(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế và chế tạo máy gói bánh nậm tự động
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.74 MB, 67 trang )
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GÓI BÁNH
NẬM TỰ ĐỘNG
Người hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:
TS. VÕ NHƯ THÀNH
ĐỖ ANH NGUYÊN
VÕ KHẮC LỘC
Đà Nẵng, 2019
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
KHOA CƠ KHÍ
NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
I. Thơng tin chung:
1. Họ và tên sinh viên:
Đỗ Anh Nguyên
14CDT1
MSSV: 101140154
Võ Khắc Lộc
14CDT1
MSSV: 101140150
2. Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo Máy gói bánh nậm tự động.
3. Người hướng dẫn: Võ Như Thành
II. Nhận xét đồ án tốt nghiệp:
Học hàm/ học vị: Tiến sĩ
1. Về tính cấp thiết, sáng tạo và ứng dụng của đồ án: (điểm đánh giá tối đa là 2đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
C
C
R
L
.
T
2. Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: (điểm tối đa là 4đ)
………………………………………………………………………………………..
3. Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp: (điểm đánh giá tối đa là 2đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
U
D
4. NCKH: (nếu có bài báo khoa học hoặc ĐATN là đề tài NCKH: cộng thêm 1đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
5. Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
III. Tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên: (điểm đánh giá tối đa 1đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
IV.Đánh giá:
1. Điểm đánh giá:
/10
2. Đề nghị:
Được bảo vệ đồ án/ Bổ sung thêm để bảo vệ/ Không được bảo vệ
Đà Nẵng, ngày
tháng
năm 2019
Người hướng dẫn
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
KHOA CƠ KHÍ
NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
I. Thông tin chung:
1. Họ và tên sinh viên:
Đỗ Anh Nguyên
14CDT1
MSSV: 101140154
Võ Khắc Lộc
14CDT1
MSSV: 101140150
2.Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo Máy gói bánh nậm tự động.
3. Người phản biện: ..………………………….………… Học hàm/ học vị: ………….
II. Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:
TT Các tiêu chí đánh giá
1
1a
1b
1c
1d
C
C
Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp,
giải quyết đủ nhiệm vụ đồ án được giao
R
L
.
T
- Hiểu và vận dụng được kiến thức Toán và khoa học tự
nhiên trong vấn đề nghiên cứu
U
D
- Hiểu và vận dụng được kiến thức cơ sở và chuyên
ngành trong vấn đề nghiên cứu
- Có kỹ năng vận dụng thành thạo các phần mềm mô
phỏng, tính tốn trong vấn đề nghiên cứu
- Có kỹ năng đọc, hiểu tài liệu bằng tiếng nước ngoài
ứng dụng trong vấn đề nghiên cứu
Điểm Điểm Điểm
tối đa trừ còn lại
80
15
25
10
10
1e - Có kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng giải quyết vấn đề
10
1f
- Đề tài có giá trị khoa học, cơng nghệ; có thể ứng dụng
thực tiễn:
10
2
Kỹ năng viết:
20
2a
- Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc
tích
15
2b
- Thuyết minh đồ án khơng có lỗi chính tả, in ấn, định
dạng
5
3
Tổng điểm đánh giá: theo thang 100
Quy về thang 10 (lấy đến 1 số lẻ)
3. Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:
………………………………………………………………………………………..
4. Ý kiến khác:
………………………………………………………………………………………..
5. Đề nghị:
Được bảo vệ đồ án/ Bổ sung thêm để bảo vệ/ Không được bảo vệ
Đà Nẵng, ngày
tháng
năm 201…
Người phản biện
C
C
U
D
R
L
.
T
TÓM TẮT
Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy gói bánh nậm tự động
Sinh viên thực hiện: Đỗ Anh Nguyên – Võ Khắc Lộc
Số thẻ SV: 101140154 – 101140150
Lớp: 14CDT1
GV hướng dẫn: TS. Võ Hữu Thành
GV duyệt: TS. Lê Hồi Nam
Tóm tắt nội dung đề tài:
1. Nhu cầu thực tế của đề tài.
Trong thời đại cơng nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước thì việc ứng dụng máy móc
cơng nghệ vào sản xuất ngày càng nhiều, không những trong công nghiệp, nông
nghiệp mà các ngành chế biến lương thực, thực phẩm cũng vậy. Trên thị trường hiện
C
C
R
L
.
T
nay có rất nhiều loại máy làm bánh như máy làm bánh mì, máy làm bánh bao,v.v…
Qua tham khảo và suy nghĩ nhóm chúng em thấy những loại máy gói bánh bằng lá
chuối như bánh chưng, bánh giò, bánh nậm, bánh bột lọc vẫn cịn được làm thủ cơng
bằng tay. Nhưng việc gói bánh thủ công bằng tay rất mất thời gian và không đảm bảo
U
D
vệ sinh cũng như không đảm bảo sức khỏe cho con người. Xuất phát từ những suy
nghĩ đó chúng em đã lên ý tưởng để thiết kế máy gói bánh nậm tự động.
2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài tốt nghiệp.
Trong đề tài này, nhóm tác thiết kế cơ cấu cho máy, tìm hiểu các phương pháp
điều khiển để đưa ra phương án tối ưu nhất, nghiên cứu tính thiết thực của sản
phẩm và đưa ra giải pháp phù hợp để đảm bảo năng suất chất lượng sản phẩm từ
đó:
- Tính tốn thiết kế các hệ truyền động chính.
3. Nội dung thực hiện.
- Số trang thuyết minh: trang.
- Số bản vẽ: 8A0
- Mơ hình: 1 máy gói bánh nậm tự động.
4. Kết quả.
- Tính thiết thực và lý do lựa chọn đề tài.
- Đưa ra các phương án thiết kế và lựa chọn phương án tối ưu nhất.
- Tính tốn các cơ cấu và lựa chọn động cơ và hệ dẫn động.
- Thực hiện lập trình và điều khiển hệ thống đúng yêu cầu.
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
KHOA CƠ KHÍ
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
STT
Họ tên sinh viên
Số thẻ SV
Lớp
Ngành
1
Đỗ Anh Nguyên
101140154
14CDT1
Kỹ thuật Cơ điện tử
2
Võ Khắc Lộc
101140150
14CDT1
Kỹ thuật Cơ điện tử
C
C
1. Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GÓI BÁNH NẬM TỰ ĐỘNG
R
L
.
T
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
a) Phần chung:
STT
1
2
Họ tên sinh viên
Đỗ Anh Nguyên
U
D
Nội dung
-
Tìm hiểu một số loại cơ cấu ngoài thực tế để
-
đưa ra ý tưởng tốt nhất.
Đưa ra nguyên lí, lựa chọn các cơ cấu phù hợp
để thiết kế.
-
Chế tạo hệ thống.
Võ Khắc Lộc
b) Phần riêng:
STT
Họ tên sinh viên
1
Đỗ Anh Nguyên
2
Võ Khắc Lộc
Nội dung
Thiết kế hệ thống bằng Solidworks, tìm hiểu code
điều khiển.
Tìm hiều mạch điện, hồn thành thuyết minh.
5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
a) Phần chung:
STT
Họ tên sinh viên
1
Đỗ Anh Nguyên
2
Võ Khắc Lộc
Nội dung
-
Bản vẽ tổng thể.
Bản vẽ lưu đồ thuật toán.
1A0
1A0
b) Phần riêng :
STT
Họ tên sinh viên
1
Đỗ Anh Nguyên
2
Võ Khắc Lộc
Nội dung
-
Bản vẽ sơ đồ nguyên lý.
1A0
-
Bản vẽ sơ đồ động học.
1A0
-
Bản vẽ chi tiết.
Bản vẽ sơ đồ mạch điện.
3A0
1A0
6. Họ và tên người hướng dẫn: TS. Võ Như Thành
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 01/02/2019
8. Ngày hoàn thành đồ án:
C
C
R
L
.
T
01/06/ 2019
U
D
Trưởng Bộ môn Kỹ thuật
Cơ điện tử
Đà Nẵng, ngày 01 tháng 06 năm
2019
Người hướng dẫn.
TS. Võ Như Thành
LỜI NÓI ĐẦU
Chúng em xin gởi lời cảm ơn chân thành và sự tri ân sâu sắc với các thầy cơ
trong khoa Cơ khí và bộ mơn Cơ điện tử trường Đại học Bách khoa Đại học Đà Nẵng
đã tận tình dạy dỗ, truyền đạt cho chúng em những kiến thức q báu để chúng em có
thể hồn thành được đề tài tốt nghiệp này cũng như nền tảng cho công việc sau khi tốt
nghiệp.
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cơ trong nhà trường, trong khoa Cơ
khí, các thầy cô trong bộ môn, đặc biệt là thầy hướng dẫn TS.Võ Như Thành đã
luôn quan tâm, tạo những điều kiện thuận lợi nhất giúp chúng em có thể hồn thành đề
tài này. Nhưng do kiến thức cịn hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu phục vụ cho
thực hiện đề tài cịn ít nên cũng khơng tránh khỏi sai sót. Nhóm thực hiện rất mong
thầy cơ và các bạn góp ý để đề tài có thể được hồn thiện hơn.
Một lần nữa cho phép chúng em gửi đến q thầy cơ cùng các bạn lịng biết ơn
sâu sắc nhất.
Đà Nẵng, 01 tháng 06 năm 2019
C
C
R
L
.
T
Đỗ Anh Nguyên
U
D
i
Võ Khắc Lộc
CAM ĐOAN
Chúng tôi xin cam đoan nội dung của đồ án không phải sao chép bất cứ đồ án
hay công trình nào đã có trước đây. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án này đã
được cảm ơn, các thơng tin trích dẫn trong đồ án đã được ghi nguồn gốc rõ ràng và
được phép cơng bố.
Nhóm sinh viên thực hiện:
Đỗ Anh Nguyên
Võ Khắc Lộc
C
C
R
L
.
T
U
D
ii
MỤC LỤC
TÓM TẮT
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................. I
CAM ĐOAN................................................................................................................... II
MỤC LỤC .....................................................................................................................III
DANH SÁCH CÁC BẢNG,HÌNH VẼ .......................................................................... V
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG MÁY LÀM BÁNH NẬM
TỰ ĐỘNG .......................................................................................................................3
1.1. Tổng quan về tình hình thực tế của nghề làm bánh bằng lá ở Việt Nam ..............3
1.1.1. Sự cần thiết của tự động hóa trong hoạt động sản xuất nông nghiệp. ...............3
1.1.2. Sự cần thiết của tự động hóa trong các ngành nghề làm bánh thủ công ............3
1.2. Ưu điểm của đề tài và ý tưởng thực tế. .................................................................4
1.3. Ý tưởng thiết kế. ....................................................................................................5
C
C
R
L
.
T
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG.......................6
U
D
CỦA HỆ THỐNG ...........................................................................................................6
2.1. Phân tích các hoạt động của phần cấp bánh. .........................................................6
2.2. Các cơ cấu trong hệ thống. ....................................................................................6
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
Phạm vi của đồ án. ................................................................................................6
Các yêu cầu chính khi thiết kế hệ thống................................................................6
Các chuyển động chính của hệ thống ....................................................................7
Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế cho từng bộ phận. ...............................7
2.6.1. Lựa chọn phương án thiết kế cho bộ phận vận chuyển ..................................7
2.6.2. Lựa chọn phương án thiết kế cho bộ phận cấp bột và nhân. ........................10
2.6.3. Lựa chọn phương án thiết kế cho bộ phận gấp bánh. ...................................10
2.6.4. Lựa chọn cơ cấu cho bộ phận dịch chuyển bàn gấp. ....................................11
2.6.5. Lựa chọn cơ cấu truyền động cho băng tải. ..................................................12
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CÁC CƠ CẤU ........................................15
3.1. Các thông số đầu vào của hệ thống. ....................................................................15
3.2. Tính chọn băng chuyền vận chuyển. ...................................................................16
3.3. Tính chọn động cơ truyền động. .........................................................................16
3.4.
3.5.
3.6.
Tính tốn và thiết kế băng chuyền vận chuyển. ..................................................16
Chọn trục quay. ...................................................................................................17
Chọn kích thước phễu và bàn gấp. ......................................................................17
iii
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN .................................................20
4.1.
Sơ nguyên lý của hệ thống ..................................................................................20
4.2.
Phân tích và lựa chọn bộ phận xử lý. ..................................................................20
4.2.1.
4.2.2.
Phương án sử dụng Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) ............................20
Phương án sử dụng vi điều khiển .................................................................21
4.2.3.
4.2.4.
Phương án sử dụng Arduino. ........................................................................22
Giới thiệu về Arduino UNO R3 ...................................................................24
4.3. Lựa chọn các thiết bị liên quan. ..........................................................................25
4.3.1. Van điện từ. ..................................................................................................25
4.3.2.
4.3.3.
4.3.4.
Bộ Nguồn ......................................................................................................27
Mạch điều khiển động cơ DCPS 796 ...........................................................28
Mạch nguồn LM2596 ...................................................................................29
4.3.5.
4.3.6.
4.3.7.
4.3.8.
4.3.9.
Cảm biến hồng ngoại E18-D80NK ..............................................................29
Van điện từ khí nén AIRTAC 4V210-08 .....................................................31
Nút nhấn. ......................................................................................................31
Nút dừng khẩn cấp ........................................................................................32
Cơng tắc hành trình.......................................................................................32
C
C
R
L
.
T
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ..................36
5.1. Lưu đồ thuật ........................................................................................................36
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ................................................40
U
D
6.1. Thiết kế và chế tạo hệ thống. ..................................................................................40
6.1.1. Yêu cầu đặt ra cho hệ thống. ............................................................................40
6.1.2. Chế tạo phần cơ khí hệ thống. ..........................................................................40
6.1.3. Chế tạo phần mạch điện ...................................................................................42
6.2. Chương trình điều khiển. ........................................................................................44
KẾT LUẬN ...................................................................................................................45
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................46
iv
DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ
Hình 1.1: Nghề lám bánh thủ cơng ..................................................................................4
Hình 1.2: Bánh nậm thực tế .............................................................................................5
Hình 2.1: Sơ Đồ Động Của Hệ Thống ............................................................................7
Hình 2.2: Băng Tải Cao Su..............................................................................................7
Hình 2.3: Băng Tải Xích .................................................................................................8
Hình 2.4: Băng Tải Con Lăn ...........................................................................................9
Hình 2.5: Băng Tải Dạng Khay .......................................................................................9
Hình 2.6: Phễu cấp bột cấp nhân ...................................................................................10
Hình 2.7: Cơ cấu gấp bánh ............................................................................................11
Hình 2.8: Cơ cấu bánh răng thanh răng .........................................................................11
Hình 2.9: Bộ Truyền Đai ...............................................................................................12
Hình 2.10: Bộ Truyền Bánh Răng .................................................................................13
Hình 3.2: Xi Lanh Trong Phễu Cấp Bột,Cấp Nhân.......................................................18
Hình 3.3: Xi lanh trong cơ cấu gấp bánh .......................................................................18
C
C
R
L
.
T
Hình 4.1: Sơ Đồ Nguyên Lý Của Hệ Thống .................................................................20
U
D
Hình 4.2: Hệ Thống Điều Khiển Sử Dụng Plc ..............................................................21
Hình 4.3: Mơi Trường Lập Trình Arduino Ide ..............................................................23
Hình 4.4: Một Số Loại Arduino Phổ Biến Hiện Nay ....................................................23
Hình 4.5: Board Arduino Uno .......................................................................................24
Hình 4.6: Các Loại Van Điện Từ ..................................................................................25
Hình 4.7: Bản Vẽ Kỉ Thuật Van Điện Từ .....................................................................26
Hình 4.8: Van Solenoid Valve 5/2 ................................................................................27
Hình 4.9: Bộ Nguồn 24 Vdc ..........................................................................................27
Hình 4.10: Mạch Điều Khiển Động Cơ Dcps 796 ........................................................28
Hình 4.11: Mạch Nguồn Lm2596 .................................................................................29
Hình 4.12: Cảm Biến Hồng Ngồi E18-D80nk ............................................................30
Hình 4.13:Van Điện Từ Khí Nén ..................................................................................31
Hình 4.14: Nút Nhấn Sử Dụng Trong Mơ Hình ............................................................31
Hình 4.15: Nút Nhấn Khẩn Cấp ....................................................................................32
Hình 4.16: Cơng Tắc Hành Trình ..................................................................................33
Hình 5.1: Lưu Đồ Thuật Tốn Của Hệ Thống ..............................................................36
Hình 5.2: Chương Trình Con Của Khối Rót Bột .........................................................37
Hình 5.3: Chương Trình Của Khối Rót Nhân ...............................................................37
Hình 5.4: Chương Trình Con Của Khối Gấp Dọc.........................................................39
v
Hình 5.5: Chương Trình Con Của Khối Gấp Ngang.....................................................40
Hình 6.1: Thiết Kế Phần Cơ Khí Tổng Thể Bằng Phần Mền Solidworks ....................40
Hình 6.2: Phễu Cấp Bột Cấp Nhân Sau Khi Chế Tạo ...................................................41
Hình 6.3: Cơ Cấu Gấp Bánh Sau Khi Đã Chế Tạo .......................................................42
Hình 6.4: Bên Trong Của Tủ Điện ................................................................................42
Hình 6.5: Hình Ảnh Bên Ngồi Của Tủ Điện ...............................................................43
Hình 6.6: Mơ Hình Chế Tạo Lần Ban Đầu ...................................................................43
Hình 6.7: Mơ hình sau khi chế tạo thành cơng và chạy thử ..........................................44
C
C
R
L
.
T
U
D
vi
MỞ ĐẦU
1. Mục đích thực hiện đề tài.
Ngày nay với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật, con người đã áp dụng các
thành tựu của khoa học công nghệ vào đời sống và sản xuất. Đặc biệt việc ứng dụng
máy móc vào chế biến thực phẩm, bánh kẹo để thay thế việc làm thủ công bằng tay
như trước kia ngày càng nhiều. Việc áp dụng máy móc trong quá trình chế biến bánh
kẹo giúp tiết kiệm thời gian, nhân cơng, cũng như sản xuất có thể sản xuất với số
lượng lớn cũng như đảm bảo vệ sinh về an tồn thực phẩm.
Gần đây nhóm có tìm hiểu và biết được các loại máy làm bánh bằng lá chuối gần
như chưa có trên thị trường, nhưng nhu cầu thưởng thức các loại bánh bánh nậm, bánh
chưng, bánh bột lọc vẫn khá lớn, thậm chí một số loại bánh này cịn được gói và bán
với số lượng lớn ở một số nhà hàng. Đặc biệt bánh nậm gần đây được một số nhà hàng
C
C
sản xuất kinh doanh cho thực khách địa phương và khách du lịch.
Như chúng ta đã biết bánh nậm là món ăn truyền thống của người dân xứ Huế
cũng như nhiều tỉnh thành khác. Việc làm bánh thủ công mất khá nhiều công đoạn và
R
L
.
T
thời gian cũng như khơng đảm bảo được an tồn vệ sinh thực phẩm. Để giảm sức
người và nhân công cho những tiệm bánh, chúng em đã đã lên ý tưởng để thiết kế và
U
D
chế tạo “Máy gói bánh nậm tự động”. Với mong muốn giúp người làm bánh giảm
được sức người, thời gian cũng như đảm bảo được vệ sinh an toàn thực phẩm.
2. Phạm vi, đối tượng và phương pháp nghiên cứu.
Trong đề tài này nhóm đồ án đã tìm hiểu, phân tích và chọn lựa các cơ cấu phù
hợp để đưa ra phương án tốt nhất. Từ đó tính tốn các thông số cần thiết cho hệ thống
rồi tiến hành thiết kế và chế tạo hệ thống gói bánh nậm tự động để đem lại hiệu quả
kinh tế cao nhất, giảm giá thành sản phẩm.
Đối tượng nghiên cứu trong đề tài là bánh nậm mà nhóm quyết định nghiên cứu
để áp dụng vào hệ thống.
Phương pháp nghiên cứu của nhóm là tìm hiểu nhu cầu thực tế, các số liệu cần
thiết của hệ thống, các cơng nghệ có thể áp dụng vào hệ thống để đem lại hiệu quả tốt
nhất rồi mới tiến hành tính tốn, thiết kế và chế tạo ra hệ thống.
Trong đề tài này nhóm đồ án đã tìm hiểu, phân tích và chọn lựa các cơ cấu phù
hợp để đưa ra phương án tốt nhất.
3. Cấu trúc của đồ án tốt nghiệp
Với đề tài lựa chọn nhóm tiến hành nghiên cứu và đưa ra phương án thiết kế hiệu
quả nhất và thực hiện chế tạo hệ thống hoạt động thực tế, nội dung bao gồm các phần:
- Thuyết minh của đồ án.
Sinh viên thực hiện: Đỗ Anh Nguyên – Võ Khắc Lộc
Hướng dẫn: TS. Võ Như Thành
1
Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy gói bánh nậm tự động
- Bản vẽ của hệ thống.
- Mô hình: Máy gói bánh nậm tự động.
- Slide thuyết trình.
C
C
R
L
.
T
U
D
Sinh viên thực hiện: Đỗ Anh Nguyên – Võ Khắc Lộc
Hướng dẫn: TS. Võ Như Thành
2
Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy gói bánh nậm tự động
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG MÁY LÀM BÁNH NẬM TỰ
ĐỘNG
1.1.
Tổng quan về tình hình thực tế của nghề làm bánh bằng lá ở Việt Nam.
1.1.1. Sự cần thiết của tự động hóa trong hoạt động sản xuất nơng nghiệp.
Tự động hóa là một q trình cho phép giảm sức lao động của con người, giảm
giá thành sản phẩm, nâng cao năng xuất lao động. Trong thời buổi kinh tế thị trường
như hiện nay, khách hàng dĩ nhiên có xu hướng chọn mua sản phẩm giá cả tốt nhất
trong số rất nhiều sản phẩm tương tự với cùng mục đích cơng việc và chất lượng tương
đương.
Chính vì lẽ đó mà nhà sản xuất ln tìm mọi phương pháp để giảm giá thành sản
phẩm và đó là cơ sở cho ngành tự động hoá ra đời. Thực tế chỉ ra rằng lao động của
con người không thể sánh bằng máy móc kể cả về năng xuất và chất lượng đặc biệt là
các loại máy móc tự động. Qúa trình tự động hóa đã làm cho việc sản xuất và quản lý
trở nên đơn giản hơn, bởi vì nó khơng những làm thay đổi điều kiện làm việc của cơng
C
C
R
L
.
T
nhân mà cịn có thể giảm số lượng cơng nhân đến mức tối đa. Ngồi ra, tự động hóa có
thể thay con người ở những nơi có điều kiện làm việc nguy hiểm, độc hại,…
U
D
Với tầm quan trọng như thế nên tự động hóa được các quốc gia trên thế giới quan
tâm bởi đó khơng những là bộ mặt của nền sản xuất mà trong thời buổi kinh tế thị
trường việc cạnh tranh các sản phẩm trên thị trường là rất khó khăn địi hỏi khơng
những về chất lượng mà còn về giá thành sản phẩm. Nước ta là một nước đang phát
triển và đang chú trọng vào việc hiện đại hóa nền nơng nghiệp nên việc ứng dụng các
sản phẩm tự động hóa là rất cần thiết cho việc phát triển của nền nơng nghiệp nói riêng
và nền kinh tế nói chung.
1.1.2. Sự cần thiết của tự động hóa trong các ngành nghề làm bánh thủ cơng
Các hoạt động làm bánh chủ yếu bằng tay với công cụ giản đơn, đã hình thành,
tồn tại và phát triển lâu đời tại Việt Nam. Ở nước ta các ngành nghề thủ cơng có quy
mơ sản xuất khơng lớn nhưng ln gắn liền với đời sống kinh tế, sản xuất và sinh hoạt
của người dân, phản ánh một phần tập quán và văn hóa địa phương.
Nghề làm bánh nậm nói riêng và nghề làm bánh bằng các loại lá nói chung đều
cho ra sản phẩm mang đậm chất “quê” và rất được ưa chuận ở mọi nơi dù là thành phố
hay nơng thơn. Như thể hiện ở “hình 1.1” thì người ta đã đưa máy móc thay thế con
người vào rất nhiều ngành nghề nhưng đối với nghề làm thủ công địi hỏi sự khéo léo
của tay người thợ thì đây là vấn đề nan giải và ln ln tìm kiếm giải pháp. Máy gói
bánh nậm tự động chưa thực sực thay thế hoàn toàn con người nhưng hứa hẹn sẽ giảm
bớt sức lao động của con người để làm ra một chiếc bánh. Với sự cần thiết nêu trên thì
Sinh viên thực hiện: Đỗ Anh Nguyên – Võ Khắc Lộc
Hướng dẫn: TS. Võ Như Thành
3
Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy gói bánh nậm tự động
chúng ta hy vọng sẽ có nhiều cải tiến của máy làm bánh nậm này để nó ngày một hồn
thiện hơn và đem lại lợi ích thiết thực cho con người.
C
C
Hình 1. 1: Nghề lám bánh thủ công [12]
1.2.
R
L
.
T
Ưu điểm của đề tài và ý tưởng thực tế.
U
D
Nắm bắt những khó khăn của người làm ra một cái bánh nậm như: hấp lá, đánh
bột, đổ bột, gấp bánh và hấp bánh thì nhóm đồ án đã dành thời gian nghiên cứu thực
tế, đến những nơi làm bánh để tìm hiểu về ngun liệu, cơng đoạn làm ra một chiếc
bánh và chế tạo máy làm bánh với mong muốn là:
Giữ nguyên giá trị của một món đồ được từ trước đến nay được làm hồn tồn
bằng thủ cơng.
Góp một phần công sức vào sự phát triển trong việc nghiên cứu, giải quyết các
khó khăn trong ngành nghề thủ công nước ta.
Đưa những kiến thức, kĩ năng được học vào việc giải quyết một vấn đề cụ thể
đồng thời rằng luyện các kỹ năng nghiên cứu, làm việc.
Sinh viên thực hiện: Đỗ Anh Nguyên – Võ Khắc Lộc
Hướng dẫn: TS. Võ Như Thành
4
Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy gói bánh nậm tự động
1.3. Ý tưởng thiết kế.
C
C
Hình 1. 2: Bánh nậm thực tế
R
L
.
T
Một chiếc bánh nậm hoàn chỉnh được mơ tả như “hình 1.2” ở trên bao gồm lá
chuối hình chữ nhật với kích thước 240x160mm cùng với bột và nhân bánh có kích
U
D
thước 120x80mm sẽ nằm chính giữa của lá chuối. Bánh được gấp kín lại theo 2 chiều
của lá sao cho bột và nhân tạo thành một lớp cao hơn lá 5mm.
Qua các thông số thực tế thì nhóm đồ án đã đưa ra 2 bộ phận chính là: bộ phận
cấp bánh và bộ phận gấp bánh. Đồng thời hệ thống phải đảm bảo hoạt động linh hoạt,
dễ điều khiển và bánh làm ra phải đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm.
Sinh viên thực hiện: Đỗ Anh Nguyên – Võ Khắc Lộc
Hướng dẫn: TS. Võ Như Thành
5
Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy gói bánh nậm tự động
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA
HỆ THỐNG
2.1.
Phân tích các hoạt động của phần cấp bánh.
Bánh hình chữ nhật và nằm trải dài trên mặt phẳng, cùng với đó nhân và bột sẽ
trải đều trên lá. Nên cơ cấu tối ưu nhất ở đây chính là việc cho lá chuối nằm trên băng
tải với kích thước bề ngang tương đương để đưa lá chạy qua 2 bộ phận có chức năng
đưa bột và nhân nằm trên mặt lá.
2.2.
Các cơ cấu trong hệ thống.
Cơ cấu cấp bột và nhân cho bánh: Bao gồm 2 cơ cấu nhỏ là cơ cấu dịch chuyển
của bang tải và cơ cấu rót bột và nhân lên lá.
Cơ cấu dịch chuyển bàn gấp và gấp bánh: Có rất nhiều phương án để dịch chuyển
bàn gấp sẽ trình bày ở dưới và sẽ chọn ra cái tối ưu nhất.
2.3. Phạm vi của đồ án.
Trong một thời gian ngắn, nhóm đồ án không thể giải quyết hết các vấn đề của
C
C
R
L
.
T
một hệ thống trong thực tế. Tuy nhiên có thể chế tạo được một hệ thống gồm băng tải
và các bộ phận cơ cấu gấp bánh . Hệ thống sẽ được cấp lá chuối ở một đầu của máy và
U
D
sẽ chạy dọc theo bang tải để lấy bột và nhân, sau đó lá chuối chứa bột và nhân sẽ nằm
trên bàn gấp và gấp bánh, quá trình được thực hiện theo chu trình đến khi thực hiện
xong 1 lần gấp bánh thì sẽ tiếp tục chu trình tiếp theo.
2.4.
Các yêu cầu chính khi thiết kế hệ thống.
2.4.1. Sơ đồ động học của hệ thống
Giải thích ký hiệu:
(1) Khung thép
(2) Ổ bi gối đỡ
(3) Đế rót bột
(4) Động cơ DC2 dịch chuyển bàn gấp
(5) Bánh răng
(6) Thanh răng
(7) Khớp bản lề
(8) Xil anh khí nén
(9) Cơ cấu băng tải
(10) Động cơ quay băng tải
(11) Bộ truyền đai
Sinh viên thực hiện: Đỗ Anh Nguyên – Võ Khắc Lộc
Hướng dẫn: TS. Võ Như Thành
6
Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy gói bánh nậm tự động
Hình 2. 1: Sơ đồ động của hệ thống
2.5.
[4]
Các chuyển động chính của hệ thống.
Chuyển động tịnh tiến của băng chuyền vận chuyển:
Lá chuối được đưa vào vị trí 1 sau đó băng chuyền đưa lá đến vị trí 2 để nhận bột từ
C
C
trên phễu rót xuống, tương tự đến vị trí 3 để rót nhân.
Chuyển động của bàn gấp bánh:
Hệ thống truyền động bánh răng thănh rang sẽ đưa bàn gấp dịch chuyển ra xa khỏi
băng chuyển để thực hiện việc gấp bánh
R
L
.
T
U
D
Chuyển động của xi lanh khí nén:
Có tổng cộng 6 xi lanh khí nén được sử dụng trong đó 2 xi lanh có kích thước
100x50mm để đẩy bộ phận rót bột và rót nhân.
Bốn xi lanh còn lại dùng để thực hiện việc gấp bánh thông qua cơ cấu bản lề..
Chuyển độ xoay của bản lề:
Kết hợp với 4 xi lanh để gấp bánh thì ta thực hiện quay bản lề 1 góc từ 0 độ đến xấp xỉ
180 độ để gấp bánh.
2.6. Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế cho từng bộ phận.
2.6.1. Lựa chọn phương án thiết kế cho bộ phận vận chuyển
Có rất nhiều phương án thiết kế cho bộ phận vận chuyển nhưng phổ biến nhất là
các phương án sau:
a) Băng tải cao su
Hình 2. 2: Băng tải cao su
Sinh viên thực hiện: Đỗ Anh Nguyên – Võ Khắc Lộc
Hướng dẫn: TS. Võ Như Thành
7
Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy gói bánh nậm tự động
Hệ thống băng tải sử dụng tấm phẳng chế tạo từ cao su được nâng đỡ bằng
những con lăn để di chuyển các sản phẩm theo chiều chuyển động của băng tải.
- Ưu điểm:
+ An toàn cao, cấu tạo đơn giản, bền, chi phí sản xuất thấp.
+ Vận chuyển được các sản phẩm có kích thước khác nhau.
+ Làm việc không ồn, năng suất cao.
+ Chế tạo dễ dàng.
- Nhược điểm:
+ Không thể vận chuyển theo đường cong, sản phẩm dễ bị sai lệch hướng di chuyển
b) Băng tải xích
C
C
R
L
.
T
U
D
Hình 2.3: Băng tải xích [13]
- Hệ thống băng tải sử dụng các thanh đỡ được lắp trên các dây xích dẫn để chứa
đựng và vận chuyển các sản phấm.
- Ưu điểm:
+ Tách đơn chiếc từng quả, dễ dàng cho kiểm tra và phân loại.
+ Sản phẩm khô ráo.
- Nhược điểm:
+ Thiết kế chế tạo phức tạp, tải trọng nâng chuyển thấp.
+ Khơng thích hợp cho những vật liệu nhỏ, số lượng lớn.
c) Băng tải con lăn
Sinh viên thực hiện: Đỗ Anh Nguyên – Võ Khắc Lộc
Hướng dẫn: TS. Võ Như Thành
8
Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy gói bánh nậm tự động
Hình 2.4: Băng tải con lăn [14]
Hệ thống băng tải sử dụng các cụm con lăn được truyền động bằng xích để nâng
đỡ và vận chuyển các sản phẩm.
- Ưu điểm:
+ Có thể vận chuyển theo đường cong.
+ Chịu được tải trọng lớn.
C
C
R
L
.
T
+ Sản phẩm khô ráo, dễ phân loại và kiểm tra.
- Nhược điểm:
+ Thiết kế phức tạp, tốn kém.
+ Chỉ thích hợp cho một số sản phẩm.
U
D
d) Băng tải dạng khay
Hình 2.5: Băng tải dạng khay [19]
- Hệ thống băng tải sử dụng các thiết bị đỡ dạng khay để chứa đựng, vận chuyển các
sản phẩm.
Sinh viên thực hiện: Đỗ Anh Nguyên – Võ Khắc Lộc
Hướng dẫn: TS. Võ Như Thành
9
Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy gói bánh nậm tự động
- Ưu điểm:
+ Thích hợp vận chuyển đơn chiếc, dễ dàng kiểm tra va phân loại.
- Nhược điểm:
+ Khó thiết kế và chế tạo.
+ Năng suất khơng cao.
Từ các phương án thiết kế cơ cấu vận chuyển trên, dựa trên các ưu điểm, nhược
điểm cùng với sản phẩm là bánh gói từ lá chuối. Nhóm đã quyết định chọn phương án
thiết kế dùng băng tải cao su để vận chuyển sản phẩm.
2.6.2. Lựa chọn phương án thiết kế cho bộ phận cấp bột và nhân.
Cơ cấu tự động rót bột và nhân lên lá là một cơ cấu quan trọng và được tính
tốn bằng phần mềm vẽ Solidworks với vật liệu là nhựa được in từ máy in 3D .
C
C
R
L
.
T
U
D
Hình 2. 6 : Phẫu cấp bột cấp nhân
1. Xi lanh khí nén
2. Phễu chứa bột và nhân
3. Đế rót bột và nhân
Cơ cấu phễu được mơ phỏng trên “hình 2.6” gồm có 3 bộ phận xi lanh, phễu và
đế phễu.
Kích thước bề ngang của bánh là 80mm nên đáy của phễu chứa bột sẽ có bề
ngang tương đương 80mm.
Còn đối với bề ngang của nhân bánh là 40mm thì bề ngang phần đáy sẽ xấp xỉ
40mm.
2.6.3. Lựa chọn phương án thiết kế cho bộ phận gấp bánh.
- Bộ phận gấp bánh bao gồm xi lanh khí nén và tấm bản lề
Yêu cầu của cơ cấu là tấm gấp quay 1 góc từ 0 độ đến 180 độ nên ta chọn tấm
bản lề kết hợp với cơ cấu đẩy của xi lanh khí nén thì ta tính tốn góc quay, quỹ đạo
của trục xi lanh sao cho xi lanh đi hết hành trình và góc quay của bản lề từ 0 dến 180
độ
Sinh viên thực hiện: Đỗ Anh Nguyên – Võ Khắc Lộc
Hướng dẫn: TS. Võ Như Thành
10
Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy gói bánh nậm tự động
Vì đây là một cơ cấu nữa địi hỏi sự chính xác cao nên cơ cấu được thiết kế trên
phần mềm 3D như ở “hình 2.7” và được chế tạo với chất liệu bằng thép.
C
C
R
L
.
T
Hình 2. 7 :Cơ cấu gấp bánh
U
D
1. Bàn gấp bánh
2. Xi lanh khí nén
3. Khung
4. Bánh xe
Trong cơ cấu này phần quan trọng nhất đó chính là góc quay của bàn gấp bánh
khi xi lanh tiến tới và lui về hết hành trình.
Lựa chọn cơ cấu cho bộ phận dịch chuyển bàn gấp.
Chuyển động của bàn gấp là chuyển động tịnh tiến được biến đổi từ chuyển động
quay của động cơ nên ta chọn phương án truyền động bằng bánh răng thanh răng.
Hình 2. 8 :Cơ cấu bánh răng thanh răng [17]
Sinh viên thực hiện: Đỗ Anh Nguyên – Võ Khắc Lộc
Hướng dẫn: TS. Võ Như Thành
11
Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy gói bánh nậm tự động
- Ưu điểm:
+ Biến chuyển động quay thành chuyển động thẳng với cấu tạo đơn giản dễ chế tạo.
+ Tất cả các mặt tiếp xúc giữa các bánh răng đều tiếp xúc hoàn toàn trực tiếp với các
hướng của trục quay. Như vậy trong hệ thống sẽ tạo thành một thể thống nhất.
+ Trong trường hợp hệ thống vận hành xảy ra lỗi kỹ thuật thì hậu quả xảy ra cũng
không đem lại sự nguy hiểm cho người sử dụng cũng như không để lại hậu quả lớn
cho toàn hệ thống.
-
Nhược điểm:
+ Trong khi vận hành ở tốc độ nhanh cùng một số thiết bị khác thì bánh răng này dễ
gây ra tiếng ồn.
+ Cấu tạo của bánh răng thẳng là dãy răng nhỏ nên không thể chịu được tải nhiều sẽ
dẫn đến xử lý không kịp gây quá tải.
2.6.4. Lựa chọn cơ cấu truyền động cho băng tải.
Có rất nhiều phương án truyền động và ta lựa chọn một số phương án như sau:
a) Truyền động bằng đai
C
C
R
L
.
T
Truyền động bằng đai trong đồ án này sẽ là cơ cấu truyền động từ động cơ để
làm quay băng tải, dưới đây là một số ưu và nhược điểm của truyền động bằng đai.
U
D
Hình 2.9: Bộ truyền đai [10]
Ưu điểm:
+ Có thể truyền động giữa các trục cách xa nhau (<15m).
+ Làm việc êm, không gây ồn nhờ vào độ dẻo của đai nên có thể truyền động với vận
tốc lớn.
-
Sinh viên thực hiện: Đỗ Anh Nguyên – Võ Khắc Lộc
Hướng dẫn: TS. Võ Như Thành
12
