Tài liệu: Đề tài nckh thiết kế máy bóc vỏ trứng cút

Tài liệu nghiên cứu Đề tài nckh thiết kế máy bóc vỏ trứng cút, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về .

• Tác giả: Nguyễn Gia Bảo
• Người hướng dẫn: ThS. Dương Đăng Danh
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Khí
• Đề tài: Thiết Kế Máy Bóc Vỏ Trứng Cút
• Loại tài liệu: Báo Cáo Tổng Kết Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học Thiết Kế Máy Bóc Vỏ Trứng Cút

Đề tài nghiên cứu khoa học thiết kế máy bóc vỏ trứng cút là một dự án nghiên cứu ứng dụng thực tiễn trong lĩnh vực thực phẩm. Máy bóc vỏ trứng cút là thiết bị hỗ trợ quan trọng tại các quán ăn, xí nghiệp thực phẩm vừa và nhỏ. Trong những năm gần đây, nhu cầu sử dụng máy bóc vỏ trứng cút ngày càng tăng do sự phát triển của ngành thực phẩm. Đề tài này được thực hiện bởi sinh viên ngành Công nghệ kỹ thuật cơ khí tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM, dưới sự hướng dẫn của ThS. Dương Đăng Danh. Mục tiêu chính là thiết kế máy có năng suất cao, vận hành êm ái và giảm tối đa công việc của người tiêu dùng.

1.1. Lý Do Chọn Đề Tài và Ý Nghĩa Thực Tiễn

Lựa chọn đề tài thiết kế máy bóc vỏ trứng xuất phát từ nhu cầu thực tiễn của các cơ sở thực phẩm. Máy này giúp tiết kiệm thời gian và công lao động trong quá trình bóc vỏ trứng. Tăng năng suất chế biến và đảm bảo chất lượng sản phẩm cao. Hạn chế tỷ lệ phế phẩm và cải thiện điều kiện làm việc cho người lao động.

1.2. Mục Tiêu và Phạm Vi Nghiên Cứu

Mục tiêu chính của đề tài là thiết kế một máy bóc vỏ trứng cút hiệu suất cao. Phạm vi nghiên cứu bao gồm tính toán công suất, thiết kế các hệ thống truyền động, bộ trục và các chi tiết cơ khí. Đảm bảo máy hoạt động ổn định, an toàn và hiệu quả trong môi trường sản xuất thực phẩm.

II. Quy Trình Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Truyền Động

Quy trình tính toán thiết kế máy bóc vỏ trứng bao gồm nhiều bước kỹ thuật chi tiết. Đầu tiên, cần tính toán công suất và tốc độ trục công tác để xác định yêu cầu của động cơ. Tiếp theo, phải chọn động cơ phù hợp và phân phối tỷ số truyền hợp lý. Sau đó, tiến hành tính toán thiết kế bộ truyền đai để truyền động từ động cơ đến các bộ phận làm việc. Các bộ truyền đai phải đảm bảo truyền tải công suất ổn định và hiệu quả. Cuối cùng, thiết kế các hệ thống máng lắc và các chi tiết phụ trợ để đảm bảo hoạt động liên tục.

2.1. Tính Toán Công Suất và Tốc Độ Trục

Tốc độ quay trục công tác được xác định dựa trên năng suất mong muốn của máy. Công suất vít tải được tính toán từ các lực tác dụng lên các bộ phận làm việc. Phải tính toán chính xác để chọn động cơ điện phù hợp. Hệ thống máng lắc giúp vận chuyển trứng một cách an toàn từ đầu vào đến đầu ra.

2.2. Thiết Kế Bộ Truyền Đai và Puly

Bộ truyền đai là thành phần quan trọng trong hệ thống truyền động của máy. Cần thiết kế múi bộ truyền đai thang để đảm bảo truyền tải công suất hiệu quả. Chọn puly đúng loại và kích thước phù hợp với tỷ số truyền. Đai thang và puly phải chịu lực lớn và hoạt động trong điều kiện ẩm ướt của môi trường thực phẩm.

III. Thiết Kế Các Trục và Chi Tiết Cơ Khí Quan Trọng

Thiết kế các trục là một phần không thể thiếu trong đề tài nghiên cứu máy bóc vỏ trứng cút. Cần phải tính toán kỹ lưỡng tải trọng tác dụng lên từng trục để đảm bảo độ bền. Chọn vật liệu phù hợp như thép không gỉ hoặc inox để chịu được môi trường thực phẩm ẩm ướt. Xác định đường kính các tiết diện trục thông qua phân tích nội lực và kiểm nghiệm bền. Lựa chọn ổ lăn chất lượng cao để giảm ma sát và mài mòn. Thiết kế mối lắp then để truyền lực từ trục đến các bánh răng và puly.

3.1. Chọn Vật Liệu và Tính Toán Độ Bền

Vật liệu trục phải chịu được tải trọng lớn và điều kiện làm việc khắc nghiệt. Inox 304L là lựa chọn tối ưu cho máy bóc vỏ trứng vì khảng kỹ gỉ tốt. Phân tích nội lực giúp xác định điểm yếu nhất trên trục. Kiểm nghiệm độ bền bằng phương pháp tính toán kỹ thuật để đảm bảo an toàn.

3.2. Lựa Chọn Ổ Lăn và Thiết Kế Mối Lắp Then

Ổ lăn phải được chọn dựa trên tải trọng và tốc độ quay của trục. Dung sai lắp ghép phải chính xác để đảm bảo hoạt động mượt mà. Mối lắp then truyền mô men xoắn từ trục đến bánh dẫn. Thiết kế then bằng phải tuân theo chuẩn kỹ thuật để đảm bảo độ tin cậy.

IV. Kết Luận Và Ứng Dụng Thực Tiễn Của Đề Tài

Đề tài nghiên cứu khoa học thiết kế máy bóc vỏ trứng cút đã hoàn thành với kết quả tích cực. Máy được thiết kế với năng suất cao, hoạt động ổn định và an toàn. Các thông số kỹ thuật đáp ứng yêu cầu thực tiễn của các cơ sở thực phẩm. Ưu điểm chính bao gồm độ tự động hóa cao, giảm công lao động, và tỷ lệ phế phẩm thấp. Tuy nhiên, vẫn có những hạn chế cần cải thiện trong các phiên bản tiếp theo. Hướng phát triển tương lai là tăng mức độ tự động, cải thiện giao diện người dùng, và mở rộng ứng dụng cho các loại trứng khác. Kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm Việt Nam.

4.1. Thông Số Kỹ Thuật và Ưu Điểm Nổi Bật

Thông số kỹ thuật của máy bao gồm công suất động cơ, tốc độ quay, và năng suất bóc vỏ. Ưu điểm chính là tiết kiệm thời gian xử lý, giảm công sức lao động, và chất lượng sản phẩm cao. Máy vận hành êm ái, tiếng ồn thấp và phù hợp với chuẩn vệ sinh thực phẩm.

4.2. Kiến Nghị Ứng Dụng và Phát Triển Tương Lai

Kiến nghị sử dụng máy bóc vỏ trứng tại các nhà hàng, quán ăn và xí nghiệp thực phẩm. Có thể mở rộng ứng dụng cho các loại trứng khác như trứng gà, trứng vịt. Hướng phát triển là tăng cấp độ tự động, tích hợp hệ thống điều khiển thông minh, và giảm chi phí sản xuất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tông quan - Chương 2: Tính toán công suất và tốc độ cua trục công tác - Chương 3: Chọn động cơ – phân phối tỷ số truyền - Chương 4: Tính toán bộ truyền đai - Chương 5: Tính toán thiêt kê trục - Chương 6: Chọn ô lăn và tính chọn mối lăp then - Chương 7: Thiêt kê khung máy và các chi tiêt khác - Chương 8: Kêt luận 2 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT VÀ TỐC ĐỘ TRỤC CÔNG TÁC 2. Tốc độ quay của trục vít tải - Năng suất ước tính cân đạt 7000 trứng/h (tương đương 90 kg/h) - Đường kính trục vít tải chọn bằng 50mm dựa trên số liệu cua Đồ án tốt nghiệp đa thực hiện cua trường Đại học công nghệ TP. Năng suất cua trục vít tải tính theo công thức: πD3 Q  60 S.D D  0,05 (m): đường kính vít tải K  1 : hệ số phụ thuộc vào bước vít và trục vít (trong điều kiện binh thường lấy K  1, S  D ) ρ  1,076 : khối lượng riêng vật liệu c  1 :hệ số phụ thuộc vào goc nghiêng λ  0o cua vít tải Thay vào tính được: 4. Công suất của vít tải Công suất trên 2 trục vít tải tính theo công thức: 2Q 2Q.ω  H)  (ω  sin λ) (kW) (trang 259, [2]) 367 367 Trong đo: Q  0,09 (tấn/h): Năng suất vít tải L  0,5 (m): chiều dài vít tải ω  1,5 : hệ số cản chuyên động cua vât liệu (âm, không mài mòn) (trang 260, [2]) 3 Thay vào tính được: 2.

Hệ thống máng lắc - Giới thiệu + Tác dụng: làm nứt vo trứng trước khi tiên hành vào khâu tuốt vo + Cấu tạo: Hệ thống máng lăc dựa trên cơ cấu tay quay – con trượt, bao gồm: tay quay, thanh truyền, con trượt và ranh trượt.1: Cấu tạo cơ cấu tay quay con trượt được dùng trong máy - Tính toán + Nhận xét: cơ cấu tay quay – con trượt là cơ cấu chuyên động song phẳng biên đôi chuyên động quay thành tính tiên. trong đo chuyên động quay là chuyên động không đôi, chuyên động tịnh tiên là chuyên động thẳng biên đôi đều. Nên chọn thông số đâu vào là số vòng quay cua tay quay rồi tư đo kiêm nghiệm, tính toán ra vận tốc cua con trượt hay máng lăc. + Thông số cho trước: Số vòng quay tay quay: n = 90 vòng/phut =>  AB  9,5rad / s Khối lượng máng lăc: m = 2 Kg Khối lượng máng lăc khi làm việc m’ = 2,2 Kg (ước lượng chứa được 200 g trứng trong 1 lân).

Chiều dài ranh dẫn L = 150 mm 4 Xét hệ như hinh vẽ, hệ chuyên động song phẳng ABC với BC chuyên động song phẳng. Co  AB  9,5rad / s , AB = 75 mm, BC = 300 mm. Vi chuyên động tịnh tiên là chuyên động biên đôi, nên chọn ơ vị trí tốc độ đạt max (theo kiêm nghiệm). Giải bài toán được Vc = 0,734 m/s Xét tại điêm C, chiều dương như hinh vẽ, gốc thời gian khi goc   1800 ,   0,57 , g = 9,8 m/s2 Hình 2.2: Sơ đồ phân tích lực tại con trượt Áp dụng định luật 2 Newton ta co:       Fms  P  N  Fx  Fy  m.a Giải phương trinh ta ra được F = 2,26 N Xét thanh BC, ta được: Hình 2.3: Phân tích lực trên thanh truyền Vậy F’ = F = 2,26 N Xét tay lăc AB 5 Hình 2.4: Phân tích lực trên bánh dẫn trượt chứa tay lắc Momen xoăn tại A: M(A) = F’.1: Số liệu tính toán công suất và tốc độ quay trên trục công tác Trục công tác Trục máng lăc Tốc độ quay n (vòng/phut) 140 90 Công suất P (kW) 3,68 1,61 6 CHƯƠNG 3: CHỌN ĐỘNG CƠ – PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN Hình 3.1: Sơ đồ bố trí các trục có trên máy 3.

Chọn động cơ Các thông số đầu vào - Công suất trên truc công tác P (Plv): 3,68 kW - Số vòng quay trên trục công tác (nlv): 140 vg/ph - Công suất trên truc máng lăc (Pml): 1,61 kW - Số vòng quay trên trục máng lăc (nml): 90 vg/ph Tính cho hệ thống không có máng lắc Hiệu suất chung cua    5d  ol5 (trang 19, [8] – tập 1) Tra bảng: Trị số hiệu suất cua các loại bộ truyền và ô ol  0,995 : hiệu suất một căp ô lăn (trang 19, [8] – tập 1) d  0,92 : hiệu suất bộ truyền đai (trang 19, [8] – tập 1)   0,9955.0,925  0, 64  Công suất cân thiêt cua trục động cơ: Plv 3, 68 P1    5, 75  kW  (trang 19, [8] – tập 1)  0, 6 4 Tính cho hệ thống máng lắc 7    2d  ol2 (trang 19, [8] – tập 1) ol  0,995 : hiệu suất một căp ô lăn (trang 19, [8] – tập 1) d  0,92 : hiệu suất bộ truyền đai (trang 19, [8] – tập 1)   0,9952.0,922  0,84  Công suất cân thiêt cua trục động cơ: Pml 1, 61 P6    1, 92  kW  (trang 19, [8] – tập 1)  0,84 Công suất động cơ cân chọn tối thiêu Pct = P1 + P2 = 7,67 KW Xác định sơ bộ số vòng quay cua động cơ Ta co tốc độ quay trên trục làm việc: nlv = 140 (v/ph) Chọn sơ bộ tỷ số truyền trên các bộ truyền đai: uđ1 = 4; uđ2 = 2,5; uđ3 = 2,5; uđ4 = 1; uđ5 = 1; uđ6 = 4 Sơ bộ ti số truyền: usb= uđ1.1 = 10 Số vòng quay sơ bộ: nsb = usb.1: Kết quả chọn động cơ (trang 13, [1]) Ky hiệu Số vòng quay (v/ph) Công suất (KW) Khối lượng (Kg) 160M4A 1450 11 66 3. Phân phối tỉ số truyền �đ � 1450 - Tính ti số truyền chung: u = � = = 10,35 �� 140 - Tính số vòng quay trên các trục: ndc 1450 + Trục 01: n1 = =  362,5 (v/ph) ud 1 4 n1 362,5 + Trục 02: n2 = n4 = =  145 (v/ph) ud 2 2,5 n2 145 + Trục 03: n3 = n5 = =  145 (v/ph) ud 3 1 n1 362,5 + Trục 06: n6 = =  90, 6 (v/ph) ud 6 4 - Tính công suất trên các trục: 8 + Trục 06: Pml = 1,61 (KW) + Trục 03: P3 = P5 = Plv = 3,68 (KW) �3 3,68 + Trục 02: P2 = P4 = = 0,92.0,995 3 3 �1 7,26 + Trục động cơ: Pđc = = = 7,9 (KW) �đ 0,92 - Tính momen trên các trục: 9,55. 1,84 + Trục làm việc: T3 = T5 = �3 = 145 = 121186 ( N.mm ) Tóm tắt đặc tính kỹ thuật của hệ thống truyền động: Hình 3.2: Tóm tắt đặc tính kỹ thuật của hệ thống truyền động 9 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI Thông số làm việc cua các bộ truyền đai Điều kiện làm việc - Tải trọng không đôi, quay một chiều - Đai được điều chinh được - Làm việc 6h/ca, 2 ca/ngày, 300 ngày/năm, 5 năm - Đai được định kỳ điều chinh lực căng đai 4. Tính toán thiết kế bộ truyền đai I - Chọn tiêt diện đai Ta co: Pdc= 7,9 KW và nđc= 1450 v/ph => Chọn tiêt diện đai loại Ƃ (tiêu chuân DIN) (trang 59, [8] – tập 1) - Xác định bán kính đai Dựa vào bảng 4.4/(1 – 0,02 )  571 mm (trang 52, [8] – tập 1) Chọn d2 = 560 mm theo bảng 4.26 (trang 67, [8] – tập 1) Ti số truyền thực tê: 10 � 560 ut = 2 = =4 �1 140 �� −� 4−4 ∆� = 100% = 100% = 0% < 4% => Thoa man điều kiện � 4 - Tính khoảng cách trục asb a Ta co ut = 4 và theo bảng 4.14 (trang 60, [8] – tập 1), thi a/d2 = 0,95 => = 0,95 560 => a = 532 mm - Tính chiều dài đai L  .2102 ) Vậy a =   606 mm 4 4 - Tính goc ôm α1 d  d1 560  140  1  180 0  57 0.( ) = 1400 >1200 (trang 59, [8] a 606 – tập 1) - Xác định số đai Z 11 P1.CL CU CZ Trong đo P1 = 7,9 kW [PO] = 3,38 Kw tra bảng 4.19 (trang 62, [8] – tập 1) Kd = 1,1 (tải trọng tinh) (trang 55, [8] – tập 1) C = 0,89 với α1 = 1400 tra bảng 4.15 (trang 61, [8] – tập 1) CL = 1 tra bảng 4.0,95 - Tính chiều rộng bánh đai B Tra bảng 4.12,5 = 63 mm (trang 63, [8] – tập 1) Đường kính ngoài bánh đai da = d + 2.4,2 = 568,4 mm (trang 63, [8] – tập 1) - Xác định lực căng ban đâu Lực căng ban đâu: 780.Z Mà FV = qm.3 Lực tác dụng lên trục: 12  140 Fr  2.

Tính toán thiết kế bộ truyền đai II - Chọn tiêt diện đai Ta co: P1 = 2,58 KW và n1= 362,5 v/ph => Chọn tiêt diện đai loại Ƃ (tiêu chuân DIN) (trang 59, [8] – tập 1) - Xác định bán kính đai Dựa vào bảng 4.2,5/(1 – 0,02 )  357 mm (trang 52, [8] – tập 1) Chọn d2 = 355 mm theo bảng 4.26 (trang 67, [8] – tập 1) Ti số truyền thực tê: � 355 ut = 2 = = 2,54 �1 140 �� −� 2,54−2,5 ∆� = 100% = 100% = 1,6% < 4% => Thoa man điều kiện � 2,5 - Tính khoảng cách trục asb Ta co ut = 2,54, theo bảng 4.14 (trang 60, [8] – tập 1) thi a/d2 = 1,092 a =>  1, 092 => a = 388 mm 355 - Tính chiều dài đai L  .107,52 ) Vậy a =   425 mm 4 4 - Tính goc ôm α1 d  d1 355  140  1  180 0  57 0.( ) = 1510 >1200 (trang 54, [8] a 425 – tập 1) - Xác định số đai Z P1.CL CU CZ Trong đo P2 = 2,58 kW [PO] = 1,2 Kw tra bảng 4.19 (trang 62, [8] – tập 1) Kd = 1,1 (tải trọng tinh) (trang 55, [8] – tập 1) C = 0,92 với α1 = 1510 tra bảng 4.15 (trang 61, [8] – tập 1) CL = 0,95 tra bảng 4.0,95 - Tính chiều rộng bánh đai B Tra bảng 4.12,5 = 63 mm (trang 63, [8] – tập 1) Đường kính ngoài bánh đai da = d + 2.4,2 = 363,4 mm (trang 63, [8] – tập 1) - Xác định lực căng ban đâu Lực căng ban đâu: 780.Z Mà FV = qm.3 Lực tác dụng lên trục:  151 Fr  2.