ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY CỘT BÚP THANH LONG CHẠY ĐIỆN

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

1.1  Tính cấp thiết của đề tài

Thanh long được người Pháp đem trồng ở Việt Nam trên 100 năm nay, nhưng mới được đưa lên thành hàng hóa từ thập niên 1980. Lúc đó do mình chúng ta chưa đầu tư nhiều về những giá trị dinh dưỡng và cách chăm sóc chúng.Ngày nay, Việt Nam hiện nay là nước duy nhất ờ Đông Nam Á có trồng thanh long tương đối tập trung trên quy mô thương mại với diện tích lớn, tập trung tại Bình Thuận, Long An, Tiền Giang, TPHCM, Khánh Hòa và rãi rác ở một số nơi khác. Nông dân Việt Nam với sự cần cù sáng tạo đã đưa trái thanh long lên mặt hàng xuất khẩu làm nhiều người ngoại quốc ngạc nhiên, nhưng tuy nhiên hiện nay hiện tượng búp thanh long bị thối mà những người nông dân đã mô tả, cũng được thấy ở những vườn thanh long khác tại các tỉnh nói trên, nhất là vào mùa mưa hoặc thời gian có sương mù trong năm.

Bệnh thường xuất hiện ở giai đoạn cây ra nụ, sau khi hoa nở và ở giai đoạn quả non. Triệu chứng ban đầu là nụ hoặc quả có vết bị thối nhũn, có bọt khí nổi trên bề mặt,vết bệnh.

Hình 1. 1 – Hiện tượng thanh long bị thối trong giai đoạn ra hoa

Trong thời gian ra hoa, khi trời chuyển mưa, thông thường thì những người nông dân thường hay dùng những sợ dây chun để buộc lại, nhưng nếu nhà đó có 3000 trụ mỗi trụ có 10 nụ chẳn hạn và  trời bắt đầu chuyển mưa lúc4,5 giờ, như vậy nếu người nông dân đó dùng cách buộc như vậy thì đến 6,7 giờ làm sao thấy đường mà buộc, lúc đó những búp thanh long còn lại sẽ bị thối và hư hết. Từ ý tưởng ban đầu để giúp những búp thanh long khi trời bắt đầu chuyển mưa thì người ta dùng những sợ dây chun để buộc. Nhóm chúng em cùng nghiên cứu, chế tạo ra một loại cơ cấu đơn giản sử dụng mô tơ điện 12v trong các loại đồ chơi của trẻ em làm động cơ chính cho cơ cấu cột búp thanh long bằng chỉ gọn, nhẹ, đơn giản, dễ tìm, để giúp cho những người nông dân đơn giản hóa hơn trong việc phòng chống bệnh để những búp thanh long tươi, khỏe  vượt qua được thời tiết và cuối cùng có một mùa bội thu.

Hình1. 1- Thanh long trong thời gian ra hoa

1.2  Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu và chế tạo ra những cơ cấu cột búp thanh long chạy bằng động cơ điện để cột những búp thanh long. Qua quá trình nghiên cứu, chúng em vận dụng các kiến thức đã học để tìm hiểu và chế tạo loại cơ cấu cột búp thanh long này. Từ đó chúng em mong muốn sau này trở thành nhà phát minh chế tạo ra những cơ cấu cột đơn giản và gọn hơn và chứa được chỉ lớn hơn, có tầm cở để không những góp phần giảm thiểu ô nhiễm do dùng dây chun mà còn đáp ứng sự phát triển khoa học – kỹ thuật của nước nhà.

1.3  Nội dung của sãn phẩm

    Nguyên liệu làm sãn phẩm:

o   Võ ngoài cơ cấu cột búp thanh long: làm bằng nhựa PLA và in 3D ra

o   Động cơ máy: mô tơ điện trong súng đồ chơi

o   Trục của cơ cấu: Từ thanh nhôm của móc đồ

o   Khớp nối giữa mô tơ và trục là đầu kẹp mũi khoan 2mm x 3mm làm bằng đồng thau

o   Một nút nhấn

o   Pin 9v

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

         Búp của cây thanh long và cơ cấu để thực hiện việc cột búp

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu

      Búp của cây thanh long và cơ cấu để thực hiện công việc cột búp

         1.4.2 Phạm vi nghiên cứu

              Trong những vùng chuyên trồng thanh long ở nước ta.

1.5 Phương pháp nghiên cứu

1.5.1 Cơ sở phương pháp luận

Từ việc dùng tay lấy từng cộng dây chun để buộc những búp thanh long. Từ đó chúng em đưa ra các phương pháp, nguyên lý để hình thành nên cơ cấu giúp giải quyết được các vấn đề đó.

1.5.2 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể

Phương pháp khảo sát thực tế: Tìm hiểu thực tế về công việc cột búp thanh long tủ công và nhu cầu về một cơ cấu nhỏ gọn thay thế việc cột thủ công đó. Tìm hiểu, đặt ra câu hỏi trên thị trường lúc này có cơ cấu tương tự như thế này hay chưa và năng suất lao động của người nông dân khi cột theo phương pháp truyền thống thủ công này.

Phương pháp thu thập dữ liệu: Lấy số liệu thực tế về năng suất làm việc của người lao động theo phương pháp truyền thống, cũ kĩ. Từ đó so sánh thời gian cột bằng cơ cấu thay vì cột từng cộng.

Phương pháp phân tích đánh giá: Dựa vào dữ liệu ở trên, tham khảo ý kiến của người lao động, thầy cô để phân tích và đánh giá nhu cầu trong việc chế tạo một cơ cấu có thể thay thế con người những việc đó để tăng năng suất tiết kiệm được nhiều thời gian và tránh ô nhiễm môi trường. Từ đó đưa ra quy trình để hoàn thiện đồ án một cách hoàn thiện nhất.

Phương pháp tổng hợp: Sau khi đã có đầy đủ thông tin, số liệu cần thiết và những gì được chứng kiến trong thực tế kết hợp với kiến thức chuyên ngành và những tài liệu trên các kênh sáng tạo, chúng em đưa ra những nhận xét, đánh giá khách quan để từ đó đề xuất công việc và thời gian hợp lý để có thể cột búp thanh long và chế tạo thành công cơ cấu mini nhỏ gọn chi phí rẽ, năng suất cao.

Phương pháp mô hình hóa: Là mục tiêu chính của đề tài, tạo cho chúng em có cơ hội để ôn lại những kiến thức đã được học và những gì đã được thấy để làm ra sãn phẩm thực tế.

1.6 Kết cấu ĐATN

Đồ án tốt nghiệp của nhóm chúng em gồm có 3 chương:

Chương 1: Tổng quan giới thiệu về đề tài

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 3: Phương hướng và cách giải quyết

CHƯƠNG 2,3

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

 PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁCH GIẢI QUYẾT

2.1 Kế hoạch thực hiện

2.2 Đưa ra những lý thuyết

     Khi được giao đề tài đồ án “Cơ cấu cột búp thanh long ” Hai đứa em cùng nhau tìm hiểu nguyên lý của súng bắn dây chun, từ đó dựa vào cốt lỗi của súng bắn dây chun để hình thành nên nguyên lý cho cơ cấu.

     Vẽ ra sơ đồ nguyên lý trước

Sơ đồ 1. 1

Thiết kế bản vẽ và hình thành nguyên lý

Hình1. 2 Nguyên lý 1

• Nguyên lý hoạt động:

Nguyên lý hoạt động: những sợ dây chun sẽ được để sẵn vào thân hộp số (4), và mỗi lần nhấn nút số(1) lò xo sẽ nén lại thì dây chun sẽ lần lượt móc lên những răng số(5), thả nút nhấn số 5 lò xo sẽ trả về. Mỗi lần nhấn như vậy dây chun lần lượt móc và bước lên từng bậc số (5),cho đến bậc cuối cùng. sau đó sẽ bị bun ra và cột vào những búp thanh long nhờ thân côn số (6)

     Ưu điểm:

Thao tác đơn giản.

Thay thế con người trong quá trình cột.

Rút ngắn được thời gian.

Ai cũng có thể thực hiện được.

     Nhượt điểm:

Dây chun bỏ không được nhiều do đó không đạt năng suất.

Bỏ nhiều sợ dây chun sẽ vướn, dây này chồng chép lên dây kia làm cho  thun không thể nhận biết được các răng

Dây chung nhiều một phần không tốt cho môi trường.

ð  Thấy được về tính hiệu quả về năng suất và thời gian không đảm bảo. Chúng em quyết định thay đổi nguyên lý. Lần này mỗi đứa đều đưa ra cho mình một ý tưởng. Ý tưởng của em là dùng một động cơ truyền động trực tiếp qua trục, đầu trục mắc vào một vật liệu gì đó để quấn búp thanh long. Còn ý tưởng của bạn là dùng một bộ ly hợp để truyền động gián tiếp qua cò súng, đầu trục cũng tương tự như nguyên lý của em. Cuối cùng tụi em đi duyệt, Thầy và tụi em quyết định thống nhất chọn nguyên lý của bạn vì nó có tính sáng tạo,hay.

Sửa đổi và vẽ lại sơ đồ nguyên lý

• Nguyên lý hoạt động:

 Nguyên lý hoạt động của cơ cấu cột búp thanh long cũng như các thiết bị cầm tay khác trên thị trường như máy khoan điện cầm tay, súng..cơ cấu hoạt động chủ yếu dựa vào các thành phần, bộ phận cấu tạo bên trong của cơ cấu. Khi bắt đầu khởi động cơ cấu, đầu tiên ta bật công tắc, khi đó điện tạo ra vòng điện một chiều làm cho động cơ quay, khi động cơ quay sẽ truyền động qua bộ phận truyền động (côn ngoài) quay theo, và muốn cho côn ngoài truyền động cho côn trong được thì bắt buộc trên trục của côn ngoài phải có rãnh then để trượt dọc theo nó, côn ngoài trượt được qua lại nhờ một bộ phận gọi là cò súng, khi đó trục gắn với côn trong sẽ quay theo. Cơ cấu sẽ thực hiện thao tác quay xung quanh (ở đây là búp thanh long).

Hình1. 3 Nguyên lý 2

2.2.1 Phương hướng và cách giải quyết

           Tiến hành:

Đầu tiên: phải có hộp súng, chúng em dựng lên 3D, chỉnh sửa một khoãng thời gian khá lâu, rồi võ ngoài của cơ cấu đã hoàn thành.

Một số hình ảnh võ ngoài của cơ cấu sau khi đã vẽ và in 3D

hinh1. 4 Võ hộp dưới

hinh1. 5 – Võ hộp trên và nắp hộp trên

            Sau đó tiến hành tiện bộ phận chính( bộ phận quan trọng): lựa chọn vật liệu là đồng thau vừa nhẹ mềm và dễ ma sát:

Một số hình ảnh bộ phận chính của cơ cấu sau khi đã gia công và cắt dây trên máy CNC

Hình1. 6  - Trục then và ly hợp côn ngoài

Hình1. 7 – Ly hợp côn trong

Sau đó tận dụng những vật liệu có sẵn trong nhà và mua thêm một số chi tiết tiêu chuẩn có      ngoài thị trường như: mô tơ điện, công tắc điều khiển, chỉ, bạc đạn,lò xo,…

            Tiến hành lắp cụm và hoàn thiện cơ cấu:

 Hình ảnh cụm quan trọng sau khi lắp.

Hình1. 8 – Cụm quan trọng

Hình1. 9 – Sản phẩm sau khi lắp hoàn chỉnh

Nhận xét: Sau một khoảng thời gian tìm hiểu và thiết kế lắp ra sãn phẩm thì nhận thầy rằng:

     Ưu điểm: chỉ khi cho vào hộp sẽ không bị đứt do vướng phải những gai của thân thanh long làm đứt chỉ trong quá trình cột.

     Nhượt điểm: khi dùng ly hợp cho nó truyền động mỗi lần nhấn cò thì độ đồng tâm truyền từ động cơ tới ly hợp không được đãm bảo, do đó hai ly hợp côn tác động sẽ ma sát sinh ra nhiệt đồng thời sẽ quay liên tục cho mỗi lần nhấp cò. Và về năng suất thì mỗi lần nhấp sẽ có lần ăn có lần không sẽ không có. Cái đó là chưa có mắc chỉ vào.

Qua đó chúng em thay đổi bộ phận cơ cấu bên trong theo cách ban đầu là truyền động trực tiếp qua trục.

 Thay đổi bộ phận cơ cấu và vẽ lại sơ đồ nguyên lý chính

Sơ đồ 1. 3

Chọn lại cơ cấu bên trong. Em tìm hiểu trên các channel sáng tạo và đi mua đầu kẹp mũi khoan thay thế truyền động trực tiếp qua trục.

• Nguyên lý hoạt động:

Nguyên lý hoạt động: Chỉ từ cuộn chỉ số (4) được mắc vào thân của súng và mắc ở đầu trục xoay số (8). Khi nhấn nút nhấn số(11), sẽ làm cho động cơ mô tơ số(3) có điện thông qua các dây điện số (2),  động cơ quay sẽ làm cho đầu kẹp mũi khoan quay theo(9,10), và truyền động làm cho trục số( 7) được giữ bởi các bạc đạn số (6,8) quay, trục số (7) quay sẽ làm cho chỉ tuôn ra và quấn xung quanh búp thanh long, số vòng nhiều hay ít tùy thuộc vào tay nghề của người công nhân thực hiện.

Hình1. 10 Nguyên lý 3

2.2.2 Phương hướng và cách giải quyết:

hinh1. 11 – Bộ đầu kẹp mũi khoan 2-3.5mm

            Tiến hành lắp cụm và hoàn thiện cơ cấu:

 Hình ảnh cụm quan trọng sau khi lắp.

     Ưu điểm:

Thao tác đơn giản.

Chỉ được bỏ trong hộp súng không bị đứt trong quá trình làm việc.

Sử dụng nút nhấn và đầu kẹp mũi khoan sẽ rất đơn giản trong việc nối trục    và trong việc thực hiện việc cột góp phần tăng năng suất.

Thay thế con người trong quá trình cột.

Rút ngắn thời gian.

Ai cũng có thể thực hiện được.`

     Nhượt điểm:

Vẫn chưa tìm ra được cách cắt nhanh hơn.

Nhận xét: Sau một khoảng thời gian tìm hiểu và thiết kế lắp ra sãn phẩm hoàn chỉnh thì nhận thầy rằng:

vMắc chỉ theo cách như theo nguyên lý trên thì mỗi lần nhấn nút nhấn thì động cơ quay nhưng đồng thời chỉ quay theo và quấn trục mà không quấn được vât( búp thanh long), cho nên Thầy và chúng em mới tìm cách làm cho trục quay nhưng mà chổ đầu trục quay lồng không. thế nên chúng em dùng mỏ hàn chì hàn ổ lăn lại cho một trong hai vòng của ổ lăn phải có một vòng đứng yên một vòng quay nhưng cũng bị rối chỉ. Do đó chúng em nghĩ muốn quấn thì lấy cuộn chỉ quấn chỉ cần trả ngược chỉ lại là nó quấn. Chúng em đưa ra sơ đồ nguyên lý:3

Sơ đồ 1. 4

2.2.3 Phương hướng và cách giải quyết

Hình1. 14 – cơ cấu sau khi thay đổi

Qua những việc trên thì chúng em đã nhất trí chọn nguyên lý (hinh1. 9 ) để thiết kế và hoàn thiện đồ án.

2.3 Nhận xét chung

      Về kỹ thuật:

      + Dễ làm, dễ thực hiện, có thể cột búp thanh long ở vị trí khó.

      + Kết cấu cơ cấu phù hợp, thuận tiện cho việc sử dụng, có tính linh hoạt, tốc độ máy chạy nhanh, vừa phải.

      + Giúp chúng em vận dụng các kiến thức chuyên môn giải quyết tình hình thực tế trong đời sống hằng ngày.

      + Hình dáng cơ cấu nhỏ, gọn, dể dàng thực hiện.

      Về kinh tế:

      + Tận dụng được những vật liệu từ thực tế tạo ra được sãn phẩm phù hợp với ý tưởng và mục đích của học sinh.

      + Nếu muốn sử dụng cho nhiều búp thì phải thiết kế lại nơi chứa chỉ.

      Về xã hội:

      +Giáo dục chúng em có ý thức bảo vệ môi trường, vận dụng những kiến thức đã học để thực hiện những ý tưởng và niềm đam mê sáng tạo khoa học.

Những khó khăn trong quá trình làm sãn phẩm:

      + Phải biết phần mềm 3D để thiết kế võ ngoài của cơ cấu.

      + Trục phải thẳng, cứng đảm bảo độ đồng tâm từ đầu kẹp mũi khoan qua 2 ổ bi.

Những kiến thức vận dụng:

      +Kiến thức toán học: xem xét độ đồng tâm từ mô tơ cho đến trục quay.

      + Kiến thức công nghệ: có kỹ thuật gắn, lắp mô hình, sắp xếp bố cục trong cơ cấu sao cho khoa học, thuân tiện, trang trí để hoàn thiện cơ cấu

MỤC LỤC

                                                                                                                               Trang

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN                                                                                                   i

LỜI CAM KẾT                                                                                                           ii

LỜI CẢM ƠN                                                                                                             iii

LỜI NÓI ĐẦU                                                                                                            iv

CHƯƠNG 1                                                                                                                1

1.1            Tính cấp thiết của đề tài                                                                                 1                                                                                                                       

1.2            Mục tiêu nghiên cứu của đề tài                                                                      2

1.3            Nội dung của sãn phẩm                                                                                  2

1.4            Đối tượng và phạm vi nghiên cứu                                                                  3

            1.4.1 Đối tượng nghiên cứu                                                 

            1.4.2 Phạm vi nghiên cứu

1.5            Phương pháp nghiên cứu

            1.5.1Cơ sở phương pháp luận

            1.5.2 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể

1.6    Kết cấu ĐATN              

CHƯƠNG 2,3 CƠ SỠ LÝ THUYẾT                                                                                                                                                                                                      

 & PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁCH GIẢI QUYẾT

2.1 Kế hoạch thực hiện

2.2 Đưa ra những lý thuyết                                                                                         6

            2.2.1 phương hướng và cách giải quyết cho nguyên lý 1

            2.2.2 phương hướng và cách giải quyết cho nguyên lý 2

            2.2.3 Phương hướng và cách giải quyết cho nguyên lý 3

2.3 Nhận xét chung về quá trình tìm hiểu ,nghiên cứu, và lắp ráp                             17