(Đồ án hcmute) nghiên cứu, chế tạo máy định lượng mộc chả lụa tự động
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (6.63 MB, 120 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CNKT CƠ ĐIỆN TỬ
NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO MÁY ĐỊNH LƯỢNG
MỘC CHẢ LỤA TỰ ĐỘNG
GVHD: KS. ĐỒNG SĨ LINH
SVTH: ĐỖ VĂN QUANG
VÕ DUY CẢNH
ĐỖ TRUNG HIẾU
SKL010431
Tp.Hồ Chí Minh,Tháng 2/2022
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO MÁY ĐỊNH LƯỢNG
MỘC CHẢ LỤA TỰ ĐỘNG
GVHD: KS. ĐỒNG SĨ LINH
SVTH:
MSSV:
Đỗ Văn Quang
18146193
Võ Duy Cảnh
18146084
Đỗ Trung Hiếu
18146112
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 02 năm 2022
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO MÁY ĐỊNH LƯỢNG
MỘC CHẢ LỤA TỰ ĐỘNG
GVHD: KS. ĐỒNG SĨ LINH
SVTH:
MSSV:
Đỗ Văn Quang
18146193
Võ Duy Cảnh
18146084
Đỗ Trung Hiếu
18146112
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 02 năm 2022
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Giảng viên hướng dẫn: Ks. Đồng Sĩ Linh
Sinh viên thực hiện: Đỗ Văn Quang
MSSV: 18146193
ĐThoại: 0379238859
Võ Duy Cảnh
MSSV: 18146084
ĐThoại: 0364008755
Đỗ Trung Hiếu
MSSV: 18146112
ĐThoại: 0387040293
1. Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO MÁY ĐỊNH LƯỢNG MỘC CHẢ LỤA TỰ ĐỘNG
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:
- Không gian hoạt động của máy: 800x750x1240 (mm).
- Phương pháp định lượng: định lượng trục vít.
- Khối lượng mộc mong muốn định lượng: 0.25kg, 0.5kg và 1kg.
- Năng suất mong muốn: 90kg/h.
- Sai số mộc đầu ra cho phép: không quá 5%.
3. Nội dung chính của đồ án:
- Tìm hiểu giải pháp tối ưu dựa vào nhu cầu thực tiễn ở các cơ sở sản xuất chả lụa nhỏ
lẻ.
- Xây dựng mơ hình hệ thống máy định lượng ba loại mộc theo mong muốn.
- Thiết kế, tính tốn lựa chọn thiết bị phù hợp.
- Lắp ráp cơ khí, tủ điện.
- Lập trình PLC, HMI và chạy test thử.
- Chạy thực tế và đánh giá kết quả.
4. Các sản phẩm dự kiến:
Máy định lượng mộc chả lụa tự động.
5. Ngày giao đồ án:
6. Ngày nộp đồ án:
7. Ngơn ngữ trình bày:
TRƯỞNG KHOA
Bản báo cáo:
Trình bày bảo vệ:
Tiếng Anh
Tiếng Anh
TRƯỞNG NGÀNH
Tiếng Việt
Tiếng Việt
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
*****
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
(Dành cho giáo viên hướng dẫn)
Họ và tên sinh viên: Đỗ Văn Quang
MSSV: 18146193
Họ và tên sinh viên: Võ Duy Cảnh
MSSV: 18146084
Họ và tên sinh viên: Đỗ Trung Hiếu
MSSV: 18146112
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO MÁY ĐỊNH LƯỢNG MỘC CHẢ LỤA TỰ ĐỘNG
Họ và tên GV hướng dẫn: Đồng Sĩ Linh
NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên:
2. Ưu điểm:
3. Khuyết điểm:
4. Đề nghị cho bảo vệ hay không?
5. Đánh giá loại:
6. Điểm:
(Bằng chữ:
)
TP.HCM, ngày
tháng
năm 20
Giáo viên hướng dẫn
(Ký, ghi rõ họ tên)
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
*****
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
(Dành cho giáo viên phản biện)
Họ và tên sinh viên: Đỗ Văn Quang
MSSV: 18146193
Họ và tên sinh viên: Võ Duy Cảnh
MSSV: 18146084
Họ và tên sinh viên: Đỗ Trung Hiếu
MSSV: 18146112
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO MÁY ĐỊNH LƯỢNG MỘC CHẢ LỤA TỰ ĐỘNG
Họ và tên GV phản biện:
NHẬN XÉT
1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
2. Ưu điểm:
3. Khuyết điểm:
4. Đề nghị cho bảo vệ hay không?
5. Đánh giá loại:
6. Điểm:
(Bằng chữ:
)
TP.HCM, ngày
tháng
năm 20
Giáo viên phản biện
(Ký, ghi rõ họ tên)
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện Đồ án Tốt Nghiệp này, nhóm đã nhận được nhiều sự giúp
đỡ, đóng góp ý kiến và hướng dẫn nhiệt tình của thầy cơ, gia đình và bạn bè.
Đầu tiên, nhóm xin gửi lời cảm ơn chân thành đến KS. Đồng Sĩ Linh, người giảng
viên hướng dẫn nhóm trong thời gian vừa qua, và cũng là người đưa ra những góp ý
cũng như những ý tưởng sơ khai của nhóm trong suốt quá trình hồn thành nhiệm vụ đồ
án trong kì này.
Nhóm cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô trong trường Đại học Sư Phạm Kỹ
Thuật TP. Hồ Chí Minh nói chung, các Thầy, Cô hướng dẫn Đồ án tốt nghiệp nói riêng
đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất, chỉ dẫn những kiến thức bổ ích về các mơn đại cương
cũng như các mơn chun ngành, giúp nhóm có được cơ sở lý thuyết vững chắc để hoàn
thành tốt nhiệm vụ đồ án này.
Cuối cùng, nhóm xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã ln tạo điều kiện,
quan tâm, giúp đỡ, động viên nhóm trong quá trình học tập và hồn thành đồ án tốt
nghiệp kì này.
vii
MỤC LỤC
TRANG PHỤ BÌA .......................................................................................................... i
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .............................................................................. ii
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN.............................................. iii
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ...................................................v
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... vii
MỤC LỤC ................................................................................................................... viii
PHỤ LỤC HÌNH ẢNH ................................................................................................. xi
PHỤ LỤC BẢNG ........................................................................................................ xiii
TÓM TẮT ĐỒ ÁN ...................................................................................................... xiv
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG ..............................................................................1
1.1.
Tính cấp thiết của đồ án .....................................................................................1
1.2.
Mục tiêu đề tài ...................................................................................................1
1.3.
Cơ sở phương pháp luận ....................................................................................1
1.4.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ...........................................................................2
1.5.
Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................2
1.6.
Phạm vi nghiên cứu............................................................................................2
1.7.
Giới hạn đề tài ....................................................................................................2
1.8.
Bố cục đề tài .......................................................................................................2
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI .......................................................4
2.1. Lịch sử nguồn gốc của giò chả lụa .......................................................................4
2.1.1. Khái niệm ........................................................................................................4
2.1.2. Thành phần và cách lựa chọn nguyên liệu......................................................4
2.2. Phương pháp định lượng .......................................................................................5
2.2.1. Khái niệm ........................................................................................................5
2.2.2. Các phương pháp định lượng..........................................................................5
2.2.2.1. Phương pháp bơm định lượng ..................................................................5
2.2.2.2. Phương pháp định lượng trục vít ..............................................................6
2.2.2.3. Phương pháp định lương dùng cân điện tử ..............................................7
2.3. Phân tích các loại máy có trên thị trường .............................................................9
2.3.1. Máy định lượng chả lụa kẹp chì bán tự động .................................................9
2.3.2. Máy tự động nhồi thịt vào khn .................................................................10
2.3.3. Máy đóng gói chả lụa ...................................................................................11
2.4. Rút ra kết luận, đánh giá và phát triển máy của nhóm ........................................12
viii
2.4.1. Kết luận .........................................................................................................12
2.4.2. Phát triển hệ thống riêng của nhóm ..............................................................12
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ .................................................................14
3.1. u cầu kĩ thuật ..................................................................................................14
3.2. Các phương án cho cơ cấu ..................................................................................14
3.3.
Tính tốn, lựa chọn và thiết kế phần cứng .......................................................15
3.3.1.
Khung máy ................................................................................................15
3.3.2. Xylanh và cơ cấu cắt mộc .............................................................................17
3.3.3. Trục xoắn và AC servo motor ......................................................................22
3.3.3.1. Trục xoắn ................................................................................................22
3.3.3.2. Chọn AC servo motor ............................................................................26
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO MÁY, CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU
KHIỂN VÀ GIAO DIỆN GIÁM SÁT HMI .................................................................28
4.1. Thiết kế hệ thống điện cho máy ..........................................................................28
4.1.1. Khối nguồn ...................................................................................................28
4.1.2. Khối xử lý .....................................................................................................29
4.1.3. Khối cơ cấu cảm biến ...................................................................................33
4.1.4. Khối cơ cấu thực thi ......................................................................................33
4.1.5. Khối hiển thị: HMI Weinview Monitor: MT6070IH ...................................36
4.2. Thiết kế kết nối cho máy .....................................................................................38
4.2.1. Kết nối điện cho máy ....................................................................................38
4.2.2. Bảng vẽ các thành phần máy ........................................................................38
4.3. Chương trình điều khiển .....................................................................................42
4.3.1. Lưu đồ giải thuật ...........................................................................................42
4.3.2. Giải thuật điều khiển .....................................................................................48
4.4. Giao diện màn hình HMI ....................................................................................48
CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ VÀ THỰC NGHIỆM ...........................................................53
5.1. Kết quả thi công máy ..........................................................................................53
5.2. Thực nghiệm .......................................................................................................56
5.2.1. Thử nghiệm tính an tồn của hệ thống máy .................................................56
5.2.2. Thực nghiệm khả năng tháo vệ sinh nhanh gọn ...........................................57
5.2.3. Thực nghiệm hiển thị HMI và khả năng chuyển đổi linh hoạt .....................62
5.2.4. Thực nghiệm khả năng định lượng ...............................................................63
CHƯƠNG 6. TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ..............................................67
6.1. Những việc đạt được ...........................................................................................67
ix
6.2. Những hạn chế ....................................................................................................67
6.3. Hướng phát triển đề tài........................................................................................68
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................69
x
PHỤ LỤC HÌNH ẢNH
Hình 2. 1. Sản phẩm giị chả lụa ......................................................................................4
Hình 2. 2. Cấu tạo hệ thống định lượng dạng bơm .........................................................5
Hình 2. 3. Trục vít và bồn vít định lượng ........................................................................6
Hình 2. 4. Cấu tạo của hệ thống định lượng trục vít nằm ngang .....................................7
Hình 2. 5. Máy định lượng bột giặt dùng cân điện tử .....................................................7
Hình 2. 6. Loadcell điện ..................................................................................................8
Hình 2. 7. Máy định lượng chả lụa dùng phương pháp kẹp chì ......................................9
Hình 2. 8. Bộ phận kẹp chì ............................................................................................10
Hình 2. 9. Máy nhồi thịt HY – RCJ500 .........................................................................10
Hình 2. 10. Máy đóng gói chả lụa .................................................................................11
Hình 3. 1. Bản vẽ thiết kế khung 3D .............................................................................15
Hình 3. 2. Hình mơ phỏng ứng suất phá huỷ của khung ...............................................16
Hình 3. 3. Biểu đồ mơ phỏng độ võng của khung .........................................................16
Hình 3. 4. Cấu tạo xy lanh khí nén ................................................................................17
Hình 3. 5. Bảng đơn vị áp suất .....................................................................................18
Hình 3. 6. Cơng thức tính lực tác động vào xy lanh ......................................................19
Hình 3. 7 Lực ma sát trượt.............................................................................................19
Hình 3. 8. Cơ cấu cắt mộc thực hiện cắt........................................................................21
Hình 3. 9. Cơ cấu cắt mộc thưc hiện mở ......................................................................21
Hình 3. 10. Trục xoắn ....................................................................................................22
Hình 3. 11. Bảng tra cứu thơng tin thơng số servo ........................................................26
Hình 3. 12. Động cơ AC servo: HC-KFS43K ...............................................................26
Hình 4. 1. Sơ đồ cấu trúc điện của máy .........................................................................28
Hình 4. 2. Power Converter 24VDC ( bộ chuyển đổi 220VAC → 24VDC ) ...............28
Hình 4. 3. PLC Mitsubishi FX1N-60MT-001 ...............................................................29
Hình 4. 4. Đấu dây kiểu Sink trong PLC .......................................................................32
Hình 4. 5. Đấu dây kiểu Source trong PLC ...................................................................32
Hình 4. 6. Cảm biến hồng ngoại ( cảm biến nhận biết khn ) .....................................33
Hình 4. 7. Cảm biến từ xy lanh .....................................................................................33
Hình 4. 8. AC servo driver : MR-J2S-40A....................................................................34
Hình 4. 9. AC servo motor : HC-KFS43K ....................................................................35
Hình 4. 10. Xy lanh Airtac – xuất xứ Đài Loan ............................................................35
Hình 4. 11. Xy lanh điện 2 coil 5/2 ...............................................................................36
Hình 4. 12. Màn hình HMI Weinview : MT6070IH .....................................................36
Hình 4. 13. Sơ đồ kết nối các phần tử trong máy ..........................................................38
Hình 4. 14. Bảng vẽ các tín hiệu đầu vào ......................................................................39
Hình 4. 15. Bảng vẽ các tín hiệu đầu ra.........................................................................40
Hình 4. 16. Bảng vẽ kết nối driver : MR-J2S-40A........................................................41
Hình 4. 17. Vị trí tương qua các thiết bị điện gắn trên máy ..........................................43
Hình 4. 18. Lưu đồ giải thuật chương trình chính .........................................................44
xi
Hình 4. 19. Lưu đồ giải thuật khi nhấn setup ................................................................45
Hình 4. 20. Minh họa quá trình setup ............................................................................46
Hình 4. 21. Lưu đồ giải thuật chương trình chạy tự động .............................................47
Hình 4. 22. Lệnh phát xung DRIVER ...........................................................................48
Hình 4. 23. Cáp nạp chương trình từ máy tính vào HMI Weinview .............................49
Hình 4. 24. Cáp kết nối từ HMI Weinview đến PLC Mitsubishi ..................................49
Hình 4. 25. Màn hình 1 của hệ thống ............................................................................50
Hình 4. 26. Màn hình 2 của hệ thống ............................................................................51
Hình 4. 27. Màn hình 3 của hệ thống ............................................................................52
Hình 5. 1. Phễu chứa mộc thiết kế và thực tế ...............................................................53
Hình 5. 2. Trục vít thực tế .............................................................................................53
Hình 5. 3. Bộ phân bộ dao thực tế .................................................................................54
Hình 5. 4. Tủ điện thực tế ..............................................................................................54
Hình 5. 5. Tổng thể máy ................................................................................................55
Hình 5. 6. Mặt chính diện của máy ...............................................................................55
Hình 5. 7. Bước 1: Kéo khớp nối cứng giữa trục động cơ và trục vít xoắn lên ............58
Hình 5. 8. Bước 2: Lấy trục vít xoắn ra .........................................................................58
Hình 5. 9. Bước 3: Nâng phễu ra khỏi bộ dao ...............................................................59
Hình 5. 10. Bước 4: Tháo chốt cố định giữa xilanh với bộ dao ....................................59
Hình 5. 11. Bước 5: Tháo thanh nẹp cố định bộ dao với khung máy ...........................60
Hình 5. 12. Bước 6: Nhấc bộ dao ra khỏi khung máy ...................................................60
Hình 5. 13. Máy sau khi đã tháo đi hết các bộ phận cần về sinh ..................................61
Hình 5. 14. Các bộ phần cần vệ sinh : trục vít , phễu , bộ dao. .....................................61
Hình 5. 15. Lượng mộc cịn sót lại trong trục vít sau khi tháo máy gần bằng 100g .....62
Hình 5. 16. Nhấn nút chọn loại 0.5kg trên HMI và chạy 2 sản phẩm ...........................62
Hình 5. 17. Chuyển đổi loại 1kg và chạy 1 sản phẩm ...................................................63
Hình 5. 18. Chuyển đổi loại 0.25kg và chạy 1 sản phẩm ..............................................63
Hình 5. 19. Lượng mộc tương ứng mới 48000 xung ....................................................64
Hình 5. 20. Số xung được lưu của từng loại khối lượng ...............................................65
Hình 5. 21. Kết quả định lượng khi thiết lập lại số xung ..............................................66
xii
PHỤ LỤC BẢNG
Bảng 3. 1. Các phương án đề ra cho cơ cấu cấu truyền động trục tải. ..........................14
Bảng 3. 2. Thông số đầu vào của các xy lanh ...............................................................18
Bảng 3. 3. Bảng chọn xy lanh........................................................................................21
Bảng 3. 4. Thông số đầu vào tính tốn trục vít .............................................................23
Bảng 3. 5. Bảng khối lượng tổng thể .............................................................................25
Bảng 4. 1. Thông số kỹ thuật đầu vào PLC FX1N – 60MT – 001 ................................30
Bảng 4. 2.Thông số kỹ thuật đầu ra PLC FX1N – 60MT – 001 ...................................31
Bảng 4. 3. Kết nối các chân đầu vào của PLC ..............................................................39
Bảng 4. 4. Kết nối các chân đầu vào của PLC ..............................................................40
Bảng 4. 5. Kết nối các chân của driver MR-J2S-40A ...................................................41
Bảng 5. 1. Thông số máy ...............................................................................................56
Bảng 5. 2. Kết quả thực nghiệm khả năng dừng của máy .............................................57
Bảng 5. 3. Kết quả năng suất thực tế .............................................................................65
Bảng 5. 4. kết quả thực nghiệm loại 0.5kg ....................................................................66
Bảng 5. 5. kết quả thực nghiệm loại 1kg .......................................................................66
Bảng 5. 6. kết quả thực nghiệm loại 0.25kg ..................................................................66
xiii
TĨM TẮT ĐỒ ÁN
Hiện nay trong q trình phát triển công nghiệp, đặc biệt trong ngành công nghiệp
thực phẩm về các thực phẩm viên, chả,… con người đã ngày càng tiến đến việc áp dụng
những máy móc cơng nghiệp để dễ dàng tạo ra năng xuất cao trong các nhà máy, xí
nghiệp, một số hộ kinh doanh gia đình,... Đối với các nhà máy, xí nghiệp lớn thì việc
chi ra một số tiền lớn để chi trả cho các loại máy là một điều rất cần thiết và phù hợp,
nhưng đối với các hộ kinh doanh nhỏ và những xưởng sản xuất nhỏ khơng thể có đủ
kinh phí lớn để sắm những loại máy đắt tiền này.
Thấu hiểu những khó khăn của những đối tượng kinh doanh nhỏ, đề tài “Thiết
kế, chế tạo máy định lượng mộc tự động” muốn giảm áp lực về kinh phí đồng thời đạt
được hiệu quả tối ưu nhất có thể.
Máy có chức năng định lượng các sản phẩm theo từng khối lượng khác nhau theo
ba loại: 0.25 kg, 0.5 kg và 1 kg. Máy gồm các bộ phận chính, gồm: bộ phận cấp khn,
bộ phận đùn thịt, bộ phận cắt thịt. Tất cả được điều khiển bởi PLC và được giám sát và
điều khiển trên màn hình HMI.
Kết quả: Máy đã thực hiện được yêu cầu cơ bản của nhóm là định lượng được
sản phẩm ra 3 loại là 0.25kg, 0.5kg và 1kg và có sai số cho phép mỗi loại dưới 5%. Năng
suất loại 0.25kg: 53kg/h, 0.5kg: 72kg/h, 1kg: 85kg/h. Với năng suất này thì phần nào
cũng đã đáp ứng được một số yêu cầu của những đối tượng kinh doanh nhỏ lẻ là tối ưu
được nhân công, tiết kiệm được thời gian trong quá trình sản xuất chả lụa.
xiv
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1.
Tính cấp thiết của đồ án
Trong ngành cơng nghiệp thực phẩm thuộc (các loại thịt đóng hộp, chả viên, xúc
xích ,…) thì phương pháp định lượng là một phần quan trọng để dễ dàng phân loại được
các loại sản phẩm theo từng loại định lượng khác nhau. Tuy nhiên đối với các doanh
nghiệp có quy mơ nhỏ thì việc này rất tốn kém để đầu tư nên họ thường sử dụng phương
pháp ước lượng thủ công rồi sẽ tiến hành lại việc cân, suy ra việc này rất tốn kém thời
gian, công sức.
Hiện nay trên thị trường có nhiều loại máy với những cách định lượng khác nhau,
những phương pháp này tuy có giá thành tương đối cao nhưng tính hiệu quả của chúng
rất chính xác và làm việc với năng suất cao hơn so với cách làm thủ công. Tuy nhiên
vẫn chưa giải quyết được vấn đề kinh tế.
Để giải quyết về bài toán kinh tế, nhóm đã tìm hiểu và tiến hành phân tích từ các
loại máy có trên thị trường, sau đó đề xuất các phương án tối ưu hóa mơ hình cũng như
kết cấu một số loại máy để ứng dụng vào máy của nhóm. Với mục tiêu đem lại một loại
máy đáp ứng được giá cả cũng như là đem lại năng suất tốt cho doanh nghiệp, nhóm đề
xuất phương án định lượng mộc bằng phương pháp quay trục vít.
1.2.
Mục tiêu đề tài
-
Thiết kế, thi công kết cấu máy, tự động của máy hỗ trợ việc định lượng 3 loại
mộc theo: 0.25 kg, 0.5 kg và 1 kg.
-
Máy có thiết kế chất liệu phù hợp với thực phẩm và dễ dàng tháo lắp vệ sinh.
-
Đảm bảo năng suất máy đạt được 90kg/h
-
Xây dựng hệ thống điều khiển, giám sát sử dụng HMI và PLC để điều khiển việc
tự động hóa của máy.
-
Chạy thử nghiệm, kiểm tra tính tối ưu và quy trình hoạt động của máy.
1.3.
Cơ sở phương pháp luận
Từ các kinh nghiệm về sản xuất các loại chả viên, bò viên, thịt đóng hộp và kiến
thức tìm hiểu từ các nguồn trên khơng gian mạng. Nhóm đã đúc kết ra được những ưu,
nhược điểm của từng loại phương pháp định lượng có mặt trên thị trường để từ đó xây
dựng được máy đúng với yêu cầu.
1
1.4.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
-
Nâng cao giá trị sản phẩm và năng suất trong ngành thực phẩm thì tự động hóa
đang có vai trị vơ cùng quan trọng.
-
Đưa được đồ án này đến các doanh nghiệp gia đình nhỏ.
-
Góp phần tạo ra nguồn thu nhập, tiết kiệm chi phí.
-
Đưa cơng nghệ số đến gần mọi người hơn.
1.5.
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu dựa trên lý thuyết và thực nghiệm thực tế.
Về tính lý thuyết, tìm tịi, học hỏi kinh nghiệm từ những cơ sở kinh doanh chả
lụa, bị viên,… và tìm kiếm các nguồn tài liệu từ các trang mạng.
Về thực nghiệm: Xem xét tính chính xác của máy, mơ phỏng lại q trình vận
hành, so sánh với cơ cấu đã mô phỏng từ trước. Xem xét, rút kinh nghiệm sau đó cải
tiến. Khi kiểm tra được đúng với kết quả, sẽ tiến hành vận hành chính thức với số lượng
lớn.
1.6.
Phạm vi nghiên cứu
-
Định lượng được sản phẩm theo 3 loại mong muốn.
-
Tăng hiệu suất hoạt động của máy.
-
Tiết kiệm chi phí, giá thành.
1.7.
Giới hạn đề tài
Đề tài giới hạn ở việc định lượng được sản phẩm. Yêu cầu là khoảng sai số không
quá 5% khối lượng định lượng.
1.8.
-
Bố cục đề tài
Gồm 7 chương:
+ Chương 1: Giới thiệu nội dung đề tài: tính cấp thiết của đồ án, mục tiêu đề tài, cơ sở
phương pháp luận, ý nghĩa khoa học và thực tiễn, các phương pháp nghiên cứu, phạm
vi nghiên cứu, giới hạn của đề tài.
+ Chương 2: Cơ sở lý thuyết của đề tài.
+ Chương 3: Tính tốn, thiết kế cơ khí cho máy.
+ Chương 4: Thiết kế hệ thống điện cho máy, chương trình điều khiển và giao diện giám
sát HMI.
2
+ Chương 5: Kết quả đạt được và nhận xét.
+ Chương 6: Kết luận và nội dung phát triển.
3
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
2.1. Lịch sử nguồn gốc của giò chả lụa
2.1.1. Khái niệm
Giò chả là sản phẩm truyền thống ở nước ta, với nhiều tên gọi khác nhau: giò chả
(miền Bắc), chả lụa (miền Nam). Được làm từ hai nguyên liệu cơ bản là thịt nạc thăn
lợn xay nhuyễn kết hợp với nước mắm, gói trong lá chuối và luộc chín. [2]
Hình 2. 1. Sản phẩm giò chả lụa
Thịnh hành trong ẩm thực Việt Nam như một món ăn vừa truyền thống, vừa sang
trọng, tôn vinh được ẩm thực Việt một cách tinh túy và sâu sắc. [2]
2.1.2. Thành phần và cách lựa chọn nguyên liệu
Nguyên liệu để tạo nên món chả lụa thân quen với người dân Việt Nam với thành
phần chính là thịt nạc thăn, thịt nạc thăn, thịt nạc mông heo xay nhuyễn, cùng với nước
mắm và các loại gia vị, được gói trong lá chuối và được đem luộc chín.
Để tạo ra những thành phẩm chả lụa thơm ngon thì địi hỏi một q trình phức
tạp, cơng phu, tỉ mỉ trong tất cả các bước:
+ Phần thịt heo: Chọn phần thịt tươi vừa xẻ, mổ xong (lúc này phần thịt sẽ hơi
dai, khơng nhão và vẫn cịn ấm).
+ Nước mắm và các gia vị được ướp vào sẽ làm cho chả lụa có thêm vị hơn, hăng
mùi thơm, sánh hơn. Kèm theo đó là mùi hương từ lá chuối khi được hấp chín sẽ làm
tăng hương cho món chả lụa, lá chuối nên dùng lá chuối tươi, có màu xanh sáng.
+ Ngoài những gia vị cơ bản trên, tùy từng vùng miền mà sẽ có sự thêm hoặc bớt
đi các loại gia vị để phù hợp với khẩu vị, cũng như là đặc tính vùng miền tại đó.
4
2.2. Phương pháp định lượng
2.2.1. Khái niệm
- Định lượng là phương pháp đo lường vật liệu với độ chính xác theo yêu cầu mong
muốn.
- Từng loại sản phẩm mà ta có các loại phương pháp định lượng tương ứng.
2.2.2. Các phương pháp định lượng
2.2.2.1. Phương pháp bơm định lượng
Hình 2. 2. Cấu tạo hệ thống định lượng dạng bơm
a. Khái quát chung:
Phương pháp bơm định lượng được thiết kế để bơm, chiết rót các sản phẩm dưới
dạng chất lỏng. Sử dụng nhiều trong môi trường công nghiệp thực phẩm, sinh hóa phẩm.
Đóng gói sản phẩm với yêu cầu khắt khe, chính xác của từng loại chất lỏng.
Nhiều chất lỏng được bơm định lượng chính xác và nhanh chóng nhờ vào hệ thống bơm
tịnh tiến bằng việc lợi dụng áp suất khí nén đưa vào chất lỏng bịt kín lối đi của khí. Lúc
này khí nén sẽ chảy về theo phương tiến đúng với ý đồ và mục đich đóng gói mà khách
hàng đưa ra.
b. Cấu tạo:
- Bộ bơm chất lỏng: Lớn nhỏ tùy thuộc vào sự lựa chọn của khách hàng.
- Bộ phận định lượng: Kết nối với bộ bơm (có thể gắng cố định hoặc gắng rời).
c. Ưu điểm:
- Có cấu trúc đơn giản.
5
- Phù hợp định lượng chất lỏng.
d. Nhược điểm:
- Kết cấu nặng.
- Không phù hợp với các loại vật liệu khác ngồi chất lỏng.
2.2.2.2. Phương pháp định lượng trục vít
a. Khái quát chung:
Là phương pháp phổ biến để định lượng vật liệu rời có dạng hạt có thể dạng bột
hoặc một số loại liên quan, làm việc liên tục.
Máy định lượng trục vít cho khả năng định lượng sản phẩm chính xác, chất lượng
cao, sai số nhỏ và giấ thành rẻ hơn so cới các loại máy trên thị trường.
Hình 2. 3. Trục vít và bồn vít định lượng
b. Cấu tạo:
- Động cơ Step motor.
- Cơ cấu khí nén.
- Trục vít, máng vít,…
6
Hình 2. 4. Cấu tạo của hệ thống định lượng trục vít nằm ngang
c. Ưu điểm:
- Đảm bảo độ chính xác cao.
- Điều chỉnh linh hoạt.
- Đảm bảo tính định lượng theo số vịng quay trục vít.
- Tránh làm rơi, vươn vãi nguyên liệu.
d. Nhược điểm:
- Có độ phức tạp cao.
- Có thể gây tiến ồn trong lúc định lượng.
2.2.2.3. Phương pháp định lương dùng cân điện tử
Hình 2. 5. Máy định lượng bột giặt dùng cân điện tử
a. Khái quát chung:
Thường được sử dụng rộng rãi trong các ngành thực phẩm, nơng nghiệp, đóng
gói đồ đùng,.. Máy tự động tạo túi từ các cuộn màng opp, pe, pvc,….
7
Sản phẩm phù hợp với loại máy này là các sản phẩm dạng hạt, các loại thịt, cá
xay nhuyễn, ngành phụ gia và một số về ngành cung cấp nguyên liệu,..
Cân điện tử là cân sử dụng mạch điện tử và cảm biến lực để biến cơ thành điện
và hiển thị trọng lượng của vật đó.
b. Cấu tạo:
- Động cơ servo.
- Hệ thống khí nén.
- Hệ thống điều khiển,…
- Hệ thống cân điện tử (loadcell).
Hình 2. 6. Loadcell điện
c. Ưu điểm:
- Độ chính xác cao.
- Dễ dàng bảo trì, chùi rửa.
- Tín hiệu truyền nhanh, tránh hao phí nguyên liệu..
d. Nhược điểm:
- Chi phí cao
8
2.3. Phân tích các loại máy có trên thị trường
2.3.1. Máy định lượng chả lụa kẹp chì bán tự động
Hình 2. 7. Máy định lượng chả lụa dùng phương pháp kẹp chì
* Đặc điểm kỹ thuật: (Tham khảo tài liệu [3])
- Thân máy: inox 304.
- Kích thước: D1800 x R700 x C1800 mm.
- Điện 1 pha 220V.
- Công suất 2.5 KW.
- Năng suất: 180 kg/giờ.
- Kích thước sản phẩm: đường kính nhỏ hơn 80 mm.
- Cơng dụng: Đùn định lượng + kẹp chỉ hai đầu và cắt nem chua.
- Nguyên lý hoạt động: Đùn thịt ra ống trịn có chứa bao đựng thịt và dùng tay
máy cắt 2 đầu của bao để ra thành phẩm.
9
