Tài liệu Thiết kế và chế tạo máy gói bánh lọc tự động

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GÓI BÁNH LỌC TỰ ĐỘNG Người hướng dẫn: TS. VÕ NHƯ THÀNH Sinh viên thực hiện: VÕ MINH NHẬT HOÀNG PHƯƠNG Số thẻ sinh viên : 101140194 101140159 Lớp: 14CDT1 Đà Nẵng, 2019 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GÓI BÁNH LỌC TỰ ĐỘNG TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy gói bánh lọc tự động. Sinh viên thực hiện: 1. Võ Minh Nhật Số thẻ SV: 101140194 Lớp: 14CDT2 2. Hoàng Phương Số thẻ SV: 101140159 Lớp: 14CDT1 GV hướng dẫn : TS. Võ Như Thành GV Duyệt : TS. Nguyễn Danh Ngọc Tóm tắt đề tài: Việc sử dụng máy móc thiết bị tự động vào đời sống hàng ngày là một trong những nhu cầu và là xu thế mà các nước trên thế giới đang áp dụng. Đã có nhiều máy móc thiết bị được chế tạo, sản xuất đưa vào thực tế . Tuy vậy, vẫn còn những lĩnh vực chưa được khai thác tối đa, đặc biệt là các ngành nghề làm bánh thủ công gói bằng lá chuối. Tuy nhiên, hình thức sản xuất thủ công có nhược điểm là tất cả công đoạn đều được làm bằng tay từ lúc cấp bột, nhân, và gói bánh do đó có thể làm mất khá nhiều thời gian, công sức và nhân lực. Nhận thấy được nhược điểm đó, nhóm chúng em quyết định thiết kế và chế tạo hệ thống “máy gói bánh bột lọc tự động” với mong muốn nâng cao hiệu suất cũng như giảm thiểu chi phí về nguồn nhân lực. ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GÓI BÁNH LỌC TỰ ĐỘNG LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay đất nước ta đang trong giai đoạn chuyển mình mạnh mẽ theo sự phát triển của thế giới và khu vực với nền sản xuất đa dạng và đầy tiềm năng. Để nền sản xuất này có thể phát triển được, không chỉ đòi hỏi lao động có tay nghề mà cần phải áp dụng một cách rộng rãi những tiến bộ khoa học kĩ thuật, đặc biệt là công nghệ tự động hóa. Trong nền công nghiệp hiện đại, các hệ thống điều khiển tự động đang thực sự tạo nên những giá trị vật chất to lớn, nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm giá thành và giải phóng sức lao động chân tay của con người. Nằm trong chương trình đào tạo, Đồ án Tốt Nghiệp là một đồ án môn học lớn và rất quan trọng đối với sinh viên chuyên ngành Cơ – Điện tử. Nhằm nắm bắt xu thế của thời đại công nghệ và giúp sinh viên học tập thêm các kiến thức về Cơ – Điện tử cũng như tiến hành thiết kế và chế tạo mô hình của một hệ thống tự động. Trong đồ án tốt nghiệp này nhóm em quyết định chọn đề tài “ thiết kế và chế tạo máy gói bánh lọc tự động”. Công nghệ làm bánh lọc gồm một số công đoạn chính: cấp lá, bột và nhân, định lượng bột và nhân, gói bánh. Mỗi công đoạn đều có vai trò quan trong, trong đó thành phần có vai trò quan trọng ảnh hưởng nhất đó là gói bánh, gói bánh phải làm sao đảm bảo tính thẩm mỹ, thêm vào đó không được làm rách lá, gói đẹp mới thu hút khách hàng. Điều này gây ra những khó khăn và thách thức cho nhóm em. Sau quá trình nghiên cứu, thiết kế và thi công, đến nay nhóm em đã hoàn thành được mô hình sản phẩm. Tuy nhiên việc chạy thử mô hình vẫn tồn tại nhiều bất cập mà nhóm em vẫn chưa giải quyết được. Chúng em xin chân thành cám ơn thầy TS. Võ Như Thành đã hướng dẫn và tạo mọi điều kiện tốt nhất để giúp chúng em hoàn thành đồ án. Tuy nhiên, do thời gian có hạn cũng như sự hạn chế về kiến thức nên vẫn còn tồn tại nhiều thiếu sót. Mong các thầy, cô xem xét và góp ý để nhóm em có thể hoàn thiện hơn. Đà Nẵng, ngày 30 tháng 5 năm 2019 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GÓI BÁNH LỌC TỰ ĐỘNG LỜI CAM ĐOAN Kính gửi: Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng Khoa cơ khí Nhóm đồ án xin cam đoan: Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế và chế tạo máy gói bánh lọc tự động” là công trình nghiên cứu của nhóm, không sao chép bất cứ đồ án hay công trình nào đã có trước. Sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án đã được cảm ơn, các thông tin trích dẫn cho đồ án được ghi rõ nguồn và được phép công bố. Nhóm sinh viên thực hiện Võ Minh Nhật Hoàng Phương ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GÓI BÁNH LỌC TỰ ĐỘNG MỤC LỤC TÓM TẮT ................................................................................................................................ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN ................................................................................................................. LỜI NÓI ĐẦU ......................................................................................................................... LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................................... DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ ................................................................................... MỞ ĐẦU ................................................................................................................................ 1 CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN ĐỀ TÀI .................................................................................... 2 1.1. Giới thiệu về bánh bột lọc ........................................................................................ 2 1.2. Tổng quan về máy làm bánh bột lọc ........................................................................ 3 1.2.1. Sự cần thiết của tự động hóa trong sản xuất nông nghiệp ............................... 3 1.2.2. Tình hình thực tế................................................................................................ 3 1.2.3. Tính cấp thiết của đề tài .................................................................................... 4 1.2.4. Ý tưởng thiết kế.................................................................................................. 4 1.2.5. Sơ đồ công nghệ ................................................................................................. 5 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY ..................................................................... 7 2.1. Chọn động cơ điện .................................................................................................... 7 2.2. Tính toán thiết kế bộ truyền..................................................................................... 9 2.2.1. Yêu cầu đối với hệ thống truyền động .............................................................. 9 2.2.2. Chọn hệ thống truyền động ............................................................................... 9 2.3. Tính toán chọn băng tải ......................................................................................... 13 2.3.1. Băng tải cao su ................................................................................................. 13 2.3.2. Băng tải con lăn ................................................................................................ 15 2.3.3. Băng tải dạng khay .......................................................................................... 15 2.4. Thiết kế phễu cấp bột và nhân ............................................................................... 16 2.5. Thiết kế cơ cấu gói bánh......................................................................................... 18 2.6. Tính toán chọn các phần tử khí nén ...................................................................... 19 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GÓI BÁNH LỌC TỰ ĐỘNG 2.6.1. Giới thiệu về xi lanh khí nén............................................................................ 19 2.6.2. Chọn loại xilanh sử dụng ................................................................................. 19 2.6.3. Tính chọn van điện từ ...................................................................................... 21 2.6.4. Tính chọn các phần tử khí nén khác: .............................................................. 25 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHẦN ĐIỀU KHIỂN ......................................... 27 3.1. Phân tích và lựa chọn bộ phận xử lý...................................................................... 27 3.1.1. Phương án sử dụng bộ điều khiển PLC .......................................................... 27 3.1.2. Phương án sử dụng vi điều khiển .................................................................... 27 3.2. Giới thiệu vi điều khiển .......................................................................................... 28 3.2.1. Lịch sử ra đời và phát triển của Arduino ....................................................... 28 3.2.2. Khả năng của bo mạch Arduino ..................................................................... 29 3.2.3. Các ứng dụng nổi bật của Arduino ................................................................. 31 3.2.4. Các thông số cơ bản Arduino Mega2560 ........................................................ 32 3.3. Cảm biến ................................................................................................................. 33 3.4. Rơ le trung gian ...................................................................................................... 38 3.5. Sơ đồ đấu nối hệ thống xi lanh khí nén: ................................................................ 39 3.6. Sơ đồ mạch điện...................................................................................................... 40 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ LẬP TRÌNH......... 41 4.1. Lưu đồ thuật toán ................................................................................................... 41 4.2. Thiết kế mạch điều khiển trên phần mềm Proteus. .............................................. 41 4.3. Một số hình ảnh chạy thử nghiệm ......................................................................... 42 4.4. Code ........................................................................................................................ 45 CHƯƠNG 5: BĂNG TẢI TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH KHI BỊ LỆCH ............................... 53 5.1. Nguyên nhân gây ra lệch băng tải.......................................................................... 53 5.2. Đề xuất các phương án khắc phục ......................................................................... 54 5.3. Chọn phương án và chạy thí nghiệm trên mô hình .............................................. 57 5.4. Kết quả thu được: ................................................................................................... 58 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN .................................................................................................. 59 6.1. Kết luận ................................................................................................................... 59 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GÓI BÁNH LỌC TỰ ĐỘNG 6.2. Hướng phát triển đề tài .......................................................................................... 59 6.3. Lời cảm ơn .............................................................................................................. 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 60 THÀNH TÍCH ĐẠT ĐƯỢC TRONG QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU ............................... 61 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GÓI BÁNH LỌC TỰ ĐỘNG DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ Hình 1.1: Bánh bột lọc………………….……………………………………………….............2 Hình 1.2: Các bước làm bánh bột lọc.….……………………… ………………………............2 Hình 1.3: Sơ đồ hệ thống điều khiển làm bánh. ………………………………………..............5 Hình 1.4: Sơ đồ tổng thể của máy trên solidwork. …………………………………………......6 Hình 2.1: Động cơ truyền động băng tải. .……………………………………………….……..8 Hình 2.2: Bộ truyền đai. ………………….……………………………………………….........9 Hình 2.3: Bộ truyền xích. ………………………………………………………………….......10 Hình 2.4: Bánh xích cho băng tải . …………………………………………………………….11 Hình 2.5: Vòng bi UC204. ………………………………………………………………….....12 Hình 2.6: Ổ bi UCFL204. …………………………………………………………………......12 Hình 2.7: Trục. ………………………………………………………………….......................13 Hình 2.8: Băng tải cao su. …………………………………………………………………......13 Hình 2.9: Băng tải con lăn. ………………………………………………………………….....15 Hình 2.10: Băng tải dạng khay. ……………………………………………………………..…15 Hình 2.11: Kết cấu cơ cấu cấp bột. ……………………………………………………………16 Hình 2.12: Hình chiếu phễu cấp bột. ………………………………………………………….17 Hình 2.13: Kết cấu cơ cấu cấp nhân. ………………………………………………………….17 Hình 2.14: Hình chiếu phểu cấp nhân. …………………………………………………………18 Hình 2.15: Cơ cấu gấp bánh. ………………………………………………………………….18 Hình 2.16: Xi lanh khí nén. …………………………………………………………………...19 Hình 2.17: Sơ đồ tác động lực của xi lanh khí nén tác động kép. ……………………………..20 Hình 2.18: Bản vẽ kỹ thuật van điện từ. ………………………………………………………22 Hình 2.19: Van 5/2 một đầu điện. …………………………………………………………..…24 Hình 2.20: Van 5/3 hai đầu điện. ………………………………………………………………25 Hình 2.21: Ống dẫn khí. …………………………………………………………………........25 Hình 2.22: Van tiết lưu ..………………………………………………………………………26 Hình 2.23: Co nối, chia nhánh. …………………………………………………………...........26 Hình 3.1: Môi trường lập trình Arduino IDE. …………………………………………………30 Hình 3.2: Một số loại arduino phổ biến hiện nay. ……………………………………………..31 Hình 3.3 Arduino Mega 2560.………………………………………………..……….……….32 Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lí của cảm biến loại NPN. ……………………………………………34 Hình 3.5: Bản vẽ kỹ thuật của cảm biến. ………………………………………………………37 Hình 3.6: Rơ le kích van. ……………………………………………………………….…......38 Hình 3.7: Sơ đồ nguyên lí của rơ – le. …………………………………………………………38 Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lý mạch rơ-le điều khiển xilanh. …………………………….………39 Hình 3.9: Sơ đồ đấu nối dây khí nén. ………………………………………………….……….39 Hình 3.10: Sơ đồ mạch điện. ………………………………………………………………….40 Hình 4.1: Sơ đồ khối điều khiển……………. …………………………………………………41 Hình 4.2: Bo mạch được thiết kế trên Proteus. ……………………………………..…………41 Hình 4.3: Hình ảnh thực tế của máy. ……………………………………………….…………42 Hình 4.4: Tủ điện điều khiển của máy. ……………………………………………..…………43 Hình 4.5: Hình ảnh máy hoạt động. ……………………………………………………………44 Hình 5.1: Băng tải lệch do trục tang không song song. ………………………………………53 Hình 5.2: Băng tải lệch do băng tải không có kích thước chuẩn xác. …………………………53 Hình 5.3: Con lăn có rãnh cố định hai bên băng tải. ………………………………..…………54 Hình 5.4: Các cảm biến đọc vị trí băng tải. ……………………………………………………55 Hình 5.5: Cơ cấu con lăn tự động điều chỉnh. …………………………………………………56 Hình 5.6: Nguyên lí điều chỉnh của con lăn. ………………………………………..…………57 Hình 5.7: Con lăn. …………………………………………………………………..................58 Hình 5.8: Mô hình băng tải. ……………………………………………………………………58 Bảng 3.1: Bảng thông số kỹ thuật của cảm biến. ………………………………………………35 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GÓI BÁNH LỌC TỰ ĐỘNG MỞ ĐẦU 1. Mục đích thực hiện đề tài Nền nông nghiệp nước ta đang phát triển theo hướng hiện đại hóa và đang áp dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật vào trong đời sống và trong sản xuất. Tuy nhiên, số lượng các sản phẩm tự động được đưa vào hoạt động vẫn còn rất ít và chưa được áp dụng nhiều vào các ngành nghề thủ công. Vấn đề đặt ra là cần có một sản phẩm tự động để thay thế các công đoạn được làm bằng tay vào trong sản xuất. Chính vì thế, nhóm đồ án đã quyết định chọn đề tài “Thiết kế và chế tạo máy gói bánh lọc tự động” giúp cho quá trình gói bánh được nhanh chóng, chính xác từ đó giúp tăng năng xuất và hiệu quả kinh tế. 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 toán các thông số cần thiết cho hệ thống rồi tiến hành thiết kế và chế tạo máy gói bánh lọc 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 gói bằng lá chuối mà bánh lọc là loại 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 công nghệ có thể áp dụng vào hệ thống để đem lại hiệu quả tốt nhất rồi mới tiến hành tính toán, thiết kế và chế tạo ra hệ thống. 3. Cấu trúc của đồ án tốt nghiệp Sau quá trình nghiên cứu và chế tạo máy gói bánh lọc tự động được hoàn thành với cấu trúc của đồ án tốt nghiệp như sau: - Thuyết minh đồ án. - Bản vẽ của hệ thống: 8 bản vẽ A0 - Mô hình : Máy gói bánh lọc tự động. SVTH:VÕ MINH NHẬT – HOÀNG PHƯƠNG GVHD: TS. VÕ NHƯ THÀNH 1 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GÓI BÁNH LỌC TỰ ĐỘNG CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1. Giới thiệu về bánh bột lọc Bánh lọc được làm từ bột lọc (bột sắn) nhân được làm tôm và thịt được rim với gia vị thật kĩ sau đó được gói trong lá chuối. Hình ảnh và quy trình làm bánh bột lọc được thể hiện ở hình 1.1 và 1.2. Sau khi gói xong bánh được đem đi hấp đến khi chín. Khi ăn thường kèm theo nước chấm. Đây là món ăn phổ biến ở Hà Nội, Nam Định, Nghệ An, Hà Tĩnh, các tỉnh từ Quảng Bình đến Quảng Ngãi và đặc biệt là Huế. Hình 1.1: Bánh bột lọc Hình 1.2: Các bước làm bánh bột lọc SVTH:VÕ MINH NHẬT – HOÀNG PHƯƠNG GVHD: TS. VÕ NHƯ THÀNH 2 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GÓI BÁNH LỌC TỰ ĐỘNG 1.2. Tổng quan về máy làm bánh bột lọc 1.2.1. Sự cần thiết của tự động hóa trong sản xuất nông nghiệp Tự động hóa là một quá 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 tượng tự với cùng mục đích công việc và chất lượng tương đương. Chính vì lẽ đó mà nhà sản xuất luôn 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. Đây cũng chính là động lực phát triển của ngành và các sản phẩm tự động hóa. Quá trình tự động hóa đã làm cho việc sản xuất và quản lý trở nên đơn giản hơn, bởi vì nó không những làm thay đổi điều kiện làm việc của công nhân mà còn có thể giảm số lượng công nhân đến mức tối đa. Ngoài ra, tự động hóa có thể thay con người ở những nơi có điều kiện làm việc nguy hiểm, độc hại,… Với tầm quan trọng như thế nên tự động hóa được các quốc gia trên thế giới quan tâm bởi đó không 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 đòi hỏi không 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 nông nghiệp nên việc ứng dụng các sản phẩm tự động hóa là rất cần thiết cho việc phát triển của nền nông nghiệp nói riêng và nền kinh tế nói chung. 1.2.2. Tình hình thực tế Hệ thống tự động nói chung và hệ thống làm bánh bột lọc tự động nói riêng là xu hướng tất yếu của hoạt động sản xuất nông nghiêp hiện đại. Các công nghệ mới đang và sẽ được sử dụng rộng rãi nhằm thay thế sức lao động của con người, nâng cao năng suất lao động và giảm giá thành sản phẩm. Hiên nay, máy làm bánh bột lọc hầu như chưa có trên thị trường Việt Nam cũng như trên thế giới mà nhu cầu người sử dụng ngày càng nhiều thêm vào đó việc làm bánh đòi hỏi công nhân phải dậy sớm, và số lượng thời gian sử dụng sản phẩm đa số nằm vào buổi sáng và về đêm do đó thời gian làm việc của công nhân sẽ không được liên tục vì vậy có ít công SVTH:VÕ MINH NHẬT – HOÀNG PHƯƠNG GVHD: TS. VÕ NHƯ THÀNH 3 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GÓI BÁNH LỌC TỰ ĐỘNG nhân gắn bó với công việc này. Do đó sự ra đời của máy làm bánh bột lọc sẽ góp phần giải quyết vấn đề đó. 1.2.3. Tính cấp thiết của đề tài Trong bối cảnh hội nhập kinh tế xã hội như hiện nay, các sản phẩm ngày càng phải đảm bảo các tiêu chuẩn khắc khe về chất lượng mới có được chỗ đứng trên thị trường. Để thay thế con người và đạt được hiệu quả cao hơn, các hệ thống máy móc ngày càng được ứng dụng rộng rãi hơn trong quá trình sản xuất. Hiện nay, các máy đóng gói sản phẩm áp dụng các tiến bộ khoa học, kĩ thuật một cách rộng rãi, trong khi máy làm bánh bột lọc vẫn chưa có hoặc có nhưng rất hạn chế, chủ yếu được thực hiện thủ công. Chính vì thế nhằm giúp cho quá trình sản xuất linh hoạt hơn, tiết kiệm thời gian và nhân lực, đồng thời tăng hiệu suất làm bánh bột lọc. 1.2.4. Ý tưởng thiết kế Hiện nay nhu cầu ăn bánh bột lọc thì nhiều nhưng nhân công thì ít thêm vào đó là khó khăn mỗi khi phải thức khuya dậy sớm nhưng lương không cao dẫn đến càng ít công nhân chọn công việc này. Từ đó, nhóm đồ án có ý tưởng “Thiết kế và chế tạo máy làm bánh bột lọc” giúp nâng cao hiệu quả của quá trình đồng thời lại giải quyết được vấn đề thiếu nhân lực và chi phí nhân công. Qua quá trình nghiên cứu thiết kế, hệ thống gồm 3 bộ phận chính: bộ phận cấp nhân và cấp bột, bộ phận gói bánh. Yêu cầu kĩ thuật của máy: Yêu cầu quan trọng của máy là cho gần đúng lượng bột và nhân đồng thời gói bánh với kích thước 80x35mm có tính thẩm mỹ. Đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Đồng thời hệ thống phải đảm bảo các tiêu chí kỹ thuật như điều khiển linh hoạt, dễ vận hành, bảo quản, đảm bảo độ an toàn, tuổi thọ cho hệ thống và kinh tế-mỹ thuật như giá thành hợp lý, năng suất làm việc cao. SVTH:VÕ MINH NHẬT – HOÀNG PHƯƠNG GVHD: TS. VÕ NHƯ THÀNH 4 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GÓI BÁNH LỌC TỰ ĐỘNG 1.2.5. Sơ đồ công nghệ Quy trình sản xuất của máy bao gồm nhiều công đoạn khác nhau như: cấp bột, cấp nhân, gấp bánh. Chúng ta có thể dễ dàng nhận thấy điều này trong sơ đồ công nghệ như hình 1.3 dưới đây. Hình 1.3: Sơ đồ động của máy 1: Xi lanh A 6: Bộ truyền xích 11: Xi lanh C 2: Phễu bột 7: Động cơ Servo 12: Cảm biến 3 3: Cảm biến 1 8: Cần gấp ngang 13: Khuôn gấp bánh 4: Băng tải 9: Cần gấp dọc 14: Cảm biến 2 5: Động cơ 10: Cần nhấn lá 15: Phễu nhân 16: Xi lanh B Quá trình cấp bột và nhân được tiến hành liên tục trên băng tải hết hành trình băng tải thì được chuyển sang bàn gấp. Nguyên lí hoạt động của máy: • Khi lá chuối được đặt vào băng tải của máy, băng tải sẽ đưa lá chuối đến vị trí cấp bột được nhận biết bằng cảm biến 1, xi lanh A được kích hoạt để di chuyển xuống ép bột ra khỏi miệng phễu bột. • Sau khi cấp bột băng tải tiếp tục đưa lá chuối đến vị trí cấp nhân được nhận biết SVTH:VÕ MINH NHẬT – HOÀNG PHƯƠNG GVHD: TS. VÕ NHƯ THÀNH 5 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GÓI BÁNH LỌC TỰ ĐỘNG bằng cảm biến 2. Tại đó, các xi lanh B sẽ đẩy nhân rơi xuống. • Sau khi cấp nhân, lá chuối chứa bột và nhân sẽ được đưa vào khuôn gấp để gói bánh. • Xi lanh C di chuyển xuống nhấn lá vào khuôn gấp bánh tạo thành hình chữ U. • Hai cần gấp mang sẽ quay lên để gấp theo chiều ngang của chiếc bánh hình thành kích thước 35mm. • Hai cần gấp dọc quay lên để gấp theo chiều dọc của chiếc bánh hình thành kích thước 80mm. • Sau khi thực hiện xong, các động cơ quay về vị trí ban đầu để thực hiện lần gấp tiếp theo. Hình 1.4 Sơ đồ tổng thể của máy trên SolidWorks SVTH:VÕ MINH NHẬT – HOÀNG PHƯƠNG GVHD: TS. VÕ NHƯ THÀNH 6 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GÓI BÁNH LỌC TỰ ĐỘNG CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY 2.1. Chọn động cơ điện Vận tốc băng tải ta chọn 0.06 m/s. Vận tốc của tang: 𝑛= 60𝑣 𝜋𝐷 = 60×0.06 0.5𝜋 = 2,3 𝑣/𝑝 𝑁= 𝑃.𝑣 1000 (2.1) 𝐾𝑊 (2.2) P: lực kéo băng tải N: công suất trên băng tải Khối lượng trên băng tải không đáng kể vì vậy lực kéo băng tải được xem như là lực căng băng tải: Chọn P khoảng 150N ta được: 𝑁= 50𝑣 = 9. 10−3 𝑘𝑊 = 9 𝑊 1000 Để chọn động cơ điện, tính công suất cần thiết: 𝑁𝑐𝑡 = 𝑁 (2.4) 𝜂 Cho hiệu suất 𝜂 = 0.85 𝑁𝑐𝑡 = 𝑁 9 = = 10.6 𝑊 𝜂 0.85 Động cơ cần chọn có công suất N >10.6 W và tốc độ quay tối đa n > 2,3v/p = 14.5 RPM Để thuận tiên cho việc điều khiển ta chọn động cơ điện 1 chiều và với các tiêu chí đó chúng em chọn động cơ có thông số như sau: Thông số kỹ thuật: - Điện áp: 12-24VDC - Tốc độ vòng quay: 80RPM SVTH:VÕ MINH NHẬT – HOÀNG PHƯƠNG GVHD: TS. VÕ NHƯ THÀNH 7 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GÓI BÁNH LỌC TỰ ĐỘNG - Công suất: 35W - Khối lượng: 950g Hình 2.1: Động cơ truyền động băng tải Động cơ DC : Động cơ DC là máy điện dùng để chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ. Giống như các loại động cơ khác,động cơ điện một chiều cũng gồm có stato và rôto. Stato: còn gọi là phần cảm gồm dây quấn kích thích được quấn tập trung trên các cực từ stato. Các cực từ stato được ghép cách điện từ các lá thép kỹ thuật điện được đạp định hình sẵn có bề mặt dày từ 0,5-1 mm, và được gắn trên gong từ bằng thép đúc cũng chính là vỏ máy. Rôto : còn gọi là phần ứng, gồm lõi thép phần ứng và dây quấn phần ứng. Lõi thép phần ứng có hình trụ, được ghếp bằng các lá thép kỹ thuật điện ghép cách điện với nhau. Dây quấn phần ứng gồm nhiều phần tử, được đặt vào các rãnh trên lõi thép rôto. Các phần tử dây quấn roto được nối tiếp với nhau thông qua các lá góp trên cổ góp. Lõi thép phần ứng và cổ góp được cố định trên trục rôto. Cổ góp và chổi điện : Làm nhiệm vụ đảo chiều dòng điện trong dây quấn phần ứng. SVTH:VÕ MINH NHẬT – HOÀNG PHƯƠNG GVHD: TS. VÕ NHƯ THÀNH 8 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GÓI BÁNH LỌC TỰ ĐỘNG *Ưu điểm của động cơ: - Động cơ DC có mômen quay cao trọng lượng giảm, thời gian đáp ứng nhanh. - Giá thành không cao. - Cho phép điều khiển điện áp chính xác mà cần thiết với tốc độ và các ứng dụng điều khiển mô-men xoắn. - Động cơ DC được thuận tiện cầm tay và rất thích hợp cho các ứng dụng đặc biệt,chẳng hạn như các công cụ công nghiệp cầm tay. * Nhược điểm: - Khả năng tải hay mang tải thấp hơn so với hệ thống thủy lực. - Động cơ có chổi than có hiện tượng mòn chổi than do tiếp xúc ,phất sinh tia lửa điện. - Dòng và áp cấp bị giới hạn. - Động cơ thoát nhiệt khó. 2.2. Tính toán thiết kế bộ truyền 2.2.1. Yêu cầu đối với hệ thống truyền động - Làm việc theo nhu cầu của ngưởi sử dụng. - Phụ tải thay đổi không đáng kể. - Thường không có yêu cầu điều khiển tốc độ. - Độ an toàn theo tiêu chuẩn. 2.2.2. Chọn hệ thống truyền động a. Sử dụng bộ truyền đai: Truyền động đai được dùng để truyền dẫn giữa các trục tương đối xa nhau và yêu cầu làm việc êm. Cấu tạo của nó bao gồm puly và dây đai, dây đai có thể làm bằng vải hoặc cao su. Hình 2.2: Bộ truyền đai SVTH:VÕ MINH NHẬT – HOÀNG PHƯƠNG GVHD: TS. VÕ NHƯ THÀNH 9 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GÓI BÁNH LỌC TỰ ĐỘNG Ưu điểm: - Dễ chế tạo, giá thành rẻ. - Truyền động êm. - Kết cấu đơn giản. Nhược điểm: - Sảy ra hiện tượng trượt nên tỉ số truyền không ổn định. - Dây đai dễ bị đứt. - Do tính đàn hồi của dây nên nếu tải trọng thay đổi thì khó kiểm soát. - Cần lực căng lớn. b. Sử dụng bộ truyền xích: Bộ truyền xích thường được dùng để truyền động giữa các trục với khoảng cách các trục là không quá xa, yêu cầu kích thước nhỏ gọn có tỷ số truyền không đổi. Phương án này, thì bộ truyền xích sẽ được bố trí trên trục dẫn hướng để dẫn động cho băng chuyền. Thông thường, ta sử dụng bộ truyền xích có tỉ số truyền khác 1 nhằm giảm tốc độ và tăng mô-men xoán cho băng chuyền. Hình 2.3: Bộ truyền xích Ưu điểm: - Có kích thước nhỏ gọn. - Làm việc không trượt, hiệu suất cao. - Không cần lực căng ban đầu lớn. Nhược điểm: - Gây ra tiếng ồn. SVTH:VÕ MINH NHẬT – HOÀNG PHƯƠNG GVHD: TS. VÕ NHƯ THÀNH 10 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GÓI BÁNH LỌC TỰ ĐỘNG Tùy theo mục đích sử dụng ta có thể chọn một trong hai phương án sao cho đem lại hiệu quả cao nhất. Dựa vào các ưu nhược điểm cũng như yêu cầu của máy nhóm em quyết định chọn bộ truyền xích. Để phù hợp với kích thước nhỏ gọn ta thấy trên thị trường ta chọn bộ truyền có thông số như sau. Bánh xích dẫn: - Số răng 32 - Đường kính vòng đỉnh 67 - Đường kính chân răng 61 Bánh xích bị dẫn: - Số răng 29 - Đường kính vòng đỉnh 58 - Đường kính chân răng 52 Suy ra, tỉ số truyền bộ truyền xích là: 𝑖= 29 32 = 0.906 (2.5) Hình 2.4: Bánh xích SVTH:VÕ MINH NHẬT – HOÀNG PHƯƠNG GVHD: TS. VÕ NHƯ THÀNH 11