Trong tiến trình phát triển của xã hội tự động hóa là một sự phát triển bắt buộc không thể thiếu đối với tất cả các nước trên thế giới Việt Nam cũng không thể nằm ngoài tiến trình đó được Khi không bắt kịp công nghệ đồng nghĩa với việc chúng ta sẽ tổn thất rất nhiều về nhân công thời gian kéo theo cạnh tranh không cân bằng với các nước khác Điều này hiên nay cũng đang diễn ra rất phổ biến tại Việt Nam từ những máy chế tạo đến các thiết bị phục vụ trong đời sống khi chủ yếu chúng ta phải sử dụng các máy nhập khẩu với giá thành cao Nhận thấy tri thức Việt Nam hoàn toàn có thể thực hiện các máy hoạt động tương tự như các máy nhập khẩu với giá thành khá thấp trình độ công nhân nước ta có thể thực hiện chế tạo các thiết bị loại vừa và nhỏ đòi hỏi ít lượng chất xám nên đầu tư vào chế tạo các máy tự động cũng có thể là một hướng đi khá tốt thay thế cho ngành nông nghiệp phụ thuộc vào thời tiết như bây giờ Qua nghiên cứu thị trường ở nước ta với một nước có sản lượng cà phê đứng thứ 2 trên thế giới và lượng tiêu thụ cà phê trung bình của Việt Nam khoảng 0 5 kg Đây là một con số khá lớn đối với một nước hơn 90 triệu dân nên các dịch vụ thiết yếu di theo nó vô cùng lớn Xác định nhu cầu đó nên hiện nay có khá nhiều quán xá mở ra để phục vụ cho lĩnh vực này Và máy pha cà phê hoàn toàn là cần thiết để giảm chi phí và phù hợp với nguời tiêu dùng
TỔNG QUAN VỀ MÁY PHA CÀ PHÊ TỰ ĐỘNG
Giới thiệu về nhu cầu thị trường của máy pha cà phê
Cà phê, được khám phá tại cao nguyên Ethiopia từ thế kỉ thứ 9, đã nhanh chóng trở thành một thức uống phổ biến toàn cầu Khác với các loại đồ uống khác, cà phê không chỉ đơn thuần là giải khát mà còn mang lại cảm giác hưng phấn cho người dùng Một ly cà phê vào buổi sáng giúp tăng cường sự tỉnh táo và hiệu suất làm việc.
Pha cà phê không khó, chỉ cần bột cà phê, thiết bị và vài phút Có nhiều phương pháp pha chế như Espresso đậm đà, cà phê Thổ Nhĩ Kỳ thơm ngon và cà phê kiểu Mỹ nhẹ nhàng Tất cả đều sử dụng nước nóng để chiết xuất hương vị đậm đà từ bột cà phê Mỗi người có sở thích riêng về cách pha chế và lượng cà phê, khiến nó trở thành phần không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại.
Cuộc sống hiện đại khiến thời gian dành cho công việc và gia đình trở nên hạn hẹp, làm cho việc chuẩn bị một ly cà phê vào buổi sáng trở thành một thách thức Giải pháp hiệu quả và tiện lợi chính là máy pha cà phê, không chỉ phục vụ cho gia đình mà còn là “cứu tinh” cho các quán cà phê Máy pha cà phê được xem là bước đột phá, góp phần quan trọng trong việc nâng cao văn hóa cà phê, trở thành một phần không thể thiếu trong thói quen hàng ngày của con người.
Thị trường máy pha cà phê ngày càng phong phú với nhiều chủng loại và thương hiệu nổi tiếng như Philips, Kenwood, Electrolux, Saeko, Bialetti Người tiêu dùng có thể lựa chọn giữa các loại máy pha cà phê espresso và cappuccino đến từ Ý và Tây Ban Nha, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao.
Dự án thiết kế máy pha cà phê đơn giản được thực hiện bởi Nguyễn Duy Mẫn và Nguyễn Ngọc Bảo dưới sự hướng dẫn của Th.S Nguyễn Thế Tranh nhằm đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng Việt Nam Trong bối cảnh nhiều mẫu mã máy pha cà phê hiện có có giá thành cao, khiến các hộ gia đình và quán cà phê nhỏ không đủ khả năng đầu tư, sản phẩm này hứa hẹn mang lại giải pháp tối ưu về giá cả, chất lượng và tính năng hoạt động phù hợp với nhu cầu thị trường.
Một số máy pha cà phê tự động đã có trên thị trường
1.2.1 Máy pha cà phê bán tự động ZOE 1 họng của SANREMO giá 5378 USD
Hình 1.1 Máy pha cà phê của SANREMO
Máy pha cà phê có khả năng tạo ra các loại đồ uống như espresso đen nguyên chất, cappuccino và latte Thời gian chờ trung bình để máy pha một ly cà phê dao động từ 35 giây đến 1 phút, tùy thuộc vào từng loại máy.
Máy pha cà phê tự động sử dụng cà phê bột được cho vào bộ phận tay cầm để tạo ra một ly cà phê hoàn hảo Lưu ý rằng máy chỉ hoạt động với cà phê bột.
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 3
1.2.2 Máy pha cà phê tự động SYNTIA của PHILIPS giá 848 USD
Hình 1.2 Máy pha cà phê tự động SYNTIA của PHILIPS
Máy pha cà phê tự động chuyên dụng cho việc pha chế các loại cà phê như espresso đen, capuchino và latte Điểm khác biệt là máy thực hiện toàn bộ quy trình tự động, từ việc xay hạt cà phê cho đến sản phẩm cuối cùng Chỉ cần thực hiện đúng các thao tác, bạn sẽ nhanh chóng có ngay một ly cà phê ngon.
10 phút mà vẫn không mất đi hương vị riêng của cà phê
Các thương hiệu máy pha cà phê tự động uy tín hiện nay bao gồm Philips, Eddlac, DeLonghi, Bosch, Saeko và Bialetti Những sản phẩm này có sự đa dạng về giá cả và kiểu dáng, phù hợp cho nhu cầu sử dụng tại gia đình, công ty hoặc quán cà phê.
Nhược điểm của loại này là thời gian pha chế lâu, không phù hợp ở những nơi có nhu cầu pha nhanh một ly cà phê
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 4
1.2.3 Máy pha cà phê nhỏ giọt với quy trình khép kín Electrolux giá 69usd
Hình 1 3 Máy pha cà phê Electrolux
Máy pha cà phê hoạt động theo chu trình khép kín, tương tự như phương pháp pha cà phê bằng phin truyền thống Để sử dụng máy, người dùng cần cho cà phê vào bộ phận lọc và nước lạnh vào hộc riêng Sau khi nhấn nút, nước sẽ được đun sôi, và cà phê sẽ chảy qua bộ lọc, giữ lại bột cà phê, sau đó rót xuống bình hoặc ly đã chuẩn bị sẵn.
1.2.4 Máy pha cà phê viên (capsule)
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 5
Hình 1 4 Máy pha cà phê viên nén Nessco K-cup
Máy sử dụng loại cà phê viên nén chuyên dụng Thời gian cho ra một ly cà phê tầm
20 giây Giá bán: 2,900,000VNĐ (đã gồm VAT)
Máy pha cà phê bán tự động Nessco có thiết kế nhỏ gọn, dễ di chuyển và cho phép thay đổi định lượng pha chế linh hoạt (800ml - 100ml - 120ml) Để đảm bảo tuổi thọ của máy, khách hàng nên sử dụng tối đa 50 viên/ngày, với mỗi lần hoạt động sử dụng 10 viên và cách nhau 2 phút Với cấu trúc đơn giản, việc vệ sinh máy pha cà phê capsule K-cup trở nên cực kỳ dễ dàng và nhanh chóng.
Các thông số kỹ thuật chung của máy thiết kế
- Máy có các thông số cơ bản sau:
+ Thời gian pha một ly từ khoảng 60s
Máy pha cà phê cung cấp hai loại thức uống là cà phê sữa và cà phê đen, tùy theo sở thích của người dùng Sản phẩm sử dụng cà phê net, loại cà phê bột đã được chế biến sẵn với đầy đủ thành phần như cà phê, đường và sữa; chỉ cần thêm nước nóng và khuấy đều để có một ly cà phê thơm ngon.
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 6
Máy pha cà phê tự động với tính năng cấp ly, cấp bột, cấp nước và khuấy giúp người dùng chỉ cần nhấn nút chọn loại cà phê trên bảng điều khiển Chỉ sau một thời gian ngắn, máy sẽ cho ra ly cà phê thơm ngon mà người sử dụng không cần phải làm gì khác ngoài việc thưởng thức.
- Tính tiện lợi của máy:
Máy cà phê tiện lợi cho phép người dùng không cần phải đặt ly dưới vòi như những máy truyền thống Chỉ cần chọn loại cà phê, máy sẽ tự động pha chế và cung cấp một ly cà phê hoàn hảo.
Máy pha cà phê được trang bị bình nước nóng, cho phép người dùng cho nước lạnh vào và đun sôi trực tiếp Sau đó, người dùng có thể dễ dàng chọn loại cà phê mong muốn.
+ Máy pha cà phê và nước theo tỉ lệ mà nhà sản xuất quy định nên ly cà phê pha nên đảm bảo chất lượng thơm ngon
Hình 1 5 Tổng quan kết cấu máy thiết kế
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 7
PHÂN TÍCH XÁC ĐỊNH CHỨC NĂNG VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY
Chức năng của máy pha cà phê
Máy pha cà phê tự động thay thế con người trong việc pha chế cà phê theo yêu cầu Thiết bị này được trang bị các cơ cấu cấp ly, cấp nước, cấp bột và khuấy tự động Người dùng chỉ cần nhấn phím để chọn loại cà phê mong muốn, máy sẽ tiếp nhận yêu cầu và thực hiện quy trình pha chế.
Máy pha cà phê cần hoạt động chính xác và ổn định, giúp pha chế nhanh chóng những ly cà phê thơm ngon và đảm bảo chất lượng trong thời gian ngắn.
Nguyên lý pha cà phê
2.2.1 Nguyên lý hoạt động chung của máy pha cà phê
Hình 2.1 Nguyên lý hoạt động chung của máy pha cà phê
Người dùng có thể điều khiển máy pha cà phê thông qua bàn phím để yêu cầu loại cà phê hòa tan hoặc cà phê phin phù hợp, từ đó ra lệnh cho các cơ cấu chấp hành thực hiện.
Cấp ly: Bộ phận này cung cấp ly và chuyển ly đến tất cả các cơ cấu trong hệ thống
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 8
Cấp bột: Cung cấp nhiên liệu là cà phê bột hòa tan hay cà phê phin với một mức định lượng đã cho sẵn
Cấp nước: Cung cấp dung dịch hòa tan
Khuấy: Sử dụng động cơ đánh tan bột cà phê trong nước
Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lí máy
(3) Bộ phận cấp cà phê hòa tan
(5) Bộ phận phin pha cà phê xay
(7) Bộ phận chứa nước lọc
(9) Bộ phận cấp cà phê bột
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 9
2.2.2 Lựa chọn nguyên lý pha
Các phương pháp di chuyển ly đến các cơ cấu:
Các bộ phận được bố trí dọc theo băng tải, trong đó động cơ xoay sẽ kéo băng tải cùng với ly chuyển động tịnh tiến đến các vị trí đã được xác định trước.
+Ưu điểm: vận chuyển được xa, momen kéo lớn…
+Nhược điểm: cơ cấu rườm rà, chiếm nhiều diện tích, khi khuấy thì ly cà phê có thể bị văng ra xa do không có bộ phận giữ ly…
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 10
Các bộ phận được đặt xung quay trục quay, trục quay mang tay quay chuyển động tròn đến các bộ phận cung cấp và hoạt động
+Ưu điểm: Thuận tiện việc lắp ráp sữa chữa…
+Nhược điểm: Momen xoắn lớn,khó điều khiển chính xác vị trí khi tay quay lớn, chiếm diện tích…
- Sử dụng đai răng gắn tay chuyển ly:
Hình 2.5 Đai răng gắn tay chuyển ly
Sự kết hợp của hai phương án đã đề cập cho phép các bộ phận được sắp xếp dọc theo đai răng gắn tay chuyển ly Động cơ xoay sẽ kéo đai răng cùng với ly chuyển động tịnh tiến đến các vị trí đã được xác định trước.
Vận chuyển xa và momen kéo lớn là những ưu điểm nổi bật của sản phẩm Bộ phận giữ ly giúp tránh việc cà phê bị văng ra xa khi khuấy, đồng thời thiết kế chiếm diện tích tương đối ít, mang lại sự tiện lợi cho người sử dụng.
+Nhược điểm: cơ cấu khó lắp ráp, chiếm diện tích tương đối …
Kết luận: Do kích thước máy có giới hạn và vật mang là ly nhựa nhỏ, nhẹ với momen thấp, việc lựa chọn đai răng gắn tay chuyển ly là giải pháp phù hợp với thiết kế của máy.
Dùng lực hút trái đất để nguyên liệu chảy từ trên cao xuống
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 11
Hình 2.6 Phương pháp cấp liệu thông thường
Thường có 2 phương pháp để lấy liệu từ bình chứa:
Van đóng mở được sử dụng để điều chỉnh thời gian ngắt, giúp nguyên liệu chảy xuống với lượng mong muốn Ưu điểm của loại van này là dễ dàng lắp đặt và phù hợp cho các vật liệu khô dạng hạt hoặc bột.
Nhược điểm: Định khối lượng khác nhau trong cùng một thời gian chảy do nguyên liệu không đi qua cùng lúc
Sử dụng thiết bị đong đếm với thể tích cố định giúp múc từng lượng nhỏ nguyên liệu một cách chính xác Ưu điểm của phương pháp này là đảm bảo khối lượng của các nguyên liệu trong các lần cấp khác nhau tương đối chính xác và ít thay đổi theo thời gian.
Nhược điểm: cơ cấu hoạt động khó khăn, phức tạp
Kết luận: Để đáp ứng yêu cầu lấy nhanh và chính xác, việc kết hợp phương pháp van đóng mở với cân loadcell phía dưới là giải pháp hiệu quả cho quá trình định lượng.
Sử dụng vít tải để cấp đường và thiết bị đong đếm với thể tích đồng nhất giúp cung cấp bột cà phê hiệu quả Cơ cấu cấp đường đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.
- Đường dễ bảo quản, khó bị ẩm mốc nên cơ cấu cấp đường không quá khắc khe trong chế tạo
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 12
Hình 2.7 Trục dẫn đường mô phỏng bằng Creo 2.0
Vít tải sử dụng chuyển động xoắn để vận chuyển đường từ hộp chứa đến đầu ra, giúp kiểm soát lượng đường một cách dễ dàng và hiệu quả Cơ cấu cấp bột cũng được thiết kế để tối ưu hóa quá trình này.
- Bột cà phê khó bảo quản, rất dễ ẩm mốc nên nếu bảo quản không tốt thì thời gian sử dụng ngắn, không đảm bảo chất lượng sản phẩm
Cơ cấu cấp bột cần được thiết kế khoa học và chế tạo chính xác để máy hoạt động hiệu quả hơn
Hình 2.8 Thiết bị đong đếm có cùng 1 thể tích
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 13
Sử dụng thiết bị đong đếm có cùng thể tích giúp kiểm soát lượng bột từ hộp chứa đến đầu ra một cách hiệu quả Thiết kế này tối ưu hóa quy trình làm việc và đảm bảo độ chính xác trong việc đẩy bột.
2.2.2.3 Cấp nước a Cấp nước lạnh: Để đưa nước nguội đi từ thấp lên cao hay đi xa đơn giản nhất là dùng bơm
Ta dùng bơm chân không để cấp nước lạnh đến ấm nước, vì bơm không cần mồi nước ban đầu
Hình 2.9 Bơm b Cấp nước nóng:
Với nước ở dạng lỏng và mực nước trong bình nấu không thay đổi nhiều khi sử dụng van đóng ngắt, ta có thể dễ dàng điều chỉnh lượng nước cần thiết bằng van điện Việc sử dụng trọng lực để tạo dòng chảy cũng là một phương pháp hiệu quả.
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 14
Hình 2.10 Van điện đóng ngắt
Sử dụng động cơ nâng hạ tay khuấy xuống đáy ly và thực hiện khuấy
-Đầu khuấy cơ: Sử dụng lực tác động nhấn xuống đáy ly tạo lực đẩy ren xoắn làm đầu khuấy chuyển động tròn đánh tan cà phê
Hình 2.11 Khuấy tay Ưu điểm: Dễ dàng sử dụng thuận tiện, đánh sát được ở đáy ly…
Nhược điểm: Không sử dụng đối với ly mềm, đáy có cấu tạo phức tạp…
-Đầu khuấy sử dụng động cơ: Khi hạ sát xuống đáy, động cơ quay đánh tan cà phê .( tương tự như máy khuấy)
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 15
Hình 2 12 Máy khuấy cà phê Ưu điểm: Hoạt động dễ dàng, đánh đều cà phê hơn
Nhược điểm: Tốn chi phí hơn, không đánh dưới đáy được
Kết luận: Việc sử dụng ly một lần với kết cấu mềm không phù hợp cho việc dùng đầu cơ, do đó, nên sử dụng đầu đánh máy.
Thiết kế cơ khí máy pha cà phê
2.3.1 Bộ phận cấp ly tự động
Sử dụng hai trục có mặt cắt hình chữ thập để chen vào giữa các khe ly, giúp tách biệt các ly với nhau Điều này cho phép dễ dàng tách riêng từng ly ra khỏi ống ly Sau đó, thông qua cơ cấu khẩy ly, ly sẽ được đưa xuống một cách hiệu quả.
Giúp cấp phát ly tự động có sẵn trong máy
Hình 2.13 Bộ phận cấp ly thiết kế và thực tế
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 16
Khi điều khiển hai trục để tách các ly ra khỏi nhau, cần đảm bảo độ chính xác cao để cả hai trục có thể vào cùng một khe ly Mục tiêu là tách riêng lẻ từng ly khỏi ống ly Để đạt được điều này, việc chọn động cơ có momen lớn và áp dụng nguyên lý ăn khớp hai bánh răng để truyền chuyển động quay cho trục còn lại là rất quan trọng.
Cơ cấu khẩy ly yêu cầu không cần góc xoay lớn và cần nhẹ để hoạt động hiệu quả Việc lựa chọn động cơ servo RC có kích thước nhỏ gọn cùng với góc quay chính xác là rất quan trọng.
Hình 2.15 Động cơ servo RC
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 17
Kết hợp thêm ổ lăn để cố định thêm chuyển động của các trục
Hình 2.16 Hình dạng bộ chuyển động
- Trạng thái ban đầu khi chưa làm việc:
Hình 2.17 Trạng thái ban đầu
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 18
Sau đó hai trục xoay quay trục chữ thập vào giữa 2 khe ly để tách ly
Hình 2.18 Trạng thái tách ly Tay khẩy sẽ khẩy cho ly dưới rơi ra, ly trên vào vị trí ban đầu
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 19
Hình 2.20 Quay về chu trình ban đầu
2.3.2 Thiết kế hệ thống chuyển ly
Sử dụng một tay để giữ ly giúp cố định và ngăn ly bị lật khi di chuyển Tay giữ có nhiệm vụ giữ vành ly, trong khi mặt sàn hỗ trợ đỡ ly một cách an toàn.
Hình 2.21 Tay hứng trên con trượt Dùng động cơ bước để điều khiển đai răng gắn tay chuyển ly quay để đạt được vị trí phù hợp
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 20
Hình 2 22 Cơ cấu hoàn chỉnh 3D
Động cơ bước quay thông qua bộ truyền đai răng, giúp tay chuyển ly quay theo Tay hứng có ly và mang ly đến các bộ phận cung cấp khác để thực hiện hoạt động.
Hình 2 23 Ray trươt dẫn hướng
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 21
2.3.3 Thiết kế bộ cấp liệu
2.3.3.1 Cơ cấu cấp đường và bột café hòa tan
Hình 2 24 Cơ cấu cấp đường và bột café hòa tan
Chuyển động xoắn của vít tải được sử dụng để đẩy đường từ hộp chứa đến đầu ra, giúp kiểm soát lượng đường một cách dễ dàng và làm việc hiệu quả.
2.3.3.2 Cơ cấu cấp bột café xay :
Sử dụng thiết bị đong đếm với thể tích đồng nhất giúp kiểm soát lượng bột từ hộp chứa đến đầu ra một cách hiệu quả Thiết kế này đảm bảo quá trình làm việc diễn ra dễ dàng và chính xác.
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 22
Hình 2 25 Cơ cấu cấp bột café xay mô phỏng
Hình 2 26 Cơ cấu cấp bột café xay thực tế
Nguyên liệu trong trạng thái vệ sinh được chuyển từ ống giữa xuống ly cho đến khi đảm bảo rằng chúng được đưa ra ngoài hoàn toàn.
2.3.4 Thiết kế bộ phận cấp nước
Sử dụng van kích điện để đóng ngắt nước
Hình 2 27 Bộ phận cấp nước
Khi van đóng, nước được giữ ở trong bình chứa Khi van mở, nước chảy ra khỏi vòi nhờ lực trọng trường của trái đất
2.3.5 Thiết kế bộ phận khuấy
Bộ phận di chuyển đầu khuấy:
Bộ truyền động bánh răng thanh răng chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến, với đầu khuấy gắn động cơ được kết nối với bộ dưới thông qua ray trượt.
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 24
Hình 2 28 Bộ phận truyền chuyển động khuấy
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 25
Hình 2 30 Cơ cấu khuấy hoàn chỉnh
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 26
2.3.6 Thiết kế bộ phận pha cafe bằng phin
Hình 2 31 Cơ cấu pha café phin hoàn chỉnh
Sử dụng bộ truyền động trục vít để chuyển từ chuyển động quay của động cơ bước thành chuyển động tịnh tiến của bộ phận lọc
Khi lọc xong thì sẽ chuyển về vị trí ban đầu sau đó sẽ có cơ cấu gạt bã để đưa bã ra ngoài, thực hiện chu trình mới
Sử dụng cơ cấu vít me để di chuyển tấm lưới lọc lên xuống, tạo sự ổn định của quá trình tịnh tiến của tấm lọc
Lưới lọc sử dụng loại lưới inox lọc bả cafe
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 27
Hình 2 32 Lưới lọc cà phê Đặc điểm đặc trưng: sức chịu đựng nhiệt, axit và ăn mòn
- Các tính năng: sức căng cao Sức căng cao hơn nhiều so với lưới polyester thông thường, và sức căng này rất ổn định, bền vững
- Siêu chính xác: đường kính dây thống nhất và khe lỗ rất đều nhau, sự chênh lệch rất thấp
- Độ giãn thấp: kéo dài rất nhỏ của lưới dây điện tại căng thẳng cao
- Tính linh hoạt cao : lưới thép sẽ không bị mất độ đàn hồi tại sức căng cực độ
- Chống ăn mòn cao: Việc chống ăn mòn tuyệt vời của dây thép không gỉ hơn sợi polyester rất nhiều
- Chịu nhiệt tốt: tính năng đặc biệt của lưới dây thép, làm cho nó chịu đựng được nhiệt độ rất cao
- Chịu đựng tốt trong dung môi: để tránh những ảnh hưởng của bất kỳ dung môi tới lưới
- Dễ dàng lau chùi, vệ sinh, tuổi thọ cao
- Không làm ô nhiễm thực phẩm khi lọc
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 28
2.3.7 Kết cấu máy hoàn chỉnh các bộ phận
Hình 2 33 Kết cấu hoàn chỉnh của máy
Các bộ phận của máy:
(5) Cấp bột cà phê xay
(8) Cấp đường và bột hòa tan
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 29
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TỪNG BỘ PHẬN CỦA MÁY
Bộ phận cấp ly
Động cơ và trục lấy ly:
Lực tác dụng lên trục lấy ly chủ yếu đến từ khối lượng của chồng ly trên bề mặt ly Để tách ly ra khỏi chồng, lực xoay của động cơ cần phải vượt qua lực ma sát Kích thước ly được sử dụng cho máy là ly nhựa dùng một lần.
- Chu vi miệng lớn 6.5 cm
- Cao 9cm miệng nhỏ 5.5 cm
- Khe hở nhỏ nhất của 2 ly chồng nhau = 4mm
- Khối lượng ly khoảng 10 gam=0.01kg
Hình 3.1 Kích thước ly sử dụng Thiết kế trục + tai giữ và lấy ly:
- Khoảng cách 2 tai : 6.5 < tai < 7 cm để có thể để vừa ly và không bị rớt ly
SVTH : Nguyễn Duy Mẫn - Nguyễn Ngọc Bảo GVHD : Th.S Nguyễn Thế Tranh 30 ta chọn khoảng cách 6.7 cm
- Kiên dạng hình học có vòng cung ôm gần sát ly để giữ vững ly tại vị trí mong muốn
- Độ dày tai phải