Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy làm bánh truyền thống việt nam

Mục tiêu đề tài: Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy làm bánh truyền thống Việt Nam đáp ứng được những yêu câu kĩ thuật cũng như chất lượng bánh được tạo ra tiết kiệm thời gian công sức của

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY LÀM BÁNH TRUYỀN THỐNG VIỆT NAM

MÃ SỐ: SV2020-32

S K C 0 0 7 3 8 3

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

Chủ nhiệm đề tài: Lê Thanh Phương

TP Hồ Chí Minh, 07/2020

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY LÀM BÁNH TRUYỀN

THỐNG VIỆT NAM SV2020 - 32

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY LÀM BÁNH TRUYỀN

Mục lục

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN………1

1.1 Giới thiệu……… 1

1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước……….3

1.2.1 Máy làm bánh bao tự động (Mỹ)……… 3

1.2.2 Dây chuyền làm bánh chưng tự động (Việt Nam)………5

1.3 Lý do chọn đề tài……….6

1.4 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài……… 6

1.5 Mục tiêu nghiên cứu đề tài……….6

1.6 Giới hạn của đề tài……… 6

1.7 Phương pháp nghiên cứu………7

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ BÁNH GIÒ………8

2.1 Giới thiệu……… 8

2.2 Các nguyên liệu chính……….8

2.2.1 Lá gói bánh……… 8

2.2.2 Bột làm bánh……… 8

2.2.3 Nhân làm bánh……….9

2.3 Các bước làm bánh giò thủ công………9

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ CHO MÁY LÀM BÁNH GIÒ TỰ ĐỘNG………12

3.1 Giới thiệu……….12

3.2 Phương pháp thiết kế……….12

3.3 Phân tích quá trình làm bánh giò trong thực tế……….13

3.4 Xác định thông số kỹ thuật ban đầu………15

3.5 Xây dựng nguyên lý cho từng trạm……….16

3.6 Công suất động cơ……… 29

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ ĐIỀU KHIỂN……… 31

4.1 Giới thiệu……….31

4.2 Hệ thống điều khiển………31

4.2.1 Cấu trúc hệ thống điều khiển………31

4.2.2 Thiết kế hệ thống điều khiển khí nén………32

4.2.3 Thiết kế hệ thống điện………33

4.3 Các thiết bị điện sử dụng trong hệ thống……… 35

4.3.1 PLC MISUBISHI FX2N – 80MR……….35

4.3.2 Arduino Mega……….36

4.3.3 Van Solenoid 5 cửa 2 vi5tri1 Airtac……….37

4.4 Giải thuật điều khiển và chương trình PLC……… 38

4.4.1 Chương trình điều khiển PLC………38

CHƯƠNG 5: THỰC HIỆN VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ……… 47

5.1 Xây dựng mô hình……….47

5.2 Hệ thống cơ khí……….51

5.3 Hệ thống điều khiển……… 51

5.4 Dánh giá tổng quan……… 52

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN……….52

DANH MỤC BẢNG BIỂU:

Bảng 3.1 : Kích thước động cơ 24VDC - 60W………30

Bảng 5.1 : Thông số hệ thống máy làm bánh giò………51

DANH MỤC HÌNH ÀNH : Hình 1.1: Các loại bánh trong nền văn hóa ẩm thực cổ truyền Việt Nam…… 1

Hình 1.2: Mô hình máy nghiền bột gạo……….2

Hình 1.3: Khâu cấp bột trong một dây chuyền sản xuất bánh ngọt……….2

Hình 1.4: Máy làm bánh bao tự động……….3

Hình 1.5: Mô hình máy làm bánh bao đầu tiên trên thế giới……….4

Hình 1.6: Chân dung anh Phạm Khắc Tưởng chủ nhân dây chuyền máy sản xuất bánh chưng……… 5

Hình 1.7: Khâu ép nhân bánh chưng……… 5

Hình 2.1: Thành phẩm bột làm bánh sau khi đun……… 10

Hình 2.2: Quá trình gói bánh giò sử dụng khuôn………11

Hình 2.3: Quá trình cấp bột và cấp nhân thủ công………11

Hình 3.1: Mô hình trạm gắp lá……….16

Hình 3.3: Chi tiết gắn van hút chân không……….18

Hình 3.5: Trạm cấp bột 2 và 5……….18

Hình 3.6: Chi tiết van ba ngã……… 19

Hình 3.8: Chi tiết cố định van 3 ngã………22

Hình 3.9: Mô tả hình học của chuyển động xy lanh xoay van……….22

Hình 3.10: Chi tiết gắn tay quay van 3 ngã với xy lanh xoay van………23

Hình 3.11: Chi tiết dạng tấm cố định xy lanh xoay van 3 ngã……… 24

Hình 3.14: Chi tiết cố định ống xy lanh hút bột với khung hệ thống………25

Hình 3.16: Mô hình trạm cấp nhân bánh………26

Hình 3.17: Chi tiết hộp cấp nhân………27

Hình 3.18: Mô hình trạm gấp lá……… 28

Hình 3.20: Chi tiết cố định động cơ DC quay mâm……… 29

Hình 4.1: Sơ đồ điều khiển……… 31

Hình 4.2: Sơ đồ điều khiển hệ thống……… 32

Hình 4.3: Biểu đồ trạng thái trạm gắp lá……….32

Hình 4.4: Biểu đồ trạng thái trạm cấp bột……… 33

Hình 4.3.2.1: Code điều khiển và gắp lá……….39

Hình 4.3.2.1: Code bột………41

Hình 4.3.2.1: Code dập bột……….42

Hình 4.3.2.1: Code cấp nhân và cấp bột………43

Hình 5.1 Mô hình máy làm bánh được thiết kế trên phần mềm………47

Hình 5.2 Mô hình máy làm bánh trong thực nghiệm……….47

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

1 Thông tin chung:

- Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY LÀM BÁNH TRUYỀN

THỐNG VIỆT NAM

- Chủ nhiệm đề tài: Lê Thanh Phương Mã số SV: 16146448

- Lớp: 161462C Khoa: Cơ Khí Chế Tạo Máy

- Thành viên đề tài:

Stt Họ và tên MSSV Lớp Khoa

1 Lê Thanh Phương 16146448 161462C CKM

2 Nguyễn Trương Minh

Long

16146489 161462A CKM

3 Phạm Đức Phương 16146452 164462A CKM

- Người hướng dẫn: ThS.Nguyễn Thanh Tân

2 Mục tiêu đề tài: Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy làm bánh truyền thống Việt Nam đáp

ứng được những yêu câu kĩ thuật cũng như chất lượng bánh được tạo ra tiết kiệm thời gian công sức của con người giảm giá thành sản phẩm mang sản phẩm có thể dễ dàng

cạnh tranh với các loại bánh khác

3 Tính mới và sáng tạo: Làm bánh tự động với đầy đủ các bước làm bánh truyền thống

4 Kết quả nghiên cứu: Hệ thống cơ khí và điều khiển hoạt động ổn định, riêng về năng

xuất gần như đạt yêu cầu đặt ra

5 Đóng góp về mặt giáo dục và đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụng của đề tài: Giúp ngành làm bánh cổ truyền Việt Nam phát triển hơn nữa

cũng như giảm đi gánh nặng cho người làm bánh

6 Công bố khoa học của SV từ kết quả nghiên cứu của đề tài (ghi rõ tên tạp chí nếu

có) hoặc nhận xét, đánh giá của cơ sở đã áp dụng các kết quả nghiên cứu (nếu có):

Ngày 31 tháng 08 năm 2020

SV chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài

(kí, họ và tên)

Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của SV thực hiện đề tài

(phần này do người hướng dẫn ghi):

Ngày 31 tháng 08 năm 2020

Người hướng dẫn

(kí, họ và tên)

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian học tại khoa Cơ khí chế tạo máy, trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh, là những sinh viên ngành cơ điện tử chúng em đã có những điều kiện để tiếp xúc với nhiều công nghệ hiện đại, tiên tiến trong và ngoài nước cũng như là

sự giảng dạy tâm huyết, nhiệt tình của tất cả giảng viên của bộ môn Cơ điện tử Vì vậy lời đầu tiên cho chúng em gửi lời cảm ơn đến trường Đại học Sư phạm Kĩ thuật thành phố

Hồ Chí Minh và Bộ môn Cơ Điện Tử

Đặc biệt chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới giảng viên hướng dẫn thầy ThS.Nguyễn Thanh Tân Dưới sự hướng dẫn chân thành, nhiệt tình và những định hướng

cụ thể của thầy đã giúp chúng em từng bước tiếp cận những vấn đề mới, đưa ra những ý tưởng sáng tạo mang tính thực tế và áp dụng cao, đóng góp ý kiến để chúng em hoàn thành tốt đề tài

Cuối cùng chúng em xin gửi lời cảm ơn đến ba mẹ, những người đã đưa chúng em đến những cơ hội tiếp cận tri thức để làm hành trang có thể đi suốt cuộc đời chúng em sau này

Với những kiến thức còn rất nhiều hạn chế và kinh nghiệm ít ỏi, nên bài báo cáo này không tránh khỏi những sai sót Kính mong các thầy cô góp ý và chỉ bảo thêm để em có thể hoàn thiện hơn về kiến thức và cho đề tài thêm phần giá trị hơn

TP.HCM, tháng 12 năm 2019

Sinh viên thực hiện đề tài:

Lê Thanh Phương Nguyễn Trương Minh Long Phạm Đức Phương

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu

Việt Nam với nền văn hóa ẩm thực phong phú, với rất nhiều món ngon nổi tiếng thế giới như Phở Việt Nam, gỏi cuốn, cơm tấm, bánh mì,… Bạn bè năm châu khi đến với mảnh đất hình chữ S ai ai cũng sẽ đi thử những món ăn đó Thế nhưng ít ai để ý rằng đất nước chúng ta còn có một bộ sưu tập bánh đồ sộ Theo Wikipedia, bánh Việt Nam gồm 62 loại như: bánh bao, bánh bò, bánh cuốn, bánh bột lọc, bánh da lợn, bánh chưng, bánh dày, bánh gai,… (Hình 1.1)

Hình 1.1 Các loại bánh trong nền văn hóa ẩm thực cổ truyền Việt Nam

Ngày xưa, có những loại bánh chỉ có mặt ở những dịp đặc biệt như bánh chưng, bánh dày, nhưng với sự phát triển của nền kinh tế ngày nay chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp được các loại bánh này được bán hằng ngày trên các sạp, các cửa hàng Một phần là do nhu cầu cao từ người tiêu dùng, phần còn lại là do đã xuất hiện nhiều loại máy móc góp phần giảm thiểu sự nặng nhọc của con người khi làm bánh Hình 1.2

Hình 1.2 Mô hình máy nghiền bột gạo

Ngày nay, với sự phát triển của nền khoa học kỹ thuật, chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp các loại thiết bị, máy móc hỗ trợ con người trong việc chế biến thực phẩm nói chung và việc làm bánh nói riêng Ở các nước tiên tiến trên thế giới hoạt động chế biến thực phẩm, làm bánh đã thành công việc của máy móc, sự can thiệp của con người trong quá trình này là rất nhỏ Hình 1.3 miêu tả một khâu sản xuất bánh gato tại một cơ sở sản xuất bánh ngọt

Hình 1.3 Khâu cấp bột trong một dây chuyền sản xuất bánh ngọt

Tuy nhiên những dây chuyền trên rất cồng kềnh, chiếm diện tích lớn cũng như chi phí cao để có thể thi công, không phù hợp với dạng mô hình kinh doanh cá thể, hộ kinh doanh nhỏ lẻ như ở nước ta

1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

Trên thị trường hiện nay tồn tại khá nhiều loại máy làm bánh công nghiệp cũng như

có rất nhiều đề tài nghiên cứu, chế tạo và thiết kế máy làm bánh nhưng ở đây chúng

em xin trình bày những loại máy làm bánh đang phổ biến và đặc sắc nhất hiện nay

1.2.1 Máy làm bánh bao tự động (Mỹ)

Hình 1.4 Máy làm bánh bao tự động

Hiện tại trên thị trường có rất nhiều máy làm bánh bao tự động với nhiều mẫu mã cũng như nhiều nhà cung cấp khác nhau nhưng đều có điểm chung đó là tất cả những máy này đều có xuất xứ từ Trung Quốc Tuy nhiên trái với suy nghĩ của chúng ta

mô hình máy làm bánh bao tự động được phát minh lần đầu vào năm 1977 (hình

1.5) bởi Te-Hsiu Huang được cấp bằng sáng chế ứng dụng vào ngày 19-08-1977 tại Mỹ.[2]

Hình 1.5 Mô hình máy làm bánh bao đầu tiên trên thế giới

Như chúng ta thấy thì về cơ bản những chiếc máy sản xuất bánh bao hiện tại cũng

có nhiều điểm tương đồng so với bản đầu tiên cách đây hơn 40 năm

1.2.2 Dây chuyền làm bánh chưng tự động (Việt Nam)

Hình 1.6 Chân dung anh Phạm Khắc Tưởng chủ nhân dây chuyền máy sản xuất bánh chưng

Trong những ngày qua dư luận đang xôn xao về hệ thống làm bánh chưng tự động của anh Phạm Khắc Tưởng, hiện đang ngụ tại quận Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh Hình 1.7 mô tả khâu ép nhân bánh chưng trong dây chuyền sản xuất bánh do anh Phạm Khắc Tưởng sáng chế và cải tiến

Hình 1.7 Khâu ép nhân bánh chưng

1.3 Lý do chọn đề tài

Trên thế giới cũng như tại Việt Nam máy làm bánh cũng đã và đang xuất hiện ngày càng nhiều với nhiều mẫu mã, nhiều chủng loại bánh được sản xuất ra góp phần giảm đi gánh nặng lao động và tăng năng suất cho các chủ hộ kinh doanh Tuy nhiên theo em tìm hiểu hiện tại một loại bánh cổ truyền của Việt Nam đặc biệt là Hà Nội

đó là – bánh giò lại chưa hề có một nghiên cứu, phác thảo nào Do đó nhóm chúng

em quyết định chọn đề tài “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy làm bánh giò tự động” với hy vọng sẽ giúp ngành làm bánh cổ truyền Việt Nam phát triển hơn nữa cũng như giảm đi gánh nặng cho người làm bánh

1.4 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Khi bắt đầu tiến hành thực hiện đề tài này, nhóm chúng em muốn có thể tạo ra được một hệ thống làm bánh giò tự động giải quyết được vấn đề nhân công trong sản xuất cũng như để đảm bảo vấn đề an toàn vệ sinh thực phẩm Một vấn đề đang hết sức nhức nhối trong xã hội Việt Nam thời điểm hiện tại Cũng như góp phần phát triển một loại bánh cổ truyền của dân tộc

1.5 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu và chế tạo máy làm bánh giò tự động thực hiện đầy đủ các bước khi làm bánh giò thủ công

Nghiên cứu và chế tọa máy làm bánh giò tự động tạo ra thành phẩm đảm bảo chất lượng và an toàn vệ sinh thực phẩm

Thiết kế và chế tạo máy làm bánh giò tự động với một cấu hình đơn giản, rẻ tiền đảm bảo thực hiện đầy đủ chức năng đã đề ra

1.6 Giới hạn của đề tài

Với khả năng và điều kiện cho phép nên đề tài này chủ yếu tập trung vào việc thiết

kế và chế tạo máy làm bánh giò tự động thực hiện đầy đủ các công đoạn như khi làm bánh giò thủ công Và hạn chế về không gian làm việc không quá to, diện tích lắp đặt trong khoảng 10m2

1.7 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện đề tài này, phương pháp sử dụng cho nghiên cứu này chủ yếu là kết quả giữa nghiên cứu lý thuyết song song với thực nghiệm và tiếp thu các kết quả cũng như các giải pháp hiện có trên các máy làm bánh cũng như các hệ thống, dây chuyền đang hoạt động trên thị trường, Về nghiên cứu lý thuyết đọc và tham khảo các tài liệu liên quan đến quy trình cũng như công đoạn làm bánh giò thủ công, các tài liệu , thông tin về các phương pháp thực hiện các chu trình, các bước trong đang được ứng dụng trong các hệ thống hiện hành Ngoài ra, đề tài còn có tiến hành đánh giá thực nghiệm, sau khi hoàn thành việc nghiên cứu và chế tạo để có được những nhận xét cũng như đánh giá những gì đã đạt được cũng như chưa đạt được so với mục tiêu và nhiệm vụ đã đề ra trong quá trình thực hiện đề tài Cùng với đó là ứng dụng các kiến thức đa ngành để thực hiện đề tài cũng như sự hỗ trợ đắc lực từ các công cụ phần mềm máy tính giúp tính toán, thiết kế và mô phỏng, xây dựng các mô hình thực nghiệm

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ LÀM BÁNH GIÒ

2.1 Giới thiệu

Để có thể tiến hành thiết kế máy làm bánh giò cũng như chế tạo máy thì đầu tiên chúng ta phải hiểu rõ các bước, các chu trình cần làm để tạo ra được một chiếc bánh giò thủ công là vô cùng cần thiết và quan trọng, trong đó nguyên liệu chính, các bước thực hiện, cũng như lưu ý trong quá trình thực hiện Tập hợp các vấn đề trên,

em đưa ra các phương án thiết kế cho phù hợp Ở chương này, em xin trình bày về các nguyên liệu chính , yêu cầu của các nguyên liệu này, các bước cần thực hiện để

có thể cho ra lò một chiếc bánh giò hoàn thiện

2.2 Các nguyên liệu chính

2.2.1 Lá gói bánh

Lá gói bánh giò là lá chuối Lá chuối gói bánh giò là lá chuối tây, không phải lá chuối hột cũng nhưu không phải lá chuối tiêu, những thứ này làm bánh sẽ bị xám Cây chuối lấy lá bán phải thường ít quả, quả nhỏ.[3]

Lá chuối chuối gói bánh phải là lá đã được phơi héo Nếu không phơi thì trụng qua nước sôi cho lá chuối mềm ra Khi gói bánh lá sẽ có độ dẻo dai cần thiết, tránh cho hiện tượng rách bục lá diễn ra

2.2.2 Bột làm bánh

Bột làm bánh giò là hỗn hợp giữa bột tạo tẻ và bột năng Tùy theo mỗi người làm

mà tỷ lệ phối trộn hai loại bột này khác nhau Tuy nhiên theo nhiều trang ẩm thực cũng như người trong nghề lâu năm thì chúng ta nên pha tỷ lệ 4:1 cứ 400g bột gạo

tẻ thì chúng ta trộn cùng 100g bột năng.[4] Bột năng trong hỗn hợp sẽ giúp chiếc bánh giò của chúng ta săn chắc hơn, dẻo hơn tuy nhiên chúng ta không nên cho quá nhiều bột năng vì khi cho nhiều chiếc bánh của chúng ta sẽ bị cứng gây cảm giác khó chịu khi ăn

2.2.3 Nhân làm bánh

Ở mỗi địa phương sẽ có mỗi cách làm nhân khác nhau tuy nhiên tựu chung lại thì những nguyên liệu chủ yếu của nhân bánh gồm thịt nạc xay, mộc nhĩ, nấm hương, trứng cút nếu có Và các gia giảm bên ngoài như nước mắm, đường, tiêu bột để nêm nếm cho nhân bánh của chúng ta đậm đà hơn

2.3 Các bước làm bánh giò thủ công

Ở mỗi vùng miền sẽ có các cách thức làm bánh giò khác nhau, trong đề tài này chúng

em sẽ trình bày cách thức làm bánh giò được đông đảo các trang mạng dạy nấu ăn

uy tín hướng dẫn, cũng như xen kẽ vào đó là các kỹ thuật làm bánh được các người làm bánh lâu năm chỉ dạy

Thông thường, làm bánh giò thủ công bào gồm 4 công đoạn như sau:

- Bước đầu tiên: Chuẩn bị bột

Để bánh khi ăn có vị béo ngậy ta thường ngâm hỗn hợp bột gạo và bột năng với tỷ lệ 4:1 bằng nước hầm xương Chúng ta ngâm bột trong vòng 4 tiếng hoặc hơn

Sau khi ngâm bột, ta khuấy đều rồi bắc lên bếp đun, trong quá trình đun ta dùng muỗng gỗ liên tục khuấy cho đều để bột không bị dính vào đáy nồi Đun lửa nhỏ cho đến khi bột sánh đặc và có màu trắng đục thì tắt bếp (hình 2.1)

Hình 2.1 Thành phẩm bột làm bánh sau khi đun

- Bước kế tiếp là bước làm nhân bánh

Ta trộn đều tay các nguyên liệu nấm mộc nhĩ, hành tím đã được bóc vỏ và băm nhỏ với thịt nạc xay, thêm các gia vị vào cho vừa ăn, ướp trong vòng 30 phút Kế đó ta cho chảo lên bếp, làm nóng chảo với dầu ăn rồi cho hành khô vào phi thơm, tiếp đó ta đổ hỗn hợp thịt đã được ướp từ trước đó lên xào trong vòng 10 phút rồi cho xuống Trước khi cho xuống ta cho thêm tiêu để dậy mùi, tạo mùi thơm và vị cay vừa khi ăn

Trứng cút ta luộc rồi sau đó bóc vỏ

- Bước tiếp theo là bước gói bánh

Thông thường có hai cách thức gói bánh đó là gói trực tiếp và gói sử dụng khuôn làm bánh Trong đề tài này, em sẽ trình bày cách thức gói bánh khi sử dụng khuôn để làm nền tảng thực hiện thiết kế các trạm làm bánh sau này

Để gói bánh trước tiên ta cho hai lớp lá chuối đã được phơi héo hoặc đã lá chuối tươi đã được trụng qua nước sôi vào trong khuôn (hình 2.2.9) với hai lớp lá chuối này được xếp chồng lên nhau và các sống lá của hai lớp lá này vuông góc với nhau Điều này sẽ giúp cho lá chuối có thêm sự dẽo dai

Hình 2.2 Quá trình gói bánh giò sử dụng khuôn

Tiếp đó ta lấy thìa xúc bột đổ vào trong khay và sử dụng thìa tạo hình phễu cho bột như hình 2.3, cho thêm nhân vào kế đó ta cho thêm một lớp bột mỏng phủ lớp nhân vừa cho vào

Hình 2.3 Quá trình cấp bột và cấp nhân thủ công

Cuối cùng ta gấp các lớp lá chuối theo các viền của khuôn làm bánh như hình 2.2.12 ở trên

- Bước cuối cùng là hấp bánh

Ta xếp bánh vào xửng hấp trong vòng 20 phút là bánh sẽ chín Lúc này ta có thể lấy bánh ra và thưởng thức

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ CHO MÁY LÀM BÁNH GIÒ TỰ ĐỘNG

3.1 Giới thiệu

Để chế tạo ra máy làm bánh giò tự động phù hợp với mục tiêu đề ra,quá trình thiết

kế cần được thực hiện để cải thiện khả năng hoạt động dựa trên nền tảng các nguyên

lý máy cơ bản, giá thành thấp và giảm thiểu nguy cơ thất bại Quá trình thiết kế cơ khí phải mang tính chất đồng bộ và hệ thống với các yêu cầu cũng như với các quá trình thiết kế khác như điện, hệ thống điều khiển, môi trường hoạt động, Quá trình thiết kế mang tính hệ thống này là phần chính tổng việc xây dựng nên tảng cho quá trình thiết kế máy làm bánh giò sau này

3.2 Phương án thiết kế

Để bắt đầu tiến hành vào việc thiết kế máy làm bánh, em đã đặt ra một quy trình từng bước thực hiện các công việc để xây dựng được một hệ thống hoàn chỉnh Thứ nhất, xác định các công đoạn làm bánh để từ đó xác định được các khâu cần có trong

Và cuối cùng là tính toán chính xác các thông số kỹ thuật để xác định lỗi kỹ thuật hiệu chỉnh và kiểm nghiệm độ bền của vật liệu trước khi bắt tay vào xây dựng hệ thống thực

3.3 Phân tích quá trình làm bánh giò trong thực tế

Ở chương 2 em đã trình bày về cách thức làm một chiếc bánh giò thủ công Tuy nhiên để máy làm bánh đơn giản dễ chế tạo em xin tách bước làm bánh ra làm 3 công đoạn

Công đoạn 1 là chuẩn bị bột và sơ chế nhân Ở đây để đảm bảo cho quá trình làm bánh diễn ra nhanh chống đáp ứng nhu cầu thì bột sẽ được ngâm và nấu trước khi cho vào khay chứa bột, tức là ta chỉ cho hỗn hợp bột sánh đã được nấu nào máy Song song đó thì ta cũng sơ chế trước nhân bánh, nhân bánh sẽ được xào trước khi được cho vào khay chứa nhân

Công đoạn 2 đây là công đoạn mà máy làm bánh giò tự động thiết kế ra để phục vụ Với các nguyên liệu đầu vào đã được cấp ở các khay chứa như lá chuối gói bánh, bột bánh, nhân bánh (thịt xay và trứng cút) quá trình gói bánh sẽ được diễn ra và kết quả cuối cùng sẽ cho ra lò một chiếc bánh giò hoàn chỉnh

Công đoạn 3 cũng là công đoạn cuối cùng đó là công đoạn hấp bánh Cũng như công đoạn 1, công đoạn này được làm ngoài hệ thống máy làm bánh tức là sau khi máy cho ra lò một mẻ bánh người sử dụng sẽ tự quyết định mỗi mẻ hấp sẽ là bao nhiêu

Bước kế tiếp khi ta cho bột bánh vào khuôn ta cần dàn lớp bột bánh ra và tạo một hình dạng phễu ở giữa khuôn nơi vị trí này sẽ được cho nhân xuống Với yêu cầu này thì ta có thể thiết kế một trạm riêng biệt để tạo hình phễu cho bột sau khi đã cấp bột ban đầu

Tiếp theo sẽ đến bước cấp nhân, ở đây nhân là hỗn hợp thịt xay đã được xào qua và trứng cút đã được bóc vỏ Có hai loại nhân riêng biệt nên ta cần hai khay chứa nhân riêng biệt Do lòng trắng trứng cút có độ ma sát cao nên khi rớt xuống nếu bị chồng nhau sẽ gây ra hiện tượng kẹt nhân Nên ta cần thiết kế hai khay chứa nhân với hai hình dạng khác nhau

Kế tiếp đó là bước cho thêm một lớp bột lên trên nhân đã được cho trước đó Ở bước này ta có thể thiết kế như trạm trước đó do yêu cầu ở hai trạm này cơ bản là như nhau

Cuối cùng là khâu gấp lá, ở đấy lợi dụng khuôn làm bánh mà ta chỉ cần gấp lá theo

4 hướng theo các cạnh của khuôn làm bánh Và cuối cùng là đưa bánh thành phẩm

ra khỏi chu trình

Ở đây còn một chi tiết nữa có thể thêm vào đó là buộc lạt cho bánh tuy nhiên để đơn giản hệ thống máy làm bánh, trong đề tài này chúng em sẽ không xét đến vấn đề này

Từ các bước phân tích trên em xây dựng một hệ thống máy làm bánh gồm 6 trạm làm việc đôc lập với nhau Đó là:

Trạm đầu tiên: Trạm này đảm nhận nhiệm vụ gắp là từ hai khay chứa lá vào vị trí khuôn bánh

Trạm 2: Trạm này đảm nhận nhiệm vụ cấp một lượng bột như công thức đã được xác định từ trước sẽ đề cập ở các chương tiếp theo

Trạm 3: Trạm này đảm nhận nhiệm vụ tạo hình dạng phễu – không gian sẽ chứa nhân

Trạm 4: Trạm này đảm nhận nhiệm vụ cấp nhân thịt và trứng xuống vị trí phễu đã được tạo hình từ trước

Trạm 5: Trạm này đảm nhận nhiệm vụ tương tự như trạm thứ 2 tuy nhiên hai lượng bột cấp xuống ở hai trạm này sẽ khác nhau sẽ đề cập ở các chương tiếp theo

Trạm 6: Trạm cuối cùng: Trạm này đảm nhận nhiệm vụ gấp lá cũng như đưa thành phẩm ra khỏi hệ thống

3.4 Xác định thông số kỹ thuật ban đầu

Theo tờ nhiệm vụ khi đăng ký đồ án chúng em sẽ thiết kế hệ thống máy làm bánh giò với năng suất 30s/bánh nghĩa là cứ 30s sẽ có một chiếc bánh được cho ra lò Đây cũng được xác định là thời gian dừng lâu nhất của một trạm trong quá trình làm việc Tức để sản xuất một chiếc bánh từ khâu đầu tiên đến khâu cuối cùng sẽ cần 180s tương đương 3 phút

Không gian làm việc sẽ giới hạn nhỏ hơn 2m2

3.5 Xây dưng nguyên lý làm việc cho từng trạm

- Trạm gắp lá

Như đã phân tích ở trên ta cần hai khay chứa lá riêng biệt cho trạm này Em đã thiết

kế hệ thống trạm gắp lá như hình 3.1

Hình 3.1 Mô hình trạm gắp lá

Lá chuối có dạng mặt phẳng, mỏng nhẹ nên em sử dụng các van hút chân không để

có thể di chuyển lá từ khay lá tới vị trí khuôn bánh Do lá chuối có các sống lá tạo khe hở làm không khí có thể tràn vào các giác hút gây rơi rớt lá trong quá trình thực

hiện gắp lá Do đó trong quá trình thiết kế cũng như thực nghiệm ta cần hiệu chỉnh

áp suất van chân không sao cho phù hợp nhất trong quá trình làm việc

Nguyên lý làm việc của trạm cấp lá như sau: khi chưa làm việc xy lanh 1, 2, 3 ở vị trí không tác dụng Khi bắt đầu chu trình xy lanh 2 sẽ đi xuống khi chạm vào S4 lúc này van hút chân không sẽ được kích hoạt lá được gắp lên Xy lanh 2 đi lên chạm công tắc hành trình S3, kích hoạt xy lanh trượt 1 đi ra chạm S2, van hút chân không

mở xy lanh 1 đi về vị trí cũ chạm S1 đồng thời xy lanh 3 sẽ đi ra chạm S6 Tiếp theo

xy lanh 2 lại tiếp tục đi xuống chạm S4 lúc này van hút chân không sẽ được kích hoạt lần 2, tiếp đến xy lanh 2 di chuyển lên chạm s3 Sau đó xy lanh 1 đi ra chạm S2 đồng thời xy lanh 3 trở về chạm S5 lúc này xy lanh 2 đi xuống chạm mở van hút chân không ra, chạm s4 xy lanh 2 đi lên chạm s3 lúc này xy lanh 1 trở về chạm S1, chu trình kết thúc

Để có thể cố định được xy lanh 2 với xy lanh 1 em có thiết kế một chi tiết dạng trụ với 4 lỗ ở trên bề mặt, 4 lỗ này có nhiệm vụ cố đinh chi tiết lên xy lanh trượt ở trên Một lỗ suốt còn lại dùng để cố định chi tiết này với xy lanh 2 bằng 1 con bulong 10 Tiếp theo đó để có thể gắn các giác hút chân không lên xy lanh 2 gắp lá em thiết kế một tấm dạng mặt phẳng có chiều dày 3mm với 4 lỗ ∅12 ở 4 góc của chi tiết dạng tấm này hình 3.3 Tại trung tâm của chi tiết là một lỗ ∅10 dùng để cố định chi tiết này lên xy lanh 2 gặp lá Các lỗ còn lại xung quanh lỗ ∅10 dùng để cố định chi tiết

ép lá vào khuôn

Hình 3.3 Chi tiết gắn van hút chân không

Để có thể ép lá vào đúng theo khuôn làm bánh em thiết kế một chi tiết dạng hình lăng trụ tù ở phần đầu Chi tiết này sẽ được gắn vào các lỗ nhỏ được thiết kế trên chi tiết dạng tấm đã trình bày ở trên

Kế đến em xin trình bày về chi tiết khay chứa lá, do em thiết kế chia khay chứa lá

sẽ được chuyển động trong quá trình thực hiện gắp lá do đó em có thiết kế thêm bên dưới khay các bánh xe để khay chuyển động mượt mà hơn, cần lực tác dụng lên ít hơn, tránh tạo ma sát trượt giữa bề mặt đáy khay và bề mặt dưới nó

- Trạm cấp bột (Hình 3.5)

Hình 3.5 Trạm cấp bột 2 và 5

Yêu cầu của trạm này là cấp xuống một lượng bột tương đương 70g bột ở trạm 2 và 60g bột ở trạm 5

Sau khi thử nghiệm nhiều phương pháp cấp bột khác nhau em quyết định sử dụng phương pháp hút bột vào xy lanh sau đó bơm bột vào khuôn làm bánh Do bột làm bánh ở đây có độ dẻo sánh nhẹ nên các phương pháp khác thực hiện không khả thi

Để có thể thực hiện phương án này, em đã sử dụng van 3 ngã để định hướng dòng chuyển động của bột Theo hình 3.6 ta xét van 3 ngã ở 2 vị trí, khi tay quay ở vị trí

1, van sẽ thông từ A qua B Ngược lại, khi tay quay ở vị trí 2 thì van sẽ thông từ A qua C

Hình 3.6 Chi tiết van ba ngã

Để cố định van ba ngã chúng em thiết kế 2 chi tiết đối xứng như hình 3.7 Chi tiết này gồm 5 lỗ bắt vít Bao gồm 3 lỗ bắt vít trên thành để cố định chi tiết vào các thanh nhôm định hình và từ các thanh nhôm định hình này cố định khung của máy, Một chi tiết dạng tấm có các lỗ trùng với 4 lỗ vít trên 2 chi tiết giúp cố định hai chi tiết lại với nhau tránh cho trong quá trình vận hành, khi van được đóng mở 2 chi tiết sẽ

có hiện tượng lệch nhau dẫn đến hư hỏng, không giữ được độ ổn định cho van

Hình 3.7 Chi tiết cố định van 3 ngã

Để có thể quay van 3 ngã này, em có thiết kế một xy lanh được thiết kế nằm xéo một góc 450 như hình 3.5 Khi xy lanh được tác động đi ra tay quay van 3 ngã sẽ đạt được vị trí 2 Xy lanh ở vị trí ban đầu thì xy lanh đạt được vị trí 1, hay nói cách khác khi xy lanh ở vị trí ban đầu thì van sẽ nối thông ống xy lanh hút bột với khay chứa bột và ngược lại khi xy lanh được tác động thì van 3 ngã sẽ nối thông xy lanh hút bột với khuôn bánh Để quá trình quay tay quay được diễn ra thuận lợi em đã thiết kế luôn phần tay quay này hình 3.8 Chi tiết tay quay được ghép bởi các lá thép nhỏ xen kẽ nhau và được cố định bởi 2 vít dài ở các lỗ ở giữa tay (xét theo chiều dài) Phần tay đầu tay quay gắn với xy lanh được tạo rãnh ở hai phía phần này sẽ giúp bù trừ sai số kích thước trong quá trình xy lanh chuyển động Nếu không có rãnh này thì khi xy lanh được tác dụng sẽ đẩy tay quay quay một góc >

90o, quỹ đạo quay sẽ là một cung tròn có bán kính đúng bằng chiều dài tay quay

mà ta biết thì xy lanh ở đây chỉ có thể chuyển động theo một đường thằng (hay chuyển động tịnh tiến theo phương cố định) Theo dõi hình 3.9 để có thể hiểu rõ hơn về điều này

Hình 3.8 Chi tiết tay quay van 3 ngã

Hình 3.9 Mô tả hình học của chuyển động xy lanh xoay van

Ngoài ra để có thể gắn kết phần tay quay cũng như xy lanh chúng em có thiết thêm một chi tiết dạng chữ U với 3 lỗ tròn, một lỗ dùng để cố định chi tiết vào đầu xy lanh, 2 lỗ dùng để xuyên thanh thép nối phần tay quay với phần xy lanh như hình 3.10

Hình 3.10 Chi tiết gắn tay quay van 3 ngã với xy lanh xoay van

Để cố định xy lanh xoay van vào khung hệ thống em có thiết kế một chi tiết dạng tầm dày 3mm với các lỗ ∅6 được bố trí như hình 3.11 dưới đây