Thiết kế máy ép nước cam tự động

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ MÁY ÉP NƯỚC CAM TỰ ĐỘNG

Người hướng dẫn: TS. TÀO QUANG BẢNG
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN HẢI NAM

Đà Nẵng, 2017


TÓM TẮT
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển về khoa học kỹ thuật trên lĩnh
vực cơ giới hóa sản xuất cây trồng cũng như các lĩnh vực khác…làm cho nền nông
nghiệp ngày càng phát triển và đi lên. Sự phát triển đó đã kéo theo sự phát triển của
các loại máy phục vụ cho nông nghiệp, các loại máy chế biến lương thực, thực phẩm
cũng ngày càng xuất hiện nhiều trên thị trường để đáp ứng nhu cầu của thị trường. Vì
thế cơng nghiệp sản xuất các máy phục vụ cho sản xuất, chế biến nông nghiệp cũng
được Nhà Nước ta quan tâm và chú trọng phát triển cả về số lượng lẫn chất lượng, việc
ra đời máy ép nước cam tự động là một việc làm cần thiết.
Với loại máy này, phôi ban đầu là trái cam với đường kính vào khoảng 8090mm, được đưa vào thùng cấp liệu được làm dốc, có bộ phận đĩa có gân xoay trịn để
cam trượt vào ống dẫn đến cối ép lõm thực hiện chu trình cắt cam và ép cam bằng dao
cắt và các cối ép lồi, nước cam được chảy thẳng vào tấm lưới lọc (dùng để tách hạt ra
khỏi nước) để nước cam vào giá hứng nước; vỏ cam sau khi ép được đưa ra ngoài

C

C

R
L
T.

bằng đầu gạt vỏ. Chuyển động của máy được thực hiện thông qua động cơ 2,2kW,
truyền chuyển động qua bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng, đến bộ truyền trục vít,

DU

bánh vít làm giảm lớn tốc độ quay của động cơ, tiếp đến truyền chuyển động đến bộ
truyền đai với puli đường kính bánh đai là 100mm-200mm, kéo theo chuyển động của
bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng với bánh lớn được làm liền với cối ép lõm và bánh
nhỏ là với cối ép lồi ở phía đối diện. Máy có kết cấu hoạt động dựa trên phần lớn
truyền chuyển động của cơ khí, việc vận hành máy thực hiện tương đối dễ dàng, bảo
trì và sửa chữa máy được thực hiện đơn giản, ít tốn chi phí. Sản phẩm của máy ép
nước cam tự động là nước cam với nguồn dinh dưỡng dồi dào, bổ dưỡng cho sức khỏe
của con người, vì vậy, máy ép nước cam tự động ra đời sẽ giải quyết vấn đề về nhu
cầu sức khỏe, sản xuất nước cam phục vụ cho nông nghiệp và cơng nghiệp, mục đích
tiết kiệm sức lao động, tăng nguồn thu nhập cho người sử dụng được giải quyết… đó
là lý do để em thực hiện đề tài “Thiết kế máy ép nước cam tự động”.
Đà Nẵng, ngày…tháng 5 năm 2017


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Nguyễn Hải Nam
Lớp: 12C1C

Số thẻ sinh viên: 101120246

Khoa: Cơ khí

Ngành: Cơng nghệ chế tạo máy

1. Tên đề tài đồ án:
Thiết kế máy ép nước cam tự động.
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực
hiện

C
C

3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
Lực ép tác dụng lên miếng cam P = 500N

R
L
T.

Vận tốc v = 0, 18 (m/s)

Đường kính tang D = 600 (mm)

DU

Thời gian phục vụ T = 10 năm, mỗi năm làm việc 360 ngày, mỗi ngày làm việc 10 giờ.
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
Chương 1: Giới thiệu chung.

Chương 2: Tổng quan về máy và thiết bị ép.
Chương 3: Giới thiệu về máy ép nước cam tự động.
Chương 4: Nguyên lý hoạt động và tính tốn chi tiết máy của máy ép cam tự động.
Chương 5: Tính tốn kích thước hộp giảm tốc và thân máy.
Chương 6: Quy trình cơng nghệ gia cơng bánh vít.
Chương 7: Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan và taro 6 lỗ M8 – Lắp vít.
5. Các bản vẽ, đồ thị:
Bản vẽ kết cấu máy

1 A0

Bản vẽ nguyên lý hoạt động

1 A0

Bản vẽ chi tiết máy

2 A0

Bản vẽ nguyên công

1 A0

Bản vẽ khuôn đúc

1 A0

Bản vẽ chi tiết bánh vít, lồng phơi và đồ gá

1 A0

6. Họ tên người hướng dẫn: Thầy giáo, TS. Tào Quang Bảng.


7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:

……../……./2017

8. Ngày hoàn thành đồ án:

……../……./2017
Đà Nẵng, ngày

Trưởng Bộ môn ……………………..

tháng

Người hướng dẫn

C
C

DU

R
L
T.

năm 2017


LỜI NÓI ĐẦU

Với mỗi quốc gia trên thế giới, cơ khí là một trong những ngành cơng nghiệp
khơng thể thiếu. Với vai trị vơ cùng quan trọng của mình, nó góp phần sản xuất ra các
trang thiết bị, cơng cụ cho mọi ngành kinh tế trong xã hội. Đối với một ngành cơng
nghiệp vẫn cịn non trẻ như nước ta, với xu hướng “Cơng Nghiệp Hóa-Hiện Đại Hóa”
đất nước, thì ngành cơ khí nói chung và cơ khí chế biến nói riêng lại càng thể hiện rõ
tầm quan trọng của nó. Sự ra đời ngày càng nhiều của các loại máy móc đã phần nào
thúc đẩy nền kinh tế của đất nước ta ngày càng đi lên. Cùng với sự phát triển của các
loại máy móc phục vụ cho các ngành cơng nghiệp thì các loại máy phục vụ cho nông
nghiệp, các loại máy chế biến lương thực, thực phẩm cũng ngày càng xuất hiện nhiều
trên thị trường với các kiểu dáng, mẫu mã ngày một tốt hơn, đáp ứng được với những
mong muốn của người tiêu dùng.

R
L
T.

C
C

Với đề tài tốt nghiệp: “Thiết Kế Máy Ép Nước Cam Tự Động”, em được đi
sát vào thực tế cũng như vận dụng các kiến thức đã học một cách tổng hợp và linh
hoạt, qua những trao đổi với giảng viên hướng dẫn và trao đổi nhóm với nhau để tìm

DU

ra nhưng phương án hợp lí và thuận lợi nhất cho việc thực hiên đề tài này. Nhờ vậy,
khi kết thúc đồ án này, em có thể tổng hợp và trang bị thêm cho mình những kiến thức
về chế tao máy nói chung và đối với việc chế tạo máy sản xuất lương thực thực phẩm
nói riêng.
Bằng kiến thức học tập được tại nhà trường cùng với sự hướng dẫn tận tình của
thầy giáo T.S Tào Quang Bảng và các thầy cô giáo trong khoa Cơ khí đã giúp em
hồn thành nhiệm vụ đồ án này.
Tuy nhiên trong quá trình tìm hiểu và tính tốn thiết kế máy khơng tránh khỏi
sai sót. Em rất mong sự chỉ dẫn tận tình của các thầy cô giáo để em hiểu kỹ hơn về lý
thuyết cũng như phương pháp thiết kế của mình.
Em xin chân thành cảm ơn.


CAM ĐOAN

Những nội dung trong đồ án này là do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn trực
tiếp của thầy giáo TS. Tào Quang Bảng.
Số liệu và kết quả nghiên cứu trong đồ án này là trung thực, mọi tham khảo
dùng trong luận văn đều được trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên cơng trình, thời
gian, và được phép công bố.
Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, tơi xin
chịu hồn tồn trách nhiệm.
Sinh viên thực hiện

C
C

Nguyễn Hải Nam

DU

R
L
T.


MỤC LỤC

Tóm tắt. ........................................................................................................................ i
Nhiệm vụ đồ án........................................................................................................... ii
Lời nói đầu và cảm ơn. .............................................................................................. iv
Lời cam đoan liêm chính học thuật. ........................................................................... v
Mục lục. ..................................................................................................................... iii
Danh sách bảng biểu, hình vẽ và sơ đồ. ..................................................................... x
Chương 1: Giới thiệu chung. ................................................................................... 2
1.1. Đặt vấn đề. .......................................................................................................... 2
1.2. Mục tiêu của đề tài. ........................................................................................... 3
1.3. Phương pháp nghiên cứu. ................................................................................. 3
1.4. Sơ lược về cây cam............................................................................................. 3
1.4.1. Giới thiệu về cây cam. ...................................................................................... 3

C
C

R
L
T.

1.4.2. Phân loại cây cam. ............................................................................................ 4
1.4.3. Trái cam và công dụng của trái cam. ................................................................ 5

DU

Chương 2: Tổng quan về máy và thiết bị ép. ......................................................... 9
2.1. Giới thiệu về bộ phận ép. .................................................................................. 9
2.2. Phân loại máy ép. ............................................................................................... 9
2.2.1. Máy ép tách pha lỏng ra khỏi pha rắn. ............................................................. 9
2.2.2. Máy ép dùng để tạo hình. ............................................................................... 12
2.3. Các kiểu ép nước cam hiện tại........................................................................ 12
2.3.1. Ép nước cam bằng tay .................................................................................... 12
2.3.2. Ép nước cam bằng máy .................................................................................. 13
Chương 3: Giới thiệu về máy ép nước cam tự động. .......................................... 14
3.1. Các phương án thiết kế. .................................................................................. 14
3.1.1. Phương án 1. ................................................................................................... 14
3.1.1. Phương án 2. ................................................................................................... 15
3.1.1. Phương án 3 .................................................................................................... 16
3.2. Thiết kế máy ép nước cam tự động. ............................................................... 17
3.2.1. Yêu cầu của máy ............................................................................................ 17
3.2.2. Cơ cấu làm việc của máy................................................................................ 17
3.2.3. Chọn cơ cấu thích hợp cho máy ..................................................................... 17
3.2.4. Sơ đồ cấu tạo các bộ phận chính của máy ép nước cam tự động ................... 19


3.2.5. Nguyên lý hoạt động của máy ép nước cam tự động ..................................... 19

3.3. Thí nghiệm xác định lực ép trong trái cam ................................................... 20
3.3.1. Thí nghiệm. ..................................................................................................... 20
3.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ép. ......................................................... 22
Chương 4: Ngun lý hoạt động và
tính tốn chi tiết máy của máy ép cam tự động ................................................... 24
4.1. Nguyên lý hoạt động của máy ép nước cam tự động ................................... 24
4.2. Tính tốn chi tiết máy ..................................................................................... 25
4.2.1. Chọn động cơ .................................................................................................. 25
4.2.2. Phân phối tỉ số truyền, tốc độ vịng quay và tính momen xoắn trên trục ....... 26
4.2.3. Thiết kế các bộ truyền .................................................................................... 27
A. Tính bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng. ............................................................ 27
B. Tính bộ truyền trục vít – bánh vít. ....................................................................... 31

C
C

4.3. Tính tốn phần thân máy................................................................................ 36
4.3.1. Thiết kế bộ truyền đai. .................................................................................... 36
4.3.2. Tính bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng. ....................................................... 40

R
L
T.

4.3.3. Tính tốn trục, chọn then và ổ lăn. ................................................................. 46
Chương 5: Tính tốn kích thước hộp giảm tốc và thân máy. ............................ 73

DU

5.1. Kết cấu hộp giảm tốc. ...................................................................................... 73

5.1.1. Chốt định vị. ................................................................................................... 74
5.1.2. Chọn cửa thăm dầu. ........................................................................................ 74
5.1.3. Cửa tháo dầu. .................................................................................................. 75
5.1.4. Nút thông hơi. ................................................................................................. 75
5.1.5. Que thăm dầu. ................................................................................................. 75
5.2. Phần thân máy. .................................................................................................. 75
Chương 6: Quy trình cơng nghệ gia cơng bánh vít. ............................................ 76
Phần 1: Phân tích chi tiết gia cơng. ....................................................................... 76
1.1. Phân tích điều kiện làm việc, tính năng, đặc điểm của chi tiết. .................. 76
1.2. Phân tích yêu cầu kỹ thuật và phương pháp gia công lần cuối các bề mặt.76
1.3. Phân tích tính cơng nghệ trong kết cấu. ........................................................ 77
Phần 2: Xác định dạng sản xuất: .......................................................................... 77
2.1. Ý nghĩa. ............................................................................................................. 77
2.2. Xác định sản lượng cơ khí hàng năm. ........................................................... 78
2.3. Xác định khối lượng chi tiết gia công. ........................................................... 78
Phần 3: Chọn phôi và phương pháp tạo phôi. ..................................................... 78
3.1. Chọn phôi. ........................................................................................................ 78


3.2. Phương pháp tạo phôi. .................................................................................... 79
Phần 4: Thiết kế quy trình cơng nghệ. ................................................................. 80
4.1. Chọn chuẩn. ..................................................................................................... 80
4.1.1. Yêu cầu chung khi chọn chuẩn. ...................................................................... 80
4.1.2. Nguyên tắc chung khi chọn chuẩn.................................................................. 80
4.2. Trình tự gia cơng. ............................................................................................ 84
Phần 5: Tra lượng dư. ............................................................................................ 85
5.1. Đặt vấn đề. ........................................................................................................ 85
5.2. Phương pháp thống kê kinh nghiệm. ............................................................. 85
5.3. Phương pháp tính tốn phân tích. ................................................................. 86
5.4. Tra lượng dư. ................................................................................................... 86

5.4.1. Tra lượng dư cho vành bánh vít. .................................................................... 86
5.4.2. Tra lượng dư gia công moay ơ. ...................................................................... 86

C
C

Phần 6: Tra chế độ cắt. .......................................................................................... 87
6.1. Nguyên công 1. ................................................................................................. 87
6.1. Nguyên công 2. ................................................................................................. 91

R
L
T.

6.1. Nguyên công 3. ................................................................................................. 95
6.1. Nguyên công 4. ................................................................................................. 99

DU

6.1. Nguyên công 5. ............................................................................................... 102
6.1. Nguyên công 6. ............................................................................................... 104
6.1. Nguyên công 7. ............................................................................................... 106
6.1. Nguyên công 8. ............................................................................................... 106
6.1. Nguyên công 9. ............................................................................................... 106
6.1. Nguyên công 10. ............................................................................................. 106
6.1. Nguyên công 11. ............................................................................................. 108
6.1. Nguyên công 12. ............................................................................................. 110
6.1. Nguyên công 13. ............................................................................................. 111
6.1. Nguyên công 14. ............................................................................................. 111
Chương 7: Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan và taro 6 lỗ M8 – Lắp vít. 112

7.1. Xây dựng sơ đồ nguyên lý của đồ gá............................................................ 112
7.1.1. Cơ cấu định vị............................................................................................... 112
7.1.2. Kẹp chặt và cơ cấu kẹp chặt. ........................................................................ 112
7.1.2. Lực cắt và momen cắt. .................................................................................. 113
7.2. Tính tốn lực kẹp cần thiết, chọn cơ cấu tạo lực kẹp
và tính nguồn sinh lực. ......................................................................................... 113
7.2.1. Tính lực kẹp khi khoan. ................................................................................ 113


7.2.2. Chọn cơ cấu kẹp. .......................................................................................... 114
7.3. Tính bulong. ................................................................................................... 114
7.4. Tính lực vặn của bulong................................................................................ 114
7.5. Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá................................................. 115
7.5.1. Các thành phần của sai số gá đặt. ................................................................. 115
7.5.2. Điều kiện kỹ thuật của đồ gá. ....................................................................... 116
KẾT LUẬN ........................................................................................................... 117
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................... 118

C
C

DU

R
L
T.


DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

HÌNH 1.1: Cây cam
Hình 1.2: Cam mật
Hình 1.3: Cam sành
Hình 1.4: Cam xã Đồi
Hình 1.5: Hoa cam và trái cam trên cây
Hình 1.6: Trái cam
Hình 1.7: Lát cắt cấu trúc của trái cam
Hình 2.1. Máy ép trục vít
Hình 2.2. Cấu tạo máy ép trục
Hình 2.3. Cấu tạo máy ép dùng khí nén
Hình 2.4. Máy ép trục lăn
Hình 2.5. Sơ đồ máy dập ép tạo hình bánh quy
Hình 2.6. Vắt nước cam bằng tay
Hình 2.7. Ép nước cam bằng máy

C
C

R
L
T.

DU

BẢNG 3.1. Xác định lực cần dùng khi ép nữa trái cam
Hình 3.1. Máy ép nước cam kiểu trục vít
Hình 3.2. Sơ đồ máy ép nước cam kiểu trục vít
Hình 3.3. Sơ đồ máy ép nước cam dùng khí nén
Hình 3.4. Sơ đồ máy ép nước cam tự động
Hình 3.5. Sơ đồ bộ phận cấp liệu.

Hình 3.6. Sơ đồ cơ cấu cắt
Hình 3.7. Cơ cấu ép cam
Hình 3.8. Sơ đồ máy ép nước cam tự động

Hình 3.9. Đường tâm của cam khi cắt
Hình 3.10. Đường tâm của cam khi cắt
BẢNG 4.1. Phân phối tỷ số truyền, tốc độ vịng quay và tính mơ mên xoắn trên trục.
BẢNG 4.2. Bảng thông số tiết diện đai.
BẢNG 4.3: Thông số hình học ổ bi 46305.
BẢNG 4.4: Thơng số ổ bi đỡ 1 dãy có số hiệu 105.
BẢNG 4.5: Thơng số ổ bi đỡ 1 dãy có số hiệu 105.
BẢNG 4.6: Thơng số ổ bi đỡ 1 dãy có số hiệu 105.
Hình 4.1: Máy ép nước cam.
Hình 4.2: Bản vẽ phác sơ đồ máy ép nước cam tự động.


Hình 4.3: Sơ đồ momen uốn và xoắn trên trục I.
Hình 4.4: Sơ đồ momen uốn và xoắn trên trục II.
Hình 4.5: Sơ đồ momen uốn và xoắn trên trục III.
Hình 4.6: Sơ đồ momen uốn và xoắn trên trục IV.
Hình 4.7: Bản vẽ sơ bộ trục I.
Hình 4.8: Bản vẽ sơ bộ trục II.
Hình 4.9: Bản vẽ sơ bộ trục III.
Hình 4.10: Bản vẽ sơ bộ trục IV.
Bảng 5.1: Kích thước của các phần tử cấu tạo vỏ hộp đúc bằng gang.
Bảng 5.2: Số liệu kích thước của chốt định vị hình cơn.
Bảng 5.3: Số liệu kích thước của nắp cửa thăm dầu.
Bảng 5.4: Số liệu kích thước của nút tháo dầu.
Bảng 5.5: Số liệu kích thước của nút thơng hơi.
Hình 6.1.

Hình 6.2.
Hình 6.3.
Hình 6.4.
Hình 6.5.
Hình 6.6.
Hình 6.7.
Hình 6.8.
Hình 7.1. Sơ đồ định vị

DU

R
L
T.

C
C


Đề tài: Thiết kế máy ép nước cam tự động

MỞ ĐẦU

Ngày nay khi khoa học và công nghệ phát triển, ngày càng ứng dụng thành tựu
khoa học vào sản xuất và đời sống. Cùng với sự phát triển các lĩnh vực khác thì cơng
nghệ thực phẩm, cơng nghệ hóa chất, thiết bị nhiệt cũng phát triển mạnh mẽ. Song
song với sự phát triển đó thì sự phát triển của các loại máy, các loại máy phục vụ cho
sản xuất nông nghiệp ngày càng được sử dụng rộng rãi trong công nghệ thực phẩm,
kinh doanh hàng hóa, đặc biệt trong sinh hoạt của con người.
Phương pháp để thực hiện đề tài bao gồm: Phương pháp thí nghiệm,

phương pháp tính tốn, phương pháp thiết kế.
Nội dung thực hiện như sau:
- Tra cứu tài liệu về các phương pháp ép để tách pha lỏng với pha rắn có
hiệu quả nhất để tính tốn thiết kế phù hợp cho “máy ép nước cam tự
-

C
C

động”.
Sau đó dựa vào lý thuyết và số liệu thực tế để tính tốn các thơng số kỹ
thuật của máy ép.
Hồn thành các bản vẽ chi tiết và bản vẽ lắp.

Sinh viên: Nguyễn Hải Nam

R
L
T.

DU

Hướng dẫn: TS. Tào Quang Bảng

1


Đề tài: Thiết kế máy ép nước cam tự động

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Đặt vấn đề:
Nước trái cây đã và đang là sản phẩm quen thuộc đối với người tiêu dùng và thị
trường nước trái cây ngày càng phát triển như một điều tất yếu theo xu hướng hiện đại.
Theo xu hướng ngày nay, con người ngày càng quan tâm đến sức khỏe, ngày càng
nhận ra giá trị của các sản phẩm từ thiên nhiên, đặc biệt là nước trái cây và rau củ là
sản phẩm gần gũi, giàu dinh dưỡng và cung cấp các chất cần thiết.
Trong những năm gần đây, bắt đầu có sự cạnh tranh sản phẩm giữa các doanh
nghiệp trong nước với các doanh nghiệp có vốn đầu tư từ nước ngồi. Do áp lực cạnh
tranh, các doanh nghiệp không ngừng tung ra các sản phẩm mới và thay đổi chiến lược
sản xuất, trong đó có việc giảm tỷ trọng sản xuất nước giải khát có gas. Trái với sự ảm
đạm tại thị trường nước ngọt có gas, nhu cầu tiêu thụ nước giải khát không gas, đặc

C
C

biệt là nước trái cây tại Việt Nam tăng rất mạnh, đạt 30%/ năm. Theo khảo sát mới đây
trên các hộ gia đình ở thành thị cho thấy 70% quan tâm đến sức khỏe của mình hơn
trước đây, 74% muốn sử dụng các loại vitamin và khoáng chất, 80% thích mua các
loại sản phẩm có chứa các chất có lợi cho sức khỏe như nhân sâm, calcium…

R
L
T.

DU

Cam là một loại trái cây nổi tiếng với lượng vitamin C dồi dào giúp thúc đẩy
quá trình giải độc của cơ thể, tăng sức đề kháng cho cơ thể. Vitamin C cịn có thể giúp
chống lại chứng lỗng xương. Hàm lượng khống chất trong quả cam có thể ngăn chặn

sự phát triển bệnh ung thư ruột kết. Nhiều tài liệu đã khẳng định, khi uống nước cam
ép hàng ngày còn giúp chống ung thư vú và ung thư phổi vì cam rất dồi dào hợp chất
Cirus Limonoid.
Nước cam ép là loại nước trái cây hiện được rất nhiều gia đình ở Việt Nam
chuyển sang sử dụng với 100% nguyên chất là tự nhiên, vừa tiện lợi vừa bổ dưỡng
nhưng không phải ai cũng có nhiều thời gian để chuẩn bị. Vì vậy do nhu cầu của thị
trường của người tiêu dùng và sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật cho ra đời các loại
máy ép nước cam.
Ngày nay, máy ép nước cam khơng cịn là một vật dụng xa lạ với mỗi gia đình
Việt Nam bởi sự tiện dụng và hiệu quả mà sản phẩm này đem lại là rất lớn.
Ép nước cam là một công đoạn rất quan trọng, nó quyết định khả năng lấy được
bao nhiêu nước trong trái cam và không ép luôn phần tinh dầu ở trong vỏ cam, để
tránh ảnh hưởng tới chất lươgnj của nước cam. Quá trình ép càng tốt thì năng suất
càng tăng lên, lợi nhuận được nhiều hơn.

Sinh viên: Nguyễn Hải Nam

Hướng dẫn: TS. Tào Quang Bảng

2


Đề tài: Thiết kế máy ép nước cam tự động

Như vậy máy ép nước cam cần được thiết kế một cách hợp lý nhất sao cho
nước cam được lấy ra triệt để nhất, nếu thiết kế khơng hợp lý thì sẽ ảnh hưởng đến
năng suất và chất lượng nước cam nguyên chất.
1.2 Mục tiêu của đề tài:
Nghiên cứu và thiết kế một máy ép nước cam cụ thể nhằm:
- Tiết kiệm thời gian làm việc.

- Đảm bảo chất lượng sản phẩm đạt yêu cầu cho việc sử dụng.
- Dễ dàng vấn chuyển và sử dụng.
1.3 Phương pháp nghiên cứu:
Khảo sát tình hình sử dụng nước cam ép ở Việt Nam hiện nay.
Khảo sát các máy ép nước cam hiện có.
Tiến hành nghiên cứu và tìm hiểu nguyên lý hoạt động, các yếu tố và tính chất
cơ học cần thiết của máy: năng suất, lực ép, kích thước, khối lượng… của nguyên liệu.
Trên cơ sở đó tiến hành thiết kế máy ép nước cam đáp ứng được mục tiêu của
đề tài.

C
C

R
L
T.

1.4 Sơ lược về cây cam:
1.4.1 Giới thiệu về cây cam:
Cây cam đã được biết đến từ rất lâu khoảng 2200 năm trước công nguyên ở

DU

Trung Quốc nhưng một số người lại cho rằng cây cam có nguồn gốc từ Ấn Độ. Cam
được trồng rất phổ biến từ Ấn Độ. Sau đó được lan rộng về phía Đơng đến cả vùng
Đơng Nam Á,vào khoảng thế kỉ thứ 3 TCN, cây cam được đưa đến Châu Âu,và nó lan
ra tới cả vùng địa Trung Hải. Sau đó cây cam được đưa đến Châu Mỹ. Những năm sau
đó, những người làm vườn ở Châu Mỹ và Châu Âu đã đem cây cam đến Châu Úc và
Châu Phi. Ngày nay cây cam đã đươc trồng rất phổ biến ở rất nhiều nơi trên thế giới.

Hình 1.1: Cây Cam
Sinh viên: Nguyễn Hải Nam

Hướng dẫn: TS. Tào Quang Bảng

3


Đề tài: Thiết kế máy ép nước cam tự động

1.4.2 Phân loại cây cam:
- Phân loại : Ở Việt Nam, có 1 số giống cây cam phổ biến như :
Cam mật: Dạng trái tròn, vỏ dày 3-4mm, màu xanh đến xanh vàng, thịt trái
vàng cam, ngọt đậm, khá nhiều nước. Tuy nhiên nhiều hạt (13-20 hạt/trái), trọng lượng
trung bình 20g/trái.

C
C

R
L
T.

Hình 1.2: Cam mật
Cam sành: Dạng trái hơi tròn,vỏ trái dày, sần sùi, thịt trái màu cam, khá nhiều
nước, ngon ngọt nhiều hạt (15 hạt/trái). Trọng lượng trái trung bình 200-250g/trái.

DU

Hình 1.3: Cam sành

Cam Canh chính là một loại quýt, vỏ mỏng và bóc dễ. Cây sinh trưởng khoẻ,
tán cây hình dù, lá màu xanh đậm
Giống cam Naven : Còn gọi là cam rốn: nguyên sản ở Califocnia (Mỹ),
được trồng ở Việt Nam từ những năm 1937 hiện còn trồng dải rác ở một số vùng ở
nước ta.
Cam Xã Đoài, Cam Vân Du,….giống cam valencia

Sinh viên: Nguyễn Hải Nam

Hướng dẫn: TS. Tào Quang Bảng

4


Đề tài: Thiết kế máy ép nước cam tự động

Hình 1.4: Cam xã Đồi
1.4.3 Trái cam và cơng dụng của trái cam:

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.5: Hoa cam và trái cam trên cây
Trái cam là nguyên liệu chính để tạo thành nước cam. Cam được trồng rộng rãi

ở những nơi có khí hậu ấm áp hoặc thay đổi tùy mơi trường, vì vậy vị của trái cam có
thể biến đổi từ ngọt đến chua. Cam thường lột vỏ và ăn lúc còn tươi, hay vắt lấy nước.
Vỏ cam dày, có vị đắng, thường bị vứt đi nhưng có thể chế biến thành thức ăn cho súc
vật bằng cách rút nước bằng sức ép và hơi nóng. Nó cũng được dùng làm gia vị hay đồ
trang trí trong một số món ăn.
Sinh viên: Nguyễn Hải Nam

Hướng dẫn: TS. Tào Quang Bảng

5


Đề tài: Thiết kế máy ép nước cam tự động

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.6: Trái cam

-

Ứng dụng:
Nước cam cung cấp rất nhiều chất dinh dưỡng cho cơ thể như: các vitamin (C, A,

B, P), flavanoid, khoáng chất (canxi..), chất xơ, tinh dầu cam,...
- Cam giúp ngăn ngừa các bệnh tim mạch, viêm nhiễm và cả ung thư, thúc đẩy
nhanh quá trình liền sẹo, bổ trợ cho hệ thần kinh ( giúp ngủ ngon giấc).
- Trong vỏ cam chứa :
- Pectin: làm gel thực phẩm; là chất ổn định trong các sản phẩm sữa, nước giải
khát...
- Hesperidin : hòa tan cholesterol và chất béo trung tính
- Tinh dầu cam: trung hịa axit, duy trì hoạt động bình thường của ruột.
- Có tác dụng chăm sóc da, làm đẹp.
- Làm tăng hương vị trong món ăn, kích thích vị gíac
- Khủ mùi nấm mốc, mùi khó chịu trong ngơi nhà.
- Là chất tẩy tự nhiên

Sinh viên: Nguyễn Hải Nam

Hướng dẫn: TS. Tào Quang Bảng

6


Đề tài: Thiết kế máy ép nước cam tự động

- Cam cũng chứa rutin (vitamin P), thành phần giúp mạch máu khỏe hơn; vitamin
nhóm B, dưỡng chất khơng thể thiếu cho hệ thần kinh, các khống chất và chất xơ
(hịa tan và khơng hịa tan).
- Khi uống nước cam đều đặn, chúng ta - đặc biệt là trẻ nhỏ - có thể tận hưởng
những dưỡng chất từ loại trái cây chua này (ít calori, giàu vitamin) và có thể giúp ngăn
ngừa nguy cơ phát triển các bệnh tim mạch ở tuổi trưởng thành. Tuy nhiên, người ta
cũng lưu ý rằng cam ngun trái, chín cây và sạch có chứa nhiều hesperidin hơn, vì
qua quá trình vắt ép, thành phần này dễ dàng bị thất thốt.

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.7: Lát cắt cấu trúc của trái cam
Thành phần từ cam được sử dụng rất phong phú từ lá, hoa, vỏ cây và trái đều có thể
dùng để hãm thành nước uống có vị đắng nhẹ và hương cam đặc trưng. Nước hãm lá
cam có thể giúp hạ hỏa, đặc biệt khi mất ngủ, xoa dịu rối loạn chức năng lưu thông
máu.
180 gam cam ở dạng đồ tráng miệng nguyên chất cung cấp tới 160% nhu cầu vitamin
C trung bình của một người trong một ngày. Cam cũng chứa vitamin A, canxi và chất
xơ.
1. Tăng cường thể lực: Nước cam pha muối.
2. Tẩy trang, làm sạch da: Nước cam ép.
3. Làm săn chắc da mặt: Mặt nạ từ hạt (hột) cam.
4. Trị bệnh phong thấp: Bột hạt cam.
Sinh viên: Nguyễn Hải Nam

Hướng dẫn: TS. Tào Quang Bảng

7


Đề tài: Thiết kế máy ép nước cam tự động

5. Tăng cường hệ miễn dịch: Sa-lát cam.
6. Tẩy da chết, tăng độ láng mịn cho da: Mát-xa bằng vỏ cam.
7. Giúp ngủ ngon giấc, đuổi muỗi: Hương thơm vỏ cam tươi.
Kết luận: Kết thúc phần 1: Giới thiệu chung về cây cam và trái cam giúp ta có
thể có được một cái nhìn tổng qt về cây cam và cơng dụng của trái cam đối với cuộc
sống thường ngày. Từ những cơng dụng hữu ích mà trái cam mang lại, việc thiết kế
máy ép nước cam được đánh giá là một sản phẩm thiết thực, đáp ứng được với nhu cầu
sử dụng nước cam trong đời sống và sản xuất của con người.

C
C

R
L
T.

DU

Sinh viên: Nguyễn Hải Nam

Hướng dẫn: TS. Tào Quang Bảng

8


Đề tài: Thiết kế máy ép nước cam tự động

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ MÁY VÀ THIẾT BỊ ÉP

Ngày nay, dụng cụ khơng cịn là một vật dụng xa lạ với mỗi gia đình Việt bởi sự
tiện dụng và hiệu quả mà dòng sản phẩm này đem lại là rất lớn. Thế nhưng những dụng
cụ vắt cam này chỉ phục vụ cho những hộ gia đình vẫn cịn mang tính thủ công.
2.1 Giới thiệu về bộ phận ép:
 Ép là quá trình tác động lực cơ học lên vật liệu làm vật liệu bị biến dạng nhằm
mục đích:
- Phân chia pha lỏng rắn trong vật liệu.
- Định hình – Biến dạng vật liệu. Phạm vi sử dụng:
- Sản xuất đường, sản xuất nước quả, sản xuất dầu thực vật, tinh dầu.
- Sản xuất đậu phụ, pho mát, bơ.
- Chế biến bánh mì, mì sợi, Bánh bích qui.
- Tạo hình mì sợi, bánh qui, ép đường thành viên, ép các sản phẩm khô: Bánh rau, lương

C
C

R
L
T.

khô, viên canh.
- Ép các loại bánh men, các bánh thức ăn gia súc.

DU

- Ép các viên thuốc, các loại kẹo.
- Chuẩn bị cho các quá trình chế biến tiếp theo.
 Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình ép:
- Tính chất vật liệu.
- Áp lực ép.

- Vận tốc máy ép.
- Thiết bị ép.
- Thao tác: Độ đều của vật liệu vào ép.
- Vấn đề cung cấp năng lượng.

2.2 Phân loại máy ép:
Có hai nhóm máy ép là nhóm máy ép để tách pha lỏng ra khỏi pha rắn và nhóm
máy ép để tạo hình sản phẩm.
2.2.1. Máy ép để tách pha lỏng ra khỏi pha rắn.
a. Máy ép trục vít:
Máy ép trục vít là loại máy ép làm việc liên tục, có thể sử dụng cho nhiều loại
nguyên liệu khác nhau. Bộ phận làm việc chính của máy là trục vít có bước vít nhỏ dần
hay đường kính trục lớn dần quay trong xi lanh nằm ngang.
Nguyên liệu ép khi di chuyển theo trục ép chịu áp suất tăng dần. Sự ép xảy ra do
khe hở giữa xi lanh và bước vít giảm dần.
Sinh viên: Nguyễn Hải Nam

Hướng dẫn: TS. Tào Quang Bảng

9


Đề tài: Thiết kế máy ép nước cam tự động

Máy ép kiểu trục vít thường dùng trong các nhà máy tinh dầu, nhà máy đồ hộp (ép
nước cà chua v.v...).

C
C

R
L
T.

Hình 2.1. Máy ép trục vít

DU

Trục vít 1 đặt trong xi lanh có đục lỗ 2 cố định. Nguyên liệu vào phểu 3, nước ép
chảy qua lỗ trên xi lanh vào máng 4 ra ngoài. Bã ép qua cửa 5 ra theo máng 6. Kích
thước cửa tháo bả 5 có thể điều chỉnh tuỳ theo độ ướt của bả đi ra bằng cách tịnh tiến
trục vít về phía trước hay lui lại về phía sau. Cửa nhỏ nước ép chảy ra nhiều hơn
nhưng chất lượng kém hơn. Lúc mới cho máy chạy nên mở to cửa sau đó giảm dần.
Nhược điểm của máy ép trục vít: Chà xát mạnh trong quá trình ép, do đó làm cho
nước ngọt (hoặc dầu) bị đục.
b. Máy ép thuỷ lực:
Là loại máy thường được dùng trong các nhà máy chế biến thực phẩm như sản
xuất rượu vang. Nó gồm bơm có nhiều pittong trụ, thùng chứa, bộ phân phối và máy
ép, sản phẩm ép được nạp vào buồn.
c. Máy ép trục:
Máy ép trục là loại máy ép làm việc gián đoạn, sử dụng cho loại nguyên liệu là
mía. Bộ phận làm việc chính của máy là trục ép (2 trục hay 3 trục), các rãnh có hình dạng
và kích thước như nhau. Ngun liệu ép khi di chuyển giữa 2 hoặc 3 trục. Sự ép xảy ra do
khe hở giữa các trục.
Cấu tạo máy ép: Một bộ máy ép gồm các bộ phận chính:
- Giá máy.
- Các trục ép: Trục đỉnh, trục trước, trục sau.
Sinh viên: Nguyễn Hải Nam

Hướng dẫn: TS. Tào Quang Bảng

10


Đề tài: Thiết kế máy ép nước cam tự động

- Bộ gối đỡ trục và bộ điều chỉnh vị trí lắp trục.
- Bộ phận nén trục đỉnh.
- Tấm dẫn mía.
Giá máy có nhiều kiểu: kiểu đỉnh thẳng, kiểu đỉnh nghiêng và kiểu cần nén cong.

C
C

R
L
T.

Hình 2.2. Cấu tạo máy ép trục

d. Máy ép dùng khí nén:
Trong máy ép này lực tác dụng lên ngun liệu là khơng khí nén. Máy này được

DU

dùng nhiều trong dây chuyền sản xuất nước quả cho các ngun liệu khơng cứng như
dứa, cam, qt (hoặc nho), phương pháp này rất tốt vì quá trình ép không phá vỡ những
cơ cấu cứng của nguyên liệu vỏ, cuống, xơ, là những chất khơng có lợi cho thành phần
của nước quả. Máy làm việc gián đoạn.
Cấu tạo sơ bộ của máy ép:

1: Thùng ép.
2: Đầu thùng ép.
3: Thùng cao su.

Hình 2.3. Cấu tạo máy ép dùng khí nén
4: Ống dẫn khơng khí nén.
5: Trục rỗng.
6: Ổ trục.

Sinh viên: Nguyễn Hải Nam

Hướng dẫn: TS. Tào Quang Bảng

11


Đề tài: Thiết kế máy ép nước cam tự động

Nhược điểm của máy ép dùng khí nén này là: Mỗi máy ép phải dùng tới 3 động cơ để
quay thùng ép, trục vít và cho máy nén khí.
2.2.2. Máy ép để tạo hình:
a. Máy ép trục lăn (máy ép nén).
Máy ép trục lăn làm việc liên tục, gồm có bộ phận nén (2 trục lăn) và bộ phận tạo
hình (khn đúc). Hai trục lăn quay ngược chiều nhau tạo nên áp suất đẩy bột nhão và
khuôn đúc.
Khuôn đúc là các đĩa kim loại có gia cơng lỗ có hoa văn.
Dùng trong sản xuất mì ống.

C

C

R
L
T.

Hình 2.4. Máy ép trục lăn

DU

b. Máy dập ép:
Bộ phận tạo hình khn đúc 1 của máy ép được gia cơng thành hình hoa văn
phong phú. Bộ phận tạo hình thực hiện chuyển động qua lại, đưa khối bột nháo đã được
cán 2 nằm trên băng tải 3 và ép xuống.
Máy dập ép thường dùng trong cơng nghệ bánh kẹo.

Hình 2.5. Sơ đồ máy dập ép tạo hình bánh quy
2.3 Các kiểu ép nước cam hiện tại
2.3.1 Ép nước cam bằng tay
- Ép bằng phương pháp ép thủ công: Dùng dao cắt quả cam ra làm 2 và dùng tay vắt, bóp
miếng cam lại để tách lấy phần nước ra. Tuy nhiên phương pháp này cho năng suất thấp,
phù hợp với hộ gia đình nhỏ lẻ.

Sinh viên: Nguyễn Hải Nam

Hướng dẫn: TS. Tào Quang Bảng

12

Đề tài: Thiết kế máy ép nước cam tự động

Hình 2.6. Vắt nước cam bằng tay
2.3.2 Ép nước cam bằng máy.
- Ép bằng máy ép công suất nhỏ: Dùng dao cắt quả cam ra làm 2 và dùng tay đè
miếng cam xuống bộ phận ép. Một động cơ nhỏ sẽ quay khi ta đè xuống. Máy ép
này đã có mặt trên thị trường. Tuy nhiên phương pháp ép này cho năng suất thấp
phù hợp với hộ sản xuất nhỏ lẽ.

C
C

R
L
T.

DU

-

Hình 2.7. Ép nước cam bằng máy
Ép bằng máy ép tự động: Với việc sử dụng động cơ thay thế cho sức người, con
người chỉ việc cho cam vào bộ phận chứa và máy sẽ tự động cắt, ép vào loại bỏ võ
nên loại máy này cho năng suất rất cao. Giảm được thời gian và lượng nhân công
rất nhiều.

Sinh viên: Nguyễn Hải Nam

Hướng dẫn: TS. Tào Quang Bảng

13