Nghiên cứu tự động hóa quá trình lấy sản phẩm bánh tráng rế

Qua đó, ta có thể chọn được các chuyển động phù hợp và đề ra giải pháp vận chuyển bánh, từ đó đi đến thiết kế máy vận chuyển bánh tráng rế tự động nhằm đạt được năng suất, chất lượng cao

-

NGUYỄN HUỲNH ĐỨC TIẾN

NGHIÊN CỨU TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH LẤY SẢN PHẨM BÁNH TRÁNG RẾ

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

MÃ SỐ CHUYÊN NGÀNH: 60.52.01.03

LUẬN VĂN THẠC SỸ

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS TS Trần Doãn Sơn

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS Trần Hải Nam

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS Lê Thanh Danh

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP HCM ngày 08 tháng 01 năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1 GS TS Nguyễn Thanh Nam

2 PGS TS Phạm Ngọc Tuấn

3 TS Trần Hải Nam

4 TS Lê Thanh Danh

5 TS Trương Quốc Thanh

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)

GS TS Nguyễn Thanh Nam PGS TS Nguyễn Hữu Lộc

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Học viên thực hiện: NGUYỄN HUỲNH ĐỨC TIẾN MSHV : 1570813

Ngày, tháng, năm sinh: 25/07/1992 Nơi sinh: Kiên Giang Chuyên ngành : Kỹ thuật cơ khí Mã số : 60.52.01.03

I TÊN ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH LẤY SẢN PHẨM BÁNH TRÁNG RẾ

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG

1 Tìm hiểu, đề xuất một số phương án lấy bánh tráng rế để nghiên cứu

2 Xây dựng mô hình 3D và mô phỏng chuyển động bằng phần mềm máy tính

3 Tính toán thiết kế các chi tiết và khả năng đáp ứng của các chi tiết

4 Thiết kế, chế tạo và thực nghiệm theo phương án chọn lựa

II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 14/08/2017

III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 15/12/2017

IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS Trần Doãn Sơn

Tp Hồ Chí Minh, ngày 14 tháng 08 năm 2017

TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ

(Họ tên và chữ ký)

PGS TS Nguyễn Hữu Lộc

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin chân thành cảm ơn:

PGS.TS TRẦN DOÃN SƠN đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn trong việc nghiên cứu, chế tạo thiết bị và tạo điều kiện để tác giải hoàn thành luận văn đúng tiến độ

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS Trần Hải Nam

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS Lê Thanh Danh

Quý thầy, cô trong Hội đồng bảo vệ luận văn thạc sĩ và quý thầy, cô giảng dạy

đã tận tình truyền đạt kiến thức trong suốt khóa học

Cuối cùng, tác giải xin cảm ơn bạn bè đã tận tình giúp đỡ, trao đổi kiến thức trong khóa học và thực hiện luận văn

TP.HCM, ngày 08 tháng 01 năm 2018 Học viên thực hiện

NGUYỄN HUỲNH ĐỨC TIẾN

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Giải mã công nghệ làm bánh tráng rế tự động là chìa khóa tiếp cần và theo kịp nền khoa học kỹ thuật hiện đại của thế giới

Với kiến thức đã học kết hợp với toán học và máy tính, ta có thể giải mã được các kỹ thuật về chế tạo máy và lựa chọn các phương án vận chuyển bánh tráng rế

Cụ thể, ta sử dụng các cơ cấu cơ khí, khí nén để có thể đưa ra quỹ đạo chuyển động trong quá trình vận chuyển của bánh Sau đó, chúng ta tính toán, chế tạo, thử nghiệm và đưa ra các phương án tối ưu cho máy

Qua đó, ta có thể chọn được các chuyển động phù hợp và đề ra giải pháp vận chuyển bánh, từ đó đi đến thiết kế máy vận chuyển bánh tráng rế tự động nhằm đạt được năng suất, chất lượng cao tiến đến thành lập dây chuyền tự động hóa sản xuất

ABSTRACT

To find out net wrapper’s technology is the key to contact and get some high technology from the world

With knowledge that we studied combine mathematics and computer so

we find the technology of manufacture and selection method to transportation net wrapper Specifically, we use the mechanical, pneumatic mechanism to be able to give the trajectory of movement during the transport net wrapper Then we calculate, manufacture, test and offer the optimal solution for the machine

Thereby, we can choose the conformable motions and offer solutions to transport net wrapper From which, we will go to design transportation net wrapper machine automatic to achieve high productivity and quality to proceeding to establish production automation line

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan những nội dung mà tác giả thực hiện trong luận văn đều

do chính bản thân làm Về nguồn tài liệu tham khảo đều có trích dẫn trong luận văn

Nếu có vấn đề gì, tác giải xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Học viên thực hiện

NGUYỄN HUỲNH ĐỨC TIẾN

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN IV TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ V LỜI CAM ĐOAN VI

DANH MỤC HÌNH ẢNH 3

DANH MỤC BẢNG BIỂU 5

I TỔNG QUAN 6s 1 Giới thiệu sản phẩm bánh tráng rế 6

2 Quy trình công nghệ sản xuất bánh tráng rế 9

2.1 Quy trình sản xuất bánh tráng rế thủ công 9

2.2 Quy trình sản xuất bánh tráng rế cơ khí 12

3 Tình hình nghiên cứu hiện nay 13

4 Tính cấp thiết của đề tài 15

5 Mục tiêu luận văn 15

6 Ý nghĩa của Luận Văn 15

6.1 Ý nghĩa khoa học 15

6.2 Ý nghĩa thực tiễn 15

7 Nội dung thực hiện của Luận Văn 16

II NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TỰ ĐỘNG 17

1 Phương pháp lấy bánh tráng rế bằng hệ thống xylanh khí nén 17

1.1 Sơ đồ nguyên lý 17

1.2 Nguyên lý hoạt động 19

1.3 Mô phỏng chuyển động 25

2 Phương pháp lấy bánh tráng rế bằng cơ cấu động cơ xoay 27

2.1 Sơ đồ nguyên lý 27

2.2 Nguyên lý hoạt động 28

III THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẢN XUẤT BÁNH TRÁNG RẾ CÓ PHƯƠNG ÁN LẤY SẢN PHẨM TỰ ĐỘNG 31

1 Thiết kế thiết bị sản xuất bánh tráng rế 31

1.1 Nguyên lý hoạt động 31

1.2 Cơ cấu máy tạo hình bánh tráng rế 32

2 Thiết kế thiết bị lấy bánh tráng rế bằng giải pháp tự động 36

2.1 Phương pháp lấy bánh tráng rế bằng hệ thống xy lanh khí nén 36

2.2 Phương pháp lấy bánh tráng rế bằng cơ cấu động cơ xoay 52

IV THỰC NGHIỆM 55

1 Chuẩn bị các chi tiết của cơ cấu 55

2 Lắp ráp và cài đặt các thông số 58

3 Thực nghiệm và kết quả 60

3.1 Trường hợp 1 60

3.2 Trường hợp 2 60

V TÍNH TOÁN SƠ BỘ GIÁ THÀNH CƠ CẤU LẤY BÁNH TRÁNG RẾ TỰ ĐỘNG 63

1 Phương pháp lấy bánh tráng rế bằng hệ thống xy lanh khí nén 63

2 Phương pháp lấy bánh tráng rế bằng cơ cấu động cơ xoay 71

VI PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 75

VII KẾT LUẬN 76

1 Kết luận 76

2 Hướng phát triển đề tài 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO 77

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Các loại bánh tráng rê 7

Hình 1.2: Các sản phẩm làm từ bánh tráng rế (chả giò rế) 7

Hình 1.3: Bánh tráng rế Toàn Ý 8

Hình 1.4: Quy trình sản xuất bánh tráng rế 10

Hình 1.5: Cho nước vào dung dịch bột 10

Hình 1.6: Thao tác rế bột 11

Hình 1.7: Thành phẩm bánh tráng rế 11

Hình 1.8: Máy sản xuất bánh tráng rế 12

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý 1 17

Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý 2 18

Hình 2.3: Xylanh tịnh tiến (7) tịnh tiến 80 mm 19

Hình 2.4: Xylanh xoay (2) xoay sang phải một góc 90 độ 20

Hình 2.5: Lực kẹp giữ bánh tráng rế khi vận chuyển 21

Hình 2.6: Bánh tráng rế rơi xuống do Xylanh tịnh tiến trở về vị trí ban đầu 22

Hình 2.7: Xylanh tịnh tiến (5) di chuyển lên đảm bảo sự an toàn khi hoạt động 23

Hình 2.8: Xylanh xoay (2) trở lại vị trí ban đầu 24

Hình 2.9: Time chart của hệ thống xylanh khí nén 25

Hình 2.10: Mô hình 3D được mô phỏng chuyển động 26

Hình 2.11: Sơ đồ nguyên lý 2 27

Hình 2.12: Chuyển động xoay của máy làm bánh tráng rế 28

Hình 2.13: Chuyển động của xẻng múc thông qua motor xoay 29

Hình 2.14: Chuyển động của xẻng múc ở các vị trí 0 o , 30 o và 90 o 30

Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý 31

Hình 3.2: Khung máy bánh tráng rế 32

Hình 3.3: Đĩa chiên 33

Hình 3.4: Động cơ quay đĩa chiên 33

Hình 3.5: Điện trở 34

Hình 3.6: Mâm xoay 34

Hình 3.7: Cổ góp 34

Hình 3.8: Động cơ dùng cho mâm xoay 35

Hình 3.9: Máy sản xuất bánh tráng rế 35

Hình 3.10: Khối lượng cần xylanh tịnh tiến 36

Hình 3.11: Khối lượng của xẻng múc 37

Hình 3.12: Sơ đồ lực đẩy của xylanh tịnh tiến 37

Hình 3.13: Đường kính bề mặt tiếp xúc khí của cần xylanh 38

Hình 3.14: Mô hình 3D tại điểm tiếp xúc của xẻng múc và trục lăn 39

Hình 3.15: Sơ đồ phân tích lực kẹp sinh ra từ xẻng múc 39

Hình 3.16: Sơ đồ phân tích lực kẹp của trục lăn 40

Hình 3.17: Thông số của lò xo kéo 41

Hình 3.18: Kích thước của lò xo kéo ở trạng thái L1 41

Hình 3.19: Kích thước của lò xo kéo ở trạng thái L2 42

Hình 3.20: Khối lượng của xẻng múc 43

Hình 3.21: Khối lượng của Tấm lót dưới của xylanh 44

Hình 3.22: Khối lượng của Xylanh tịnh tiến CXSM20M-100 44

Hình 3.23: Khối lượng của Tấm lót trên của xylanh 45

Hình 3.24: Khối lượng của Chi tiết giữ trục lăn 45

Hình 3.25: Khối lượng của Chi tiết kẹp trục lăn 46

Hình 3.26: Khối lượng của Chi tiết kẹp trục lăn 46

Hình 3.27: Khối lượng của Chi tiết giữ lò xo 47

Hình 3.27: Lò xo 47

Hình 3.28: Đường kính bề mặt tiếp xúc khí của cần xylanh 48

Hình 3.29: Sơ đồ tính toán momen quán tính 49

Hình 3.30: Khối lượng của phần bên trái cơ cấu 50

Hình 3.31: Khối lượng của phần bên phải cơ cấu 50

Hình 3.32: Khoảng cách của 1 và 2 51

Hình 3.33: Motor DC24V RB-35GM-N595-24 52

Hình 3.34: Thông số kỹ thuật của Motor RB-35GM-N595-24 52

Hình 3.35: Công thức tính độ rộng xung 53

Hình 3.36: Giản đồ độ rộng xung 53

Hình 3.37: Giản đồ xung với duty_cycle = 66,67% 54

Hình 4.1: Thanh gá L 55

Hình 4.2: Thanh gá motor 55

Hình 4.3: Chi tiết giữ xẻng múc 56

Hình 4.4: Xẻng múc 56

Hình 4.5: Máy sản xuất bánh tráng rế 56

Hình 4.6: Motor RB-35GM-N595-24 57

Hình 4.7: Bộ nguồn 24VDC 10A 57

Hình 4.8: Biến trở 57

Hình 4.9: Máy sản xuất bánh tráng rế đã có cụm lấy bánh 58

Hình 4.10: Thiết kế lắp ráp giữa Xẻng múc và Đĩa chiên 59

Hình 4.11: Thiết kế lại chi tiết Xẻng múc 60

Hình 4.12: Góc của Xẻng Múc 61

Hình 4.13: Xẻng múc sau khi đã cải tiến có góc là 130o 61

Hình 4.14: Máy làm bánh tráng rế với cụm lấy bánh sau khi cải tiến Xẻng múc 62

Hình 5.1: Chi tiết Xẻng Múc 63

Hình 5.2: Mâm gá xylanh xoay 63

Hình 5.3: Tấm lót xylanh tịnh tiến 64

Hình 5.4: Tấm lót dưới xylanh tịnh tiến 64

Hình 5.5: Tấm lót trên xylanh tịnh tiến 65

Hình 5.6: Chi tiết giữ trục lăn 65

Hình 5.7: Chi tiết kẹp trục lăn 66

Hình 5.8: Chi tiết giữ lò xo 66

Hình 5.9: Chi tiết trục nhựa 67

Hình 5.10: Chốt định vị 67

Hình 5.11: Xylanh CXSM20M-80 68

Hình 5.12: Xylanh CQ2B32-30DZ 68

Hình 5.13: Xylanh xoay LER50J 69

Hình 5.14: Nối T, Lò xo và Ổ bi 69

Hình 5.15: Thanh gá L 71

Hình 5.16: Thanh gá motor 71

Hình 5.17: Chi tiết giữ xẻng múc 72

Hình 5.18: Xẻng múc 72

Hình 5.19: Motor RB-35GM-N595-24 73

Hình 5.20: Bộ nguồn 24VDC 10A 73

Hình 5.21: Biến trở 74

DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Phân loại số thùng bánh tráng rế 9

Bảng 1.2: Phân loại đường kính bánh tráng rế 9

Bảng 4.1: Tỷ lệ lấy bánh của các góc Xẻng Múc 61

Bảng 5.1: Chi phí vật liệu của phương án lấy bánh bằng hệ thống xy lanh khí nén

69

Bảng 5.2: Chi phí vật liệu của phương án lấy bánh bằng cơ cấu động cơ xoay 73

Bảng 6.1: So sánh thông số của 2 phương án 74

I TỔNG QUAN

1 Giới thiệu sản phẩm bánh tráng rế

Bánh tráng rế là một trong những sản phẩm truyền thống mang đậm nét bản sắc dân tộc Việt Nam Không biết bánh tráng rế có từ bao giờ và do ai nghĩ ra, chỉ biết rằng bánh tráng rế được dùng để cuốn chả giò rế, là sản phẩm sáng tạo độc đáo của người Cần Thơ Bánh tráng rế là sản phẩm được làm từ hỗn hợp bột gạo, bột bắp, bột mì ngang mà trong đó bột gạo là nguyên liệu chính Tuy cũng làm từ bột gạo nhưng bánh tráng rế lại có hình dáng đẹp với những sợi bột mãnh mai đan xen nhau

Hình 1.1 Các loại bánh tráng rế

Hiện nay, bánh tráng rế đang được thị trường trong và ngoài nước ưa chuộng Món chả giò rế là món ăn ưa thích của nhiều người và nó phổ biến trong thực đơn các bữa tiệc của người Việt Nam bởi cấu trúc giòn xốp và bánh có vân lưới đan xen nhau rất đẹp mắt

Hình 1.2 Các sản phẩm làm từ bánh tráng rế (chả giò rế)

Do đó, nghề làm bánh tráng rế cũng bắt đầu phát triển từ sản xuất nhỏ với kỹ thuật đơn giản, phương tiện thô sơ nay đã trở thành sản xuất quy mô lớn với kỹ thuật được cải tiến chất lượng ổn định và có sự hỗ trợ của máy móc

Ở nước ta, Tiền Giang là tỉnh phát triển mạnh về nghề làm bánh tráng rế, sản phẩm sản xuất có chất lượng ổn định và phân phối đi nhiều nơi trong nước Mỗi ngày chúng ta sản xuất khoảng 40 tấn bánh tráng rế với rất nhiều công ty sản xuất như Vissan, Hương Việt, Toàn Ý … phục vụ cho thị trường trong và ngoài nước

Hình 1.3 Bánh tráng rế Toàn Ý

Hiện nay, công ty trách nhiệm hữu hạn Toàn Ý là nhà phân phối bánh tráng rế xuất khẩu lớn nhất với nhiều loại bánh tráng rế đường kính khác nhau ( từ 15cm đến 22cm) gồm các màu sắc khác nhau ( trắng, vàng, hồng đỏ, xanh) Công ty xuất khẩu từ 5 đến 7 container mỗi tháng

Bên cạnh đó, công ty Chánh Khang cũng là nhà phân phối bánh tráng rế

Bảng 1.2 Phân loại đường kính bánh tráng rế

Tuy nhiên, quá trình sản xuất bánh tráng rế ở các công ty vẫn còn gặp nhiều khó khăn Bánh tráng rế vẫn chưa được sản xuất với quy mô tự động hóa hoàn toàn mà chỉ dừng lại ở quy trình sản xuất bánh tráng rế bán tự động nên năng suất không cao, chất lượng chưa đạt yêu cầu đề ra

2 Quy trình công nghệ sản xuất bánh tráng rế

2.1 Quy trình sản xuất bánh tráng rế thủ công

Công nghệ bột là yếu tố quan trọng và quyết định đến chất lượng của bánh tráng rế Qua việc khảo sát và tìm hiểu một số nơi làm bánh tráng rế như công ty COFIDEC, xí nghiệp thực phẩm Cầu Tre, công ty Vissan thì hỗn hợp bột làm bánh tráng rế bao gồm các thành phần chính như sau : 60% bột gạo xay nhuyễn;

20% bột mì tinh; 4% bột nếp; 4% đậu nành, đậu xanh; 3% muối; 3% đường và

6% các phụ gia khác

Bột gạo có tác dụng tạo sợi, bột mì tinh có tác dụng làm cho sợi bột dẽo dai,

bột nếp làm cho sợi bột sau khi chín xốp và các thành phần còn lại làm cho bánh

- Phối trộn: hỗn hợp bột này được phối trộn lại với nhau và bóp cho nhuyễn

Cho hỗn hợp nước vào nhằm cho tinh bột hút nước đều, tạo được khối bột

nhào đồng nhất, tinh bột trương nở một phần, tạo vị cho sản phẩm sau này

- Nhào bột: Sau khi phối trộn, hỗn hợp bột và gia vị được nhồi đều cho thật mịn

đến khi thành một khối bột nhão đồng nhất, thời gian nhào bột khoảng 20÷30

phút Nếu thấy khối bột nhào hơi khô ta thêm khoảng 20 - 50 ml nước để cho

dung dịch bột sền sệt

Hình 1.5 Cho nước vào dung dịch bột

- Rế bột: nhằm tạo hình cho sản phẩm bánh tráng rế Sản phẩm phải có hình

dạng tấm lưới (rế) rõ ràng, vân lưới đều, đẹp

Hình 1.6 Thao tác rế bột

- Ủ: Sau khi lấy bánh ra để bánh rãi đều trong một cái rổ lớn rồi ủ cho bánh

nguội đều rồi mới xếp bánh lại

- Vô bao: Bánh đã để nguội sẽ được xếp lại thành một xấp cho vào bao bì rồi

hàn kín miệng lại Khi xếp bánh không xếp hai bánh có cùng một mặt vào nhau vì như vậy bánh sẽ dính lại và khó tách rời ra

- Thành phẩm: Thời gian bảo quản bánh tráng rế là 1 năm từ ngày sản xuất

Bánh tráng rế được bảo quản ở nhiệt độ thường

Hình 1.7 Thành phẩm bánh tráng rế

2.2 Quy trình sản xuất bánh tráng rế cơ khí

Ngày nay, chúng ta đã có máy sản xuất bánh tráng rế với quy mô bán tự động Với nguyên lý hoạt động như sau: Động cơ quay truyền động cho cơ cấu tay quay con trượt Lon bột gắn trên tay biên sẽ chuyển động với biên dạng elip Các

lỗ dưới đáy lon bột cũng sẽ chuyển động theo những quỹ đạo dạng elip và rãi những sợi bột lên mâm tráng Bột được chứa trong thùng, bột được dẫn tới các đầu phun bột thông qua hệ thống dẫn

Phía dưới lon bột được bố trí đĩa chiên luôn quay tròn nhờ động cơ thông qua

hệ thống bánh xích Bên trong các đĩa được bố trí bộ phận gia nhiệt nhằm mục đích cung cấp nhiệt cho các đĩa để chiên chín bánh

Hình 1.8 Máy sản xuất bánh tráng rế

Sau khi lon rải bột hoàn tất việc phun bột lên đĩa, đĩa này được phân độ tới vị trí khác để có thể phun bột lên đĩa tiếp theo Khi quá trình phun cho đĩa kế tiếp hoàn tất thì trong thời gian đó bánh của đĩa trước đã chín và được lấy ra ngoài sau

đó ta chỉ cần quét lớp mỡ lên bề mặt đĩa này và chuẩn bị phân độ tiếp Quá trình tạo ra bánh tráng rế được lặp lại liên tục như trên

3 Tình hình nghiên cứu hiện nay

Hiện nay, bánh tráng rế vẫn chưa được sản xuất với quy mô tự động hóa hoàn toàn mà chỉ dừng lại ở quy trình sản xuất bánh tráng rế bán tự động với sự ra đời của máy sản xuất bánh tráng rế bán tự động Đây là đề tài cấp trường của trường Đại học Bách Khoa TP.HCM Sáng chế đề cập đến thiết bị sản xuất bánh tráng rế bán tự động kết hợp 2 chuyển động, lon bột (phía dưới đáy lon bột được đục một hàng lỗ) chuyển động theo quỹ đạo elip và đĩa tráng bánh chuyển động quay tròn Bên cạnh đó, bánh tráng rế vẫn còn sản xuất chủ yếu ở dạng thủ công Một vài công ty đưa máy vào sản xuất nhưng chỉ dừng lại ở máy bán tự động, chưa có dây chuyền tự động sản xuất

Bánh tráng rế làm ra tuy đạt chất lượng bánh như yêu cầu nhưng năng suất chưa cao

Bánh tráng rế là sản phẩm do người Việt nghĩ ra nên những máy móc làm bánh tráng rế chủ yếu do nước ta nghĩ ra Sản phẩm bánh tráng rế dưới dạng chả giò rế

đã được rất nhiều công ty xuất khẩu đi rất nhiều nước như: Hàn Quốc, Mỹ, Nhật

… nhưng nước ngoài chưa có những máy chuyên làm bánh tráng rế

Vì nhu cầu sản xuất bánh tráng rế ngày càng cao không chỉ trong nước mà còn xuất khẩu đi nước ngoài, nên các công ty sản xuất ở Việt Nam rất quan tâm đến năng suất, chất lượng sản phẩm nhất là qui trình công nghệ sản xuất chuyển đổi

từ thủ công sang dây chuyền tự động hóa

Trước đây, đã có học viên cao học thực hiện việc Nghiên cứu về máy sản xuất bánh tráng rế tự động, nhưng chỉ dừng lại ở mức bán tự động Do chỉ thực hiện việc tạo bánh và cần một công nhân đứng để lấy bánh ra khỏi máy, điều đó làm cho năng suất chưa được cao

Trước thực tiễn đó, dưới sự hướng dẫn của thầy Trần Doãn Sơn Khoa Cơ Khí trường Đại học Bách Khoa TP.HCM và tham khảo những đề tài của các anh chị khóa trước, tôi tiến hành nghiên cứu vấn đề này và xây dựng thành một đề tài cao học

Đề tài: “Nghiên cứu tự động hóa quá trình lấy sản phẩm bánh tráng rế” nhằm

đưa ra giải pháp cơ khí hóa, tự động hóa để đạt năng suất - chất lượng cao thay đổi phương pháp sản xuất thủ công, truyền thống tiến đến thành lập dây chuyền

tự động

4 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay, bánh tráng rế được sản xuất bằng phương pháp thủ công là chủ yếu Với Phương pháp thì còn nhiều khuyết điểm như năng suất thấp, vân không đều, không đảm bảo vệ sinh thực phẩm…

Do đó, phương pháp sản xuất dần được thay thế bằng máy bán tự động Tuy nhiên, máy sản xuất bánh bán tự động vẫn chỉ dừng lại ở quá trình tạo bánh, quá trình lấy bánh vẫn cần đến người công nhân Vì vậy, phương pháp này vẫn còn nhiều khuyết điểm như năng suất thấp, phụ thuộc vào khả năng của người công nhân, không đảm bảo vệ sinh thực phẩm

Bánh tráng rế vẫn chưa được sản xuất với quy mô tự động hóa hoàn toàn mà chỉ dừng lại ở quy trình sản xuất bánh tráng rế bán tự động

Vì vậy để thay thế phương pháp thủ công, bán tự động bằng phương pháp cơ khí hoá, tự động hóa thì việc nghiên cứu máy vận chuyển bánh tráng rế với năng suất cao và ổn định bằng các phương án sử dựng khí động lực học là một trong những nội dung quan trọng, cấp thiết nhằm đi đến tự động hóa hoàn toàn trong sản xuất

5 Mục tiêu luận văn

Nắm vững các nguyên lý về động lực học, từ đó đưa ra các phương án vận chuyển tráng rế Đưa ra giải pháp vận chuyển bánh tráng rế để ứng dụng trong thiết bị tự động sản xuất bánh tráng rế

6 Ý nghĩa của Luận Văn

tráng rế Cụ thể, ta sử dụng các cơ cấu cơ khí, khí nén để có thể đưa ra quỹ đạo chuyển động trong quá trình vận chuyển của bánh Sau đó, ta sử dụng quy hoạch thực nghiệm để thử nghiệm và đưa ra các phương án tối ưu cho các thông số của máy

Qua đó, ta có thể chọn được các chuyển động phù hợp và đề ra giải pháp vận chuyển bánh, từ đó đi đến thiết kế máy vận chuyển bánh tráng rế tự động nhằm đạt được năng suất, chất lượng cao tiến đến thành lập dây chuyền tự động hóa sản xuất

7 Nội dung thực hiện của Luận Văn

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

- Đề xuất một số phương án lấy bánh tráng rế

- Lựa chọn phương án thiết kế

- Tính toán thiết kế cơ cấu máy tạo hình bánh tráng rế

- Tính toán thiết kế, chế tạo máy vận chuyển bánh tráng rế

- Quy hoạch thực nghiệm

II NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TỰ ĐỘNG

1 Phương pháp lấy bánh tráng rế bằng hệ thống xylanh khí nén

Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý 2

13 – Chi tiết giữ lò xo; 14 – Lò xo kéo trục lăn

1.2 Nguyên lý hoạt động

- Bước 1: Xylanh tịnh tiến (7) đưa Xẻng múc bánh (1) vào một khoảng 80 mm

Khi Xẻng múc bánh (1) đi vào sẽ tiếp xúc vào Trục lăn (11), đưa Trục lăn (11) đi lên thông qua hai Chi tiết kẹp trục lăn (10); hai Chi tiết kẹp trục lăn (10) và Trục lăn (11)

di chuyển đi lên một góc 5 độ qua tâm O

Hình 2.3: Xylanh tịnh tiến (7) tịnh tiến 80 mm

- Bước 2: Sau khi đã kẹp được bánh, Xylanh xoay (2) sẽ xoay một góc 90 độ để

mang bánh từ Đĩa chiên (12) ra ngoài

Hình 2.4: Xylanh xoay (2) xoay sang phải một góc 90 độ

Khi vận chuyển bánh ra khỏi Đĩa chiên (12), bánh tráng rế được kẹp bởi Xẻng múc bánh (1) và Trục lăn (11), nhờ lực kéo F1 của Lò xo (14) kéo cả cụm Chi tiết

Trục lăn về phía Xẻng múc bánh (1) Từ đó, sinh ra lực kẹp F2 và F2’ của Xẻng múc bánh (1) và Trục lăn (11) để kẹt chặt bánh, giúp cho bánh không bị rơi ra ngoài trong quá trình vận chuyển của Xylanh xoay (2)

Hình 2.5: Lực kẹp giữ bánh tráng rế khi vận chuyển

- Bước 3: Sau khi Xylanh xoay (2) xoay một góc 90 độ mang bánh tráng rế ra

khỏi Đĩa chiên (12) Xylanh tịnh tiến (7) sẽ di chuyển ngược lại 80 mm Khi đó, Xẻng múc bánh (1) và Trục lăn (11) sẽ không còn tác dụng lực kẹp lên bánh tráng rế nữa; bánh tráng rế sẽ rơi xuống vị trí mong muốn

Hình 2.6: Bánh tráng rế rơi xuống do Xylanh tịnh tiến trở về vị trí ban đầu

Cùng thời điểm Xylanh tịnh tiến (7) sẽ di chuyển ngược lại 80 mm, Xylanh tịnh tiến (5) cũng di chuyển lên 10 mm Mục đích của việc này là để khi Xylanh xoay (2) trở lại vị trí Đĩa bánh, Xẻng múc (1) tránh không bị va chạm vào Đĩa bánh, đảm bảo sự an toàn cho cơ cấu khi hoạt động

Hình 2.7: Xylanh tịnh tiến (5) di chuyển lên đảm bảo sự an toàn khi hoạt động

- Bước 4: Xylanh xoay (2) xoay một góc 90 độ trở về vị trí ban đầu, cơ cấu trở

về vị trí ban đầu và kết thúc một chu kỳ

Hình 2.8: Xylanh xoay (2) trở lại vị trí ban đầu

1.3 Mô phỏng chuyển động

Theo yêu cầu của khác hàng, thời gian rãi banh là 2s Vì vậy, toàn bộ thời gian của chu kỳ lấy sản phẩm bánh tráng rế là 2s Dựa vào mức độ quan trọng của từng công đoạn mà ta phân chia thời gian phù hợp, sau đó sẽ lựa chọn Xylanh phù hợp với chu kỳ đó

Sử dụng phần mềm Autodest Inventor để mô phỏng chuyển động của cơ cấu pháp lấy bánh tráng rế bằng hệ thống xylanh khí nén theo time chart dưới đây:

Hình 2.9: Time chart của hệ thống xylanh khí nén

Hình 2.10: Mô hình 3D được mô phỏng chuyển động

2 Phương pháp lấy bánh tráng rế bằng cơ cấu động cơ xoay

2.1 Sơ đồ nguyên lý

Hình 2.11: Sơ đồ nguyên lý 2

1 – Motor xoay; 2 – Thanh gá L; 3 – Thanh giữ Motor;

4 – Chi tiết giữ xẻng múc; 5 – Đĩa chiên; 6 – Xẻng múc bánh

2.2 Nguyên lý hoạt động

- Khi bánh tráng rế đã được rãi bột, Mâm xoay chứa 5 Đĩa chiên sẽ xoay một

góc 72 độ và dừng lại 2s để cơ cấu rãi bột ở Đĩa chiên tiếp theo

Hình 2.12: Chuyển động xoay của máy làm bánh tráng rế

- Trong thời gian đợi cơ cấu rãi bột, ta sử dụng Motor xoay (1) kết nối với Xẻng

múc bánh (6) thông qua Chi tiết giữ xẻng múc (4)

Hình 2.13: Chuyển động của xẻng múc thông qua motor xoay

Hình 2.14: Chuyển động của xẻng múc ở các vị trí 0 o , 30 o và 90 o

III THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẢN XUẤT BÁNH TRÁNG RẾ CÓ PHƯƠNG

Khi động cơ (5) quay, thông qua hệ thống cơ cấu bánh nhông – đai răng (2) sẽ làm cho lon bột (1) chuyển động tròn Bột chứa trong thùng (3) dẫn tới lon bột (1) thông qua đường ống dẫn (4) Bột chảy ra khỏi lon bột (1) ở dạng sợi do đáy lon được khoan nhiều lỗ nhỏ Phía dưới lon chứa bột có bố trí đĩa chiên (6) luôn quay tròn nhờ động cơ (10) thông qua hệ thống truyền động xích (8) Bên trong các đĩa chiên có gắn

bộ phận gia nhiệt (7) để cung cấp nhiệt cho đĩa chiên làm chín bánh

1.2 Cơ cấu máy tạo hình bánh tráng rế

a) Khung máy

Khung máy được làm bằng thép liên kết với nhau bằng các mối hàn và có kích thước như sau: 1400mm x 400mm x 500mm

Hình 3.2: Khung máy bánh tráng rế

b) Đĩa chiên

Đĩa chiên được làm bằng inox thực phẩm SUS304 có đường kính 265mm phù hợp cho việc sản xuất các bánh tráng rế có đường kình 200mm và 160mm Máy bánh tráng rế này có 5 đĩa chiên được liên kết với nhau chuyển động quay tròn nhờ truyền động xích

Hình 3.3: Đĩa chiên

Động cơ sử dụng để quay đĩa chiên là động cơ giảm tốc

Hình 3.4: Động cơ quay đĩa chiên

Đĩa chiên được nung nóng là nhờ điện trở nhiệt và chúng ta có thể điều chỉnh nhiệt độ phù hợp là nhờ biến trở