động từ bánh răng lớn sẽ truyền cho bánh đai kép 2

Bánh đai kép sẽ truyền chuyển động cho bánh đai 4 làm quay pully 8 Khi tôm đi

qua thì pulley 8 sẽ được tác động 1 lực đè tác dụng từ lò xo 5 Đồng thời, nếu tôm

đi qua pully nhỏ thì cũng được pully nhỏ tác động 1 lực đè thông qua lò xo uốn 5

Hành trình của pulley nhỏ sẽ được giới hạn bởi trục 3

- Dễ bị dính tôm

Phương án 2

- Điều chỉnh lực đè dễ dàng

- Thịt tôm ít bị dính

- Kết cấu phức tạp, giá thành cao

Phương án lựa chọn thiết kế:

Phương án 1 tuy đơn giản, dễ gá lắp nhưng dễ bị kẹt tôm và khó điều chỉnh lực

tác động lên con tôm Phương án 2 tuy có kết cấu phức tạp nhưng hiệu quả cao hơn

do có thêm lực uốn của lò xo nên dễ điều chỉnh lực đè góp phần làm cho thịt tôm ít

dính vào vỏ, tôm ít bị kẹt vào bánh đè do phải ép để tạo chuyển động quay cho