Tính toán, thiết kế máy tách vỏ và phân loại lòng đỏ, lòng trắng trứng gà

LỜI NÓI ĐẦU Với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành thực phẩm hiện nay nhằm phục vụ nhu cầu dinh dưỡng tất yếu của con người đã cho ra đời nhiều sản phẩm thực phẩm cao cấp cung cấp đầy đ

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY TÁCH VỎ VÀ PHÂN LOẠI

LÒNG ÐỎ, LÒNG TRẮNG TRỨNG GÀ

GVHD: ThS NGUYỄN ÐỨC TÔN SVTH: TRẦN CÔNG THỂ MSSV: 12143542 PHAN HOÀNG PHÚC MSSV: 12143149 BÙI DANH CƯƠNG MSSV: 12143017

S KL 0 0 4 8 2 7

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH



BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY TÁCH VỎ VÀ PHÂN LOẠI

LÒNG ĐỎ, LÒNG TRẮNG TRỨNG GÀ

Giảng viên hướng dẫn :ThS NGUYỄN ĐỨC TÔN

Sinh viên thực hiện : TRẦN CÔNG THỂ - 12143542

PHAN HOÀNG PHÚC -12143149 BÙI DANH CƯƠNG -12143017

Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2016

Bộ môn THIẾT KẾ MÁY

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN



Tp HCM, ngày……tháng…… năm 2016

Giảng viên hướng dẫn ThS NGUYỄN ĐỨC TÔN

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

Bộ môn THIẾT KẾ MÁY

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN



Tp HCM, ngày……tháng…… năm 2016

Giảng viên phản biện

Bộ môn THIẾT KẾ MÁY

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Sinh viên thực hiện : TRẦN CÔNG THỂ -12143542

PHAN HOÀNG PHÚC-12143149 BÙI DANH CƯƠNG-12143017 Ngành đào tạo :THIẾT KẾ MÁY

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu

 Kích thước trung bình của trứng : bầu dục 55x40 (mm)

 Năng suất máy : 16 trứng / phút

 Xây dựng mô hình mô phỏng nguyên lý hoạt động trên máy tính và kiểm tra điều kiện bền

 Thi công mô hình máy, bản vẽ lắp, bản vẽ chi tiết

TRƯỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)

 Được phép bảo vệ………

 Lớp: 121432

 Địa chỉ sinh viên: 181, đường Linh Trung, phường Linh Trung, Q Thủ Đức, Tp HCM

 Số điện thoại liên lạc: 01696473444

 Email: 12143542@student.hcmute.edu.vn

 Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính

tôi nghiên cứu và thực hiện Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công

bố mà không trích dẫn nguồn gốc Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”

Tp HCM, ngày 16 tháng 7 năm 2016 Sinh viên thực hiện

TRẦN CÔNG THỂ - 12143542 PHAN HOÀNG PHÚC-12143149 BÙI DANH CƯƠNG-12143017

LỜI CẢM ƠN

Trước khi trình bày luận văn em xin chân thành gửi đến thầy ThS.Nguyễn Đức Tôn lời

cảm ơn sâu sắc nhất! Cảm ơn thầy đã định hướng đề tài, hết lòng giúp đỡ và tạo cho em một hướng đi mới, một con đường mới

Em cũng xin gửi lời tri ân đến các thầy cô trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM và các thầy cô bộ môn Thiết Kế Máy đã tận tình dạy dỗ, truyền đạt tri thức, cũng như kinh nghiệm để em để hoàn thành tốt nhiệm vụ

Tp HCM, ngày 16 tháng 7 năm 2016

Sinh viên thực hiện

TRẦN CÔNG THỂ - 12143542 PHAN HOÀNG PHÚC-12143149 BÙI DANH CƯƠNG-12143017

Về phần nội dung của công việc thì đồ án mang tên “ Thiết Kế Máy Tách Vỏ Và Phân Loại Lòng Đỏ, Lòng Trắng Trứng Gà”

Chương 1 XÁC ĐỊNH NHU CẦU KHÁCH HÀNG

Chương 2 XÂY DỰNG Ý TƯỞNG

Chương 3 ĐÁNH GIÁ Ý TƯỞNG

Chương 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CHI TIẾT MÁY

LỜI NÓI ĐẦU

Với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành thực phẩm hiện nay nhằm phục vụ nhu cầu dinh dưỡng tất yếu của con người đã cho ra đời nhiều sản phẩm thực phẩm cao cấp cung cấp đầy đủ dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể hay những thực phẩm chức năng cung cấp năng lượng hàng ngày được chế biết từ các nguồn nguyên liệu khác nhau lúa, mì, ngô, cà phê, sữa bò…và dĩ nhiên ta không thể bỏ qua nguyên liệu trứng Việc sử dụng trứng trong chế biến thực phẩm ngày càng chiếm vai trò rất lớn bởi hàm lượng chất dinh dưỡng chứa trong nó Chính vì trứng có cấu tạo đặc trưng và đặc thù

sử dụng chỉ là lòng đỏ và lòng trắng bên trong nên ta cần tiến hành tách vỏ Đồng thời số lượng trứng được đưa vào chế biến thực phẩm rất lớn nên việc tách vỏ thủ công rất tốn thời gian và nhân công! Chính vì yêu tố này nên nhóm đã phát sinh ý

tưởng “ Thiết kế và chế tạo máy tách vỏ trứng và lòng đỏ trứng trong công

nghiệp” để đáp ứng nhu cầu chung của thị trường

Phần nội dung của đề tài tập trung chủ yếu đưa ra các phương án thiết kế, từ

đó lựa chọn, tính toán để đưa ra phương án thiết kế hợp lí, hiệu quả nhất, xây dựng bản vẽ chi tiết, bản vẽ chế tạo và tiến hành thi công mô hình máy

Cùng với những kiến thức được học tập trong suốt thời gian qua cộng với sự chỉ dẫn nhiệt tình và bảo ban chu đáo của thầy ThS Nguyễn Đức Tôn đã giúp nhóm tiến hành thực hiện ý tưởng thiết kế này Tuy nhóm đã cố gắng hết mình để thực hiện công việc song kiến thức còn có hạn và thiếu kinh nghiệm trong thực tế nên không thể tránh sai xót! Mong hội đồng phản biện, các thầy cô và các bạn đóng góp để nhóm hoàn thiện hơn

Cuối cùng nhóm xin chân thành gửi lời cảm ơn đến nhà trường đã tạo môi trường để em thực hiện đồ án, thầy ThS Nguyễn Đức Tôn đã hướng dẫn, chỉ bảo nhóm trong suốt thời gian nhóm thực hiện đề tài, các thầy, cô trong khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy nói chung và thầy, cô bộ môn Thiết Kế Máy nói riêng đã góp ý cho nhóm hoàn thành đề tài Xin chân thành cảm ơn!

Tp Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 7 năm 2016

Chương1: XÁC ĐỊNH NHU CẦU KHÁCH HÀNG

I Giới thiệu chung :

1 Giới thiệu chung về nhu cầu thị trường:

Hiện nay, ngành công nghiệp thực phẩm Việt Nam đạt 20% PIB (tổng sản lượng nội địa), và nhu cầu thực phẩm trong nước nhận định tăng khoảng 12% mỗi

năm (nguồnhttp://huongnghiepsinhvien.com)

Mặt khác từ năm 2003 trể lợi đây, các ngành chế biến thực phẩm ngày càng phát triển để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng, như chế biến bánh kem sinh nhật ( bánh GATO), bột trứng, bánh trứng chiên, bánh bông lan, kem flan…kéo theo đó là như cầu về nguyên liệu trứng tăng lên hẳn Đặc biệt các doanh nghiệp chế biến bánh bông lan, bánh kem sinh nhật, hay hơn hết là sự ra đời của chế

biến bột trứng thì nhu cầu về trứng đã qua chế biến (trứng đã được tách vỏ,

phân loại lòng trắng, lòng đỏ) rất cao, số lượng lên đến hàng nghìn trứng/ngày

Từ đây ta thấy nhu cầu về nguyên liệu trứng đã qua chế biến rất cao đòi hỏi nguồn cung cấp trứng phải đáp ứng đầy đủ nhu cầu đó Từ những thông tin trên việc chế tạo máy máy tách vỏ và phân loại lòng trắng , lòng đỏ trứng để đáp ứng cho nghành chế biến thực phẩm là hợp lí

2 Giới thiệu về trứng:

Trứng thường được sử dụng làm nguồn thức ăn cung cấp protein cho người

Bề ngoài của trứng thường có hình bầu dục, hai đầu không cân bằng, một to một nhỏ Các loại trứng phổ biến nhất là trứng gà, trứng vịt và trứng cút…

a) Cấu tạo của trứng:

Hình1.1:Cấu tạo của trứng

Cấu tạo của trứng, về cơ bản được chia làm 4 bộ phận, lòng đỏ, lòng trắng, màng

vỏ và vỏ trứng Đối với trứng gà, lòng đỏ chiếm khoảng 31,9% khối lượng, lòng trắng là 55,8%, vỏ cứng là 11,9% và màng vỏ là 0,4%

b) Cấu trúc của trứng:

Hình 1.2:Cấu trúc của trứng

Cấu trúc của một quả trứng là hình elip; một đầu tù và một đầu nhọn bao gồm: + Màng ngoài và lớp tiểu bì protein dày 10 - 30 ít tan trong nước,có tính chất gần giống như collagen, có tác dụng hạn chế sự bốc hơi nước và ngăn ngừa sự xâm nhập của vi sinh vật vào lòng trắng Sự tồn tại của màng này là dấu hiệu đánh giá mức độ tươi mới của trứng

+ Vỏ ngoài có cấu trúc mạng lưới protein trên đó có bám các tinh thể CaCO3

(90% khối lượng vỏ, MgCO3 (1%) và Ca3(PO4)2 (1%) Trên bề mặt vỏ có những

lổ thấm khí: 10000 lỗ/trứng để cho phôi có thể hô hấp khi ấp trứng

+ Màng trứng do các sợi protein-saccarit tạo nên có bề dày 70 (µm)

nhiệt độ của trứng giảm dần,khí và hơi nước trong ruột trứng thoát ra ngoài qua các lỗ trên vỏ, thể tích ruột trứng giảm đi, ở đầu tù của trứng,lớp màng dần dần tách khỏi vỏ tạo nên buồng hơi

+ Lòng trắng (albumin) gồm 3 lớp: lớp ngoài lòng (23%), lớp giữa đặc (57%) lớp trong lỏng (20%) Albumin là dịch thể gồm các protein hình cầu như:

ovalbumin , conalbumin, ovogonbulin, flavoprotein, avidin và một protein hình sợi là ovomixin Trong albumin trứng còn có 0,5% glucoza tự do, đây là tác nhân gây nên phản ứng làm sẫm màu phienzim

+ Lòng đỏ: gồm các hạt protein phân tán trong dung dịch protein, hạt hình cầu đường kính 1.3 – 20 do 3 kiểu protein liên kết với nhau phức bao gồm: lipovitelin

và phosvitin là hai hợp phần cơ sở còn lipoprotein sẽ đính với phức cầu nối trung gian phosvitin Dung dịch của lòng đỏ (dịch tương) bao gồm livetin và lipoprotein nhẹ Livetin là một protein hình cầu với 3 dạng γ ,β ,α khác nhau về phân tử

lượng

Cường độ màu của lòng đỏ phụ thuộc vào hàm lượng carotenoit của thức ăn và điều kiện chăn thả Gia cầm nuôi thả tự nhiên, ăn thức ăn tự nhiên thì trứng có lòng đỏ màu sắc đẹp hơn so với gia cầm nuôi theo lối công nghiệp Đáng chú ý là thành phần acid amin của trứng rất cân đối, ổn định, gần như không phụ thuộc vào

loại thức ăn, điều kiện nuôi dưỡng gia cầm (nguồn http://vi.wikipedia.org)

c) Các loại bột trứng và quy trình sản xuất:

Có thể nói ngắn gọn rằng bột trứng là sản phẩm sấy khô từ trứng tươi ở nhiệt độ khoảng 180oC trong khoảng 5 phút theo một quy trình công nghệ hiện đại Bột trứng có 3 loại là bột nguyên trứng (Whole Egg Powder - WEP), bột lòng đỏ trứng (Egg Yolk Powder - EYP) và bột lòng trắng trứng (Egg White Powder - EWP) Trong đó bột nguyên trứng và bột lòng đỏ trứng được sử dụng nhiều hơn Ðặc biệt bột lòng đỏ trứng còn thường được dùng để sản xuất các thực phẩm cho trẻ em, có hàm lượng chất béo ở mức hợp lý và tốt cho cơ thể, có sự cân bằng giữa các thành phần acid béo, acid đơn và đa chức chưa bão hòa

Trong ngành thực phẩm nói chung, chẳng hạn như sản xuất bánh mì, bánh biscuits, mì sợi, bột áo ngoài hoặc trong những công thức có sử dụng trứng, các nhà sản xuất công nghiệp đã phải đối mặt với những khó khăn của việc đập trứng bằng tay trong điều kiện nhà xưởng thiếu vệ sinh, mất nhiều thời gian cho một công việc nhàm chán Và điều quan trọng nhất là sau khi đập vỏ, trứng tươi thu được có nguy cơ nhiễm khuẩn cao và có thể trở thành mối nguy hiểm cho sức khỏe

Ðể khắc phục những vấn đề trên, các nhà sản xuất đã nghiên cứu và thiết lập qui trình thanh khử trùng - sấy khô trứng Trước khi đưa vào sản xuất, trứng tươi được đưa vào máy rửa, những tia nước phun ra từ các phía với áp lực đủ mạnh sẽ lấy đi những tạp chất bám bên ngoài vỏ trứng Tiếp đó, trứng được đưa vào máy đập trứng tốc độ cao; Nếu sản xuất bột lòng đỏ EYP và bột lòng trắng EWP, sau khi đập, máy sẽ tách lòng đỏ và lòng trắng riêng ra Trứng tươi và các thành phần trứng tươi thu được sẽ được lọc cẩn thận để loại bỏ phần vỏ và màng phủ bên ngoài Sau đó được đưa vào quy trình thanh trùng ở nhiệt độ cao trong khoảng thời gian 3-4 phút rồi qua giai đoạn phun sấy Một vài thông số cho thấy bột trứng đều đạt các chỉ tiêu về vi sinh và lý hóa, cụ thể như trong 1g bột trứng, số vi

khuẩn hiếm khí dưới mức 5 con, trực khuẩn đường ruột dưới mức 10 con ; Về chỉ tiêu lý hóa, độ ẩm dưới mức 5%; độ đạm thô của bột nguyên trứng đạt trên 40%, của bột lòng đỏ trứng đạt trên 31%

II Xác định nhu cầu khách hàng:

1 Xác định khách hàng:

Chính vì những đặc trưng của ngành công nghệ chế biến thực phẩm nói chung, nhu cầu về nguyên liệu trứng sử dụng trong ngành được đề cập trên mục I ta nhận thấy rằng các cơ sở, doanh nghiệp sản xuất thực phẩm chức năng cần nguồn

nguyên liệu trứng lớn, nhỏ đặc biệt là ngành chế tạo bột trứng thì số lượng trứng qua chế biến rất lớn lên đến hàng ngàn trứng/ ngày Các trứng chế biến cần phải tách vỏ và phân loại lòng trắng và lòng đỏ riêng biệt đảm bảo điều kiền an toàn thực phẩm Chính vì với đòi hỏi về số lượng nên ta thấy rằng việc tách vỏ trứng và phân loại lòng trắng, lòng đỏ bằng thủ công thì tiêu tốt rất nhiều nhân công và hao tốn rất nhiều thời gian chính vè thế hiệu quả công việc sẽ không được đảm bảo Chính từ đó, máy tách vỏ và phân loại lòng đỏ trứng có khả năng giải quyết được vấn đề trên một cách hiệu quả

Từ đây ta xác định được đối tượng khách hàng của sản phẩm là:

+ Các cơ sở, doanh nghiệp sản xuất bánh, thực phẩm chức năng, thực phẩm chính…đặc biệt là các cơ sở, doanh nghiệp sản xuất bột trứng có nhu cầu về

nguyên liệu trứng qua chế biến rất cao, hay cũng có thể là các cơ sở làm bánh cá nhân, nhỏ lẻ, quy mô gia đình…

+ Vì sản phẩm sau khi được thiết kế xong cần phải gia công chế tạo nên các cơ

sở gia công cũng là một trong những đối tượng khách hàng của sản phẩm

+ Khi một thiết kế nào đó đã được thành phẩm thì yếu tố phân phối rất quan trọng chính vì đó mà người dịch vụ hay chính là các nhà phân phối, bảo trì sản phẩm cũng được cho là một đối tượng của sản phẩm

2 Xác định yêu cầu của khách hàng:

Sau khi định hướng được các đối tượng khách hàng là ai, ta tiến hành tham khảo ý kiến từng đối tượng về điều mà họ mong muốn đạt được ở sản phẩm Chính vì sản phẩm sẽ phục vụ công việc của họ 1 cách có hiệu quả nhất và tất nhiên là có lợi cho chính từng đối tượng khách hàng, chính vì thế mà các yêu cầu đặt ra của từng đối tượng khách hàng sẽ khác đi

+ Nhóm người tiêu dùng: vì họ là người trực tiếp sử dụng và điều hành hoạt động sản phẩm nên điều mong muốn mà sản phẩm phải đạt được là:

 Thực hiện đúng chức năng, hiệu quả

 Không gây ra tiếng ồn quá lớn

 Chi phí tương đối

+ Nhóm người gia công: họ là người đứng ra tiến hành gia công, chế tạo và lắp ráp các chi tiết của máy nên mong muốn của họ về sản phẩm là:

 Dễ dàng chế tạo và lắp ráp

 Sử dụng các chi tiết tiêu chuẩn

 Sử dụng được nguồn lực có sẵn (thiết bị, máy móc, phương pháp…)

+ Nhóm người phân phối và bảo trì: là người tiến hành quảng cáo, phân phối sản phẩm nên họ mong muốn:

 Hấp dẫn, dễ tiếp thị và quảng cáo

 Dễ đóng gói và vận chuyển

 Mong muốn sản phẩm thỏa nhu cầu của người tiêu dùng

 Dễ bảo trì

 Chi phí chế tạo thấp, vốn đầu tư nhỏ

Thông qua nhu cầu khách hàng ta tiến hành sàn lọc và chốt lại các tiêu chí đặt

ra cho sản phẩm:

a) Về đặc tính sử dụng:

Mục đích chủ yếu là tách được vỏ trứng và phân loại được lòng đỏ và lòng trắng

 Sử dụng các chi tiết tiêu chuẩn

 Sử dụng cơ cấu đơn giản (để tiện cho viêc bảo trì và sửa chữa)

d) Về hình dáng:

 Kích thước gọn, nhẹ

 Mang tính thẩm mỹ

3 Đưa ra các thông số kỹ thuật:

Từ các yêu cầu của khách hàng đòi hỏi có ở sản phẩm, ta sẽ quy các yêu cầu này thành các thống số kỹ thuật của sản phẩm Các thông số này sẽ cho phép người thiết kế có được yếu tố ban đầu đặt ra để tiến hành thiết kế để đáp ứng được các yêu cầu khách hàng đó

Theo như các yêu cầu được đề ra trong mục 2 thì ta sẽ có các thông số kỹ thuật sau:

 Công suất động cơ

Chương 2: XÂY DỰNG Ý TƯỞNG

Ở chương 1 nhóm đã tập trung nghiên cứu, xác định các yêu cầu kỹ thuật của bài toán thiết kế Ở chương 2 này nhóm sẽ vận dụng những kiến thức đã có được

để phân tích, lựa chọn, đánh giá và đưa ra các ý tưởng thiết kế đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật ở chương 1 đã trình bày nhằm đưa ra những cơ cấu đáp ứng yêu cầu ban đầu thực hiện đúng chức năng để sản phẩm phẩm thiết kế trể nên thiết thực hơn

I Phân tích chức năng chung :

sẽ cho ra những tín hiệu đầu ra tương ứng

 Năng lượng bao gồm: Động năng nhận tự bộ phận động cơ và trọng

lượng của trứng và bản thân máy, các tác động bằng cơ hay tín hiệu bằng khí nén.Các tín hiệu này được biểu diễn bằng nét mảnh

 Vật liệu bao gồm: Trứng sạch được đưa vào bằng máng dẫn và tín hiệu

ngõ ra cần là trứng còn nguyên hay được tách vỏ rồi;phần trên của hộp đen

thể hiên sự tương tác lên hệ thống là: người điều khiển và hệ thống máy

Dòng vật liệu thể hiện bằng nét liền đậm

 Thông tin: mà hệ thống cần nhận biết để làm việc

Từ những yêu cầu của khách hàng triển khai trong chương trước ta xác định được các thông tin về máy tách vỏ trứng mà người sử dụng nhận biết được,hệ thống có tách và phân loại được lòng trắng, lòng đỏ và vỏ riêng biệt hay không?

Và thông tin ngõ ra cần là ‘tách” được và “phân biệt” được phải được trả lời để thỏa mãn yêu cầu thiết kế

14 | P a g e

 Từ đây ta xác định được sơ đồ hộp đen cho hệ thống

Hình 2.1:Hộp đen

2 Phân tích chức năng con:

Để tăng tính hiệu quả thì nhóm sẽ xem xét mỗi chức năng theo trình tự: lắp đặt hệ thống (chuẩn bị), vận hành hệ thống (sử dụng),kết quả của quá trình (kết thúc) Sau đó từ những chức năng này sẽ phân tích thành những chức năng cụ thể và nhỏ hơn

Tách vỏ và phân biệt lòng đỏ và lòng trắng

Đầu vào

Tín hiệu điều khiển

Khởi động

Hệ thống

Tín hiệu vào

Năng lượng biến đổi

Hệ thống hoạt động

Cho sản phẩm

Trứng thành phẩm

Động Năng biến đổi

Hình 2.2: Sơ đồ phân tích chức năng con

Ta có sơ đồ sắp xếp chức năng con của hệ thống theo trật tự logic trên hình dòng vật liệu và thông tin bảo toàn qua hệ thống

Hình 2.3: Sơ đồ sắp xếp chức năng con

II Hoàn thiện chức năng con:

Theo phân tích thì chức năng chính của sản phẩm ở đây là phải tách được vỏ trứng đông thời tách được lòng đỏ và lòng trắng trứng rời nhau Và ở đây ta có thể xem chức năng này cũng là 1 chắc năng con của máy

Để thực hiện được chức năng này thì hệ thống phải thực hiện các chức năng con: tách vỏ, tách lòng đỏ, tách lòng trắng, đưa vỏ trứng ra ngoài…

Vì đây là 1 hệ thống hoạt động hoàn chỉnh tính từ công đoạn cấp đầu vào nên ta bổ sung thêm chức năng cung cấp đầu vào – trứng cho hệ thống

Các chức năng con này phải được sắp xếp theo trật tự logic: “cấp năng lượng và tín hiệu điều khiển”, “cấp nguyên liệu”,“ tách vỏ trứng”, “tách lòng đỏ”, “tách lòng trắng”

III Đưa ra ý tưởng:

1 Triển khai ý tưởng cho từng chức năng:

Xuất phát từ cách lập luận và tìm ra được từng chức năng của sản phẩm, tương ứng với từng chức năng và thao tác trên sản phẩm thì nhóm sẽ đưa ra hàng loạt các

ý tưởng phục vụ cho thao tác hay chức năng tương ứng Các ý tưởng đưa ra trong danh sách này có từ sự hiểu biết và sáng tạo của nhóm thiết kế

Sau đây, nhóm sẽ đưa ra các ý tưởng cho từng chức năng theo lập luận logic

đã hình thành trước đó

a) Cung cấp nguyên liệu vào –Trứng:

Việc cung cấp nguyên liệu-trứng vào cho hệ thống làm việc có thể đáp ứng bởi các ý tưởng sau:

 Ý tưởng 1: dùng máng nghiêng sử dụng chính trọng lượng của quả trứng để đưa

trứng vào bộ phận cấp (con quay)

Sau đó sử dụng con quay có các vòng lõm để định vị vị trí của trứng, nhờ chuyển động quay của con quay trứng được cấp vào bộ phận tách vỏ

Hình2.4: Máng chứa trứng và con quay cung cấp trứng

Để tránh hiện tượng trứng không nằm theo phương ngang ta sử dụng lá quét để quá trình định vị chính xác hơn

 Ý tưởng 2: dùng 1 thùng chứa có dạng phễu đầu trên rộng để chứa trứng và đầu

dưới co lại có diện tích chỉ đủ cho 1 trứng lọt qua cho vào hệ thống

Hình 2.5: Phễu cấp trứng b) Nguồn cung cấp động năng cho cơ cấu chính:

Vì hệ thống hoạt động 1 cách liên tục nên nguồn cung cấp động năng phải hoạt động liên tục và công suất cao Nhóm đưa ra các ý tưởng sau:

 Ý tưởng 1: sử dụng động cơ điện 1 chiều

 Ý tưởng 2: sử dụng động cơ điện xoay chiều

c) Phương pháp tách vỏ trứng:

Việc tách được vỏ là 1 chức năng chính của máy nên ý tưởng đưa ra phải sát với chức năng, thực hiện được thao tác một cách hoàn hảo để nâng cao năng suất cho máy

 Ý tưởng 1: Sử dụng cơ cấu kẹp dạng đòn bẩy để tiến hành tách vỏ trứng trứng

sau khi được đưa vào vị trí kẹp cần kẹp tác dụng lực lên quả trứng (1) làm cho lưỡi dao tạo đường cắt (2) sau đó hai lưỡi dao chuyển động sang hai bên để tác

vỏ ra làm hai (3)

 Ý tưởng 2: như ban đầu ta đã tìm hiểu về kết cấu của trứng ta biết rằng vỏ trứng

dễ vỡ, chỉ cần tác dụng 1 lực phù hợp thì vỏ trứng sẽ vỡ như thế ta sẽ sử dụng cơ cấu lưới sàn 3 tầng như máy sàn gạo Với lưới sàn trên mật độ 2, cho trứng rơi

từ 1 độ cao nhất định xuống lưới sàn này thì trứng sẽ bị vỡ

d) Phương pháp tách lòng đỏ, lòng trắng riêng:

Việc tách lòng đỏ với lòng trắng là công cũng không kém khó khăn bởi lòng

đỏ - trắng ở dạng chất lỏng nhầy, độ dẻo, độ dính cao Chính vì đó ta phải đưa ra được ý tưởng tối ưu hơn hết

Tương tự như việc tách vỏ trứng ta cũng có các ý tưởng sau:

 Ý tưởng 1: sử dụng một máng dẫn có một rãnh nhỏ dưới đáy, vì lòng đỏ khó tan

hơn lòng trắng cho nên sẽ chạy qua rãnh nhỏ còn lòng trắng sẽ theo rãnh nhỏ chảy xuống dưới

 Ý tưởng 2: : tương tự như ý tưởng 1 của việc tách vỏ trứng việc tách lòng đỏ -

lòng trắng sẽ thực hiện bởi 3 lớp sàn với mật độ khác nhau

+ Mặt sàn thứ nhất: như được đề cập từ trước thì lớp sàn thứ nhất có mật độ 2 tức lỗ sẽ lớn Tại đây, vỏ được tách ra đồng thời lòng đỏ - lòng trắng chảy ra bên

ngoài Tại mặt sàn này các mảnh vỡ của vỏ trứng sẽ được giữ lại phía trên, còn lòng đỏ lòng trắng sẽ lọt qua các lỗ của lưới sàn xuống lưới sàn kế tiếp

+ Mặt sàn thứ 2: mặt sàn này sẽ có mật độ lớn hơn là 3 Trên mặt sàn này bao

gồm lòng đỏ, lòng trăng và 1 số mảnh vụn nhỏ của vỏ trứng Vì lỗ mặt sàn này

nhỏ nên lòng đỏ và lòng trắng sẽ lọt xuống dưới còn lại mảnh vụn sẽ nằm lại phía trên

+ Mặt sàn thứ 3: có mật độ lớn nhất là 4 Tại mặt này lòng đỏ sẽ được giữ lại bên trên còn lòng trắng chảy xuống phía dưới, bên dưới có máng chưa lòng trắng

Để tăng hiều quả hoạt động thì các máng này được cho phép rung để thực hiện thao tác sàn lọc đồn g thời tạo dòng chuyển dịch cho đối tượng cần lọc



Trong chương trước nhóm đã phát triển các kỹ thuật để đưa ra ý tưởng cho từng chức năng của sản phẩm và thông qua việc phối hợp ý tưởng nhóm đã cho ra 2

phương án thiết kế lớn với 2 ý tưởng thành phần khác nhau Trong chương này nhóm

sẽ nghiên cứu các kỹ thuật để lựa chọn ý tưởng tốt nhất phát triển thành sản phẩm

Mục đích ở đây là phát triển một lượng tối thiểu các thông tin để quyết định ý tưởng nào sẽ cho ra sản phẩm chất lượng cao nhất

Để thuận tiện cho việc lựu chọn thì một phương pháp sẽ được triển khai giúp ta đưa ra quyết định khoa học từ những thông tin giới hạn Phương pháp này sử dụng 3

thành sản phẩm có chất lượng Theo đó kỹ thuật đánh sẽ tập trung vào việc: chi tiết hóa các lựa chọn với bộ tiêu chuẩn và giữa chúng với nhau

Việc đánh giá được thực hiện theo sơ đồ sau:

Kiểu so sánh Kỹ thuật Cơ sở so sánh

lường trong bộ tiêu chuẩn Như trên hình ,ba kỹ thuật so sánh đầu tiên là so sánh

tuyệt đối được dùng làm bộ lọc cho kỹ thuật so sánh tương đối, gọi là ma trận quyết định Ba kỹ thuật này kết hợp với nhau là công cụ tốt nhất để đánh giá các ý tưởng Mỗi kỹ thuật đều có thể giúp cho việc xác định ý tưởng nào có đáng giá để tiếp tục xem xét Kỹ thuật sau cùng – so sánh với yêu cầu kỹ thuật, được sử dụng chủ yếu với các sản phẩm có thể xác định giá trị của các thông số kỹ thuật để so sánh

Theo sơ đồ đánh giá kỹ thuật trên, nhóm sẽ lần lược đánh giá theo ba kỹ thuật sau:

Đánh giá tính khả thi

Đánh giá theo sự tiến triển của quá

trình Đánh giá trên khả năng công nghệ

So sánh với các yêu cầu kỹ thuật

 Tính khả thi của bài toán thiết kế

 Tính sẵn sàng của công nghệ

 Sự tiến triển của thiết kế

I Đánh giá dựa trên tính khả thi của bài toán thiết kế:

Tính khả thi ở đây chính là khả năng làm việc và đáp ứng yêu cầu kỹ thuật ban đầu đã đưa ra phải có ở sản phẩm hay chính xác hơn đó là khả năng làm được chức năng chính mà bắt buộc máy phải có Như ban đầu đã phân tích thì 4 yếu tố cần phải đánh giá đó là:

 Cung cấp nguyên liệu đầu vào

 Nguồn cung cấp động năng

 Phương pháp tách vỏ trứng

 Phương pháp phân loại lòng đỏ, lòng trắng trứng

Như thế ta lần lược đánh giá 2 phương pháp thiết kế ban đầu mà nhóm đã đưa

ra

1 Phương án 1:

Cung cấp nguyên liệu đầu vào:

Việc cung cấp nguyên liệu đầu vào sử dụng máng dẫn nghiêng kết hợp với con quay và lá quét là hoàn toàn hợp lí Trứng được định vị đúng vị trí và cung cấp tách rời theo từng chu kì tránh được hiện tượng trứng đè lên nhau

 Phương pháp này có khả năng thực hiện tốt

Nguồn cung cấp động năng:

Việc sử dụng động cơ điện 1 chiều phục vụ việc cung cấp động năng hoàn toàn hợp lý bởi nó có các ưu điểm sau:

 Đơn giản, gọn nhẹ

 Có nhiều công suất cho ta lựa chọn

 Tiết kiệm chi phí hơn so với các phương pháp khác như máy nổ,

 Thân thiện hơi với môi trường bởi không sinh ra chất thải khi làm việc đồng thời nó làm việc êm hơn ít gây tiếng ồn

Tuy nhiên bên cạnh đó thì nó không linh hoạt, bởi nó chỉ hoạt động khi có nguồn điện năng Nghĩa là ta chỉ sử dụng được khi có nguồn điện năng

 Chính vì đó nên việc lựa chọn động cơ điện làm nguồn cung cấp động năng chính

là hoàn toàn hợp lý => tốt

Với việc sử dụng cơ cấu tách vỏ dạng đòn bẫy ta được các ưu điểm :

 Với lực tác động nhỏ có hướng xác định nên ta điều khiển và làm chủ được hướng vỡ của vỏ trứng

 Lực tác dụng lên bán kính nhỏ - điểm dễ phá vỡ kết cấu của vỏ trứng nhất => lực tác dụng không cần quá lớn

 Vì hướng vỡ vỏ trứng xác định nên ta hạn chế tối đa việc vỏ vị vỡ vụng trộn lẫn với lòng đỏ, lòng trắng trứng

 Vỏ trứng được giữ trên 2 tay đòn nên việc loại vỏ trứng đi rất dễ dàng

 Phương pháp này mang tính khả thi cao, hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu ban đầu

Việc cung cấp nguyên liệu đầu vào sử dụng phễu như ý tưởng đưa ra thì tính khả thi về khả năng thực hiện được việc là tạm ổn, nghĩa là với ý tưởng này nó hoàn toàn có thể thực hiện được việc cung cấp nguyên liệu – trứng vào cho hệ thống Tuy nhiên, với phương pháp này sẽ gặp các khó khăn sau:

 Các trứng được cho vào phễu nằm đè lên nhau, chịu tác dụng của lực sinh

ra từ bộ phận rung nên dẫn đến khả năng trứng vỡ rất là lớn

 Đầu ra của phễu cho phép trứng ra với vị trí xác định, như thế nếu trứng nằm đúng hướng thì nó mới chạy ra được Điều này cho thấy khả năng tắt nghẽn là không hề tránh khỏi

 Như thế mặc dù phương pháp có khả năng thực hiện được thao tác cấp phôi như ban đầu đặt ra nhưng lại có điểm bất lợi nên có thể đánh giá phương pháp này là tạm ổn

Nguồn cung cấp động năng

Việc sử dụng động cơ điện phục vụ việc cung cấp động năng hoàn toàn hợp lý bởi nó có các ưu điểm sau:

 Đơn giản, gọn nhẹ

 Có nhiều công suất cho ta lựa chọn

 Tiết kiệm chi phí hơn so với các phương pháp khác như máy nổ,

 Thân thiện hơi với môi trường bởi không sinh ra chất thải khi làm việc đồng thời nó làm việc êm hơn ít gây tiếng ồn

Tuy nhiên bên cạnh đó thì nó không linh hoạt, bởi nó chỉ hoạt động khi có nguồn điện năng Nghĩa là ta chỉ sử dụng được khi có nguồn điện năng

 Chính vì đó nên việc lựa chọn động cơ điện làm nguồn cung cấp động năng chính

là hoàn toàn hợp lý => tốt

Phương pháp tách vỏ trứng:

Như ý tưởng ban đầu đưa ra Việc tách vỏ trứng bằng cách cho trứng rời từ độ cao thích hợp xuống sàn lọc

Điều dế thấy nhất ở đây là phương pháp này thực hiện thao tác đơn giản, cơ cấu không quá phức tạp Công việc của ta chỉ đơn giản là xác định chiều cao cho trứng rơi lên sàn đủ để vỏ trứng vỡ tuy nhiên không được làm trứng vỡ vụng Bên cạnh ưu điểm thứ 2 mà ta thấy rõ nhất ở đây chính là năng suất làm việc của

cơ cấu này cao Bởi câu tạo của nó phụ thuộc vào sàn chứa, với sàn chứa như thế có thể tách vỏ nhiều trứng cùng một lúc

Tuy nhiên, với kết cấu như thế này sẽ có các nhược điểm sau:

 Với cơ cấu như thế ta không điều khiển được cách tách vỏ trứng, nghĩa là trứng sẽ vỡ ngầu nhiên Dẫn đến hiện tưỡng vỏ bị võ vụng và trộn lẫn với lòng đỏ, lòng trắng trứng

 Việc rơi từ độ cao xuống sẽ khiến lòng đỏ vỡ theo vào trộn lẫn với lòng trắng như thế ta sẽ không phân loại được lòng trắng và lòng đỏ ở bước tiếp theo

 Như thế với phương pháp tách vỏ này không đảm bảo được yêu cầu đặt ra ban đầu ở bài toán thiết kế và gây khó khăn cho công đoạn tiếp theo (phân loại lòng đỏ, lòng trắng trứng)

Phương pháp tách lòng đỏ, lòng trắng trứng:

Việc phân loại lòng đỏ, lòng trắng trứng dựa trên kích thước và đặc trưng của chúng bằng cách dùng lưới sàn với mật độ khác nhau Cũng tương tự cho việc tách vỏ trứng thì với cơ cấu này lượng trứng làm việc cùng 1 lúc sẽ lớn đồng nghĩa năng suất cao Tuy nhiên nó cũng có các nhược điểm sau:

 Lúc sàn làm việc thì lực tạo ra từ việc sàn sẽ làm vỡ lòng đỏ trứng dẫn đến việc trộn lẫn giữa lòng đỏ lòng trắng trứng thì ta không thể thực hiện việc tách lòng trắng lòng đỏ trứng nữa

 Không tách rời được vỏ vụn lúc tách vỏ trứng ra khỏi lòng đỏ, lòng trắng trứng

 Vì lòng đỏ và lòng trắng là dung dịch dạng dẻo nên làm việc một thời gian sẽ kết dính dẫn đế bịt kín lỗ sàn cho nên hiệu quả không cao

 Chính vì thế phương pháp này mặc dù có khả năng đám ứng yêu cầu đưa ra xong hiệu quả công việc thấp và có nhiều nhược điểm khó khắc phục

Kết luận:

Với sự đánh giá tính khả thi của từng chức năng ta nhận thấy rằng phướng án thiế kế 1 chiếm nhiều ưu điểm ơn, mang tính khả thí cao, hoàn toàn đáp ứng được các yêu cầu của bài toán thiết kế đặt ra cho sản phẩm vì vậy nhóm quyết định phương án này hoàn toàn đáng được truyển khai

II Đánh giá dựa trên sự tiến triển của thiết kế:

Một khi khẳng định được rằng công nghệ sử dụng để triển khai ý tưởng là hoàn thiện, cơ sở so sánh chuyển sang các tiêu chuẩn được xây dựng từ các yêu cầu khách hàng Mỗi yêu cầu khách hàng hàng được chuyển thành 1 câu hỏi cho từng ý tưởng và các câu hỏi này có thể trả lời là có hay không

Từ đây ta sẽ dần trả lời các câu hỏi sau để đánh giá từng ý tưởng

Câu hỏi

Phương án Phương án 1 Phương án 2

Cho năng suất cao không? có Không cao

Thông qua bảng đánh giá bằng cách trả lời các câu hỏi được đưa ra từ yêu cầu khách hàng thì hầu như cả 1 phương án thiết kế đều đáp ứng được Tuy nhiên mức

độ đáp ứng của 2 phương án hoàn toàn khác nhau Mức độ đáp ứng như thế nào sẽ được xác định rõ trong mục tiếp theo

Kết luận:

Qua cách đánh giá ý tưởng theo từng mục tiêu nhất định công với kết quả đánh giá bằng ma trận quyết định Nhóm thấy phương án thiết kế 1 chiếm ưu thế về mọi mặt Phối hợp các mục đánh giá với nhau nên nhóm quyết định chọn phương án 1

để thiết kế cho sản phẩm của mình

Chương 4 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CHI

TIẾT MÁY

I Sơ đồ nguyên lý :

1 Sơ đồ nguyên lí hoạt động :

Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lý Nguyên lí hoạt động :

-Động cơ (1) quay thông qua nối trục(2) truyền động cho đĩa man dẫn (3) và bộ truyền xích (7) Khi đó đĩa man dẫn truyền động cho nhánh man bị dẫn (4) làm quay bộ phận cấp trứng (5) với tỉ số truyền ¼ Đồng thời thông qua bộ truyền xích truyền động cho cần gạt (7)

truyền động cho bộ phận tách vỏ trứng (8) làm việc, trứng được tách ra rơi vào máng tách lòng đỏ, lòng trắng (9) ta thu được sản phẩm Quá trình làm việc lặp đi lặp lại liên tục

Hình 4.2 : Phối hợp chuyển động giữa cơ cấu man và tách vỏ

Phối hợp chuyển động :

-Khi động cơ quay làm cho đĩa man dẫn quay đồng thời bộ phận cấp trứng quay theo Khi đĩa man dẫn quay đến vị trí (1)khi đó bộ phận cần gạt phải ở vị trí (1’) và bộ phận tách vỏ trứng khi đó chưa hoạt động cần đang ở vị trí (3’).Sau đó man dẫn quay đến vị trí (2) trứng được cấp vào bộ phận tách vỏ trứng đồng thời cần gạt quay tới vị trí (2’) một góc so với ban đầu làm cho cần tách vỏ trứng dịch chuyển một góc tới vị trí (4’) và trứng được tách ra.Quá trình cứ lặp đi lặp lại nhiều lần

II Tính toán thiết kế các bộ phận chi tiết máy:

1 Cơ cấu man:

a Định nghĩa :

Cơ cấu Man là cơ cấu biến chuyển động quay liên tục thành chuyển động quay gián đoạn

nhờ trên khâu dẫn có chốt và trên khâu bị dẫn có những rãnh tiếp xúc không liên tục nhau

b Ứng dụng:

Trong đồng hồ cơ; Trong máy công cụ(cơ cấu ăn dao của máy bào, cơ cấu ụ dao máy tiện tự động); Trong máy chiếu phim(cơ cấu đưa phim của máy); Trong dây chuyền lắp ráp và sản xuất tự động,

c Nguyên lý hoạt động:

Hình 4.3 : Nguyên lý hoạt động

Theo hình trên, cơ cấu Man có khâu dẫn(1) mang chốt(3) quay quanh tâm o1;

khâu bị dẫn(2) là đĩa Man và những rãnh(4) có thể quay quanh tậm o2 Khi khâu 1 quay liên tục, sẽ có lúc chốt (3) lọt vào rãnh (4) của đĩa (2) ở vị trí A và gạt đĩa này quay quanh

2

o một góc đến khi chốt ra khỏi rãnh ở vị trí B thì đĩa 2 sẽ ngừng quay nhờ cung tròn trên đĩa (1) tiếp xúc với cung tròn trên đĩa (2).Lúc này rãnh kế tiếp của đĩa (2) ở vị trí chờ chốt trên đĩa (1) vào để truyền động và quá trình này xảy ra liên tục Số chốt trên đĩa (1) có thể là

1 chốt hay nhiều hơn Số rãnh trên đĩa 2 thường là 4,6, 8, nếu phân loại theo dạng ăn khớp thì cơ cấu Man có 2 loại là: Cơ cấu

Man ăn khớp ngoài và cơ cấu Man ăn khớp trong

d Động học cơ cấu Man :

Gọi : - t1là thời gian quay 1 vòng của chốt 1

- t2 thời gian mỗi lần chuyển động của đĩa 2

- z là số rãnh trên đĩa 2

Suy ra : hệ số chuyển động của cơ cấu Man

1 2

Vậy số rãnh trên đĩa 2 phải lớn hơn bằng 3

-Đối với cơ cấu Man 4 rãnh - 1 chốt ta có :

Khi truyền động , cơ cấu Man tương ứng với cơ cấu cu-lit nên việc tính toán các thông số động học : chuyển vị, vận tốc, gia tốc ,… như cơ cấu cu-lit :

-Góc quay của đĩa 2 :

1 2

1

sin ar

2 2 2 1

sin (1 ) (1 2 os )

 Đĩa 1 quay đều (1 =const ) thì đĩa 2 quay không đều

e Tính các kích thước cơ bản của cơ cấu Man :

Trong đó :