MỤC LỤC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY CẮT THỰC PHẨM ĐA NĂNG

LỜI CAM ĐOAN.. i

LỜI CÁM ƠN.. ii

MỤC LỤC. iii

DANH MỤC HÌNH.. iv

DANH MỤC BẢNG.. v

LỜI MỞ ĐẦU.. 1

Chương 1: GIỚI THIỆU.. 3

1.1. Khái niệm.. 3

1.2. Giá trị của rau củ. 4

1.2.1. Giá trị dinh dưỡng. 4

1.2.2. Giá trị về kinh tế. 5

1.2.3. Giá trị làm thuốc. 9

1.2.4. Ý nghĩa về mặt xã hội9

Chương 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP. 10

2.1. Thị trường ngoài nước. 10

2.2. Thị trường trong nước. 13

2.3. Tính cấp thiết của đề tài15

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT. 18

3.1. Mục tiêu thiết kế. 18

3.2. Phân tích chức năng nhiệm vụ thiết kế. 18

3.3. Các thành phần cấu thành máy. 19

3.3.1. Bộ phận cấp liệu. 19

3.3.2. Bộ phận cắt:19

3.3.3. Bộ phận thu sản phẩm :19

3.4. Phương án thiết kế. 20

3.4.1. Bộ phận cấp liệu. 20

3.4.2. Bộ phận cắt21

3.4.3. Bộ phận thoát24

3.5. Chọn phương án thiết kế. 24

Chương 4: QUY TRÌNH THIẾT KẾ. 26

4.1. Sơ đồ động. 26

4.2. Tính sản lượng cắt27

4.3. Tính dao cắt28

4.3.1. Phân tích lực cắt cần thiết trên từng loại thực phẩm.. 28

4.3.2. Dao cắt30

4.4. Thiết kế cơ cấu cắt34

4.4.1. Thành phần cơ cấu cắt34

4.4.2. Cụm chuyển động dao. 36

4.4.3. Chọn bạc trượt40

4.4.4. Thanh truyền. 41

4.4.5. Tay quay. 42

4.5. Thiết kế cơ cấu tải43

4.5.1. Các thành phần cơ cấu tải43

4.5.2. Cơ cấu dẫn động. 44

4.5.3. Khung băng tải50

4.5.4. Rulo chủ động, bị động. 50

4.5.5. Hệ thống tăng đơ. 51

4.5.6. Dây đai51

4.6. Chọn hộp giảm tốc, động cơ 1 pha. 52

4.6.2. Động cơ 1 pha. 52

4.6.1. Hộp giảm tốc. 53

4.7. Hệ thống điều khiển động cơ. 54

4.8. Tính khung máy. 55

4.8.1. Chọn vật liệu làm khung máy:55

4.8.2. Mô phỏng lực khung. 56

4.9. Hoàn thiện máy và thêm vỏ máy. 59

4.9.1. Vỏ máy. 59

4.9.2. Máy hoàn thiện. 60

Chương 5: THI CÔNG SẢN PHẨM.. 61

Chương 6: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN.. 62

6.1. Đánh giá kết quả. 62

6.2. Hướng phát triển đề tài63

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 64

PHỤ LỤC. 65

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Một số loại rau củ quả. 3

Hình 1.2: Rau củ được đóng gói sau khi chế biến.7

Hình 1.3: Rau củ được băm nhỏ cho gia súc.8

Hình 2.1: Máy cắt rau củ BCM-3000. 10

Hình 2.2: Hệ thống băng tải của máy. 11

Hình 2.3: Mẫu máy J600.12

Hình 2.4: Máy thái lát gừng, củ quả 3A.. 14

Hình 3.1: Chức năng hệ thống. 18

Hình 3.2: Băng tải20

Hình 3.3: Lưỡi cắt tịnh tiến. 21

Hình 3.4: Lười cắt xoay. 22

Hình 4.1: Sơ đồ động của máy. 26

Hình 4.2: Góc cắt của dao. 28

Hình 4.3: Dao cắt30

Hình 4.4: Cơ cấu cắt (phần có màu xanh)34

Hình 4.5: Cơ cấu tay quay thanh truyền. 35

Hình 4.6: Cụm dao cắt36

Hình 4.7: Bạc trượt có vỏ. 40

Hình 4.8: Vòng bi mắt trâu. 41

Hình 4.9: Bản vẽ lắp tay quay và khớp quay. 42

Hình 4.10: Băng tải khi lắp lại43

Hình 4.11: Cơ cấu dẫn động băng tài (phần màu xanh)44

Hình 4.12: Sơ đồ động cơ cấu tải45

Hình 4.13: Bản vẽ lắp tay quay có khớp quay di động. 46

Hình 4.14: Bản vẽ lắp cơ cấu cam.. 47

Hình 4.15: Khảo sát biên độ dao động. 48

Hình 4.16: Bạc đạn 1 chiều. 49

Hình 4.17: Nhôm định hình 60x30. 50

Hình 4.18: Cơ cấu tang đơ bằng thanh ren – đai ốc.51

Hình 4.19: Dây đai PVC. 51

Hình 4.20: Động cơ điện 1 pha. 52

Hình 4.21: Hộp giảm tốc NMVR-50. 53

Hình 4.22: Thép hộp 40x40. 55

Hình 4.23: Thiết kế của khung máy làm bằng vật liệu aisi 304. 56

Hình 4.24: Tấm inox 304. 59

Hình 4.25: Hệ thống cắt thực phẩm.. 60

Hình 1.2A: Sơ đồ lực tác dụng lên trục. 65

Hình 1.2A: Biểu đồ momen của trục. 66

Hình 1.1C: Thông số kỹ thuật của trục băng tải78

Hình 1.2C: Khỏa mặt đầu Ø50.5. 79

Hình 1.3C: Gia công mặt trụ Ø17. 82

Hình 1.4C: Gia công mặt trụ Ø26. 86

Hình 1.5C: Gia công mặt trụ Ø50. 90

Hình 1.6C: Khỏa mặt đầu Ø50.5. 92

Hình 1.7C: Gia công mặt trục Ø17. 94

Hình 1.8C: Gia công mặt trục Ø26. 98

Hình 1.9C: Gia công mặt trụ Ø50. 102

Hình 1.10C: Phay rãnh then 5mm, sâu 2,8mm.. 104

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1:  Thị trường xuất khẩu rau tháng 3 và 3 tháng năm 2019/2020. 6

Bàng 3.1: Phân tích các phương án thiết kế. 24

Bảng 4.1: Mối liên hệ giữa góc cắt và lực cắt trên khoai tây, cà rốt, củ cải, dua leo, mướp. 29

Bảng 4.2: Mối liên hệ giữa góc cắt và lực cắt trên bầu, ớt chuông, hành tây, cà tím.. 29

Bảng 4.3: Lực kéo dao. 31

Bảng 4.4: Kết quả chuyển vị trên dao. 32

Bảng 4.5: Độ căng tương đương. 33

Bảng 4.6: Lực kéo trên thanh truyền. 37

Bảng 4.7: Kết quả chuyển vị trên thanh truyền. 38

Bảng 4.8: Lực căng trên thanh tuyền. 39

Bảng 4.9: Thông số kỹ thuật bạc trượt40

Bảng 4.10: Thông số vòng bi mắt trâu. 41

Bảng 4.11: Thông số bạc đạn. 49

Bảng 4.12: Sơ đồ đi dây động cơ điện 1 pha. 54

Bảng 4.13: Ứng suất lên khung máy. 57

Bảng 4.14: Sự chuyển vị của khung máy. 58

Bảng 6.1: So sánh thông số. 63

Bảng 1.1B: Thông tin khung. 69

Bảng 1.2B: Tính chất vật liệu của khung. 70

Bảng 1.3B: Ngàm định vị của khung. 70

Bảng 1.4B: Lực phân bố trên khung. 71

Bảng 1.5B: Thông số dao. 72

Bảng 2.3B: Ngàm định vị của dao. 73

Bảng 2.1B: Tính chất vật liệu của dao. 73

Bảng 2.2B: Lực phân bố trên dao. 74

Bảng 3.1B: Thông số của thanh truyền ngang. 75

Bảng 3.2B: Tính chất vật liệu của thanh truyền. 76

Bảng 3.3B: Ngàm định vị của thanh truyền. 76

 

LỜI MỞ ĐẦU

Trong công cuộc phát triển đất nước theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa, nền kinh tế của nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ. Trong số đó đặc biết là ngành công nghệ chế biến lương thực- thực phẩm đang được đầu tư và phát triển mạnh mẽ khi thực phẩm là nhu cầu không thể ở tất cả mọi nơi. Đây cũng là lĩnh vực rất được quốc tế coi trọng và đề cao trong quá trình công nghiệp và hiện đại hóa nền kinh tế. Ở nước ta ngành xuất khẩu thực phẩm là một trong những lĩnh vực chủ chốt mang lại lợi nhuận, góp phần rất lớn trong quá trình phát triển nền kinh tế.

Hiện nay nền kinh tế nước ta đang bước vào giao đoạn hội nhập và có những bước phát triển đáng kể, hòa nhập với thành công chung của nền kinh tế thì ngành công nghiệp chế biến thực phẩm cũng đang dần phát triển theo hướng công nghiệp và hiện hóa. Tuy nhiên, việc tự động hóa, cơ giới hóa dây chuyền sản xuất vẫn chưa được phổ biến và vẫn còn nhiều mặt hạn chế. Hầu hết các máy đều được mua từ nước ngoài với giá thành cao hoặc các máy trong nước chưa đạp ứng đủ nhu cầu hiện tại.

Chính vì lí do đó, bằng những vốn kiến thức nhất định nhóm em đã chọn nghiên cứu và phát triển đề tài: “ Thiết kế, chế tạo máy cắt thực phẩm đa năng”

Đồ án gồm 6 chương:

Chương 1: Giới thiệu

Chương 2: Tổng quan giải pháp

Chương 3: Phương pháp giải quyết

Chương 4: Quy trình thiết kế

Chương 5: Thi công

Chương 6: Đánh giá kết quả, kết luận

Chương 1:

GIỚI THIỆU

1.1. Khái niệm

Hình 1.1: Một số loại rau củ quả

Rau là cây hoặc phần có thể ăn được và thường là mọng nước, ngon và bổ được sử dụng như là món ăn chính hoặc đồ phụ gia để nấu hoặc ăn sống. Rau rất đa dạng và phong phú, do vậy khi khái niệm về “rau” chỉ có thể dựa trên công dụng của nó. Rau xanh là loại thực phẩm không thể thiếu trong bữa ăn hàng ngày của mỗi người trên khắp hành tinh, đặc biệt khi lương thực và các loại thức ăn giàu đạm đã được đảm bảo thì nhu cầu về rau xanh lại càng gia tăng, như một nhân tố tích cực trong cân bằng dinh dưỡng và kéo dài tuổi thọ. Vai trò của cây rau đã được khẳng định qua câu tục ngữ “cơm không rau như đau không thuốc”. Giá trị của rau được thể hiện nhiều mặt trong cuộc sống[1].

1.2. Giá trị của rau củ

1.2.1. Giá trị dinh dưỡng

- Rau là nguồn cung cấp năng lượng cho cơ thể:

Theo tính toán của các nhà dinh dưỡng học thì nhu cầu tiêu thụ rau bình quân hàng ngày của mỗi người trên thế giới cần khoảng 250-300g/ngày/người tức 90- 110kg/người/năm. Rau cung cấp cho cơ thể con người các chất dinh dưỡng quan trọng như các loại vitamin, muối khoáng, axit hữu cơ, các hợp chất thơm, cũng như protein, lipit, chất xơ, vv...[1]

- Rau là nguồn cung cấp vitamin phong phú và rẻ tiền:

Rau có chứa các loại vitamin A (tiền vitamin A), B1, B2, C, E và PP vv... Trong khẩu phần ăn của nhân dân ta, rau cung cấp khoảng 95 - 99% nguồn vitamin A, 60 - 70% nguồn vitamin B (B1, B2, B6, B12) và gần 100% nguồn vitamin C. Vitamin có tác dụng làm cho cơ thể phát triển cân đối, điều hòa, các hoạt động sinh lý của cơ thể tiến hành bình thường. Thiếu một loại vitamin nào đó sẽ làm cho cơ thể phát triển không bình thường và phát sinh ra bệnh tật. Nếu ăn uống lâu ngày thiếu rau xanh ta thường thấy xuất hiện các triệu chứng như da khô, mắt mờ, quáng gà... do thiếu vitamin A; bệnh chảy máu chân răng, tay chân mỏi mệt, suy nhược do thiếu vitamin C; miệng lưỡi lở loét, viêm ngứa chủ yếu do thiếu vitamin PP; tê phù do thiếu 2 vitamin B (chủ yếu là B1)... Ngoài ra thiếu vitamin làm giảm sức dẻo dai, hiệu suất làm việc kém, dễ phát sinh nhiều bệnh tật, khi mắc bệnh chữa cũng lâu lành. Trong lao động, công tác, học tập sinh hoạt hàng ngày mỗi người đều cần một lượng vitamin nhất định, nhu cầu vitamin hàng ngày mỗi người cần 100mg C trong đó 90% lấy từ rau quả[1].

- Rau là nguồn cung cấp chất khoáng cho cơ thể:

Rau chứa các chất khoáng chủ yếu như Ca, P, Fe, là thành phần cấu tạo của xương và máu. Những chất khoáng có tác dụng trung hòa độ chua do dạ dày tiết ra khi tiêu hóa các loại thức ăn như thịt, các loại ngũ cốc[1].

- Rau là nguồn cung cấp các dinh dưỡng khác:

Rau cung cấp cho cơ thể các axit hữu cơ, các hợp chất thơm, các vi lượng, các xellulo (chất xơ) giúp cơ thể tiêu hoá thức ăn dễ dàng, phòng ngừa các bệnh về tim mạch áp huyết cao[1].

1.2.2. Giá trị về kinh tế

- Rau là mặt hàng xuất khẩu có giá trị và ý nghĩa chiến lược

Rau là cây trồng đem lại nhiều lợi nhuận góp phần phát triển kinh tế quốc dân đáng kể, ngoài ra rau còn là mặt hàng xuất khẩu có giá trị cao. Trong những năm gần đây thị trường xuất khẩu rau được mở rộng, năm 2001 tổng kim ngạch xuất khẩu của Việt Nam 329.972 ngàn USD. Các loại rau chính xuất khẩu của Việt Nam hiện nay là dưa chuột, cà chua, cà rốt, hành, ngô rau, đậu rau, ớt cay, nấm... trong đó dưa chuột và cà chua có nhiều triển vọng và chúng có thị trường xuất khẩu tương đối ổn định. Thị trường xuất khẩu rau chủ yếu của Việt Nam là Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản, Australia, Singapore, Hàn Quốc, Mỹ..và các nước châu Âu. Hàng năm lượng rau được xuất khẩu rất nhiều cả 3 dạng rau tươi và qua chế biến như rau đóng hộp, rau gia vị, rau muối...trong đó rau tươi là hơn trên 200.000 tấn/năm[2].

Thị trường	Tháng  3/2020 (Nghìn USD)	So với tháng 3/2019(%)	3 tháng 2020 (Nghìn USD)	So với 3 tháng năm 2019(%)	Tỷ trọng 3 tháng (%)
					Năm 2020	Năm 2019
Tổng	361.589	1.4	889,638	-5.2	100	100
Trung Quốc	228.297	-9,8	525,650	-22,7	59,1	72,4
Thái Lan	15.295	218,9	50,518	308,8	5,7	1,3
Hàn Quốc	14.423	14,3	41,599	33,0	4,7	3,3
Hoa Kỳ	13.338	8,6	35,825	12,8	4,0	3,4
Nhật Bản	14.489	27,3	35,588	26,0	4,0	3,0
Hà Lan	7.282	35,5	18,617	11,6	2,1	1,8
Đài Loan	6.306	79,2	15,299	97,3	1,7	0,8
Nga	6.264	193,6	14,443	220,1	1,6	0,5
Úc	4.493	43,9	13,538	42.5	1,5	1,0
Lào	3.296	77,8	13,047	190,7	1,5	0,5
Thị trường khác	48.107	4,0	125,468	11,8	14,1	12,0

Bảng 1.1:  Thị trường xuất khẩu rau tháng 3 và 3 tháng năm 2019/2020[2].

- Rau là nguyên liệu của ngành công nghiệp thực phẩm

Những loại rau được sử dụng trong công nghiệp chế biến xuất khẩu dưới dạng tươi, muối, làm tương, sấy khô, xay bột... công nghệ đồ hộp (dưa chuột, cà chua, ngô rau, măng tây, nấm...), công nghiệp bánh kẹo (bí xanh, cà rốt, khoai tây, cà chua...), công nghiệp sản xuất nước giải khát (cà chua, cà rốt...), công nghiệp chế biến thuốc dược liệu (tỏi, hành, rau gia vị), làm hương liệu (hạt ngò (hạt mùi), ớt, tiêu....). Đồng thời cũng là loại rau dự trữ được sử dụng trong nội địa[2].

Hình 1.2: Rau củ được đóng gói sau khi chế biến.

- Rau là nguồn thức ăn cho gia súc

Với chăn nuôi gia súc, gia cầm, rau giữ vai trò khá quan trọng: 1 đầu lợn tiêu thụ 1 ngày 2- 3kg rau, trong đó có 50 - 60% loại rau dùng cho người: rau muống, bắp cải, su hào, dền, mồng tơi, rau ngót, rau đậu, lang. Trung bình 9kg rau xanh thì cho 1 đơn vị thức ăn và 100g đạm tiêu hóa được. Rau thường chiếm 1/3 - 1/2 trong tổng số đơn vị thức ăn giành cho chăn nuôi, vậy muốn đưa chăn nuôi lên ngành sản xuất chính phải tính toán vấn đề sản xuất rau và các loại rau có giá trị dinh dưỡng cao[2].

 

Hình 1.3: Rau củ được băm nhỏ cho gia súc.

- Trồng rau sẽ phát huy thế mạnh của vùng, tăng thu nhập hơn so với một số loại cây trồng khác.

Cây rau dễ trồng, lại có thời gian sinh trưởng ngắn nhưng cho năng suất cao, có thể gieo trồng nhiều vụ trong năm, tận dụng được đất đai, thời tiết khí hậu, công lao động nông nhàn, quay vòng đồng vốn nhanh, có thể chuyển đổi cơ cấu cây trồng, mang lại lợi nhuận cao so với một số cây trồng khác cũng trồng trên chân đất ấy. Sản xuất rau là ngành mang lại hiệu quả kinh tế cao. Giá trị sản xuất 1 ha rau gấp 2 - 3lần một ha lúa. Từ 2003 đến nay, ngành nông nghiệp phấn đấu thu nhập 50 triệu/ha/năm, thì cây rau có thể thu được giá trị sản xuất 70-100 triêụ đồng/ha/năm. Tại vùng chuyên canh rau Hà Nội (2002-2004) theo mô hình trồng rau ngoài đồng 4 vụ thu nhập bình quân 76-83 triệu đồng/ha/năm, trong nhà lưới 124 -153 triệu là mức có thu nhập cao so với 26,8 triêụ/ha bình quân của ngành trồng trọt. Nông dân trồng rau có xu hướng tạo thu nhập cao hơn nông dân trồng cây khác vì năng suất và giá trị của cây rau cao hơn một cách đáng kể. Vì vậy đây là điều kiện thuận lợi để người nông dân đầu tư mở rộng diện tích trồng rau [2].

1.2.3. Giá trị làm thuốc

 Một số loại rau còn được sử dụng để làm thuốc, được truyền miệng từ đời này qua đời khác, đặc biệt cây tỏi được xem là dược liệu quý trong nền y học cổ truyền của nhiều nước như Ai Cập, Trung Quốc, Việt Nam... Dùng nhánh tỏi để chữa bệnh huyết 5 áp cao và bệnh thấp khớp. Một số loại rau có tính trừ sâu như xà lách, một số loại rau lại có giá trị cho giá trị thẩm mỹ như ớt đỏ, dưa leo, cà chua, mướp đắng...[2]

1.2.4. Ý nghĩa về mặt xã hội

Vị trí cây rau trong đời sống - xã hội ngày càng được coi trọng nên diện tích gieo trồng và sản lượng rau ngày càng tăng. Ngành sản xuất rau phát triển sẽ góp phần tăng thu nhập, sử dụng lao động hợp lý, mở rộng ngành nghề, giải quyết công ăn việc làm cho hàng ngàn người lao động ở các vùng nông thôn, ngoại thành và các lĩnh vực kinh doanh khác như marketting, chế biến và vận chuyển. Ngoài ra ngành sản xuất rau còn thúc đẩy các ngành khác trong nông nghiệp phát triển như cung cấp thức ăn cho chăn nuôi, nguyên liệu cho công nghiệp chế biến...

Chương 2:

TỔNG QUAN GIẢI PHÁP

Để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng, hiện nay không chỉ thị trường nước ngoài mà thị trường trong nước cũng rất cần như loại máy có thể chế biến được rau củ một cách đa năng. Chính vì lẽ đó nước ta cũng đã và đang phát minh ra những loại máy cắt rau củ đa năng để phục vụ cho mục đích đó[3].

2.1. Thị trường ngoài nước

Việc sử dụng cơ giới hóa trong sản xuất còn quá xa lạ với các nước phát triển.

 

a. Máy cắt BCM-3000

Hình 2.1: Máy cắt rau củ BCM-3000[4].

 

Giá thành sản phẩm: 8000 €( ~ 220.000.000 VNĐ)

Thông số kỹ thuật:

- Sản lượng: có thể lên tới 3000 kg/h

- Điện áp: 3 Ph / 400 V / 50 Hz / 11.5 A

- Công suất: 4.5 kW

- Kích thước: 2880 x 940 x 1570 mm

- Chiều dài băng tải: 275 mm

- Khối lượng: 580 kg, khi chưa lắp dao

- Xuất xứ : Li-băng( Lebanon)

Hình 2.2: Hệ thống băng tải của máy[4].

Ưu điểm:

- Năng suất cao.

- Ít tiêu hao sức lao động

- Đảm bảo an toàn lao động

- Phù hợp với quy mô sản xuất lớn

Khuyết điểm:

- Giá thành cao

- Nặng, cồng kềnh

b. Máy cắt J600

Hình 2.3: Mẫu máy J600[5].

Giá thành sản phẩm: 9.000.000 VNĐ

Thông số kỹ thuật:

- Sản lượng: từ 100-300 kg/h

- Công suất: 750 W

- Kích thước: 950 x 450 x 850 mm

- Khối lượng: 85 kg

- Xuất xứ: Trung Quốc

Ưu điểm:

- Giá thành rẻ so với mặt bằng chung

- Ít tiêu hao sức lao động

Nhược điểm:

- Có tuổi thọ sử dụng thấp

- Sản lượng cắt thấp so với công suất

- Chỉ cắt nhuyễn

- Khó vệ sinh, sửa chữa

2.2. Thị trường trong nước

Hiện tại ở nước ta với đội ngũ trí thức dồi dào, ngành kỹ thuật phát triển cao, nhiều kỹ sư và đặc biệt là những người nông dân những người trực tiếp tham gia vào quá trình sản xuất đã sáng chế ra nhiều loại máy cắt rau, củ, quả.Với kiểu dạng đẹp, kết cấu đơn giản, giá thành phải chăng, các máy cắt rau, củ, quả đã được thị trường tiêu dùng ưa chuộng, không chỉ các nhà hàng, khách sạn, xưởng chế biến thực phẩm mà còn được ứng dụng ở các hộ gia đình, hộ chăn nuôi, trồng trọt. Góp phần làm giảm đáng kể sức lao đông, nâng cao năng suất, mang lại hiệu quả kinh tế cao cho người nông dân. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều mặt hạn chế như: số lượng vẫn còn chưa nhiều, mẫu mã chưa được đa dạng và ít sự lựa chọn,…

Hình 2.4: Máy thái lát gừng, củ quả 3A[6].

Giá thành sản phẩm: 6.000.000 VNĐ

Thông số kỹ thuật chính của Máy thái lát gừng, củ quả 3A

- Sản lượng: 40 kg/h

- Điện áp: 220 V

- Công suất: 1.5 kW

- Kích thước: 53 x 43 x 86 mm

- Độ dày dao thái được: 1-3 mm

- Khối lượng: 42 kg

Nguyên lý hoạt động:

Chuyển động của đĩa cắt 6 được thực hiện bằng động cơ điện  thông qua bộ truyền động đai. Puly lớn trong bộ truyền động đai được gắn vào một đầu của trục truyền ,trục truyền được đặt trên ổ lăn . Dao được gắn cố định trên đĩa cắt, quá trình cắt được thực hiên nhờ dao, thông qua chuyển động quay tròn của đĩa cắt.

Ưu điểm:

- Máy hoạt động liên tục

- Tiếng ồn nhỏ

- Kích thước thái có thể điều chỉnh với độ dày từ 1-3mm

- Mặt cắt sản phẩm nhẵn, đều

- Thiết kế đơn giản nên rất dễ dàng vệ sinh.

Khuyết điểm:

- Phạm vi sử dụng chỉ dùng để cắt lát.

2.3. Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay nền kinh tế nước ta đang bước vào giao đoạn hội nhập và có những bước phát triển đáng kể, hòa nhập với thành công chung của nền kinh tế thì ngành công nghiệp chế biến thực phẩm cũng đang dần phát triển theo hướng công nghiệp và hiện hóa. Theo quyết định số 25/CT-TTg ngày 04 tháng 6 năm 2020 đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt về một số nhiệm vụ, giải pháp phát triển công nghiệp chế biến nông lâm thủy sản và cơ giới hóa sản xuất nông nghiệp có nêu rõ[7].

Nông nghiệp, nông thôn luôn có vị trí chiến lược lâu dài và là nhiệm vụ được ưu tiên hàng đầu trong sự nghiệp phát triển kinh tế - xã hội của đất nước ta. Ngành nông nghiệp có vai trò quan trọng cho sự tăng trưởng, phát triển kinh tế và ổn định đời sống, an sinh xã hội. Trong thành công chung của toàn ngành nông nghiệp có sự đóng góp to lớn của lĩnh vực công nghiệp chế biến, bảo quản nông lâm thủy sản (sau đây gọi tắt là nông sản) và cơ giới hóa nông nghiệp[7].

Công nghiệp chế biến và bảo quản nông sản thực sự có tiến bộ lớn và thu hút được sự quan tâm đầu tư của các doanh nghiệp trong và ngoài nước, góp phần đáng kể vào nâng cao giá trị gia tăng cho nông sản, tiêu thụ đầu ra cho sản xuất nông nghiệp. Hiện nay, cả nước đã hình thành và phát triển hệ thống công nghiệp chế biến, bảo quản nông sản với trên 7.500 cơ sở quy mô lớn và hàng vạn cơ sở chế biến nông sản nhỏ, lẻ. Tỷ lệ nông sản chế biến xuất khẩu chiếm tới 45% tổng kim ngạch xuất khẩu nông sản; tăng trưởng xuất khẩu một số mặt hàng nông sản đạt kết quả khả quan, như: Thủy sản đạt 6,6%/năm, rau quả đạt 15,1%/năm, điều nhân đạt 5,0%/năm, gạo đạt 8,9%/năm, cao su đạt 11,3%/năm, sản phẩm gỗ đạt 14,9%/năm[7].

Mặc dù trong thời gian qua cơ giới hóa nông nghiệp và công nghiệp chế biến nông sản đạt được những thành tựu đáng kể, tuy nhiên, sự phát triển vẫn chưa tương xứng với tiềm năng vốn có của ngành nông nghiệp và thế mạnh của nhiều địa phương. Mức độ cơ giới hóa trong sản xuất nông nghiệp ở một số khâu còn thấp; công nghiệp phụ trợ chưa phát triển khiến giá vật tư, trang thiết bị cao do phải nhập khẩu. Sản phẩm chế biến nông sản chủ yếu vẫn là sơ chế nên giá trị gia tăng thấp (chiếm tới 70 - 80%), chủng loại chưa phong phú; các nông sản xuất khẩu chủ yếu vẫn là xuất thô, sơ chế, tỷ lệ chế biến sâu chỉ đạt khoảng 30%; nhiều doanh nghiệp chưa chủ động được nguồn cung nguyên liệu đảm bảo về số lượng, chất lượng; trình độ công nghệ chế biến nông sản nhìn chung đạt ở mức độ trung bình trên thế giới. Hệ thống Logistics phục vụ nông nghiệp mới phát triển nên còn nhiều hạn chế, chi phí còn cao. Lao động được đào tạo còn ít nên việc đáp ứng nhu cầu phát triển công nghiệp chế biến nông sản và cơ giới hóa trong nông nghiệp chưa cao[7].

Từ đó có thể thấy mục tiêu phát triển ngành công nghiệp chế biên nông lâm thủy sản nước ta đang nhận được sự quan tâm của chỉnh phủ cũng như đang được đầu tư phát triển mạnh. Tuy nhiên vẫn tồn tại nhiều khó khăn cũng như là thách thức, cụ thể như: Tác động của biến đổi khí hậu; dịch bệnh trên cây trồng và vật nuôi xuất hiện thường xuyên và đặc biệt là đại dịch COVID-19 đang diễn biến phức tạp làm đảo lộn kinh tế toàn cầu, ảnh hưởng đến phát triển sản xuất, gián đoạn việc cung ứng hàng hóa nông sản, tác động trực tiếp đến sự phát triển của ngành công nghiệp chế biến thực phẩm[7].

Nắm bắt được xu thế cũng như những hạn chế mà ngành công nghiệp chế biến thực phẩm đang gặp phải. Chúng em xin đề xuất đề tài “ Hệ thống cắt thực phẩm đa năng”. Từ việc chọn các giải pháp tác giả thiết kế, chế tạo đưa ra một sản phẩm thực tế có thể góp phần nhỏ vào sự phát triển của ngành công nghệp chế biến nông lâm thủy sản. Đề tài mag tính thực tế cao, phù hợp với cả quy mô lớn lẫn nhỏ và xu hướng cơ giới hóa nông nghiệp.

Chương 3:

PHƯƠNG ÁN GIẢI QUYẾT

3.1. Mục tiêu thiết kế

-      Chế tạo được hệ thống cắt rau củ tự động đáp ứng được nhu cầu của ngành chế biến nông sản của nước ta.

-      Máy phải đạt được năng suất cần thiết 400 – 500 kg/giờ

-      Máy cắt được nông sản có chiều cao 50mm.

-      Cắt được nhiều loại nông sản.

-      Điều chỉnh được khoảng cách cắt từ 2 - 10mm.

-      Máy sử dụng nguồn điện 220V AC.

-      Đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm theo tiêu chuẩn của Việt Nam và quốc tế.

-      Sản phẩm có thời gian phục vụ lâu dài, thay thế, mua mới linh kiện được sản suất trong nước.

-      Kết cấu máy đơn giản, bền vững, có tính thẩm mỹ.

3.2. Phân tích chức năng nhiệm vụ thiết kế

Hình 3.1: Chức năng hệ thống

3.3. Các thành phần cấu thành máy

3.3.1. Bộ phận cấp liệu

-      Là bộ phận trực tiếp đưa sản phầm (rau, củ) vào máy.

-      Tạo điểm tựa, góc nghiêng cho rau củ khi đưa vào bộ phận cắt, đảm bảo có thể cắt được.

-      Đảm bảo độ cứng vững, ồn định khi máy hoạt động.

3.3.2. Bộ phận cắt:

-      Nơi trực tiếp cắt thành sản phẩm.

-      Chứa lưỡi chấn, lưỡi cắt lát.

-      Đảm bảo cắt đều, không dập nát.

3.3.3. Bộ phận thu sản phẩm :

-      Thoát sản phẩm sau khi cắt.

-      Không cho sản phẩm không bị giữ lại trong buồng cắt.

3.4. Phương án thiết kế

3.4.1. Bộ phận cấp liệu

Hình 3.2: Băng tải

Cấp liệu bằng băng tải

Nguyên lý làm việc: Rau củ được đưa lên băng chuyền, rau củ sẽ được tải đến dao cắt.

Ưu điểm:

• Cắt theo chu kỳ của bang tải.
• Cần ít nhân lực.
• Năng suất cao.
• Qúa trình cắt không bị giám đoạn.
• Đảm bảo an toàn cho người lao động.

Khuyết điểm:

• Chi phí cao
• Kết cấu phức tạp

-      Cấp liệu bằng tay

Nguyên lý làm việc: Rau củ được đưa vào cơ cấu cắt bằng tay, có thể thông qua một cái ống để đẩy nguyên liệu chạm vào lưỡi cắt.

Ưu điểm:

• Kết cấu đơn giản
• Dễ sử dụng

Khuyết điểm:

• Quá trình cắt bị gián đoạn.
• Không đảm bảo an toàn cho người sủ dụng.
• Năng suất thấp.

3.4.2. Bộ phận cắt

Hình 3.3: Lưỡi cắt tịnh tiến

Sử dụng lưỡi cắt tịnh tiến theo chiều dọc

Nguyên lý hoạt động: Bộ phận cắt dùng nguyên lý tay quay thanh truyền để biến chuyển động tròn từ động cơ thành chuyển động tịnh tiến của dao cắt.

Uư điểm:

• Thời gian từng lát cách không phụ thuộc vào tốc độ của động cơ mà phụ thuộc vào vận tốc của băng tải. Do đó có thệ tùy chỉnh khoảng cách giữa từng lần cắt.
• Một lần cắt được nhiều sản phẩm.
• Lát cắt đều, không bị nát.

Khuyết điểm:

• Khó có thể thái mỏng dưới 1mm.
• Không có khả năng cắt sợi.
• Kết cấu phức tạp

-     

Hình 3.4: Lười cắt xoay

Sử dụng lưỡi cắt gắn trực tiếp trên mâm xoay

Nguyên lý làm việc: Lưởi cắt được gắn trên trục xoay, khi dao xoay sẽ cắt nguyên liệu được đưa vào từ một vị trí nhất định.

Uư điểm:

• Qúa trình cắt liên tục.
• Dễ sử dụng.

Khuyết điểm:

• Chi phí cao.
• Khó mài lưỡi cắt.
• Một lần cắt ít sản phầm

 

-      Sử dụng lưỡi cắt điều chỉnh độ dày bằng nêm.

Nguyên lý làm việc: Sử dụng miếng nêm có độ dày khác nhau theo yêu cầu của lát cắt. Vi dụ: muốn cắt khoảng cách 1 mm thì gắn miếng nêm có độ dày 1mm.

Ưu điểm:

• Kết cấu đơn giản..
• Chi phí gai công thấp.
• Dễ sử dụng.

Khuyết điểm:

• Chỉ cắt được khoảng cách theo bề dày miếng nêm.
• Lưỡi dao khó đẩm bảo chắc chắn.

3.4.3. Bộ phận thoát

Sử dụng phương pháp thoát trực tiếp từ buồng máy bộ phận cắt.

3.5. Chọn phương án thiết kế

Từ những phương án kể trên, rút ra được bảng phân tích cách phương án:

Bàng 3.1: Phân tích các phương án thiết kế

Chỉ tiêu so sánh	Bộ phận cấp liệu		Bộ phận cắt			Bộ phận thoát
	Băng tải	Bằng tay	Lưỡi cắt tịnh tiến	Lưởi cắt gắn trực tiếp trên mâm xoay	Lưỡi cắt điều chỉnh bằng nêm	Thoát trực tiếp
Cấu tạo	Phức tạp	Không có	Phức tạp	Phức tạp	Đơn giản	Không có
Năng suất	Cao	Thấp	Cao	Thấp	Thấp
Chi phí vận hành	Thấp	Cao	Trung bình	Thấp	Trung bình	Thấp
Độ tự động	Cao	Thấp	Cao	Cao	Tháp	Thấp
Bảo trì	Phức tạp	Không có	Đơn giản	Đơn giản	Đơn giản	Không có

Căn cứ vào bảng 3.1 và dựa vảo mục tiêu thiết kế. ta rút ra phương án thiết kế chung của máy:

-      Bộ phận cấp liệu: Sử dụng băng tải.

-      Bộ phận cắt: Sử dụng phương pháp cắt tịnh tiến.

-      Bộ phận thoát: Thoát trực tiếp.

Mục đích của đồ án này là nguyên cứu thiết kế máy cắt rau củ có năng suất lớn phục vụ trong những cơ sở chế biến nông sản nên ưu tiên những phương pháp có năng suất cao.

Chương 4:

QUY TRÌNH THIẾT KẾ

4.1. Sơ đồ động

Hình 4.1: Sơ đồ động của máy

Chú thích:

1. Động cơ
2. Khớp nối cứng
3. Tay quay
4. Thanh truyền
5. Dao cắt
6. Hộp giảm tốc trục vít
   

4.2. Tính sản lượng cắt

          Máy có sản lượng cắt khoản 500 kg/giờ.

          Lấy cà rốt làm ví dụ:

Nặng trung bình 60gam, dài khoảng 15cm [8]

Vậy : 500Kg/60g = 8333 củ

Nếu như 1 lần cắt mỏng 25mm.

Vậy để cắt hết 1 củ cần cắt 6 lần

Mà 1 lần cắt 6 củ

==> Trong 1 giờ phải cắt  8333 lần.

ó Vận tốc cắt khoản 2.3 lần cắt/giây.

Mà dao cắt hoạt động trên nguyên lý trục khuỷu thanh truyền nên 1 lần lên xuống của dao là 1 vòng xoay của trục khuỷu.

Vận tốc cần thiết củ trục khuỷu là 2,3 vòng/s = 138 vòng /phút

4.3. Tính dao cắt

4.3.1. Phân tích lực cắt cần thiết trên từng loại thực phẩm

Để biết được góc cắt tối ưu của dao và lực cần thiết để cắt thực phẩm, nhóm em dựa vào bài nghiêm cứu: “Effects of knife edge angle and speed on peak force and specific energy when cutting vegetables of diverse texture” [9] để tìm ra số liệu cần thiết

Hình 4.2: Góc cắt của dao

 

......