Thiết kế máy bóc trứng gà tự động

Thiết kế máy bóc trứng gà tự động

HỘI SỬ DỤNG PHẦN MỀM CAD/CAM/CAE-CNC 4CHAUI

-  

-CUỘC THI THIẾT KẾ MÁY

ĐỀ TÀI: Máy bóc trứng gà công nghiệp tự động Đứng giảng hướng dẫn : Anh Thanh Hải và anh Dương Thành viên dự thi : Nguyễn Văn Ba

Nguyễn Văn Trà

Vũ Văn Chương Nguyễn Ngọc Trịnh Nguyễn Tuấn Anh Bùi Mạnh Tuân Nguyễn Quốc Tuấn Ngô Quang Trọng

Nhóm dự thi : Nhóm 3-k12

HÀ NỘI - 2019

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Lời nói đầu

Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nước ta đang thực hiện công nghiệp hóa hiện đại hóa trong các lĩnh vực, công nghiệp, dịch vụ, du lịch, thực phẩm …v.v góp phần đưa tỉ trọng GDP của nước ta tăng trưởng một cách nhanh chóng Tự động hóa là dùng máy móc để thay thế cho bàn tay con người trong quá trình thao tác sản xuất hay sử dụng Vì vậy tự động hóa là một khâu rất quan trọng trong tất cả các nghành giúp thay thế sức người bằng máy móc làm cho năng suất công việc tăng cao, giảmchi phí, giảm giá thành Ngày nay, nhu cầu thị trường về mảng thực phẩm sạch vô cùng phong phú và đa dạng về tất cả các mặt hàng như trái cây, rau củ, trứng thịt…v.v

“Theo khảo sát mới nhất do Hiệp hội Các nhà bán lẻ Việt Nam thực hiện, cho thấy, có đến

hơn 40% người tiêu dùng sẵn sàng trả tiền thêm cho thực phẩm sạch Riêng về chỉ tiêu chủ động tìm kiếm các sản phẩm có chứa các thành phần tốt cho sức khỏe thì đạt tới 79%” Vì vậy đòi hỏi chúng ta phải tạo ra một số lượng lớn để cung cấp cho thị trường

Và chúng ta có thể nhìn thấy, dễ ăn, thơm, ngon, bổ dưỡng, giá thành rẻ là những đặc điểm miêu tả không gì khác ngoài trứng gà Không chỉ là một loại đồ ăn ngon mà trong trứng gà còn chứa rất nhiều chất dinh dưỡng, đem lại công dụng tuyệt vời đối với sức khỏe con người.Để chế biến thường người ta sẽ làm vỡ vỏ trứng và cho vào chảo rán hoặc hấp… Nhưng với một số món khác, yêu cầu sử dụng trứng luộc, chúng ta buộc phải luộc chín trứng, bóc vỏ mới bắt đầu chế biến Do trứng có kích thước nhỏ, nên nếu chỉ chế biến những bữa ăn ngon cho gia đình thì không thành vấn đề lớn, tuy nhiên nếu dùng trứng gà để làm thức ăn với sản lượng nhiều thì quả thật bóc vỏ trứng sẽ dẫn đến tình trạng mất thời gian rất nhiều và mất vệ sinh an toàn thực phẩm Theo các cuộc khảo sát bên trong nhiều nhà xưởng, các nhà bếp chứng kiến công đoạn bóc vỏ trứng hoàn toàn được làm thủ công bằng tay tốn rất nhiều nhân công, thời gian và đặc biệt là vấn đề an toàn thực phẩm…

Từ thực tế đó, nhóm chúng em đã bám sát nhu cầuthực tiễn, tiến hành tìm hiểu và thiết

kế: Máy Bóc Vỏ Trứng Gà Tự Động

Bản thuyết minh về máy của chúng em được chia làm 4 chương

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ MÁY BÓC VỎ TRỨNG TỰ ĐỘNG

CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH HÓA VÀ LỰA CHỌN CONCEPT

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ

Chúng em xin gửi lời cảm ơn tới 2 anh đứng giảng người đã trực tiếp hướng dẫn, định hướng và tạo động lực giúp chúng em nghiên cứu và phát triển máy bóc trứng

Trong quá trình thực hiện, bản thuyết minh vẫn còn tồn tại thiếu sót, chúng em mong nhận được sự đóng góp ý kiến từ phía các bạn và các anh đi trước để tiếp túc được phát triển thêm ạ

GIỚI THIỆU CHUNG Giới thiệu chung

Trên thị trường hiện nay, các sản phẩm về máy bóc trứng chín khá đa dạng từ máy công suất nhỏ đến những máy bóc trứng công nghiệp, phục vụ cho nhu cầu của gia đình cho tới những nhà hàng, quán ăn, khách sạn

Máy bóc vỏ trứng tự động được sử dụng để đưa trứng sau khi luộc chín sẽ được cho vào máng để làm dập vỏ, sau đó trục xoắn phía dưới sẽ tạo lực ép vừa đủ giúp tách bỏ phần vỏ trứng Hệ thống nước sạch hoạt động để giảm ma sát của trục xoắn tránh gây nứt vỡ lòng trứng cũng như làm sạch hoàn toàn vở trứng khỏi lòng trước khi cho ra thành phẩm

Đề tài của chúng em là “Thiết kế, chế tạo máy bóc vỏ trứng gà chín tự động sử dụng trong nhà ăn của các công ty vừa và nhỏ” Máy sử dụng cho nhà bếp ở các công

ty vừa và nhỏ, đối tượng là quả trứng gà công nghiệp Sử dụng giúp quá trình bóc tách

vỏ trứng một cách hiệu quả, nhanh gọn hơn và đặc biệt là an toàn thực phẩm hơn

Các vấn đề đặt ra

1.1.1 Về cơ khí

Về mặt thiết kế, máy bóc vỏ trứng phải có thiết kế đơn giản, nhỏ gọn phù hợp với nhà bếp trong công ty dạng vừa và nhỏ, đồng thời bảm bảo được việc quả trứng được tách vỏ và được tưới bằng hệ thống nước ấm, hệ thống hoạt động trơn tru, liên tục Tất cả hệ thống máy phải được bao bọc cẩn thận, kỹ càng, đặc biệt là khu vực hệ thống điện, động cơ, bộ truyền phải đảm bảo an toàn đối với người sử dụng

Các chi tiết, cơ cấu có khả năng làm việc được trong môi trường nước mà vẫn đảm bảo được độ bền, chống gỉ, chống ăn mòn Các chi tiết thiết kế đơn giản, dễ chế tạo, giá thành rẻ, ưu tiên các chi tiết, cơ cấu có khả năng dễ thay thế và có sẵn trên thị trường

Lựa chọn các chi tiết, cơ cấu hoạt động trong môi trường nước đảm bảo được chất lượng nước sạch, đảm bảo vệ sinh khi bóc vỏ trứng

Phạm vi và giới hạn nghiên cứu

Một chiếc máy bóc trứng gà chín tự động sẽ có nhiều tính năng, nhiều tiêu chuẩn cần được đảm bảo Tuy nhiên, trong phạm vi một đề tài nghiên cứu, dựng trên

mô hình 3D, với những giới hạn về thời gian, kiến thức của sinh viên, cùng với việc chưa được tham khảo thực tế, nhóm chúng em sẽ chế tạo trên mô hình một chiếc máy bóc trứng nằm trong phạm vi sau:

5

 Máy bóc trứng kết cấu đơn giản, dễ thiết kế, tính toán, chế tạo không phức tạp.

Có thể sử dụng chi tiết, module, thiết bị, mạch điều khiển đã có bán sẵn trên thị trường để giảm thiểu chi phí

 Máy đảm bảo bóc trứng phải đạt năng suất 500 quả/1h và quả trứng sau khi bóc phải đạt đảm bảo là bề mặt trứng còn nguyên vẹn, ít trầy sước, tỉ lệ trứng bị hỏng thấp

 Máy bóc trứng phù hợp với không gian nhà bếp trong các công ty vừa và nhỏ, khoảng 1000-2000 công nhân

ST

T

Bảng 1 1 Thông số mục tiêu Dự kiến kết quả đat được

- Dựng được trên mô hình 3D một chiếc máy bóc trứng gà chín tự động, đạt được

những yêu cầu về vệ sinh an toàn thực phẩm, đạt được năng suất yêu cầu, và đặc biêt là chất lượng của quả trứng sau khi bóc Ngoài ra, thì chiếc máy bóc trứng gà còn phải có kích thước phù hợp khi đăt trong các nhà bếp ở các công

ty vừa và nhỏ, với số lượng công nhân khoảng 1000-2000 người

- Làm sao để số lượng trứng sau khi bóc của chúng em phải đạt hiệu suất cao nhất, ít hư hỏng Máy của chúng em thiết kế phải khắc phục được những nhược điểm, là một chiếc máy bóc trứng gà hoàn thiện nhất so với những chiếc máy đã

có sẵn trên thị trường

-6

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ MÁY BÓC TRỨNG GÀ

2.1 Lịch sử phát triển

- Máy bóc trứng gà tự động là một máy đang có xu thế phát triển mạnh trên thị trường, do nhu cầu tiêu thụ trứng trong các suất ăn ở các công ty ngày càng tăng, đòi hỏi phải có những con máy bóc trứng thay thế được người công nhân,

và máy phải đạt năng suất cao, an toàn thực phẩm, giá thành…

- Do nhu cầu thiết yếu đó mà trên thị trừng hiện nay đã xuất hiện rất nhiều loại máy bóc trứng gà, với những thiết kế chế tạo khác nhau, và có những ưu nhược điểm khác nhau, tuy nhiên các máy thì ngày càng được phát triển, cải thiện để phù hợp với người dùng

2.2 Nguyên lí hoạt động của máy bóc trứng gà tự động

- Nguyên lí hoạt động của máy bóc trứng khá đơn giản, trứng sau khi luộc chín

sẽ được cho vào bộ phận cấp trứng Bộ phận cấp trứng sẽ đưa trứng vào hệ thống bóc tách vỏ trứng để đập vỏ qua sự va chạm, sau đó quả trứng sẽ được tách vỏ nhờ vào lực ép tạo bởi 2 quả lô giúp bóc sach được phần vỏ trứng sau

đó trứng được đưa ra bộ phận đỡ trứng qua bộ phận đẩy trứng nằm trên bộ truyền xích

- Máy bóc trứng gà tự động với cấu tạo gồm động cơ và 3 bộ phận chính: bộ phận cấp trứng, bộ phận bóc tách vỏ trứng và bộ phận đỡ trứng, thoát nước

- Hệ thống nước sạch hoạt động để giảm ma sát của trục lô, tránh gây nứt vỡ lòng trứng cũng như làm sạch hoàn toàn vỏ trứng khỏi lòng trước khi ra thành phẩm

2.3 Đặc điểm

- Máy bóc trứng gà tự động được làm toàn bộ từ INOX 304 hạn chế gỉ sét, không

bị biến dạng ở môi trường nhiệt độ cao, đảm bảo được vệ sinh an toàn thực phẩm và bền bỉ khi tiếp xúc lâu với nước

- Các bộ phận của máy thì đều được lấy theo tiêu chuẩn thực tế : ổ trục, bộ truyền xích, …

- Những chi tiết cần chế tạo thì được thiết kế một cách đơn giản nhưng vẫn đảm bảo chất lượng, vật liệu chế tạo thì thông dụng, quen thuộc ngoài thị trường cho nên nó dễ được thay thế, bảo dưỡng, sửa chữa

7

2.4 Các máy đã có sẵn trên thị trường

Hinh 1.1:

8

CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH HÓA Máy được thiết kế trên 3 bộ phận chính

• Phần cấp trứng

• Phần tách vỏ trứng

• Phần chứa thành phẩm, và hệ thống chứa phần thải

 Sơ đồ khối của máy bóc vỏ trứng

Bộ phận cấp trứng

 Nguyên lí và đặc điểm cấu tạo

• Bộ phận cấp trứng được chạy trên cơ cấu bộ truyền xích, nhờ các thanh ngang lắp trên xích, trứng được đẩy lên đều qua các khoang đã được chia bởi các

9

thanh dọc Với độ nghiêng nhất định được tính toán mà trứng được đi lên đều không bị rơi ngược trở lại

• Bộ truyền xích, các bánh xích thì được lấy theo tiêu chuẩn thực tế và đều được làm bằng vật liệu inox để đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm

• Trục được thiết kế đảm bảo điều kiện bền, khả năng chịu uốn, võng và nó còn được thiết kế để dễ gia công

• Bộ phận chứa trứng đầu vào thì được làm bởi các tấm inox, được gia công dập, hàn và bắt ốc đảm bảo độ khỏe khi chứa một lượng trứng đầu vào nhất định

• Bộ phận cấp trứng thì đươc trang bị một động cơ riêng, vì bộ truyền xích cần chạy với tốc độ thấp nên yêu cầu động cơ không cần công suất lớn, để vừa có giá thành rẻ, không lãng phí và còn tiết kiệm điện

• Tỉ số truyền giữa đọng cơ và bộ truyền là :

 Những vấn đề còn tồn tại:

- Sử dụng bộ truyền là xích nên chi phí giá thành cao

- Khi trứng được đẩy lên vị trí cao nhất thì khó kiểm soát được chuyển động lăn của trứng

 Một số hình ảnh về bộ phận cấp phôi:

10

Bộ phận bóc tách vỏ trứng

 Nguyên lí và đặc điểm cấu tạo

• Bộ phận bóc tách vỏ trứng thì gồm bộ cặp trục lô ăn khớp, tạo lực ép, bô truyền xích có tác dụng đẩy trứng đi nhờ các thanh ngang, các thanh dọc cố định có tác dụng định hướng cho quả trứng, các thanh ngang bên trên có tác dụng giữ trứng trong quá trình di chuyển, trứng ko bị nảy lên Hệ thống nước sạch thì đảm bảo giảm được ma sát ở trục lô, và không những vậy còn rửa trôi những vỏ vụn còn trên vỏ

• Bộ truyền xích, các bánh xích, ổ trục thì được lấy theo tiêu chuẩn thực tế và đều được làm bằng vật liệu inox để đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm Trên khoảng cách 4 mắt xích sẽ là cặp thanh ngang có tác dụng đẩy trứng đi

• Bộ truyền xích được lắp với một động cơ riêng, chạy với tỉ số truyền nhỏ, vì trục quả lô cần chạy với tốc độ nhanh để kéo vỏ trứng xuống

• Cặp quả lô được gia công chính xác, toàn bộ làm bằng vật liệu inox và những

bề mặt tiếp xúc với trứng đều biên dạng ống tròn để ko làm hỏng biên dạng bề mặt quả trứng

• Phía bên trên là hệ thống đường dẫn nước trải đều theo các thanh ngang

 Những vấn đề còn tồn tại

• Trục quả lô được thiết kế, lắp vào nhau bởi các mối hàn nên khó sửa chữa

• Thiết kế trục còn gặp nhiều vấn đề do trục cần dài

• Thiết kế quả lô còn chưa tối ưu, kích thước quả lô còn lớn

 Một số hình ảnh

Phần chứa thành phẩm, và hệ thống chứa phần thải.

 Đặc điểm cấu tạo

- Tất cả đều dùng vật liệu tấm inox, gia công bằng phương pháp chấn và hàn nên chắc chắn và an toàn

- Vỏ trứng sau khi được tách ra khỏi trứng trôi theo nước xuống máng, nước sẽ thoát xuống dưới chảy theo ống dẫn ra ngoài, còn vỏ trứng thì mắc lại trên lưới sau đó cũng dc loại bỏ đem ra ngoài

11

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ

Những mục tiêu đã đạt được

Sau quá trình 20 ngày tìm hiểu và nghiên cứu về đề tài của cuộc thi thiết kế máy, nhóm chúng em đã đạt được một số kết quả nghiên cứu:

• Nhóm đã nắm được quá trình hình thanh và phát triển của một sản phẩm mới Nhóm đã tiến hành nghiên cứu thị trường, tìm hiểu nhu cầu khách hàng, nghiên cứu tài liệu, dựa vào phần mềm để tiến hành phác thảo và đưa ra ý tưởng Thiết

kế nguyên lý và mô hình hóa 3D phù hợp với mục tiêu của đề tài

• Nhóm đã thiết kế máy đảm bảo được một số mục tiêu đề ra ban đầu như: máy phù hợp với nhu cầu trong nhà bếp của các công ty vừa và nhỏ, máy dễ dàng sử dụng và trứng khi bóc xong đảm bảo vệ sinh, sạch sẽ

• Nhóm đã học hỏi và biết cách áp dụng những kiến thức chuyên ngành, phần mềm đã được học vào việc đưa ra, phác thảo ý tưởng, mô hình và giải quyết các vấn đề thực tế của máy

12

Những vấn đề còn tồn tại

Song song với những kết quả đã đạt được ở trên, vì lý do thời gian, mức độ hiểu biết Nên máy bóc vỏ trứng của nhóm chúng em còn tồn tại những vấn đề chưa giải quyết được:

• Hệ thống điều khiển: Lựa chọn bộ điều khiển, tủ điện, và cách thức điều khiển động cơ chưa hoàn thiện

• Chưa thiết kế tối ưu được hệ thống tách vỏ trứng, gây ra tổn thất trong quá trình bóc vỏ trứng

• Bề mặt quả trứng sau khi bóc còn chưa đạt được độ nhẵn, hệ thống còn sử dụng tốn nước

• Còn sử dụng nhiều bộ truyền xích, gây tiếng ồn và giá thành đắt

Hướng phát triển

• Tiến hành tính toán kỹ lưỡng, phân tích các cụm chi tiết, bộ truyền, thiết bị, rồi thiết kế chi tiết, đưa ra được bản vẽ gia công của các chi tiết trong máy, cũng như lựa chọn các thiết bị sẽ được sử dụng

• Nghiên cứu, giải quyết vấn đề về bộ điều khiển cho máy, thiết kế hệ thống bảng điều khiển, tủ điện và sơ đồ đi dây điện trong máy

• Giải quyết vấn đề tổn thất hỏng trứng trong quá trình bóc

13