TRƯỜNG ĐH PHẠM VĂN ĐỒNG        CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ                     Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

                         *******                                                                

NHIỆM VỤ

THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Ngành:           Công nghệ Kỹ thuật Cơ khí

1. Tên đề tài: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GỌT VỎ DỨA THƠM KHÓM 

2. Các số liệu ban đầu:

Nguyên liệu: quả dứa

Năng suất: 30 trái/phút

3. Nội dung các phần thuyết minh:

-    Tổng quan

-    Phân tích các phương án và lựa chọn phương án

-    Tính toán động lực học

-    Điều khiển máy

-    Thực hiện mô hình

4. Các bản vẽ và đồ thị:

-         Bản vẽ các phương án                                                        1A₀

-         Bản vẽ sơ đồ động                                                             1A₀

          -         Bản vẽ tổng thể                                                                   1A₀

-         Bản vẽ khung sườn                                                             1A₀

-         Bản vẽ trình tự hoạt động                                                    1A₀

-         Bản vẽ sơ đồ điều khiển                                                      1A₀

 

5. Mô hình: có mô hình

6. Giảng viên hướng dẫn:

7. Thời gian thực hiện:

- Ngày giao nhiệm vụ:                    /08/2017

- Ngày hoàn thành nhiệm vụ:       /11/2017

 

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU.. iv

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ.. v

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU.. viii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU THƯỜNG SỬ DỤNG.. ix

MỞ ĐẦU.. 1

1. Lý do lựa chọn đề tài1

2. Mục đích thực hiện đề tài1

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. 1

4. Phương pháp nghiên cứu. 1

5. Ý nghĩa của đề tài2

6. Cấu trúc của đồ án. 2

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN.. 3

1.1Giới thiệu về trái dứa (khóm, thơm)3

1.1.1 Đặc tính của cây dứa. 4

1.1.2 Một số loại dứa được trồng ở Việt Nam:4

1.1.3 Giá trị dinh dưỡng của trái dứa. 6

1.1.4 Sản phẩm từ quả dứa. 10

1.1.5Tình hình sản xuất dứa ở Việt Nam và trên thế giới11

1.2. Giới thiệu một số máy chế biến sản phẩm dứa. 12

1.2.1 Một số máy chế biến dứa. 12

1.2.2 Yêu cầu của máy:14

1.2.3 Cơ cấu làm việc của máy:14

1.3Yêu cầu của trái dứa làm nguyên liệu chế biến:14

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN.. 15

2.1. Phân tích các hoạt động của hệ thống. 15

2. 2. Các yêu cầu khi thiết kế hệ thống. 15

2.3. Các phương án thiết kế và lựa chọn phương án thiết kế. 15

2.3.1. Phương án thiết kế máy. 15

2.3.2. Phương án thiết kế dao. 19

2.3.3. Lựa chọn phương án. 22

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC.. 23

3.1 Thiết kế động học máy. 23

3.1.1 Kích thước sơ bộ của hệ thống. 24

3.1.2 Tính toán khoảng cách sơ bộ của các dao cắt25

3.1.3. Tính vận tốc của các xylanh. 26

3. 2. Tính toán lựa chọn xilanh:26
4. 2.1. Xilanh cắt cuốn. 26
5. 2.2. Xilanh cắt vỏ. 28
6. 2.3. Xilanh cắt lõi29

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ KẾT CẤU MÁY.. 31

4.1 Các thông số dao cắt hai đầu. 31

4.1.1Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cắt gọt quả dứa. 31

4.1.2 Chọn vật liệu chế tạo dao cắt:32

4.1.3 Các thông số của dao cắt hai đầu cuốn. 32

4.1.4 Các thông số của dao cắt vỏ. 35

4.1.5 Các thông số của dao cắt lõi36

4.2 Tính toán kết cấu khung sườn.37

4.2.1 Kết cấu động học khung sườn.37

4.2.2 Ứng dụng phần mềm SAP2000 để tính kết cấu.37

CHƯƠNG 5: ĐIỀU KHIỂN MÁY.. 51

5.1. Những khái niệm cơ bản.51

5.1.1 Một số thông tin về Arduino. 51

5.1.2  Mạch  Arduino Uno R3. 51

5.1.3  Lập trình cho Arduino. 54

5.2 Các thiết bị dùng cho mạch điều khiển. 55

5.2.1 Bộ nguồn 24V, 5V. 55

5.2.2  Relay đóng /ngắt56

5.2.3 Dây dẫn    56

5.3. Giới thiệu về hệ thống khí nén. 57

5. 3.1. Máy khí nén. 57
6. 3.2. Các phần tử trong hệ thống điều khiển. 58

5.4 Nguyên lý hoạt động của hệ thống. 65

5.5 Sơ đồ mạch điều khiển.66

5.5.1 Sơ đồ mạch điện. 66

5.5.2 Sơ đồ điều khiển khí nén. 66

CHƯƠNG 6: VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG.. 69

6.1 Vận hành máy. 69

6.2. Trước khi làm việc.69

6.3. Trong khi làm việc.70

6.4. Sau khi làm việc.70

6.5 Vấn đề bảo dưỡng. 70

CHƯƠNG 7: SẢN XUẤT MÔ HÌNH TRÊN PHẦN MỀM INVENTOR VÀ THỰC TẾ.. 71

7.1 Sản xuất mô hình trên phần mềm.. 71

7.1.1 Một số chi tiết của máy được vẽ trên phần mềm “INVENTOR 2014”. 71

7.1.2 Mô hình được thiết kế và làm rõ bằng phần mềm “INVENTOR 2014”. 72

7.2 Sản xuất mô hình thực tế. 72

KẾT LUẬN.. 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 77

  

LỜI NÓI ĐẦU

 

Hiện nay nhu cầu chế biến thực phẩm ngày càng cao nhưng hầu hết lại được sản xuất bằng phương pháp thủ công truyền thống nên đây vẫn còn là một bài toán còn khó lý giải trong vấn đề an toàn vệ sinh thực phẩm. Tuy nhiên cũng đã có các cơ sở sản xuất có kích thước và công suất máy lớn phù hợp với các đơn vị sản xuất lớn. Do đó, việc nghiên cứu và chế tạo máy gọt vỏ dứa để phục vụ cho các xí nghiệp vừa và nhỏ là rất cần thiết để thuận tiện cho quá trình sản xuất.

Sau thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Phạm Văn Đồng, tôi được lựa chọn đề tài "Thiết kế máy gọt vỏ dứa (thơm) và chế tạo mô hình"  làm đồ án tốt nghiệp.

Vì lần đầu trong công tác tính toán thiết kế, kiến thức còn nhiều hạn hẹp, mặc dù đã được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo  nhưng cũng không tránh khỏi những thiếu xót và gặp nhiều khó khăn. Tôi kính mong được quý thầy cô góp ý và sửa chữa để tôi ngày một hoàn thiện hơn trong quá trình thiết kế chế tạo máy sau này.

          Sau thời gian 15 tuần làm đề tài tốt nghiệp bằng chính nỗ lực của tôi và được sự hướng dẫn nhiệt tình của giáo viên hướng dẫn, các thầy trong khoa Kỹ thuật – Công nghệ, Trường ĐH Phạm Văn Đồng đến nay tôi đã hoàn thành xong đồ án tốt nghiệp này đúng với thời gian quy định. Một lần nữa tôi xin cảm ơn quý thầy trong khoa Kỹ thuật – công nghệ, Trường Đại học Phạm Văn Đồng với lòng biết ơn sâu nhất trong thời gian học tại trường.

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

 

Hình vẽ	Tên hình vẽ	Trang
1.1	Trái dứa	3
1.2	Dứa tây	4
1.3	Dứa hoa	4
1.4	Một số loại dứa ở nước ta	10
1.5	Giá trị dinh dưỡng có trong dứa	6
1.6	Món ăn được chế biến từ quả dứa	10
1.7	Nước ép từ quả dứa	10
1.8	Món ăn tráng miệng	11
1.9	Diện tích trồng dứa của từng nước	11
1.10	Máy gọt vỏ dứa thủ công	12
1.11	Máy gọt vỏ dứa bán tự động	12
1.12	Máy gọt vỏ dứa tự động	13
2.1	Sơ đồ máy gọt vỏ dứa thủ công	16
2.2	Sơ đồ máy gọt vỏ dứa dùng pittong xylanh khí nén	17
2.3	Sơ đồ máy gọt vỏ dứa dùng cơ cấu bánh răng	18
2.4	Dao di chuyển và quả dứa cố định	19
2.5	Dao cố định và quả dứa di chuyển nhờ pittong	20
2.6	Cơ cấu lấy phần thịt và phần lõi quả dứa	20
2.7	Pitong xylanh làm việc và dao cố dịnh trên khung	21
3.1	Sơ đồ chuyển động của pittong xylanh khí nén	23
3.2	Biểu diễn chiều dài hành trình pittong	24
3.3	Sơ đồ tính lực cắt lưỡi dao bằng phương pháp đo thực nghiệm	26
3.4	Biểu diễn lực tác động	27
3.5	Biểu diễn lực tác động	28
3.6	Biểu diễn lực tác động	29
4.1	Biểu diễn các mối ghép	33
4.2	Kết cấu lưỡi dao cắt cuốn	35
4.3	Kết cấu dao cắt vỏ	36
4.4	Kết cấu lưỡi dao cắt lõi	36
4.5	Kết cấu khung sườn	37
5.1	Vi điều khiển arduino uno	51
5.2	Mạch aduino uno r3	52
5.3	Sơ đồ các chân	53
5.4	Ngôn ngữ lập trình Arduino	55
5.5	Bộ nguồn 24V, 5V	55
6	Rowle đóng /ngắt	56
7	Dây cuộn	56
8	Dây cáp	56
5.9	Máy khí nén	57
5.10	Bình trích chứa khi nén	58
5.11	Ký hiệu chuyển đổi vị trí của van	59
5.12	Ký hiệu cửa xả khí	59
5.13	Ký hiệu các cửa nối của van đảo chiều	60
5.14	Các loại van đổi chiều	60
5.15	Van tiết lưu	61
5.16	Ký hiệu van tiết lưu	61
5.17	Một số loại xylanh khí nén	62
5.18	Ký hiệu xylanh tác dụng đơn	62
5.19	Lực tác động lên xylanh tác dụng đơn	62
5.20	Xylanh tác dụng hai chiều	63
5.21	Xylanh tác dụng hai chiều không có giảm chấn	63
5.22	Các loại kết cấu đồ gá lắp them với xylanh tác dụng hai chiều	64
5.23	Dây khí nén	64
5.24	Đầu nối dây khí nén	64
5.25	Sơ đồ nguyên lý hoạt động của các xylanh	65
5.26	Sơ đồ mạch điện	66
5.27	Sơ đồ chu trình hoạt động	67

  

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

 

Số hiệu bảng	Tên bảng	Trang
1.1	Thành phần hóa học trong dứa	7
5.1	Một vài thông số của Arduino UNO R3	52

  

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU THƯỜNG SỬ DỤNG

 

Kí hiệu	Tên gọi, đơn vị
V	Vận tốc hành trình của mỗi pittong, m/s
L	Chiều dài hành trình pittong, mm
Fđ	Lực đẩy của pittong cần tạo ra, N
G	Trọng lực, N
Fc	Lực cắt của dao, N
D	Đường kính của pittong, mm
Qxl	Lưu lượng làm việc của xylanh, lít/ph
A	Tiết diện của xylanh, mm
Fvỏ	Lực cắt vỏ cần tạo ra, N
Flõi	Lực cắt lõi, N
Pt	Áp xuất đầu vào của xylanh, kG/cm2, N/mm2
Fđl	Lực cắt đứt lõi, N
l	Chiều dài lưỡi dao, mm
e	Bề dày lưỡi dao, mm
h	Chiều cao lưỡi dao, mm
l’	Chiều dài thân dao, mm
e’	Bề dày thân dao, mm
h’	Chiều cao thân dao, mm
K	Hệ số an toàn của bulong
F	Lực tác dụng lên bulong, N
i	Số mặt trượt
f	Hệ số ma sát
sk	Ứng suất kéo cho phép, N/mm2
sch	Giới hạn chảy của bulong, N/mm2
d	Đường kính của bulong, mm

MỞ ĐẦU

1. Lý do lựa chọn đề tài

           Trái dứa (thơm) là một loại trái cây rất bổ dưỡng cho sức khỏe con người, dứa có rất nhiều vitamin và khoáng chất vì vậy chúng ta có thể chế biến các món ăn từ dứa hoặc ép nước để uống.

           Đáp ứng cho nhu cầu tiêu dùng hằng ngày một nhiều của quý khách từ trước đến giờ, trái dứa (thơm) chủ yếu gọt vỏ để chế biến bằng phương pháp thủ công truyền thống. Mà việc gọt vỏ dứa để chế biến theo truyền thống rất tốn thời gian, đem lại thành phẩm  thấp.

            Hiện nay, các máy có kích thước nhỏ tốn thời gian cho việc gọt vỏ hoặc máy có công suất lớn nên giá thành cao hay các nhà máy trong nước thì sản xuất không đủ so với nhu cầu tiêu dùng nội địa. Chi phí bảo trì, sửa chữa tốn kém và không phù hợp với nhu cầu sử dụng trong nước.

2. Mục đích thực hiện đề tài

Để tổng kết lại kiến thức đã học trong thời gian học, cũng như để làm quen với công việc thiết kế chế tạo máy của một người cán bộ kỹ thuật trong ngành cơ khí sau này.

          Nâng cao chất lượng sản phẩm, hạ giá thành, tiết kiệm thời gian, cải thiện môi trường làm việc cho người lao động. Tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh có giá trị lợi nhuận cao.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

          Đối tượng nghiên cứu là các mô hình 3D được vẽ trên phần mềm Inventor của máy tìm hiểu.

Phạm vi nghiên cứu là xây dựng ý tưởng, phân tích lựa chọn mô hình, tính toán cơ sở lý thuyết, mô phỏng động học máy trên phần mềm inventor và chế tạo mô hình thực tế.

4. Phương pháp nghiên cứu

          Phân tích định tính: đọc tài liệu, tìm hiểu các máy hiện nay. Phân tích ưu nhược điểm của các máy hiện có trên thị trường…và nhu cầu tiêu dùng sản phẩm hiện nay.

          Phân tích định lượng: tìm hiểu về giá cả máy nếu nhập từ nước ngoài về so với mức thu nhập của người dân nước ta và giá thành của các máy được sản xuất trong nước. Từ đó, tiến hành so sánh sản phẩm để kết hợp những ưu điểm vào máy.

5. Ý nghĩa của đề tài

          Ý nghĩa khoa học: là tiền đề, cơ sở ban đầu để sinh viên trường đại học Phạm Văn Đồng tiếp xúc với công nghệ chế tạo máy và ứng dụng. Từ đó sinh viên có nhiều ý tưởng hay hơn được áp dụng vào sản xuất.

          Ý nghĩa thực tiễn: bước đầu trong việc làm chủ công nghệ, tiền đề cho việc sử dụng kiến thức được học vào ứng dụng thực tế.

6. Cấu trúc của đồ án

Chương 1: “Tổng quan”. Trong chương này nội dung đạt được là giới thiệu chung về trái dứa, giới thiệu một số máy chế biến sản phẩm dứa, yêu cầu của trái dứa làm nguyên liệu.

Chương 2: “Phân tích các phương án, lựa chọn phương án”. Trong chương này ta tiến hành phân tích các hoạt động của hệ thống, các yêu cầu khi thiết kế hệ thống, lựa chọn phương án thiết kế. Thành lập được sơ đồ nguyên lý chung làm việc của máy. Qua đây mô tả vị trí, chức năng và cấu tạocác bộ phận của máy.

          Chương 3: “Tính toán động lực học”. Trong chương này, ta tính và thiết kế động học,tính chọn pittong xylanh.

Chương 4: “Thiết kế kết cấu máy”. Trong chương này, ta thiết kế dao cắt hai đầu, thiết kế dao cắt vỏ dứa, thiết kế dao cắt lõi

Chương 5: “Điều khiển máy”. Trong chương này, ta phải giới thiệu về hệ thống điều khiển khí nén, nguyên lý hoạt động của hệ thống, và sơ đồ điều khiển khí nén

Chương 6: “Vận hành, an toàn và bảo dưỡng máy”. Trong chương này, nói về chế độ trước, trong và sau khi vận hành.Hướng dẫn an toàn sử dụng kết hợp với xây dựng chu trình bảo dưỡng cho máy.

Chương 7: “Sản xuất thử mô hình trên phần mềm inventor và sản xuất mô hình thực tế”

CHƯƠNG I:        TỔNG QUAN

 

1.1Giới thiệu về trái dứa (khóm, thơm)

Dứa (khóm, thơm) có tên khoa học là Ananas comosus. Nguồn gốc từ Brazil vàParaguay, được người da đỏ trồng , lan rộng từ Trung và Nam  Mỹ đến miền Tây trước khi Christopher Columbus tìm thấy trái thơm trên hòn đảo Guadaloupe (1493) rồi đưa về Tây Ban Nha. Sau đó người Tây Ban Nha  mang trái dứa theo tàu, để thủy thủ khỏi bị bệnh Scorbut, thành ra trái dứa được phổ biến khắp thế giới. Họ nhập trái dứa vào Phi Luật Tân và có thể qua tới Hawaii và Guam những  thập niên đầu thế kỷ thứ 16 . Trái dứa được nhập qua nước Anh năm 1660 và được trồng trong nhà kiếng khoảng năm 1720. Vào năm 1800 người ta bắt đầu trồng và bán ở Acores, Australia, ở Hawaii và Nam Phi Châu. Thái Lan và Phi luật Tân hiện nay là những nước sản xuất dứa quan trọng nhất.  Ngày nay dứa được trồng trong hầu hết các nước vùng nhiệt đới, không những tại Nam Mỹ, Trung Mỹ, Caribê  mà còn ở Úc, các đảo của Thái Bình Dương và nhiều nước châu Á và Châu Phi.

  

Hình 1.1: Trái dứa

 

1.1.1 Đặc tính của cây dứa

- Dứa có các lá gai mọc thành cụm hình hoa thị. Các lá dài và có hình dạng giống mũi mác và có mép lá với răng cưa hay gai. Hoa mọc từ phần trung tâm của cụm lá hình hoa thị, mỗi hoa có các đài hoa riêng của nó. Chúng mọc thành cụm hình đầu rắn chắc trên thân cây ngắn và mập. Các đài hoa trở thành mập và chứa nhiều nước và phát triển thành một dạng phức hợp được biết đến như là quả dứa (quả giả), mọc ở phía trên cụm lá hình hoa thị.

- Quả dứa thực ra là trục của bông hoa và các lá bắc mọng nước tụ hợp lại. Còn quả thật là các “mắt dứa”. Quả dứa được ăn tươi hoặc đóng hộp dưới dạng khoanh, miếng hoặc đồ hộp nước dứa hoặc nước quả hỗn hợp.

1.1.2 Một số loại dứa được trồng ở Việt Nam:

  

 

               Hình 1.2: Dứa tây                              Hình 1.3: Dứa hoa

-  Dứa Victoria (dứa tây, dứa hoa) có các giống:

+                     Hoa Phú Thọ: thuộc nhóm Queen, trồng được nơi đất chua xấu. Lá có nhiều gai và cứng, quả nhỏ, thịt quả vàng đậm, thơm, ít nước, giòn.

+                     Na hoa: lá ngắn và to, quả to hơn dứa hoa Phú Thọ, phẩm chất ngon, năng suất cao.

-  Dứa Cayen: lá chỉ có ít gai ở đầu mút lá, lá dài cong lòng máng, quả to, khi chưa chín quả màu xanh đen, khi chín chuyển màu da đồng. Quả nhiều nước, thịt vàng ngà, mắt dứa to và nông, vỏ mỏng, thích hợp với đóng hộp.

- Dứa ta thuộc nhóm Red Spanish: chịu bóng rợp, có thể trồng xen trong vườn quả, vườn cây lâm nghiệp.

- Dứa ta (Ananas comosus var spanish hay Ananas comosus sousvar - red spanish) là cây chịu bóng tốt, có thể trồng ở dưới tán cây khác. Quả to nhưng vị ít ngọt.

- Dứa mật (Ananas comosus sousvar - Singapor spanish) có quả to, thơm, ngon, trồng nhiều ở Nghệ An và Thanh Hóa.

- Dứa tây hay dứa hoa (Ananas comosus queen) được nhập nội từ 1931, trồng nhiều ở các đồi vùng trung du. Quả bé nhưng thơm, ngọt.

- Dứa không gai (Ananas comosus cayenne) được trồng ở Nghệ An, Quảng Trị, Lạng Sơn. Cây không ưa bóng nhưng quả to hơn các giống trên.

 

Hình 1.4: Một số loại dứa ở nước ta

 

1.1.3 Giá trị dinh dưỡng của trái dứa

- Dứa (Ananas comosus) là một trong những loại trái cây nhiệt đới phổ biến nhất trên thế giới.

- Là một nguồn tốt của nhiều chất dinh dưỡng, chẳng hạn như vitamin C, mangan, đồng và folate. Dứa cũng là nguồn duy nhất của bromelain (hợp chất thực vật).

+ Bromelain được gắn liền với nhiều lợi ích sức khỏe, chẳng hạn như tăng cường chức năng miễn dịch, phòng chống ung thư, cải thiện vết thương, chữa bệnh và sức khỏe đường ruột tốt hơn.

 

Hình 1.5: Giá trị dinh dưỡng có trong dứa

1. Thành phần dinh dưỡng

-  Dứa ngon hơn khi còn tươi, nhưng bạn cũng có thể thưởng thức dứa theo nhiều cách khác nhau như sấy khô, đóng hộp hoặc là một thành phần trong công thức nấu ăn khác nhau.

-  Dứa có một lớp vỏ thô ráp và có mắt, thịt của quả dứa chín biến đổi từ màu trắng sang màu vàng, có mùi thơm đặc trưng và một hương vị ngọt.

vGiá trị dinh dưỡng

Dứa tươi có chứa 50 calo trong 100 gram và 83 calo với 165 gram và hầu như. Chúng bao gồm 86% là nước và 13% là carbs không có protein hoặc chất béo.

 

 Bảng 1.1 Thành phần hóa học trong dứa

Năng lượng	202 kJ (48 kcal)
Cacbohydrat	12.63 g
Đường	9.26 g
Chất xơ thực phẩm	1.4g
Chất béo	0.12g
Chất đạm	0.54g
Vitamin
Thiamine (B1)	(7%) 0.079
Riboflavin (B2)	(3%)   0.031 mg
Niacin (B3)	(3%)   0.489 mg
Pantothenic acid (B5)	(4%)   0.205 mg
Vitamin B6	(8%)   0.110 mg
Folate (B9)	(4%)   15 μg
Vitamin C	(44%)36.2 mg
Chất khoáng
Canxi	(1%)  13 mg
Sắt	(2%)  0.28 mg
Magiê	(3%)  12 mg
Phốt pho	(1%)  8 mg
Kali	(2%)  115 mg
Kẽm	(1%)  0.10 mg
•Đơn vị quy đổi μg = microgam • mg = miligam IU = Đơn vị quốc tế (International unit) Tỷ lệ phần trăm xấp xỉ gần đúng sử dụng lượng hấp thụ thực phẩm tham chiếu (US recommendations) cho người trưởng thành.

+ Vitamin và khoáng chất

+ Dứa là một nguồn tuyệt vời của nhiều loại vitamin và khoáng chất. Cung cấp 132% của mức tiêu thụ vitamin C và 76% đối với mangan.

• Vitamin C: Một vitamin chống oxy hóa là cần thiết cho làn da khỏe mạnh và chức năng miễn dịch.
• Mangan: Một khoáng chất cần thiết thường được tìm thấy với số lượng cao trong trái cây, rau, ngũ cốc nguyên hạt và các loại đậu.
• Đồng: Một chất khoáng với nhiều chức năng quan trọng trong cơ thể, chẳng hạn như yếu tố trong việc tạo ra các tế bào máu đỏ.
• Folate (Vitamin B9): Một loại chất thuộc nhóm vitamin B, quan trọng cho sự tăng trưởng mô và chức năng tế bào bình thường và đặc biệt quan trọng đối với phụ nữ mang thai.

-   Dứa là một nguồn cung cấp vitamin C, mangan, và cũng chứa một lượng hợp đồng và folate.

-  Các hợp chất thực vật khác

Bromelain là hợp chất thực vật nghiên cứu nhiều nhất trong dứa, nhưng chúng cũng chứa chất chống oxy hóa, chẳng hạn như anthocyanins.

• Bromelain: Một enzyme protein tiêu hoá độc đáo, chỉ được tìm thấy trong quả dứa. Nó có thể có một số lợi ích sức khỏe, chẳng hạn như việc giảm nguy cơ ung thư, cải thiện sức khỏe đường ruột và tạo điều kiện chữa lành vết thương.
• Anthocyanins: Dứa có chứa một lượng thấp của anthocyanins, chất chống oxy hóa mạnh mẽ mà có liên quan đến giảm nguy cơ của nhiều bệnh, bao gồm bệnh tim.

Tóm lại: Dứa là nguồn dinh dưỡng duy nhất của một hợp chất thực vật độc đáo được gọi là bromelain, mang đến với nhiều lợi ích sức khỏe.

1. Lợi ích sức khỏe và tác hại của Dứa

vLợi ích sức khỏe

-  Hầu hết các lợi ích sức khỏe của dứa là hợp chất thực vật bromelain. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng một số các nghiên cứu dựa trên bromelain đó là thu được từ thân cây dứa, trong đó có chứa mức độ cao hơn.

-  Bởi vì thân cây thường không được tiêu thụ, bổ sung bromelain (được chiết xuất từ dứa) có thể cần thiết cho một số lợi ích sức khỏe.

-  Cải thiện chức năng miễn dịch và giảm viêm

-  Giảm rủi ro ung thư

-  Cải thiện và chữa lành viết thương

-  Cải thiện sức khỏe Gut

-  Kích thích tiêu hóa.

-  Tăng quá trình phát triển xương, sụn, răng lợi.

-  Tăng cường sức đề kháng cơ thể.

-  Liều thuốc chống ho và cảm lạnh.

-  Dứa là một loại hoa quả giàu dinh dưỡng. Vì thế, đặc biệt tốt cho những người thiếu máu hoặc đang trong quá trình hồi phục sức khỏe nếu thường xuyên ăn dứa. Những người muốn giảm béo cũng nên dùng dứa thường xuyên vì cùng với bưởi, dứa là thực phẩm có tác dụng giảm mỡ trong cơ thể. Bên cạnh đó, những vitamin C trong dứa có tác dụng ngăn chặn sự xâm nhập của vi khuẩn và các chất độc hại gây bệnh sâu răng.

vCác tác hại và mối quan tâm

-  Hầu hết mọi người đều có thể ăn được dứa mà không bị ảnh hưởng gì, nhưng chúng có thể gây kích ứng miệng cho một số người.

-  Dứa cũng có thể can thiệp chức năng của một số loại thuốc và có một số người bị dị ứng với chúng.

• Tóm lại

-  Đối với đa số người dân, dứa là một bổ sung tuyệt vời cho chế độ ăn uống.

-  Là một nguồn tốt của nhiều loại vitamin và khoáng chất, với một sự phong phú của vitamin C và mangan.

-  Dứa cũng là nguồn duy nhất của một hợp chất thực vật mạnh mẽ được gọi là bromelain, có trách nhiệm đối với nhiều lợi ích sức khỏe.

-  Chúng bao gồm tăng tốc chữa lành vết thương, cải thiện tiêu hóa, phòng chống ung thư, giảm viêm và tăng cường chức năng miễn dịch.

-  Với hương vị ngọt ngào, dứa là một thành phần hoàn hảo cho nhiều bữa ăn hoặc món tráng miệng.

1.1.4 Sản phẩm từ quả dứa

Quả dứa (trái thơm) dùng để ăn trực tiếp hay ép lấy nước uống đều có công dụng giải khát, bổ sung nhiều dưỡng chất như vitamine C, vitamine B1, mangan, axit hữu cơ... Ngoài ra, từ quả dứa bạn có thể chế biến ra nhiều món ngon cho gia đình.

Hình 1.6: Món ăn được chế biến từ quả dứa (thơm)

 

Hình 1.7: Nước ép từ quả dứa

 

Hình 1.8: Món ăn tráng miệng

1.1.5     Tình hình sản xuất dứa ở Việt Nam và trên thế giới

-  Thị trường dứa thế giới rất sôi động. Dứa có một vị trí quan trọng trong nền kinh tế của nhiều nước. Theo FAO, trung bình hơn 80 nước trên thế giới sản xuất gần 14 triệu tấn dứa. Thái Lan (2,3 triệu tấn), Philipines (1,5 triệu tấn), Brazil (1,4 triệu tấn), Trung Quốc (1,4 triệu tấn) và Ấn Độ (1 triệu tấn) là 5 nước sản xuất dứa chính trên thế giới.

-  Trong khu vực Đông Nam Á, Thái Lan, Indonesia, Philipines và Việt Nam là 4 nước có diện tích trồng dứa lớn ở khu vực Đông Nam Á. Tuy nhiên, trong số 4 nước này, chỉ có Thái Lan và Philipines có sản lượng tương đối lớn, đặc biệt là Thái Lan (nước xuất khẩu dứa đóng hộp lớn trên thế giới). Điều này cho thấy năng suất trồng dứa ở Indonesia và Việt Nam thấp hơn Thái Lan và đặc biệt là Philipines.

Hình 1.9: Diện tích trồng dứa của từng nước

1.2. Giới thiệu một số máy chế biến sản phẩm dứa

1.2.1 Một số máy chế biến dứa

Hình 1.10:Máy gọt vỏ dứa thủ công

Nguyên lý hoạt động: sau khi dứa được cắt bỏ hai đầu, dứa được để trên bàn máy và đúng vị trí cần làm việc. Ta kéo tay gạt xuống, nhờ dao phía dưới bàn máy ta sẽ lấy được lõi và phần nguyên của trái dứa.

-  Ưu điểm:

+                     Thao tác dễ làm việc cho bất cứ người nào.

+                     Thuận tiện dùng trong hộ gia đình.

+                     Máy nhỏ gọn, dễ dàng vệ sinh và bảo dưỡng.

-   Nhược điểm:

+                     Làm việc năng suất không cao.

+                     Tốn sức lao động của người làm việc.

+                     Chỉ dùng được trong hộ gia đình chứ không dùng được cho sản xuất lớn.

Hình 1.11.Máy gọt vỏ dứa bán tự động

-  Nguyên lý làm việc: Trước khi đưa dứa vào máy ta thái hai bên đầu của dứa, tiếp theo ta đưa dứa vào máy và cố định hai đầu vừa phải để dứa không bị dập và không bị lệch trong khi làm việc. Cố định xong ta mở máy cho dao chạy tịnh tiến từ trái qua phải, dứa quay tròn theo trục ta sẽ có được quả dứa sạch vỏ.

-  Ưu điểm:

+                     Dễ sử dụng

+                     Không đòi hỏi tay nghề

+                     Tiện cho việc bảo dưỡng và vận hành

-   Nhược điểm

+                     Năng suất thấp

+                     Tốn thời gian

+                     Đòi hỏi kẹp lực vừa phải

Hình 1.12.Máy gọt vỏ dứa tự động

-  Nguyên lý làm việc: sau khi việc lựa chọn dứa xong, ta cho dứa vào vị trí làm việc. Khi đó pittong sẽ đẩy quả dứa đi lên và tự động cắt hai bên đầu đến vị trí, pittong lấy phần thịt và lõi sẽ làm việc. Pittong lấy phần thịt sẽ đẩy quả dứa di chuyển qua phải trong lúc đó, dao lấy lõi di chuyển từ trái qua phải sẽ lấy được phần lõi. Vậy ta có một quả dứa ngon, ngọt mà không bị hư hay dập.

-  Ưu điểm:

+ Không đòi hỏi tay nghề của người công nhân.

+ Đem lại năng suất cao

+ Không tốn thời gian nhiều, đem lại lợi nhuận lớn

+ Được dùng trong kinh doanh sản xuất lớn.

-  Nhược điểm:

+ Khó bảo dưỡng máy.

+ Chi phí của máy rất cao.

1.2.2 Yêu cầu của máy:

-  Đảm bảo yêu cầu kỹ thuật,vệ sinh khi cắt gọt.

-  Khi cắt không làm hư quả dứa hay dập, nát khi đã gọt xong.

-  Dao có thể thay đổi theo kích thước của quả dứa (tùy vào kích cỡ của trái dứa khi mua về).

-  Cơ cấu gọn gàng, an toàn khi làm việc, tiết kiệm cong sức lao động cũng như nguyên liệu mua về.

-  An toàn với người sử dụng.

 1.2.3 Cơ cấu làm việc của máy:

-  Cấp nguyên liệu (dứa).

-  Dao cắt bỏ 2 đầu cuống của dứa.

-  Cơ cấu lấy lõi và phần thịt dứa để đóng hộp (2 công việc thực hiện cùng lúc với 2 vị trí và 2 trái dứa khác nhau).

-  Cơ cấu băng tải để loại bỏ phần vỏ và gọt thêm phần thịt dứa còn sót lại trên vỏ khi thực hiện công đoạn trước dó.

1.3Yêu cầu của trái dứa làm nguyên liệu chế biến:

-        Dứa phải tươi tốt, không hư thối hay dập nát.

-        Dứa mua về không quá xanh, chín từ 1-2 mắt.

-        Không dính bẩn và tạp chất.

-        Quả dứa không được chín quá, sâu bệnh.

-        Quả dứa phải tương đối đều.

 

 

 

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

 

2.1. Phân tích các hoạt động của hệ thống

Cơ cấu cấp nguyên liệu cho máy:

-   Dứa được đặt vào máng dẫn sau đó dùng tay đẩy vào vị trí để cắt bỏ phần 2 đầu cuốn.

Cơ cấu dao cắt bỏ 2 đầu cuống dứa:

-   Dứa được vạt 2 đầu cuốn khi được cấp nguyên liệu chuyển động, khi đó pittong sẽ đẩy theo hướng từ dưới lên mang theo trái dứa đi lên qua 2 lưỡi dao (được đặt cố định trên thân máy), tạo ra lực cắt 2 đầu cuống dứa.

Cơ cấu lấy lõi và lấy thịt:

-   Sử dụng pittong - xilanh mang theo dao, cơ cấu này chuyển động tịnh tiến theo chiều ngang tạo ra lực cắt lấy đi phần lõi của trái dứa.

-   Cơ cấu lấy phần thịt dứa, xilanh chuyển động tịnh tiến theo phương ngang cùng với tấm đỡ mang quả dứa theo chiều ngược lại với phần lấy lõi đi qua con dao tròn tạo ra lực cắt lấy đi phần vỏ của trái dứa. Phần thịt dứa sẽ đi qua dao và theo máng dẫn để ra ngoài.

2.2.Các yêu cầu khi thiết kế hệ thống

-  Sản phẩm phải được gọt sạch phần vỏ ngoài.

-  Kết cấu máy đạt độ cứng vững, không bị rung khi làm việc.

-  Đảm bảo yêu cầu kỹ thuật khi cắt gọt.

-  Khi cắt không làm hư quả dứa hay dập, nát khi đã gọt xong.

-  Cơ cấu gọn gàng, an toàn khi làm việc, tiết kiệm công sức lao động cũng như nguyên liệu mua về.

-  An toàn với người sử dụng.

-  Đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm.

2.3. Các phương án thiết kế và lựa chọn phương án thiết kế

2.3.1. Phương án thiết kế máy

 

2.3.1.1.Phương án 1: Máy gọt vỏ dứa thủ công

                     

                              Hình 2.1 Sơ đồ máy gọt vỏ dứa thủ công

1   Đế	2   Thân
3   Cần gạt	4   Tấm đẩy
5   Đế đẩy	6   Dao

-  Nguyên lý hoạt động:Sau khi dứa được cắt bỏ hai đầu, dứa được để trên bàn máy và đúng vị trí cần làm việc. Ta kéo tay gạt xuống, nhờ dao phía dưới bàn máy ta sẽ lấy được lõi và phần nguyên của trái dứa.

-  Ưu điểm:

+ Thao tác dễ làm việc cho bất cứ người nào.

+ Thuận tiện dùng trong hộ gia đình.

+ Máy nhỏ gọn, dễ dàng vệ sinh và bảo dưỡng.

-  Nhược điểm:

+ Làm việc năng suất không cao.

+ Tốn sức lao động của người làm việc.

+ Chỉ dùng được trong hộ gia đình chứ không dùng được cho sản xuất lớn.

2.3.1.2. Phương án 2:Máy gọt vỏ dứa dùng xylanh khí nén

  

Hình 2.3: Sơ đồ máy gọt vỏ dứa dùng cơ cấu bánh răng

Động cơ Bánh đai Bánh xích Thân máy Bánh răng côn
7 .  Trục 9 .  Mỏ kẹp 11. Ống trượt 13. Dao lấy thịt	Bánh răng trụ 8 .  Dao vát mặt đầu 10 . Dao lấy lõi 12. Ổng đẩy 14. Băng tải

-  Nguyên lý hoạt động: Khi động cơ hoạt động truyền động qua bánh đai, làm bánh đai quay kéo theo bánh xích quay, làm cho bộ truyền bánh răng nón quay. Trên bánh răng nón lớn ta sẽ gắn một càng gạt chuyển động theo.khi càng gạt chuyển động sẽ kéo thanh truyền mang dao lấy lõi tịnh tiến, đông thời lúc đó, dao lấy thịt cũng chuyển động để đưa quả dứa tới phần dao cần lấy. Bánh răng nón chuyển động sẽ làm các bánh răng thẳng chuyển động theo làm cho tay gắp dứa chuyển động nhờ bánh lệch tâm. Tay gắp sẽ quay một góc 90⁰ sẽ cắt được hai bên đầu của dứa, xong sẽ quay tiếp 90⁰ để cắt phàn vỏ và ta được quả dứa hoàn chỉnh.

-  Ưu điểm:

+ Tăng năng suất

+ Dễ bảo dưỡng

+ Đảm bảo an toàn cho người công nhân

-  Nhược điểm:

+ Chi phí cho chế tạo máy cao

+ Cơ cấu phức tạp

2.3.2. Phương án thiết kế dao

2.3.2.1. Phương án 1:Dao cắt bỏ hai đầu cuốn

+ Dao chuyển động, quả dứa được cố định: dao chuyển động lên xuống và cắt hai đầu dứa. Đòi hỏi yêu cầu dao thiết kế phải dài hơn quả dứa, tốn vật liệu, độ an toàn và chính xác không cao.

Hình 2.4: Dao di chuyển và quả dứa cố định

1. Pittong xylanh khí nén
2. Dao vạt hai bên đầu
3. Quả dứa
4. Máng đỡ

 

 Dao cố định và quả dứa chuyển động: dao đúng yên, dứa nhờ pittong đẩy lên xuống chuyển động theo. Với cách này thì tiết kiệm được vật liệu làm dao, cắt hai bên đầu chính xác hơn, và có thể tăng năng suất cao. 

Hình 2.5: Dao cố định và quả dứa chuyển động nhờ pittong

1. Pittong xylanh khí nén

  2. Dao vạt hai bên đầu

3.Quả dứa

                4.Máng đỡ

Vậy ta thấy, dao cố định và quả dứa chuyển động là phù hợp nhất.

2.3.2.2. Phương án 2: Phương án lấy lõi và phần thịt của dứa

+      Dùng truyền động bánh răng:

                                   Hình 2.6.  Cơ cấu lấy phần lõi và phần thịt quả dứa

1. Dao lấy lõi

2. Trục

3. Ống trược

7. Bánh răng nón lớn                            

4. Tấm đỡ

5. Tay biên

6. Thanh truyền

      8. Bánh răng nón nhỏ

• Máy hoạt động nhờ sự truyền động của bánh răng làm cho thanh truyền quay, kéo theo tay biên và trên tay biên có gắn dao lấy lõi và ống cử đẩy di chuyển theo.
• Máy hoạt động bánh răng gây ồn ào cho người làm việc.
• Năng suất thấp.
• Chi phí cao.

+ Dùng pittong xylanh khí nén 

Cơ cấu lấy phần thịt dứa                         Cơ cấu lấy phần lõi dứa

Hình 2.7 Pittong xylanh làm việc, dao cố định trên khung

1,5. Pittong xylanh khí nén

2. Tấm đẩy

3. Dao lấy thịt

4. Dao lấy lõi

+ Khi pittong cắt hai đầu xong quả dứa sẽ được đẩy lên tới vị trí này và hai pittong này sẽ thực hiện. Pittong 1 sẽ đẩy quả dứa đi qua gặp dao cắt lõi và dao lấy thịt, chúng sẽ ăn hết quả dứa sau đó dao cắt lõi sẽ rút ra nhanh chóng và quả dứa sẽ rơi vào máng chứa.

+ Năng suất tăng cao

+ Hiệu suất làm việc tăng

+ Tiết kiệm thời gian

Vậy qua hai phương án ta chọn phương án 2 là tối ưu nhất, vì nó sẽ tiết kiệm được chi phí và thời gian lao động mà đem lại hiệu quả cao, năng suất tăng.

2.3.3. Lựa chọn phương án

-  Phương án thiết kế máy: Qua 3 phương án thiết kế kể trên kết hợp với nghiên cứu thực tiễn, nhóm chúng tôi thấy phương án 2 có kết cấu máy đơn giản, dễ chế tạo, vệ sinh dễ dàng, chi phí chế tạo cũng vừa phải với trong sản xuất doanh nghiệp và hộ gia đình. Còn với phương án 3 thì máy quá phức tạp, khó chế tạo, tốn chi phí chế tạo, phương án 1 thì máy quá đơn giản, năng xuất không cao... Cuối cùng, nhóm chúng tôi quyết định chọn phương án 2 để thiết kế.

-  Phương án thiết kế dao cắt: Qua sự trình bày trên ta kết hợp giữa các phương án thiết kế máy. Ta chọn phương án kết hợp là dao đứng yên quả dứa chuyển động nhờ pittong xylanh khí nén, vì chúng tôi thấy phương án này làm việc hiệu quả và đem lại hiệu suất cao cho doanh nghiệp nói riêng và trong sản xuất nói chung. Vì vậy nhóm chúng tôi chọn phương án này để thiết kế.

 

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC

3.1 Thiết kế động học máy

 

 

Hình 3.1:  Sơ đồ chuyển động của pittong xylanh khí nén

1. Xylanh đẩy cắt hai đầu
2. Xylanh cắt vỏ
3. Xylanh cắt lõi

3.1.1 Kích thước sơ bộ của khung sườn

Vì chiều dài hành trình pittong là L = 250mm, đường kính và chiều dài quả dứa F100x150 mm nên:

-  Phần đẩy quả dứa cắt hai đầu cuốn:

+ Chiều dài hành trình pitong L = 250 mm nên khi làm việc hết hành trình thì pittong có chiều dài thay đổi là L^’ = 500 mm.

+ Đường kính quả dứa d = 100 mm

+ Khoảng cách để gắn pittong lên cách mặt đất là l = 150 mm

+ Khoảng cách từ dao đến chỗ gắn dao phải lớn hơn đường kính của quả dứa để dứa lọt vào vị trí làm việc nên l’ = 250 mm

Vậy tổng chiều dài làm việc của thanh là:

L₁ = L +L^’+ d + l + l’ = 500 + 100 + 100 + 150 + 250 =1000 mm

-  Phần đẩy quả và gọt vỏ lấy lõi của dứa:

+ Chiều dài hành trình 2 pitong L = 250 mm nên khi làm việc hết hành trình thì 2 pittong có chiều dài thay đổi là L^’ = 500 mm.

+ Vì chiều dài quả dứa là khoảng 120 mm sau khi cắt bỏ hai đầu cuốn nên dao lấy lõi phải dài hơn quả dứa, ta chọn là 400 mm.

+ Để lõi quả dứa lọt ra khỏi dao thì ta cần hai thanh trụ đặc gắn hai bên phải dài hơn quả dứa là 150 mm

+ Khoảng cách để gắn 2 pittong lên là 50 mm

Vậy tổng chiều dài làm việc của thanh là

L₂ = 500.2 + 400 + 200 + 50.2 = 1700 mm

3.1.1 Kích thước sơ bộ của hệ thống

-  Kích thước quả dứa ta sử dụng làm nguyên liệu có kích thước chiều dài và đường kính là 150x∅100 mm.

-  Chọn chiều dài hành trình của các pittong

L2

L3

 

 

L03

L02’

L02

L01

L01’

L1

 

Hình 3.2. Biểu diễn chiều dài hành trình pittong

+ Pittong xylanh 1: để cắt hết hai đầu quả dứa thì:

L₁ = L₀₁ + 100+ L_01’

Trong đó: L₀₁ là khoảng cách từ quả dứa đến đầu dao.

Ta chọn L₀₁ bằng  đường kính quả dứa

L₀₁ =  (mm)

L_01’ là khoảng cách từ đầu dao đến hết hành trình.

Ta chọn L_01’ =100 (mm)

L₁: là chiều dài hành trình pittong xylanh khí nén 1

Suy ra: L₁ = 50 + 100+200= 250 (mm)

Vậy chọn chiều dài hành trình pittong xylanh 1 là L₁ = 250 (mm)

+ Pittong xylanh 2: để pittong xylanh làm việc cắt hết vỏ của trái dứa thì

L₂=L₀₂+(150-30)+L_02’

Trong đó:

L₀₂: là khoảng cách từ tấm đẩy đến quả dứa

Chọn L₀₂ = 50 (mm)

L_02’ là khoảng cách từ quả dứa đến dao

Chọn L_02’ = 100 (mm)

L₂: chiều dài hành trình pittong xylanh khí nén 2

Suy ra: L₂ = 50 + 120 + 80 = 250 (mm)

Vậy chọn chiều dài hành trình pittong xylanh 1 là L₂ = 250 (mm)

+ Pittong xylanh 3: để pittong xylanh cắt hết phần lõi quả dứa thì

L₃ = L₀₃ + (150 - 30)

Trong đó:

          L₀₃ là khoảng cách từ dao cắt lõi đến dao cắt vỏ

Chọn L₀₃ = 100 (mm)

          L₃ là chiều dài hành trình pittong xylanh khí nén 3

Suy ra: L₃ = 120 + 100 = 220 (mm)

Vậy chọn chiều dài hành trình pittong xylanh 3 là L₃ = 250 (mm)

3.1.2 Tính toán khoảng cách sơ bộ của các dao cắt

-  Khoảng cách của hai dao để cắt hai đầu cuốn quả dứa

+ Theo thực tế khảo sát của loại dứa hiện có phổ biến trên thị trường với kích thước ∅100x150 mm cần cắt còn lại ∅75x120 mm

  Vì vậy, sau khi cắt hai đầu cuốn thì còn lại kích thước A = 120 mm

+ Đối với phần vỏ cần cắt bỏ còn lại phần thịt dứa là ∅75

+ Đối với phần lõi cần cắt bỏ là ∅15

3.1.3. Tính vận tốc của các xylanh

-  Ta có: Năng suất của máy 20 trái/phút.

Suy ra, mỗi trái được cắt xong trong thời gian là 3s, vậy ta có thời gian của mỗi xylanh làm việc là 1s.

Þ Vận tốc hành trình của mỗi pittong là:

 V₁ =   =                                                          (m/s)

V₂ =   =                                                           (m/s)

V₃ =   =                                                           (m/s)

3.2. Tính toán lựa chọn xilanh:

3.2.1. Xilanh cắt cuốn

3. 2.1.1. Tính sơ bộ lực cắt tạo ra

+ Xác định lực của hệ thống dao cắt.

        Hình 3.3:Sơ đồ tính lực cắt lưỡi dao bằng phương pháp đo thực nghiệm

Bằng phương pháp thực nghiệm theo mô hình như trong sơ đồ hình 4.3. Ta xác định được lực cắt của dao thông qua đồng hồ đo lực:

Fc= 1,2.P1 = 1,2.205=246(N).

Theo thực nghiệm ta kiểm tra được lực của quả dứa tạo ra là F_c = 246 N, vì vậy ta phải cần tạo ra một lực lớn hơn 246 N để hoàn toàn cắt được hết quả dứa.

F

G

Fc

Hình 3.4: Biểu diễn lực tác dụng

Vậy ta suy ra được: F_đ≥ G + 2F_c

Trong đó:  F_đ: Lực đẩy của pittong cần tạo ra

  G: Trọng lực (chọn G = 10 N)

           F_c: Lực cắt của hai dao

                           Û F_đ≥ 10+2.246 = 502 N

3. 2.1.2.Đường kính trong của xilanh:

Ta có công thức:     

           =>  D ≥  =35,76                                   (mm)

Theo đường kính chuẩn của pittong xylanh có ngoài thị trường là:

D = 32, 40, 50, 63, 80, 100                                                      (mm)

 => Chọn D =  40                                                                            (mm)

Lưu lượng làm việc của xylanh là:

Theo CTTa có:            Q_xl = A.V_c                                                                   

Trong đó :   Q_xl : Lưu lượng làm việc của xylanh                                             (lit/ph)

                  A   : Tiết diện của xylanh  

  Theo CTta có:  A =                                (mm²)

Vậy ta có:

 Q_xl = 1256. 250 = 314000  (mm³/s) = 18,84                                 (lít/ph)    

3.2.2. Xilanh cắt vỏ

3.2.2.1. Tính sơ bộ lực cắt tạo ra

         Để cắt được lớp vỏ của quả dứa thì theo khảo sát thực tế ta chọn áp suất đầu vào của xilanh (Chọn P_t = 5 kG/cm²= 0,5 N/mm²)  

Fc

Flõi

Fvỏ

 

 

Hình 3.5. Biểu diễn lực tác dụng

Theo thực nghiệm ta kiểm tra được lực của quả dứa tạo ra là F_c = 200 N, vì vậy ta phải cần tạo ra một lực lớn hơn 200 N để hoàn toàn cắt được hết quả dứa.

Vậy ta suy ra được: F_vỏ≥ F_c +F_lõi

Trong đó:  F_vỏ: Lực cắt cần tạo ra

           F_c: Lực cắt của dao

F_lõi: Lực để cắt lõi

Theo thực nghiệm ta kiểm tra được lực của quả dứa tạo ra là F_c = 150 N                                    Û F_vỏ≥ 200+150 = 350                                                               ( N)

3. 2.2.2.Đường kính trong của xylanh :

Ta có công thức:                                                (N)

           =>    D ≥                                            (mm)

Theo đường kính chuẩn của pittong xylanh có ngoài thị trường là:

 D = 32, 40, 50, 63, 80, 100                                                    (mm)

=> Chọn D = 32                                                                             (mm)

Lưu lượng làm việc của xylanh là:

Theo CTTa có:            Q_xl = A.V_c                                                                   

Trong đó:   Q_xl: Lưu lượng làm việc của xylanh                                              (lit/ph)

                  A  : Tiết diện của xylanh    

 Theo CTta có         A =                        (mm²)

Vậy ta có: Q_xl = 803,84.250 = 200960 (mm³/s) = 12,05                                  (lit/ph)     

3.2.3. Xilanh cắt lõi

3. 2.3.1. Tính sơ bộ lực cắt tạo ra

Fcắt  lõi

         Để cắt được hai đầu cuốn của quả dứa thì theo khảo sát thực tế ta chọn áp suất đầu vào của xilanh (Chọn P_t = 5 kG/cm² = 0,5 N/mm²)     

Hình 3.6. Biểu diễn lực tác dụng

Theo thực nghiệm ta kiểm tra được lực của quả dứa tạo ra là F_c = 150 N, vì vậy ta phải cần tạo ra một lực lớn hơn 150 N để hoàn toàn cắt được hết quả dứa.

Điều kiện để xylanh cắt được hết lõi dứa thì:

                 F_đl≥F_lõi

Trong đó:  F_lõi: Lực để cắt lõi

           F_đl: Lực cắt đứt lõi

                           Û F_đl≥150N

3. 2.3.2.Đường kính trong của xylanh :

Ta có công thức:  150                                             (N)    

           =>  D ≥                                                                                                          (mm)

Theo đường kính chuẩn của pittong xylanh có ngoài thị trường là:

 D = 32, 40, 50, 63, 80, 100                                                   (mm)

=> Chọn D = 32                                                                            (mm)

Lưu lượng làm việc của xylanh là:

Theo CTTa có:            Q_xl = A.V_c                                                                   

Trong đó :   Q_xl : Lưu lượng làm việc của xylanh                                             (lit/ph)

                  A   : Tiết diện của xylanh   

     Theo CTta có       A =                               (mm²)

Vậy ta có: Q_xl = 803,84.250 = 200960 (mm³/s) = 12,05                                  (lit/ph)     

 

 

 

                                                                     

 

 

 

 

 

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ KẾT CẤU MÁY

 

4.1 Các thông số dao cắt hai đầu

   Dao cắt là bộ phận quan trọng nhất của máy cắt thép tấm, nó không những tác động trực tiếp tới chất lượng sản phẩm mà còn chi phối không nhỏ khả năng cắt của máy, năng suất máy, tuổi thọ của máy..., vì vậy những hiểu biết cơ bản về dao nhằm sư dụng chúng hợp lý là một trong những trọng tâm của công tác cắt gọt kim loại.

4.1.1Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cắt gọt quả dứa

4.1.1.1 Độ sắc củadao

Độ sắc của dao được đo bằng bề dày lưỡi dao, nếu bề dày của lưỡi dao nằm trong khoảng từ 20 ÷ 40µm thì dao sắc, nếu từ 40 ÷ 100µm thì dao hơi cùn, nếu trên 100µm thì coi như dao cùn. Dao cùn làm quá trình cắt hai đầu cuốn và  đến cắt vỏ sẽ gặp khó khăn, ảnh hưởng đến quá trình táchvỏ.

4.1.1.2 Độ lệch tâm của dao khicắt

Quả dứa được cấu tạo có dạng hình trụ tròn và ở giữa có phần cùi, nên muốn lấy được phần vỏ và cùi của quả dứa thì hai dao phải được bố trí đồng tâm. Nếu hai lưỡi dao đặt quá lệch nhau nó sẽ làm quả dứa bị lệch đi, thì phần vỏ sẽ bị cắt không hết và cùi sẽ ăn vào phần thịt của quả dứa.

4.1.1.3    Độ dày củadao

Độ dày của dao quá lớn thì làm cho quá trình tiếp xúc giữa dao và quả dứa sẽ bị dập nát. Vì vậy, độ dày của dao ảnh hưởng rất lớn đến quá trình cắt gọt quả dứa.

4.1.1.4 Độ cứng của vật liệu làmdao

Dao càng cứng càng bền thì độ mòn của dao trong quá trình tách sẽ nhỏ đi, độ sắc của dao luôn được đảm bảo. Nếu ngược lại thì dao sẽ cùn ảnh hưởng đến quá trình tách vỏ.

4.1.1.5  Quá trình đẩy quả dứa

Khi pittong tác dụng lực thì quả dứa phải được định hình sẵn để dao tiếp xúc đúng vị trí cần cắt. Trong quá trình cắt, quả dứa cũng không được xoay đi hướng khác tránh trường hợp cắt lệch, cắt chéo gây cản trở quá trình tách.

4.1.2 Chọn vật liệu chế tạo dao cắt:

     Do dao có cấu tạo bởi 3 phần có chức năng giống nhau trong quá trình cắt gọt, vì vậy vật liệu chế tạo các phần giống nhau. Thông thường phần thân dao và phần gá đặt thường được làm khác loại vật liệu, theo kinh nghiệm thì hầu hết các loại dao cần chế tạo phần cắt. Vật liệu chế tạo phần dao phải đảm bảo độ bền và thường được chế tạo bằng thép không gỉ (inox) hoặc thép hợp kim 40Cr. Phần gá dao của máy ta sử dụng vật liệu nhựa.

Những yêu cầu đối với vật liệu làm dao.

- Vật liệu chế tạo dao phải có độ cứng đảm bảo về nguyên tắc dao phải có độ cứng cao hơn độ cứng của chi tiết gia công.

- Vât liệu phải có độ bền và độ dẻo cần thiết.

- Vật liệu chế tạo phải có khả năng chịu mài mòn cao.

- Vật liệu chế tạo dao phải có tính công nghệ tốt và tính kinh tế cao, nghĩa là vật liệu dùng để chế tạo dao phải được gia công dễ dàng, dễ kiếm và giá thành không đắt.

Từ những yêu cầu đó ta chọn vật liệu làm dao là thép không gỉ (inox,...)

4.1.3 Các thông số của dao cắt hai đầu cuốn

      4.1.3.1 Phần lưỡi dao cắt hai đầu cuốn

- Chiều dài lưỡi dao: l = 150 mm.

- Bề dày lưỡi dao: Chọn e = 1.5 mm.

- Chiều cao lưỡi dao: Chọn h = 10 mm.

       4.1.3.2 Phần thân dao:

- Chiều dài thân dao:l^’: Thường chọn l^’ = l = 150 mm

- Bề dày thân dao:   e^’ = 2 mm.

- Chiều cao thân dao: h^’ = 20 mm.

4.1.3.3 Tính và chọn đường kính bulong:

Khi xiết chặt bu lông và đai ốc, các vòng ren của bu lông và đai ốc tiếp xúc với nhau. Các vòng ren của đai ốc chịu lực xiết V. Các vòng ren trên bu lông chịu phản lực Ft (như hình 4.1)

Hình 4.1: Biểu diễn mối ghép

Trên mối ghép ren có thể xuất hiện các dạng hỏng sau:

+ Thân bu lông bị kéo dứt tại phần có ren, hoặc tại tiết diện sát mũ bu lông. Hoặc bị xoắn đứt trong quá trình xiết đai ốc.

+ Các vòng ren bị hỏng do cắt đứt tại phần có ren, dập bề mặt tiếp xúc hoặc bị uốn gẫy. Nếu tháo lắp nhiều lần, các vòng ren có thể bị mòn.

+ Mũ bu lông bị hỏng do dập bề mặt tiếp xúc, cắt đứt hoặc bị uốn gẫy.

 Kích thước của mối ghép bu lông đã được tiêu chuẫn hóa, các kích thước được tính theo đường kính d vớ một tỷ lệ nhất định trrn cơ sở đảm bảo sức bền đều của các dạng hỏng. Do đó chỉ cần this toán để hạn chế một dạng hỏng là các dạng hỏng khác cũng không xảy ra. Thường người ta kiểm tra mối ghép ren theo điều kiện bền:

........................................

Trong khi làm việc.

Quá trình làm việc người công nhân đứng máy phải mang bảo hộ lao động đúng quy định, phải đặt phôi vào đúng vị trí trên bàn cấp phôi, phải chú ý nguyên liệu cắt không bị dập nát.

Ở vị trí làm việc phải gọn gàng sạch sẽ tạo điều kiện cho việc thao tác bằng tay với nguyên liệu được nhanh và đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm.

Khi phát hiện có sự cố phải cho dừng máy bằng cách ngắt cầu dao chính của máy và báo ngay với người có trách nhiệm.

Nghỉ làm việc phải ngắt cầu dao điện an toàn trước khi rời khỏi nơi làm việc.

6.4. Sau khi làm việc.

Tuổi thọ của máy được kéo dài thêm và các hỏng khác sẽ được loại trừ nhờ vào việc bảo dưỡng thường xuyên và đúng lúc.

 Những vấn đề cần quan tâm bảo dưỡng trước tiên là:

Sau khi làm việc, phải thu gọn phôi và sản phẩm cắt bỏ vào nơi quy định làm sạch dao và các máng đỡ.

6.5 Vấn đề bảo dưỡng

-Vệ sinh máy sạch sẽ sau mỗi ca làm việc, lau chùi máy ở những vị trí máy tiếp xúc với nguyên liệu (quả dứa). Việc làm này không chỉ giúp bảo quản máy mà còn ảnh hưởng tới vệ sinh an toàn thực phẩm.

-Máy cần được bảo dưỡng và kiểm tra định kì mỗi 3 tháng. Khi máy xảy ra sự cố hay trục trặc ở một công đoạn nào thì cần phải được kiểm tra sửa chữa.

-Không được để máy làm việc quá tải, quá công suất quy định vì có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ của máy.

-Không leo trèo lên máy, hút thuốc, gác chân lên máy khi hoạt động.

-Cúp cầu dao ngắt điện sau khi rời khỏi nơi làm việc.

......................................................

KẾT LUẬN

 

Sau 03 tháng thực hiện làm đồ án tốt nghiệp “Thiết kế và chế tạo máy gọt vỏ dứa” dưới sự hướng dẫn của thầy em đã hoàn thành nhiệm vụ thiết kế đồ án theo đúng thời gian yêu cầu.

          Trong quá trình làm đồ án, đã tìm hiểu và nghiên cứu ứng dụng các lý thuyết về sức bền, kết cấu kim loại… và kiến thức chuyên môn đã được học trong nhà trường đồng thời qua khảo sát, tìm hiểu thực tế tại nhà máy các loại tương tự. Nhận thấy rằng loại máy gọt vỏ dứa có kết cấu đơn giản, làm việc dễ dàng và có hiệu quả sử dụng rộng rãi trong việc sản xuất trong các công ty xí nghiệp.

          Trong quá trình tính toán thiết kế máy, vì với thời gian có hạn, kiến thức chuyên môn cũng như kinh nghiệm thực tế còn ít, nên việc hoàn thành đồ án không tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận được sự chỉ bảo của quý thầy cô.

          Lời cuối em xin chân thành cảm ơn thầy cùng toàn thể quý thầy cô trong khoa Kỹ Thuật Công nghệ trường Đại Học Phạm Văn Đồng đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.

          Xin chúc Quý thầy cô sức khỏe và thành công trong công tác!