TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Tình hình nghiên cứu máy rửa bát trên thế giới
Ý tưởng chế tạo máy rửa bát tự động đã xuất hiện từ lâu và ngày càng được cải tiến về chức năng cũng như chất lượng Sự phát triển của máy rửa bát không ngừng hoàn thiện, nhằm đáp ứng nhu cầu sinh hoạt của con người Lịch sử của máy rửa bát có thể được tóm tắt qua một dòng thời gian từ quá khứ đến hiện tại.
Chiếc máy rửa bát đầu tiên được phát minh bởi Joel Houghton vào năm 1850, là một thiết bị cơ học chạy bằng tay, chưa sử dụng điện Được làm từ gỗ, máy này phun nước lên bát đĩa bẩn nhưng bị đánh giá là chậm và không hiệu quả, thậm chí còn tốn sức lao động hơn so với việc rửa bằng tay Dù vậy, phát minh này đã tạo nền tảng cho các nhà phát minh sau này phát triển những máy rửa bát hoàn thiện hơn.
Vào năm 1865, LA Alexander đã phát minh ra một chiếc máy rửa bát mới, cải tiến từ mẫu đầu tiên, với lực tác động nhẹ hơn, giúp giảm bớt sức lao động của con người trong quá trình sử dụng.
Năm 1887, Josephine Cochrane đã phát minh ra máy rửa bát đầu tiên sử dụng áp suất nước để làm sạch bát đĩa, thay vì dùng chất tẩy rửa, gây ấn tượng mạnh với mọi người Sự cải tiến này giúp rửa bát an toàn hơn bằng cách sử dụng nước nóng và giảm nguy cơ bể vỡ nhờ việc xếp bát đĩa ở giá riêng Máy rửa bát gia đình của bà nhận được đánh giá cao từ giới chuyên môn.
Vào năm 1924, William Howard Livens đã phát minh ra máy rửa bát nhỏ đầu tiên dành cho gia đình tại Anh, đánh dấu sự ra đời của thiết kế hiện đại với các tính năng như cửa trước để tải, giá đỡ cho đồ sành sứ và hệ thống phun nước Vào năm 1940, thiết kế này còn được cải tiến với thêm yếu tố làm khô Mặc dù là máy rửa bát hiện đại đầu tiên và phù hợp với hệ thống ống nước trong nhà, sản phẩm này không đạt được thành công thương mại ngay lập tức và chỉ được bán phổ biến sau chiến tranh vào những năm 1950, chủ yếu cho những gia đình giàu có.
Tình hình nghiên cứu máy rửa bát trong nước
Máy rửa bát tự động ngày càng phổ biến ở nhiều quốc gia, đặc biệt là tại các nước phát triển và khu vực có thu nhập cao Thị trường máy rửa bát đa dạng với nhiều loại và nhãn hiệu khác nhau, cùng với các chức năng được cải tiến nhằm tiết kiệm điện và nước.
2 Tình hình nghiên cứu máy rửa át trong nước
Máy rửa bát tự động vẫn chưa phổ biến ở Việt Nam và chủ yếu được nhập khẩu với giá cao Nghiên cứu về máy rửa bát tự động tại Việt Nam đang phát triển, nhưng chủ yếu dừng lại ở giai đoạn chế tạo thực nghiệm Hiện tại, chưa có cơ sở lý thuyết chính xác cho việc tính toán và mô hình hóa, dẫn đến việc sản phẩm chưa đạt yêu cầu hoàn hảo.
2.2.1 Mô hình khối máy rửa bát
H nh 1.1: Sơ đồ nguyên lý máy rửa bát CĐT59
Hệ thống gồm 4 cơ cấu chính: cơ cấu cấp nước, cơ cấu xả nước, cơ cấu sấy; với sơ đồ nguyên lý đƣợc mô tả trên hình 1.1
Quy trình rửa bát tự động bao gồm các bước sau:
H nh 1.2: Quy trình rửa bát tự động máy rửa át CĐT59
2.2.2 Các bộ phận chức năng của máy rửa bát
2.2.2.1 Cơ cấu cung cấp nước
Bao gồm ống dẫn nước vào van điện từ, phao điện, cảm biến lưu lượng và khoang chứa nước
Khi van điện từ được mở, nước sẽ chảy qua ống dẫn vào khoang chứa cho đến khi đạt đủ lượng cần thiết Sau đó, phao điện từ sẽ thay đổi trạng thái, ngắt van và khởi động quá trình rửa.
Cơ cấu bơm rửa bát của máy bao gồm bơm cao áp, cánh tay phun, sợi đốt và khay lọc, hoạt động theo nguyên lý: nước trong khoang chứa được đun nóng đến 70˚C nhờ sợi đốt, sau đó bơm cao áp phun nước nóng vào bát đĩa, làm sạch hiệu quả Dòng nước phun qua bát đĩa được thu hồi và tuần hoàn về khoang chứa, cung cấp nước liên tục cho bơm cao áp, tạo ra một chu trình rửa bát hiệu quả.
Bao gồm: đường ống xả thải, van điện từ
Khi kết thúc chu trình rửa, van điện từ đƣợc mở ra, do sự chênh lệch về độ cao, nước bẩn trong khoang chứa sẽ chảy ra bên ngoài
2.2.2.2 Cơ cấu sấy khô bát đĩa
Bao gồm: đèn UV, quạt gió
Sau khi kết thúc quá trình rửa, bát đĩa sạch sẽ đƣợc sấy bằng quạt gió Đồng thời, đèn UV đƣợc bật lên và khử trùng, diệt khuẩn.
Mục tiêu của đề tài/nhiệm vụ
Nghiên cứu nâng cấp hệ thống công tác cho máy rửa bát tự động CĐT59
Nội dung nghiên cứu
- Tính toán chọn các cơ cấu phù hợp với yêu cầu nâng cấp máy rửa bát CĐT59
- Lập quy trình gia công chế tạo và lắp ráp máy rửa bát CĐT60
Phương pháp nghiên cứu
Khóa luận tốt nghiệp là cơ hội quan trọng để sinh viên tổng hợp kiến thức và phát triển kỹ năng, kinh nghiệm Trong bài khóa luận này, tôi tập trung vào việc thiết kế, nâng cấp và cải tiến các bộ phận của máy rửa bát, dựa trên mô hình máy rửa bát tự động do nhóm sinh viên K59 – CĐT chế tạo.
Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ đã nâng cao đời sống con người, thúc đẩy việc ứng dụng máy rửa bát tự động trong xã hội Trên thế giới, máy rửa bát đã được nghiên cứu và chế tạo từ lâu, với nhiều hãng sản xuất cung cấp sản phẩm hiện đại và giá cả hợp lý Tuy nhiên, tại Việt Nam, nghiên cứu và chế tạo máy rửa bát vẫn còn hạn chế, khiến người dân ít tiếp cận với sản phẩm này Do đó, tôi thực hiện đề tài khóa luận “Nghiên cứu nâng cấp cải tiến và lập quy trình gia công chế tạo, lắp ráp các bộ phận công tác của máy rửa bát CĐT59” để góp phần phát triển lĩnh vực này.
Mục tiêu của bài viết là thiết kế và cải tiến hiệu quả các bộ phận công tác của máy rửa bát tự động Để đạt được điều này, tôi áp dụng ba phương pháp nghiên cứu chính.
Phương pháp phân tích, tổng hợp lý thuyết
Phương pháp thực nghiệm khoa học Đề tài chia làm 2 phần chính:
Phần 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu
NỘI DUNG KHÓA LUẬN
Chương 1 trình bày cách xây dựng các bộ phận công tác của máy rửa bát tự động, trong khi Chương 2 tập trung vào quá trình gia công và chế tạo một số bộ phận quan trọng Cuối cùng, Chương 3 mô tả quy trình lắp ráp và vận hành thử nghiệm hệ thống để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô, đặc biệt là giáo viên hướng dẫn
TS Hoàng Sơn đã tận tình hướng dẫn và chia sẻ những kinh nghiệm quý báu trong quá trình thực hiện đề tài này Tuy nhiên, do hạn chế về trình độ, kinh phí và thời gian, tôi không tránh khỏi một số sai sót trong nghiên cứu, thiết kế và cải tiến Tôi rất mong nhận được sự chỉ dẫn và ý kiến đóng góp từ thầy cô để có thể rút kinh nghiệm và khắc phục những hạn chế này.
Hà Nội, ngày 10 tháng 5 năm 2019
Sinh viên thực hiện Nguyễn Quang Đoàn
NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn)
NHẬN XÉT (Của giảng viên phản iện)
GIẢNG VIÊN HẢN I N (Chữ ký, họ tên)
PHẦN 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1
1 Tình hình nghiên cứu máy rửa bát trên thế giới 1
2 Tình hình nghiên cứu máy rửa bát trong nước 2
2.2.1Mô hình khối máy rửa bát 2
2.2.2Các bộ phận chức năng của máy rửa bát 3
3 Mục tiêu của đề tài/nhiệm vụ 4
PHẦN 2: NỘI DUNG KHÓA LUẬN 5
CHƯƠNG 1 XÂY DỰNG, CẢI TIẾN CÁC BỘ PHẬN CÔNG TÁC CỦA MÁY RỬA BÁT CĐT59 5
1.1 Phân tích đánh giá sự tồn tại của máy rửa bát CĐT59 5
1.2 Cải tiến các bộ phận công tác máy rửa bát CĐT59 7
1.2.1 Nâng cấp, cải tiến cánh tay phun rửa của máy rửa bát CĐT59 7
1.2.2 Nâng cấp, cải tiến thân máy rửa bát CĐT59 13
1.2.3 Nâng cấp, cải tiến khoang chứa nước của máy rửa bát CĐT59 15
1.2.4 Nâng cấp, cải tiến cánh cửa máy rửa bát CĐT59 15
1.2.5 Nâng cấp, cải tiến giá để bát đĩa máy rửa bát CĐT59 17
CHƯƠNG 2 QUÁ TRÌNH GIA CÔNG, CHẾ TẠO MỘT SỐ BỘ PHẬN CÔNG TÁC 18
2.1 Các yêu cầu kỹ thuật 18
2.2.1 Cấu tạo của thân máy rửa bát 18
2.3.1 Chế tạo khoang chứa nước 24
2.4 Cánh cửa máy rửa bát 27
2.4.1 Chế tạo cánh cửa máy rửa bát 27
CHƯƠNG 3 LẮP RÁP VÀ VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG 29
3.1 Lắp ráp các bộ phận của máy rửa bát tự động 29
3.2 Vận hành thử nghiệm máy rửa bát tự động 35
3.3 Kết quả vận hành thử nghiệm 37
Bảng 1.1: Bảng thông số của bơm 7
Bảng 1.2: Hệ số thí nghiệm phụ thuộc H_C 10
Bảng 1.3: Hệ số thí nghiệm phụ thuộc góc nghiêng 11
Bảng 2.1: Các chi tiết của máy rửa bát 29
Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý máy rửa bát 2
Hình 1.2: Quy trình rửa bát tự động 3
Hình 2.1: Bản thiết kế và mô phỏng cánh tay phun máy rửa bát CĐT59 5
Hình 2.2: Hình dạng của dòng tia ngập 9
Hình 2.3: Hình dạng dòng tia không ngập 9
Hình 2.4: Kích thước của cánh tay phun tính toán 11
Hình 2.5: Hình ảnh cánh tay phun theo tính toán 12
Hình 2.6: Hình ảnh đầu phun 360 độ 12
Hình 2.7: Kích thước trục xoay 13
Hình 2.8: Bản vẽ thiết kế sàn máy rửa bát 13
Hình 2.9: Bản vẽ khoang chứa bát đĩa 14
Hình 2.10: Bản vẽ thiết kế phần khung máy rửa bát 14
Hình 2.11: Mô hình khoang chứa nước máy rửa bát 15
Hình 2.12: Kích thước cánh cửa máy rửa bát 16
Hình 2.13: Hình ảnh mô phỏng máy rửa bát 16
Hình 2.14: Giá để bát đĩa 17
Hình 2.15: Gỗ ép dạng tấm 19
Hình 2.18: Phôi chế tạo khoang chứa bát đĩa 20
Hình 2.22: Mặt đáy khoang chứa bát đĩa 22
Hình 2.23: Mặt bên trái khoang chứa bát đĩa 22
Hình 2.24: Mô phỏng khoang chứa bát đĩa sau khi hàn 23
Hình 2.25:Mặt cắt dắt hộp 20x20x1,2 mm 23
Hình 2.26: Cuộn Inox tấm 304 dùng làm khoang chứa nước 24
Hình 2.27: Phôi chế tạo khoang chứa nước 25
Hình 2.28: Kích thước phôi sau khi cắt 25
Hình 2.29: Kích thước khoét phôi 26
Hình 2.31: Kích thước phôi inox tấm cửa 27
Hình 2.32: Mặt cắt sắt hộp 20x20x1,2 27
Hình 2.34: Sơ đồ cấu tạo của máy 30
Hình 2.35: Quy trình rửa bát tự động 30
Hình 2.36: Linh kiện lắp đặt 31
Hình 2.37: Thứ tự lắp ráp bộ phận vào khoang chứa nước 31
Hình 2.38: Vị trí lắp ráp các bộ phận ở khoang chứa nước 32
Hình 2.39: Hình ảnh thiết bị đƣợc lắp đặt 33
Hình 2.40: Thứ tự lắp ráp các bộ phận máy rửa bát 34
Hình 2.41: Máy rửa bát sau khi đã lắp ráp xong khung máy 34
Hình 2.42: Bát đĩa bẩn chuẩn bị cho quá trình rửa 35
Hình 2.43: ếp bát đĩa bẩn vào máy 35
Hình 2.45: Bát đĩa đã sạch bẩn sau quá trình rửa 37
HẦN 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Tình hình nghiên cứu máy rửa bát trên thế giới đã có sự phát triển mạnh mẽ từ những ý tưởng ban đầu về chế tạo máy rửa bát tự động Chức năng và chất lượng của máy rửa bát không ngừng được cải tiến, nhằm đáp ứng tốt hơn nhu cầu sinh hoạt của con người Lịch sử phát triển của máy rửa bát có thể được khái quát qua một dòng thời gian từ quá khứ cho đến hiện tại, phản ánh sự tiến bộ công nghệ trong lĩnh vực này.
Chiếc máy rửa bát đầu tiên được phát minh bởi Joel Houghton vào năm 1850, là một thiết bị cơ học cầm tay chưa sử dụng điện, được làm bằng gỗ và hoạt động bằng cách quay tay để phun nước lên bát đĩa bẩn Mặc dù thiết bị này bị cho là chậm chạp và không hiệu quả, thậm chí còn tốn công sức hơn so với việc rửa bằng tay, nhưng nó đã tạo nền tảng cho các nhà phát minh sau này phát triển những phiên bản máy rửa bát hoàn thiện hơn.
Vào năm 1865, LA Alexander đã phát minh ra một chiếc máy rửa bát cải tiến, nhẹ nhàng hơn so với mẫu đầu tiên, giúp giảm bớt sức lao động của con người trong quá trình sử dụng.
Năm 1887, Josephine Cochrane đã phát minh ra chiếc máy rửa bát đầu tiên sử dụng áp suất nước để làm sạch bát đĩa, gây ấn tượng mạnh với mọi người Sự cải tiến này cho phép rửa bát an toàn hơn bằng nước nóng và giảm rủi ro bể vỡ nhờ thiết kế xếp bát đĩa ở giá riêng Chiếc máy rửa bát gia đình của bà nhận được nhiều đánh giá cao từ giới chuyên môn.
Vào năm 1924, William Howard Livers phát minh ra máy rửa bát gia đình đầu tiên tại Anh, thiết lập nền tảng cho các mẫu máy hiện đại ngày nay với thiết kế bao gồm cửa trước, giá đỡ cho đồ sành sứ bẩn và hệ thống phun nước luân phiên Đến năm 1940, thiết kế này còn được cải tiến với tính năng làm khô Mặc dù là máy rửa bát đầu tiên dành cho hộ gia đình trong bối cảnh hệ thống ống nước và nước chảy trở nên phổ biến, sản phẩm này không thành công về mặt thương mại Chỉ đến những năm 1950, máy rửa bát mới trở thành một tiện ích phổ biến, nhưng chủ yếu chỉ dành cho những người giàu có.
Máy rửa bát ban đầu được bán như thiết bị độc lập, nhưng với sự phát triển của nhu cầu gia đình và công nghiệp, chúng đã được thiết kế với kích thước tiêu chuẩn và tích hợp dưới mặt bàn bếp Vào những năm 1970, máy rửa bát trở nên phổ biến ở Anh, Bắc Mỹ và Tây Âu, và đến năm 2012, hơn 75% hộ gia đình ở Mỹ và Đức đã sở hữu thiết bị này.
Máy rửa bát tự động ngày càng phổ biến trên toàn thế giới, đặc biệt là ở các nước phát triển và khu vực có thu nhập cao Thị trường máy rửa bát rất đa dạng với nhiều loại và thương hiệu khác nhau, cùng với các tính năng ngày càng được cải tiến để tiết kiệm điện và nước.
2 Tình hình nghiên cứu máy rửa át trong nước
Máy rửa bát tự động vẫn chưa phổ biến tại Việt Nam, chủ yếu được nhập khẩu với giá cao Nghiên cứu về máy rửa bát tự động ở Việt Nam đang phát triển, nhưng vẫn chỉ dừng lại ở giai đoạn chế tạo thực nghiệm Hiện tại, chưa có cơ sở lý thuyết chính xác để tính toán và mô hình hóa, dẫn đến sản phẩm chưa đạt yêu cầu hoàn hảo.
2.2.1 Mô hình khối máy rửa bát
H nh 1.1: Sơ đồ nguyên lý máy rửa bát CĐT59
Hệ thống gồm 4 cơ cấu chính: cơ cấu cấp nước, cơ cấu xả nước, cơ cấu sấy; với sơ đồ nguyên lý đƣợc mô tả trên hình 1.1
Quy trình rửa bát tự động bao gồm các bước sau:
H nh 1.2: Quy trình rửa bát tự động máy rửa át CĐT59
2.2.2 Các bộ phận chức năng của máy rửa bát
2.2.2.1 Cơ cấu cung cấp nước
Bao gồm ống dẫn nước vào van điện từ, phao điện, cảm biến lưu lượng và khoang chứa nước
Khi van điện từ được kích hoạt, nước sẽ chảy qua ống dẫn vào khoang chứa cho đến khi đạt đủ lượng cần thiết Sau đó, phao điện từ sẽ thay đổi trạng thái, ngắt van và khởi động quá trình rửa.
Cơ cấu bơm rửa bát của máy rửa bát bao gồm bơm cao áp, cánh tay phun, sợi đốt và khay lọc Nguyên lý hoạt động bắt đầu khi nước trong khoang chứa được đun nóng bởi sợi đốt; khi nhiệt độ đạt 70˚C, sợi đốt ngừng hoạt động Sau đó, bơm cao áp sẽ bơm nước vào khoang chứa bát đĩa, tạo ra áp lực phun nước nóng để rửa sạch bát đĩa Nước sau khi phun sẽ được thu hồi và tuần hoàn về khoang chứa, cung cấp nước cho bơm cao áp, tạo thành một vòng tuần hoàn liên tục trong quá trình rửa.
Bao gồm: đường ống xả thải, van điện từ
Khi kết thúc chu trình rửa, van điện từ đƣợc mở ra, do sự chênh lệch về độ cao, nước bẩn trong khoang chứa sẽ chảy ra bên ngoài
2.2.2.2 Cơ cấu sấy khô bát đĩa
Bao gồm: đèn UV, quạt gió
Sau khi kết thúc quá trình rửa, bát đĩa sạch sẽ đƣợc sấy bằng quạt gió Đồng thời, đèn UV đƣợc bật lên và khử trùng, diệt khuẩn
3 Mục tiêu của đề tài/nhiệm vụ
Nghiên cứu nâng cấp hệ thống công tác cho máy rửa bát tự động CĐT59
- Tính toán chọn các cơ cấu phù hợp với yêu cầu nâng cấp máy rửa bát CĐT59
- Lập quy trình gia công chế tạo và lắp ráp máy rửa bát CĐT60
- Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết
XÂY DỰNG, CẢI TIẾN CÁC BỘ PHẬN CÔNG TÁC CỦA MÁY RỬA BÁT CĐT59
Phân tích đánh giá sự tồn tại của máy rửa bát CĐT59
Máy rửa bát CĐT59 là sản phẩm đầu tiên do nhóm sinh viên khóa K59 – Cơ điện tử, trường Đại học Lâm Nghiệp nghiên cứu và chế tạo Được thiết kế dành cho hộ gia đình nhỏ, máy có công suất đủ để rửa sạch bộ bát đĩa cho 4 đến 6 người Tuy nhiên, đây là phiên bản thử nghiệm đầu tiên, nên vẫn còn nhiều hạn chế về kỹ thuật và ý tưởng chế tạo.
1.1.1 Thực trạng về hệ thống phun của máy rửa bát CĐT59
Cánh tay phun của máy rửa bát CĐT59 được làm từ thanh hộp nhôm, với 10 vòi phun được bố trí đối xứng trên hai nửa cánh tay Trong số đó, chỉ có 6 vòi dùng để phun rửa, trong khi 4 vòi còn lại tạo lực đẩy cho cánh tay quay, dẫn đến khả năng tiếp xúc của tia nước với bát đĩa bị hạn chế Việc sử dụng hộp nhôm cũng có thể gây tắc nghẽn vòi phun do kích thước nhỏ và môi trường nước nóng, dễ dẫn đến hiện tượng oxi hóa.
H nh 2.1: Bản thiết kế và mô phỏng cánh tay phun máy rửa át CĐT59
1.1.2 Thực trạng về thân máy rửa bát CĐT59
Thân máy rửa bát CĐT59 được làm từ tôn kẽm chất lượng cao, gia công trực tiếp lên khung sắt hộp, mang lại độ bền và tính ổn định cho sản phẩm Mặt ngoài của thân máy không chỉ là lớp bảo vệ mà còn là bề mặt chính của máy rửa bát, thể hiện tính thẩm mỹ và khả năng chống ăn mòn.
Tôn kẽm có độ dày mỏng và độ bền không cao, với nhiều hạn chế về cơ tính Sắt hộp được hàn khung với mặt trong của khoang chứa làm giảm độ bền hóa học, dễ dẫn đến hiện tượng oxi hóa khi tiếp xúc với nước nóng và các chất bẩn trong quá trình rửa bát.
Bề mặt khoang chứa bát đĩa bên ngoài không có ngăn cách nào với người sử dụng, do đó, trong quá trình vận hành máy, người dùng cần chú ý để tránh hiện tượng bỏng Ngoài ra, nguy cơ dò rỉ điện cũng có thể xảy ra.
Kích thước máy hạn chế chưa đáp ứng được yêu cầu của người sử dụng
Tính thẩm mỹ của máy thấp, do việc sử dụng tôn kẽm làm bề mặt bên ngoài
1.1.3 Thực trạng về khoang chứa nước của máy rửa bát CĐT59
Khoang chứa nước của máy rửa bát CĐT59 được làm từ inox và dán trực tiếp vào khoang bằng keo AB Hầu hết các thiết bị bên trong khoang chứa nước được lắp cố định, làm cho việc thay thế linh kiện điện tử trở nên khó khăn do không sử dụng bu lông đai ốc mà chủ yếu là dán keo và hàn trực tiếp Đây là một hạn chế lớn của máy rửa bát này.
1.1.4 Thực trạng về cánh cửa máy rửa bát CĐT59
Cánh cửa máy rửa bát CĐT59 được làm từ tôn kẽm và sắt hộp, tuy nhiên, vật liệu này có cơ tính kém và dễ bị oxi hóa, ảnh hưởng đến thẩm mỹ của máy Thiết kế chưa tính toán hợp lý khoảng cách, dẫn đến khe hở lớn giữa cánh cửa và khung máy, gây ra tình trạng rò rỉ nước sau một thời gian sử dụng.
1.1.5 Thực trạng giá để bát đĩa máy rửa bát CĐT59 Được gia công lại bằng giá để bát đĩa có sẵn trên thị trường Ghép, nối cố định với nhau bằng dây buộc dẫn đến độ bền kém Giá sử dụng ray trƣợt bằng bánh xe làm bằng nhựa và gia công không đảm bảo Trong quá trình rửa độ dơ của bánh xe sẽ tạo lên những âm thanh ngoài ý muốn Ngoài ra việc thiết kế và gia công nhƣ vậy sẽ làm cho giá có tính thẩm mỹ không cao
Trong quá trình thử nghiệm và phát triển máy rửa bát CĐT59, nhóm sinh viên chúng tôi đã phát hiện ra một số vấn đề tồn tại Do đó, chúng tôi đã thực hiện nâng cấp và cải tiến để phát triển máy rửa bát CĐT60.
QUÁ TRÌNH GIA CÔNG, CHẾ TẠO MỘT SỐ BỘ PHẬN CÔNG TÁC
Các yêu cầu kỹ thuật
2.1.1 Yêu cầu về chức năng
- Hệ thống điều khiển và cơ cấu chấp hành hoạt động ổn định mƣợt mà
- Nguồn điện cung cấp cho toàn hệ thống ổn định đảm bảo cung cấp cho toàn hệ thống trong thời gian hoạt động
- Có khả năng nâng cấp, dễ dàng thay thế các bộ phận
2.1.2 Yêu cầu về kỹ thuật
- Hệ thống hoạt động đ ng cài đặt
- Xử lý nhiệt độ khi rửa và sấy bát đĩa
- Vỏ máy đảm bảo kín nước, cách nhiệt và cách điện hoàn toàn Đáy của khoang chứa nước có độ dốc nhất định để nước không bị đọng
- Kích thước máy đảm bảo theo đ ng tiêu chuẩn nội thất Tính thẩm mỹ của máy đƣợc nâng lên
- Khoang chứa nước có độ bền cơ tính cao, thuận tiện trong việc tháo lắp
- Cánh cửa máy rửa bát có thể đóng mở dễ dàng, chuyển động êm ái
- Bố trí bơm cao áp, hệ thống ống dẫn, hệ thống sấy hợp lý nhất.
Thân máy rửa bát
2.2.1 Cấu tạo của thân máy rửa bát
Phần thân máy đóng vai trò quan trọng, nơi bố trí các bộ phận công tác Nó được chia thành hai bộ phận chính: vỏ máy và khoang chứa bát đĩa.
Phần vỏ đƣợc làm bằng vật liệu cách nhiệt, cách điện Trong đề tài này tôi sử dụng gỗ ép làm vỏ máy
H nh 2.15: Gỗ ép dạng tấm
Khoang chứa bát đĩa cần được làm từ vật liệu chống rỉ để hoạt động hiệu quả trong môi trường nước Inox 304 với độ dày 1mm là lựa chọn lý tưởng, vì nó không chỉ đáp ứng yêu cầu kỹ thuật mà còn đảm bảo tính thẩm mỹ Vật liệu này có khả năng chống ố, chống oxi hóa và chịu nhiệt tốt, giúp nâng cao độ bền và hiệu suất của khoang chứa.
Để đảm bảo độ chắc chắn cho khung máy, vật liệu được lựa chọn là thép hộp vuông kích thước 20x20x1,2 mm, được cắt và hàn định vị với nhau theo thiết kế.
2.2.2.1 Chế tạo khoang chứa bát đĩa a Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi
Phôi chọn là inox 304 có kích thước dài x rộng x dày = 2000 x 1500 x 1 mm đƣợc biểu diễn trên hình 2.6
Chế tạo bằng phương pháp cắt gọt với phôi có kích thước như hình vẽ 2.18:
H nh 2.18: Phôi chế tạo khoang chứa át đĩa b Xác định thứ tự các bước gia công
Sử dụng máy cắt cầm tay cắt 6 mặt của khoang chứa nhƣ hình sau:
H nh 2.19: Mặt đáy (2 tấm) H nh 2.20: Mặt bên (3 tấm)
Sử dụng mũi khoét để khoét các lỗ có giá trị nhƣ sau:
H nh 2.22: Mặt đáy khoang chứa át đĩa
H nh 2.23: Mặt bên trái khoang chứa át đĩa
Sử dụng máy hàn TIG hàn ghép các mặt với nhau theo bản thiết kế
H nh 2.24: Mô phỏng khoang chứa át đĩa sau khi hàn
2.2.2.2 Chế tạo khung máy rửa bát a Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi
Chọn phôi là sắt hộp
Chế tạo bằng phương pháp cắt gọt với phôi có kích thước 20x20x1,2x6000 mm
H nh 2.25:Mặt cắt dắt hộp 20x20x1,2 mm b Xác định thứ tự các bước gia công
Sử dụng máy cắt bàncắt phôi với các kích thước:
Sử dụng máy hàn MIG hàn ghép các thanh với nhau theo bản thiết kế.
Khoang chứa nước
Khoang chứa nước của máy rửa bát đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước cho quá trình phun rửa, tiếp xúc với nước, dầu mỡ và chất bẩn Nhiệt độ tại đây có thể lên tới 200˚C, vì vậy việc chọn vật liệu chống ăn mòn và chịu nhiệt là rất cần thiết Inox được lựa chọn làm vật liệu chế tạo do khả năng chống oxi hóa, ăn mòn và chịu nhiệt tốt Loại vật liệu này được sử dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm như xoong nồi, bát đĩa, bồn chứa nước và hộp đựng thức ăn.
H nh 2.26: Cuộn Inox tấm 304 dùng làm khoang chứa nước
2.3.1 Chế tạo khoang chứa nước a Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi
Chế tạo phôi bằng phương pháp cắt gọt với kích thước phôi như hình vẽ:
H nh 2.27: Phôi chế tạo khoang chứa nước b Xác định thứ tự các bước gia công
Sử dụng máy cắt, cắt phôi theo hình vẽ sau:
H nh 2.28: Kích thước phôi sau khi cắt
Sử dụng mũi khoét, khoét các lỗ theo kích thước đã thiết kế
H nh 2.29: Kích thước khoét phôi
Dập vuông theo đường được đánh dấu Đường màu đỏ và đường màu xanh dập ngƣợc nhau góc 180˚
Sử dụng máy hàn TIG, hàn ghép các bề mặt lại theo thiết kế.
LẮP RÁP VÀ VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG
Lắp ráp các bộ phận của máy rửa bát tự động
Các chi tiết của máy rửa bát đƣợc ghi nhƣ bảng 3.1
Bảng 2.1: Các chi tiết của máy rửa bát
TT Tên gọi Số lƣợng Ghi chú
2 Khoang chứa nước 01 Liên kết với khung bằng bu lông đai ốc
3 Khoang chứa bát đĩa 01 Liên kết với khung bằng hàn cố định
4 Cánh tay phun 02 Liên kết với khoang chứa bát đĩa bằng cút ren trong – ren ngoài
5 Bơm 01 Liên kết với khung bằng bu lông đai ốc
6 Đèn UV 01 Liên kết với khoang chứa bát đĩa bằng cút ren trong – ren ngoài
13 Vỏ ốp 03 Liên kết với khung bằng ốc vít
14 Giá để bát đĩa 02 Liên kết với khung bằng hàn cố định
Tiến hành lắp ráp bộ phận của máy rửa bát được thực hiện theo các bước sau:
H nh 2.34: Sơ đồ cấu tạo của máy CĐT60
Hình 2.35: Quy trình rửa bát tự động CĐT60
Các bộ phận được lắp đặt vào khoang chứa nước bao gồm: Sợi đốt, cảm biến nhiệt độ, phao điện
H nh 2.36: Linh kiện lắp đặt
Thứ tự lắp các bộ phận trên hình 2.36 lần lƣợt là:
Bước 1: Tiến hành lắp cảm biến nhiệt độ vào khoang chứa nước
Bước 2: Lắp sợi đốt vào khoang chứa nước
Bước 3: lắp phao điện vào khoang chứa nước
H nh 2.37: Thứ tự lắp ráp bộ phận vào khoang chứa nước
Khi lắp đặt bộ phận khoang chứa nước, cần chú ý lắp đặt đồng thời các linh kiện 9, 10, 11 cùng với đầu cút ren trong – ren ngoài ở vị trí nước vào và nước ra bơm + xả, nhằm đảm bảo việc đi đường ống sau này được thuận tiện hơn.
H nh 2.38: Vị trí lắp ráp các bộ phận ở khoang chứa nước
Sau khi lắp đặt các bộ phận vào khoang chứa nước xong Ta tiến hành lắp ráp các bộ phận vào khung máy
Các bộ phận chính của máy rửa bát bao gồm khoang chứa nước, khoang chứa bát đĩa, cánh tay phun, bơm, đèn UV, quạt gió, cánh cửa, van điện từ, vỏ ốp và giá để bát đĩa.
H nh 2.39: Hình ảnh thiết bị đƣợc lắp đặt
Thứ tự lắp ráp các bộ phận lên khung máy nhƣ sau:
Bước 1: Lắp đặt khoang chứa bát đĩa
Bước 2: Lắp đặt khoang chứa nước vào khoang chứa bát đĩa
Bước 4: Lắp đặt van điện từ
Bước 5: Lắp đặt đèn UV
Bước 6: Lắp đặt quạt gió
Bước 7: Lắp đặt giá để bát đĩa
Bước 8: Lắp đặt cánh tay phun
Bước 9: Lắp đặt cánh cửa máy rửa bát
Bước 10: Lắp đặt vỏ ốp
H nh 2.40: Thứ tự lắp ráp các bộ phận máy rửa bát
Hình 2.41: Máy rửa át sau khi đã lắp ráp xong khung máy
Sau khi hoàn tất lắp ráp các bộ phận chính của máy rửa bát, bước tiếp theo là lắp đặt bảng điều khiển, hệ thống ống nước và thực hiện việc đi dây điện.
Vận hành thử nghiệm máy rửa bát tự động
Sau khi lắp ráp các bộ phận của máy rửa bát và kết nối với bộ điều khiển, chúng ta đã tạo ra một mô hình máy rửa bát hoàn chỉnh.
Tiến hành chạy thử nghiệm mô hình theo thứ tự các bước sau:
Để thực hiện thử nghiệm mô hình, bước đầu tiên là chuẩn bị bát đĩa bẩn bằng cách gạt bỏ phần thức ăn thừa sau khi ăn.
Bước 2: Sắp xếp bát đĩa vào máy
Bát đĩa bẩn được xếp gọn gàng theo thứ tự, với mặt bát đĩa nghiêng xuống dưới vòi phun, giúp tia nước dễ dàng tiếp xúc với bề mặt.
H nh 2.42: Bát đĩa bẩn chuẩn bị cho quá trình rửa
H nh 2.43: Xếp át đĩa ẩn vào máy
Bước 1: Khởi động máy rửa bát bằng cách nhấn nút Start
Sau khi cấp nguồn điện cho máy, ta nhấn nút Start màu xanh (trên hình 2.43) để khởi động hệ thống, n t màu đỏ là Reset lại hệ thống
Sau khi khởi động hệ thống, van điện từ mở cho nước chảy vào khoang chứa Khi nước đạt 7,5 lít, phao điện gửi tín hiệu ngắt điện van, và van đóng lại Tiếp theo, điện được cấp cho sợi đốt; cảm biến nhiệt độ đo nước, và khi đạt 70˚C, bộ điều khiển ngừng cấp điện cho sợi đốt và bắt đầu chu trình rửa Bơm cao áp phun nước từ khoang chứa lên khoang bát đĩa, nước sau đó chảy về khoang chứa qua khay lọc Chu trình rửa kéo dài 45 phút, sau đó van điện từ mở, nước bẩn chảy ra ngoài nhờ chênh lệch độ cao Cuối cùng, hệ thống chuyển sang chu trình sấy và khử trùng trong 10 phút, tổng thời gian rửa là 55 phút.
H nh 2.44: Các nút điều khiển
Bước 2: Kết thúc quá trình rửa, lấy bát đĩa ra
Kết quả vận hành thử nghiệm
Kết thúc quá trình rửa ta thu đƣợc kết quả sau:
- Bát đĩa đã sạch dầu mỡ và chất bẩn
- Thời gian của quá trình rửa bát đĩa là 65 phút, bao gồm 55 phút cho quá trình rửa và 10 phút cho quá trình sấy khô bát đĩa
- Cơ cấu hoạt động êm ái không giật cục trong quá trình làm việc
- Tia nước từ cánh tay phun đảm bảo tiếp x c đến tất cả bề mặt của bát đĩa
Hệ thống cơ khí của máy bao gồm khung máy, khoang chứa bát đĩa và khoang chứa nước, đảm bảo sự vững chắc trong quá trình hoạt động Máy hoạt động êm ái, không phát sinh tiếng ồn lạ.
- Khoang chứa nước chứa đủ lượng nước theo yêu cầu
Máy rửa bát CĐT60 đã hoàn thành quá trình vận hành thử nghiệm và đáp ứng các yêu cầu đề ra Tuy nhiên, hiệu quả sấy vẫn còn hạn chế, khiến bát đĩa vẫn bị ẩm ướt.