thiết kế kỹ thuật máy rót nước mắm tự động vào chai 0,5 lít, phục vụ các xưởng chế biến nước mắm tại nha trang với năng suất 50 lgiờ

Đồ Án Tốt Nghiệp 1 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng
SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật máy móc thiết bị được đưa
vào áp dụng nhiều trong sản xuất, đó là một xu thế tất yếu nhằm nâng cao năng
suất, chất lượng giảm giá thành và dần thay thế sức lao động của con người, nhất là
trong thời kỳ chuyển mình của đất nước ở giai đoạn: Công nghiệp hóa - Hiện đại
hóa đất nước, hội nhập kinh tế.
Từ lâu ngành chế biến thủy sản ở Khánh Hòa là một trong những thế mạnh
của tỉnh, trong đó có nghề chế biến nước mắm đã có từ lâu đời và thương hiệu nước
mắm nhỉ cá cơm đã trở thành thương hiệu và đang từng bước chinh phục thị trường
trong, ngoài nước. Tuy nhiên, các cở sở sản xuất nước mắm ở Nha Trang vẫn chưa
được quy hoạch, chủ yếu sản xuất vẫn mang tính riêng lẻ thủ công, chưa áp dụng
công nghệvà máy móc vào trong sản xuất. Vì vậy muốn hội nhập vào guồng quay
của kinh tế thị trường thì yêu cầu cấp thiết là phải áp dụng kỹ thuật vào trong sản
suất để đáp ứng được yêu cầu về chất lượng cũng như năng suất. Trước tình hình
đó, bộ môn Chế tạo máy - Khoa cơ khí - Trường Đại Học Nha Trang đã tìm ra một
số đề tài yêu cầu thiết kế một số máy công tác phục vụ cho sản suất. Trong đó có đề
tài: Thiết kế kỹ thuật máy rót nước mắm tự động vào chai 0,5 lít, phục vụ các
xưởng chế biến nước mắm tại Nha Trang với năng suất 50 l/giờ. Đây cũng là đề
tài mà em được bộ môn giao phó thực hiện, với các nội dung chủ yếu
1. Tổng quan về sản xuất nước mắm tại Nha Trang trong các năm gần đây
2. Lựa chọn phương án thiết kế.
3. Tính toán động lực học của máy.
4. Tính sức bền của các chi tiết.
5. Lập quy trình chế tạo một chi tiết điển hình.
Trong thời gian thực hiện đề tài em đã cố gắng học hỏi, tìm hiểu tài liệu tham
khảo và được sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn, đến nay đề tài đã hoàn thành.
Nhưng do năng lực và kiến thức còn hạn chế nên đề tài không thể tránh khỏi thiếu
sót. Em rất mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo của các quý thầy cô và các bạn sinh
viên để đề tài càng hoàn thiện hơn.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ Án Tốt Nghiệp 2 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng
SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT
LỜI CẢM ƠN
Trước hết em xin chân thành cảm ơn Bộ môn Chế tạo máy – Khoa cơ khí –
Trường Đại Học Nha Trang đã tạo điều kiện cho em thực hiện đề tài mang tính thực
tiễn này.
Trong suốt thời gian học tập ở trường, với phương pháp và kiến thức cơ bản mà quý
thầy cô đã truyền đạt cùng với những điều học hỏi từ bạn bè, em hy vọng với hành
trang nhỏ bé đó chúng em sẽ nhanh chóng hội nhập với xã hội và có lẽ để phục vụ
cho mục đích cuối cùng là làm giàu cho bản thân, cho gia đình và cho xã hội. Để có
thành công trước mắt cũng như mục tiêu lâu dài mỗi chúng ta phải luôn tự cố gắng
phấn đấu. Để thu được những thành quả đó chúng em không thể không nhớ đến các
quý thầy cô đã tận tình dậy dỗ chúng em với tất cả tâm huyết của mình trong suốt
thời gian qua. Thành công lớn và có nhiều ý nghĩa đối với em đó là đề tài tốt
nghiệp, đề tài này được hoàn tất với sự giúp đỡ và dạy bảo của tập thể quý cô – thầy
khoa cơ khí nói chung, bộ môn chế tạo máy nói riêng và các cán bộ kỹ thuật của cơ
sở sản xuất nước mắm Phương Trang: 11B Tân Phước – Bình Tân; công ty cổ
phần thủy sản 548 Nha Trang: 584 Lê Hồng Phong qua đây em xin bày tỏ lòng
biết ơn sâu sắc vì sự giúp đỡ đó và đến các quý thầy trong khoa cơ khí như:
PGS.TS Nguyễn Văn Ba, PGS.TS Phạm Hùng Thắng, ThS Trần An Xuân,
ThS Trần Ngọc Nhuần, ThS Trần Doãn Hùng, ThS Đặng Xuân Phương, ThS
Nguyễn Văn Tường, ThS Đinh Bá Hùng Anh …
Đặc biệt, cuối cùng cho em gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo ThS Trần
Doãn Hùng đã bỏ nhiều thời gian quý giá của thầy để tận tình giúp đỡ và hướng
dẫn tôi thực hiện đề tài này.
Nha trang, tháng 6 năm 2007
Sinh viên
Trần Trung Kiên

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ Án Tốt Nghiệp 3 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng
SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NƯỚC MẮM
Ở NHA TRANG

Lịch sử làm nước mắm của nhân dân ta đến nay chưa có một tài liệu nào ghi
chép lại. Nhưng nước mắm của ta là loại nước chấm khá đặc trưng được chế biến từ
cá và muối với một quá trình phân giải phức tạp do tác dụng của enzim trong cá và
vi sinh vật của cá hoặc từ ngoài vào.
Nước ta có hơn hai nghìn cây số bờ biển. Nghề đánh cá và làm muối đã phát
triển từ lâu. Có thể nói rằng nghề nước mắm và các sản phẩm chế biến khác từ cá và
muối là một công trình sáng tạo của nhân dân ta. Nó đã phát sinh trong quá trình sản
xuất ngay từ khi nghề đánh bắt cá và làm muối ra đời, nghĩa là cách đây hơn 500 –
600 năm. Từ đó nghề làm nước mắm được truyền từ đời này sang đời khác theo một
công thức nhất định, cho tới những năm gần đây các địa phương đã dần cải tiến
phương pháp chế biến cho thích hợp với thị hiếu của người tiêu dùng.
Khánh Hòa là một tỉnh duyên hải Nam Trung Bộ Việt Nam là một trong
những tỉnh phát triển của nước ta. Khánh Hòa có diện tích tự nhiên là 5.197 km
2
và
có khoảng 1.300.000 người (2006). Khánh Hòa giáp với tỉnh Phú Yên về hướng
Bắc, tỉnh Đắk Lắk về hướng Tây Bắc, tỉnh Lâm Đồng về hướng Tây Nam, tỉnh
Ninh Thuận về hướng Nam, và biển Đông về hướng Đông. Tỉnh lỵ của Khánh Hòa
là thành phố Nha Trang với diện tích tự nhiên là 251 km

2
, dân số khoảng 400.000
người (2006). Phía bắc giáp xã Ninh Ích, huyện Ninh Hòa, phía Nam giáp các xã
Cam Hải, Cam Tân thị xã Cam Ranh, phía Tây giáp các xã Diên An, Diên Phú
huyện Diên Khánh, phía Đông giáp Biển Đông. Bờ biển tỉnh Khánh Hòa kéo dài từ
xã Đại Lãnh tới cuối vịnh Cam Ranh có độ dài khoản 385 km (tính theo mép nước)
với nhiều cửa lạch, đầm vịnh, với hàng trăm đảo lớn, nhỏ và vùng biển rộng lớn.
Với hàng loạt danh lam thắng cảnh được thiên nhiên ban tặng, Khánh Hòa phát
triển khá mạnh về du lịch và kéo theo hàng loạt dịch vụ. Là tỉnh có địa hình thuận
lợi bờ biển trải dài với nguồn tài nguyên thủy sản phong phú rất thuận lợi cho khai
thác đánh bắt cũng như nuôi trồng thủy sản…kéo theo đó là nghề sản xuất nước
mắm ở Nha Trang ngày một phát triển
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ Án Tốt Nghiệp 4 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng
SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT
Từ lâu nước mắm Nha Trang đã có thương hiệu và chinh phục được thị hiếu
của người tiêu dùng. Đến nay thành phố Nha Trang có trên 100 cơ sở, doanh nghiệp
chuyên sản xuất kinh doanh nước mắm, sản lượng chế biến đạt trên 15 triệu lít/năm.
Các vùng sản xuất nước mắm ở Nha Trang tập trung chủ yếu ở các phường Vĩnh
Trường, Vĩnh Nguên, Phước Long. Tuy nhiên các cở sở sản xuất nước mắm này
vẫn chưa được quy hoạch, không phù hợp với điều kiện cơ sở vật chất, các yếu tố
về môi trường, chủ yếu là sản xuất vẫn mang tính riêng lẻ thủ công, chưa áp dụng
công nghệ máy móc vào trong sản xuất.
Thành phần hóa học của nước mắm
Thành phần của nước mắm là sự kết hợp tổng hòa giữa các thành phần dinh
dưỡng (các thành phần hóa học cơ bản và các thành phần tạo giá trị cảm quan (màu,
mùi vị…).
Thành phần nước mắm biến đổi liên tục trong quá trình chế biến. Nước mắm
được chế biến theo phương pháp cổ truyền sau 6 tháng coi như là đã chín và thành
phần của chúng cũng tạm coi là đã ổn định. Tuy vậy từ sau 6 tháng chúng vẫn tiếp

tục biến đổi.
Thành phần hóa học của nước mắm gồm có
- Các chất đạm chiếm hàm lượng chủ yếu trong nước mắm và nó cũng là
thành phần quyết định giá trị dinh dưỡng của nước mắm, bao gồm: nitơ toàn phần,
nitơ axit amin, nitơ các chất bay hơi
- Các chất bay hơi và các chất khác như: NaCl, Ca, Mg, I, P, Br, B
1
, B
2
, B
12
.







PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ Án Tốt Nghiệp 5 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng
SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT
CHƯƠNG 2
CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1 Cơ sở chọn phương án thiết kế
Chọn phương án thiết kế là một phần rất quan trọng trong công việc thiết kế
chế tạo máy. Chọn phương án thiết kế là ta đi tìm hiểu, phân tích đánh giá các
phương án và tính toán kinh tế các phương án đã đưa ra để cuối cùng chọn ra một
phương án tối ưu nhất. Phương án tối ưu nhất là phương án được lựa chọn để thiết

kế chế tạo do đó nó phải đảm bảo được nhiều nhất các yêu cầu sau:
Thỏa mãn các yêu cầu kinh tế, kỹ thuật mà cụ thể là: Máy được chế tạo ra khi
làm việc phải có độ tin cậy cao, hiệu suất làm việc, năng suất lao động phù hợp với
yêu cầu sản xuất. Tuổi thọ cao, chi phí chế tạo, lắp ráp, sửa chữa và trang thiết bị
thay thế cho máy là thấp nhất.
Ngoài những yêu cầu trên, việc chọn phương án thiết kế còn phải chú ý đến
những yêu cầu về khả năng cải tiến, nâng cấp cho máy khi có nhu cầu cần tăng năng
suất máy. Máy phải đảm bảo ít gây tiếng ồn, hình dáng của máy có tính thẩm mỹ và
tính công nghiệp cao, thao tác sử dụng dễ dàng, kết cấu máy không quá phức tạp.
Yêu cầu kinh tế kỹ thuật:
- Độ tin cậy cao.
- Hiệu suất làm việc cao










PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ Án Tốt Nghiệp 6 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng
SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT
2.2 Chọn phương án thiết kế hệ thống rót
2.2.1 Phương án 1
Sử dụng cơ cấu kiểu van định lượng ngắt bằng không khí dùng van ba ngả
1 – Bình lường
2 – Van ba ngả

3 – Ống rỗng
4 – Ống nối nguyên liệu vào
5 – Ống nguên liệu ra

Hình 2-1





PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ Án Tốt Nghiệp 7 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng
SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT
· Nguyên lý làm việc của hệ thống
Ống nối 4 (để nạp đầy bình lường) và ống 5 để rót thể tích chất lỏng đã được
định lượng.
Thể tích chất lỏng đi vào trong bình lường 1 phụ thuộc vào vị trí đầu bên dưới
của ống 3 hở cả hai đầu.
Khi van ở vị trí hình bên phải, chất lỏng dưới áp suất thủy tĩnh đi vào trong
bình lường 1 đẩy không khí trong bình ra qua ống 3. Khi chất lỏng dâng đến mép
duới của ống 3 thì không ra được nữa, còn chất lỏng trong bình luờng được dâng lên
cao hơn mép dưới của ống 3 một đoạn là h phụ thuộc vào mức chất lỏng trong
thùng rót. Áp suất không khí trên chất lỏng sẽ ngăn việc nạp tiếp tục vào bình lường
1, còn lối ra bị đóng, chất lỏng trong ống 3 sẽ dâng lên theo quy tắc hai bình thông
nhau nó được xác định bằng mực chất lỏng ở trong thùng rót. Như vậy là chấm dứt
một chu trình định lượng. Thể tích được điều chỉnh bằng nâng hoặc hạ ống 3 xuống.
Để tháo chất lỏng vào trong chai thì quay van ba ngả ngược chiều kim đồng
hồ một góc 90 độ (hình bên trái)
· Đặc điểm của hệ thống
- Cơ cấu đơn giản, dễ sử dụng

- Khi van mòn, dễ bị muối kết tinh làm kẹt, khó tự động hóa












PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ Án Tốt Nghiệp 8 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng
SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT

2.2.2 Phương án 2
Sử dụng cơ cấu van rót nhiều cỡ



1 – Ti van
2 – Lò xo
3 – Tấm đệm dưới
4 – Chai (hộp)
5 – Thùng chứa
6 – Ống thông khí
7 – Ống trụ (bạc)
8 – Tấm đệm trên

9 – Đĩa đệm
10 – Đĩa đẩy chai (hộp)
11 – Ống cao su








Hình 2-2
· Nguyên lý làm việc của hệ thống
Gồm ống trụ 7 được lắp chặt ở đáy bình chứa, bên ngoài ống trụ là ống cao su.
Ống cao su có thể đàn hồi, ở dưới ống đặt một tấm đệm và bên ngoài ống đặt một lò
xo hình côn. Lò xo có tác dụng luôn đẩy ống cao su ép lên bề mặt của ti van
Ti van: được cố định vào thùng chứa bằng ống thông khí 6.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ Án Tốt Nghiệp 9 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng
SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT
Ở trạng thái nghỉ: lúc này ti van áp chặt lên bề mặt của tấm đệm bịt kín khe
hở giữa ti van và tấm đệm 3.
Ở trạng thái rót: dùng một lực đẩy chai lên phía trên ép chặt lên tấm đệm 3 khi
đó ống cao su bị đẩy lên phía trên và khe hở giữa tấm đệm và ti van mở ra dịch chảy
từ thùng chứa xuống chai, không khí ở trong chai thoát ra ngoài qua ống thông khí
6. Sau một thời gian rót hạ hộp xuống, khi đó lò xo 2 đang bị nén sẽ đẩy ống cao su
và tấm đệm xuống ép chặt lên mặt ti van và dịch không thể chảy ra ngoài được.
· Đặc điểm của hệ thống
- Có thể rót được nhiều kích cỡ chai khác nhau
- Khó định lượng được thể tích của chất lỏng cần rót

- Chỉ phù hợp để rót vào hộp, khó rót vào chai


















PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ Án Tốt Nghiệp 10 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng
SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT



2.2.3 Phương án 3
Sử dụng van rót kiểu ngắt bằng không khí sử dụng

1 – Thùng chứa
2 – Thân van

3 – Ống trụ
4 – Khoang rỗng
5,6,7 – Khe hở
8 – Tấm đệm
9 - Ống thông khí
10 – Lò xo
11 – Chai

Hình 2-3

· Nguyên lý làm việc của hệ thống
Gồm một thân van 2 đặt ở dưới đáy của thùng chứa1, thân van có dạng phễu và
có thể tích bằng lượng dịch can rót vào trong chai. Trong thân van có một ống thông
khí 9, trên thành thân van có khoét các lỗ 5,6. Ở phía dưới đặt một tấm đệm 8 làm bằng
cao su.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ Án Tốt Nghiệp 11 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng
SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT
Ống trụ:
- Đặt bao bọc xung quanh thân van
- Ống trụ cố định không xê dịch
- Trong ống trụ có một khoang rỗng
Lò xo 10 có nhiệm vụ: luôn đẩy thân van xuống vị trí thấp nhất.
Ở trạng thái bình thường, khe hở 5,6 được bịt kín bởi thân van và ống trụ.
Thân van sẽ nhúng chìm trong dịch, dịch tràn nay vào thân van.
Khi rót, dùng lực nâng chai ép vào tấm đệm 8 đẩy than van lên phía trên khi
đó thân van sẽ nhô lên khỏi bề mặt thoáng của chất lỏng, lò xo 10 bị nén lại, đồng
thời các khe hở 5,6 vào đúng vị trí của khoang rỗng trong ống trụ. Chất lỏng sẽ chảy
từ trong thân van qua khe hở 5 và 6 xuống hộp, lúc này thể tích của chất lỏng qua
khe 5 và 6 giảm dần theo chiều cao của cột chất lỏng trong thân van. Sau một thời

gian toàn bộ lượng chất lỏng trong thân van sẽ chảy xuống chai.
Hạ chai xuống, lúc này lò xo số 10 đang bị nén lập tức đẩy thân van xuống vị
trí thấp nhất, các khe hở số 5,6 lại được bịt kín, than van chìm vào trong chất lỏng,
dịch lại tràn vào trong thân van. Trong quá trình rót không khí trong hộp thoát ra
ngoài qua ống thông khí 9.
· Đặc điểm của hệ thống
- Dễ định lượng được thể tích cần rót
- Năng suất cao, khả năng tự động hoá cao
- Chỉ phù hợp với điều kiện sản xuất lớn
- Kết cấu van rót phức tạp, chế tạo khó
- Khó rót vào chai nhựa






PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ Án Tốt Nghiệp 12 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng
SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT

2.2.4 Phương án 4
Sử dụng cơ cấu rót có bình lường và van trượt

1 – Thùng chứa
2 – Bình lường
3 – Van trượt
4 – Lỗ van trượt
5 – Ống lót rỗng
6 – Lỗ ống lót

7 – Ống chảy
8 – Chai
9 – Lò xo
10 – Con lăn










Hình 2-4





PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ Án Tốt Nghiệp 13 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng
SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT
· Nguyên lý làm việc của hệ thống
Trong thùng rót 1 có bình đựng 2 , đáy bình vặn chặt với van trượt 3. Phần
trên của van trượt 3 rỗng phần dưới thì đặc. Bên thành phần rỗng của van trượt có lỗ
4, phía đáy thùng 1 có ống lót rỗng 5 có lỗ 6, ống chảy tràn 7 và đầu cuối để cắm
vào chai. Lò xo 9 và con lăn 10 dịch theo cơ cấu cam. Khi nâng van trượt lên một
khoảng H thì bình lường 2 dùng chứa chất lỏng được nâng lên và cao hơn mặt
thoáng của chất lỏng trong thùng 1 đồng thời xảy ra sự trùng khít các lỗ 4 và lỗ 6

của cặp van trượt, nhờ đó mà chất lỏng ở trong bình lường 2 chảy vào chai. Sau khi
chảy hết chất lỏng thì bình lường hạ xuống nhờ lực nén của lò xo bị nén khi rót và
được nạp chất lỏng và lặp lại chu trình.
· Đặc điểm của hệ thống
- Dễ định lượng được thể tích cần rót
- Cơ rót cấu đơn giản, dễ sử dụng
- Thay thế, sửa chữa nhanh, dễ chế tạo
- Dễ tự chuyển từ bán tự động sang tự động
- Có thể rót cả chai nhựa và chai thủy tinh
2.3 Chọn phương án thiết kế
Qua phân tích các phương án và ưu nhược điểm của chúng, chúng tôi nhận
thấy phương án 6 (Sử dụng cơ cấu rót có bình lường và van trượt) là phương án có
nhiều ưu điểm phù hợp với yêu cầu với quy mô sản xuất cũng như chế tạo. Từ đó
chúng tôi quyết định chọn phương án: Sử dụng cớ cấu rót có bình lường và van
trượt làm phương án thiết kế



PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ Án Tốt Nghiệp 14 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng
SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT
CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CỦA MÁY
3.1 Cơ sở tính toán các thông số
3.1.1 Chọn năng suất cho máy

Với mục đích là thiết kế máy rót nước mắm bán tự động, có khả năng làm tiền
đề đi tới tự động hoàn toàn để phục vụ cho những cơ sở chế biến nước mắm ở thành
phố Nha Trang. Một trong những yêu cầu quan trọng và được đặt lên hàng đầu là
máy thiết kế ra phải phù hợp với điều kiện cũng như quy mô sản xuất hiện nay, đồng

thời phải đảm bảo năng suất, giảm bớt chi phí thời gian, giảm chi phí sức lao động
cho con người, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm theo tiêu chuẩn an toàn trong
nước cũng như quốc tế.
Từ mục đích được đặt ra trên đây ta thấy máy được thiết kế nhằm phục vụ
cho các cơ sở, các xưởng sản xuất ở thành phố Nha Trang nên không yêu cầu năng
suất máy không cần thiết quá lớn.
Căn cứ vào tình hình sản xuất chúng tôi chọn năng suất máy là 50
(lít/giờ), rót vào chai 0,5 lít (chai được sử dụng khá phổ biến), dạng chai thủy
tinh vì chai thủy tinh giữ được màu tươi ngon của nước mắm được lâu hơn nên hạn
sử dụng sẽ dài hơn rất thuận tiện cho việc bảo quản và khi phải vận chuyển đi xa.
Trên thị trường hiện nay dung tích của chai đựng nước mắm chủ yếu là chai
0,5 lít, một số ít chai dung tích 0,75 và 1 lít. Vậy để chủ động và thuận lợi trong sản
xuất kinh doanh, giảm chi phí cho thiết kế chế tạo máy chúng ta sẽ tính toán, thiết
kế cho hệ thống rót nước mắm bán tự động vào chai thủy tinh có dung tích là 0,5 lit.
Trên cơ sở đó tính toán cho việc rót vào chai 0,75 lít và 1 lít trên khi có nhu cầu mà
không cần phải thay đổi nhiều kết cấu của máy rót vào chai dung tích 0,5 lít.



PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ Án Tốt Nghiệp 15 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng
SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT
3.1.2 Tính chọn thể tích tích van rót


Hình 3-1
Như ta đã biết, thể tích chất lỏng cần rót là V = 0,5 (lít)
Vậy: V = V
1
+ V

2
(hình 3-1)
Áp dụng công thức tính thể tích hình trụ:
V = πR
2
h
Với: R là bán kính đáy
h là chiều cao
Vậy V
1
= πR
1
2

h
1

Với: R
1
= 60 (mm)
h
1
= 40 (mm)
Þ V
1
= 3,1415.(60.10
-2
)
2
.40.10

-2
= 0,45239 (lít)
V
2
= V – V
1

Þ V
2
= 0,5 – 0,45239 = 0,04761 (lít)
V
2
= πR
2
2
h
2


PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ Án Tốt Nghiệp 16 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng
SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT
Với R
2
= 15 (mm)
Þ h
2
=
()
2

2
2
2
2
2
10.15.1415,3
10.04761,0
-
=
R
V
p
= 67,5 (mm)
Thể tích V
1
đường kính bình lường là D = 120 (mm)
Khi V = 0,25 (lít) thì chiều cao là:
h =
2
R
V
p
=
()
2
06,0
25,0
p
= 22,105 (mm)
Khi V = 0,5 (lít) thì h = 22,105

*
2 = 44,21 (mm)
Vậy khi cần rót chai 0,75 (lít) thì ta lắp thêm vào bình lường một ống trụ có
đường kính là D = 120 (mm), cao 22,105 (mm). Còn nếu cần rót chai 1 (lít) thì ta
lắp thêm vào bình lường hai ống trụ có đường kính D = 120 (mm), cao 22,105 (mm)
3.1.3 Chọn thể tích của bình chứa
Để thuận tiện cho kết cấu hợp lý, gọn nhẹ, dễ chế tạo và đặc biệt sau một lần rót
mực chất lỏng giảm không đáng kể ta chọn kết câu của thùng chứa có hình trụ với đường
kính 700 (mm) và cao 400 (mm), vậy thể tích của thùng chứa là:
V = S.h = πR
2
h
Với R = 350 (mm)
S = πR
2

Þ S = 0,1225π (m
2
)
Vậy với thể tích của thùng chứa như vậy sau mỗi lần rót mực chất lỏng trong thùng
sẽ hạ xuống là: h =
S
V

* Với V = 0,5 (lít)
Þ h=
p
1225,0
5,0
= 1,27 (mm)

* Với V = 0,75 (lít)
Þ h =
p
1225,0
75,0
= 1,9 (mm)
* Với V = 1 (lít)
Þ h =
p
1225,0
1
= 2,54 (mm)
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ Án Tốt Nghiệp 17 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng
SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT

3.1.4 Tính thời gian chảy chất lỏng trong bình lường
t = t
1
+ t
2

Với t
1
=
1
11
2.
2
ghf

hF
m
[9 trang 90]
Trong đó:
F
1
– diện tích tiết diện của bình lường
ứng với thể tích V
1

F
1
=
2
1
.R
p
= 3600π.10
-6
(m
2
)


m
– hệ số lưu lượng
(
)
7.06,0 ¸=
m

[theo 13]
h
1
– chiều cao bình lường ứng với thể
tích V
1

g – gia tốc trọng trường
f – diên tích lỗ chảy của chất lỏng
Ta có f = πR
2

Với R = 7 (mm)
f = 49π10
-6
(m
2
)
* Với chai 0,5 (lít) Hình 3-2
=> t
1
=
1
11
2.
2
ghf
hF
m
=

=
36
36
10.40.81,9.210.49.7,0
10.40.10.3600.2


p
p

=> t
1
= 9,48 (s)
=> 1,5t
1
= 14,22 (s)
Ta có: t
2
=
2
22
2.
2
ghf
hF
m
theo [9 trang 90]
Trong đó:
F
2

– diện tích tiết diện của bình lường ứng với thể tích V
2

F
2
=
2
2
.R
p
= 255π.10
-6
(m
2
)

H
2
– chiều cao bình lường ứng với thể tích rót V
2

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ Án Tốt Nghiệp 18 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng
SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT
=> t
2
=
36
36
10.5,67.81,9.210.49.7,0

10.5,67.10.255.2


p
p

=> t
2
= 0,872 (s)
=> 1,5t
2
= 1,3 (s)
Vậy: t = t
1
+ t
2
= 14,22 + 1,3 = 15,52 (s)
*Với chai 0,75 (lít)
Ta có h
1
= 40 + 22,105 = 62,105 (mm)

Þ t
1
=
1
11
2.
2
ghf

hF
m
=
36
36
10.105,62.81,9.210.49.7,0
10.105,62.10.3600.2


p
p

=> t
1
= 11,8 (s)
=> 1,5t
1
= 17,7 (s)
Vậy: t = t
1
+ t
2
= 17,7 + 1,3 =19 (s)
* Với chai 1 (lít)
Ta có h
1
= 40 + 44,21 = 84,21 (mm)
=> t
1
=

1
11
2.
2
ghf
hF
m
=
36
36
10.21,84.81,9.210.49.7,0
10.21,84.10.3600.2


p
p

=> t
1
= 13,752 (s)
=> 1,5t
1
= 20,63 (s)
Vậy: t = t
1
+ t
2
= 20,63 + 1,3 =21,93(s)

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
n Tt Nghip 19 GVHD: Ths Trn Doón Hựng
SVTH: Trn Trung Kiờn Lp 43CT
3
8
2
4
1
7
6
5
9
10
11
Mửùc chaỏt loỷng
12
13
14

S nguyờn lý hot ng ca mỏy
1 ng c

2 ai truyn
3 Bỏnh vớt trc vớt
4 Trc truyn ng
5 ng rút
6 Van nh lng
7 Thựng cha
8 Phao
9 Chai
10 a mang chai
11 - Con ln
12 Mt cam
13 Thanh y
14 Lũ xo



Hỡnh 3-3












PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Đồ Án Tốt Nghiệp 20 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng
SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT

Hình 3-4
Nguyên lý làm việc của máy
Cấp điện cho động
cơ (1), động cơ hoạt động
và truyền chuyển động cho
bánh vít trục vít (3) qua đai
(2), thùng (7) quay nhờ nối
cứng với trục (4), phía dưới
thùng đặt 3 van rót. Để rót
được chất lỏng vào chai (9)
thì các đầu của ống rót (5)
được đặt đúng tâm của các
đĩa mang chai (10), các đĩa
mang chai quay cùng vận
tốc với thùng. Cam (12) có
hai phần, phần cao và phần
thấp, khi con lăn (11) chạy trên bề mặt cao của cam thì thanh đẩy sẽ nâng van rót
lên mặt thoáng chất một khoảng là H và đồng thời xảy ra sự trùng khít các lỗ (15)
và (16) (hình 3.4), nhờ đó chất lỏng trong bình lường chảy vào chai (9). Khi chất
lỏng trong bình lường đã chảy hết vào chai, con lăn chạy trên phần thấp của mặt
cam đồng thời lúc này dưới tác dụng của lực nén do lò xo (14) bị nén khi rót sẽ đẩy
thanh đẩy xuống, thân van chìm vào trong chất lỏng, dịch lại tràn vào trong thân
van chuẩn bị một chu trình mới

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ Án Tốt Nghiệp 21 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng
SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT
3.1.5 Chọn số lượng van rót, cách bố trí van và việc tiếp liệu
Chọn số lượng van rót và cách bố trí van có ý nghĩa rất lớn trong việc thiết
kế. Do vậy cũng có thể coi đây là một trong những cơ sở để chọn phương án thiết
kế máy.
Ta chọn số lượng van rót là 3 van để phù hợp với năng suất và mỗi van đặt cách
nhau một góc là 120
0
vì thức chuyển động của van rót là chuyển động quay tròn
cùng với thùng


Hình 3-5

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ Án Tốt Nghiệp 22 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng
SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT

Hình 3-6
3.1.6 Tính số vòng quay của thùng (của trục truyền)
Để chất lỏng được rót hết vào chai thì thời gian của con lăn chạy trên bề mặt
rót của cam phải tối thiểu bằng thời gian chảy hết chất lỏng qua ống rót
Theo hình 3.1.6 ta có
Cung MN = 120
0
R = 220 (mm)
MN =

3
2
p
=
3
1
vòng
· Với chai 0,5 (lít) cần thời gian t = 15,82 (s)
=> 1 vòng = 2π cần t = 3.15,82 = 46,56 (s)
=> t =
60
56,46
= 0,776 (phút)
Vậy n =
phút
vòng
=
776,0
1
= 1,289 (vòng/phút)
Lấy
2,1
n
=
2,1
289,1
= 1 (vòng/phút)
· Với chai 0,75 (lít) cần thời gian t = 19 (s)

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Đồ Án Tốt Nghiệp 23 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng
SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT

=> 1 vòng = 2π cần t = 3.19 = 57 (s)
=>t =
60
57
= 0,95 (phút)
Vậy n =
phút
vòng
=
95,0
1
= 1,503 (vòng/phút)
Lấy
2,1
n
=
2,1
503,1
= 0,9 (vòng/phút)
· Với chai 1 (lít) cần thời gian t = 21,93 (s)
Þ 1 vòng = 2π cần t = 3.21,93 = 65,79 (s)
=> t =
60
79,65
= 1,097 (phút)
Vậy n =
phút

vòng
=
097,1
1
= 0,912 (vòng/phút)
· Lấy
2,1
n
=
2,1
912,0
= 0,8 (vòng/phút)

3.1.7 Tính chọn động cơ
Theo mô hình nguyên lý hoạt động của hệ
thống thì mô men xuắn trên trục truyền là: M
x
= P.l
Với: P = k.F
ms

F
ms
= f.N
Trong đó:
F
ms
– Lực ma sát lăn giữa con lăn với mặt
cam rót và ma sát giữa con lăn với ổ
N – Lực nén lớn nhất của lò xo tại thời điểm

rót
f – Hệ số ma sát: f = 0,15
l – Khoảng cách từ con lăn đến trục truyền: l
= 220 (mm)
k – Hệ số an toàn: k = 1,5
Hệ thống làm việc dài hạn với chế độ tải không đổi Hình 3-7

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ Án Tốt Nghiệp 24 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng
SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT
* Tính chọn lò xo
Với điều kiện làm việc của hệ thống ta chọn đường kính dây
Theo [2 trang 138 bảng 19.2]
d = 4÷6 (mm)
Cấp I: 1500=
b
s
(Mpa)
Ứng suất cho phép nhóm B
[
]
7501500.5,0.5,0 ===
b
st
(MPa)
Theo [2 trang 139 bảng 19.4]
Từ công thức
[
]
t

/ 6,1
max
cFkd ³ Theo [2 trang135 công thức 19-6]
=>
[
]
ck
d
F
56,2
.
2
max
t
£
= 352 (N)
Chọn d = 4 (mm)
c = 12 Theo [2 trang 134]
=> D = d.c = 12.4 = 48 (mm)
Lấy F
min
= 200 (N)
Chuyển vị x = 40 (mm)
Vậy số vòng làm việc của lò xo là:
()
minmax
3
.8

FFc

dGx
n
-
= Theo [2 trang135]
=>
()
1,6
20035212.8
4.10.8.40
3
4
=
-
=n
(vòng)
Đối với lò xo chịu nén
Số vòng toàn bộ n
o
= n + 2 = 6,1+2 = 8,1 (vòng)
Vì mỗi đầu mút lò xo chịu nén được mài đi một ít nên chiều cao lò xo lúc các
vòng sít nhau:
H
s
= (n
o
– 0,5)d = (8,1 – 0,5).4 = 30,4 (mm)
Chuyển vị lớn nhất của lò xo (kể từ khi chưa chịu tải đến khi chịu F
max
)
===

44
3
4
3
4
.
10
.
8
1,6.48.352.8 8
Gd
FnD
l
92,8 (mm) Theo [2 trang 134 công thức 19-3]
Bước của vòng lò xo khi chưa chịu tải
2,14
1,8
8,92.2,14
.2,1
max
=
+
=
+
=
n
d
t
l
(mm) Theo [2 trang 136 công thức 19-12]

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ Án Tốt Nghiệp 25 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng
SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT
Chiều cao của lò xo lúc chưa chịu tải
H
o =
H
s
+ n.(t – d) =30,4 + 8,1(14,2 – 4) = 113,02 (mm)
Kiểm nghiệm tỉ số
D
H
0

335,2
48
02,113
0
<==
D
H

Như vậy lò xo không bị mất ổn định
Với F
max
= 352 (N)
Ta có: N = k.F
max

Chọn k = 1,25

=> N = 1,25.352 = 440 (N)
=> F
ms
= f.N = 0,15.440 = 66 (N)
=> P = k.F
ms
= 1,5.66 = 99 (N)
Vậy M
x
= P.l = 99.220 = 21780 (N.mm)
Theo [1 trang 36 công thức 2-24]
M
x
= 9,55.10
6
.
n
N

=> N =
6
10.55,9
.
x
Mn

Với N – Công suất trên trục (KW)
n – Số vòng quay của trục: n = 1 (v/p)
Vậy N = 023,0
10.55,9

21780.1
6
= (KW)

Theo [1 bảng 3 trang 29] ta chọn động cơ có các thông số sau:
Kiểu
động cơ
Công
suất
(KW)
Vận tốc
quay
(vòng/phút)

Cosφ
đm
m
M
M

đm
M
M
max

GĐ
2

(kg.m
2

)
Trọng
lượng
(kg)
ĐK32-6 0,6 930 0,69 1,2 1,9 0,02 27



PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com