BAO CAO NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY LÀM BÁNH XẾP

Mục tiêu cụ thể của Thiết kế chế tạo hệ thống làm bánh xếp bao gồm: Thiết kế chế tạo thử nghiệm hoàn chỉnh hệ thống khí nén làm bánh xếp hiệu quả nhất. Nhân bánh được chuyển vào giữa vỏ bánh, vỏ bánh được tự động kẹp lại và chuyển đến chỗ chiên giòn bằng băng chuyền. Thiết kế đảm bảo dễ dàng tháo lắp, vệ sinh thiết bị và kiểm soát chất lượng sản phẩm, đảm bảo các điều kiện an toàn vệ sinh thực phẩm.

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO DỰ ÁN CUỐI KỲ MÔN CÔNG NGHỆ THỦY LỰC – KHÍ NÉN

 NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ BÁNH XẾP 1

1.1 Giới thiệu về bành xếp 1

1.2 Mô tả đặc điểm 1

1.3 Tổng quát về chế biến và thưởng thức 2

1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

1.5 Mục tiêu nghiên cứu 3

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH THỰC HIỆN 5

2.1 Nguyên lý làm bánh hiện nay: 5

2.2 Các phương án đề xuất 6

2.3 Xác định và phân tích phương án được chọn: 7

2.4 Phân tích các bước thực hiện: 7

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ 8

3.1 Hệ thống cấp phôi tự động vỏ và nhân 8

3.2 Hệ thống kẹp bánh 15

3.3 Hệ thống đẩy bánh 17

3.4 Hệ thống chiên giòn 18

CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 20

4.1 Sơ đồ khối 20

4.2 Phương pháp điều khiển 20

4.3 Mạch điện kết nối 25

CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ VÀ NHỮNG ƯU NHƯỢC ĐIỂM 29

5.1 Hình ảnh thực tế: 29

5.2 Ưu điểm 33

5.3 Nhược điểm 33

6.2 Hướng phát triển 34

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ BÁNH XẾP1.1 Giới thiệu về bành xếp

Bánh quai vạc là một loại bánh mặn và là một trong những món ăn bình dân ởViệt Nam (trừ bánh quai vạc chiên có xuất xứ Trung Quốc và người miền Bắc gọi làbánh gối còn Miền Nam gọi là bánh xếp) mang đậm hương vị của vùng biển miềnTrung đặc biệt là ở vùng Bình Thuận là một loại thức ăn nhanh và thức ăn đường phố.Người miền Bắc, nhất là người Hà Nội gọi bánh quai vạc chiên là bánh gối Sở dĩ nóvốn xuất xứ từ bánh há cảo chiên của Trung Quốc và bánh gối (bánh quai vạc chiên)theo chân những người Hoa ở Quảng Đông du nhập vào Hà Nội trước năm 1954 cùngthời điểm Việt Nam bắt đầu có món phở

1.2 Mô tả đặc điểm

Bánh quai vạc là một trong những loại bánh khéo, nghĩa là loại bánh đòi hỏingười làm phải có kinh nghiệm và thật khéo tay Cái khéo léo ở đây là bột bánh phảiđược nhồi nặn cho thật nhuyễn giữa bột mì và bột năng, để khi cắt bánh làm đôi có thểthấy từng lớp bột mỏng nằm chồng xếp lên nhau Cũng có lẽ vì kỹ thuật làm vỏ bánhkhá công phu mà bánh quai vạc còn có tên gọi là bánh xếp

Bánh có hình dáng giống chiếc quai vạc, bên trong nhân có thể chứa tôm, thịt(thường là thịt ba rọi) và các loại nhân khác, khi chế biến, bánh được gấp lại thànhhình bán nguyệt và ép mép bánh, khi chín, viền bánh sẽ gợn sóng Bánh quai vạc trầnđược làm từ bột mì tinh (bột mì lọc) thông qua quá trình luộc

Bánh quai vạc có các dạng phổ biến là bánh quai vạc trần và bánh quai vạcchiên Bánh quai vạc trần có đặc tính dai Bánh quai vạc trần được gọi để để phân biệtvới bánh làm bằng bột lọc có gói lá chuối.

Nếu như ngán vị mặn của nhân thịt thì thay bằng bánh nhân ngọt cũng là một sự lựachọn không tồi Bánh sẽ có nhân là đậu xanh ngào đường, dừa nạo hay lạc, cơm sầuriêng,

1.3 Tổng quát về chế biến và thưởng thức

Bột mì tinh là nguyên liệu cơ bản Phương pháp chế biến được thực hiện bằngviệc chế nước sôi lấy trùng cho bột vừa chín tới và nhồi bột đến khi mềm dẻo, cắt từngphân nhỏ sau đó cán mỏng tạo nên miếng vỏ bột trong đều Nhồi các nguyên liệu, trộnchung, cho ít nước mắm, muối tiêu, đường, đem xào chín Sau đó gắp nhân bỏ vàogiữa miếng bột đã cán mỏng, xếp đôi lại từng chiếc bánh Cho vào nồi nước sôi khithấy bột trong là bánh đã chín, vớt ra rổ để ráo nước Ngoài ra còn chuẩn bị phần nướcchấm

Khi chế biến bánh xếp trong đề tài lần này, nhóm chúng em sẽ tập trung thực hiện tựđộng hóa cho khâu cấp nhân, khâu kẹp bánh và khâu chiên bánh

1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Đề tài này tập trung nghiên cứu các máy làm bánh xếp trên thị trường trong vàngoài nước và chế tạo để đạt công suất cao, làm được nhiều bánh Sản phẩm đầu racủa quá trình nghiên cứu là một thực phẩm ăn được, do đó người thực hiện đề tài phải

am hiểu về quy trình chế biến và đảm bảo vệ sinh theo tiêu chuẩn an toàn thực phẩm

Để làm được điều này, người thực hiện đã đi tìm hiểu về quy trình chế biếnbánh xếp thực tế, học hỏi kinh nghiệm từ những người trực tiếp chế biến, đồng thờitìm hiểu và nghiên cứu các máy làm bánh xếp đã có trước đó để cải tiến và hoàn thiệnmột sản phẩm khác hoàn thiện hơn, công suất cao hơn với giá thành rẻ hơn

Đề tài này được xuất phát từ thực tế, do đó tính ứng dụng thực tiễn rất cao Khingười khách mua bánh thì họ sẽ chú ý tới độ vệ sinh thực phẩm đầu tiên, sau đó là chấtlượng của bánh, sau cùng là giá cả Do bánh xếp là bánh truyền thống còn được chếbiến thủ công rất nhiều nên chưa sản xuất lớn, giá còn cao, hệ thống làm bánh trên thếgiới cũng ít và đảm bảo an toàn thực phẩm thế nên ý nghĩa đề tài này rất lớn Cụ thểnhư sau:

Sản xuất nhanh với số lượng thành phẩm lớn nên đáp ứng nhu cầu thực phẩm và giá cảcủa khách hàng Tất nhiên khi việc tự động sản xuất sẽ loại bỏ được sự phụ thuộc yếu

tố con người từ đó sẽ loại bỏ sự tốn thời gian không cần thiết và số lượng đầu ra đượcđảm bảo liên tục, không còn tình trạng chờ đợi như trước, từ đó giá cả sẽ trở nên rẻhơn thu hút nhiều khách hàng hơn

Đảm bảo vệ sinh thực phẩm và chất lượng sản phẩm Cũng như trên việc loại

bỏ yếu tố con người sẽ đáp ứng sự đồng đều của sản phẩm nên chất lượng sản phẩm sẽnhư nhau Ngoài ra, những thiết bị, dây chuyền sản xuất cũng đảm bảo vệ sinh an toànthực phẩm nên cũng sản phẩm đầu ra cũng rất an toàn cho sức khỏe người dùng, và tạocảm giác an toàn khi sử dụng sản phẩm của người dùng

Ngoài ra hệ thống được thiết kế tháo lắp đơn giản, nên đáp ứng cho việc dễdàng kiểm tra, quản lý các khâu sản xuất từ đó quản lý được chất lượng sản phẩm, vệsinh thực phẩm và giá cả

Với mong muốn đó, người thực hiện đã đề ra mục tiêu là nghiên cứu máy làmbánh xếp tự động với công suất cao, đảm bảo an toàn thực phẩm

1.5 Mục tiêu nghiên cứu

Mục đích của đề tài này trước tiên là để chế tạo thành công hệ thống làm bánhxếp tự động có độ vệ sinh thực phẩm cao, lượng bánh làm ra phải đủ đáp ứng nhu cầuthực phẩm trong đời sống người dân Việt Nam, nhu cầu phục vụ du lịch cũng như xuấtkhẩu sang nước ngoài và một số nhu cầu thực phẩm khác Ngoài ra, người thực hiện

đề tài này còn mong muốn tích lũy thêm kinh nghiệm thông qua việc sử dụng nhữngkiến thức đã học để thiết kế và chế tạo một sản phẩm thực tế có tính ứng dụng cao

1.5.1 Mục tiêu tổng quát

Nghiên cứu chế tạo Hệ thống làm bánh xếp có công suất cao Để đảm bảo điều kiện vệsinh an toàn thực phẩm đạt tiêu chuẩn quốc tế và an toàn khi sản xuất, bộ phận điềukhiển được cách ly với bộ phận cơ khí và hệ thống khí nén, những bộ phận cơ khí vàkhí nén cũng hợp vệ sinh, chất liệu an toàn thực phẩm

1.5.2 Mục tiêu cụ thể

Mục tiêu cụ thể của Thiết kế chế tạo hệ thống làm bánh xếp bao gồm: Thiết kế - chếtạo thử nghiệm hoàn chỉnh hệ thống khí nén làm bánh xếp hiệu quả nhất Nhân bánhđược chuyển vào giữa vỏ bánh, vỏ bánh được tự động kẹp lại và chuyển đến chỗ chiêngiòn bằng băng chuyền Thiết kế đảm bảo dễ dàng tháo lắp, vệ sinh thiết bị và kiểmsoát chất lượng sản phẩm, đảm bảo các điều kiện an toàn vệ sinh thực phẩm

1.5.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Người thực hiện chọn “Nghiên cứu máy làm bánh xếp” là đối tượng để nghiên cứu và đề tài này tập trung nghiên cứu và trình bày các vấn đề chủ yếu sau: cơ

cấu cấp nhân và vỏ tự động, cơ cấu kẹp bánh tự động, cơ cấu chiên tự động và một sốthiết bị điện liên quan Sản phẩm mà nhóm đang nghiên cứu thiết kế chế tạo để côngnghiệp hóa tất cả các bước từ cấp vỏ đến chiên bánh

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH THỰC HIỆN

2.1 Nguyên lý làm bánh hiện nay:

Bánh xếp có hai phần chính quan trọng là phần vỏ bánh và phần nhân bêntrong Phần vỏ bánh thì hầu như khá giống nhau ở nhiều nước và phần lớn được làm từbột mì, đôi khi có nơi người ta sử dụng bột ngô, bột khoai tây,

Bánh xếp thường có một hình dạng phổ biến là hình bán nguyệt Người ta sẽcán mỏng vỏ bánh cho có hình tròn, đặt nhân lên và gấp đôi bánh lại, đồng thời ép chặtmép bánh cho 2 lớp vỏ dính vào nhau là đã ra hình bán nguyệt đẹp mắt Tuy nhiêncũng có nơi, người ta làm bánh theo dạng hình tròn, thay vì gấp đôi vỏ bánh lại thìngười ta sử dụng 2 lớp vỏ bánh chồng lên nhau

Bánh có 2 loại nhân cơ bản là nhân ngọt và nhân mặn Nhân ngọt thì thườngbao gồm các nguyên liệu như đậu xanh, dừa Nhân mặn thường là thịt chủ yếu…Sau khi gói bánh xong thì người ta sẽ cho vào lò nướng hoặc nếu không có lò nướng

sẽ mang bánh đi chiên giòn cũng được

Một trong những lý do bánh xếp phổ biến ở Việt Nam có lẽ do đây là loại bánhkhá dễ làm Đặc biệt phần nhân bánh thì tùy khẩu vị, tùy đặc sản từng vùng mà ngườilàm bánh có thể "thiên biến vạn hóa" theo sở thích riêng Do đó, bánh xếp đi qua mỗinơi sẽ có vài biến thể đặc trưng riêng biệt khiến cho món bánh này có nhiều phiên bản

đa dạng, ăn hoài không thấy ngán nên số lượng người yêu chuộng nó cũng ngày càngnhiều hơn

2.2 Các phương án đề xuất

Để thiết kế máy làm bánh xếp, chúng em có những phương án như sau:

Phương án 1: Dùng phương án gấp đôi vỏ bánh

Phương án 2: Dùng phương pháp ghép 2 lớp vỏ bánh chồng lên nhau

2.3 Xác định và phân tích phương án được chọn:

- Chọn phương án 1

- Phân tích phương án được chọn:

+ Tính toán thiết kế khung bộ phận đơn giản hơn trong khâu kẹp nhân vào giữa vỏ.+ Dùng ít lực hơn khi kẹp nhân vào giữa vỏ

+ Tiết kiệm không gian để thiết kế dễ hơn cho phần cấp nhân và cấp vỏ

+ Bộ phận thiết kế thẩm mỹ hơn, mới lạ hơn

2.4 Phân tích các bước thực hiện:

Bước 1: Tính toán, thiết kế hệ thống làm bánh.

- Đề xuất các phương án và chọn phương án phù hợp nhất

- Tính toán, thiết kế theo thứ tự từ hệ thống cơ khí, hệ thống khí nén và hệ thống điềukhiển

Bước 2: Chuẩn bị vật liệu.

- Tham khảo giá cả và chọn nơi bán giá phù hợp

- In 3D và mua vật liệu, thiết bị cần thiết cho hệ thống,

- Kiểm tra vật liệu

Bước 3: Gia công, lắp ráp khung sắt và mặt gỗ.

- Cắt sắt, gỗ và bắt ốc vít tạo thành khung

Bước 4: Lắp đặt những bộ phận khí nén vào vị trí như đã thiết kế.

- Lắp ráp và cố định xylanh, van và các bộ phận in 3D vào khung như đã thiết kế

Bước 5: Lắp đặt những bộ phận điều khiển vào vị trí như đã thiết kế.

- Đặt ở nơi an toàn và thuận tiện cho việc đi dây và ống

Bước 6: Đi dây điện và ống khí.

- Đo dây điện, ống dây điện và ống khí để đi dây gọn gàng và thẫm mỹ

- Tiến hành đi dây điện trong ống dây và ống khí

Bước 7: Chạy thử mạch và kiểm tra chỉnh sửa.

- Dùng nguồn điện 220V và bộ chuyển 24V và máy bơm làm nguồn

- Kiểm tra hệ thống có chạy ổn định hay chưa, nếu sai sót thì cần tìm và khắc phục nơixảy ra sai sót

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ

Hệ thống cơ khí máy làm bánh xếp tự động gồm cơ cấu cấp vỏ và nhân Cơ cấukẹp bánh, cơ cấu đẩy bánh, cơ cấu chiên giòn Toàn bộ hệ thống chủ yếu sử dụng cơcấu xylanh khí nén, hệ thống chiên giòn còn có thêm bếp chiên Để đảm bảo hệ thốnghoạt động hợp lý và tạo ra sản phẩm theo yêu cầu thì hệ thống cơ khí hoạt động theotrình tự sau:

Cơ cấu cấp

vỏ và nhân

Cơ cấu kẹpbánh

Cơ cấu đẩybánh

Cơ cấu chiêngiòn

Hình 3.1: Nguyên lý cấu tạo hệ thống máy làm bánh xếp tự động

3.1 Hệ thống cấp phôi tự động vỏ và nhân

Nghiên cứu hệ thống cấp phôi tự động là giải quyết từng giai đoạn một cáchtriệt để trong tổng thể toàn bộ hê thống cấp phôi và phải được đặt trong từng điều kiệnlàm việc cụ thể của từng máy móc, thiết bị và công đoạn sản xuất Trong quá trìnhnghiên cứu hệ thống cấp phôi tự động thì mục tiêu chính cần phải đạt được đó là hệthống cấp phôi cần phải được hoạt động một cách ổn định và tin cậy, có nghĩa là phảicung cấp một cách kịp thời, chính xác về vị trí trong không gian, đủ số lượng theonăng suất yêu cầu có tính đến lượng dự trữ và thu nhận sản phẩm sau khi sản xuấtxong một cách an toàn và chính xác

3.1.1 Ý nghĩa hệ thống cấp phôi tự động

Hệ thống cấp phôi tự động trước hết phải nằm trong các hệ thống sản xuất,không thể có hệ thống sản xuất tự động mà không có quá trình cấp phôi tự động.Quá trình cấp phôi tự động có những ưu điểm sau:

 Nâng cao năng suất do giảm thời gian phụ

 Đảm bảo được năng suất gia công theo tính toán vì nó đảm bảo được chu kỳ cấpphôi chính xác

 Giải phóng cho con người trong các công việc lao động phổ thông nhàm chán (nhưlặp dii lặp lại một động tác đơn giản)

 Người công nhân không bị lảnh hưởng bởi các phôi có các cạnh sắc, ví dụ như cácrìa mép của các phôi dập, rèn, đúc…

 Đảm bảo an toàn cho người sử dụng và các máy móc thiết bị như: Có thể loại khỏidây chuyền sản xuất các phôi có nhiều sai số và khuyết tật để đảm bảo sự làm việc

ổn định cho thiết bị

3.1.2 Phân tích phương án và chọn phương án tối ưu nhất cho hệ thống

Tùy theo hình dạng phôi cũng như kích thước của từng loại phôi cần cung cấpcho từng hệ thống mà ta chia ra làm ba loại hệ thống cấp phôi chính là: hệ thống cấpphôi cuộn, hệ thống cấp phôi thanh, hệ thống cấp phôi rời

Hệ thống máy làm bánh xếp có phôi cần cung cấp là vỏ bánh và nhân nên taxem là phôi rời vì thế phương án cần chọn cho hệ thống máy làm bánh xếp tự động là

Cơ cấu cấp phôi:

 Cấp phôi vỏ bánh:

1 Đặt phôi vỏ bánh lên gá đỡ (mặt gỗ ) đã được kết nối với xylanh,

2 Điều khiển xylanh đi ra hết hành trình, và cấp phôi nhân

3 Điều khiển xy lanh rút về nhanh làm cho phôi rơi xuống khuôn ép đặt phía dưới

 Cấp nhân:

1 Bỏ nhân vào phễu, nhân sẽ rơi vào khuôn chứa nhân được giá đỡ chặn dưới

2 Điều khiển xylanh đi ra , khuôn chứa nhân lọt ra ngoài giá đỡ làm nhân rơixuống vỏ bánh, đồng thời khuôn chặn chặn nhân và khi xylanh đi về nhân lạitiếp tục rơi vào khuôn chứa nhân, mỗi lần xylanh ra chỉ duy nhất 1 nhân rơixuống.

3.1.3 Tính toán thiết kế hệ thống cơ cấp phôi tự động

Trong cơ cấu này ta sẽ cần tính toán và thiết kế giá đỡ, cần gạt vỏ, cơ cấu cấpnhân, Trong phần này ta phải thiết kế cơ cấu cấp phôi sao cho phù hợp về yêu cầucông suất của hệ thống đảm bảo về mặt chính xác, phôi không bị hư hỏng, cơ cấu dễdàng tháo lắp để vệ sinh máy sau mỗi lần hoạt động

Thiết kế giá

đỡ vỏ bánh

Thiết kế cầngạt

Thiết kế cơ cấucấp nhân

Hình 3.2: Sơ đồ thiết kế cơ cấu cấp phôi tự động

3.1.3.1 Thiết kế giá đỡ vỏ bánh

Giá đỡ được xem là bộ phận chính trong cơ cấu cấp phôi là bộ phận đóng vaitrò đưa vỏ bánh tiến lại nằm trên khuôn ép, đảm bảo phôi nằm đúng vị trí ngay trênkhuôn ép

Theo như kích thước của vỏ bánh là 8cmx15cm sẽ thiết kế giá đỡ có chiều rộng

là 16cm và chiều dài là 20.5cm Nhóm đã sử dụng vật liệu là gỗ với độ dày là 5.5 mm

đủ chịu được trọng lượng của phôi được bao phủ với lớp chống ẩm, đảm bảo độ bền

và thẩm mĩ, kích thước của giá đỡ đảm bảo đủ để chứa được phôi để đưa phôi tiến tớitrên khuôn ép cũng như không quá nhỏ gây bất tiện khi đặt vỏ bánh lên giá đỡ

Hình 3.3 Giá đỡ 3.1.3.2 Thiết kế cần gạt vỏ bánh

Khi điều khiển giá đỡ tiến lại trên khuôn ép thì xylanh chứa cần gạt sẽ đi xuôngchặn phôi ở đầu về của xylanh giá đỡ Điều khiển xylanh giá đỡ về nhanh, phôi bị cầngạt chặn lại rơi xuống khuôn ép bánh

Do chiều dài phôi là 15cm nên cần gạt sẽ được thiết kế đặt dọc theo chiều dàiphôi với kích thước 9.5cm, không quá dài làm chiếm diện tích máy và gây mất thẩm

mĩ, đảm bảo đủ để gạt phôi giữ được vị trí của phôi xuống khuôn ép

Cần gạt được thiết kế theo hình chữ Z, sử dụng thép chữ V lỗ 3x3cm, mục đíchkhớp với thanh ngang, ít chiếm diện tích máy và đúng với vị trị đưa phôi xuống khuôn

ép Ngoài ra ở cần gạt còn có cơ cấu cố định tránh gây lắc lư khi xylanh lên xuốngđảm bảo cần gạt dọc theo chiều dài bánh, không xiêng xéo

Hình 3.4 Mô phỏng cần gạt khi gạt phôi

Hình 3.5 Cần gạt

3.1.3.3 Thiết kế cơ cấu cấp nhân

Cơ cấu cấp nhân gồm 2 bộ phận: ống dẫn nhân và bộ phận đẩy nhân

Ống dẫn nhân: Nhóm sử dụng ống nhựa PVC có đường kính 21mm chiều dài24cm và một đầu chuyển đường kính 64mm Mỗi nhân có đường kính là 18mm đảmbảo nhân có thể dễ dàng lọt vào ống dẫn và khuôn chứa nhân

Hình 3.6 Ống dẫn nhân

Bộ phận đẩy nhân: Khi nhân rơi xuống khuôn chứ nhân và được chặn dưới bởigiá đỡ, điều khiển xylanh tiến ra làm cho nhân rơi đồng thời khuôn chặn chặn nhân lại

Bộ phận đẩy nhân có kích thước 5.1cm chiều dài được làm từ thép hộp 25x25mm cắt

ra thành 2 mảnh rồi hàn lại có chiều cao 2cm vừa đủ chứa một nhân

Hình 3.7 Mô phỏng cơ cấu cấp nhân

Hình 3.8 Cơ cấu cấp nhân 3.2 Hệ thống kẹp bánh

Giúp bạn tiết kiệm thời gian nặn bánh bằng tay

Hợp vệ sinh, mang đến cho bạn những chiếc bánh thơm ngon, bổ dưỡng, dễdàng vệ sinh sau khi sử dụng

3.2.2 Phân tích phương án và chọn phương án tối ưu nhất cho hệ thống

Để tạo thành hình một chiếc bánh xếp thì nhóm đã nghĩ ra hai phương án là

 Ép hai phôi vỏ bánh lại với nhau theo khuôn tạo hình