Tiểu luận nhập môn 10 bước Nhập môn cơ khí

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM
-------------------- Ѡ --------------------

NHẬP MÔN KỸ THUẬT
ĐỀ TÀI: QUY TRÌNH THIẾT KẾ MÁY XAY CÀ PHÊ
CHO GIA ĐÌNH


Cà phê (gốc từ café trong tiếng Pháp) là một loại thức uống màu đen có
chứa chất caffein và được sử dụng rộng rãi, được sản xuất từ những hạt cà phê
được rang lên, từ cây cà phê. Cà phê được sử dụng lần đầu tiên vào thế kỉ thứ 9,
khi nó được khám phá ra từ vùng cao nguyên Ethiopia.
Ngày nay, cà phê là một trong những thức uống thông dụng toàn cầu.
Cà phê đóng một vai trò quan trọng trong xã hội xuyên suốt lịch sử hiện đại.
Không giống như các loại đồ uống khác, chức năng chính của cà phê không phải
là giải khát, mặc dù người dân Mỹ uống nó như thức uống giải khát. Thế nhưng
mục đích chính của nó là tạo cảm giác hưng phấn, giúp duy trì, nâng cao thị lược
và ngăn ngừa nguy cơ mù lòa, ung thư và một số bệnh khác.
Chính vì tính phổ biến của cà phê mà các sản phẩm để tạo ra cà phê được
phát triển một cách nhanh chóng, để đáp ứng nhu cầu của khách cũng như thị
trường.
Để tạo ra được ly cà phê thì cần phải trải qua rất nhiều công đoạn: từ trồng
cà phê, thu hoạch, rang hạt, xay ….
Trong số đó có một cộng đoạn không thể thiếu và quan trọng nhất để tạo
được một ly cà phê thơm ngon chính là xay hạt cà phê. Vì vậy hiểu được tầm
quan trọng của nó mà nhiều thiết bị giải quyết vấn đề xay hạt cà phê đã ra đời.
Đây cũng chính là đề tài mà em sẽ nhắc đến ngày hôm nay: “Máy xay cà
phê cho gia đình”

Giai đoạn 1: Xác định vấn đề cần giải quyết

Vấn đề ở đay mà ta cần làm đó là: tạo ra ly cà phê ngon thông qua xay hạt phải
đúng chuẩn, quy cách
•

Nhu cầu: nhằm đáp cho khách được một ly cà phê thơm ngon ,đúng hương
vị của từng loại cà phê, giữ được các chất tốt trong hạt cà phê mà không bị
mất đi trong quá trình xay hạt, giải quyết vấn đề khó khăn trong xay hạt cà
phê ở mỗi gia đình


.
Mục tiêu: Thiết kế một sản phẩm có thể xay hạt cà phê nhỏ, gọn, phù hợp
với hộ gia đình, giữ lại hương vị đúng của từng hạt cà phê

•

Giai đoạn 2: Xác định các mục tiêu, tiêu chí đánh giá

Một số mục tiêu cũng như tiêu chí cần đưa ra cho sản phẩm:
-

Hấp dẫn, phù hợp với mọi gia đình ,có thể làm quà tặng
Sản xuất với chi phí thấp nhất, phục vụ cho hầu hết các đối tượng, giá
bạn không được quá 10% giá của các sản phẩm khác
Thời gian sử dụng được lâu, tuổi thọ trung bình khoảng 5 năm
Dễ dàng sử dụng (chỉ một nút bấm) và bảo quản
Sử dụng các vật liệu thân thiện với môi trường, vật liệu trong suốt, thép
chống gỉ , dễ tái chế
Phải được chứng nhận về độ an toàn và đúng tiêu chuẩn trên thế giới
Thiết kế tinh xảo, hiện đại, phù hợp thời trang

An toàn khi sử dụng, hệ thống điện phải đảm bảo, sử dụng nguồn điện
220V
Khả năng thay đổi độ mịn của hạt cà phê phải nằm trong tiêu chuẩn VN
và tiêu chuẩn quốc tế

Sau đây là bảng thống kê chi tiết của các chi tiết


Mục tiêu

Tiêu chuẩn

1. Hấp dẫn, phù hợp với mọi gia đình - Sức hấp dẫn của thiết kế tỏng thể và
,có thể làm quà tặng
bao bì phải được hơn 75% đại diện
người tiêu dùng đánh giá tốt
- Mùa sắc đơn giản, nhã nhặn, phù hợp
với không gian bếp, ..
2. Sản xuất với chi phí thấp nhất, - Sản xuất sản phẩm với giá thành
phục vụ cho hầu hết các đối tượng, không vượt quá 10% giá bán các sản
thị trường trong và ngoài nước
phẩm khác
- Giá bán giao động trong khoảng từ 1
triệu đến 2 triệu
3. Các đặc tính kỹ thuật của sản - Khả năng thay đổi độ mịn của hạt cà
phẩm
phê: có thể thay đổi độ mịn của hạt cà
phê từ thô đến siêu mịn
- Chất liệu lưỡi xay: thép siêu cứng,
hình nón

-Tốc độ xay: 1100 vòng/phút
- Thiết kế buồng xay/ motor xoay: như
các sản phẩm thong thường
- Dung tích khay đựng hạt cà phê:
600gr
- Dễ dàng sử dụng (chỉ một nút bấm) và
bảo quản
- Sử dụng nguồn điện tiêu chuẩn 220V240V, công suât 150W
4. Độ an toàn, sử dụng sản phẩm

- Vệ sinh đơn giản như các sản phẩm
thong thường


5. Tổng quan, kiểu dáng, vật liệu

- Sử dụng vật liệu chống gỉ, vật liệu
thân thiện với môi trường
- Mẫu mã hiện đại, phù hợp với gia
đình, tiệm café.

6. Tiêu chẩn

- Đạt tiêu chuẩn châu âu

Giai đoạn 3: Tìm kiếm và thu thập dữ liệu
Ở giai đoạn này sẽ tìm kiếm thông tin về công nghệ sản xuất ra máy xay cà phê,
cũng như tìm hiểu về ưu và nhược điểm của các loại truyền động để chọn ra
phương án khả thi nhất, phù hợp với túi tiền và cũng như hạ giá thành
Với chức năng như trên thi máy cần phải có các bộ phận chính sau:

•
•

•

Vỏ máy: nhựa hay thép
Thân máy
 Bộ phận tạo ra lực: động cơ điện
 Bộ truyền lực: có 2 phương án
 Bộ phận nghiền: đĩa nghiền
Khay đựng :nhựa hay thép

Các phương án mô tả cho nguyên lý hoạt động của máy:
 Để nghiền hạt cà phê đến độ min cần thiết chúng tôi đã sử dụng 2 đĩa tròn
bằng gang hay thép siêu cứng chà sát lên hạt cà phê, một đĩa đứng yên và
một đĩa quay. đĩa nghiền nhận chuyển động quay từ động cơ thông qua
truc . Sơ đồ nguyên lý này đang đươc sử dụng cho một số loại máy xay café
trên thị trường hiện nay.





Ưu điểm: hệ thống truyền động đơn giản nên dễ chế tạo, giá thành rẻ.
Nhược điểm: tốc độ quay của đĩa phụ thuôc vào tốc độ quay của
động cơ,hệ thống truyền động sẽ bị phá hủy khi có quá tải.

ĐĨA NGHIỀN TRONG MÁY XAY CÀ PHÊ



Động cơ quay truyền chuyển động cho trục 1 thông qua bộ truyền đai thang,
đĩa nghiền gắn cố định với trục 2 nhận chuyển động quay từ trục 1 thông
qua bộ truyền bánh răng.




Ưu điểm: Khi thiết kế do có thể thay đổi đường kính của các bánh răng
và bánh đai nên tốc độ quay của đĩa nghiền không phụ thuộc vào động
cơ, do hệ thống có bộ truyền đai nên có thể tránh bị phá hủy khi quá tải .
Nhược điểm: hệ thống truyền động phức tạp, giá thành cao, làm kích
thước máy tăng lên và gây tiếng ồn do có bộ truyền động bánh răng.


Giai đoạn 4: Đề xuất các ý tưởng và giải pháp


Ở giai đoạn này ta sẽ đưa ra các ý tưởng, các giải pháp dựa trên các số liệu đã thu
thập được.
Dưới đây là một số ý tưởng và giải pháp cho cấu trúc,vật liệu cho các bộ phận
trên máy

Ý tưởng 1 – Kiểu 1:
- Sử dụng 2 đĩa tròn để xay hạt giúp hạ thành cho sản phẩm
- Sử dụng vật liệu nhựa cho vỏ máy, vật liệu thép không gỉ cho khay đựng
hạt cà phê
- 2 đĩa tròn được làm bằng gang
- Động cơ sử dụng động cơ điện 150W, 1100 vòng/phút

Ý tưởng 2 – Kiểu 2:
- Sử dụng động cơ quay truyền chuyển động nhưng giá thành sẽ tăng
- Sử dụng vật liệu thép không gỉ cho thân và khay đựng hạt
- Thanh truyền động được làm bằng thép siêu cứng
- Động cơ sử dụng điện 150W, 110 vòng/phút

Ý tưởng 3 – Kiểu 3:
- Sử dụng 2 đĩa tròn để xay hạt giúp hạ thành cho sản phẩm
- Sử dụng vật liệu thép không gỉ cho thân và khay đựng hạt
- 2 đĩa tròn được làm bằng thép siêu cứng
- Động cơ sử dụng điện 150W, 110 vòng/phút

Ý tưởng 4 – Kiểu 4:
- Sử dụng động cơ quay truyền chuyển động nhưng giá thành sẽ tăng
- Sử dụng vật liệu nhựa cho thân và khay đựng hạt
- Thanh truyền động được làm bằng gang
- Động cơ sử dụng điện 150W, 110 vòng/phút

Sau khi hoàn thành giai đoạn 4 ,chúng ta sẽ đến với giai đoạn 5 là phân tích các ý
tưởng nêu trên và đưa ra giải pháp thiết thực nhất

Giai đoạn 5: Phân tích các ý tưởng, giải pháp và thiết kế sơ bộ


Khi có các ý tưởng, tiếp theo cần phân tích các ý tưởng đó có phù hợp với
tiêu chí đề ra hay không? , đem lại lợi ích cho người tiêu dùng hay không?.... Thì
giai đoạn này sẽ loại bỏ các ý tưởng nào không khả thi, ý tưởng có giá thành cao,
chất lượng kém

Trong số 4 ý tưởng trên, ý tưởng 2 là không khả thi nhất , vì nếu sản xuất
sản phẩm theo ý tưởng 2 thì giá thành sẽ vượt qua tiêu chí của sản phẩm là tầm từ
1 triệu đến 2 triệu , mặc dù ý tưởng 2 sẽ cho ra sản phẩm tốt nhất, hiệu quả nhất ,
song việc đó cũng đem lại về tổn thất chi phí sản xuất nhất

3 ý tưởng còn lại không phải là tốt nhất nhưng nó đã phần nào giải quyết
được các tiêu chí đề ra, đem lại cho người dùng sản phẩm vừa đủ dùng để tạo ra
được những ly cà phê thơm ngon mà không thua kém gì với các sản phẩm khác
trên thị trường.
Việc xác định được 3 ý tưởng trên giúp đẩy nhanh công việc, đẩy nhanh tiến
độ hoàn thành sản phẩm, giúp tăng tốc độ ra mắt sản phẩm.

Giai đoan 6: Chế tạo mô hình thử nghiệm, kiểm tra kết quả
Sau khi đã xác định được ý tưởng, công việc tiếp theo cần tiến hành là tạo
mô hình thử nghiệm trên máy tính, thông qua các số liệu đã thu thập, cấu trúc sản
phẩm của các ý tưởng


Nếu có thể , chúng ta sẽ tạo mô hình thực tế, tạo ra sản phẩm thu nhỏ so với
sản phẩm thực tế để test xem các vấn đề đặt ra có phù hợp không, các tiêu chí
như: độ an toàn, tuổi thọ, cách sử dụng, cách bảo quản, thân thiện với môi trường
không? ,….

Tất cả sẽ được đánh giá lại để xem xét các ý tưởng nào là phù hợp nhất, khả thi
nhất, đáp ứng nhu cầu khách hàng, cũng như khả năng đầu tư của người sản xuất .


Giai đoạn 7: Ra quyết định chế tạo
Sau khi đã thử nghiệm thành công các công đoạn, thử nhiệm thành công
các sản phẩm mẫu. Thì bây giờ chúng ta sẽ ra quyết định xem sản phẩm nào đạt

yêu cầu, sản phẩm nào đáp ứng các tiêu chí đã đề ra, cũng như phù hợp với giá
thành bán ra, chi phí sản xuất, các phi phí khác ….

Việc loại bỏ các ý tưởng không khả thi giúp ta chọn ra đươc 3 kiểu thiết kế
phù hợp cho các tiêu chí: Ý tưởng 1- kiểu 1, ý tưởng 3 – kiểu 2, ý tưởng 4 – kiểu
3

Ma trận quyết định cho bài toán thiết kế:
THIẾT KẾ

KIỂU 1

KIỂU 2

KIỂU 3

TÍNH AN TOÀN

3

5

4

ĐỘ BỀN

4

5

3

TÍNH CÔNG NGHỆ

3

5

4

ĐƠN GIẢN

5

3

4

GIÁ THÀNH

5

3

3

ÍT ỒN

3

5

4

DỄ SỬ DỤNG

4

5

4

HỎNG HÓC

4

5

4

∑ĐIỂM

31

36

30


Như vậy ,theo kết quả của bảng ma trận thì ý tưởng 3 – kiểu 2 đã đáp ứng được

các tiêu chí đề ra, cũng như chất lượng của sản phẩm khi sản xuất tốt hơn các ý
tưởng khác.
Cho nên quyết định sẽ tạo ra sản phẩm dựa trên ý tưởng 3 là phù hợp nhất.
Về mặt đường nét:
Sử dụng những đường cong tại những góc, cạnh xum quanh thân của máy
nhưng không làm ảnh hưởng tới độ bền vững của máy cũng như đảm bảo các
yếu tố động khả năng làm việc của chi tiết.
Về màu sắc:
Sản các các màu chủ đạo như trắng, đen, xanh lá cây, cam. Nhằm hướng
đến mọi loại đối tượng, đặc biết trong quán cafe dành cho lứa tuổi teen

Giai đoạn 8: Báo cáo và trao đổi thông tin về sản phẩm
Trước khi đưa ra sản phẩm để sản xuất thì việc trước mắt phải làm đó là
báo cáo về thong tin chi tiết về sản phẩm. Các thông tin này bao gồm: Thống kê
số liệu kỹ thuật, ghi chú cần thiết, bản vẽ phác thảo, bản vẽ chi tiết trên máy tính,
đồ thị mức độ lỗi trong sản xuất, … và các tài liệu liên quan khác.

Tại giai đoạn này ,chúng ta sẽ thường xuyên kiểm tra, trao đổi với kỹ thuật
viên để không có sai sót nào xảy ra trong quá trình sản xuất. Thường xuyên giám
sát, theo dõi các kỹ thuật viên.
Ngoài ra , đây cũng là giai đoạn để chuẩn bị các công đoạn cho ngày ra mắt
sản phẩm với thị trường và cũng như hướng dẫn đầy đủ cho các nhân viên, đội
ngũ bán hàng biết về tính năng, giá thành, ngày ra mắt của sản phẩm.


Giai đoạn 9: Đưa sản phẩm ra thị trường
Sau nhiều giờ , tháng thực hiện từ khi lên ý tưởng đến lúc tạo ra sản phẩm.
Thì bây giờ là lúc ta đưa sản phẩm ra thị trường, ra với các khách hàng của mình.
Tại đây sẽ cần sự phối hợp ăn ý với nhau để cung cấp đầy đủ cho khách
hàng: từ tiếp viên tiếp nhận đơn đặt hàng của khách hàng , đến quản lý, nhân viên

giao hàng,…
Tất cả đều chung tay đưa sản phẩm tới người tiêu dùng một cách dễ nhất có
thể.

Giai đoạn 10: Kiểm tra ,đánh giá sản phẩm sau khi bán ra thị
trường


Đây là giai đoạn cuối cùng để hoàn tất sản phẩm của mình. Giai đoạn này sẽ
xem xét lại sản phẩm cũng như là tiếp thu ý kiến phản hồi của khách hàng sau khi
đưa sản phẩm ra thị trường.

Nội dung kiểm tra sản phẩm như sau:


Khả năng làm việc.
Kiểm tra xem khả năng làm việc của các máy bán ra có ổn không?, có
đúng như trong thực nghiệm hay không?



Khả năng sử dụng và bảo trì.
Kiểm tra ỹ kiến khách hàng về cách sử dụng có hợp với nhu cầu hay
không? Và khả năng bảo trì có dễ hay phức tạp đối với từng khách hàng



Độ tin cậy
Kiểm tra mức độ tin cậy của sản phẩm mình trong long của khách hàng
như thế nào? Có đáng để sử dụng các sản phẩm tiếp theo của mình không,

từ đó rút ra các kinh nghiệm để hoàn thiện sản phẩm hơn



Giá thành
Kiểm tra sản phẩm của mình có đáp ứng với khách hàng với giá thành như
hiện nay không? Từ đó để biết cách điều chỉnh lại sao cho phù hợp nhất