Nghiên cứu, thiết kế, tính toán máy đóng gói cà chua bán tự động

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY ĐÓNG GÓI CÀ CHUA BÁN TỰ ĐỘNG BẰNG TÚI LƯỚI Ngày nay, việc đóng gói cà chua và các loại nông sản khác bằng túi lưới được sử dụng rộn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ÐỀ TÀI KH&CN CẤP TRUỜNGDÀNH CHO GIẢNG VIÊN TRẺ

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN MÁY ÐÓNG GÓI CÀ CHUA BÁN TỰ ÐỘNG

MÃ SỐ: T2013 – 02GVT

S K C0 0 4 3 0 5

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ MÁY

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN MÁY ĐÓNG GÓI CÀ CHUA BÁN TỰ ĐỘNG

Mã số: T2013 – 02GVT

Chủ nhiệm đề tài: ThS ĐẶNG MINH PHỤNG

TP HCM, Tháng 12/Năm 2013

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY ĐÓNG GÓI CÀ CHUA BÁN TỰ ĐỘNG BẰNG TÚI LƯỚI

Ngày nay, việc đóng gói cà chua và các loại nông sản khác bằng túi lưới được sử dụng rộng rãi trong các siêu thị nông sản trên cả nước Tuy nhiên, việc đóng gói túi lưới chủ yếu thực hiện bằng tay mất thời gian, chi phí cao, năng suất thấp, giá thành sản phẩm tăng Sản phẩm được đóng gói bằng túi lưới có tính thẩm mỹ cao, dễ vận chuyển, tiện lợi và dễ sử dụng Tuy nhiên, việc đóng gói sản phẩm bằng túi lưới hầu hết là bằng tay, số lượng đóng gói túi lưới cho các loại sản phẩm lại quá nhiều nên sẽ làm tiêu tốn nhiều thời gian, công sức

Trong khi đó ở Việt Nam, các công trình nghiên cứu chế tạo máy đóng gói cà chua bằng túi lưới chưa được quan tâm, đặc biệt là nghiên cứu về máy đóng gói cà chua bằng túi

lưới Vì vậy tác giả chọn đề tài “nghiên cứu thiết kế, tính toán và chế tạo máy đóng gói cà

chua bán tự động bằng túi lưới’’ nhằm góp phần vào việc giảm tải sức lao động, thời gian,

đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng, các siêu thị chuyên kinh doanh nông sản và tăng hiệu quả kinh tế

Trong quá trình thực hiện, tác giả đã đề xuất được các nguyên lý hoạt động cơ cấu đóng gói bán tự động, chế tạo mô hình của máy nhằm đánh giá kết quả thực tế Đề tài trình bày các kết quả nghiên cứu về cơ cấu đóng gói túi cà chua bán tự động góp phần vào việc giảm tải thời gian, tăng năng suất, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của các siêu thị chuyên bán nông sản Kết quả thử nghiệm cho thấy cơ cấu đóng gói cà chua bằng túi lưới bán tự động hoạt động tốt, các mối đóng chắc chắn, đạt yêu cầu về an toàn và tính thẩm mỹ

Trong tương lai, tác giả sẽ cố gắng cải tiến về kỹ thuật để máy có thể đi vào hoạt động trong cuộc sống, đạt được hiệu quả, năng suất cao Đồng thời, tác giả sẽ đẩy mạnh việc thăm dò thị trường và nhu cầu của khách hàng để có thể đưa sản phẩm vào ứng dụng trong đời sống Tác giả tin rằng cơ cấu đóng gói cà chua bán tự động sẽ được nhiều người quan tâm, sử dụng, có thể đem lại lợi ích cho người tiêu dùng

TÓM TẮT ĐỀ TÀI i

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1

1.2.1 Ý nghĩa khoa học 1

1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn 1

1.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 2

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu 2

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 2

1.5 Phương pháp nghiên cứu 2

1.5.1 Cơ sở phương pháp luận 2

1.5.2 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể 2

1.6 Kết cấu đồ án tốt nghiệp 3

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 4

2.1 Giới thiệu 4

2.2 Đặc tính của máy đóng gói cà chua bán tự động bằng túi lưới 9

2.3 Kết cấu của máy đóng gói cà chua bán tự động bằng túi lưới 9

2.4 Các nghiên cứu liên quan tới đề tài 10

2.4.1 Các nghiên cứu ngoài nước 10

2.4.2 Các nghiên cứu trong nước 12

2.5 Các tồn tại của máy 14

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 15

3.2.3 Phương pháp tính lực cơ cấu 18

3.4 Tính toán các bộ truyền trong cơ cấu 19

3.6 Phần mềm hỗ trợ thiết kế Autodesk Inventor 23

CHƯƠNG 4: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP VỀ MÁY ĐÓNG GÓI 24

4.1 Yêu cầu của đề tài 24

4.2 Phương hướng và giải pháp thực hiện 24

4.2.1 Phương án đóng gói túi lưới 24

4.2.2 Phương án cơ cấu cấp kim đóng gói tự động 27

4.2.3 Phương án thiết kế cơ cấu đóng gói 28

4.4 Trình tự công việc tiến hành 31

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN MÁY ĐÓNG GÓI 33

5.2 Thiết kế sơ bộ máy đóng gói cà chua 34

5.4 Thiết kế khuôn uốn và lực uốn kim 36

5.5 Thiết kế dao cắt và góc độ cắt 37

5.8 Tính toán bộ truyền bánh ma sát 41

5.10 Tính toán bánh khía truyền động 44

5.11 Tính toán công suất động cơ 45

5.12 Tính toán trục bánh răng chủ động 46

5.13 Chọn ổ lăn 49

5.14 Tính toán lực lò xo ép bánh kim 49

5.15 Kiểm nghiệm bền các chi tiết quan trọng bằng Inventor 12 50

CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM – ĐÁNH GIÁ 621 6.1 Mô hình thiết kế máy đóng gói 621 6.2 Mô hình thực nghiệm máy đóng gói 632 KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ 64

3 PHỤ LỤC 65

4 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

7

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Số lượng sản xuất cà chua trên thế giới 5

Bảng 2.2: Thành phần dinh dưỡng của cà chua 6

Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật máy 10

Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật máy GY-ZD 11

Bảng 2.5: Thông số kỹ thuật máy USB-10 12

Bảng 2.6: Thông số kỹ thuật máy CA-9S 14

Bảng 3.1: Hệ số của lò xo với đường kính 21

Bảng 5.1: Thông số cuộn kim (Nguồn - Công ty TNHH Tân Bách Đạt) 34

Bảng 5.2: Thành phần thép C3D2 (Phụ lục- Bảng 6.1) 34

Hình 2.1 Cà chua Slicing 4

Hình 2.2 Túi lưới nhựa dạng cuộn 7

Hình 2.3 Túi lưới dạng ống 8

Hình 2.4 Túi lưới dạng tép 8

Hình 2.5 Túi lưới GIRO 8

Hình 2.6 Túi lưới đựng đồ dùng 9

Hình 2.7 Máy đóng gói túi lưới tự động GB/UB 10

Hình 2.8 Máy đóng gói túi lưới GY-ZD 11

Hình 2.9 Máy đóng gói túi lưới USB-10 (Tân Bách Đạt) 12

Hình 2.10 Máy đóng gói cột kim túi lưới CA-9S 13

Hình 3.1 Cơ cấu 4 khâu bản lề 16

Hình 3.2 Họa đồ tỉ số truyền 18

Hình 3.3 Bánh ma sát 19

Hình 3.4 Lực tác dụng trên bánh ma sát 20

Hình 4.1 Phương pháp nhiệt hàn túi lưới 25

Hình 4.2 Dây nhựa rút cột túi lưới 25

Hình 4.3 Cuộn kim cột túi lưới 26

Hình 4.4 Sơ đồ nguyên lý bánh ma sát đẩy kim đóng gói 27

Hình 4.5 Sơ đồ nguyên lý dùng piston – xylanh để đẩy kim 27

Hình 4.6 Sơ đồ nguyên lý cắt kim bằng piston - xylanh 28

Hinh 4.7 Sơ đồ nguyên lý cắt dùng 4 khâu bản lề 29

Hình 5.1 Nguyên lý hoạt động của máy đóng gói 32

Hình 5.2 Sơ đồ sơ bộ của máy 33

Hình 5 3 Mối dập kim đóng gói thực tế 35

Hình 5.4 Khuôn uốn và lực uốn kim 35

Hình 5.5 Sơ đồ lực cắt và góc độ cắt kim 36

Hình 5.6 Sơ đồ lực cơ cấu 4 khâu 37

Hình 5.7 Sơ đồ lực cắt khâu 4 38

Hình 5.8 Sơlực cắt khâu (2) và (3) 39

Hình 5.9 Sơ đồ lực trên bánh ma sát 40

Hình 5.10 Sơ đồ lực trên bánh răng 42

Hình 5.11 Sơ đồ lực trên bánh khía 43

Hình 5.12 Sơ đồ lực trên khâu (2) 44

Hình 5.13 Họa đồ tỉ số truyền khâu (1) và (3) 44

Hình 5.14 Sơ đồ lực và mô ment uốn của trục 47

Hình 6.1 Mô hình thiết kế máy đóng gói 60

Hình 6.2 Mô hình máy đóng gói thực nghiệm 60

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Ngày nay, việc đóng gói cà chua và các loại nông sản khác bằng túi lưới được sử dụng rộng rãi trong các siêu thị nông sản trên cả nước Tuy nhiên, việc đóng gói túi lưới chủ yếu thực hiện bằng tay mất thời gian, chi phí cao, năng suất thấp, giá thành sản phẩm tăng Sản phẩm được đóng gói bằng túi lưới có tính thẩm mỹ cao, dễ vận chuyển, tiện lợi và dễ sử dụng Tuy nhiên, việc đóng gói sản phẩm bằng túi lưới hầu hết là bằng tay, số lượng đóng gói túi lưới cho các loại sản phẩm lại quá nhiều nên sẽ làm tiêu tốn nhiều thời gian, công sức

Trong khi đó ở Việt Nam, các công trình nghiên cứu chế tạo máy đóng gói cà chua bằng túi lưới chưa được quan tâm, đặc biệt là nghiên cứu về máy đóng gói cà chua bằng túi

lưới Vì vậy tác giả chọn đề tài “nghiên cứu thiết kế, tính toán và chế tạo máy đóng gói cà

chua bán tự động bằng túi lưới’’ nhằm góp phần vào việc giảm tải sức lao động, thời gian,

đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng, các siêu thị chuyên kinh doanh nông sản và tăng hiệu quả kinh tế

Căn cứ vào nhu cầu thiết thực đó, tác giả quyết định thực hiện đề tài: “Nghiên cứu,

thiết kế, tính toán và chế tạo mô hình máy đóng gói cà chua bán tự động bằng túi lưới”

Với đề tài này, tác giả hy vọng sẽ góp phần vào việc giảm tải sức lao động, thời gian và đáp ứng nhu cầu của khách hàng ngày một tốt hơn và hiệu quả hơn

1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

1.2.1 Ý nghĩa khoa học

 Tạo điều kiện, tiền đề cho người nghiên cứu phát triển các kỹ năng, vận dụng kiến thức đã học được vào đời sống

 Tạo ra sản phẩm mới, góp phần vào sự phát triển của nền công nghiệp nước nhà

 Đây cũng sẽ là tiền đề để cải tiến, phát triển sản phẩm và ứng dụng vào trong các lĩnh vực khác có liên quan

1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn

 Giúp việc đóng gói các nông sản bằng túi lưới thực hiện nhanh chóng, thẩm mỹ, đáp

ứng nhu cầu khách hàng

 Nâng cao năng suất lao động, giảm chi phí do công nhân đóng gói bằng tay

 Ngoài việc đóng gói cho cà chua thì máy đóng gói có thể đóng gói các loại nông sản

khác bằng túi lưới

1.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài

 Tìm hiểu chức năng, nguyên lý, cơ cấu điều khiển và mô hình của máy đóng gói cà chua bán tự động bằng túi lưới

 Thiết kế mô hình 3D bằng phần mềm Autodesk Inventor 2012

 Tính toán và hoàn chỉnh thiết kế cho máy đóng gói

 Gia công, lắp ráp mô hình máy đóng gói

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu

 Túi lưới nhựa dùng để đóng gói nông sản

 Các kiểu đóng gói túi lưới

 Nguyên lý đóng gói túi lưới

 Máy đóng gói cà chua bán tự động bằng túi lưới

 Phần mềm Inventor 2012

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu

 Nguyên cứu, thiết kế, tính toán và chế tạo mô hình máy đóng gói cà chua bán tự động bằng túi lưới trong phạm vi công nghiệp vừa và nhỏ

 Sử dụng phần mềm Autodesk Inventor 12 trong thiết kế, mô phỏng chuyển động

1.5 Phương pháp nghiên cứu

1.5.1 Cơ sở phương pháp luận

 Phương pháp nghiên cứu là những nguyên tắc và cách thức hoạt động khoa học nhằm đạt đến chân lý khách quan dựa trên cơ sở của sự chứng minh khoa học Theo định nghĩa này cần phải có những nguyên tắc cụ thể và dựa theo đó các vấn đề được giải quyết

 Nghiên cứu nguyên lý hoạt động của cơ cấu chuyển động, tính toán lực cắt, lực tác dụng trong cơ cấu và các nguyên lý đóng gói túi lưới trong thực tế có thể sử dụng Từ đó có

sự nhìn nhận đúng hướng trong việc tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình máy đóng gói cà chua bán tự động bằng túi lưới

1.5.2 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể

Để thực hiện đề tài này, tác giả sử dụng một số phương pháp sau:

 Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Tham khảo các nguồn tài liệu văn bản: sách, giáo

trình, tài liệu tham khảo, các bài viết từ những nguồn tin cậy trên Internet, các công trình nghiên cứu… nhằm xác định được phương án điều khiển, gia công tối ưu cho máy

 Phương pháp thực nghiệm: Tiến hành thực nghiệm độ bền kim đóng gói Lấy đó làm

cơ sở chính trong việc tính toán lực, thiết kế chế tạo các chi tiết của máy

 Phương pháp phân tích: Sau khi đã tham khảo, nghiên cứu tài liệu và có được số liệu

cần thiết thì việc phân tích các số liệu cũng như các tài liệu có liên quan là điều cần thiết Với mục đích là lựa chọn được cơ cấu điều khiển tối ưu trong môi trường làm việc (trong các siêu thị, chợ…)

 Phương pháp mô hình hóa: Việc chế tạo mô hình giúp kiểm nghiệm được lý thiết và

sữa chữa những chỗ sai mà phương pháp lý thuyết không thể thấy được

1.6 Nội dung đề tài NCKH

 Chương 1: Giới thiệu về đề tài và một số phương pháp, cách thức thực hiện đề tài

 Chương 2: Trình bày tổng quan nghiên cứu của đề tài, bao gồm giới thiệu về máy, kết

cấu của máy, các nghiên cứu liên quan

 Chương 3: Trình bày về cơ sở lý thuyết để thực hiện đề tài

 Chương 4: Đưa ra phương hướng và các giải pháp để giải quyết vấn đề, bao gồm các

nguyên lý đóng gói và quy trình chế tạo máy đóng gói túi lưới

 Chương 5: Tính toán cơ cấu, công suất động cơ, các bộ phận của máy, điều kiện bền

các chi tiết quan trọng

 Chương 6: Chế tạo mô hình thực nghiệm, kiến nghị và đánh giá.

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

2.1 Giới thiệu

 Giới thiệu về cà chua và công dụng làm thực phẩm

Cà chua là một loại rau quả làm thực phẩm Quả ban đầu có màu xanh, chín ngả màu

từ vàng đến đỏ Cà chua là loại rau giàu dinh dưỡng, dễ chế biến, có thể sử dụng lâu dài, liên tục Do vậy cà chua là loại rau rất được ưa chuộng Không những chỉ có ý nghĩa kinh tế nông nghiệp quan trọng mà cà chua còn được sử dụng như một đối tượng nghiên cứu di truyền, tế bào và chọn giống ở thực vật bậc cao

Hình 2.1: Cà chua Slicing

Cà chua (Lycopersicon esculentum Mill) thuộc họ Cà (Solanaceae) là một trong những loại rau ăn quả có giá trị dinh dưỡng cao, đứng đầu về giá trị dinh dưỡng cũng như giá trị sử dụng Trong quả cà chua chín có đường, các loại vitamin C, B, K, β-caroten… acid hữu cơ và các chất khoáng quan trọng cho sức khỏe con người như Mg, Ca, Fe… Về mặt y học, cà chua có tính mát, vị ngọt giúp tạo năng lượng, tăng sức sống, cân bằng tế bào, giải nhiệt, điều hoà bài tiết, tăng khả năng tiêu hoá

Cà chua thuộc họ cây Bạch Anh, các loại cây trong họ này thường phát triển từ 1 đến

3 mét chiều cao, có những cây thân mềm bò trên mặt đất hoặc dây leo trên thân cây khác ví

dụ nho Họ cây này là một loại cây lâu năm trong môi trường sống bản địa của nó, nhưng nay nó được trồng như một loại cây hàng năm ở các vùng khí hậu ôn đới

Trồng trọt:

Cà chua được phát triển trên toàn thế giới do sự tăng trưởng tối ưu của nó trong nhiều điều kiện phát triển khác nhau Các loại cà chua được trồng trọt phổ biến nhất là loại quả đường kính khoảng 5–6 cm Hầu hết các giống được trồng đều cho ra trái cây màu đỏ, nhưng một số giống cho quả vàng, cam, hồng, tím, xanh lá cây, đen hoặc màu trắng Đặc biệt có loại cà chua nhiều màu và có sọc

Cà chua là một trong các loại trái cây vườn phổ biến nhất tại Hoa Kỳ, cùng với quả

bí xanh được người trồng ưa thích

Một vài thương gia tạo ra ngân hàng cung cấp hạt giống thuần chủng Định nghĩa về

cà chua thuần chủng là mơ hồ, nhưng không giống với các giống thương mại, chúng được côn trùng thụ phấn vào được lai tạo trong 40 năm hoặc lâu hơn

Khoảng 150 triệu tấn cà chua đã được sản xuất ra trên thế giới trong năm 2009 Trung Quốc là nước sản xuất cà chua lớn nhất, chiếm khoảng một phần tư sản lượng toàn cầu, tiếp theo là Hoa Kỳ và Ấn Độ Các khu vực chế biến tại California chiếm 90% lượng sản xuất ở Mỹ và 35% lượng sản xuất thế giới

Theo FAOSTAT, Những quốc gia sản xuất cà chua nhiều nhất thế giới năm 2009 là:

Bảng 2.1: Số lượng sản xuất cà chua trên thế giới

Thành phần dinh dưỡng:

Trong cà chua có chứa rất nhiều chất dinh dưỡng có lợi cho sức khỏe như carotene, lycopene, vitamin và kali Tất cả những chất này đều rất có lợi cho sức khoẻ con người Đặc biệt cái loại vitamin B, vitamin C và beta carotene giúp cơ thể chống lại quá trình oxy hoá của cơ thể, giảm thiểu nguy cơ tử vong do bệnh tim mạch và ung thư

Sàn xuất cà chua – 2009 (số lượng: tấn)

Giá trị dinh dưỡng 100 g (3,5 oz)

Năng lượng 75 KJ(18 Kcal) Cacbonhydrat 4 g Đường 2,6 g Chất xơ thực phẩm 1 g Chất béo 0,2 g Protein 1 g Vitamin C 13 mg(22%)

Tỷ lệ phần trăm theo lượng hấp thu hằng ngày của

người lớn

Bảng 2.2: Thành phần dinh dưỡng của cà chua

Quả cà chua chín có màu đỏ tươi tạo màu đẹp và sự ngon miệng cho các món ăn Màu

đỏ này còn cho thấy hàm lượng vitamin A thiên nhiên trong cà chua cao, trung bình chỉ cần 100g cà chua chín còn tươi sẽ đáp ứng được 13% nhu cầu hằng ngày về vitamin A, cũng như các vitamin B6, vitamin C Ngoài ra còn có các vitamin B1, B2, PP…

Các chất khoáng vi lượng có trong cà chua như canxi, sắt, kali, photpho, magnesium, lưu huỳnh, nickel, cobalt, iôt, các axit hữu cơ dưới dạng muối nitrat và tuỳ theo môi trường trồng, trong cà chua có thể có cả đồng, molibden Chính nhờ các yếu tố này, cà chua được coi là một thức ăn giàu chất dinh dưỡng, dễ tiêu hoá, tăng cường sức đề kháng của cơ thể

Máy bán tự động

Máy bán tự đông: là máy hoạt động trên nguyên tắc tự động nhưng có một hoặc vài

khâu trên dây chuyền hay trên cơ cấu có sự tham gia trực tiếp của con người

Vai trò và ý nghĩa của tự động hóa quá trình sản xuất:

 Tự động hóa quá trình sản xuất cho phép giảm giá thành và nâng cao năng suất lao động Trong mọi thời đại, các quá trình sản xuất luôn được điều khiển theo các quy luật kinh

tế Có thể nói chi phí và hiệu quả sản xuất là một trong những yếu tố quan trọng xác định nhu cầu phát triển tự động hóa

 Tự động hóa quá trình sản xuất cho phép cải thiện điều kiện sản xuất Các quá trình sản xuất sử dụng quá nhiều lao động sống thường không đảm bảo tính ổn định về giờ giấc, chất lượng gia công và năng xuất lao động, gây khó khăn trong việc điều hành và quản lý giờ giấc Các quá trình sản xuất tự động cho phép loại bỏ các nhược điểm trên

 Tự động hóa quá trình sản xuất cho phép đáp ứng cường độ sản xuất hiện đại

 Tự động hóa quá trình sản xuất cho phép chuyên môn hóa và hoán đổi sản xuất Chỉ một số ít các sản phẩm phức tạp là được chế tạo từ một nhà sản xuất

 Tự động hóa quá trình sản xuất cho phép thực hiện cạnh tranh và đáp ứng điều kiện sản xuất

 Vì tự động hóa mang lại nhiều lợi ích như trên, tuy nhiên việc chế tạo một dây chuyền tự động hóa hoàn toàn từ khâu cung cấp phôi cho đến lúc thành phẩm còn gặp một

số khó khăn về chi phí hoàn thành, nên tác giả chỉ thực hiện đề tài với máy bán tự động

 Túi lưới nhựa

Túi lưới nhựa được sản xuất từ nhựa PE (Polyolefins), PP (Polypropylene), EVA có

độ chịu lực và độ giãn rộng rất tốt, chất lượng ổn định

 Đặc tính túi lưới nhựa:

+ Sản phẩm dây đai nhựa có độ chịu lực và độ co giãn tốt, chất lượng ổn định Kích thước phù hợp với cỡ và trọng lượng của vật được chứa Qui cách và màu sắc túi lưới

đa dạng, đáp ứng mọi yêu cầu của khách hàng

+ Sản phẩm không chứa độc tố, đảm bảo an toàn cho sức khỏe

 Công dụng túi lưới nhựa:

+ Đóng gói nhiều chủng loại sản phẩm như: rau, củ, quả, bánh kẹo, hành tỏi, đồ chơi…

 Các loại túi lưới trên thị trường:

+ Túi lướicuộn: loại này được sử dụng để đóng gói các loại trái cây, cung cấp phôi tự

động trên dây chuyền công nghiệp

Hình 2.2: Túi lưới nhựa dạng cuộn

+ Túi lưới dạng ống: được cung cấp dưới dạng một ống dài dồn lại trong một đoạn

ngắn, dùng nhiều trong các máy bán tự động

Hình 2.3: Túi lưới dạng ống

+ Túi lưới dạng tép: được xếp thành từng tép nhỏ,chiều dài mặt cắt đối chiếu vào ống

bên ngoài, khả năng thay đổi theo các loại lưới

Hình 2.4: Túi lưới dạng tép

+ Túi lưới GIRO: lưới được làm từ những sợi nhỏ đan lại, dùng để đóng gói, bảo quản

sản phẩm bên trong, tăng tính thẩm mỹ cho sản phẩm

Hình 2.5: Túi lưới GIRO

+ Túi lưới làm sẵn: tùy theo công dụng mà người ta sản xuất nên các túi lưới sẵn cho

người tiêu dùng như các loại túi lưới có đai sách, túi đựng đồ…

Hình 2.6: Túi lưới đựng đồ dùng

2.2 Đặc tính của máy đóng gói cà chua bán tự động bằng túi lưới

Nguyên tắc đóng gói bằng túi lưới:

 Đóng gói bán tự động cà chua bằng túi lưới nhựa

 Phải làm kín 2 đầu của túi lưới và cà chua bên trong túi lưới không rơi ra ngoài

 Các quả cà chua khi được đóng gói xong phải đảm bảo không bị hư hỏng, dập nát

 Sử dụng tối ưu lượng túi lưới cần thiết, mối cắt phải gọn gàng, thẫm mỹ và an toàn

 An toàn cho người sử dụng máy

2.3 Kết cấu của máy đóng gói cà chua bán tự động bằng túi lưới

Thiết kế sơ bộ của máy gồm phần chính:

 Phần khung máy: Chịu tải trọng, cứng vững và bộ phận để liên kết các bộ phận khác

trên máy,có ngăn đựng đồ dùng cá nhân cho công nhân đứng máy

 Cơ cấu cắt kim: Dùng cắt đứt cuộn kim và buộc 2 đầu của túi lưới đựng cà chua bên

trong, sử dụng nguyên lý của cơ cấu đóng gói

 Cơ cấu cấp kim tự động: Dùng 2 bánh ma sát dưới tác dụng của lực ma sát đẩy kim

ra ngoài cho việc cấp kim đóng gói

 Ngoài ra, còn có các bộ phận khác và mạch điện cấp nguồn cho động cơ

2.4 Các nghiên cứu liên quan tới đề tài

2.4.1 Các nghiên cứu ngoài nước

 Máy đóng gói túi lưới tự động GB/UB (Xuất sứ Australia)

Mô tả về máy: Máy sử dụng đóng gói tất cả các loại túi lưới của Girplus, Girsac Tạo

hình một túi xách gọn gàng đẹp mắt cho sản phẩm và đính kèm theo tên công ty, nhãn sản phẩm…

Sử dụng lưới dạng ống liên tục, túi lưới được tạo hình và tiếp liệu thông qua một quá trình gồm ba giai đoạn rất là đơn giản

1 Tạo hình túi lưới

2 Nạp liệu và đưa ống lưới vào

3 Điều khiển đưa nhãn hiệu vào và cột túi lưới

Hình 2.7: Máy đóng gói túi lưới tự động GB/UB

Nguồn điện 220-380V/ 50HZ/ 4KW Trọng lượng máy 780 KG

Kích thước máy(LxWxH) 1770 x 900 x 2250 (mm)

Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật máy GB/UB

 Máy đóng gói túi lưới GY-ZD (Xuất xứ Trung Quốc)

Hình 2.8: Máy đóng gói túi lưới GY-ZD

Mô tả đặc tính của máy: máy được sử dụng trong các túi siêu thị, sản xuất túi phẳng,

sản xuất túi để đóng gói quần áo, giày dép, túi bao bì một lần dùng trong y tế Máy có nhiều chủng loại C, D hoặc E

Tính năng:

 Sử dụng máy tính để điều khiển hệ thống hoặc các tín hiệu số để điều khiển máy

 Máy có thể duy trì nhiệt độ tự động đóng gói

 Có thể tính và thiết lập chế độ báo động cho chế độ tự động

 Chiều dài lưới được cố định, chính xác và ổn định

Tên máy Máy đóng gói túi lưới GY-ZD Xuất xứ Trung Quốc

Nguyên lý đóng gói Sử dụng nhiệt độ ép chặt hai đầu túi lưới,

không dùng kim bấm kim loại Công suất động cơ 1.1KW

Năng suất đóng gói 320000 túi/ngày Trọng lượng máy 800 Kg Kích thước (LxWxH)(mm) 2500 x1350x2501

Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật máy GY-ZD

2.4.2 Các nghiên cứu trong nước

Ở Việt Nam, hiện tại các công ty nhập khẩu các loại máy đóng gói túi lưới trên thế giới vào thị trường của nước ta Một công ty chuyên nhập khẩu các thiết bị, máy móc đóng

gói túi lưới tự động và bán tự động là Công ty TNHH SX-TM-XNK TÂN BÁCH ĐẠT

(284/25/18 LÝ THƯỜNG KIỆT - P.14 - Q.10 - TP.HCM)

 Máy đóng gói túi lưới USB-10

Hình 2.9: Máy đóng gói túi lưới USB-10 (Tân Bách Đạt)

Xuất xứ Công ty TNHH Tân Bách Đạt Nguồn điện 220 / 380V/ 50HZ/ 2.9KW Nguyên lý đóng gói Dùng nhiệt hàn túi lưới Năng suất 27 Túi/phút Lượng khí tiêu thụ 25 L/phút Kích thước máy LxHxB (mm) 2000x900x2010

Bảng 2.5: Thông số kỹ thuật máy USB-10

 Máy đóng gói cột kim túi lưới CA-9S

Hình 2.10: Máy đóng gói cột kim túi lưới CA-9S Đặc tính máy:

 Máy đóng gói cột kim túi lưới cho các sản phẩm trái cây và nông sản như cam, quít, chanh, bưởi, khoai tây, hành tây, …

 Trọng lượng túi lưới khoảng từ 500g đến 4kg

 Thay ống tự động

 Năng suất : 42 túi/phút (tùy theo trọng lượng, loại sản phẩm, điều chỉnh tốc độ, …)

 Kết nối với bộ phận in và cấp tem chai rượu (loại EEC – 3 / E 200) hay có thể kết nối với bộ phận cấp tem dài

 Sử dụng loại dây kim loại (sử dụng 1 lần) rất dể dàng thay đổi

 Màn hình hiển thị 7 inch với giao diện đẹp và trang nhã

 Điều chỉnh với 3 mức tương ứng với 270mm

 Kim cột với độ bền cao giúp cho việc di chuyển thật dể dàng

 Có thể kết nối với các dạng máy đóng gói khác của GIRO

 Sản phẩm này được sản xuất bởi Giro, GH, S.A

Kí hiệu CA-9S Nguồn điện 220/380V/50Hz/2.9KW Tiêu thụ khí hơi 130 l/phút

Áp suất khí hơi 0.6 Mpa Trọng lượng máy 425 kg Kích thước máy 1900 x 1040 x 2010mm Sản lượng

42 túi/phút (sản phẩm 1 kg)

Có thể thay đổi theo trọng lượng, tốc độ, loại

sản phẩm,…

Bảng 2.6: Thông số kỹ thuật máy CA-9S

2.5 Các tồn tại của máy

Trên thế giới có rất nhiều loại máy đóng gói túi lưới với đủ các mẫu mã, kích thước khác nhau Hầu hết, chúng đều được thiết kế tối ưu về các phương án đóng gói khác nhau và đem lại năng suất cao Tuy nhiên, việc nhập khẩu các máy sản xuất ở nước ngoài về tiêu thụ

ở thị trường nhỏ và lẻ ở Việt Nam thì còn tồn tại nhược điểm sau đây:

+ Chi phí cho một máy đóng gói nhập khẩu từ nước ngoài về quá lớn

+ Diện tích của máy lớn, không phù hợp với các nơi đóng gói nhỏ lẻ ở Việt Nam

+ Thiết kế và chế tạo máy tự động rất phức tạp

+ Qui mô sản xuất ở Việt Nam chủ yếu là đơn lẻ và đầu tư thấp

Từ những yêu cầu về kỹ thuật của máy và cách khắc phục các nhược điểm các máy nhập khẩu cho phù hợp với thị trường Việt Nam, tác giả đề xuất phương án cải tiến máy như sau: + Thiết kế máy đóng gói bán tự động

+ Giảm giá thành cho một máy phù hợp với nhu cầu sử dụng

+ Chiếm diện tích nhỏ hơn S < 1.5m2

+ Thiết kế và chế tạo ở Việt Nam

+ Thuận tiện, an toàn khi sử dụng

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

 L: Chiều dài của đường cắt (mm)

 T: Chiều dày của phôi cắt (mm)

 σcắt: Giới hạn bền cắt của phôi

 σcắt= (0.8- 0.9).σbền (MPa)

 σbền: Giới hạn bền của vật liệu cắt (Phụ lục - Bảng 6.1)

Công thức tính công suất của lực:

 n= 1.6-1.8: Hệ số điều chỉnh khi xét đến độ cứng vật liệu

 σ: Giới hạn bền kéo của vật liệu (MPa)

 W: Bề rộng phôi (mm)

 T: Bề dày phôi (mm)

 R: Bán kính uốn (mm)

3.3 Cơ sở thiết kế tính toán truyền động 4 khâu bản lề phẳng

3.2.1 Các đặc điểm của cơ cấu toàn khớp thấp

Định nghĩa: Cơ cấu 4 khâu bản lề là cơ cấu gồm 4 khâu, nối với nhau bằng các khớp

quay Khâu cố định gọi là giá, khâu đối diện với giá gọi là thanh truyền Hai khâu còn lại, nếu quay được hết vòng, được gọi là tay quay, còn nếu không quay được hết vòng, được gọi

là cần lắc

Đặc điểm của cơ cấu khớp thấp:

 Lâu mòn, tuổi thọ cao, khả năng truyền lực lớn

 Có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, lắp ráp

 Khi cần thiết dễ dàng thay đổi kích thước động các khâu để nhận được một quy luật chuyển động khác

 Khó thiết kế cơ cấu theo một quy luật chuyển động cho trước

Công thức tính bậc tự do cho cơ cấu phẳng:

Đặc điểm về quỹ đạo (Vị trí của cơ cấu)

Điều kiện quay toàn vòng của khâu nối giá 1:

Hình 3.1: Cơ cấu 4 khâu bản lề

 Để khâu nối giá quay l1 quay toàn vòng thỏa mãn điều kiện sau:

Nguyên tắc Grashôp:

Trong cơ cấu 4 khâu bản lề:

 Tổng chiều dài của khâu ngắn nhất và dài nhất nhỏ hơn tổng chiều dài của 2 khâu còn lại thì:

+ Nếu cố định khâu ngắn nhất, được hai tay quay

+ Nếu cố định khâu kề khâu ngắn nhất, khâu ngắn nhất sẽ là tay quay, khâu còn lại sẽ

Đặc điểm truyền vận tốc:

Hình 3.2: Họa đồ tỉ số truyền

Trong cơ cấu 4 khâu bản lề, chuyển động quay được truyền từ khâu 1 sang khâu 3

Tỉ số truyền giữa 2 khâu là tỉ số giữa vận tốc góc của 2 khâu đó Tỉ số truyền cơ cấu là tỉ số giữa vận tốc của khâu dẫn và khâu bị dẫn

Định lý Vilis: Trong cơ cấu 4 khâu bản lề, đường thanh truyền chia đường nối giá

thành những đoạn tỉ lệ nghịch với vận tốc góc của hai khâu nối giá

Gọi ω1 là vận tốc góc của khâu dẫn 1,ω3 là vận tốc góc của khâu bị dẫn 3

 Tỉ số truyền của cơ cấu là:

3.2.3 Phương pháp tính lực cơ cấu

Trong một cơ cấu chuyển động, vận tốc các khâu nói chung thay đổi Như vậy, các lực tác động lên cơ cấu không cân bằng, nên các khâu chuyển động có gia tốc Với một hệ lực không cân bằng, không thể dùng các phương trình cân bằng tĩnh học để xác định định lực chưa biết Muốn giải được, ta phải dùng nguyên lý Đa-lam-be

 Biểu thức nguyên lý Đa-lam-be:

3.4 Tính toán các bộ truyền trong cơ cấu

 Bộ truyền bánh ma sát

Hình 3.3: Bánh ma sát

Nguyên lý làm việc của bộ truyền bánh ma sát: hai bánh ma sát được nén bởi lực F0

trên bề mặt tiếp xúc có áp suất, có lực ma sát Fms, lực ma sát cản trở chuyển động trượt đương tối giữa hai bánh ma sát Do đó khi bánh ma sát dẫn quay sẽ kéo bánh bị dẫn quay theo, như vậy chuyển động được truyền từ trục I mang bánh dẫn sang trục II mang bánh bị dẫn Lực ma sát cần thiết trên bề mặt tiếp xúc phải thỏa điều kiện:

T: Mô ment xoắn trên trục (N.mm)

 Ứng suất σ tại tiết diện của trục được xác định theo công thức:

Bảng 3.1: Hệ số của lò xo với đường kính

 Ứng suất xoắn trên dây lò xo được xác định:

τx =8.k.c.F

π.d2 (3.19) (Trang 261/[7])

 Ứng suất cho phép [τx] được xác định như sau:

[τx] = (0.4 ÷ 0.5) σbĐối với các thép thường dùng làm lò xo, lấy σb= 1500÷1700 MPa

 Công thức tính đường kính dây lò xo như sau:

d ≥ 1.6√k.F.c

τx (3.20) (Trang 261/[7])

 Kiểm nghiệm ổ lăn

Đối với ổ lăn quay chậm v< 5(m/s), được tính toán theo sức bền tĩnh

 Hệ số tải trọng tĩnh được xác định theo công thức:

 V: hệ số kể đến vòng nào quay; khi vòng trong quay v = 1; vòng ngoài quay v = 1.2

 Kt: Hệ số ảnh hưởng nhiệt độ, kt = 1 khi nhiệt độ t= 1050C,

 kt = (108+0.4t)/150 khi t = 105…2500C

 kđ: hệ số kể đến đặc tính tải trọng, kđ= 1…2

3.5 Tính toán công suất động cơ

 Công suất động cơ điện được xác định theo công thức:

Pct =Pt

ƞ (3.23) (Trang 19/[3])

Trong đó:

 Pct: công suất cần thiết trên trục đông cơ (kW)

 Pt: công suất trên máy công tác (kW)

 ƞ = 0.8 ÷ 0.9Hiệu suất truyền động

 Công suất làm việc trên trục công tác được tính theo công thức:

3.6 Phần mềm hỗ trợ thiết kế Autodesk

Inventor

Phần mềm Autodesk Inventor là nền móng

cho công nghệ mô hình số hoá Mô hình 3D thiết

kế trên Autodesk Inventor là một mô hình số 3D

chính xác, cho phép người dùng kiểm soát hình

dạng, thuộc tính, và các chức năng của một thiết

kế, giới hạn bớt nhu cầu đối với các mô hình vật lý,

cũng như giảm bớt chi phí thay đổi thiết kế như

trong thiết kế truyền thống khi đưa ra sản xuất

Phần mềm Inventor cũng cung cấp đầy đủ các công

cụ cho phép tạo ra các bản vẽ thiết kế, cũng như

chế tạo chính xác một cách trực tiếp từ mô hình

3D, và giúp cho những người dùng AutoCAD cảm nhận được những lợi ích của công nghệ

mô hình số hoá bằng cách tận dụng đầy đủ các tiện ích của dữ liệu thiết kế dưới dạng DWG, cũng như sản phẩm khác của AutoCAD Phần mềm Autodesk Inventor cũng cung cấp rất nhiều công cụ để đơn giản hoá, nhận biết và chuyển đổi sang thiết kế 3D cho những người dùng AutoCAD

Tất cả các gói phần mềm của Inventor đều hỗ trợ phiên bản mới nhất của phần mềm AutoCAD Mechanical trong những trường hợp người dùng cần sử dụng công cụ thiết kế bản vẽ kỹ thuật với năng suất cao Hãy tìm hiểu tại sao phần mềm Autodesk Inventor đang thay đổi dần suy nghĩ của những người dùng AutoCAD về quá trình thiết kế

CHƯƠNG 4: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP VỀ MÁY ĐÓNG GÓI

4.1 Yêu cầu của đề tài

Máy đóng gói cà chua bán tự động được thiết kế nhằm phục vụ cho việc đóng gói cà chua hoặc nông sản với số lượng lớn đưa ra thị trường tiêu thụ Vì vậy, việc đóng gói phải đạt năng suất cao và giảm chi phí, đồng thời phải giảm tải áp lực công việc cho người công nhân do phải làm công việc lặp đi lặp lại nhiều lần trong ngày Máy đóng gói bán tự động sẽ thực hiện nhiệm vụ sau:

+ Cấp phôi cà chua bởi công nhân đứng máy

+ Đóng gói và cắt túi lưới bằng cơ cấu tự động

+ Kim cột túi lưới được cấp tự động

+ Đóng gói với số lượng lớn

Với việc xác định nhiệm vụ chính của máy, đồng thời tham khảo ý kiến của người có nhu cầu sử dụng, tác giả đã đưa ra những yêu cầu kỹ thuật cho máy như sau:

+ Máy đóng gói bán tự động

+ Sử dụng mạng lưới điện 220V-AC, công suất <1 (kW)

+ Năng suất: 18 túi/phút

+ Máy hoạt động liên tục >8 giờ/ngày

+ Chiếm không gian làm việc: S < 1.5 m2

+ Dễ sử dụng, an toàn khi thao tác

4.2 Phương hướng và giải pháp thực hiện

4.2.1 Phương án đóng gói túi lưới

 Phương án 1: Sử dụng nhiệt hàn túi lưới

Nguyên lý:

Trong phương án này, các túi lưới sẽ được đóng gói nhờ vào nhiệt độ của thanh hàn làm nóng chảy đầu túi lưới nhựa và ép chặt chúng lại với nhau Lúc này, ta phải điều chỉnh được lượng nhiệt của thanh hàn đủ để làm nóng chảy các loại túi lưới nhựa khác nhau

Hình 4.1: Phương pháp nhiệt hàn túi lưới

 Ưu điểm:

+ Có thể đóng gói tự động trên dây chuyền sản xuất qui mô lớn

+ Có thể điều chỉnh được nhiệt độ thanh hàn

+ Đóng gói với số lượng lớn, năng suất cao

 Nhược điểm:

+ Chi phí đầu tư lớn

+ Khó điều khiển do phụ thuộc vào nhiệt độ thanh hàn

+ Mối hàn của túi lưới thô và cứng

 Phương án 2: Dùng dây rút nhựa buộc đầu túi lưới

Nguyên lý:

Dùng dây rút nhựa buộc 2 đầu túi lưới để thực hiện việc đóng gói

Hình 4.2: Dây nhựa rút cột túi lưới

 Ưu điểm:

+ Đóng gói được tất cả các loại sản phẩm khác nhau

 Nhược điểm:

+ Khó cấp dây rút tự động

+ Cơ cấu đóng gói phức tạp

 Phương án 3: Dùng cuộn kim đóng gói túi lưới

Nguyên lý:

Trong phương án này, ta dùng cuộn dây kim loại buộc đầu túi lưới lại giống như cách đóng gói đầu xúc xích Cuộn kim loại được làm bằng thép C3D2, có chiều rộng 3mm, dày 0.5 mm, được quấn thành cuộn nhỏ có khối lượng 4-5 kg Khi đóng gói, kim được phóng ra bao quanh đầu túi lưới

Hình 4.3: Cuộn kim cột túi lưới

 Ưu điểm:

+ Dễ dàng cấp kim một cách liên tục

+ Đóng gói với số lượng lớn

+ Túi lưới đóng gói bền,gọn và đẹp

+ Có thểthực hiện việc đóng gói bằng các cơ cấu cơ khí đơn giản

 Nhược điểm:

+ Kim cột túi lưới có giá thành tương đối cao

 Dựa vào sự phân tích ưu, nhược điểm của các phương án đóng gói túi lưới nêu trên

và với mục đích tối ưu cho đề tài Nhận thấy, đóng gói túi lưới bằng kim đóng gói C3D2 là phù hợp nhất Như vậy, chọn cách đóng gói túi lưới bằng kim C3D2

Kim cuộn

Dao cắt kim

Khuôn định

hình kim

4.2.2 Phương án cơ cấu cấp kim đóng gói tự động

 Phương án 1: Dùng bánh ma sát để đẩy kim

Hình 4.4: Sơ đồ nguyên lý bánh ma sát đẩy kim đóng gói Nguyên lý:

Dùng 2 bánh sát để tạo lực ma sát đẩy kim đóng gói phóng ra Chiều dài kim phóng

ra phụ thuộc vào góc quay của bánh ma sát

 Ưu điểm:

+ Đơn giản, dễ chế tạo và lắp ráp

+ Dễ điều chỉnh lực ép tác dụng lên kim

+ Cơ cấu điều khiển đơn giản

+ Cơ cấu hoạt động ổn định, độ bền cao

 Nhược điểm:

+ Cần tính toán chính xác lực ép để đảm bảo không xay ra hiện tượng trượt khi lực ép nhỏ và phá hủy kim khi lực ép lớn

 Phương án 2: Dùng tay đẩy piston-xylanh

Hình 4.5: Dùng tay đẩy piston-xylanh để đẩy kim

Nguyên lý:

Kim được kẹp chặt nhờ lực của xylanh kẹp sau đó kim được phóng ra nhờ lực đẩy của xylanh đẩy Khi đạt được chiều dài kim cần phóng, xylanh kẹp thôi tác dụng, cơ cấu kẹp được xylanh đẩy rút về vị trí ban đầu

+ Chiều dài kim phóng phụ thuộc vào chiều dài cố định của xylanh

 Dựa vào sự phân tích ưu, nhược điểm của các phương án cấp kim đóng gói nêu trên

Ta thấy cơ cấu cấp kim bằng bánh ma sát có nhiều ưu điểm về điều khiển, tuổi thọ và sự ổn định khi làm việc Như vậy, chọn phương án sử dụng bánh ma sát để cấp kim cho máy đóng gói

4.2.3 Phương án thiết kế cơ cấu đóng gói

 Phương án 1: Cơ cấu piston – xylanh

Hình 4.6: Sơ đồ nguyên lý cắt bằng piston–xylanh

Piston - xylanh

Kim đóng gói

Nguyên lý hoạt động của cơ cấu piston - xylanh:

Kim đóng gói được cắt nhờ cơ cấu dao gắn trên piston- xylanh và được điều khiển thông qua các van tiết lưu Piston di chuyển lên xuống để thực hiện việc cắt kim và túi lưới nhựa

 Ưu điểm:

+ Đơn giản, dễ điều khiển

+ Chịu quá tải tốt

 Nhược điểm:

 Hành trình chuyển động của dao phụ thuộc vào xilanh không điều chỉnh được

 Gây tiếng ồn

+ Lực cắt không ổn định

 Phương án 2: Cơ cấu 4 khâu bản lề

Hình 4.7: Sơ đồ nguyên lý cắt lưới dùng 4 khâu bản lề Nguyên lý:

Dựa vào nguyên lý hoạt động của cơ cấu 4 khâu bản lề để cắt kim Khâu dẫn (1) quay toàn vòng quanh điểm O, làm cho thanh lắc (3) lắc quanh điểm C nhờ thanh truyền (2) Con trượt của khâu (4) mang dao cắt kim chuyển động lên xuống để cắt kim đóng gói nhờ thanh lắc (3) và 2 khớp D và E Như vậy, nhờ cơ cấu 4 khâu bản lề mà cuộn kim đóng gói được cắt

 Ưu điểm:

+ Có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo và lắp ráp

+ Khi cần thiết dễ dàng thay đổi kích thước động các khâu để nhận được một quỹ đạo chuyển động khác

 Nhược điểm:

+ Khó thiết kế cơ cấu theo một quy luật chuyển động trước

+ Khó tính toán lực, vận tốc nếu truyền động qua nhiều khâu

 Dựa vào sự phân tích ưu, nhược điểm của các cơ cấu đóng gói nêu trên Ta thấy phương án đóng gói sử dụng cơ cấu 4 khâu bản lề có nhiều ưu điểm về điều khiển, tuổi thọ

và sự ổn định khi làm việc Ngoài ra cơ cấu này dễ dàng kết hợp với cơ cấu cấp kim bằng bánh ma sát Như vậy, lựa chọn phương án đóng gói cho máy là cơ cấu 4 khâu bản lề

4.3 Lựa chọn phương án

Dựa vào yêu cầu đặt ra của máy đóng gói cà chua bán tự động bằng túi lưới và quá trình phân tích, so sánh các phương án thiết kế cho máy đã nêu trên Tác giả đưa ra đề xuất theo phương án sau:

 Túi lưới đóng gói: Túi lưới nhựa dạng ống

 Cấp phôi cà chua: Thực hiện bởi công nhân đứng máy

 Phương án đóng gói: Đóng gói bằng cuộn kim C3D2 và cấp kim tự động

 Cơ cấu cắt túi lưới: Sử dụng cơ cấu 4 khâu bản lề

 Cơ cấu cấp kim đóng gói: Sử dụng bánh ma sát

4.4 Trình tự công việc tiến hành

Sau khi đã có ý tưởng về máy đóng gói cà chua bán tự động bằng túi lưới, tác giả tiến hành thiết kế sản phẩm theo các bước thực hiện sau:

Thiết kế sơ bộ hệ thống

Thiết kế, tính toán cơ cấu cấp kim đóng gói

Thiết kế, tính toán cơ cấu đóng gói

Thiết kế bộ khung cho máy

Kiểm tra bền một số chi tiết quan trọng

Hoàn thiện thiết kế ban đầu