Phân tích thế kế máy đóng gói ngũ cốc dạng đứng 40 góiphút

LỜI CÁM ƠN
Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu trường Đại
Học Bách Khoa, Đại học quốc gia Thành Phố Hồ Chí Minh nói chung, quý Thầy
Cô Khoa Cơ khí nói riêng, đã tạo điều kiện cho em được học tập, rèn luyện, phát triển
bản thân, quý thầy cô đã giảng dạy, truyền đạt cho em những kiến thức cũng như kinh
nghiệm vô cùng quý báu thông qua các giờ học lý thuyết trên lớp, giờ học thực hành
và các đồ án môn học, để giúp em có những kiến thức cơ bản, nền tảng về Cơ Khí để
thực hiện và hoàn thành bài luận văn tốt nghiệp này.
Thời gian làm luận văn tốt nghiệp là khoảng thời gian giúp em nhìn lại và tổng
hợp những kiến thức, kỹ năng một cách tổng quát nhất đã được học tập tại trường, để
chuẩn bị hành trang ra trường, bắt đầu làm việc để phục vụ bản thân, gia đình và cống
hiến cho xã hội.
Em xin gửi lời cám ơn sâu sắc và chân thành nhất đến thầy TS. Nguyễn Thanh
Trương đã hướng dẫn tận tình, truyền đạt những kinh nghiệm, kiến thức, chỉ bảo, giúp
đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành bài luận văn này.
Bên cạnh đó, xin gửi lời cảm ơn đến các bè chung khóa và các anh khóa trên đã
nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ và động viên trong quá trình làm luận văn.
Cuối cùng, con xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình đặc biệt là Bố, Mẹ. Gia
đình luôn là nguồn động lực, điểm tựa để con cố gắng, bức phá trong suốt quá trình
học tập và trên những con đường tiếp theo ở tương lai.
Xin chân thành cảm ơn.
TpHCM, ngày 22 tháng 12 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Đỗ Tấn Huynh

1


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Đề tài: Phân tích thế kế máy đóng gói ngũ cốc dạng đứng 40 gói/phút

 Đề ra yêu cầu của máy: Năng suất 40 gói/phút
 Phân tích, đánh giá các phương án đưa ra nguyên lý phù hợp cho máy đóng gói
ngũ cốc.
 Tính toán các chi tiết chính.
 Vẽ 3D trên phần mềm Solidwork.
 Thiết kế phần điều khiển PLC.
 Bản vẽ lắp của thiết bị.
 Bản vẽ sơ đồ điều khiển.

1


MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN...........................................................................................................i
TÓM TẮT LUẬN VĂN...........................................................................................i
MỤC LỤC................................................................................................................ ii
DANH MỤC HÌNH ẢNH.......................................................................................v
DANH MỤC BẢNG BIỂU..................................................................................viii
CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN...............................................................................1

1.1

Giới thiệu về các loại ngũ cốc....................................................................1

1.2

Các loại ngũ cốc dinh dưỡng đóng gói.......................................................2

1.3

Công nghệ đóng gói ngũ cốc trong và ngoài nước.....................................5

1.4

Khảo sát nhu cầu khách hàng.....................................................................8

1.5

Kết luận chung...........................................................................................8

1.5.1 Tính cấp thiết của đề tài..............................................................................8
1.5.2 Mục tiêu của luận văn................................................................................9
1.5.3 Ý nghĩa khoa học của luận văn...................................................................9
1.5.4 Ý nghĩa thực tiễn của luận văn...................................................................9
CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN.....................................10
2.1

Phương án đóng gói..................................................................................10

2.1.1 Hình thành phương án..............................................................................10
2.1.2 Đánh giá các phương án...........................................................................11
2.1.3 Chọn phương án đóng gói........................................................................14
2.2

Phương án định lượng..............................................................................17

2.2.1 Các phương pháp định lượng...................................................................17
2.2.2 Đánh giá các phương án định lượng.........................................................19

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN MÁY ĐÓNG GÓI...22
3.1

Sơ đồ nguyên lý của máy đóng gói...........................................................22

3.2

Các cụm thành phần chính của máy.........................................................24

3.2.1 Cụm con lăn kéo bao (cụm I)...................................................................24
3.2.2 Cụm hàng mép dọc hàn mép ngang và cắt (cụm II).................................24
3.2.3 Cụm chứa, dẫn hướng và căng bao (Cum III)...........................................24

2


3.2.4 Cụm định lượng (cụm IV)........................................................................24
3.3

Các thông số yêu cầu của khách hàng......................................................24

3.4

Tính toán thiết kế các động học chi tiết của máy đóng gói.......................25

3.4.1 Con lăn kéo bao........................................................................................25
3.4.2 Thiết kế biên dạng cam cho cơ cấu hàn và cắt..........................................30
3.4.3 Thiết kế trục truyền động chính................................................................46
3.4.4 Tính toàn thiết kế cụm định lượng trục vít...............................................59
3.4.5 Bộ phận gia nhiệt......................................................................................66

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN............................68
4.1

Tổng quan về hệ thống điều khiển............................................................68

4.2

Hệ thống điều khiển PLC.........................................................................68

4.2.1 Tổng quát về hệ thống điều khiển PLC....................................................68
4.2.2 Lý do chọn hệ thống điều khiển PLC.......................................................69
4.2.3 Chọn thiết bị PLC.....................................................................................71
4.2.4 Chọn cảm biến..........................................................................................74
4.2.5 Chọn bộ điều khiển nhiệt độ.....................................................................77
4.2.6 Lập trình PLC...........................................................................................78
CHƯƠNG 5:
5.1

VẬN HÀNH VÀ BẢO TRÌ MÁY..............................................83

Hướng dẫn vận hành máy.........................................................................83

5.1.1 Chuẩn bị vận hành máy............................................................................83
5.1.2 Vận hành máy...........................................................................................83
5.1.3 Ngừng máy...............................................................................................84
5.2

Hướng dẫn căng chỉnh bộ phận đóng gói.................................................84

5.2.1 Màng bị đứt trư ớc khi qua bộ phận cắt....................................................84

5.2.2. Đường ép đứng hoặc ngang không dính...................................................84
5.2.3 Hàn không đúng vạch đen trên bao..........................................................85
5.2.4 Trọng lượng gói quá nhiều hoặc quá ít.....................................................85
5.3

Hướng dẫn bảo trì máy.............................................................................85

5.3.1 Các bộ phận cần bảo trì............................................................................85
5.3.2 Phụ tùng dữ phòng thay thế......................................................................86

3


CHƯƠNG 6:

KẾT LUẬN.................................................................................87

TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................88

4


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Các loại ngũ cốc............................................................................................1
Hình 1.2: Ngũ cốc Calsome...........................................................................................4
Hình 1.3: Một số loại ngũ cốc khác...............................................................................5
Hình 1.4: Máy đóng gói bán tự động dạng đứng...........................................................6
Hình 1.5: Máy đóng gói tự động dạng đứng.................................................................7
Hình 1.6: Máy đóng gói tự động ngang dạng túi rời.....................................................7
Hình 1.7: Máy đóng gói túi tự động liên tục dạng ngang..............................................8

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý phương án 1......................................................................10
Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý phương án 2......................................................................11
Hình 2.3: Cơ cấu truyền động cho con lăn..................................................................15
Hình 2.4: Cơ cấu hàn mép dọc....................................................................................15
Hình 2.5: Cơ cấu hàn và cắt mép ngang.....................................................................16
Hình 2.6: Cơ truyền động cho hai cơ cấu hàn ngang và dọc......................................16
Hình 2.7: Định lượng bằng Loadcell...........................................................................18
Hình 2.8: Định lượng bằng trục vít.............................................................................18
Hình 2.9: Định lượng bằng cốc định lượng.................................................................19
Hình 2.10: Định lượng trục vít ngoài thị trường.........................................................21
Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý máy đóng gói.....................................................................23
Hình 3.2: Sơ đồ phối hợp chuyển động của máy trong 1 chu kỳ..................................23
Hình 3.3: Mối hàn yêu cầu và kích thước gói..............................................................25
Hình 3.4: Phân tích lực cho cụm con lăn....................................................................26
Hình 3.5: Thông số lò xo nén......................................................................................27
Hình 3.6: Thông số của động cơ AC Servo..................................................................28
Hình 3.7: Bộ điều khiển ASD-B2-04 21-B...................................................................29
Hình 3.8: Đồ thị biểu diễn biên độ cần thay đổi theo góc quay cam...........................31
Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi vận tốc theo góc quay cam.............................32

5


Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi gia tốc theo góc quay cam............................33
Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn biên độ cần thay đổi theo góc quay cam.........................34
Hình 3.12: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi vận tốc theo góc quay cam...........................35
Hình 3.13: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi gia tốc theo góc quay cam............................36
Hình 3.14: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ dịch chuyển, vận tốc gia tốc theo góc quay
cam I và cam II trong một chu kỳ................................................................................37
Hình 3.15: Biên dạng cam I và cam II.........................................................................38

Hình 3.16: Đồ thị biểu diễn biên độ cần thay đổi theo góc quay cam.........................39
Hình 3.17: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi vận tốc theo góc quay cam...........................40
Hình 3.18: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi gia tốc theo góc quay cam............................41
Hình 3.19: Đồ thị biểu diễn biên độ cần thay đổi theo góc quay cam.........................42
Hình 3.20: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi vận tốc theo góc quay cam...........................43
Hình 3.21: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi gia tốc theo góc quay cam............................44
Hình 3.22: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ dịch chuyển, vận tốc gia tốc theo góc quay
cam III trong một chu kỳ..............................................................................................45
Hình 3.23: Biên dạng cam III......................................................................................46
Hinh 3.24: Lực tác dụng lên bánh cam 1 và 2.............................................................49
Hình 3.25: Biều đồ thay đổi Moment theo góc quay ...................................................51
Hình 3.26: Biều đồ thay đổi Moment theo góc quay ...................................................53
Hình 3.27: Biều đồ nội lực của trục chính...................................................................54
Hình 3.28: Hộp giảm tốc MAOKP50R20....................................................................57
Hình 3.29: Động cơ IEC80CB14.................................................................................57
Hình 3.30: Biến tần Delta VFD-EL.............................................................................58
Hình 3.31: Mặt cắt ngang của cánh vít.......................................................................62
Hình 3.32: Động cơ AC servo SGMAV-04ADA61.......................................................63
Hình 3.33: Bộ điều khiển động cơ SGDV-2R8A01A....................................................65
Hình 3.34: Động cơ 5IK90SW-9..................................................................................65
Hình 3.35: Bộ phận gia nhiệt......................................................................................66
Hình 4.1: Tổng quan hệ thống điều khiển....................................................................68

6


Hình 4.2 Bộ điều khiển PLC........................................................................................69
Hình 4.3: Ý nghĩa của ký hiệu tên PLC Mitsubishi......................................................72
Hình 4.4: Thông số của PLC FX3G-24MT/ES............................................................73
Hình 4.5: Hình ảnh thực tế PLC FX3G-24MT/ES.......................................................73

Hình 4.6: Modul mở rộng FX3U-4AD.........................................................................74
Hình 4.7: Cảm biến PT100..........................................................................................74
Hình 4.8: Sơ đồ biểu diễn tương quan nhiệt độ - giá trị đọc.......................................75
Hình 4.9: Sơ đồ đấu dây biểu diễn tương quan nhiệt độ - giá trị đọc..........................75
Hình 4.10: Cảm biến E2K- C25MF1 (PNP)................................................................76
Hình 4.11: Cảm biến đọc vệt màu E3S-GS1E4............................................................76
Hình 4.12: Nguyên tắc cơ bản về kiểm soát nhiệt độ...................................................77
Hình 4.13: Bộ điều khiển nhiệt độ PID KX9N.............................................................78
Hình 4.14: Lưu đồ giải thuật grafcet...........................................................................78
Hình 4.15: Sơ đồ đấu dây mạch động lực....................................................................79
Hình 4.16: Sơ đồ đấu dây mạch điều khiển.................................................................80
Hình 4.17: Code lập trình PLC theo dạng SFC...........................................................82

7


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Lựa chọn phương án...................................................................................13
Bảng 2.2: So sảnh ưu, nhược điểm của 2 phương án.................................................14
Bảng 2.3:Đánh giá chi tiết phương án định lượng......................................................20
Bảng 3.1: Bảng đánh giá nhu cầu khác hàng..............................................................24
Bảng 3.2: Phối hợp chuyển động của máy..................................................................30
Bảng 3.3: Phối hợp chuyển động của máy..................................................................38
Bảng 3.5: Bảng tính toán kết quả kiểm nghiệm...........................................................56
Bảng 3.6: Thông số động hộp giảm tốc MAOKP50R20..............................................56
Bảng 3.7: Thông số động cơ IEC80C B14..................................................................57
Bảng 3.8: Chế độ định lượng ngũ cốc.........................................................................60
Bảng 3.9: Thông số động cơ AC servo SGMAV-04ADA61..........................................64
Bảng 3.10: Thông số động cơ AC 5IK90SW-9.............................................................65
Bảng 4.1: So sánh đặc tính kỹ thuật giữa các hệ thống điều khiển khác.....................70

Bảng 4.2: Giá trị Input của PLC.................................................................................71
Bảng 4.3: Giá trị Output của PLC...............................................................................72
Bảng 4.4: Thông số của cảm biến nhiệt độ PT100......................................................74

8


CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN

1. Giới thiệu về các loại ngũ cốc
Ngũ cốc nổi tiếng là một trong những thực phẩm dinh dưỡng lành mạnh tốt cho
sức khỏe. Ngũ cốc là tên gọi chung để chỉ năm loại thực vật với hạt có thể ăn được là
kê, đậu, ngô, lúa nếp và lúa tẻ. Sau này, ngũ cốc là từ hay được dùng để gọi chung cho
các loại cây lương thực có hạt dùng để ăn.
Một số loại ngũ cốc phổ biến có thể kể đến là các loại gạo (gạo lứt, gạo nếp, gạo
tẻ,...), yến mạch, đại mạch, hắc mạch, lúa mì,...

Hình 1.1: Các loại ngũ cốc

1


Chương 1: Tổng Quan
Thành phần dinh dưỡng của các loại ngũ cốc bao gồm: Glucid chiếm tới 7080% nên được coi là nguồn thức ăn cung cấp năng lượng; ngoài ra, còn chứa Protein,
chất khoáng và vitamin. Phần ngoài của hạt ngũ cốc nằm ngay dưới lớp vỏ có cấu trúc
khác với phần trong, gọi là Aloron. Lớp Aloron rất giàu dinh dưỡng như Protein chất
khoáng và vitamin nhóm B. Phần trong chủ yếu là tinh bột mang đặc tính riêng của
từng loại ngũ cốc. Mầm ngũ cốc có nhiều yếu tố quý, chủ yếu là lipid và lecithin.

Trong lipid mầm lúa mỳ, có 50% acid béo chưa no có nhiều mạch kép. Trong mầm
còn có vitamin E và K.
Ngũ cốc không chỉ có giá trị về mặt dinh dưỡng mà còn là vị thuốc chữa bệnh
hiệu quả. Cụ thể, ngũ cốc giàu chất xơ nên rất tốt cho hệ tiêu hóa, tốt cho người bị táo
bón kinh niên.
1.1

Các loại ngũ cốc dinh dưỡng đóng gói
Để thuận kết hợp lợi ích và chất dinh dưỡng của các loại ngũ cốc. Đồng thời tăng

tính tiện dụng, đáp ứng nhu cầu của khách hàng. Nên một sản phẩm dinh dưỡng và
được chế biến một cách nhanh chóng đã dẫn đến sự ra đời của các sản phẩm ngũ cốc
dinh dưỡng dạng bột đã được chế biến sẵn. Để bảo quản và dễ dàng vận chuyển các
sản phẩm này thường được đóng gói bởi các loại bao bì.


Tính chất của các loại bao bì ngũ cốc dinh dưỡng
 Bao bì ngũ cốc dinh dưỡng được sản xuất các đặc tính bảo quản tốt, gia tăng tính
cản các yếu tố xâm nhập từ bên ngoài làm ảnh hưởng đến sản phẩm, lưu giữ
hương vị và kéo dài thời hạn bảo quản sử dụng của sản phẩm.
 Bao bì được in chất lượng cao, đường hàn và độ bám dính giữa các màng tốt, phù
hợp cho các máy đóng gói tốc độ cao.
 Nguyên vật liệu sử dụng cho bao bì đáp ứng được các yêu cầu về vệ sinh an toàn
thực phẩm theo tiêu chuẩn quốc tế, Bao bì được sản xuất trong môi truờng đảm

bảo tính vệ sinh, an toàn thực phẩm.
 Loại vật liệu thường dùng : là các màng nhựa phức hợp
 Màng nhựa phức hợp
 Giới thiệu
 Màng nhựa phức hợp hay còn gọi là màng ghép là một loại vật liệu nhiều lớp mà

ưu điểm là nhận được những tính chất tốt của các loại vật liệu thành phần.
 Người ta đã sử dụng cùng lúc (ghép) các loại vật liệu khác nhau để có được một
loại vật liệu ghép với các tính năng được cải thiện nhằm đáp ứng các yêu cầu bao
2


Chương 1: Tổng Quan
bì. Khi đó chỉ một tấm vật liệu vẫn có thể cung cấp đầy đủ tất cả các tính chất
như: tính cản khí, hơi ẩm, độ cứng, tính chất in tốt, tính năng chế tạo dễ dàng,
tính hàn tốt… như yêu cầu đã đặt ra. Tính chất cuối cùng của một loại vật liệu
nhiều lớp phụ thuộc nhiều vào những tính chất của các lớp thành phần riêng lẻ.
 Màng ghép thường được sử dụng rộng rãi làm nguyên liệu cho bao bì thực phẩm,
dược phẩm… Sự hình thành màng ghép là việc kết hợp có chọn lựa giữa màng
nguyên liệu ban đầu, mực in, keo dán, nguyên liệu phủ... sử dụng các phương
pháp gia công có nhiều công đoạn, đa dạng.
 Về mặt kỹ thuật vật liệu ghép được ứng dụng thường xuyên, chúng đạt được các
yêu cầu kỹ thuật, các yêu cầu về tính kinh tế, tính tiện dụng thích hợp cho từng
loại bao bì, giữ gìn chất lượng sản phẩm bên trong bao bì, giá thành rẻ, vô hại ….
 Cấu trúc:
 Các polymer khác nhau được sử dụng tùy thuộc vào vai trò của chúng như là lớp
cấu trúc, lớp liên kết, lớp cản, lớp hàn.
 Lớp cấu trúc: đảm bảo các tính chất cơ học cần thiết, tính chất in dễ dàng và
thường có cả tính chống ẩm. Thông thường đó là những loại nhựa rẻ tiền. Vật
liệu được dùng thường là LDPE, HDPE, EVA, LLDPE, PP (đối với những cấu
trúc mềm dẻo) và HDPS hay PD (đối với cấu trúc cứng).
 Các lớp liên kết: là những lớp keo nhiệt dẻo (ở dạng đùn) được sử dụng để kết
hợp các loại vật liệu có bản chất khác nhau.
 Các lớp cản: được sử dụng để có được những yêu cầu đặc biệt về khả năng cản
khí và giữ mùi. Vật liệu được sử dụng thường là PET (trong việc ghép màng),









nylon, EVOH và PVDC.
Các lớp vật liệu hàn: thường dùng là LDPE và hỗn hợp LLDPE, EVA, inomer,…
Một số loại màng phức hợp:
2 lớp: BOPP/PE; PET/PE; BOPP/PP; NY/PE
3 lớp: BOPP(PET)/PET (M)/PE; BOPP(PET)/Al/PE;
4 lớp: BOPP(PET)/PE/Al/PE; Giấy/PE/Al/PE;
5 lớp: PET/PE/Al/PE/LLDPE
Loại vật liệu thường dùng: gồm các màng nhựa và màng kim loại ghép với nhau
như: BOPP(PET)/AL/PE, PET/PE/AL/PE hoặc PET/PE/Al/PE/LLDPE
- Trong đó:
+ Lớp ngoài in ống đồng thường dùng Màng OPP, PET, PA, PE và có thể in tối

đa 8 màu.

3


Chương 1: Tổng Quan
+ Lớp bên trong để ghép ta sử dụng : màng LLPE, MCPP, MPET, AL…….


Tính chất của các lớp màng
 PET: Bền cơ học cao, có khả năng chịu đựng lực xé và lực va chạm, chịu đựng

sự mài mòn cao, có độ cứng vững cao, trơ với môi trường thực phẩm , chống thấm khí
O2 và CO2 tốt hơn các loại nhựa khác, dùng cho in ấn, ngăn mùi, chống thẩm thấu.
 PE: dùng hàn biên và đáy, tăng độ dày sản phẩm
 AL: dùng để ngăn ẩm, giữ mùi, ngăn sáng
Bao bì sản phẩm ngũ cốc dinh dưỡng:

Hình 1.2: Ngũ cốc Calsome

4


Chương 1: Tổng Quan

Hình 1.3: Một số loại ngũ cốc khác

1.2

Công nghệ đóng gói ngũ cốc trong và ngoài nước
Bao bì cho thực phẩm ngày một phổ biến, kéo theo sự phát triển của các loại máy

đóng gói thực phẩm. Hiện nay trên thị trường trong và ngoài nước có rất nhiều các loại
máy đóng gói từ với quy mô sản số theo dây chuyền lớn và nhỏ khác nhau.


Theo mức độ tự động hóa của máy:
 Máy đống gói ngũ cốc bán tự động: Một tên khác của máy là máy hoạt động theo

nhịp. Đây là những loại máy được sản xuất với những nguyên lý của những chiếc máy
đóng gói ra đời đầu tiên. Máy được thiết kế với cơ cấu ly hợp để tạo thành nhịp cho

máy đưa các nguyên liệu, bao gói vào đóng gói. Máy có cơ cấu đơn giản, không sử
dụng hệ thống điều khiển điện tử thông mình và vẫn có sự tham gia của con người vào
quá trình bao gói. Máy có năng suất không cao do có thời gian chờ giữa các động tác
và phụ thuộc vào một phần tốc độ làm việc của nhân công.

5


Chương 1: Tổng Quan

Hình 1.4: Máy đóng gói bán tự động dạng đứng.
 Máy đóng gói tự động hay máy đóng gói hoạt động liên tục: Đây là loại máy
đóng gói chuyên dụng sử dụng trong nhiều công ty, cơ sở chuyên nghiệp. Quá trình
hoạt động của máy liên tục, sử dụng động cơ truyền động cùng hệ bánh răng và điều
khiển điện tử thông minh tạo nên một cơ cấu hoạt động liên hoàn và đều đặn. Quá
trình hoạt động tự động hoàn toàn, không có sự tác động của con người sẽ đưa ra các
bao gói theo tiêu chuẩn cao, chất lượng tốt, năng suất cao và ổn định.

6


Chương 1: Tổng Quan

Hình 1.5: Máy đóng gói tự động dạng đứng

Hình 1.6: Máy đóng gói tự động ngang dạng túi rời

7

Chương 1: Tổng Quan

Hình 1.7: Máy đóng gói túi tự động liên tục dạng ngang

1.3

Khảo sát nhu cầu khách hàng.
Do sự phát triển không ngừng của các loại sản phẩm ngũ cốc đóng gói, nên kéo

theo sự tăng trưởng của thị trường sản suất bao bì để đóng gói cho các sản phẩm. Mặc
dù, trên thị trường có rất nhiều loại máy đóng gói đã được sản xuất. Nhưng vì thị
trường mở rộng trên khắp cả nước, nên đối với một sản phẩm đóng gói có chất lượng
và giá cả cạnh tranh vẫn được thị trường tiếp nhận.
1.4

Kết luận chung

1.4.1 Tính cấp thiết của đề tài
Như đã nói ở trên, máy đóng gói giúp tăng giảm thời gian đóng gói, giảm chi phí
sản xuất, nhân công, tăng lợi nhuận đồng thời đáp ứng nhu cầu của khách hàng về chất
lượng và cả năng suất đang là một sản phẩm được các cơ sở sản xuất ngũ cốc dinh
dưỡng cần. do nhu cầu đó việc chế tạo ra một máy đóng gói bột ngũ cốc phù hợp với
nhu cầu khách hàng, linh hoạt với các quy mô sản xuất lớn nhỏ khác nhau cho thị
trường ở Việt Nam đang là yêu cầu cấp thiết.

8


Chương 1: Tổng Quan
1.4.2 Mục tiêu của luận văn

Nguyên cứu chế tạo máy đóng gói ngũ cốc với cơ khí hóa, tự động hóa quá trình
sản xuất làm tăng năng suất, lợi nhuận và đồng thời đảm bảo chất lượng cho ngũ cốc,
lưu trữ lâu hơn, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm và tăng tính thẩm mỹ.
Nội dung yêu cầu: Máy đóng gói ngũ cốc
 Công suất: 4,5 kW
 Khối lượng: 20g/gói
 Tốc độ: 50 gói/phút.
Nội dung thực hiện của luận văn





Nguyên cứu quy trình đóng gói
Lên ý tưởng chọn phương án
Thiết kế cơ cấu cho phương án đã chọn
Kiểm tra sửa chữa thiết kế

1.4.3 Ý nghĩa khoa học của luận văn
Đây là một đề tài được vài sinh viên trong các trường đại học trong nước nghiên
cứu trước nhưng vẫn còn nhiều điều cần phải chỉnh sữa để tối ưu hóa các máy móc
thiết bị theo kịp thời đại. Cần tìm hiểu thêm cơ sở thực tế, tài liệu tham khảo và đòi hỏi
phải có tính sáng tạo, vận dụng kiến thức tổng hợp khác nhau về thiết bị đóng gói để
giải quyết vấn đề ý tưởng và thiết kế thiết bị.
1.4.4 Ý nghĩa thực tiễn của luận văn
Cung cấp cho các cơ sở sản xuất một sản phẩm đóng gói ngũ cốc hiệu quả, giúp
tiết kiệm chi phí, tăng năng suất. Tạo ra quy trình khép kín, hạn chế các mối nguy an
toàn thực phẩm. Tạo ra cho sản phẩm có tính tiện dụng cao cho quá trính sử dụng.

9

CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
2.1

Phương án đóng gói

2.1.1 Hình thành phương án
Thiết kế hệ thống thiết đóng gói đảm bảo các điều kiện: Nhiệm vụ của máy với
năng suất 40-60 sản phẩm/phút có kích thước vừa phải phù hợp với không gian nhà
xưởng của các cơ sở sản xuất, giá thành hợp lý, chất lượng và ổn định trong vận hành.
Từ nhưng điều trên, qua nghiên cứu tài liệu em đưa ra hai phương án lựa chọn như
sau:

10




Phương án 1: Phương án này sử dụng hình thức đóng gói theo dạng liên tục. Tấm

bao từ cụm chưa bao (1), sẽ đi qua cụm con lăn (2), Bao sẽ được hàn mép dọc vào dẫn
động nhờ vào hai con lăn (3). Cụm con lăn hàn và cắt ngang (4) quay liên tục để cắt
bao.

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý phương án 1

11



Phương án 2: Sử dụng PLC điều khiển cơ cấu con lăn (5) qua để kéo bao bì từ

cuộn chưa tấm nhựa (1) qua các con lăn (2) để căn bao,bao bì được hàng méo dọc (4)
và hàng méo ngang (6), sau đó được cấp phôi ở phễu (3) và cắt thành phẩm ở (7).

Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý phương án 2
2.1.2

Đánh giá các phương án

2.1.2.1 Đánh giá sơ bộ phương án


Phương án 1: Máy đóng gói dạng đứng cho năng suất lớn, đóng gói theo kiểu

liên tục, cơ cấu thiết kế đơn giản, thường xuất hiện sai số giữ các gói được đóng do
nhiều nguyên nhân khác nhau.
 Phương án 2: Máy đóng gói dạng đứng có công suất nhỏ hơn máy dạng ngang,
thích hợp cho các sản phẩm dạng lỏng hoặc dạng bột. Máy chiếm diện tích nhỏ hơn so
với máy dạng ngang.
2.1.2.2 Đánh giá chi tiết các phương án


Bước 1: Chuẩn bị ma trận lựa chọn.


Chương 2: Đánh giá lựa chọn phương án
- Các phương án được liệt kê theo hàng ngang đầu tiên của ma trận lựa

chọn.
- Các tiêu chí lựa chọn được xếp dọc theo cột bên trái của ma trận. Các
tiêu chí này được đưa ra dựa trên các yêu cầu về mặt kỹ thuật cũng như về mặt
kinh tế mà chúng ta lựa chọn sao cho phù hợp nhất đối với một thiết bị đóng
gói.
- Bao gồm: đặc tính sản phẩm, năng suất thiết bị, tình hình thị trường (nhu
cầu khách hàng, khả năng đáp ứng trên thị trường)...
- Chọn một phương án làm chuẩn. Phương án được chọn làm chuẩn có thể



là một trong số những trường hợp sau:
+ Một sản phẩm thiết kế đúng theo tiêu chuẩn công nghiệp.
+ Một phương án có cơ sở khá quen thuộc.
+ Một sản phẩm hiện có trên thị trường.
+ Một sản phẩm hiện đại, công nghệ cao…
Bước 2: Đánh giá những phương án.
- Các phương án được so sánh với phương án chuẩn theo các tiêu chí lựa chọn và

được cho điểm vào ô tương ứng theo các mức sau:
+ Tốt hơn: +
+ Tương đương: 0
+ Kém hơn: –
- Các so sánh này dựa trên sơ đồ nguyên lý, chỉ mang tính chất tổng quan nhất,
dùng để đánh giá tương đối về các phương án thiết kế thiết bị.
 Bước 3: Xếp hạng các phương án
- Tính tổng số các điểm +, –, 0 và điểm tổng cộng của từng phương án. Xếp hạng
các phương án theo kết quả của điểm tổng cộng.
 Tính điểm và lựa chọn phương án
- Tính tổng điểm của từng phương án theo công thức: (tính và đánh giá tỷ trọng

trên thang điểm 10) trên ma trận tính điểm
- Tính tổng điểm phương án theo công thức:
(2.1)
 Trong đó:
- : Điểm tiêu chí thứ (i) của phương án ( j)
- : Trọng số của tiêu thứ thứ (i)
- : Tổng điểm cho phương án (j)
- n: Tổng số tiêu chí
Bảng 2.1: Lựa chọn phương án
Phương án

Trọng số

1
13

2


Chương 2: Đánh giá lựa chọn phương án
Tiêu chí
Kết cấu: Đơn giản, gọn nhẹ

7

-1

+1

Năng suất

6

+1

-1

Giá thành

8

-1

+1

Vận hành bảo dưỡng

6

0

0

Tính linh động

5

-1

+1

Thời gian sử dụng

7

+1

-1

Cơ cấu cấp ngũ cốc

7

0

0

Cơ cấu cấp bao bì

6

+1

-1

Sai số khi đóng gói

7

-1

+1

Năng lương tiêu thụ

6

0

0

Thẩm mỹ

7

+1

-1

Tính an toàn

6

0

0

Hệ thống vận chuyển

5

-1

+1

Tổng điểm +

4

5

Tổng điểm -

5

4

-12

12

2

1

Tổng điểm theo phương án
Xếp hạng


Đánh giá ưu điểm và nhược điểm của 2 phương án

Bảng 2.2: So sảnh ưu, nhược điểm của 2 phương án
Phương án

Phương án 1

Phương án 2

Tính chất
Ưu điểm

Năng suất cao, cơ

Thiết kế hệ thống

cấu thiết kế đơn

điều khiển đơn

giản. Kết cấu chắc

giản, không cần bù

chắn, dễ dàng vận

trừ sai số, hoạt

hành sửa chữa

động chính sác
hơn.

Nhược điểm

Giá thành cao, gây
14

Năng suất không


Chương 2: Đánh giá lựa chọn phương án
ồn khi hoạt động.

cao, mất thời gian

Xuất hiện sai số khi

chờ giữa hai cơ

đóng gói, nên cần

cấu.

phải có cơ cấu bù
trừ sai số

2.1.3


Chọn phương án đóng gói
Qua phân tích ở trên, ta thấy phương án phù hơn với yêu cầu thiết kế đặt ra

do đóng gói dạng nhỏ, yêu cầu độ chính xác và giá thành phù hợp. Do phương án 2
phù hợp với các yêu cầu trên nên em chọn nó làm giảm pháp để thiết kế cho máy đóng
gói ngũ cốc.
 Chọn cơ cấu sơ bộ
 Cơ cấu truyền động cho con lăn.

Hình 2.3: Cơ cấu truyền động cho con lăn
 Cơ cấu hàn mép dọc

15


Chương 2: Đánh giá lựa chọn phương án

Hình 2.4: Cơ cấu hàn mép dọc

 Cơ cấu hàn và cắt mép ngang

Hình 2.5: Cơ cấu hàn và cắt mép ngang
 Cơ cấu truyền động cho hai cơ cấu hàn

16